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JP7839743B2 - Method for manufacturing polarizing film and polarizing film - Google Patents
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JP7839743B2 - Method for manufacturing polarizing film and polarizing film - Google Patents

Method for manufacturing polarizing film and polarizing film

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JP7839743B2 JP2022565341A JP2022565341A JP7839743B2 JP 7839743 B2 JP7839743 B2 JP 7839743B2 JP 2022565341 A JP2022565341 A JP 2022565341A JP 2022565341 A JP2022565341 A JP 2022565341A JP 7839743 B2 JP7839743 B2 JP 7839743B2
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Description

本発明は、偏光フィルムの製造方法及び偏光フィルムに関する。This invention relates to a method for manufacturing a polarizing film and to a polarizing film.

偏光の透過及び遮蔽機能を有する偏光板は、光の偏光状態を変化させる液晶と共に液晶ディスプレイ(LCD)の基本的な構成要素である。多くの偏光板は偏光フィルムの表面に三酢酸セルロース(TAC)フィルムなどの保護膜が貼り合わされた構造を有している。偏光フィルムとしてはポリビニルアルコールフィルム(以下、「ポリビニルアルコール」を「PVA」と略記することがある)を一軸延伸してなるマトリックス(一軸延伸して配向させた延伸フィルム)にヨウ素系色素(I やI 等)が吸着しているものが主流となっている。このような偏光フィルムは、二色性色素を予め含有させたPVAフィルムを一軸延伸したり、PVAフィルムの一軸延伸と同時に二色性色素を吸着させたり、PVAフィルムを一軸延伸した後に二色性色素を吸着させたりするなどして製造される。 Polarizing plates, which have the function of transmitting and blocking polarized light, are a basic component of liquid crystal displays (LCDs) along with liquid crystals that change the polarization state of light. Many polarizing plates have a structure in which a protective film such as cellulose triacetate (TAC) film is laminated to the surface of a polarizing film. As for polarizing films, the mainstream is one in which an iodine-based dye ( I3- or I5- , etc.) is adsorbed onto a matrix (a stretched film that has been uniaxially stretched and oriented) made of polyvinyl alcohol film (hereinafter, "polyvinyl alcohol" may be abbreviated as " PVA "). Such polarizing films are manufactured by uniaxially stretching a PVA film that already contains a dichroic dye, adsorbing a dichroic dye at the same time as uniaxial stretching of a PVA film, or adsorbing a dichroic dye after uniaxial stretching of a PVA film.

LCDは、電卓、腕時計、スマートフォンなどの小型機器、ノートパソコン、液晶モニター、液晶カラープロジェクター、液晶テレビ、車載用ナビゲーションシステム、携帯電話、屋内外で用いられる計測機器などの広範な用途において用いられている。近年のディスプレイの高性能化に対応して、優れた光学性能を有する偏光フィルムが求められている。また、一方でディスプレイの薄型化も進行しており、これに伴って収縮応力の小さい偏光フィルムも求められている。LCDs are used in a wide range of applications, including small devices such as calculators, watches, and smartphones, as well as laptop computers, LCD monitors, LCD color projectors, LCD televisions, in-car navigation systems, mobile phones, and measuring instruments used both indoors and outdoors. In response to the increasing performance of displays in recent years, there is a demand for polarizing films with superior optical performance. Furthermore, as displays become thinner, there is also a need for polarizing films with low shrinkage stress.

特許文献1には、偏光性能に優れた偏光フィルムの製造方法として、偏光フィルムの製造工程において所定の電磁波を照射する方法が記載されている。また、特許文献2には、偏光性能に優れ、なおかつ収縮応力が小さい偏光フィルムの製造方法として、60~70℃のホウ酸水溶液中でPVAフィルムを1.8~3.0倍に延伸し、かつ総延伸倍率を6~8倍とする方法が記載されている。Patent Document 1 describes a method for manufacturing a polarizing film with excellent polarization performance, which involves irradiating a predetermined electromagnetic wave during the manufacturing process of the polarizing film. Patent Document 2 describes a method for manufacturing a polarizing film with excellent polarization performance and low shrinkage stress, which involves stretching a PVA film to 1.8 to 3.0 times its original size in a boric acid aqueous solution at 60 to 70°C, with a total stretching ratio of 6 to 8 times.

特開2018-032025号公報Japanese Patent Publication No. 2018-032025 国際公開第2017/138551号International Publication No. 2017/138551

しかしながら、特許文献1に記載の方法では、従来の製造工程に追加の工程が必要であったり、電磁波の強度の管理を厳密に行なわないとPVAの配向が過剰に緩和して偏光フィルムの偏光性能が低下したりするため、工業的な実施が困難であった。また、特許文献2に記載の方法ではその延伸条件が過酷なために、PVAフィルムが延伸中に溶解することがあり、偏光フィルムの歩留まりが低下するという問題があった。However, the method described in Patent Document 1 required additional steps to the conventional manufacturing process, and if the intensity of electromagnetic waves was not strictly controlled, the orientation of the PVA would be excessively relaxed, reducing the polarization performance of the polarizing film, making industrial implementation difficult. Furthermore, the method described in Patent Document 2 had the problem that the PVA film would melt during stretching due to the harsh stretching conditions, resulting in a decrease in the yield of the polarizing film.

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、偏光性能に優れ、なおかつ収縮応力の小さい偏光フィルムの製造方法を提供することを目的とするものである。The present invention was made to solve the above problems, and aims to provide a method for manufacturing a polarizing film that has excellent polarization performance and low shrinkage stress.

本発明者らが鋭意検討したところ、偏光性能に優れ、なおかつ収縮応力が小さい偏光フィルムを製造するには、偏光フィルム製造工程における延伸工程と乾燥工程におけるPVAフィルムの膜幅の収縮現象(以下、本現象を「ネックイン現象」と称することがある)を適切に制御して膜幅の収縮率(以下、本収縮率を「ネックイン率」と称することがある)を一定範囲内に制御することが重要であることを見出した。Through diligent research, the inventors of this invention have found that in order to manufacture a polarizing film with excellent polarization performance and low shrinkage stress, it is important to appropriately control the shrinkage phenomenon of the film width of the PVA film during the stretching and drying processes in the polarizing film manufacturing process (hereinafter, this phenomenon may be referred to as the "neck-in phenomenon") and control the shrinkage rate of the film width (hereinafter, this shrinkage rate may be referred to as the "neck-in rate") to be within a certain range.

すなわち、本発明は、
[1]ポリビニルアルコールフィルムを二色性色素で染色する染色工程、染色したポリビニルアルコールフィルムを、ホウ酸を含む水溶液中で一軸延伸する延伸工程、及び延伸したポリビニルアルコールフィルムを乾燥させる乾燥工程を含む偏光フィルムの製造方法であって、前記延伸工程の水溶液のホウ酸濃度が1質量%~3質量%であり、総延伸倍率が5.5倍~7.4倍であり、下記式(1)で表されるトータルネックイン率(A)が57.5%~61.0%であり、前記延伸工程における下記式(2)で表されるネックイン率(B)が31.0%~38.0%であり、前記乾燥工程における下記式(3)で表されるネックイン率(C)が9.8%~16.5%である、偏光フィルムの製造方法。;
トータルネックイン率(A)={(X1-X2)/X1}×100 (1)
ネックイン率(B) ={(Y1-Y2)/Y1}×100 (2)
ネックイン率(C) ={(Z1-X2)/Z1}×100 (3)
[X1は、前記染色工程前のポリビニルアルコールフィルムの幅の長さ(m)を表し、X2は、前記乾燥工程後のポリビニルアルコールフィルムの幅の長さ(m)を表し、Y1は、前記延伸工程前のポリビニルアルコールフィルムの幅の長さ(m)を表し、Y2は、前記延伸工程後のポリビニルアルコールフィルムの幅の長さ(m)を表し、Z1は、前記乾燥工程前のポリビニルアルコールフィルムの幅の長さ(m)を表す。];
[2]前記延伸工程までの下記式(4)で表されるネックイン率(D)が46.0%~54.0%である、前記[1]に記載の偏光フィルムの製造方法。;
ネックイン率(D)={(X1-Y2)/X1}×100 (4)
[3]前記トータルネックイン率(A)と前記ネックイン率(D)の差((A)-(D))であるネックイン率差(W)が8.0~11.0%である、前記[2]に記載の偏光フィルムの製造方法;
[4]前記ネックイン率差(W)と前記トータルネックイン率(A)の比((W)/(A))が0.14~0.19である、前記[3]に記載の偏光フィルムの製造方法;
[5]偏光フィルム中の全ホウ素元素含有量が2.0~4.0質量%である、前記[1]~[4]のいずれかに記載の偏光フィルムの製造方法;
[6]前記延伸工程における延伸温度が53℃~70℃である、前記[1]~[5]のいずれかに記載の偏光フィルムの製造方法;
[7]前記乾燥工程における乾燥温度が60℃~100℃である、前記[1]~[6]のいずれかに記載の偏光フィルムの製造方法;
[8]偏光フィルムの単体透過率44%のときの偏光度が99.963%以上、且つ、収縮応力が100N/mm以下である、前記[1]~[7]のいずれかに記載の偏光フィルムの製造方法;
[9]ポリビニルアルコールフィルムからなり、単体透過率44%のときの偏光度が99.963%以上、且つ、収縮応力が100N/mm以下である、偏光フィルム;
[10]偏光フィルム中の全ホウ素元素含有量が4.0質量%以下である、前記[9]に記載の偏光フィルム;
に関する。
In other words, the present invention is
[1] A method for manufacturing a polarizing film, comprising a dyeing step of dyeing a polyvinyl alcohol film with a dichroic dye, a stretching step of uniaxially stretching the dyed polyvinyl alcohol film in an aqueous solution containing boric acid, and a drying step of drying the stretched polyvinyl alcohol film, wherein the boric acid concentration of the aqueous solution in the stretching step is 1% to 3% by mass, the total stretching ratio is 5.5 to 7.4 times, the total neck-in ratio (A) represented by the following formula (1) is 57.5% to 61.0%, the neck-in ratio (B) represented by the following formula (2) in the stretching step is 31.0% to 38.0%, and the neck-in ratio (C) represented by the following formula (3) in the drying step is 9.8% to 16.5%.
Total neck-in ratio (A) = {(X1 - X2) / X1} × 100 (1)
Neck-in ratio (B) = {(Y1 - Y2) / Y1} × 100 (2)
Neck-in ratio (C) = {(Z1 - X2) / Z1} × 100 (3)
[X1 represents the width (m) of the polyvinyl alcohol film before the dyeing process, X2 represents the width (m) of the polyvinyl alcohol film after the drying process, Y1 represents the width (m) of the polyvinyl alcohol film before the stretching process, Y2 represents the width (m) of the polyvinyl alcohol film after the stretching process, and Z1 represents the width (m) of the polyvinyl alcohol film before the drying process.]
[2] The method for manufacturing a polarizing film according to [1], wherein the neck-in ratio (D) represented by the following formula (4) up to the stretching step is 46.0% to 54.0%.
Neck-in ratio (D) = {(X1 - Y2) / X1} × 100 (4)
[3] A method for manufacturing a polarizing film according to [2], wherein the difference in the neck-in rate (W), which is the difference between the total neck-in rate (A) and the neck-in rate (D) ((A) - (D)), is 8.0 to 11.0%;
[4] A method for manufacturing a polarizing film according to [3], wherein the ratio of the difference in neck-in ratio (W) to the total neck-in ratio (A) ((W)/(A)) is 0.14 to 0.19;
[5] A method for producing a polarizing film according to any one of [1] to [4] above, wherein the total boron content in the polarizing film is 2.0 to 4.0% by mass;
[6] A method for manufacturing a polarizing film according to any one of [1] to [5], wherein the stretching temperature in the stretching step is 53°C to 70°C;
[7] A method for manufacturing a polarizing film according to any one of [1] to [6], wherein the drying temperature in the drying step is 60°C to 100°C;
[8] A method for manufacturing a polarizing film according to any one of [1] to [7] above , wherein the degree of polarization of the polarizing film is 99.963% or more when the transmittance of the polarizing film alone is 44%, and the shrinkage stress is 100 N/mm² or less;
[9] A polarizing film made of polyvinyl alcohol film, having a polarization degree of 99.963% or higher when the single-layer transmittance is 44%, and a shrinkage stress of 100 N/ mm² or less;
[10] The polarizing film according to [9], wherein the total boron content in the polarizing film is 4.0% by mass or less;
Regarding.

本発明の偏光フィルムの製造方法によれば、偏光性能に優れ、なおかつ収縮応力が小さい偏光フィルムを製造することができる。このため、得られる偏光フィルムは、高性能液晶ディスプレイ、特に高温下で使用されることのある液晶ディスプレイに好適に用いることができる。The present invention provides a method for manufacturing polarizing films that exhibits excellent polarization performance and low shrinkage stress. Therefore, the resulting polarizing film is suitable for use in high-performance liquid crystal displays, particularly those used at high temperatures.

実施例1~5及び比較例1~9で得られた偏光フィルムの収縮応力に対する単体透過率44%のときにおける偏光度をプロットしたグラフである。This graph plots the degree of polarization at a single-layer transmittance of 44% against the shrinkage stress of the polarizing films obtained in Examples 1-5 and Comparative Examples 1-9. 実施例1~5及び比較例1~9で得られた偏光フィルムの収縮応力に対する延伸張力をプロットしたグラフである。This graph plots the tensile tension against the shrinkage stress of the polarizing films obtained in Examples 1-5 and Comparative Examples 1-9.

本発明の偏光フィルムの製造方法は、PVAフィルムを二色性色素で染色する染色工程、染色したPVAフィルムを、ホウ酸を含む水溶液中で一軸延伸する延伸工程、及び延伸されたPVAフィルムを乾燥させる乾燥工程を含む偏光フィルムの製造方法であって、前記延伸工程の水溶液のホウ酸濃度が1質量%~3質量%であり、総延伸倍率が5.5倍~7.4倍であり、下記式(1)で表されるトータルネックイン率(A)が57.5%~61.0%であり、前記延伸工程における下記式(2)で表されるネックイン率(B)が31.0%~38.0%であり、前記乾燥工程における下記式(3)で表されるネックイン率(C)が9.8%~16.5%である、偏光フィルムの製造方法である。
トータルネックイン率(A)={(X1-X2)/X1}×100 (1)
ネックイン率(B) ={(Y1-Y2)/Y1}×100 (2)
ネックイン率(C) ={(Z1-X2)/Z1}×100 (3)
The present invention relates to a method for manufacturing a polarizing film, comprising a dyeing step of dyeing a PVA film with a dichroic dye, a stretching step of uniaxially stretching the dyed PVA film in an aqueous solution containing boric acid, and a drying step of drying the stretched PVA film, wherein the boric acid concentration of the aqueous solution in the stretching step is 1% to 3% by mass, the total stretching ratio is 5.5 to 7.4 times, the total neck-in ratio (A) represented by the following formula (1) is 57.5% to 61.0%, the neck-in ratio (B) represented by the following formula (2) in the stretching step is 31.0% to 38.0%, and the neck-in ratio (C) represented by the following formula (3) in the drying step is 9.8% to 16.5%.
Total neck-in ratio (A) = {(X1 - X2) / X1} × 100 (1)
Neck-in ratio (B) = {(Y1 - Y2) / Y1} × 100 (2)
Neck-in ratio (C) = {(Z1 - X2) / Z1} × 100 (3)

前記式(1)~(3)において、X1は、前記染色工程前のPVAフィルムの幅の長さ(偏光フィルムの製造に供する未延伸のPVAフィルムの幅の長さ)(m)を表し、X2は、前記乾燥工程後のPVAフィルムの幅の長さ(m)を表し、Y1は、前記延伸工程前のPVAフィルムの幅の長さ(m)を表し、Y2は、前記延伸工程後のPVAフィルムの幅の長さ(m)を表し、Z1は、前記乾燥工程前のPVAフィルムの幅の長さ(m)を表す。なお、乾燥工程の後に、後述する熱処理工程を設ける場合、熱処理後のPVAフィルムの幅の長さ(m)をX2とすることができる。延伸工程の前に、架橋工程を設ける場合、架橋工程後で、且つ、延伸工程前のPVAフィルムの幅の長さ(m)をY1とすることができる。延伸工程の後に、後述する洗浄工程を設ける場合、延伸工程後で、且つ、洗浄工程前のPVAフィルムの幅の長さ(m)をY2とすることができる。In formulas (1) to (3) above, X1 represents the width of the PVA film before the dyeing process (the width of the unstretched PVA film used for manufacturing the polarizing film) (m), X2 represents the width of the PVA film after the drying process (m), Y1 represents the width of the PVA film before the stretching process (m), Y2 represents the width of the PVA film after the stretching process (m), and Z1 represents the width of the PVA film before the drying process (m). If a heat treatment process, described later, is provided after the drying process, the width of the PVA film after the heat treatment (m) can be set to X2. If a crosslinking process is provided before the stretching process, the width of the PVA film after the crosslinking process and before the stretching process (m) can be set to Y1. If a washing process, described later, is provided after the stretching process, the width of the PVA film after the stretching process and before the washing process (m) can be set to Y2.

偏光性能に優れ、なおかつ収縮応力の小さい偏光フィルムを製造するうえで、トータルネックイン率(A)、延伸工程におけるネックイン率(B)、乾燥工程におけるネックイン率(C)を同時に制御する必要がある。トータルネックイン率(A)を制御することで偏光性能や歩留まりの低下を抑制できる。To manufacture polarizing films with excellent polarization performance and low shrinkage stress, it is necessary to simultaneously control the total neck-in ratio (A), the neck-in ratio in the stretching process (B), and the neck-in ratio in the drying process (C). By controlling the total neck-in ratio (A), it is possible to suppress the decline in polarization performance and yield.

延伸工程では、PVAが高度に配向することによってヨウ素系色素が高度に配向したり、残留応力が発生したりする。そして、乾燥工程では、PVAの配向緩和や結晶化によって残留応力が解放されると同時に、不要なヨウ素系色素が熱で分解されることで偏光性能が向上する場合と必要なヨウ素系色素まで熱で分解されることで偏光性能が低下する場合がある。このため、延伸工程におけるネックイン率(B)と乾燥工程におけるネックイン率(C)を適正に制御することで偏光性能に優れ、なおかつ収縮応力の小さい偏光フィルムを製造することができる。In the stretching process, the PVA becomes highly oriented, which can lead to the highly oriented iodine-based dyes and the generation of residual stress. In the drying process, the residual stress is released through the relaxation of PVA orientation and crystallization. At the same time, unwanted iodine-based dyes are decomposed by heat, which can improve polarization performance, or it can decompose necessary iodine-based dyes, which can decrease polarization performance. Therefore, by appropriately controlling the neck-in ratio (B) in the stretching process and the neck-in ratio (C) in the drying process, it is possible to manufacture a polarizing film with excellent polarization performance and low shrinkage stress.

トータルネックイン率(A)は、57.5%以上である必要があり、好ましくは58.5%以上であり、より好ましくは59.0%以上である。トータルネックイン率(A)は、61.0%以下である必要があり、好ましくは60.8%以下であり、より好ましくは60.5%以下である。トータルネックイン率(A)が57.5%未満の場合は延伸工程までにおけるネックイン現象が不十分で膜幅が過度に広くなる場合が多く、偏光フィルムの表面にしわが発生して偏光性能が低下したり、偏光フィルムの歩留まりが低下したりしやすいため好ましくない。一方でトータルネックイン率(A)が61.0%を超える場合は延伸工程までにネックイン現象が過度に進行しており、延伸工程や乾燥工程でPVAフィルムの切断が発生して歩留まりが低下したり、不要なヨウ素系色素まで安定化して偏光性能が低下したりすることがあるため好ましくない。トータルネックイン率(A)をこれらの範囲に調整する方法としては、特に限定されないが、例えば、膨潤工程、染色工程、架橋工程、延伸工程及び洗浄工程の各工程における水溶液のホウ酸濃度と温度、膨潤工程、染色工程、架橋工程、延伸工程、洗浄工程の各工程における延伸倍率、並びに、乾燥工程における乾燥温度及び乾燥時間などを、適宜調整する方法があげられる。The total neck-in rate (A) must be 57.5% or higher, preferably 58.5% or higher, and more preferably 59.0% or higher. The total neck-in rate (A) must be 61.0% or lower, preferably 60.8% or lower, and more preferably 60.5% or lower. If the total neck-in rate (A) is less than 57.5%, the neck-in phenomenon up to the stretching process is insufficient, often resulting in an excessively wide film width. This is undesirable because it can lead to wrinkles on the surface of the polarizing film, reducing polarization performance and decreasing the yield of the polarizing film. On the other hand, if the total neck-in rate (A) exceeds 61.0%, the neck-in phenomenon has progressed excessively up to the stretching process, which can lead to PVA film breakage during the stretching and drying processes, reducing yield, and stabilizing unwanted iodine-based dyes, further reducing polarization performance. There are no particular limitations on the method for adjusting the total neck-in ratio (A) to these ranges, but examples include appropriately adjusting the boric acid concentration and temperature of the aqueous solution in each of the swelling, dyeing, crosslinking, stretching, and washing steps, the stretching ratio in each of the swelling, dyeing, crosslinking, stretching, and washing steps, and the drying temperature and drying time in the drying step.

延伸工程におけるネックイン率(B)は、31.0%以上である必要があり、好ましくは32.0%以上であり、より好ましくは33.0%以上である。延伸工程におけるネックイン率(B)は、38.0%以下である必要があり、好ましくは37.5%以下であり、より好ましくは37.0%以下であり、特に好ましくは36.0%以下である。延伸工程におけるネックイン率(B)が31.0%未満の場合はヨウ素系色素を高度に配向させることができず、偏光性能に優れた偏光フィルムを得ることが困難になるため好ましくない。一方で、延伸工程におけるネックイン率(B)が38.0%を超える場合は、理由は定かではないが、PVA分子鎖間の相互作用やホウ酸による架橋が強固になるため、乾燥工程でネックイン現象を進行させることができなくなり、不要なヨウ素系色素の分解やPVAの配向緩和や結晶化による残留応力の解放が不十分になり、偏光性能に優れ、なおかつ収縮応力が小さい偏光フィルムを得ることが困難になるため好ましくない。ネックイン率(B)をこれらの範囲に調整する方法としては、特に限定されないが、例えば、延伸工程における水溶液のホウ酸濃度と温度、延伸倍率などを、適宜調整する方法があげられる。The neck-in ratio (B) in the stretching process must be 31.0% or higher, preferably 32.0% or higher, and more preferably 33.0% or higher. The neck-in ratio (B) in the stretching process must be 38.0% or lower, preferably 37.5% or lower, more preferably 37.0% or lower, and particularly preferably 36.0% or lower. If the neck-in ratio (B) in the stretching process is less than 31.0%, the iodine-based dye cannot be highly oriented, making it difficult to obtain a polarizing film with excellent polarization performance, which is undesirable. On the other hand, if the neck-in ratio (B) in the stretching process exceeds 38.0%, although the reason is unclear, the interactions between PVA molecular chains and crosslinking by boric acid become stronger, making it impossible to promote the neck-in phenomenon in the drying process. This results in insufficient decomposition of unwanted iodine-based dyes and release of residual stress through relaxation of PVA orientation and crystallization, making it difficult to obtain a polarizing film with excellent polarization performance and low shrinkage stress, which is undesirable. There are no particular limitations on the method for adjusting the neck-in ratio (B) to these ranges, but examples include appropriately adjusting the boric acid concentration and temperature of the aqueous solution in the stretching process, the stretching ratio, etc.

乾燥工程におけるネックイン率(C)は、9.8%以上である必要があり、好ましくは11.5%以上であり、より好ましくは12.0%以上であり、特に好ましくは12.5%以上である。乾燥工程におけるネックイン率(C)は、16.5%以下である必要があり、好ましくは16.3%以下であり、より好ましくは16.1%以下である。乾燥工程におけるネックイン率(C)が9.8%未満の場合は、PVAの配向緩和や結晶化による残留応力の解放が不十分となり、収縮応力の小さい偏光フィルムを得ることが困難になるため好ましくない。一方で乾燥工程におけるネックイン率(C)が16.5%を超える場合は、PVAの配向緩和が過度に進行して必要なヨウ素系色素まで分解するため、偏光性能に優れた偏光フィルムを得ることが困難になるために好ましくない。ネックイン率(C)をこれらの範囲に調整する方法としては、特に限定されないが、例えば、乾燥工程における乾燥温度及び乾燥時間などを、適宜調整する方法があげられる。The neck-in ratio (C) in the drying process must be 9.8% or higher, preferably 11.5% or higher, more preferably 12.0% or higher, and particularly preferably 12.5% or higher. The neck-in ratio (C) in the drying process must be 16.5% or lower, preferably 16.3% or lower, and more preferably 16.1% or lower. If the neck-in ratio (C) in the drying process is less than 9.8%, the relaxation of PVA orientation and the release of residual stress due to crystallization will be insufficient, making it difficult to obtain a polarizing film with low shrinkage stress, which is undesirable. On the other hand, if the neck-in ratio (C) in the drying process exceeds 16.5%, the relaxation of PVA orientation will proceed excessively, decomposing even the necessary iodine-based dyes, making it difficult to obtain a polarizing film with excellent polarizing performance, which is undesirable. There are no particular limitations on the method for adjusting the neck-in ratio (C) to these ranges, but for example, one method is to appropriately adjust the drying temperature and drying time in the drying process.

総延伸倍率は、5.5倍以上の必要があり、好ましくは5.8倍以上であり、より好ましくは5.9倍以上であり、特に好ましくは6.0倍以上である。総延伸倍率は、7.4倍以下の必要があり、好ましくは7.3倍以下であり、より好ましくは7.2倍以下であり、特に好ましくは6.8倍以下である。総延伸倍率とは、偏光フィルムの製造に供する未延伸のPVAフィルムの元長さに対して、全工程を経ることで延伸された偏光フィルムの長さの倍率をいう。総延伸倍率が5.5倍未満の場合は、ネックイン現象を十分に進行させてヨウ素系色素を高度に配向させることができないため偏光性能に優れた偏光フィルムを得ることが困難となり好ましくない。一方で、総延伸倍率が7.4倍を超える場合は、ネックイン現象が過度に進行し、PVAの配向緩和や結晶化による残留応力の解放を十分に行うことができなくなるため、収縮応力の小さい偏光フィルムを得ることが困難となり好ましくない。その他、延伸が不均一になりやすく、偏光フィルムの歩留まりが低下することもあり、生産性の点でも好ましくない。総延伸倍率をこれらの範囲に調整する方法としては、特に限定されないが、例えば、膨潤工程、染色工程、架橋工程、延伸工程、洗浄工程の各工程における延伸倍率を、適宜調整する方法があげられる。The total stretching ratio must be 5.5 times or more, preferably 5.8 times or more, more preferably 5.9 times or more, and particularly preferably 6.0 times or more. The total stretching ratio must be 7.4 times or less, preferably 7.3 times or less, more preferably 7.2 times or less, and particularly preferably 6.8 times or less. The total stretching ratio refers to the ratio of the length of the polarizing film stretched through all processes to the original length of the unstretched PVA film used in the manufacture of the polarizing film. If the total stretching ratio is less than 5.5 times, it is not possible to sufficiently advance the neck-in phenomenon and highly orient the iodine-based dye, making it difficult to obtain a polarizing film with excellent polarizing performance, which is undesirable. On the other hand, if the total stretching ratio exceeds 7.4 times, the neck-in phenomenon progresses excessively, making it difficult to sufficiently relax the orientation of the PVA and release residual stress through crystallization, making it difficult to obtain a polarizing film with low shrinkage stress, which is undesirable. Furthermore, uneven stretching is likely to occur, which can reduce the yield of polarizing films and is undesirable from a productivity standpoint. There are no particular limitations on the method for adjusting the total stretching ratio to these ranges, but for example, one method is to appropriately adjust the stretching ratio in each step of the swelling process, dyeing process, crosslinking process, stretching process, and washing process.

延伸工程の水溶液のホウ酸濃度が1.0質量%以上であることが好ましく、より好ましくは1.1質量%以上であり、特に好ましくは1.2質量%以上であり、さらに好ましくは1.4質量%以上である。延伸工程の水溶液のホウ酸濃度が3.0質量%以下であることが好ましく、より好ましくは2.9質量%以下であり、特に好ましくは2.5質量%以下であり、さらに好ましくは2.0質量%以下である。延伸工程の水溶液中のホウ酸濃度が1.0質量%未満の場合は、ホウ酸による架橋が不足して延伸工程におけるネックイン現象が不足してヨウ素系色素を高度に配向することが難しく、偏光性能に優れた偏光フィルムを得ることが困難になるため好ましくない。一方で、延伸工程中の水溶液中のホウ酸濃度が3.0質量%を超える場合は、ホウ酸による架橋が過剰に形成されて延伸工程で不要なヨウ素系色素が形成されたり、乾燥工程でのネックイン現象が不足してPVAの配向緩和や結晶化による残留応力の解放を十分に行うことができなくなったりして、偏光性能に優れて、なおかつ収縮応力が小さい偏光フィルムを得ることが困難になるため好ましくない。The boric acid concentration in the aqueous solution used in the stretching process is preferably 1.0% by mass or more, more preferably 1.1% by mass or more, particularly preferably 1.2% by mass or more, and even more preferably 1.4% by mass or more. The boric acid concentration in the aqueous solution used in the stretching process is preferably 3.0% by mass or less, more preferably 2.9% by mass or less, particularly preferably 2.5% by mass or less, and even more preferably 2.0% by mass or less. If the boric acid concentration in the aqueous solution used in the stretching process is less than 1.0% by mass, the crosslinking by boric acid is insufficient, resulting in insufficient neck-in phenomenon in the stretching process, making it difficult to highly orient the iodine-based dye, and thus making it difficult to obtain a polarizing film with excellent polarizing performance, which is undesirable. On the other hand, if the boric acid concentration in the aqueous solution during the stretching process exceeds 3.0% by mass, excessive crosslinking by boric acid may occur, leading to the formation of unwanted iodine-based dyes during the stretching process. Alternatively, the neck-in phenomenon during the drying process may be insufficient, preventing adequate relaxation of PVA orientation and release of residual stress through crystallization. This makes it difficult to obtain a polarizing film with excellent polarization performance and low shrinkage stress, which is undesirable.

前記延伸工程までの下記式(4)で表されるネックイン率(D)は、46.0%以上であることが好ましく、より好ましくは48.5%以上であり、特に好ましくは49.0%以上であり、さらに好ましくは49.3%以上である。前記延伸工程までの下記式(4)で表されるネックイン率(D)は、54.0%以下であることが好ましく、より好ましくは53.0%以下であり、特に好ましくは52.0%以下であり、さらに好ましくは51.2%以下である。
ネックイン率(D)={(X1-Y2)/X1}×100 (4)
The neck-in ratio (D) represented by the following formula (4) up to the stretching step is preferably 46.0% or more, more preferably 48.5% or more, particularly preferably 49.0% or more, and even more preferably 49.3% or more. The neck-in ratio (D) represented by the following formula (4) up to the stretching step is preferably 54.0% or less, more preferably 53.0% or less, particularly preferably 52.0% or less, and even more preferably 51.2% or less.
Neck-in ratio (D) = {(X1 - Y2) / X1} × 100 (4)

延伸工程までのネックイン率(D)が46.0%未満の場合、全工程中で進行するネックイン現象において、延伸工程までに進行するネックイン現象が不足し、ヨウ素系色素を高度に配向させることできず、偏光性能に優れた偏光フィルムを得ることが難しくなる傾向にある。一方で、延伸工程までのネックイン率(D)が54.0%を超える場合は、全工程中で進行するネックイン現象において、延伸工程までに進行するネックイン現象が過剰であり、延伸工程以降で、偏光フィルムの歩留まりが低下しない方法でPVAの配向緩和や結晶化による残留応力の解放を行うことが難しくなり、収縮応力の小さい偏光フィルムを得ることが難しくなる傾向にある。ネックイン率(D)をこれらの範囲に調整する方法としては、特に限定されないが、例えば、染色工程、架橋工程及び延伸工程の各工程における水溶液のホウ酸濃度と温度、膨潤工程、染色工程、架橋工程及び延伸工程の各工程における延伸倍率、並びに、乾燥工程における乾燥温度及び乾燥時間などを、適宜調整する方法があげられる。If the neck-in ratio (D) up to the stretching step is less than 46.0%, the neck-in phenomenon that progresses throughout the entire process up to the stretching step is insufficient, making it difficult to highly orient the iodine-based dye and thus making it difficult to obtain a polarizing film with excellent polarization performance. On the other hand, if the neck-in ratio (D) up to the stretching step exceeds 54.0%, the neck-in phenomenon that progresses throughout the entire process up to the stretching step is excessive, making it difficult to relax the orientation of PVA or release residual stress through crystallization in a way that does not reduce the yield of the polarizing film after the stretching step, thus making it difficult to obtain a polarizing film with low shrinkage stress. There are no particular limitations on how to adjust the neck-in ratio (D) to these ranges, but examples include appropriately adjusting the boric acid concentration and temperature of the aqueous solution in each of the dyeing, crosslinking, and stretching steps, the stretching ratio in each of the swelling, dyeing, crosslinking, and stretching steps, and the drying temperature and drying time in the drying step.

前記トータルネックイン率(A)と前記ネックイン率(D)の差((A)-(D))であるネックイン率差(W)は8.0%以上であることが好ましく、より好ましくは8.5%以上であり、特に好ましくは9.0%以上である。前記ネックイン率差(W)は11.0%以下であることが好ましく、より好ましくは10.5%以下であり、特に好ましくは10.0%以下である。前記トータルネックイン率(A)と前記ネックイン率(D)のネックイン率差(W)が8.0%未満の場合は、全工程中で進行するネックイン現象において、乾燥工程で進行するネックイン現象の比率が不足し、不要なヨウ素系色素の分解やPVAの配向緩和や結晶化による残留応力の解放が不十分となりやすく、偏光性能に優れ、なおかつ収縮応力の小さい偏光フィルムを得ることが難しくなる傾向にある。特に収縮応力を小さくすることが難しくなる傾向にある。一方で、ネックイン率差(W)が11.0%を超える場合は、全工程中で進行するネックイン現象において、乾燥工程で進行するネックイン現象の比率が過剰であり、必要なヨウ素系色素の分解まで進行することが多く、偏光性能に優れた偏光フィルムを得ることが難しくなる傾向にある。The difference in the neck-in rate (W), which is the difference between the total neck-in rate (A) and the neck-in rate (D) ((A) - (D)), is preferably 8.0% or more, more preferably 8.5% or more, and particularly preferably 9.0% or more. The difference in the neck-in rate (W) is preferably 11.0% or less, more preferably 10.5% or less, and particularly preferably 10.0% or less. If the difference in the neck-in rate (W) between the total neck-in rate (A) and the neck-in rate (D) is less than 8.0%, the proportion of the neck-in phenomenon that occurs in the drying process is insufficient in the neck-in phenomenon that occurs throughout the entire process, making it difficult to obtain a polarizing film with excellent polarization performance and low shrinkage stress, as the decomposition of unwanted iodine-based dyes and the relaxation of PVA orientation and release of residual stress by crystallization tend to be insufficient. In particular, it tends to be difficult to reduce the shrinkage stress. On the other hand, if the neck-in rate difference (W) exceeds 11.0%, the proportion of the neck-in phenomenon occurring during the drying process is excessive compared to the neck-in phenomenon that occurs throughout the entire process. This often leads to the decomposition of necessary iodine-based dyes, making it difficult to obtain a polarizing film with excellent polarizing performance.

前記ネックイン率差(W)と前記トータルネックイン率(A)の比((W)/(A))は0.14以上であることが好ましく、より好ましくは0.15以上であり、特に好ましくは0.16以上である。前記ネックイン率差(W)と前記トータルネックイン率(A)の比((W)/(A))は0.19以下であることが好ましく、より好ましくは0.18以下であり、特に好ましくは0.17以下である。前記ネックイン率差(W)と前記トータルネックイン率(A)の比((W)/(A))が0.14未満の場合は、全工程中で進行するネックイン現象において、乾燥工程で進行するネックイン現象の割合が不足しており、不要なヨウ素系色素の分解やPVAの配向緩和や結晶化による残留応力の解放が不十分となりやすく、偏光性能に優れ、なおかつ収縮応力の小さい偏光フィルムを得ることが難しくなる傾向にある。特に収縮応力を小さくすることが難しくなる傾向にある。一方で、比((W)/(A))が0.19を超える場合は、全工程中で進行するネックイン現象において、乾燥工程で進行するネックイン現象の割合が過剰であり、必要なヨウ素系色素の分解まで進行することが多く、偏光性能に優れた偏光フィルムを得ることが難しくなる傾向にある。The ratio of the difference in neck-in rate (W) to the total neck-in rate (A) ((W)/(A)) is preferably 0.14 or more, more preferably 0.15 or more, and particularly preferably 0.16 or more. The ratio of the difference in neck-in rate (W) to the total neck-in rate (A) ((W)/(A)) is preferably 0.19 or less, more preferably 0.18 or less, and particularly preferably 0.17 or less. If the ratio of the difference in neck-in rate (W) to the total neck-in rate (A) ((W)/(A)) is less than 0.14, the proportion of the neck-in phenomenon that occurs in the drying process is insufficient in the neck-in phenomenon that occurs throughout the entire process, making it difficult to obtain a polarizing film with excellent polarization performance and low shrinkage stress, as the decomposition of unwanted iodine-based dyes and the release of residual stress due to the relaxation of PVA orientation and crystallization tend to be insufficient. In particular, it tends to be difficult to reduce shrinkage stress. On the other hand, if the ratio ((W)/(A)) exceeds 0.19, the proportion of the neck-in phenomenon occurring during the drying process is excessive compared to the neck-in phenomenon that occurs throughout the entire process. This often leads to the decomposition of necessary iodine-based dyes, making it difficult to obtain a polarizing film with excellent polarizing performance.

偏光フィルム中の全ホウ素元素含有量は2.0質量%以上であることが好ましく、より好ましくは2.5質量%以上であり、特に好ましくは2.8質量%以上である。偏光フィルム中の全ホウ素元素含有量は4.0質量%以下であることが好ましく、より好ましくは3.8質量%以下であり、特に好ましくは3.7質量%以下である。偏光フィルム中の全ホウ素元素含有量が2.0質量%未満の場合、ホウ酸による架橋が不足しており、延伸工程や乾燥工程でネックイン現象を制御してヨウ素系色素を高度に配向させることが難しく、偏光性能に優れた偏光フィルムを得ることが困難になるため好ましくない。一方で、偏光フィルム中の全ホウ素量が4.0質量%を超える場合は、ホウ酸による架橋が過剰であり、乾燥工程でネックイン現象を制御してPVAの配向緩和や結晶化による残留応力の開放を行うことが難しく、収縮応力の小さい偏光フィルムを得ることが困難になるため好ましくない。偏光フィルム中の全ホウ素元素含有量は、ICP発光分析などにより求めることができる。具体的には実施例に記載された方法により求めることができる。The total boron content in the polarizing film is preferably 2.0% by mass or more, more preferably 2.5% by mass or more, and particularly preferably 2.8% by mass or more. The total boron content in the polarizing film is preferably 4.0% by mass or less, more preferably 3.8% by mass or less, and particularly preferably 3.7% by mass or less. If the total boron content in the polarizing film is less than 2.0% by mass, there is insufficient crosslinking with boric acid, making it difficult to control the neck-in phenomenon in the stretching and drying processes to highly orient the iodine-based dye, and thus it is undesirable to obtain a polarizing film with excellent polarization performance. On the other hand, if the total boron content in the polarizing film exceeds 4.0% by mass, there is excessive crosslinking with boric acid, making it difficult to control the neck-in phenomenon in the drying process to relax the orientation of PVA and release residual stress through crystallization, and thus it is undesirable to obtain a polarizing film with low shrinkage stress. The total boron content in the polarizing film can be determined by ICP emission spectrometry or the like. Specifically, it can be determined by the method described in the examples.

このようにして本発明で得られる偏光フィルムは、単体透過率44%のときの偏光度が99.963%以上、なおかつ収縮応力が100N/mm以下であることが好ましく、高性能液晶ディスプレイ、特に高温下で使用されることのある液晶ディスプレイに好適に用いることができる。単体透過率44%のときの偏光度は、好ましくは99.965%以上であり、より好ましくは99.967%以上であり、特に好ましくは99.970%以上であり、さらに好ましくは99.975%以上である。 The polarizing film obtained in this manner preferably has a polarization degree of 99.963% or higher when the single-layer transmittance is 44%, and a shrinkage stress of 100 N/ mm² or less, making it suitable for use in high-performance liquid crystal displays, especially liquid crystal displays that may be used at high temperatures. The polarization degree when the single-layer transmittance is 44% is preferably 99.965% or higher, more preferably 99.967% or higher, particularly preferably 99.970% or higher, and even more preferably 99.975% or higher.

本発明の製造方法で得られる偏光フィルムの厚みは、5μm以上であることが好ましく、10μm以上であることがより好ましく、12μm以上であることが特に好ましく、14μm以上であることがさらに好ましい。本発明の製造方法で得られる偏光フィルムの厚みは、60μm以下であることが好ましく、45μm以下であることがより好ましく、30μm以下であることが特に好ましく、25μm以下であることがさらに好ましい。当該厚みが5μm未満の場合、製造時に延伸切れが発生しやすくなり、生産性が低下するおそれがある。一方、当該厚みが60μmを超える場合、薄膜化や軽量化等の偏光板に求められる性能が満たされないおそれがある。The thickness of the polarizing film obtained by the manufacturing method of the present invention is preferably 5 μm or more, more preferably 10 μm or more, particularly preferably 12 μm or more, and even more preferably 14 μm or more. The thickness of the polarizing film obtained by the manufacturing method of the present invention is preferably 60 μm or less, more preferably 45 μm or less, particularly preferably 30 μm or less, and even more preferably 25 μm or less. If the thickness is less than 5 μm, stretching breakage is more likely to occur during manufacturing, which may reduce productivity. On the other hand, if the thickness exceeds 60 μm, the performance required of the polarizing plate, such as thinness and weight reduction, may not be met.

<PVA>
本発明の製造方法で用いられるPVAフィルムはPVAを含有する。PVAは、ビニルアルコール単位(-CH-CH(OH)-)を主の構造単位として有する重合体である。
<PVA>
The PVA film used in the manufacturing method of the present invention contains PVA. PVA is a polymer having vinyl alcohol units ( -CH2 -CH(OH)-) as its main structural units.

PVAの重合度は、1,500以上であることが好ましく、1,800以上であることがより好ましく、2,000以上であることがさらに好ましい。PVAの重合度は、6,000以下であることが好ましく、5,000以下であることがより好ましく、4,000以下であることがさらに好ましい。当該重合度が1,500以上であることにより、フィルムを一軸延伸して得られる偏光フィルムの耐久性を向上させることができる。一方、当該重合度が6,000以下であることにより、製造コストの上昇や、製膜時における工程通過性の不良などを抑制することができる。なお、本明細書におけるPVA(A)の重合度は、JIS K6726-1994の記載に準じて測定した平均重合度を意味する。The degree of polymerization of PVA is preferably 1,500 or higher, more preferably 1,800 or higher, and even more preferably 2,000 or higher. The degree of polymerization of PVA is preferably 6,000 or lower, more preferably 5,000 or lower, and even more preferably 4,000 or lower. A degree of polymerization of 1,500 or higher can improve the durability of the polarizing film obtained by uniaxial stretching of the film. On the other hand, a degree of polymerization of 6,000 or lower can suppress increases in manufacturing costs and poor process passability during film formation. In this specification, the degree of polymerization of PVA(A) refers to the average degree of polymerization measured in accordance with the description in JIS K6726-1994.

PVAのけん化度は、フィルムを一軸延伸して得られる偏光フィルムの耐水性の点から、95モル%以上であることが好ましく、96モル%以上であることがより好ましく、98モル%以上であることがさらに好ましい。なお、本明細書におけるPVAのけん化度とは、PVAが有する、けん化によってビニルアルコール単位(-CH-CH(OH)-)に変換され得る構造単位(典型的にはビニルエステル単位)とビニルアルコール単位との合計モル数に対して、当該ビニルアルコール単位のモル数が占める割合(モル%)をいう。当該けん化度は、JIS K6726-1994の記載に準じて測定することができる。 The degree of saponification of PVA is preferably 95 mol% or more, more preferably 96 mol% or more, and even more preferably 98 mol% or more, from the viewpoint of the water resistance of the polarizing film obtained by uniaxial stretching of the film. In this specification, the degree of saponification of PVA refers to the ratio (mol%) of the number of moles of vinyl alcohol units to the total number of moles of vinyl alcohol units ( -CH2 -CH(OH)-) that can be converted to vinyl alcohol units by saponification (typically vinyl ester units) and vinyl alcohol units in PVA. The degree of saponification can be measured in accordance with the description in JIS K6726-1994.

PVAの製造方法は特に限定されない。例えば、ビニルエステル単量体を重合して得られるポリビニルエステルのビニルエステル単位をビニルアルコール単位に変換する方法が挙げられる。PVA(A)の製造に用いられるビニルエステル単量体は特に限定されないが、例えば、蟻酸ビニル、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、酪酸ビニル、イソ酪酸ビニル、ピバリン酸ビニル、バーサチック酸ビニル、カプロン酸ビニル、カプリル酸ビニル、カプリン酸ビニル、ラウリン酸ビニル、パルミチン酸ビニル、ステアリン酸ビニル、オレイン酸ビニル、安息香酸ビニルなどが挙げられる。経済的観点からは酢酸ビニルが好ましい。The method for producing PVA is not particularly limited. For example, one method involves polymerizing vinyl ester monomers to obtain polyvinyl esters, and then converting the vinyl ester units of these polyvinyl esters into vinyl alcohol units. The vinyl ester monomers used in the production of PVA(A) are not particularly limited, but examples include vinyl formate, vinyl acetate, vinyl propionate, vinyl butyrate, vinyl isobutyrate, vinyl pivalate, vinyl versatate, vinyl caproate, vinyl caprylate, vinyl caprate, vinyl laurate, vinyl palmitate, vinyl stearate, vinyl oleate, and vinyl benzoate. From an economic standpoint, vinyl acetate is preferred.

また、PVAは、ビニルエステル単量体とそれと共重合可能な他の単量体とを共重合して得られるビニルエステル共重合体のビニルエステル単位をビニルアルコール単位に変換したものであってもよい。ビニルエステル単量体と共重合可能な他の単量体としては、例えば、エチレン、プロピレン、1-ブテン、イソブテン等の炭素数2~30のα-オレフィン;(メタ)アクリル酸又はその塩;(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸n-プロピル、(メタ)アクリル酸i-プロピル、(メタ)アクリル酸n-ブチル、(メタ)アクリル酸i-ブチル、(メタ)アクリル酸t-ブチル、(メタ)アクリル酸2-エチルへキシル、(メタ)アクリル酸ドデシル、(メタ)アクリル酸オクタデシル等の(メタ)アクリル酸エステル;(メタ)アクリルアミド、N-メチル(メタ)アクリルアミド、N-エチル(メタ)アクリルアミド、N,N-ジメチル(メタ)アクリルアミド、ジアセトン(メタ)アクリルアミド、(メタ)アクリルアミドプロパンスルホン酸又はその塩、(メタ)アクリルアミドプロピルジメチルアミン又はその塩、N-メチロール(メタ)アクリルアミド又はその誘導体等の(メタ)アクリルアミド誘導体;N-ビニルホルムアミド、N-ビニルアセトアミド、N-ビニルピロリドン等のN-ビニルアミド;メチルビニルエーテル、エチルビニルエーテル、n-プロピルビニルエーテル、i-プロピルビニルエーテル、n-ブチルビニルエーテル、i-ブチルビニルエーテル、t-ブチルビニルエーテル、ドデシルビニルエーテル、ステアリルビニルエーテル等のビニルエーテル;(メタ)アクリロニトリル等のシアン化ビニル;塩化ビニル、塩化ビニリデン、フッ化ビニル、フッ化ビニリデン等のハロゲン化ビニル;酢酸アリル、塩化アリル等のアリル化合物;マレイン酸又はその塩、エステルもしくは酸無水物;イタコン酸又はその塩、エステルもしくは酸無水物;ビニルトリメトキシシラン等のビニルシリル化合物;不飽和スルホン酸などを挙げることができる。上記のビニルエステル共重合体は、前記した他の単量体の1種又は2種以上に由来する構造単位を有することができる。当該他の単量体は、ビニルエステル単量体を重合反応に供する際にこれを反応容器内に予め存在させておいたり、あるいは、重合反応の進行中に反応容器内にこれを添加したりするなどして使用することができる。光学性能の観点からは、他の単量体に由来する単位の含有量は、PVA(A)を構成する全構造単位のモル数に対して、10モル%以下であることが好ましく、5モル%以下であることがより好ましく、2モル%以下であることがさらに好ましい。Furthermore, PVA may be obtained by copolymerizing a vinyl ester monomer with another monomer copolymerizable thereto, and then converting the vinyl ester units of the vinyl ester copolymer to vinyl alcohol units. Other monomers copolymerizable with vinyl ester monomers include, for example, α-olefins having 2 to 30 carbon atoms such as ethylene, propylene, 1-butene, and isobutene; (meth)acrylic acid or its salts; (meth)acrylic acid esters such as methyl (meth)acrylate, ethyl (meth)acrylate, n-propyl (meth)acrylate, i-propyl (meth)acrylate, n-butyl (meth)acrylate, i-butyl (meth)acrylate, t-butyl (meth)acrylate, 2-ethylhexyl (meth)acrylate, dodecyl (meth)acrylate, and octadecyl (meth)acrylate; (meth)acrylamide, N-methyl (meth)acrylamide, N-ethyl (meth)acrylamide, N,N-dimethyl (meth)acrylamide, diacetone (meth)acrylamide, (meth)acrylamidepropanesulfonic acid or its salts, (meth)acrylamidepropyldimethylamine or so Examples include (meth)acrylamide derivatives such as salts of N-methylol(meth)acrylamide or derivatives thereof; N-vinylamides such as N-vinylformamide, N-vinylacetamide, and N-vinylpyrrolidone; vinyl ethers such as methyl vinyl ether, ethyl vinyl ether, n-propyl vinyl ether, i-propyl vinyl ether, n-butyl vinyl ether, i-butyl vinyl ether, t-butyl vinyl ether, dodecyl vinyl ether, and stearyl vinyl ether; vinyl cyanides such as (meth)acrylonitrile; vinyl halides such as vinyl chloride, vinylidene chloride, vinyl fluoride, and vinylidene fluoride; allyl compounds such as allyl acetate and allyl chloride; maleic acid or its salts, esters, or acid anhydrides; itaconic acid or its salts, esters, or acid anhydrides; vinylsilyl compounds such as vinyltrimethoxysilane; and unsaturated sulfonic acids. The vinyl ester copolymers described above may have structural units derived from one or more of the other monomers mentioned above. The other monomer can be used by pre-adding it to the reaction vessel when the vinyl ester monomer is subjected to the polymerization reaction, or by adding it to the reaction vessel during the polymerization reaction. From the viewpoint of optical performance, the content of units derived from the other monomer is preferably 10 mol% or less, more preferably 5 mol% or less, and even more preferably 2 mol% or less, relative to the total number of moles of structural units constituting PVA(A).

PVAは、その水酸基の一部が架橋されていてもよいし架橋されていなくてもよい。また上記のPVAは、その水酸基の一部がアセトアルデヒド、ブチルアルデヒド等のアルデヒド化合物などと反応してアセタール構造を形成していてもよいし、これらの化合物と反応せずアセタール構造を形成していなくてもよい。PVA may or may not have some of its hydroxyl groups cross-linked. Furthermore, some of the hydroxyl groups of the above-mentioned PVA may react with aldehyde compounds such as acetaldehyde and butyraldehyde to form an acetal structure, or they may not react with these compounds to form an acetal structure.

延伸性が向上するとともに、より高い温度で延伸することができ、延伸切れ等のトラブルの発生が低減されて偏光フィルムの生産性がさらに向上することから、上記のビニルエステル単量体と共重合可能な単量体としてエチレンが好ましい。PVAがエチレン単位を含む場合、エチレン単位の含有率は、上記のような延伸性や延伸可能温度などの観点から、PVAを構成する全構造単位のモル数に対して、1モル%以上であることが好ましく、2モル%以上であることがより好ましい。PVAがエチレン単位を含む場合、エチレン単位の含有率は、延伸性や延伸可能温度などの観点から、PVAを構成する全構造単位のモル数に対して、10モル%以下であることが好ましく、6モル%以下であることがより好ましい。Ethylene is preferred as a monomer copolymerizable with the vinyl ester monomer, as it improves stretchability, allows stretching at higher temperatures, reduces the occurrence of problems such as stretch breakage, and further improves the productivity of polarizing films. When PVA contains ethylene units, the ethylene unit content is preferably 1 mol% or more, and more preferably 2 mol% or more, relative to the total number of moles of structural units constituting PVA, from the viewpoint of stretchability and stretchable temperature as described above. When PVA contains ethylene units, the ethylene unit content is preferably 10 mol% or less, and more preferably 6 mol% or less, relative to the total number of moles of structural units constituting PVA, from the viewpoint of stretchability and stretchable temperature.

<PVAフィルム>
本発明の製造方法に用いられるPVAフィルムは、上記のPVAの他に可塑剤を含むことができる。好ましい可塑剤としては多価アルコールが挙げられ、具体例としては、エチレングリコール、グリセリン、プロピレングリコール、ジエチレングリコール、ジグリセリン、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などが挙げられる。さらに、これらの可塑剤の1種又は2種以上を含むことができる。これらの中でも、延伸性の向上効果の点からグリセリンが好ましい。
<PVA film>
The PVA film used in the manufacturing method of the present invention may contain a plasticizer in addition to the PVA mentioned above. Preferred plasticizers include polyhydric alcohols, and specific examples include ethylene glycol, glycerin, propylene glycol, diethylene glycol, diglycerin, triethylene glycol, tetraethylene glycol, and trimethylolpropane. Furthermore, one or more of these plasticizers may be included. Among these, glycerin is preferred in terms of its effect on improving stretchability.

PVAフィルムにおける可塑剤の含有量は、PVA(A)100質量部に対して、1質量部以上であることが好ましく、3質量部以上であることがより好ましく、5質量部以上であることがさらに好ましい。PVAフィルムにおける可塑剤の含有量は、PVA(A)100質量部に対して、20質量部以下であることが好ましく、17質量部以下であることがより好ましく、15質量部以下であることがさらに好ましい。当該含有量が1質量部以上であることによりフィルムの延伸性が向上する。一方、当該含有量が20質量部以下であることにより、フィルムが柔軟になり過ぎて取り扱い性が低下するのを抑制することができる。The plasticizer content in the PVA film is preferably 1 part by mass or more, more preferably 3 parts by mass or more, and even more preferably 5 parts by mass or more, per 100 parts by mass of PVA(A). The plasticizer content in the PVA film is preferably 20 parts by mass or less, more preferably 17 parts by mass or less, and even more preferably 15 parts by mass or less, per 100 parts by mass of PVA(A). A content of 1 part by mass or more improves the stretchability of the film. On the other hand, a content of 20 parts by mass or less can prevent the film from becoming too flexible and reducing its handling properties.

PVAフィルムには、さらに、充填剤、銅化合物などの加工安定剤、耐候性安定剤、着色剤、紫外線吸収剤、光安定剤、酸化防止剤、帯電防止剤、難燃剤、他の熱可塑性樹脂、潤滑剤、香料、消泡剤、消臭剤、増量剤、剥離剤、離型剤、補強剤、架橋剤、防かび剤、防腐剤、結晶化速度遅延剤などの、PVA(A)及び可塑剤以外の他の添加剤を必要に応じて適宜配合できる。前記PVAフィルム中の他の添加剤の含有量は、通常10質量%以下であることが好ましく、5質量%以下であることがより好ましい。The PVA film may also contain, as needed, other additives besides PVA(A) and plasticizers, such as fillers, processing stabilizers including copper compounds, weather stabilizers, colorants, UV absorbers, light stabilizers, antioxidants, antistatic agents, flame retardants, other thermoplastic resins, lubricants, fragrances, defoamers, deodorizers, bulking agents, release agents, mold release agents, reinforcing agents, crosslinking agents, antifungal agents, preservatives, and crystallization rate retarders. The content of these other additives in the PVA film is usually preferably 10% by mass or less, and more preferably 5% by mass or less.

PVAフィルムの膨潤度は、160%以上であることが好ましく、170%以上であることがより好ましく、180%以上であることが特に好ましい。PVAフィルムの膨潤度は、240%以下であることが好ましく、230%以下であることがより好ましく、220%以下であることが特に好ましい。膨潤度が160%以上であることにより極度に結晶化が進行するのを抑制することができて、安定して高倍率まで延伸することができる。一方、膨潤度が240%以下であることにより、延伸時の溶解が抑制され、より高温の条件下でも延伸することが可能となる。The swelling degree of the PVA film is preferably 160% or more, more preferably 170% or more, and particularly preferably 180% or more. The swelling degree of the PVA film is preferably 240% or less, more preferably 230% or less, and particularly preferably 220% or less. A swelling degree of 160% or more suppresses the progression of extreme crystallization, allowing for stable stretching to high magnification. On the other hand, a swelling degree of 240% or less suppresses dissolution during stretching, making it possible to stretch even under higher temperature conditions.

PVAフィルムの厚みは特に制限されないが、一般的には1μm以上であり、好適には5μm以上であり、特に好適には10μm以上である。PVAフィルムの厚みは、一般的100μm以下であり、好適には60μm以下であり、特に好適には45μm以下である。前記PVAフィルムが薄すぎると、偏光フィルムを製造するための延伸処工程で延伸切れが発生しやすくなる傾向がある。また、前記PVAフィルムが厚すぎると、偏光フィルムを製造するための延伸工程において延伸斑が発生しやすくなる傾向であり、得られる偏光フィルムも厚くなる。このため、スマートフォン、ノートパソコンなどの薄くて小さい機器に用いることが困難になる傾向がある。The thickness of the PVA film is not particularly limited, but is generally 1 μm or more, preferably 5 μm or more, and particularly preferably 10 μm or more. The thickness of the PVA film is generally 100 μm or less, preferably 60 μm or less, and particularly preferably 45 μm or less. If the PVA film is too thin, stretching breakage tends to occur easily during the stretching process for manufacturing the polarizing film. Also, if the PVA film is too thick, stretching unevenness tends to occur easily during the stretching process for manufacturing the polarizing film, and the resulting polarizing film will also be thicker. For this reason, it tends to be difficult to use in thin and small devices such as smartphones and laptop computers.

PVAフィルムの幅は特に制限されず、製造される偏光フィルムの用途などに応じて決めることができる。近年、液晶テレビや液晶モニターの大画面化が進行している点から偏光フィルムの製造に用いるPVAフィルムの幅を3m以上にすると、これらの用途に好適である。一方、偏光フィルムの製造に用いられるPVAフィルムの幅があまりに大きすぎると実用化されている装置で偏光フィルムを製造する場合に、延伸を均一に行うことが困難になりやすいので、偏光フィルムの製造に用いられるPVAフィルムの幅は10m以下であることが好ましい。The width of the PVA film is not particularly limited and can be determined according to the intended use of the polarizing film being manufactured. In recent years, given the increasing size of LCD televisions and monitors, a PVA film width of 3m or more used in the manufacture of polarizing films is suitable for these applications. On the other hand, if the width of the PVA film used in the manufacture of polarizing films is too large, it becomes difficult to perform uniform stretching when manufacturing polarizing films using commercially available equipment. Therefore, it is preferable that the width of the PVA film used in the manufacture of polarizing films be 10m or less.

PVAフィルムの製造方法は特に限定されず、製膜後のフィルムの厚み及び幅が均一になる製造方法が好ましく採用される。例えば、PVA(A)、及び必要に応じてさらに、前記可塑剤、前記他の添加剤、及び後述する界面活性剤などのうちの1種又は2種以上が液体媒体中に溶解した製膜原液や、PVA(A)、及び必要に応じてさらに、可塑剤、他の添加剤、界面活性剤、及び液体媒体などのうちの1種又は2種以上を含み、PVA(A)が溶融している製膜原液を用いて製造することができる。当該製膜原液が可塑剤、他の添加剤、及び界面活性剤の少なくとも1種を含有する場合には、それらの成分が均一に混合されていることが好ましい。The method for manufacturing a PVA film is not particularly limited, but a manufacturing method that results in a uniform thickness and width of the film after film formation is preferably employed. For example, it can be manufactured using a film-forming stock solution in which PVA(A) and, if necessary, one or more of the plasticizer, other additives, and surfactants described later are dissolved in a liquid medium, or a film-forming stock solution containing PVA(A) and, if necessary, one or more of the plasticizer, other additives, surfactants, and liquid medium, in which PVA(A) is dissolved. If the film-forming stock solution contains at least one of the plasticizer, other additives, and surfactants, it is preferable that these components are uniformly mixed.

製膜原液の調製に使用される上記液体媒体としては、例えば、水、ジメチルスルホキシド、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、N-メチルピロリドン、エチレングリコール、グリセリン、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、エチレンジアミン、ジエチレントリアミンなどを挙げることができ、これらのうちの1種又は2種以上を使用することができる。そのうちでも、環境に与える負荷や回収性の点から水が好ましい。Examples of the liquid medium used in preparing the film-forming stock solution include water, dimethyl sulfoxide, dimethylformamide, dimethylacetamide, N-methylpyrrolidone, ethylene glycol, glycerin, propylene glycol, diethylene glycol, triethylene glycol, tetraethylene glycol, trimethylolpropane, ethylenediamine, and diethylenetriamine. One or more of these can be used. Of these, water is preferred in terms of environmental impact and recoverability.

製膜原液の揮発分率(製膜時に揮発や蒸発によって除去される液体媒体などの揮発性成分の製膜原液中における含有割合)は、製膜方法、製膜条件などによっても異なるが、一般的には、50質量%以上であることが好ましく、55質量%以上であることがより好ましい。製膜原液の揮発分率は、製膜方法、製膜条件などによっても異なるが、一般的には、95質量%以下であることが好ましく、90質量%以下であることがより好ましい。製膜原液の揮発分率が50質量%以上であることにより、製膜原液の粘度が高くなり過ぎず、製膜原液調製時の濾過や脱泡が円滑に行われ、異物や欠点の少ないフィルムの製造が容易になる。一方、製膜原液の揮発分率が95質量%以下にあることで、製膜原液の濃度が低くなり過ぎず、工業的なフィルムの製造が容易になる。The volatile content of the film-forming solution (the percentage of volatile components, such as liquid media, that are removed by volatilization or evaporation during film formation) varies depending on the film formation method and conditions, but is generally preferable to be 50% by mass or more, and more preferable to be 55% by mass or more. The volatile content of the film-forming solution varies depending on the film formation method and conditions, but is generally preferable to be 95% by mass or less, and more preferable to be 90% by mass or less. When the volatile content of the film-forming solution is 50% by mass or more, the viscosity of the film-forming solution does not become too high, allowing for smooth filtration and degassing during the preparation of the film-forming solution, and facilitating the production of films with fewer foreign matter and defects. On the other hand, when the volatile content of the film-forming solution is 95% by mass or less, the concentration of the film-forming solution does not become too low, facilitating the production of industrial films.

製膜原液は界面活性剤を含むことが好ましい。界面活性剤を含むことにより、製膜性が向上してフィルムの厚み斑の発生が抑制されると共に、製膜に使用する金属ロールやベルトからのフィルムの剥離が容易になる。界面活性剤を含む製膜原液からPVAフィルムを製造した場合には、当該フィルム中には界面活性剤が含有され得る。上記の界面活性剤の種類は特に限定されないが、金属ロールやベルトからの剥離性の観点などから、アニオン性界面活性剤又はノニオン性界面活性剤が好ましい。The film-forming stock solution preferably contains a surfactant. The inclusion of a surfactant improves film-forming properties, suppresses variations in film thickness, and facilitates the peeling of the film from the metal rolls and belts used in film formation. When a PVA film is produced from a film-forming stock solution containing a surfactant, the film may contain the surfactant. While the type of surfactant is not particularly limited, anionic or nonionic surfactants are preferred from the viewpoint of peelability from metal rolls and belts.

アニオン性界面活性剤としては、例えば、ラウリン酸カリウム等のカルボン酸型;ポリオキシエチレンラウリルエーテル硫酸塩、アルキル硫酸ナトリウム、アルキル硫酸カリウム、アルキル硫酸アンモニウム、アルキル硫酸トリエタノールアミン、ポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸ナトリウム、ポリオキシプロピレンアルキルエーテル硫酸ナトリウム、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル硫酸ナトリウム、オクチルサルフェート等の硫酸エステル型;アルキルスルホン酸ナトリウム、アルキルスルホン酸カリウム、アルキルスルホン酸アンモニウム、アルキルスルホン酸トリエタノールアミン、アルキルベンゼンスルホン酸ナトリウム、ドデシルジフェニルエーテルジスルホン酸二ナトリウム、アルキルナフタレンスルホン酸ナトリウム、アルキルスルホコハク酸二ナトリウム、ポリオキシエチレンアルキルスルホコハク酸二ナトリウム、ドデシルベンゼンスルホネート、等のスルホン酸型;アルキルリン酸エステルナトリウム、アルキルリン酸エステルカリウム、アルキルリン酸エステルアンモニウム、アルキルリン酸エステルトリエタノールアミン、ポリオキシエチレンアルキルエーテルリン酸エステルナトリウム、ポリオキシプロピレンアルキルエーテルリン酸エステルナトリウム、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテルリン酸エステルナトリウム等のリン酸エステル型などが好適である。Suitable anionic surfactants include, for example, carboxylic acid types such as potassium laurate; sulfate ester types such as polyoxyethylene lauryl ether sulfate, sodium alkyl sulfate, potassium alkyl sulfate, ammonium alkyl sulfate, triethanolamine alkyl sulfate, sodium polyoxyethylene alkyl ether sulfate, sodium polyoxypropylene alkyl ether sulfate, sodium polyoxyethylene alkylphenyl ether sulfate, and octyl sulfate; sulfonic acid types such as sodium alkyl sulfonate, potassium alkyl sulfonate, ammonium alkyl sulfonate, triethanolamine alkyl sulfonate, sodium alkylbenzene sulfonate, disodium dodecyl diphenyl ether disulfonate, sodium alkylnaphthalene sulfonate, disodium alkyl sulfosuccinate, disodium polyoxyethylene alkyl sulfosuccinate, and dodecylbenzene sulfonate; and phosphate ester types such as sodium alkyl phosphate, potassium alkyl phosphate, ammonium alkyl phosphate, triethanolamine alkyl phosphate, sodium polyoxyethylene alkyl ether phosphate, sodium polyoxypropylene alkyl ether phosphate, and sodium polyoxyethylene alkylphenyl ether phosphate.

ノニオン性界面活性剤としては、例えば、ポリオキシエチレンオレイルエーテル等のアルキルエーテル型;ポリオキシエチレンオクチルフェニルエーテル等のアルキルフェニルエーテル型;ポリオキシエチレンラウレート等のアルキルエステル型;ポリオキシエチレンラウリルアミノエーテル等のアルキルアミン型;ポリオキシエチレンラウリン酸アミド等のアルキルアミド型;ポリオキシエチレンポリオキシプロピレンエーテル等のポリプロピレングリコールエーテル型;ラウリン酸ジエタノールアミド、オレイン酸ジエタノールアミド等のアルカノールアミド型;ポリオキシアルキレンアリルフェニルエーテル等のアリルフェニルエーテル型などが好適である。Suitable nonionic surfactants include, for example, alkyl ether types such as polyoxyethylene oleyl ether; alkylphenyl ether types such as polyoxyethylene octylphenyl ether; alkyl ester types such as polyoxyethylene laurate; alkylamine types such as polyoxyethylene laurylamino ether; alkylamide types such as polyoxyethylene lauric acid amide; polypropylene glycol ether types such as polyoxyethylene polyoxypropylene ether; alkanolamide types such as lauric acid diethanolamide and oleic acid diethanolamide; and allylphenyl ether types such as polyoxyalkylene allylphenyl ether.

これらの界面活性剤は1種を単独で、又は2種以上を組み合わせて使用することができる。These surfactants can be used individually or in combination of two or more.

製膜原液が界面活性剤を含む場合、その含有量は、製膜原液に含まれるPVA(A)100質量部に対して、0.01質量部以上であることが好ましく、0.02質量部以上であることがより好ましく、0.05質量部以上であることが特に好ましい。製膜原液が界面活性剤を含む場合、その含有量は、製膜原液に含まれるPVA(A)100質量部に対して、0.5質量部以下であることが好ましく、0.3質量部以下であることがより好ましく、0.2質量部以下であることが特に好ましい。当該含有量が0.01質量部以上であることにより製膜性及び剥離性がより向上する。一方、当該含有量が0.5質量部以下であることにより、界面活性剤がPVAフィルムの表面にブリードアウトしてブロッキングが生じ、取り扱い性が低下することを抑制することができる。If the film-forming stock solution contains a surfactant, its content is preferably 0.01 parts by mass or more, more preferably 0.02 parts by mass or more, and particularly preferably 0.05 parts by mass or more, based on 100 parts by mass of PVA(A) contained in the film-forming stock solution. If the film-forming stock solution contains a surfactant, its content is preferably 0.5 parts by mass or less, more preferably 0.3 parts by mass or less, and particularly preferably 0.2 parts by mass or less, based on 100 parts by mass of PVA(A) contained in the film-forming stock solution. A content of 0.01 parts by mass or more further improves film-forming properties and release properties. On the other hand, a content of 0.5 parts by mass or less can suppress the surfactant from bleeding out onto the surface of the PVA film, causing blocking and reducing handling properties.

上記した製膜原液を用いてPVAフィルムを製膜する際の製膜方法としては、例えば、キャスト製膜法、押出製膜法、湿式製膜法、ゲル製膜法などが挙げられる。これらの製膜方法は1種のみを採用しても2種以上を組み合わせて採用してもよい。これらの製膜方法の中でもキャスト製膜法、押出製膜法が、厚み及び幅が均一で物性の良好な偏光フィルムの製造に用いるPVAフィルムが得られることから好ましい。製膜されたPVAフィルムには必要に応じて乾燥や熱処理を行うことができる。Examples of film-forming methods for producing PVA films using the above-mentioned film-forming stock solution include casting, extrusion, wet film-forming, and gel film-forming. These film-forming methods may be used individually or in combination of two or more. Among these film-forming methods, casting and extrusion are preferred because they yield PVA films with uniform thickness and width and good physical properties suitable for producing polarizing films. The produced PVA film can be dried or heat-treated as needed.

本発明の製造方法で用いるPVAフィルムの具体的な製造方法の例としては、例えば、T型スリットダイ、ホッパープレート、I-ダイ、リップコーターダイ等を用いて、上記の製膜原液を最上流側に位置する回転する加熱した第1ロール(あるいはベルト)の周面上に均一に吐出又は流延し、この第1ロール(あるいはベルト)の周面上に吐出又は流延された膜の一方の面から揮発性成分を蒸発させて乾燥し、続いてその下流側に配置した1個又は複数個の回転する加熱したロールの周面上でさらに乾燥するか、又は熱風乾燥装置の中を通過させてさらに乾燥した後、巻き取り装置により巻き取る方法を工業的に好ましく採用することができる。加熱したロールによる乾燥と熱風乾燥装置による乾燥とは、適宜組み合わせて実施してもよい。また、単一の樹脂層から構成される基材フィルムの一方の面にPVA(A)からなる層を形成することによって、多層のPVAフィルムを製膜してもよい。多層フィルムにおける基材フィルムの厚みは、通常20~500μmである。As an example of a specific manufacturing method for the PVA film used in the manufacturing method of the present invention, for example, a T-type slit die, hopper plate, I-die, lip coater die, etc., can be used to uniformly discharge or cast the above-mentioned film-forming stock onto the circumferential surface of a rotating, heated first roll (or belt) located at the upstream end, and the volatile components of the film discharged or cast onto the circumferential surface of this first roll (or belt) can be evaporated and dried from one side, and then further dried on the circumferential surfaces of one or more rotating, heated rolls located downstream, or further dried by passing it through a hot air drying device, before being wound up by a winding device. This method can be industrially preferred. Drying with heated rolls and drying with a hot air drying device may be carried out in appropriate combinations. Alternatively, a multilayer PVA film can be manufactured by forming a layer made of PVA(A) on one side of a base film made of a single resin layer. The thickness of the base film in a multilayer film is usually 20 to 500 μm.

PVAフィルムとして多層フィルムを用いる場合、基材フィルムはPVA(A)とともに延伸ができるものでなければならず、ポリエステルやポリオレフィン樹脂などを用いることができる。なかでも、非晶ポリエステル樹脂が好ましく、ポリエチレンテレフタレートや、それにイソフタル酸や1,4-シクロヘキサンジメタノールなどの共重合成分を共重合した非晶ポリエステル樹脂が好適に用いられる。PVA溶液を基材フィルムに塗布することによって多層フィルムを製造することが好ましい。このとき、PVA(A)層と基材フィルムの間の接着性を改善するために、基材フィルムの表面を改質したり、両層間に接着剤層を形成したりしてもよい。When using a multilayer film as the PVA film, the base film must be stretchable together with the PVA(A), and materials such as polyester and polyolefin resins can be used. Among these, amorphous polyester resins are preferred, and amorphous polyester resins obtained by copolymerizing polyethylene terephthalate with copolymer components such as isophthalic acid and 1,4-cyclohexanedimethanol are suitably used. It is preferable to manufacture the multilayer film by applying the PVA solution to the base film. At this time, in order to improve the adhesion between the PVA(A) layer and the base film, the surface of the base film may be modified or an adhesive layer may be formed between the two layers.

<偏光フィルムの製造方法>
本発明の偏光フィルムの製造方法は、以上に説明したPVAフィルムを原材料とする。具体的には、PVAフィルムを二色性色素で染色する染色工程、染色したフィルムを一軸延伸する延伸工程、及び延伸したフィルムを乾燥させる乾燥工程を含む偏光フィルムの製造方法であり、好適には、PVAフィルムをホウ酸水溶液中で延伸する延伸工程を含む偏光フィルムの製造方法である。前記染色工程、延伸工程及び乾燥工程に加えて、PVAフィルムに対して、必要に応じてさらに、膨潤工程、架橋工程、洗浄工程、熱処理工程などを施してもよい。各工程の順序は特に制限されず、1つ又は2つ以上の処理を同時に行うこともできる。また、各工程の1つ又は2つ以上を2回又はそれ以上行うこともできるが、膨潤工程、染色工程、架橋工程、延伸工程、乾燥工程をこの順番に施して偏光フィルムを製造することが好ましい。前記延伸工程の後に、更に洗浄工程を施すことも好ましい。以下、各工程について詳細に説明する。
<Method for manufacturing polarizing film>
The present invention provides a method for manufacturing a polarizing film using the PVA film described above as a raw material. Specifically, the method includes a dyeing step of dyeing the PVA film with a dichroic dye, a stretching step of uniaxially stretching the dyed film, and a drying step of drying the stretched film. Preferably, the method includes a stretching step of stretching the PVA film in an aqueous boric acid solution. In addition to the dyeing, stretching, and drying steps, the PVA film may be subjected to further steps such as swelling, crosslinking, washing, and heat treatment as needed. The order of each step is not particularly limited, and one or more processes may be performed simultaneously. Furthermore, one or more of each step may be performed two or more times, but it is preferable to manufacture the polarizing film by performing the swelling, dyeing, crosslinking, stretching, and drying steps in this order. It is also preferable to perform a washing step after the stretching step. Each step will be described in detail below.

膨潤処理は、PVAフィルムを水に浸漬することにより行うことができる。フィルムを浸漬する水の温度は、20℃以上であることが好ましく、22℃以上であることがより好ましく、25℃以上であることがさらに好ましい。フィルムを浸漬する水の温度は、40℃以下であることが好ましく、38℃以下であることがより好ましく、35℃以下であることがさらに好ましい。また、水に浸漬する時間は、例えば、0.1分間以上であることが好ましく、0.2分間以上であることがより好ましい。水に浸漬する時間は、例えば、5分間以下であることが好ましく、3分間以下であることがより好ましい。なお、フィルムを浸漬する水は純水に限定されず、各種成分が溶解した水溶液であってもよいし、水と親水性媒体との混合物であってもよい。このような浸漬時間とすることで、PVAフィルムを効率良く均一に膨潤させることができる。The swelling treatment can be carried out by immersing the PVA film in water. The temperature of the water used to immerse the film is preferably 20°C or higher, more preferably 22°C or higher, and even more preferably 25°C or higher. The temperature of the water used to immerse the film is preferably 40°C or lower, more preferably 38°C or lower, and even more preferably 35°C or lower. The immersion time is preferably, for example, 0.1 minutes or more, more preferably 0.2 minutes or more. The immersion time is preferably, for example, 5 minutes or less, and even more preferably 3 minutes or less. The water used to immerse the film is not limited to pure water; it may be an aqueous solution containing various components, or a mixture of water and a hydrophilic medium. By using such an immersion time, the PVA film can be swollen efficiently and uniformly.

染色工程は、PVAフィルムに対して二色性色素を接触させることにより行うことができる。二色性色素としてはヨウ素系色素や二色性染料を用いるのが一般的であり、本発明の製造方法ではヨウ素系色素を用いることが好ましい。染色工程は、延伸工程前、延伸工程時、延伸工程後のいずれの段階で行ってもよいが、ヨウ素系色素を高度に配向することができる点から、延伸工程前に行うことが好ましい。染色工程はPVAフィルムを染色浴としてヨウ素-ヨウ化カリウムを含有する溶液(特に水溶液)、もしくは複数の二色性染料を含有する溶液(特に水溶液)に浸漬させることによって行うのが一般的である。染色浴におけるヨウ素の濃度は0.01~0.5質量%の範囲内であることが好ましい。染色浴におけるヨウ化カリウムの濃度は0.01~15質量%の範囲内であることが好ましい。また、染色浴の温度は20℃以上であることが好ましく、25℃以上であることがより好ましい。染色浴の温度は50℃以下であることが好ましく、40℃以下であることがより好ましい。好適な染色時間は0.2~5分である。The dyeing process can be carried out by contacting the PVA film with a dichroic dye. Iodine-based dyes and dichroic dyes are commonly used as dichroic dyes, and in the manufacturing method of the present invention, it is preferable to use iodine-based dyes. The dyeing process can be carried out at any stage before, during, or after the stretching process, but it is preferable to carry it out before the stretching process in order to allow for a high degree of orientation of the iodine-based dye. The dyeing process is generally carried out by immersing the PVA film in a dyeing bath containing a solution (especially an aqueous solution) containing iodine-potassium iodide, or a solution (especially an aqueous solution) containing multiple dichroic dyes. The concentration of iodine in the dyeing bath is preferably in the range of 0.01 to 0.5% by mass. The concentration of potassium iodide in the dyeing bath is preferably in the range of 0.01 to 15% by mass. Furthermore, the temperature of the dyeing bath is preferably 20°C or higher, and more preferably 25°C or higher. The temperature of the dyeing bath is preferably 50°C or lower, and more preferably 40°C or lower. The preferred staining time is 0.2 to 5 minutes.

二色性染料を用いる場合、二色性染料は水性染料が好ましい。また、染色浴における染料濃度は0.001~10質量%であることが好ましい。必要に応じて染色助剤を用いても良い。染色助剤として硫酸ナトリウムなどの無機塩や界面活性剤などを用いても良い。硫酸ナトリウムを用いる場合は、染色浴における染料濃度は0.1~10質量%であることが好ましい。染色温度は30~80℃が好ましい。When using dichroic dyes, aqueous dyes are preferred. Furthermore, the dye concentration in the dyeing bath is preferably 0.001 to 10% by mass. Dyeing auxiliaries may be used as needed. Inorganic salts such as sodium sulfate or surfactants may be used as dyeing auxiliaries. When using sodium sulfate, the dye concentration in the dyeing bath is preferably 0.1 to 10% by mass. The dyeing temperature is preferably 30 to 80°C.

具体的な二色性染料としては、シー.アイ.ダイレクトイエロー28、シー.アイ.ダイレクトオレンジ39、シー.アイ.ダイレクトイエロー12、シー.アイ.ダイレクトイエロー44、シー.アイ.ダイレクトオレンジ26、シー.アイ.ダイレクトオレンジ71、シー.アイ.ダイレクト.オレンジ107、シー.アイ.ダイレクトレッド2、シー.アイ.ダイレクトレッド31、シー.アイ.ダイレクト.レッド79、シー.アイ.ダイレクトレッド81、シー.アイ.ダイレクトレッド247、シー.アイ.ダイレクトグリーン80、シー.アイ.ダイレクトグリーン59などが挙げられるが、偏光板製造用に開発された二色性染料が好ましい。Specific examples of dichroic dyes include C.I. Direct Yellow 28, C.I. Direct Orange 39, C.I. Direct Yellow 12, C.I. Direct Yellow 44, C.I. Direct Orange 26, C.I. Direct Orange 71, C.I. Direct Orange 107, C.I. Direct Red 2, C.I. Direct Red 31, C.I. Direct Red 79, C.I. Direct Red 81, C.I. Direct Red 247, C.I. Direct Green 80, and C.I. Direct Green 59, but dichroic dyes developed for polarizing plate manufacturing are preferred.

染色浴には、ホウ酸、ホウ砂等のホウ酸塩などのホウ酸架橋剤を含んでいてもよいが、ホウ酸架橋剤の含有量は、通常、ホウ酸換算で5質量%未満であり、好適には1質量%以下である。The dyeing bath may contain boric acid, borates such as borax, or other boric acid crosslinking agents, but the content of the boric acid crosslinking agent is usually less than 5% by mass in terms of boric acid, and preferably 1% by mass or less.

架橋工程は、ホウ酸架橋剤を含む水溶液にPVAフィルムを浸漬することにより行うことができる。PVAフィルムに対して架橋工程を施すことによって、PVA分子鎖がホウ酸で架橋されてPVA分子鎖の配向性が向上する。その結果、PVAフィルムに吸着した二色性色素の配向性が向上するため、得られる偏光フィルムの光学性能が向上する。この観点から架橋工程は、染色工程の後かつ延伸工程の前に行うことがより好ましい。前記ホウ酸架橋剤としては、ホウ酸、ホウ砂等のホウ酸塩などのホウ素含有無機化合物の1種又は2種以上を使用することができ、取扱いのしやすさから、ホウ酸架橋剤はホウ酸であることが好ましい。十分な延伸性を維持することができる点から、ホウ酸架橋剤を含む水溶液におけるホウ酸架橋剤の濃度は1質量%以上であることが好ましく、2質量%以上であることがより好ましい。同様に、十分な延伸性を維持することができる点から、ホウ酸架橋剤を含む水溶液におけるホウ酸架橋剤の濃度は10質量%以下であることが好ましく、7質量%以下であることがより好ましい。ホウ酸架橋剤の濃度が10質量%を超えると、過剰に架橋が進行して延伸性が低下するおそれがある。また、ホウ酸架橋剤の濃度が1質量%未満の場合、PVAフィルムに吸着した二色性色素の配向性が十分に向上せず、得られる偏光フィルムの偏光性能が十分に向上しないおそれがある。ホウ酸架橋剤を含む水溶液はヨウ化カリウム等のヨウ化物の助剤を含有してもよい。効率良くホウ酸架橋することができる点から、ホウ酸架橋剤を含む水溶液の温度は20℃以上であることが好ましく、25℃以上であることが特に好ましい。同様に、効率良くホウ酸架橋することができる点から、ホウ酸架橋剤を含む水溶液の温度は50℃以下であることが好ましく、40℃以下であることが特に好ましい。The crosslinking process can be carried out by immersing the PVA film in an aqueous solution containing a boric acid crosslinking agent. By performing the crosslinking process on the PVA film, the PVA molecular chains are crosslinked with boric acid, improving the orientation of the PVA molecular chains. As a result, the orientation of the dichroic dye adsorbed on the PVA film is improved, thus improving the optical performance of the resulting polarizing film. From this viewpoint, it is more preferable to perform the crosslinking process after the dyeing process and before the stretching process. As the boric acid crosslinking agent, one or more boron-containing inorganic compounds such as boric acid and borates such as borax can be used, and for ease of handling, boric acid is preferred as the boric acid crosslinking agent. In order to maintain sufficient stretchability, the concentration of the boric acid crosslinking agent in the aqueous solution containing the boric acid crosslinking agent is preferably 1% by mass or more, and more preferably 2% by mass or more. Similarly, in order to maintain sufficient stretchability, the concentration of the boric acid crosslinking agent in the aqueous solution containing the boric acid crosslinking agent is preferably 10% by mass or less, and more preferably 7% by mass or less. If the concentration of the boric acid crosslinking agent exceeds 10% by mass, excessive crosslinking may occur, potentially reducing the stretchability. Furthermore, if the concentration of the boric acid crosslinking agent is less than 1% by mass, the orientation of the dichroic dye adsorbed on the PVA film may not be sufficiently improved, potentially resulting in insufficient improvement in the polarization performance of the resulting polarizing film. The aqueous solution containing the boric acid crosslinking agent may also contain iodide additives such as potassium iodide. From the viewpoint of efficient boric acid crosslinking, the temperature of the aqueous solution containing the boric acid crosslinking agent is preferably 20°C or higher, and particularly preferably 25°C or higher. Similarly, from the viewpoint of efficient boric acid crosslinking, the temperature of the aqueous solution containing the boric acid crosslinking agent is preferably 50°C or lower, and particularly preferably 40°C or lower.

後述する延伸工程とは別に、上述した各工程中や工程間において、PVAフィルムを延伸(前延伸)してもよい。このように、延伸工程よりも前に行われる前延伸の延伸倍率(各処理における延伸倍率を掛け合わせた倍率)は、得られる偏光フィルムの光学性能などの観点から、偏光フィルムの製造に供する未延伸のPVAフィルムの元長さに基づいて、1.5倍以上であることが好ましく、2.0倍以上であることがより好ましく、2.5倍以上であることがさらに好ましい。一方、当該前延伸の延伸倍率は、3.6倍以下であることが好ましく、3.4倍以下であることがより好ましい。膨潤工程における延伸倍率は、1.05~2.5倍が好ましい。染色工程における延伸倍率は、1.1~2.5倍が好ましい。架橋工程における延伸倍率は、1.1~2.5倍が好ましい。In addition to the stretching process described later, the PVA film may be stretched (pre-stretched) during or between each of the processes described above. In this way, the stretching ratio of the pre-stretching performed before the stretching process (the ratio obtained by multiplying the stretching ratios in each process) is preferably 1.5 times or more, more preferably 2.0 times or more, and even more preferably 2.5 times or more, based on the original length of the unstretched PVA film used to manufacture the polarizing film, from the viewpoint of the optical performance of the resulting polarizing film. On the other hand, the stretching ratio of the pre-stretching is preferably 3.6 times or less, and more preferably 3.4 times or less. The stretching ratio in the swelling process is preferably 1.05 to 2.5 times. The stretching ratio in the dyeing process is preferably 1.1 to 2.5 times. The stretching ratio in the crosslinking process is preferably 1.1 to 2.5 times.

延伸工程はホウ酸を含む水溶液中で行うことが好ましい。ホウ酸を含む水溶液中で延伸工程を行うことで、延伸工程や乾燥工程におけるネックイン現象の制御が容易となる。ホウ酸を含む水溶液中におけるホウ酸の濃度は1質量%以上であることが好ましく、より好ましくは1.1質量%以上であり、特に好ましくは1.2質量%以上であり、さらに好ましくは1.4質量%以上である。ホウ酸を含む水溶液中におけるホウ酸の濃度は3質量%以下であることが好ましく、より好ましくは3.0質量%以下であり、特に好ましくは2.9質量%以下であり、さらに好ましくは2.5質量%以下である。また、ホウ酸を含む水溶液はヨウ化カリウムなどのヨウ化物の助剤を含有してもよく、その濃度は0.01~10質量%の範囲内にすることが好ましい。The stretching process is preferably carried out in an aqueous solution containing boric acid. Performing the stretching process in an aqueous solution containing boric acid makes it easier to control the neck-in phenomenon during the stretching and drying processes. The concentration of boric acid in the aqueous solution containing boric acid is preferably 1% by mass or more, more preferably 1.1% by mass or more, particularly preferably 1.2% by mass or more, and even more preferably 1.4% by mass or more. The concentration of boric acid in the aqueous solution containing boric acid is preferably 3% by mass or less, more preferably 3.0% by mass or less, particularly preferably 2.9% by mass or less, and even more preferably 2.5% by mass or less. The aqueous solution containing boric acid may also contain iodide additives such as potassium iodide, and its concentration is preferably in the range of 0.01 to 10% by mass.

延伸工程における延伸温度は、53℃以上であることが好ましく、より好ましくは55℃以上であり、特に好ましくは55℃以上である。延伸工程における延伸温度は、70℃以下であることが好ましく、65℃以下であり、特に好ましくは60℃以下である。なお、ここで延伸温度は、ホウ酸を含む水溶液の温度をいう。このような温度範囲に設定することで、ホウ酸による架橋や乾燥前の偏光フィルムの含水率を好適な範囲に制御することができ、延伸工程や乾燥工程におけるネックイン現象の制御が容易となる。すなわち、延伸温度が70℃を超える場合は、PVAとホウ酸の反応性が低下してホウ酸による架橋が不足し、延伸工程や乾燥工程でネックイン現象を制御してヨウ素系色素を高度に配向させることが難しく、偏光性能に優れた偏光フィルムを得ることが難しくなる傾向にある。また、PVAフィルムが延伸工程中で溶解して偏光フィルムの歩留まりが低下する恐れもあるため、生産性が低下する傾向にある。一方で、延伸温度が53℃未満の場合は乾燥前の偏光フィルムの含水率が不足し、乾燥工程でネックイン現象を制御してPVAの配向緩和や結晶化による残留応力の開放を行うことが難しくなり、収縮応力の小さい偏光フィルムを得ることが難しくなる傾向にある。The stretching temperature in the stretching process is preferably 53°C or higher, more preferably 55°C or higher, and particularly preferably 55°C or higher. The stretching temperature in the stretching process is preferably 70°C or lower, 65°C or lower, and particularly preferably 60°C or lower. Here, the stretching temperature refers to the temperature of the aqueous solution containing boric acid. By setting the temperature within this range, it is possible to control the crosslinking by boric acid and the water content of the polarizing film before drying to a suitable range, and it becomes easier to control the neck-in phenomenon in the stretching and drying processes. In other words, if the stretching temperature exceeds 70°C, the reactivity of PVA and boric acid decreases, resulting in insufficient crosslinking by boric acid. This makes it difficult to control the neck-in phenomenon in the stretching and drying processes to highly orient the iodine-based dyes, and tends to make it difficult to obtain a polarizing film with excellent polarizing performance. In addition, there is a risk that the PVA film will dissolve during the stretching process, reducing the yield of the polarizing film, which tends to decrease productivity. On the other hand, if the stretching temperature is below 53°C, the moisture content of the polarizing film before drying is insufficient, making it difficult to control the neck-in phenomenon during the drying process to relax the orientation of PVA and release residual stress through crystallization. This tends to make it difficult to obtain a polarizing film with low shrinkage stress.

また、延伸工程における延伸倍率(つまり、前延伸後で、延伸工程前のPVAフィルムの長さに基づいた延伸倍率)は、2.0倍以上であることが好ましく、得られる偏光フィルムの光学性能などの観点から、当該延伸倍率は2.2倍以上がより好ましい。延伸工程における延伸倍率は、4.0倍以下であることが好ましく、3.5倍以下がより好ましい。Furthermore, the stretching ratio in the stretching process (i.e., the stretching ratio after pre-stretching, based on the length of the PVA film before the stretching process) is preferably 2.0 times or more, and more preferably 2.2 times or more from the viewpoint of the optical performance of the resulting polarizing film. The stretching ratio in the stretching process is preferably 4.0 times or less, and more preferably 3.5 times or less.

偏光フィルムの製造に供する未延伸のPVAフィルムの元長さに基づいた総延伸倍率は、5.5倍以上である必要があり、好ましくは5.8倍以上であり、より好ましくは5.9倍以上であり、特に好ましくは6.0倍以上であることが好ましい。総延伸倍率は、7.4倍以下の必要があり、7.3倍以下であり、より好ましくは7.2倍以下であり、特に好ましくは6.8倍以下であることが好ましい。このように総延伸倍率を調整することで、全工程におけるネックイン現象を適切に制御しやすくなる。The total stretching ratio, based on the original length of the unstretched PVA film used in the manufacture of polarizing films, must be 5.5 times or more, preferably 5.8 times or more, more preferably 5.9 times or more, and particularly preferably 6.0 times or more. The total stretching ratio must be 7.4 times or less, preferably 7.3 times or less, more preferably 7.2 times or less, and particularly preferably 6.8 times or less. By adjusting the total stretching ratio in this way, it becomes easier to appropriately control the neck-in phenomenon throughout the entire process.

延伸工程における延伸張力は、延伸工程において、隣接するロール間にかかる張力を、その間に設置したテンションロールによって計測することにより求めることができる。延伸工程における延伸張力は、200N以上であることが好ましく、300N以上であることがより好ましく、450N以上であることが特に好ましい。延伸工程における延伸張力は、1100N以下であることが好ましく、1000N以下であることがより好ましく、700N以下であることが特に好ましい。The stretch tension in the stretching process can be determined by measuring the tension between adjacent rolls using a tension roll installed between them. The stretch tension in the stretching process is preferably 200 N or more, more preferably 300 N or more, and particularly preferably 450 N or more. The stretch tension in the stretching process is preferably 1100 N or less, more preferably 1000 N or less, and particularly preferably 700 N or less.

長尺のPVAフィルムに延伸を行う場合、延伸する方向に特に制限はなく、長尺方向への一軸延伸、横一軸延伸、いわゆる斜め延伸を採用することができるが、光学性能に優れる偏光フィルムが得られる点から長尺方向への一軸延伸が好ましい。長尺方向への一軸延伸は、互いに平行な複数のロールを備える延伸装置を使用して、各ロール間の周速を変えることにより行うことができる。一方、横一軸延伸はテンター型延伸機を用いて行うことができる。When stretching a long PVA film, there are no particular restrictions on the stretching direction; uniaxial stretching in the longitudinal direction, transverse uniaxial stretching, and so-called oblique stretching can be employed. However, uniaxial stretching in the longitudinal direction is preferred because it yields a polarizing film with superior optical performance. Uniaxial stretching in the longitudinal direction can be performed using a stretching device equipped with multiple rolls parallel to each other, by changing the peripheral speed between each roll. On the other hand, transverse uniaxial stretching can be performed using a tenter-type stretcher.

前記延伸工程の後に、洗浄工程を行うことが好ましい。洗浄工程にて、PVAフィルム表面の不要な薬品類や異物を除去したり、偏光フィルムの光学特性を調節したりできる。洗浄工程はPVAフィルムを洗浄浴に浸漬したり、PVAフィルムに洗浄液を散布したりすることによって行うことができる。洗浄液としては水を使用することができるが、これらにヨウ化カリウム等のヨウ化物の助剤やホウ酸架橋剤を含有させてもよい。偏光フィルムの光学特性の観点からヨウ化カリウムなどのヨウ化物の助剤を含有させることが好ましく、その含有量は、0.1~10質量%であることが好ましい。また、偏光フィルムの外観が良好になる点からホウ酸架橋剤を含有させることも好ましく、ホウ酸架橋剤を含有させる場合、ホウ酸架橋剤の含有量は0.1質量%以上であることが好ましく、0.5質量%以上であることがより好ましい。偏光フィルムにホウ酸架橋剤を含有させる場合、洗浄液のホウ酸架橋剤の含有量は10質量%以下であることが好ましく、5質量%以下であることがより好ましい。It is preferable to perform a washing step after the stretching step. In the washing step, unwanted chemicals and foreign matter can be removed from the surface of the PVA film, and the optical properties of the polarizing film can be adjusted. The washing step can be performed by immersing the PVA film in a washing bath or by spraying a washing solution onto the PVA film. Water can be used as the washing solution, but it may also contain iodide additives such as potassium iodide or boric acid crosslinking agents. From the viewpoint of the optical properties of the polarizing film, it is preferable to include iodide additives such as potassium iodide, and the content is preferably 0.1 to 10% by mass. It is also preferable to include a boric acid crosslinking agent from the viewpoint of improving the appearance of the polarizing film, and when a boric acid crosslinking agent is included, the content of the boric acid crosslinking agent is preferably 0.1% by mass or more, and more preferably 0.5% by mass or more. When a boric acid crosslinking agent is included in the polarizing film, the content of the boric acid crosslinking agent in the washing solution is preferably 10% by mass or less, and more preferably 5% by mass or less.

洗浄工程の温度は、通常10℃以上であり、15℃以上であることが好ましく、20℃以上であることが特に好ましい。洗浄工程の温度は、通常50℃以下であり、40℃以下であることが好ましく、35℃以下であることが特に好ましい。洗浄工程の温度が50℃を超える場合は偏光フィルムにしわが入り、偏光フィルムの外観の悪化することがあるため好ましくない。一方、洗浄工程の温度を20℃未満にする場合は経済性の観点から好ましくない。なお、洗浄工程の温度は、洗浄液の温度をいう。なお、洗浄工程における延伸倍率は、1.3倍以下であることが好ましく、1.2倍以下であることがより好ましく、1.1倍未満であることがさらに好ましい。The temperature of the washing process is usually 10°C or higher, preferably 15°C or higher, and particularly preferably 20°C or higher. The temperature of the washing process is usually 50°C or lower, preferably 40°C or lower, and particularly preferably 35°C or lower. If the temperature of the washing process exceeds 50°C, wrinkles may form in the polarizing film, and the appearance of the polarizing film may deteriorate, which is undesirable. On the other hand, if the temperature of the washing process is below 20°C, it is undesirable from an economic standpoint. Note that the temperature of the washing process refers to the temperature of the washing solution. Note that the stretching ratio in the washing process is preferably 1.3 times or less, more preferably 1.2 times or less, and even more preferably less than 1.1 times.

ところで、架橋工程、延伸工程及び洗浄工程のそれぞれにおいて、ホウ酸架橋剤を含む水溶液にPVAフィルムを浸漬し、且つ、延伸が行われることがあるが、これらの工程のうち、各工程における延伸倍率が最も高い工程を延伸工程と定義し、延伸工程よりも前に行われる工程を架橋工程と定義し、さらに、延伸工程より後に行われる工程を洗浄工程と定義することができる。洗浄工程では、通常、延伸工程よりもホウ酸濃度の低い水溶液によりPVAフィルムが浸漬される。Incidentally, in each of the crosslinking, stretching, and washing processes, the PVA film may be immersed in an aqueous solution containing a boric acid crosslinking agent and stretched. Of these processes, the process with the highest stretching ratio can be defined as the stretching process, the process performed before the stretching process can be defined as the crosslinking process, and the process performed after the stretching process can be defined as the washing process. In the washing process, the PVA film is usually immersed in an aqueous solution with a lower boric acid concentration than in the stretching process.

乾燥工程の方法は特に制限されないが、乾燥工程における乾燥温度は60℃以上であることが好ましく、より好ましくは70℃以上であり、特に好ましくは75℃以上である。乾燥温度は100℃以下であることが好ましく、より好ましくは90℃以下であり、特に好ましくは85℃以下である。前記範囲内の温度で乾燥することで乾燥工程でのネックイン現象を適切に制御することが容易となる。すなわち、乾燥温度が60℃未満の場合は、乾燥工程でのネックイン現象が不足し、PVAの配向緩和や結晶化による残留応力の開放が不十分で収縮応力の小さい偏光フィルムを得ることが難しくなる傾向にある。一方で、乾燥温度が100℃を超える場合は、乾燥工程でネックイン現象が過剰に進行しやすく、必要なヨウ素系色素まで分解することがあり、偏光性能の優れた偏光フィルムを得ることが難しくなる傾向にある。また、偏光フィルムの赤変が生じて偏光フィルムの歩留まりが低下することもあり、生産性が低下する傾向にある。The drying process is not particularly limited, but the drying temperature is preferably 60°C or higher, more preferably 70°C or higher, and particularly preferably 75°C or higher. The drying temperature is preferably 100°C or lower, more preferably 90°C or lower, and particularly preferably 85°C or lower. Drying within the above temperature range makes it easier to appropriately control the neck-in phenomenon during the drying process. That is, if the drying temperature is below 60°C, the neck-in phenomenon during the drying process is insufficient, and the relaxation of PVA orientation and the release of residual stress due to crystallization are insufficient, making it difficult to obtain a polarizing film with low shrinkage stress. On the other hand, if the drying temperature exceeds 100°C, the neck-in phenomenon tends to progress excessively during the drying process, which can decompose even the necessary iodine-based dyes, making it difficult to obtain a polarizing film with excellent polarizing performance. In addition, reddening of the polarizing film may occur, reducing the yield of the polarizing film and tending to decrease productivity.

乾燥工程における乾燥時間は特に制限されないが、10秒以上であることが好ましく、25秒以上であることがより好ましく、40秒以上であることが特に好ましい。乾燥工程における乾燥時間、120秒以下であることが好ましく、110秒以下であることがより好ましく、95秒以下であることが特に好ましい。乾燥時間をこの範囲内とすることで、乾燥工程でのネックイン現象を適切に制御することが容易となる。The drying time in the drying process is not particularly limited, but it is preferably 10 seconds or more, more preferably 25 seconds or more, and especially preferably 40 seconds or more. The drying time in the drying process is preferably 120 seconds or less, more preferably 110 seconds or less, and especially preferably 95 seconds or less. By keeping the drying time within this range, it becomes easier to appropriately control the neck-in phenomenon in the drying process.

収縮応力の小さい偏光フィルムが得られやすいという点から、乾燥工程における延伸倍率は、1.3倍以下であることが好ましく、1.2倍以下であることがより好ましく、1.1倍未満であることがさらに好ましい。残留応力の開放を妨げないためにも、乾燥工程では実質的に延伸を行わないことが好ましい。In order to obtain a polarizing film with low shrinkage stress, the stretching ratio in the drying process is preferably 1.3 times or less, more preferably 1.2 times or less, and even more preferably less than 1.1 times. In order not to hinder the release of residual stress, it is preferable not to stretch the film substantially during the drying process.

乾燥工程における乾燥張力は、乾燥工程において、隣接するロール間にかかる張力を、その間に設置したテンションロールによって計測することにより求めることができる。乾燥工程における乾燥張力は、100N以上であることが好ましく、200N以上であることがより好ましく、260N以上であることが特に好ましい。乾燥工程における乾燥張力は、600N以下であることが好ましく、500N以下であることがより好ましく、400N以下であることが特に好ましい。The drying tension in the drying process can be determined by measuring the tension between adjacent rolls using a tension roll installed between them. The drying tension in the drying process is preferably 100 N or more, more preferably 200 N or more, and particularly preferably 260 N or more. The drying tension in the drying process is preferably 600 N or less, more preferably 500 N or less, and particularly preferably 400 N or less.

乾燥工程の後に熱処理を行うことで、さらに寸法安定性に優れた偏光フィルムを得ることができる。ここで熱処理とは、乾燥処理後の水分率が5%以下の偏光フィルムをさらに加熱し、偏光フィルムの寸法安定性を向上させる処理のことである。熱処理の条件は特に制限されないが、60℃以上で、特に70℃以上で熱処理をすることが好ましい。150℃以下で、特に100℃以下で熱処理をすることが好ましい。60℃よりも低温で熱処理を行うと熱処理による寸法安定化効果が不十分となる傾向にある。150℃よりも高温で熱処理を行うと、偏光フィルムに赤変が激しく生じることがある。熱処理を行う時間は、5秒以上であることが好ましく、15秒以上であることがより好ましい。熱処理を行う時間は、100秒以下であることが好ましく、60秒以下であることがより好ましい。熱処理を行う時間が5秒より短いと、熱処理による寸法安定化効果が十分に得られないことがある。熱処理を行う時間が100秒より長いと、偏光フィルムに赤変が生じる場合がある。By performing a heat treatment after the drying process, a polarizing film with even better dimensional stability can be obtained. Here, heat treatment refers to a process in which a polarizing film with a moisture content of 5% or less after drying is further heated to improve the dimensional stability of the polarizing film. The conditions for heat treatment are not particularly limited, but it is preferable to perform the heat treatment at 60°C or higher, and especially at 70°C or higher. It is preferable to perform the heat treatment at 150°C or lower, and especially at 100°C or lower. If the heat treatment is performed at a temperature lower than 60°C, the dimensional stabilization effect of the heat treatment tends to be insufficient. If the heat treatment is performed at a temperature higher than 150°C, severe reddening may occur in the polarizing film. The heat treatment time is preferably 5 seconds or more, and more preferably 15 seconds or more. The heat treatment time is preferably 100 seconds or less, and more preferably 60 seconds or less. If the heat treatment time is shorter than 5 seconds, the dimensional stabilization effect of the heat treatment may not be sufficiently obtained. If the heat treatment time is longer than 100 seconds, reddening may occur in the polarizing film.

<偏光フィルム>
本発明の製造方法で製造される偏光フィルムは、単体透過率44%のときの偏光度が99.963%以上であることが好ましい。単体透過率44%のときの偏光度が99.963%未満の場合、高画質のLCDパネルを得ることのできない恐れがある。単体透過率44%のときの偏光度は、好ましくは99.965%以上であり、より好ましくは99.967%以上であり、特に好ましくは99.970%以上であり、さらに好ましくは99.975%以上である。偏光フィルムの単体透過率44%のときの偏光度を99.963%以上とする方法としては、例えば、トータルネックイン率(A)を57.5%以上、61.0%以下とし、ネックイン率(B)を31.0%以上、38.0%以下とし、ネックイン率(C)を16.5%以下とする方法があげられる。この場合において、延伸工程の水溶液のホウ酸濃度を1.0質量%以上、3.0質量%以下とすることが好ましい。この場合において、総延伸倍率を5.5倍以上とすることが好ましい。
<Polarizing film>
The polarizing film produced by the manufacturing method of the present invention preferably has a polarization degree of 99.963% or higher when the single-layer transmittance is 44%. If the polarization degree when the single-layer transmittance is 44% is less than 99.963%, there is a risk that a high-quality LCD panel cannot be obtained. The polarization degree when the single-layer transmittance is 44% is preferably 99.965% or higher, more preferably 99.967% or higher, particularly preferably 99.970% or higher, and even more preferably 99.975% or higher. As a method for making the polarization degree of the polarizing film 99.963% or higher when the single-layer transmittance is 44%, for example, a method in which the total neck-in rate (A) is set to 57.5% or higher and 61.0% or lower, the neck-in rate (B) is set to 31.0% or higher and 38.0% or lower, and the neck-in rate (C) is set to 16.5% or lower. In this case, it is preferable that the boric acid concentration of the aqueous solution in the stretching process be 1.0% by mass or more and 3.0% by mass or less. In this case, it is preferable that the total stretching ratio be 5.5 times or more.

本発明の製造方法で製造される偏光フィルムの収縮応力は、100N/mm以下であることが好ましく、90N/mm以下であることがより好ましく、85N/mm以下であることが特に好ましい。偏光フィルムの収縮応力を100N/mm以下とする方法としては、例えば、ネックイン率(B)を38.0%以下とし、ネックイン率(C)を9.8%以上とする方法があげられる。また、この場合に、延伸工程の水溶液のホウ酸濃度を3.0質量%以下とすることが好ましい。また、この場合に、総延伸倍率を7.4倍以下とすることが好ましい。 The shrinkage stress of the polarizing film produced by the manufacturing method of the present invention is preferably 100 N/ mm² or less, more preferably 90 N/ mm² or less, and particularly preferably 85 N/ mm² or less. A method for achieving a shrinkage stress of 100 N/ mm² or less for the polarizing film is, for example, to set the neck-in ratio (B) to 38.0% or less and the neck-in ratio (C) to 9.8% or more. In this case, it is preferable to set the boric acid concentration of the aqueous solution in the stretching process to 3.0% by mass or less. Furthermore, in this case, it is preferable to set the total stretching ratio to 7.4 times or less.

本発明の製造方法で製造される偏光フィルムは、通常、その両面又は片面に、光学的に透明で且つ機械的強度を有する保護膜を貼り合わせて偏光板にして使用される。保護膜としては、三酢酸セルロース(TAC)フィルム、酢酸・酪酸セルロース(CAB)フィルム、アクリル系フィルム、ポリエステル系フィルムなどが使用される。また、貼り合わせのための接着剤としては、PVA系接着剤やUV硬化接着剤などを挙げることができる。The polarizing film produced by the manufacturing method of the present invention is typically used as a polarizing plate by laminating an optically transparent and mechanically strong protective film to one or both sides of it. Examples of protective films include cellulose triacetate (TAC) film, cellulose acetate/butyrate (CAB) film, acrylic film, and polyester film. Examples of adhesives used for lamination include PVA-based adhesives and UV-curing adhesives.

上記のようにして得られた偏光板を、位相差フィルム、視野角向上フィルム、輝度向上フィルム等と貼り合わせてもよい。また、偏光板にアクリル系等の粘着剤をコートした後、ガラス基板と貼り合わせてLCDの部品として使用することができる。The polarizing plate obtained as described above may be laminated with a phase difference film, a viewing angle enhancement film, a brightness enhancement film, etc. Alternatively, the polarizing plate can be coated with an acrylic-based adhesive and then laminated with a glass substrate to be used as a component of an LCD.

本発明を以下の実施例により具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例により何ら限定されるものではない。なお、以下の実施例及び比較例において採用された各評価方法を以下に示す。The present invention will be specifically described by the following examples, but the present invention is not limited in any way by these examples. The evaluation methods used in the following examples and comparative examples are shown below.

[トータルネックイン率(A)の算出]
以下の実施例又は比較例において、偏光フィルムの製造に供する未延伸のPVAフィルムの幅の長さX1(m)及び乾燥工程後のPVAフィルムの幅の長さX2(m)を測定した。得られた測定値を下記式(1)に代入することでトータルネックイン率(A)を算出した。
トータルネックイン率(A)={(X1-X2)/X1}×100 (1)
[Calculation of Total Neck-In Rate (A)]
In the following examples or comparative examples, the width length X1 (m) of the unstretched PVA film used for manufacturing the polarizing film and the width length X2 (m) of the PVA film after the drying process were measured. The total neck-in ratio (A) was calculated by substituting the obtained measurement values into the following formula (1).
Total neck-in ratio (A) = {(X1 - X2) / X1} × 100 (1)

[延伸工程におけるネックイン率(B)の算出]
以下の実施例又は比較例において、架橋工程後、延伸工程前のPVAフィルムの幅の長さY1(m)及び延伸工程後、洗浄工程前のPVAフィルムの幅の長さY2(m)を測定した。得られた測定値を下記式(2)に代入することで延伸工程におけるネックイン率(B)を算出した。
ネックイン率(B)={(Y1-Y2)/Y1}×100 (2)
[Calculation of neck-in ratio (B) in the stretching process]
In the following examples or comparative examples, the width length Y1 (m) of the PVA film after the crosslinking process and before the stretching process, and the width length Y2 (m) of the PVA film after the stretching process and before the washing process were measured. The neck-in ratio (B) in the stretching process was calculated by substituting the obtained measurement values into the following formula (2).
Neck-in ratio (B) = {(Y1 - Y2) / Y1} × 100 (2)

[乾燥工程におけるネックイン率(C)の算出]
以下の実施例又は比較例において、洗浄工程後、乾燥工程前のPVAフィルムの幅の長さZ1(m)及び乾燥工程後のPVAフィルムの幅の長さX2(m)を測定した。得られた測定値を下記式(3)に代入することで乾燥工程におけるネックイン率(C)を算出した。
ネックイン率(C)={(Z1-X2)/Z1}×100 (3)
[Calculation of neck-in ratio (C) in the drying process]
In the following examples or comparative examples, the width length Z1 (m) of the PVA film after the washing process and before the drying process, and the width length X2 (m) of the PVA film after the drying process were measured. The neck-in rate (C) in the drying process was calculated by substituting the obtained measurement values into the following formula (3).
Neck-in ratio (C) = {(Z1 - X2) / Z1} × 100 (3)

[延伸工程までのネックイン率(D)の算出]
以下の実施例又は比較例において、偏光フィルムの製造に供する未延伸のPVAフィルムの幅の長さX1(m)及び洗浄工程前、延伸工程後のPVAフィルムの幅の長さY2(m)を測定した。得られた測定値を下記式(4)に代入することで延伸工程までのネックイン率(D)を算出した。
ネックイン率(D)={(X1-Y2)/X1}×100 (4)
[Calculation of neck-in ratio (D) up to the stretching process]
In the following examples or comparative examples, the width length X1 (m) of the unstretched PVA film used for manufacturing polarizing films and the width length Y2 (m) of the PVA film before the washing process and after the stretching process were measured. The neck-in ratio (D) up to the stretching process was calculated by substituting the obtained measurement values into the following formula (4).
Neck-in ratio (D) = {(X1 - Y2) / X1} × 100 (4)

得られたトータルネックイン率(A)とネックイン率(D)の差((A)-(D))を算出し、この差をネックイン率差(W)とした。また、ネックイン率差(W)をトータルネックイン率(A)で除すことで、ネックイン率差(W)とトータルネックイン率(A)の比((W)/(A))を算出した。The difference between the obtained total neck-in rate (A) and the neck-in rate (D) ((A) - (D)) was calculated and defined as the neck-in rate difference (W). Furthermore, the ratio of the neck-in rate difference (W) to the total neck-in rate (A) ((W) / (A)) was calculated by dividing the neck-in rate difference (W) by the total neck-in rate (A).

[偏光フィルムの光学特性]
以下の実施例及び比較例において、得られた偏光フィルムの幅方向と長さ方向の中央部から、偏光フィルムの長さ方向4cm×幅方向2cmの長方形のサンプルを採取し、積分球付き分光光度計V-7100(日本分光株式会社製)とグランテーラ偏光子を備え付けた自動偏光フィルム測定装置VAP-7070S(日本分光株式会社製)を用いて、偏光フィルムのパラレル透過率及びクロスニコル透過率を測定した。ここで、測定波長範囲は380~780nmに設定し、グランテーラ偏光子を通して偏光フィルムに入射される偏光の振動方向が、偏光フィルムの透過軸に平行な場合の透過率をパラレル透過率、偏光フィルムの透過軸に垂直な場合をクロスニコル透過率とした。その後、「偏光フィルム評価プログラム」(日本分光株式会社製)を用いて、JIS Z 8722(物体色の測定方法)に準拠するように、前述のパラレル透過率とクロスニコル透過率を用いて、C光源、2°視野の可視光領域の視感度補正を行って、偏光フィルムの単体透過率、偏光度の算出を行い、これら2つの値を偏光フィルムの光学特性として得た。より具体的には、単体透過率44%のときの偏光度の算出を行った。
[Optical properties of polarizing films]
In the following examples and comparative examples, rectangular samples measuring 4 cm in the length direction and 2 cm in the width direction were taken from the center of the obtained polarizing film in both the width and length directions. The parallel transmittance and crossed nicol transmittance of the polarizing film were measured using a V-7100 spectrophotometer with an integrating sphere (manufactured by JASCO Corporation) and an automatic polarizing film measuring device VAP-7070S (manufactured by JASCO Corporation) equipped with a GranTerra polarizer. Here, the measurement wavelength range was set to 380 to 780 nm. Parallel transmittance was defined as the transmittance when the vibration direction of the polarization incident on the polarizing film through the GranTerra polarizer was parallel to the transmission axis of the polarizing film, and crossed nicol transmittance was defined as the transmittance when the vibration direction was perpendicular to the transmission axis of the polarizing film. Subsequently, using the "Polarizing Film Evaluation Program" (manufactured by JASCO Corporation), and in accordance with JIS Z 8722 (Method for Measuring Object Color), the aforementioned parallel transmittance and crossed nicol transmittance were used to perform luminous efficiency correction in the visible light region with a C light source and a 2° field of view. The single transmittance and polarization degree of the polarizing film were then calculated, and these two values were obtained as the optical properties of the polarizing film. More specifically, the polarization degree was calculated when the single transmittance was 44%.

[偏光フィルムの収縮応力]
以下の実施例及び比較例において、偏光フィルムの収縮応力は、株式会社島津製作所製の恒温槽付きオートグラフAG-Xとビデオ式伸び計TRViewX120Sを用いて測定した。測定には20℃/20%RHで18時間調湿した偏光フィルムを使用した。オートグラフAG-Xの恒温槽を20℃にした後、偏光フィルム(長さ方向15cm、幅方向1.5cm)をチャック(チャック間隔5cm)に取り付け、引張り開始と同時に、80℃へ恒温槽の昇温を開始した。偏光フィルムを1mm/minの速さで引張り、張力が2Nに到達した時点で引張りを停止し、その状態で4時間後までの張力を測定した。このとき、熱膨張によってチャック間の距離が変わるため、チャックに標線シールを貼り、ビデオ式伸び計TRViewX120Sを用いてチャックに貼り付けた標線シールが動いた分だけチャック間の距離を修正できるようにして測定を行った。なお、4時間後の張力の測定値から初期張力2Nを差し引いた値を偏光フィルムの収縮力とし、その値を偏光フィルムの断面積で除した値を収縮応力(N/mm)と定義した。
[Shrinkage stress of polarizing film]
In the following examples and comparative examples, the shrinkage stress of the polarizing film was measured using an Autograph AG-X with a constant temperature chamber and a TRViewX120S video extensometer manufactured by Shimadzu Corporation. For the measurement, a polarizing film that had been conditioned at 20°C/20%RH for 18 hours was used. After setting the Autograph AG-X constant temperature chamber to 20°C, a polarizing film (15 cm in length and 1.5 cm in width) was attached to a chuck (chuck spacing 5 cm), and the constant temperature chamber was started to rise to 80°C at the same time as the tension was started. The polarizing film was pulled at a speed of 1 mm/min, and the tension was stopped when the tension reached 2 N. The tension was then measured for up to 4 hours after that. At this time, since the distance between the chucks changes due to thermal expansion, marking stickers were attached to the chucks, and the measurement was performed using the TRViewX120S video extensometer so that the distance between the chucks could be corrected by the amount that the marking stickers attached to the chucks moved. Furthermore, the shrinkage force of the polarizing film was defined as the value obtained by subtracting the initial tension of 2N from the tension measurement after 4 hours, and the shrinkage stress (N/ mm² ) was defined as the value obtained by dividing this value by the cross-sectional area of the polarizing film.

[偏光フィルム中の全ホウ素元素含有量の算出]
以下の実施例及び比較例において、得られた偏光フィルムを23℃、50%RHで16時間調湿し、偏光フィルムの質量[E(g)]を測定した後、偏光フィルムが0.005質量%になるように蒸留水20mLに溶解した。偏光フィルムを溶解した水溶液を測定サンプルとし、その質量[F(g)]を測定した。株式会社島津製作所製のマルチ形ICP発光分析装置(ICP)を用いて測定サンプルのホウ素濃度[G(ppm)]を測定した。その後、下記式に測定した値を代入して算出した値を偏光フィルム中の全ホウ素元素含有量(質量%)とした。
偏光フィルム中の全ホウ素元素含有量(質量%)=[(G×10-6×F)/E]×100
[Calculation of total boron content in polarizing film]
In the following examples and comparative examples, the obtained polarizing films were conditioned at 23°C and 50% RH for 16 hours, and the mass of the polarizing film [E (g)] was measured. Then, the polarizing film was dissolved in 20 mL of distilled water to a concentration of 0.005% by mass. The aqueous solution containing the dissolved polarizing film was used as the measurement sample, and its mass [F (g)] was measured. The boron concentration [G (ppm)] of the measurement sample was measured using a multi-type ICP emission spectrometer (ICP) manufactured by Shimadzu Corporation. Subsequently, the value calculated by substituting the measured value into the following formula was defined as the total boron element content (mass%) in the polarizing film.
Total boron content (mass%) in polarizing film = [(G × 10⁻⁶ × F) / E] × 100

[延伸工程における延伸張力]
以下の実施例及び比較例において、延伸工程における延伸張力は、延伸工程において隣接するロール間にかかる張力を、その間に設置したテンションロールによって計測した。3本以上のロールを用いるときには、その中の最大の延伸張力を採用した。
[Stretching tension in the stretching process]
In the following examples and comparative examples, the stretch tension during the stretching process was measured by the tension between adjacent rolls using a tension roll installed between them. When three or more rolls were used, the maximum stretch tension among them was adopted.

[乾燥工程における乾燥張力]
以下の実施例及び比較例において、乾燥工程における乾燥張力は、乾燥工程において隣接するロール間にかかる張力を、その間に設置したテンションロールによって計測した。3本以上のロールを用いるときには、その中の最大の乾燥張力を採用した。
[Drying tension in the drying process]
In the following examples and comparative examples, the drying tension during the drying process was measured by the tension between adjacent rolls using a tension roll installed between them. When three or more rolls were used, the maximum drying tension among them was adopted.

[実施例1]
PVA(酢酸ビニル重合体のけん化物、重合度2400、けん化度99.9モル%)100質量部、可塑剤としてグリセリン10質量部、界面活性剤としてポリオキシエチレンラウリルエーテル硫酸ナトリウム:0.1質量部及び水からなる製膜原液を用いてキャスト製膜することにより、厚み45μmのPVAフィルムのロールを得た。このPVAフィルムに対して、膨潤工程、染色工程、架橋工程、延伸工程、洗浄工程及び乾燥工程を、順次行うことにより偏光フィルムを製造した。なお、偏光フィルムの製造に供する未延伸のPVAフィルムの幅の長さX1(m)は0.65mだった。
[Example 1]
A roll of PVA film with a thickness of 45 μm was obtained by casting a film-forming stock solution consisting of 100 parts by mass of PVA (saponified vinyl acetate polymer, degree of polymerization 2400, degree of saponification 99.9 mol%), 10 parts by mass of glycerin as a plasticizer, 0.1 parts by mass of sodium polyoxyethylene lauryl ether sulfate as a surfactant, and water. A polarizing film was manufactured by sequentially performing swelling, dyeing, crosslinking, stretching, washing, and drying processes on this PVA film. The width X1 (m) of the unstretched PVA film used to manufacture the polarizing film was 0.65 m.

具体的には以下のようにして偏光フィルムを製造した。まず、膨潤工程において、上記のPVAフィルムを、温度25℃の水中に90秒間浸漬している間に、PVAフィルムの元の長さの2倍に長さ方向(MD方向)に一軸延伸(1段目延伸)した。引き続き染色工程において、ヨウ素を0.093質量%及びヨウ化カリウムを2.14質量%含む温度32℃の水溶液(ヨウ素とヨウ化カリウムの重量比は1:23)に163秒間浸漬している間に、PVAフィルムの元の長さの2.4倍まで長さ方向(MD方向)に一軸延伸(2段目延伸)した。引き続き架橋工程において、ホウ酸を2.6質量%の濃度で含有する温度32℃の水溶液に135秒間浸漬している間に、PVAフィルムの元の長さの3倍まで長さ方向(MD方向)に一軸延伸(3段目延伸)した。引き続き延伸工程において、ホウ酸を1.5質量%及びヨウ化カリウムを5質量%の濃度で含有する温度56℃の水溶液中に浸漬している間に、PVAフィルムの元の長さの6.8倍まで長さ方向(MD方向)に一軸延伸(4段目延伸)した。延伸工程における最大の延伸張力は679Nであった。引き続き洗浄工程において、ホウ酸を1.5質量%及びヨウ化カリウムを5.4質量%の濃度で含有する温度22℃の水溶液中に10秒間浸漬することによりフィルムを洗浄した。引き続き乾燥工程において、80℃の乾燥機で90秒間乾燥することにより、厚み15.6μmの偏光フィルムを製造した。なお、乾燥工程における最大の乾燥張力は382.5Nだった。Specifically, the polarizing film was manufactured as follows: First, in the swelling process, the PVA film was uniaxially stretched in the longitudinal direction (MD direction) to twice its original length (first stage stretching) while immersed in water at 25°C for 90 seconds. Subsequently, in the dyeing process, the PVA film was uniaxially stretched in the longitudinal direction (MD direction) to 2.4 times its original length (second stage stretching) while immersed in an aqueous solution at 32°C containing 0.093% by mass of iodine and 2.14% by mass of potassium iodide (weight ratio of iodine to potassium iodide is 1:23) for 163 seconds. Subsequently, in the crosslinking process, the PVA film was uniaxially stretched in the longitudinal direction (MD direction) to three times its original length (third stage stretching) while immersed in an aqueous solution at 32°C containing 2.6% by mass of boric acid for 135 seconds. In the subsequent stretching process, the PVA film was uniaxially stretched in the longitudinal direction (MD direction) to 6.8 times its original length (fourth stage stretching) while immersed in an aqueous solution at 56°C containing 1.5% by mass of boric acid and 5% by mass of potassium iodide. The maximum stretch tension during the stretching process was 679 N. In the subsequent washing process, the film was washed by immersing it for 10 seconds in an aqueous solution at 22°C containing 1.5% by mass of boric acid and 5.4% by mass of potassium iodide. In the subsequent drying process, a polarizing film with a thickness of 15.6 μm was produced by drying in a dryer at 80°C for 90 seconds. The maximum drying tension during the drying process was 382.5 N.

得られた偏光フィルムを用いて、上記した方法により、単体透過率、偏光度、収縮応力、及び偏光フィルム中の全ホウ素元素量を測定した。これらの評価結果を表1に示し、図1に収縮応力と偏光度の関係を示した。また、図2に最大延伸張力と収縮応力の関係を示した。Using the obtained polarizing film, the transmittance, degree of polarization, shrinkage stress, and total boron content in the polarizing film were measured using the method described above. These evaluation results are shown in Table 1, and the relationship between shrinkage stress and degree of polarization is shown in Figure 1. Furthermore, the relationship between maximum tensile strength and shrinkage stress is shown in Figure 2.

[実施例2~5及び比較例1~9]
延伸工程におけるホウ酸水溶液濃度、総延伸倍率及びホウ酸水溶液温度を表1の通りに変更したこと、乾燥工程における乾燥温度、乾燥時間を表1の通りに変更したこと、偏光フィルムの単体透過率が44%になるように染色槽のヨウ素濃度を適宜調整したこと以外は、実施例1と同様の方法で延伸張力及び乾燥張力を測定し、実施例1と同様の方法で偏光フィルムを製造した。なお、実施例2~5及び比較例1~9では、1段目延伸から3段目延伸までの延伸倍率は、実施例1と同様の延伸倍率とし、4段目延伸を実施例1から変更することで、総延伸倍率が表1に示される値となるように調整した。その後、上記に記載の方法で、単体透過率、偏光度、収縮応力及び偏光フィルム中の全ホウ素元素量を評価した。それらの結果を表1に示し、図1に収縮応力と偏光度の関係を示した。また、図2に最大延伸張力と収縮応力の関係を示した。
[Examples 2-5 and Comparative Examples 1-9]
Except for changing the boric acid aqueous solution concentration, total stretching ratio, and boric acid aqueous solution temperature in the stretching process as shown in Table 1, changing the drying temperature and drying time in the drying process as shown in Table 1, and appropriately adjusting the iodine concentration in the dyeing bath so that the transmittance of the polarizing film as a single unit was 44%, the stretching tension and drying tension were measured in the same manner as in Example 1, and the polarizing film was manufactured in the same manner as in Example 1. In Examples 2 to 5 and Comparative Examples 1 to 9, the stretching ratio from the first to the third stretching stage was the same as in Example 1, and the fourth stretching stage was changed from Example 1 so that the total stretching ratio was the value shown in Table 1. Subsequently, the transmittance of the single unit, degree of polarization, shrinkage stress, and total amount of boron elements in the polarizing film were evaluated using the method described above. The results are shown in Table 1, and the relationship between shrinkage stress and degree of polarization is shown in Figure 1. Also, the relationship between maximum stretching tension and shrinkage stress is shown in Figure 2.

図1に示したように、本発明の規定を満たす実施例1~5については、偏光フィルムは高温下での収縮力が小さく、なおかつ光学性能が優れていた。As shown in Figure 1, in Examples 1 to 5 that satisfy the provisions of the present invention, the polarizing films exhibited low shrinkage force at high temperatures and excellent optical performance.

また、図2に示すように、偏光フィルム中の全ホウ素量が少ない実施例1~3については最大延伸張力と収縮応力の関係が明らかに低収縮応力側に変化していた。

Furthermore, as shown in Figure 2, in Examples 1 to 3, where the total amount of boron in the polarizing film was low, the relationship between maximum tensile strength and shrinkage stress clearly shifted towards the low shrinkage stress side.

Claims (8)

ポリビニルアルコールフィルムを二色性色素で染色する染色工程、染色したポリビニルアルコールフィルムを、ホウ酸を含む水溶液中で一軸延伸する延伸工程、及び延伸したポリビニルアルコールフィルムを乾燥させる乾燥工程を含む偏光フィルムの製造方法であって、
前記延伸工程の水溶液のホウ酸濃度が1質量%~3質量%であり、総延伸倍率が5.5倍~7.4倍であり、下記式(1)で表されるトータルネックイン率(A)が57.5%~61.0%であり、前記延伸工程における下記式(2)で表されるネックイン率(B)が31.0%~38.0%であり、前記乾燥工程における下記式(3)で表されるネックイン率(C)が9.8%~16.5%である、偏光フィルムの製造方法。;
トータルネックイン率(A)={(X1-X2)/X1}×100 (1)
ネックイン率(B) ={(Y1-Y2)/Y1}×100 (2)
ネックイン率(C) ={(Z1-X2)/Z1}×100 (3)
[X1は、前記染色工程前のポリビニルアルコールフィルムの幅の長さ(m)を表し、X2は、前記乾燥工程後のポリビニルアルコールフィルムの幅の長さ(m)を表し、Y1は、前記延伸工程前のポリビニルアルコールフィルムの幅の長さ(m)を表し、Y2は、前記延伸工程後のポリビニルアルコールフィルムの幅の長さ(m)を表し、Z1は、前記乾燥工程前のポリビニルアルコールフィルムの幅の長さ(m)を表す。]
A method for producing a polarizing film, comprising a dyeing step of dyeing a polyvinyl alcohol film with a dichroic dye, a stretching step of uniaxially stretching the dyed polyvinyl alcohol film in an aqueous solution containing boric acid, and a drying step of drying the stretched polyvinyl alcohol film,
A method for manufacturing a polarizing film, wherein the boric acid concentration of the aqueous solution in the stretching step is 1% to 3% by mass, the total stretching ratio is 5.5 to 7.4 times, the total neck-in ratio (A) represented by the following formula (1) is 57.5% to 61.0%, the neck-in ratio (B) represented by the following formula (2) in the stretching step is 31.0% to 38.0%, and the neck-in ratio (C) represented by the following formula (3) in the drying step is 9.8% to 16.5%.
Total neck-in ratio (A) = {(X1 - X2) / X1} × 100 (1)
Neck-in ratio (B) = {(Y1 - Y2) / Y1} × 100 (2)
Neck-in ratio (C) = {(Z1 - X2) / Z1} × 100 (3)
[X1 represents the width (m) of the polyvinyl alcohol film before the dyeing process, X2 represents the width (m) of the polyvinyl alcohol film after the drying process, Y1 represents the width (m) of the polyvinyl alcohol film before the stretching process, Y2 represents the width (m) of the polyvinyl alcohol film after the stretching process, and Z1 represents the width (m) of the polyvinyl alcohol film before the drying process.]
前記延伸工程までの下記式(4)で表されるネックイン率(D)が46.0%~54.0%である、請求項1に記載の偏光フィルムの製造方法。;
ネックイン率(D)={(X1-Y2)/X1}×100 (4)
A method for manufacturing a polarizing film according to claim 1, wherein the neck-in ratio (D) represented by the following formula (4) up to the stretching step is 46.0% to 54.0%.
Neck-in ratio (D) = {(X1 - Y2) / X1} × 100 (4)
前記トータルネックイン率(A)と前記ネックイン率(D)の差((A)-(D))であるネックイン率差(W)が8.0~11.0%である、請求項2に記載の偏光フィルムの製造方法。 The method for manufacturing a polarizing film according to claim 2, wherein the difference in neck-in ratio (W), which is the difference between the total neck-in ratio (A) and the neck-in ratio (D) ((A) - (D)), is 8.0 to 11.0%. 前記ネックイン率差(W)と前記トータルネックイン率(A)の比((W)/(A))が0.14~0.19である、請求項3に記載の偏光フィルムの製造方法。 The method for manufacturing a polarizing film according to claim 3, wherein the ratio of the difference in neck-in ratio (W) to the total neck-in ratio (A) ((W)/(A)) is 0.14 to 0.19. 偏光フィルム中の全ホウ素元素含有量が2.0~4.0質量%である、請求項1~4のいずれかに記載の偏光フィルムの製造方法。 A method for producing a polarizing film according to any one of claims 1 to 4, wherein the total boron content in the polarizing film is 2.0 to 4.0% by mass. 前記延伸工程における延伸温度が53℃~70℃である、請求項1~5のいずれかに記載の偏光フィルムの製造方法。 A method for manufacturing a polarizing film according to any one of claims 1 to 5, wherein the stretching temperature in the stretching step is 53°C to 70°C. 前記乾燥工程における乾燥温度が60℃~100℃である、請求項1~6のいずれかに記載の偏光フィルムの製造方法。 A method for manufacturing a polarizing film according to any one of claims 1 to 6, wherein the drying temperature in the drying step is 60°C to 100°C. 偏光フィルムの単体透過率44%のときの偏光度が99.963%以上、且つ、収縮応力が100N/mm以下である、請求項1~7のいずれかに記載の偏光フィルムの製造方法。
A method for manufacturing a polarizing film according to any one of claims 1 to 7, wherein the degree of polarization of the polarizing film is 99.963% or more when the transmittance of the polarizing film alone is 44%, and the shrinkage stress is 100 N/ mm² or less.
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