(57)【要約】【課題】耐久性が高く、種々の二色性色素が使用可能な偏光板の製造方法を提供する。  【解決手段】ポリプロピレン系樹脂と二色性色素を溶媒中で混合して溶解させたのち、溶媒を除去することによって、あるいはそれぞれの物質の貧溶媒と混合させて再沈殿させることによって、ポリプロピレン系樹脂に二色性色素が均一に分散した樹脂を得、この樹脂を製膜し、さらに延伸することにより偏光板を製造する方法が提供され、またこの方法により得られる偏光板が提供される。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポリプロピレン系樹脂と二色性色素を溶媒中で混合して溶解させたのち、溶媒を除去して得られる樹脂を製膜し、それを延伸することを特徴とする偏光板の製造方法。
【請求項２】
ポリプロピレン系樹脂と二色性色素を溶媒中で混合して溶解させたのち、再沈殿させて得られる樹脂を製膜し、それを延伸することを特徴とする偏光板の製造方法。
【請求項３】
ポリプロピレン系樹脂と二色性色素を溶媒中で混合するときの温度が１００℃以上であることを特徴とする請求項１または２に記載の偏光板の製造方法。
【請求項４】
ポリプロピレン系樹脂が、プロピレンを単独重合したホモポリマー、あるいはプロピレンと他のオレフィンとのブロックコポリマーまたはランダムコポリマーであることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の偏光板の製造方法。
【請求項５】
二色性色素がフタロシアニン系色素であることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の偏光板の製造方法。  
【請求項６】
請求項１〜６のいずれかに記載の製造方法によって製造された偏光板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ポリプロピレン系樹脂を用いた高耐久性の偏光板の製造方法に関する。なお、本明細書において、「偏光板」と呼ぶときには、偏光フィルムをも包含するものである。 
【背景技術】
【０００２】
近年、偏光板は、液晶ディスプイの普及にともない、様々な用途での利用が進められているが、耐久性という観点から、特に湿度や熱、光に対する耐久性への要請が高まっている。従来の液晶ディスプレイではヨウ素系偏光フィルムを使用していることから、湿度に対する耐久性が低く、使用される用途が限られていた。耐湿潤性、耐熱性を改善することができれば、将来的に大きな需要が見込まれることから、耐久性、生産性に優れる二色性色素を用いた偏光フィルムの技術の確立が期待されている。現在、耐久性に優れた二色性色素を用いた偏光フィルム部品の生産技術の確立に向けた研究開発が国内外で進められている。現在一般的には、偏光板は、透明性に優れ、ヨウ素との親和性が高く、延伸工程による配向性に優れるポリビニルアルコールのフィルムを延伸することによって製造されている。ヨウ素を吸着させたポリビニルアルコールのフィルムを一軸延伸する事により、ヨウ素が延伸方向に配向し、偏光性能を持った偏光素子層が得られる。また、特開２００２−４８９１８号公報（特許文献１）は、二色性色素を含有するポリビニルアルコールの層を用いて偏光板を製造することを開示している。しかしながら、ポリビニルアルコールが水溶性であることから、偏光板の耐湿潤性が十分には高くないということや、使用できる二色性色素が水溶性のものに限定されてしまうなどという欠点が存在した。  
一方、ポリビニルアルコールの代わりにポリプロピレンなどの疎水性樹脂を用いた偏光板の作製方法が特開２００９−２１７０１２号公報（特許文献２）で開示されている。その製法において、樹脂と二色性色素との混合は溶融混練によって実施されている。しかしながら、溶融混練による方法では、樹脂と二色性色素を十分均一に混合させることが困難な場合があり、特に、耐久性、耐候性に優れる顔料系の二色性色素であるフタロシアニン類などは樹脂中に均一に分散することができなかった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−４８９１８号公報
【特許文献２】特開２００９−２１７０１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の目的は、種々の二色性色素が使用でき、耐湿潤性、耐候性など耐久性に優れた偏光板を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
すなわち、本発明は、ポリプロピレン系樹脂と二色性色素を溶媒中で混合して溶解させたのち、溶媒を除去して得られる樹脂を製膜し、それを延伸することを特徴とする偏光板の製造方法である。
また、本発明は、ポリプロピレン系樹脂と二色性色素を溶媒中で混合して溶解させたのち、再沈殿させて得られる樹脂を製膜し、それを延伸することを特徴とする偏光板の製造方法である。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、偏光板を、疎水性のポリプロピレン系樹脂を使用して製造するため、耐湿潤性に優れた偏光板を作製できる。従来の偏光板は、水溶性のポリビニルアルコール（ＰＶＡ）を使用しているために、高湿度の条件では使用できなかったが、疎水性のポリプロピレン系樹脂を使用しているために、高湿度の環境下でも偏光板の使用が可能となる。  
また、ＰＶＡには自己支持性がないために両側を偏光板保護フィルムで保護する必要があり、３層構成となっていた。しかしながら、本発明によれば、ポリプロピレン系樹脂は自己支持性があるために、偏光板保護フィルムが必要なく、１層で偏光板を構成することができ、偏光板の薄型化、および低コスト化を実現することができる。
さらに本発明においては、二色性色素は様々な種類のものが適用できる。従来は、二色性色素は、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）と相溶するように、親水性の色素に限定されていた。しかしながら、本発明によれば、疎水性の二色性色素も使用することができ、二色性色素の選択肢が広がる。
また、ポリプロピレン系樹脂は、押出成形法によって製膜することができるため、高生産で製造が可能である。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
以下、本発明について詳述する。
本発明においては、プロピレン系樹脂を使用する。本発明においてプロピレン系樹脂とは、プロピレンを単独重合したホモポリマーのポリプロピレンの他、プロピレンとエチレン等の他のオレフィン（特にα−オレフィン）との共重合体（ブロックコポリマー、ランダムコポリマーなど）を含む。
ここで用いるポリプロピレン系樹脂は、採用する溶媒との溶解性や採用する製膜時の製膜法、または採用する二色性色素との親和性によって種々のものが用いられるが、物性値としては、例えば、メルトフローレート（ＭＦＲ）が１〜５００ｇ／１０分程度のものを用いることができる。押出成型によって製膜する場合、好ましくは、ＭＦＲが１〜５０ｇ／１０分程度のものが用いられる。
【０００８】
本発明においては、ポリプロピレン系樹脂と二色性色素を溶媒中で混合して溶液を得、次に溶媒を除去することによって、あるいはそれぞれの物質の貧溶媒と混合させて再沈殿させることによって、ポリプロピレン系樹脂に二色性色素が均一に分散した樹脂（以下、本明細書においては混合樹脂ともいう。）を得る。
【０００９】
二色性色素が均一に分散されたポリプロピレン系樹脂を得るためには、それぞれの物質の良溶媒を用いて均一な溶液を得ることが重要である。溶液を得る方法としては、二色性色素とポリプロピレン系樹脂を溶媒に添加して混合して溶解しても良いし、二色性色素を溶解した溶液とポリプロピレン系樹脂を溶解した溶液を混合しても良い。
【００１０】
ポリプロピレン系樹脂と二色性色素を混合して溶媒に溶解するに際し、溶媒としては沸点が１００℃以上であるような溶媒を用い、１００℃以上で溶媒の沸点以下に加熱してポリプロピレン系樹脂と二色性色素を混合させることにより均一な溶液を得ることができる。特に、二色性色素との親和性がよく、かつ沸点が１００℃以上であるような溶媒を用いることが好ましい。
【００１１】
ここで、ポリプロピレン系樹脂と二色性色素の混合に用いる良溶媒としては、例えば、ベンゼン、トルエン、キシレン、クロロベンゼン、ジクロロベンゼン、クレゾール、シクロヘキサノール、シクロヘキサノン、スチレン、テトラクロロエチレン、１，１，２，２−テトラクロロエタン、イソブチルアルコール、イソペンチルアルコール、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノノルマルブチルエーテル、エチレングリコールモノメチルエーテル、酢酸イソブチル、酢酸イソペンチル、酢酸ノルマルブチル、酢酸ノルマルペンチル、１，４−ジオキサン、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、ブタノール、メチルイソブチルケトン、メチルシクロヘキサノール、メチルシクロヘキサノン、メチルノルマルブチルケトンなどを挙げることができる。なお、溶媒は均一な溶液が形成できれば、１種に限らず、２種以上の混合溶媒を用いても良い。
【００１２】
また、再沈殿させる方法の場合に用いられる貧溶媒としては、メタノール、エタノール、プロパノール、ｉ−プロパノール、アセトニトリルなどが挙げられる。
【００１３】
二色性色素は、どのようなものであっても良いが、例えば、アゾ系色素、アントラキノン系色素、ジオキサザン系色素、キノフタロン系色素、ぺリレン系色素、インジゴ系色素などを挙げることができる。耐久性の観点から、本発明においては、二色性色素はフタロシアニン系色素であることが好ましい。フタロシアニン系色素としては、例えば、コバルトフタロシアニン、銅フタロシアニン、２，３，９，１０，１６，１７，２３，２４−オクタフルオロ銅フタロシアニン、２，９，１６，２３−テトラ−ｔ−ブチルフタロシアニン、ジリチウムフタロシアニン、ジナトリウムフタロシアニン、１，２，３，４，８，９，１０，１１，１５，１６，１７，１８，２２，２３，２４，２５−ヘキサデカフルオロ銅フタロシアニン、鉄フタロシアニン、鉛フタロシアニン、マグネシウムフタロシアニン、フタロシアニン、塩化アルミニウムフタロシアニン、二塩化ケイ素フタロシアニン、銀フタロシアニン、ピグメントブルー１５、ピグメントグリーン７、すずフタロシアニン、二塩化すずフタロシアニン、亜鉛フタロシアニンなどが挙げられる。
二色性色素を１種類用いた場合、通常は単色の偏光板が得られるが、二色性色素を２種類以上用いることで、黒色の偏光板を得ることも可能である。
【００１４】
本発明の偏光板は、前記の混合樹脂を製膜化（フィルム化）し、得られた膜状物をさらに延伸することによって製造される。
【００１５】
製膜方法としては、例えば、混合樹脂を溶融押出機などでフィルム状に溶融押出成形する溶融押し出し法が挙げられる。溶融押し出し法を適用する場合、押し出し温度としては１００℃以上、３００℃以下が好ましく、１５０℃以上、２８０℃以下がより好ましい。押し出し温度が１００℃よりも低いと、ポリマー粒子が十分に溶融混練されず、未溶融物としてフィルムに残ってしまい、また３００℃よりも高いと熱劣化により生じたゲル状物がフィルム外観を損ねる場合がある。
また、混合樹脂の膜状物を形成する他の方法として、共重合体を含む溶液を平滑な面にキャストして溶媒を留去する溶剤キャスト法を用いても良い。
【００１６】
得られた膜状物を延伸する方法としては、例えば、周速差を利用したロール間縦延伸や、テンター装置による横延伸があり、これらを組み合わせた逐次２軸延伸法も適用できる。また、テンター延伸装置において、フィルム端部を把持するクリップ間隔がフィルムの搬送方向にも拡がる同時２軸延伸装置を用いてもよい。延伸装置としては押し出し製膜機と一貫ラインでもよく、押し出し製膜機により巻き取った原反をオフラインで延伸装置に送り出して延伸する方法でもよい。延伸は、一軸延伸でも二軸延伸のいずれでもよく、縦延伸でも横延伸のいずれでも良い。
【００１７】
延伸温度は、混合樹脂の融点（ｍｐ）をＴｍ（℃）としたときに、Ｔｍ−１００（℃）以上、Ｔｍ（℃）以下が好ましい。延伸温度がＴｍ−１００（℃）よりも低い場合は均一な延伸がなされなかったり、延伸中にフィルムが破断したりする場合がある。また、フィルムのヘイズが上昇しやすいという問題が生じる場合もある。Ｔｍ℃よりも高い場合は延伸時にポリマーが軟らかくなりすぎて流れてしまい、操作が困難になる場合がある。
【００１８】
延伸倍率は２〜２０倍であることが好ましく、特に３〜１０倍が好ましい。延伸倍率が２倍よりも低いと十分な偏光度が得られない場合があり、２０倍よりも大きいと延伸によって破断が生じる場合がある。
【００１９】
延伸工程を経た後の製品となる偏光板の膜厚としては、１μｍ以上、１５０μｍ以下であることが好ましく、２μｍ以上、１２０μｍ以下がより好ましい。さらに好ましくは３μｍ以上、１００μｍ以下の範囲である。延伸工程を経た後のフィルムの膜厚が１μｍよりも薄くなると、十分な偏光度が得られない場合があることや偏光フィルムを他の部材に張り合わせるなどの工程において、フィルムの取り扱い性が悪くなるという問題が生じ、１５０μｍよりも厚くなるとヘイズが増加したり、単位面積あたりの材料コストが増加するという問題が生じるため好ましくない。
【００２０】
本発明の方法で得られる偏光板には、製膜安定性、２次加工時の取り扱い及び偏光板としての品質維持の観点から、必要に応じて、本発明の目的が損なわれない範囲で、公知の樹脂配合剤として使用される各種添加剤、例えば、酸化防止剤、アンチブロッキング剤、スリップ剤、核剤、中和剤、光安定剤、帯電防止剤等を含有することができる。
【００２１】
本発明の方法で得られる偏光板の偏光度は５０〜９８％程度であり、実用レベルとしては７０〜９５％程度の偏光度の偏光板が得られる。
【実施例】
【００２２】
以下に実施例を挙げて本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。  
【００２３】
（実施例１）
ポリプロピレン（日本ポリプロ社製ウィンテックＷＦＷ４，ｍｐ＝１３０℃，ＭＦＲ＝７ｇ／１０分）２０ｇ、銅フタロシアニン（アルドリッチ社製）０．１ｇ、キシレン（関東化学社製１級）２００ｍＬを５００ｍＬ３口フラスコ中で撹拌しながらオイルバスによって１５０℃に加熱し、青色透明溶液を得た。その後、系中を減圧して溶媒を除去すると青色の樹脂が得られた。これを取り出して乾燥後、粉砕することで混合樹脂（Ａ−１）を得た。
この混合樹脂（Ａ−１）をテクノベル社製の２軸スクリュー式押し出し機ＫＺＷ−３０ＭＧにてフィルムとした。２軸押し出し機のスクリュー径は１５ｍｍ、スクリュー有効長（Ｌ／Ｄ）は３０であり、押し出し機にはアダプタを介し、ハンガーコートタイプのＴダイが設置されている。Ｔダイのリップ部には、押し引きボルトにより、リップ間クリアランスを２０μｍから１０００μｍの範囲で任意に調整できる機構が備わっている。Ｔダイリップより混合樹脂の溶融体がカーテン状となり冷却ロール上に吐出され、室温まで冷却されながら搬送され、巻き取りロールに巻き取られてフィルムとなる。押し出し温度は、未溶融物が残らず、分解や劣化が生じない１８０℃とした。
作製したフィルムを４．５ｃｍ×５ｃｍの大きさに切り出し、柴山科学社製延伸機ＳＳ６０によって１軸延伸を施し、延伸フィルムを得た。延伸倍率は４．３倍、延伸速度は３倍／分、延伸温度はＴｍ−１０℃となるように１２０℃とした。
得られたフィルムは、目視検査では濁りがなく、透明性に優れたものであった。得られた偏光フィルムの偏光度をＷａｖｅ−ｇｕｉｄｅ測定器を用いて測定したところ、偏光度は７０％（＠５８８ｎｍ）であった。これを温度６０℃・湿度９０％の条件（以下、６０℃・９０％条件と記す。）にて５００時間保管後、同様に偏光度を測定すると偏光度は７０％と変わらず、耐湿性が高いことが確認された。
【００２４】
（実施例２）
ポリプロピレン（日本ポリプロ社製ウィンテックＷＦＷ４，ｍｐ＝１３０℃，ＭＦＲ＝７ｇ／１０分）２０ｇ、銅フタロシアニン（アルドリッチ社製）０．１ｇ、キシレン（関東化学社製１級）２００ｍＬを５００ｍＬ３口フラスコ中で撹拌しながらオイルバスによって１５０℃に加熱し、青色透明溶液を得た。これを別途用意した２Ｌビーカーで撹拌されたメタノール（和光社製１級）１．５Ｌ中へ注ぐことによって糸状の乳青色固体を得た。これを乾燥後、粉砕することで混合樹脂（Ａ−２）を得た。
この混合樹脂（Ａ−２）をテクノベル社製の２軸スクリュー式押し出し機ＫＺＷ−３０ＭＧにてフィルムとした。２軸押し出し機のスクリュー径は１５ｍｍ、スクリュー有効長（Ｌ／Ｄ）は３０であり、押し出し機にはアダプタを介し、ハンガーコートタイプのＴダイが設置されている。Ｔダイのリップ部には、押し引きボルトにより、リップ間クリアランスを２０μｍから１０００μｍの範囲で任意に調整できる機構が備わっている。Ｔダイリップより混合樹脂の溶融体がカーテン状となり冷却ロール上に吐出され、室温まで冷却されながら搬送され、巻き取りロールに巻き取られてフィルムとなる。押し出し温度は、未溶融物が残らず、分解や劣化が生じない１８０℃とした。
作製したフィルムを４．５ｃｍ×５ｃｍの大きさに切り出し、柴山科学社製延伸機ＳＳ６０によって１軸延伸を施し、延伸フィルムを得た。延伸倍率は４．３倍、延伸速度は３倍／分、延伸温度はＴｍ−１０℃となるように１２０℃とした。
得られたフィルムは、目視検査では濁りがなく、透明性に優れたものであった。得られた偏光フィルムの偏光度をＷａｖｅ−ｇｕｉｄｅ測定器を用いて測定したところ、偏光度は７１％（＠５８８ｎｍ）であった。これを６０℃・９０％条件にて５００時間保管後、同様に偏光度を測定すると偏光度は７１％と変わらず、耐湿性が高いことが確認された。
【００２５】
（実施例３）
銅フタロシアニン（アルドリッチ社製）の代わりに、２，９，１６，２３−テトラ−ｔ−ブチルフタロシアニン（アルドリッチ社製）を用いること以外は実施例１と同様の方法で偏光フィルム（Ａ−３）を得た。得られた偏光フィルムの偏光度をＷａｖｅ−ｇｕｉｄｅ測定器を用いて測定したところ、偏光度は９０％であった。これを６０℃・９０％条件にて５００時間保管後、同様に偏光度を測定すると偏光度は９０％（＠６０４ｎｍ）であった。
【００２６】
（比較例１）
銅フタロシアニン（アルドリッチ社製）の代わりに、合成によって得られたアゾ系色素（下記（１））を用いること以外は実施例１と同様の方法で偏光フィルム（Ｂ−１）を得た。得られた偏光フィルムの偏光度をＷａｖｅ−ｇｕｉｄｅ測定器を用いて測定したところ、偏光度は８０％であった。これを６０℃・９０％条件にて５００時間保管後、同様に偏光度を測定すると偏光度は７７％であった。
【００２７】
【化１】
2014021474.tif 000002
【００２８】
（比較例２）
ポリプロピレン（日本ポリプロ社製ウィンテックＷＦＷ４，ｍｐ＝１３０℃，ＭＦＲ＝７ｇ／１０分）６００ｇ、および銅フタロシアニン（アルドリッチ社製）３ｇをテクノベル社製の２軸スクリュー式押し出し機ＫＺＷ−３０ＭＧを用いて混練した。押し出し機にはアダプタを介し、ペレタイザが設置され、混練樹脂をペレットとして取り出すことができる。混練温度は分解や劣化が生じない１８０℃とした。得られた樹脂ペレットを実施例１と同様の方法でフィルム化した。押し出し温度は、未溶融物が残らず、分解や劣化が生じない１８０℃とした。得られたフィルムは、目視検査で色素の固まりが存在しているなど、色素の分散が均一なものとはなっていなかった。
【００２９】
（比較例３）
市販の偏光板の偏光度をＷａｖｅ−ｇｕｉｄｅ測定器を用いて測定したところ、偏光度は９９％であった。これを６０℃・９０％条件にて５００時間保管後、同様に偏光度を測定すると偏光度は９０％であった。