JP6890115B2 - 偏光フィルム製造用の処理槽及び偏光フィルムの製造装置 - Google Patents

Description

本発明は、フィルム原反を処理液に浸漬して偏光フィルムを製造する際に用いられる処理槽及び偏光フィルムの製造装置に関する。

従来、液晶表示装置や偏光サングラスなどの構成材料として、偏光フィルムが使用されている。前記偏光フィルムとしては、例えば、ヨウ素などの二色性物質で染色したフィルムが知られている。
このような偏光フィルムは、例えば、フィルム原反であるポリビニルアルコール系フィルムを、膨潤処理槽、染色処理槽、架橋処理槽、延伸処理槽及び洗浄処理槽に順に浸漬することによって得られる（特許文献１）。

特開２０１３−２１０５２０号公報

ところで、前記架橋処理槽などの各処理槽には、架橋処理液などの各処理液が収容されている。前記処理槽は、金属製の槽本体と、槽本体の内面に被覆された被覆層と、からなる。被覆層は、金属製の槽本体が架橋処理液などの処理液によって浸食されることを防止するためのものであり、繊維強化エポキシ樹脂などのＦＲＰから形成されている。
しかしながら、長期間使用しているうちに、前記被覆層に亀裂が生じ又は被覆層が槽本体から部分的に剥がれる場合がある。被覆層の亀裂又は剥離が生じると、その部分から処理液が槽本体に接触するので、槽本体が処理液で浸食されてしまい、処理槽を補修・交換しなければならない。

本発明の目的は、収容した処理液によって浸食され難い偏光フィルム製造用の処理槽及び偏光フィルムの製造装置を提供することである。

本発明の偏光フィルム製造用の処理槽は、フィルム原反から偏光フィルムを作製する際に用いられる処理液を収容するための処理槽において、前記処理槽が、金属製の槽本体と、前記槽本体の内面を覆う被覆層と、を有し、前記被覆層が、伸び率が１５０％以上の被覆材料から形成されている。

本発明の好ましい偏光フィルム製造用の処理槽は、前記被覆層が、伸び率が３５０％〜４５０％の被覆材料から形成されている。
本発明の好ましい偏光フィルム製造用の処理槽は、前記槽本体の熱膨張係数が、１０×１０^−６／℃〜２４×１０^−６／℃である。
本発明の好ましい偏光フィルム製造用の処理槽は、前記被覆材料が、伸び率が１５０％以上のポリウレア樹脂を含む。
本発明の好ましい偏光フィルム製造用の処理槽は、前記被覆材料が、伸び率が３５０％以上のポリウレア樹脂を含む。
本発明の好ましい偏光フィルム製造用の処理槽は、前記被覆材料が、伸び率が３５０％以上のゴム又はエラストマーを含む。
本発明の好ましい偏光フィルム製造用の処理槽は、前記被覆層の厚みが、１．０ｍｍ以上である。
本発明の好ましい偏光フィルム製造用の処理槽は、前記槽本体が、ステンレスから形成されている。
本発明の好ましい偏光フィルム製造用の処理槽は、フィルム原反を架橋する架橋処理槽及びフィルム原反を延伸する延伸処理槽の少なくともいずれか一方に用いられる。

本発明の別の局面によれば、偏光フィルムの製造装置を提供する。
本発明の偏光フィルム製造の製造装置は、上記いずれかの処理槽と、前記処理槽に収容された処理液と、フィルム原反を搬送して前記処理槽内の処理液に浸漬する搬送装置と、を有する。

本発明の好ましい偏光フィルムの製造装置は、前記処理液が、ヨウ素化合物及びホウ素化合物の少なくとも一方を含む。
本発明の好ましい偏光フィルムの製造装置は、前記処理液の温度が、４０℃以上である。

本発明の偏光フィルム製造用の処理槽は、処理液によって浸食され難く、長期間、補修・交換することなく偏光フィルムの製造に使用できる。
また、前記処理槽を有する製造装置は、処理槽のメンテナンスの頻度を低減でき、長期間に亘って偏光フィルムを作製できる。

本発明の１つの実施形態に係る偏光フィルム製造用の処理槽の断面図。 本発明の偏光フィルムの製造装置を示す概略図。

本明細書において、「下限値Ｘ〜上限値Ｙ」で表される数値範囲は、下限値Ｘ以上上限値Ｙ以下を意味する。前記数値範囲が別個に複数記載されている場合、任意の下限値と任意の上限値を選択し、「任意の下限値〜任意の上限値」を設定できるものとする。
各図は、参考的に表したものであり、各図に表された部材などの寸法、縮尺及び形状は、実際のものとは異なっている場合があることに留意されたい。

本発明の偏光フィルム製造用の処理槽は、フィルム原反から偏光フィルムを作製する際に用いられる処理液を収容するための容器である。
フィルム原反から偏光フィルムを製造する方法としては、例えば、フィルム原反を膨潤処理液で膨潤させる工程、膨潤させたフィルム原反を染色処理液で染色する工程、及び、染色したフィルム原反を架橋処理液で架橋する工程を有し、好ましくは、フィルム原反を洗浄処理液で洗浄する工程をさらに有する。また、前記製造方法は、前記架橋工程の後に、フィルム原反を延伸処理液中で延伸する工程、又は、前記膨潤工程、染色工程及び架橋工程から選ばれる少なくとも１つの工程でフィルム原反を延伸する工程、又は、前記膨潤工程、染色工程及び架橋工程から選ばれる少なくとも１つの工程でフィルム原反を延伸し且つ架橋工程の後に、フィルム原反を延伸処理液中で延伸する工程、をさらに有する。
本発明の処理槽は、前記膨潤処理液などの処理液を収容した状態で、偏光フィルムの製造ライン中に設置される。

［偏光フィルム製造用の処理槽］
図１は、偏光フィルム製造用の処理槽１の断面図である。
図１を参照して、処理槽１は、金属製の槽本体１１と、前記槽本体１１の内面を覆う被覆層１２と、を有する。本発明においては、前記被覆層１２が、伸び率が１５０％以上の被覆材料から形成されている。
具体的には、槽本体１１の形状は、内部に処理液を収容でき且つフィルム原反の搬入及び搬出可能な出入口を有する形状であれば、特に限定されない。図示例では、槽本体１１は、底面部１１１と、底面部１１１の周囲から立ち上げられた周壁面部１１２と、を有する上面開口型の凹状に形成されている。上面開口型の槽本体１１は、その上面開口部がフィルム原反の出入口となる。なお、フィルム原反の出入口が形成された蓋材（図示せず）が、前記槽本体１１の上面開口部に被さっていてもよい。また、フィルム原反の出入口が、槽本体１１の周壁面部１１２の上方部に形成されていてもよい（図示せず）。

槽本体１１は、その熱膨張係数が１０×１０^−６／℃〜２４×１０^−６／℃であることが好ましく、さらに、１０×１０^−６／℃〜１８×１０^−６／℃であることがより好ましく、１５×１０^−６／℃〜１８×１０^−６／℃であることがさらに好ましい。熱膨張係数が前記範囲の槽本体１１に対して、伸び率が１５０％以上の被覆層１２を設けることにより、処理槽１を長期間使用しても、被覆層１２の亀裂又は剥離を防止できる。
前記熱膨張係数は、温度の上昇によって生じる物体の長さ・体積の変化を、１℃当たりの変化率で示した値をいう。
槽本体１１の熱膨張係数は、被覆層１２などを含まない、槽本体１１そのものの熱膨張係数である。通常、槽本体１１の熱膨張係数は、槽本体１１を形成している金属の熱膨張係数に等しい。
また、前記熱膨張係数は、０℃〜１００℃における平均値である。前記熱膨張係数は、ＪＩＳ Ｚ ２２８５：２００３（金属材料の線熱膨張係数の測定方法）に準拠して測定される。

槽本体１１を形成する金属は、特に限定されないが、前記１０×１０^−６／℃〜２４×１０^−６／℃の熱膨張係数を有する金属を用いることが好ましい。例えば、槽本体１１を形成する金属としては、ステンレス、鉄、アルミニウム、合金などが挙げられ、好ましくは、ステンレスが用いられる。ステンレス綱は、ＪＩＳ規格で、ＳＵＳ３０４、ＳＵＳ３０５、ＳＵＳ３１６、ＳＵＳ４１０、ＳＵＳ４３０などの様々な材質が規定されている。本発明では、これらのステンレス鋼の中から適宜選択して使用できるが、好ましくは、ＳＵＳ３１６Ｌ又はＳＵＳ３０４が用いられる。なお、ＳＵＳ３０４の熱膨張係数は、１７．３×１０^−６／℃で、ＳＵＳ３１６Ｌの熱膨張係数は、１６．０×１０^−６／℃である。
槽本体１１の肉厚は、処理液を収容できる機械的強度を有する程度であれば特に限定されないが、余りに肉厚が大きいと材料費が高騰する。かかる観点から、槽本体１１の肉厚は、例えば、０．５ｍｍ〜１０ｍｍであり、好ましくは、２ｍｍ〜６ｍｍであり、より好ましくは、２．５ｍｍ〜５ｍｍである。

被覆層１２は、槽本体１１の内面に処理液が接触しないようにするため、槽本体１１の内面に設けられた被膜である。
図示例では、被覆層１２は、槽本体１１の底面部１１１の内面から周壁面部１１２の内面に亘って隙間無く連続的に設けられている。
なお、図示例では、被覆層１２は、槽本体１１の内面全体に隙間無く設けられているが、槽本体１１の内面のうち一部分に被覆層１２が設けられていない箇所があってもよい。前述のように、被覆層１２は処理液が槽本体１１に接触しないようにするために設けられるので、槽本体１１の内面のうち処理液が明らかに接触しない箇所には、被覆層１２が設けられていなくてもよい。処理液が明らかに接触しない箇所としては、槽本体１１の内面のうち周壁面部１１２の上端部などが挙げられる。

前記被覆層１２は、伸び率が１５０％以上の被覆材料から形成されている。好ましくは、前記被覆層１２は、伸び率が３５０％以上の被覆材料から形成され、より好ましくは伸び率が３７５％以上の被覆材料から形成される。前記被覆層１２の形成材料の伸び率の上限値は、特にないが、例えば、前記被覆材料の伸び率は５００％以下であり、好ましくは４５０％以下である。
ここで、伸び率は、引張る前の長さと引張り試験により破断時の長さを測定し、伸び率（％）＝（破断時の長さ−引張る前の長さ）／引張る前の長さ、で求められる。
被覆材料の伸び率の具体的な測定方法は、標準状態下（２３℃、１気圧、５０％ＲＨ）で、ＡＳＴＭ−Ｄ４１２に準拠した引張り試験によって測定できる。

また、前記被覆層１２の形成材料は、処理液によって浸食され難い材料が用いられる。以下、処理液に浸食され難い性質を、耐食性という。特に、前記被覆材料は、ヨウ化カリウムやヨウ化ナトリウムなどのヨウ素化合物及びホウ素化合物のうち少なくとも一方を含む処理液に対する耐食性を有することが好ましく、ヨウ化カリウム及びホウ酸のうち少なくとも一方を含む処理液に対する耐食性を有することがより好ましい。
前記被覆材料は、伸び率が１５０％以上で且つ耐食性を有することを条件として、特に限定されない。具体的には、前記被覆材料としては、ポリウレア樹脂、ゴム、エラストマーなどが挙げられ、特に、ポリウレア樹脂を含む材料が好ましい。

ポリウレア樹脂は、イソシアネート基とアミノ基との化学反応によって形成されるウレア結合を有する樹脂である。ポリウレア樹脂としては、例えば、ポリイソシアネートとポリアミンを反応させて得られるポリマーなどが挙げられる。
槽本体１１の内面に被覆層１２を形成する方法は、特に限定されず、被覆材料に応じて適宜適切な方法を採用できる。例えば、被覆材料としてポリウレア樹脂を用いる場合、塗工機を用いてポリウレア樹脂を槽本体１１に吹き付けることによって、被覆層１２を形成できる。また、塗工機に限らず、ポリウレア樹脂を槽本体１１に手塗りによって塗工してもよい。２液タイプのポリウレア樹脂にあっては、２液（イソシアネートとアミン）を反応させながら塗工する。ポリウレア樹脂は、前述のように吹き付け又は手塗りによって塗工できる。このため、万一、被覆層に割れや剥がれが発生したとしても、処理槽を交換することなく、その割れなどが生じた箇所に、ポリウレア樹脂を部分的に塗工又は重ね塗りすることができるので、処理槽を容易に補修できる。

被覆層１２の厚みは、特に限定されないが、余りに小さいと槽本体１１の変形に追従して被覆層１２が伸びることによって被覆層１２の厚みが部分的に小さくなり過ぎるおそれがある。かかる観点から、被覆層１２の厚みは、１ｍｍ以上であることが好ましく、１．５ｍｍ以上がより好ましく、２ｍｍ以上がさらに好ましい。また、被覆層１２の厚みの上限値は、特にないが、費用対効果を考慮すると、１０ｍｍ以下であり、好ましくは４ｍｍ以下である。
以下、この［偏光フィルム製造用の処理槽］の欄で説明した処理槽１を「特定処理槽１」という場合がある。

［偏光フィルムの製造装置］
本発明の偏光フィルムの製造装置は、処理液を収容した処理槽にフィルム原反を浸漬する所定の処理を行い、前記フィルム原反から偏光フィルムを得る工程を実施する装置である。つまり、製造装置によって所定の処理を行った後のフィルム原反が、偏光フィルムである。
本発明の偏光フィルムの製造装置は、フィルム原反を処理する処理液を収容する１つ又は２つ以上の処理槽と、前記処理槽に収容された処理液と、フィルム原反を搬送して前記処理槽内の処理液に浸漬する搬送装置と、を有する。
製造装置の処理槽のうち少なくとも１つの処理槽として、上記特定処理槽１が用いられる。

図２は、偏光フィルムの製造装置２を示す参考図である。図中の矢印は、フィルム原反３の進行方向（搬送方向）を示す。
製造装置２は、処理対象のフィルム原反３が巻かれた前ロール部２８と、偏光フィルムを巻き取る後ロール部２９と、を有する。この製造装置２は、いわゆるロールツーロール方式で偏光フィルムを製造するものである。
前記前ロール部２８と後ロール部２９の間には、各種の処理槽が配置されている。処理槽としては、膨潤処理液を収容する膨潤処理槽、染色処理液を収容する染色処理槽、架橋処理液を収容する架橋処理槽、延伸処理液を収容する延伸処理槽、洗浄処理液を収容する洗浄処理槽などが挙げられる。
図示例の製造装置２は、前ロール部２８から後ロール部２９に向かって順に、膨潤処理槽１Ａ、染色処理槽１Ｂ、架橋処理槽１Ｃ、延伸処理槽１Ｄ及び洗浄処理槽１Ｅを有する。

特定処理槽１は、前記膨潤処理槽１Ａ、染色処理槽１Ｂ、架橋処理槽１Ｃ、延伸処理槽１Ｄ及び洗浄処理槽１Ｅの中から選ばれる少なくとも１つに用いられ、好ましくは、２つ以上に用いられる。なお、製造装置２に含まれる全ての処理槽に、特定処理槽１が用いられていてもよい。
特定処理槽１は、ヨウ素化合物及びホウ素化合物の少なくとも一方を含む処理液を収容する処理槽に少なくとも用いられることが好ましい。ヨウ化カリウムなどのヨウ素化合物及びホウ酸などのホウ素化合物は、金属製の槽本体１１を浸食し易く、従って、特定処理槽１を用いることにより、このような処理液を収容した場合でも槽本体１１の浸食を効果的に防止できる。
ヨウ化カリウム（ヨウ素化合物）及びホウ酸（ホウ素化合物）の少なくとも一方を含む処理液を収容する処理槽としては、後述するように、膨潤処理槽１Ａ、染色処理槽１Ｂ、架橋処理槽１Ｃ、延伸処理槽１Ｄ、及び調整処理槽などが挙げられる。
処理液の成分の観点から、特定処理槽１は、少なくとも延伸処理槽１Ｄに用いられていることが好ましく、さらに、少なくとも架橋処理槽１Ｃ及び延伸処理槽１Ｄに用いられていることがより好ましい。例えば、処理液の成分の観点から、特定処理槽１は、膨潤処理槽１Ａ、染色処理槽１Ｂ、架橋処理槽１Ｃ、延伸処理槽１Ｄ及び調整処理槽にそれぞれ用いられていてもよい。

また、特定処理槽１は、処理液の温度が４０℃以上（好ましくは６０℃以上）の処理液を収容する処理槽に少なくとも用いられることが好ましい。処理液の温度が比較的高い場合、金属製の槽本体１１が熱膨張して被覆層１２に亀裂が生じる又は被覆層１２の部分剥離が生じるおそれがあるが、特定処理槽１は、被覆層１２が槽本体１１の熱膨張に追従するので、このような処理液を収容した場合でも被覆層１２の亀裂又は剥離を効果的に防止できる。
偏光フィルムを製造する際に、液温を４０℃以上にする処理液としては、後述するように、染色処理液、架橋処理液、及び延伸処理液などが挙げられる。
処理液の温度の観点から、特定処理槽１は、少なくとも延伸処理槽１Ｄに用いられていることが好ましく、さらに、少なくとも架橋処理槽１Ｃ及び延伸処理槽１Ｄに用いられていることがより好ましい。例えば、処理液の温度の観点から、特定処理槽１は、染色処理槽１Ｂ、架橋処理槽１Ｃ及び延伸処理槽１Ｄにそれぞれ用いられていてもよい。
図示例では、前記架橋処理槽１Ｃ及び延伸処理槽１Ｄが、いずれも特定処理槽１から構成され、前記膨潤処理槽１Ａ、染色処理槽１Ｂ及び洗浄処理槽１Ｅが、いずれも特定処理槽以外の処理槽から構成されている。もっとも、これはあくまで例示であり、特定処理槽１は、適宜な箇所に使用できる。

また、前ロール部２８から前記処理槽を通過して後ロール部２９にフィルム原反３を搬送するために、前記前ロール部２８と後ロール部２９の間に、フィルム原反３の搬送装置が設けられている。
搬送装置は、複数のニップローラ２４と、複数のガイドローラ２５と、フィルム原反３を搬送するため、前記ニップローラ２４及びガイドローラ２５から選ばれる少なくとも１つのローラを駆動させる駆動装置（モーターなど。図示せず）と、を有する。
幾つかのガイドローラ２５は、各処理槽内に配置されている。フィルム原反３は、ニップローラ２４及びガイドローラ２５により、各処理槽内を通過して処理液に浸漬されつつ前ロール部２８から後ロール部２９に搬送される。

＜フィルム原反＞
処理前のフィルム原反３は、前ロール部２８に巻き付けられている。
前記フィルム原反３は、長尺帯状である。長尺帯状は、長手方向の長さが短手方向（長手方向と直交する方向）の長さよりも十分に大きい長方形状をいう。長尺帯状のフィルム原反３の長手方向の長さは、例えば、１０ｍ以上であり、好ましくは５０ｍ以上である。
フィルム原反３は、特に限定されないが、二色性物質による染色性に優れていることから、好ましくは、親水性ポリマーフィルム（例えば、ポリビニルアルコール系フィルムなど）を含むフィルムが用いられ、より好ましくは、親水性ポリマーフィルムが用いられる。前記親水性ポリマーフィルムを含むフィルムとしては、親水性ポリマーフィルムと非親水性ポリマーフィルムが積層されたフィルムが挙げられる。この場合、非親水性ポリマーフィルムの表面及び／又は裏面に前記親水性ポリマーフィルムが積層されていることが好ましい。この場合、非親水性ポリマーフィルムの表面及び／又は裏面に積層される親水性ポリマーフィルムは、厚み数μｍ程度の薄い膜状であってもよい。

前記親水性ポリマーフィルムとしては、特に限定されず、従来公知のフィルムが使用できる。具体的には、親水性ポリマーフィルムとしては、例えば、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）系フィルム、部分ホルマール化ＰＶＡ系フィルム、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルム、エチレン・酢酸ビニル共重合体系フィルム、これらの部分ケン化フィルムなどが挙げられる。また、これらの他にも、ＰＶＡの脱水処理物やポリ塩化ビニルの脱塩酸処理物などのポリエン配向フィルム、延伸配向されたポリビニレン系フィルムなども使用できる。これらの中でも、特に二色性物質による染色性に優れることから、ＰＶＡ系ポリマーフィルムが好ましい。
前記ＰＶＡ系ポリマーフィルムの原料ポリマーとしては、例えば、酢酸ビニルを重合した後にケン化したポリマー、酢酸ビニルに対して少量の不飽和カルボン酸や不飽和スルホン酸等の共重合可能なモノマーを共重合したポリマー、などが挙げられる。前記ＰＶＡ系ポリマーの重合度は、特に限定されないが、水に対する溶解度の点等から、５００〜１００００が好ましく、より好ましくは、１０００〜６０００である。また、前記ＰＶＡ系ポリマーのケン化度は、７５モル％以上が好ましく、より好ましくは、９８モル％〜１００モル％である。
処理前のフィルム原反３の厚みは、特に限定されないが、例えば、１５μｍ〜１１０μｍである。なお、処理前の厚みが３８μｍ〜１１０μｍ又は５０μｍ〜１００μｍなどのフィルム原反３を用いてもよい。

＜膨潤処理槽＞
膨潤処理槽１Ａは、膨潤処理液４１が収容された処理槽である。膨潤処理槽１Ａは、フィルム原反３を膨潤させる。
なお、図示例では、膨潤処理槽１Ａは１つだけ設置されているが、フィルム原反３の進行方向に２つ以上の膨潤処理槽１Ａを並設してもよい（図示せず）。
膨潤処理槽１Ａに入れられた膨潤処理液４１は、処理前のフィルム原反３を膨潤させるための処理液である。
前記膨潤処理液４１としては、例えば、水を使用することができる。更に、水に、グリセリンやヨウ化カリウムなどのヨウ素化合物を適量加えた水を膨潤処理液としてもよい。グリセリンを添加する場合、その濃度は５重量％以下が好ましく、ヨウ化カリウムなどのヨウ素化合物を添加する場合、その濃度は１０重量％以下が好ましい。

＜染色処理槽＞
染色処理槽１Ｂは、染色処理液４２が収容された処理槽である。染色処理槽１Ｂは、フィルム原反３を染色する。

なお、図示例では、染色処理槽１Ｂは１つだけ設置されているが、フィルム原反３の進行方向に２つ以上の染色処理槽１Ｂを並設してもよい（図示せず）。
染色処理液４２は、フィルム原反３を染色するための処理液である。
前記染色処理液４２としては、有効成分として二色性物質を含む溶液が挙げられる。二色性物質としては、ヨウ素、有機染料などが挙げられる。
好ましくは、前記染色処理液４２として、ヨウ素を溶媒に溶解させた溶液を使用できる。前記溶媒としては、水が一般的に使用されるが、水と相溶性のある有機溶媒が更に添加されてもよい。染色処理液中のヨウ素の濃度としては、特に限定されないが、０．０１重量％〜１０重量％であることが好ましく、０．０２重量％〜７重量％の範囲がより好ましく、０．０２５重量％〜５重量％であることがさらに好ましい。
さらに、染色効率をより一層向上させるために、染色処理液にヨウ素化合物を添加することが好ましい。ヨウ素化合物は、分子内にヨウ素とヨウ素以外の元素を含む化合物である。前記ヨウ素化合物としては、例えば、ヨウ化カリウム、ヨウ化リチウム、ヨウ化ナトリウム、ヨウ化亜鉛、ヨウ化アルミニウム、ヨウ化鉛、ヨウ化銅、ヨウ化バリウム、ヨウ化カルシウム、ヨウ化錫、ヨウ化チタンなどが挙げられる。ヨウ素化合物を添加する場合、その濃度は０．０１重量％〜１０重量％であることが好ましく、０．１重量％〜５重量％であることがより好ましい。ヨウ素化合物の中でも、ヨウ化カリウムを添加することが好ましい。
前記染色処理液４２がヨウ素とヨウ素化合物を含む場合、ヨウ素が染色処理液の主成分（主成分は、含有量（重量基準）が多い成分をいう）でもよく、或いは、ヨウ素化合物が染色処理液の主成分でもよい。通常、ヨウ素化合物の方がヨウ素よりも多く含まれている染色処理液が使用される。

＜架橋処理槽＞
架橋処理槽１Ｃは、架橋処理液４３が収容された処理槽である。架橋処理槽１Ｃは、染色されたフィルム原反３を架橋する。
なお、図示例では、架橋処理槽１Ｃは１つだけ設置されているが、フィルム原反３の進行方向に２つ以上の架橋処理槽１Ｃを並設してもよい（図示せず）。
架橋処理液４３は、前記二色性物質を吸着させたフィルム原反３を架橋するための処理液である。
前記架橋処理液４３としては、有効成分としてホウ素化合物を含む溶液を使用できる。例えば、架橋処理液４３としては、ホウ素化合物を溶媒に溶解させた溶液が使用できる。前記溶媒としては、水が一般的に使用されるが、水と相溶性のある有機溶媒が更に添加されてもよい。ホウ素化合物としては、ホウ酸、ホウ砂などが挙げられる。中でも、ホウ酸を用いることが好ましい。架橋処理液中のホウ素化合物の濃度としては、特に限定されないが、１重量％〜１０重量％であることが好ましく、２重量％〜７重量％がより好ましく、２重量％〜６重量％であることがさらに好ましい。また、必要に応じて、前記架橋処理液に、グリオキザール、グルタルアルデヒドなどを添加してもよい。
さらに、均一な光学特性を有する偏光フィルムが得られることから、前記架橋処理液にヨウ素化合物を添加することが好ましい。このヨウ素化合物としては、特に限定されず、上記染色処理液で例示したようなものが挙げられる。中でも、ヨウ化カリウムが好ましい。ヨウ素化合物の濃度は、特に限定されないが、０．０５重量％〜１５重量％であることが好ましく、０．５重量％〜８重量％であることがより好ましい。ヨウ素化合物を添加する場合、ホウ素化合物（好ましくはホウ酸）とヨウ素化合物（好ましくはヨウ化カリウム）の割合としては、重量比で、１：０．１〜１：６の範囲であることが好ましく、１：０．５〜１：３．５であることがより好ましく、１：１〜１：２．５であることがさらに好ましい。
前記架橋処理液４３がホウ素化合物とヨウ素化合物を含む場合、ホウ素化合物が溶液の主成分でもよく、或いは、ヨウ素化合物が溶液の主成分でもよい。

＜延伸処理槽＞
延伸処理槽１Ｄは、延伸処理液４４が収容された処理槽である。延伸処理槽１Ｄは、フィルム原反３を延伸する。
なお、図示例では、延伸処理槽１Ｄは１つだけ設置されているが、フィルム原反３の進行方向に２つ以上の延伸処理槽１Ｄを並設してもよい（図示せず）。
延伸処理液４４は、特に限定されないが、例えば、有効成分としてホウ素化合物を含む溶液を使用できる。延伸処理液４４としては、例えば、ホウ素化合物、及び必要に応じて、各種金属塩、亜鉛化合物などを溶媒に溶解させた溶液が使用できる。前記溶媒としては、水が一般的に使用されるが、水と相溶性のある有機溶媒が更に添加されてもよい。ホウ素化合物としては、ホウ酸、ホウ砂などが挙げられ、中でも、ホウ酸を用いることが好ましい。延伸処理液中のホウ素化合物の濃度としては、特に限定されないが、１重量％〜１０重量％であることが好ましく、２重量％〜７重量％がより好ましい。
さらに、フィルムに吸着させたヨウ素の溶出を抑制する観点から、前記延伸処理液には、ホウ素化合物に加えてヨウ素化合物が含まれていることが好ましい。このヨウ素化合物としては、特に限定されず、上記染色処理液で例示したようなものが挙げられる。中でも、ヨウ化カリウムが好ましい。延伸処理液中のヨウ素化合物の濃度は、特に限定されないが、０．０５重量％〜１５重量％であることが好ましく、０．５重量％〜８重量％がより好ましい。
前記延伸処理液４４がホウ素化合物とヨウ素化合物を含む場合、ホウ素化合物が溶液の主成分でもよく、或いは、ヨウ素化合物が溶液の主成分でもよい。通常、ヨウ素化合物の方がホウ素化合物よりも多く含まれている延伸処理液が使用される。
例えば、延伸処理液４４として、約５重量％のヨウ化カリウム及び約４重量％のホウ酸を含有する溶液を使用できる。

＜洗浄処理槽＞
洗浄処理槽１Ｅは、洗浄処理液４５が収容された処理槽である。洗浄処理槽１Ｅは、延伸後のフィルム原反３を洗浄する。
なお、図示例では、洗浄処理槽１Ｅは１つだけ設置されているが、フィルム原反３の進行方向に２つ以上の洗浄処理槽１Ｅを並設してもよい（図示せず）。
洗浄処理液４５は、フィルム原反３に付着した染色処理液や架橋処理液などの処理液を洗浄するための処理液である。
前記洗浄処理液としては、代表的には、イオン交換水、蒸留水、純水などの水が用いられる。

＜その他＞
前記洗浄処理槽１Ｅと後ロール部２９の間に、乾燥装置２１が設けられている。乾燥装置２１は、フィルム原反３を乾燥するために設けられている。
なお、図示例では、製造装置２は、膨潤処理槽１Ａ、染色処理槽１Ｂ、架橋処理槽１Ｃ、延伸処理槽１Ｄ及び洗浄処理槽１Ｅを有するが、このうちの１つ又は２つの処理槽を有していなくてもよい。例えば、製造装置２は、処理槽として、膨潤処理槽１Ａ、染色処理槽１Ｂ、架橋処理槽１Ｃ、及び洗浄処理槽１Ｅを有するものでもよく、或いは、処理槽として、膨潤処理槽１Ａ、染色処理槽１Ｂ及び架橋処理槽１Ｃを有するものでもよい。
また、製造装置２は、さらに、調整処理槽（図示せず）を有していてもよい。
調整処理槽は、調整処理液が収容された処理槽である。この調整処理槽は、図２に不図示であるが、前記架橋処理槽１Ｃと延伸処理槽１Ｄの間、又は、延伸処理槽１Ｄと洗浄処理槽１Ｅの間に設けられる。
前記調整処理液は、フィルムの色相調整などのための溶液であり、有効成分としてヨウ素化合物を含む溶液を使用できる。例えば、調整処理液としては、ヨウ素化合物を溶媒に溶解させた溶液が使用できる。調整処理液中のヨウ素化合物の濃度は、特に限定されないが、０．５重量％〜２０重量％が好ましく、１重量％〜１５重量％がより好ましい。

＜偏光フィルムの製造方法＞
図２を参照して、処理前のフィルム原反３を前ロール部２８から繰り出し、搬送装置にて前記フィルム原反３を膨潤処理槽１Ａに搬送する。
膨潤処理槽１Ａ内のガイドローラ２５でフィルム原反３を搬送しながら、前記フィルム原反３を膨潤処理液４１に浸漬することによって、フィルム原反３が膨潤する。
前記膨潤処理液４１の温度は、特に限定されないが、例えば、２０℃〜４５℃であり、好ましくは２５℃〜４０℃である。フィルム原反３を膨潤処理液４１に浸漬する時間は、特に限定されないが、例えば、５秒〜３００秒であり、好ましくは８秒〜２４０秒である。

前記膨潤工程後のフィルム原反３を膨潤処理槽１Ａから引き出し、前記フィルム原反３を染色処理槽１Ｂに搬送する。
染色処理槽１Ｂ内のガイドローラ２５でフィルム原反３を搬送しながら、前記フィルム原反３を染色処理液４２に浸漬することによって、フィルム原反３が二色性物質によって染色される。
前記染色処理液４２の温度は、特に限定されないが、例えば、２０℃〜５０℃であり、好ましくは２５℃〜４０℃である。フィルム原反３を染色処理液４２に浸漬する時間は、特に限定されないが、例えば、５秒〜３００秒であり、好ましくは８秒〜２４０秒である。

前記染色工程後のフィルム原反３を染色処理槽１Ｂから引き出し、前記フィルム原反３を架橋処理槽１Ｃに搬送する。
架橋処理槽１Ｃのガイドローラ２５でフィルム原反３を搬送しながら、前記フィルム原反３を架橋処理液４３に浸漬することによって、フィルム原反３の二色性物質が架橋される。
前記架橋処理液４３の温度は、特に限定されないが、例えば、２５℃以上であり、好ましくは３０℃〜８５℃であり、より好ましくは４０℃〜７０℃である。フィルム原反３を架橋処理液４３に浸漬する時間は、特に限定されないが、例えば、５秒〜８００秒であり、好ましくは６秒〜５００秒である。

前記架橋工程後のフィルム原反３を架橋処理槽１Ｃから引き出し、前記フィルム原反３を延伸処理槽１Ｄに搬送する。
延伸処理槽１Ｄの延伸処理液４４中において、ガイドローラ２５でフィルム原反３を搬送しながら延伸する。延伸処理液４４の温度は、特に限定されないが、例えば、４０℃〜９０℃であり、好ましくは６０℃〜９０℃又は６０℃〜８５℃である。延伸倍率は目的に応じて適宜に設定できるが、総延伸倍率は、例えば、２倍〜７倍であり、好ましくは４．５倍〜６．８倍である。前記総延伸倍率は、フィルム原反３の最終的な延伸倍率を意味する。フィルム原反３は、膨潤処理槽１Ａ、染色処理槽１Ｂ及び架橋処理槽１Ｃから選ばれる少なくとも１つの槽中でも延伸処理が施されていてもよく、或いは、延伸処理槽１Ｄのみで延伸処理が施されていてもよい。前記総延伸倍率は、延伸処理槽１Ｄのみで延伸されている場合にはその倍率を意味し、膨潤処理槽１Ａなどでも延伸されている場合にはそれらの延伸倍率の合計を意味する。

前記延伸工程後のフィルム原反３は、必要に応じて、調整処理槽に搬送され、調整処理液に浸漬される。調整処理液の温度は、特に限定されないが、例えば、１５℃〜４０℃である。フィルム原反３を調整処理液に浸漬する時間は、特に限定されないが、例えば、２秒〜２０秒である。

前記延伸工程後又は調整工程後のフィルム原反３を、洗浄処理槽１Ｅに搬送し、洗浄処理液４５に浸漬することによって、フィルム原反３が洗浄される。
前記洗浄処理液４５の温度は、例えば、５℃〜５０℃であり、好ましくは１０℃〜４５℃である。洗浄時間は、例えば、１秒〜３００秒であり、好ましくは３秒〜２４０秒である。
前記洗浄工程後のフィルム原反３を、必要に応じて、乾燥装置２１にて乾燥することによって、偏光フィルム５が得られる。製造された偏光フィルム５は、後ロール部２９に巻き取られる。

本発明の偏光フィルム製造用の処理槽１は、伸び率が１５０％以上の被覆層１２が金属製の槽本体１１の内面に設けられているので、槽本体１１が処理液によって浸食されることを防止できる。詳しくは、槽本体１１の内面には耐食性の被覆層１２が設けられているので、処理液が槽本体１１に接触せず、槽本体１１の浸食を防止できる。また、処理槽１を長期間使用していると、金属製の槽本体１１が変形し、特に比較的高温（例えば、４０℃以上）の処理液を処理槽に収容すると、槽本体１１を構成する金属が熱膨張して変形し易くなる。この点、本発明においては、熱膨張係数が１０×１０^−６／℃〜２４×１０^−６／℃の被覆層１２によって槽本体１１の内面が被覆されているので、槽本体１１が熱膨張に追従して被覆層１２が柔軟に伸びるようになる。このため、槽本体１１の変形に起因して、被覆層１２に亀裂又は剥離が生じ難くなり、槽本体１１が処理液によって浸食されることを防止できる。
従来では、偏光フィルム製造用の処理槽に亀裂又は剥離が生じた場合には、経年劣化が原因であると考えて、処理槽の補修又は交換を行っていた。この点、本発明者らは、従来の被覆層に亀裂又は剥離が生じる原因を探求し、それが、金属製の槽本体の熱膨張とその膨張に対する被覆層の追従性にあることを見い出した。そして、槽本体の膨張（変形）に対して追従し易い被覆材料と槽本体を組合わせることにより、被覆層の亀裂などの発生を効果的に抑制できる処理槽を本発明者らは提供するものである。

［偏光フィルムの用途など］
本発明の偏光フィルムは、例えば、サングラスなどのレンズ、調光窓、液晶ディスプレイなどの画像表示装置などに使用できる。
本発明の偏光フィルムは、その一方面又は両面に保護フィルムを積層することにより、偏光板として使用することもできる。偏光板として使用する場合、さらに、位相差フィルムを積層してもよい。

以下、実施例及び比較例を説明し、本発明を更に詳述する。但し、本発明は、下記実施例に限定されるものではない。

［槽本体の形成材料］
・ステンレス板
縦×横×厚み＝１００ｍｍ×５０ｍｍ×５ｍｍのＳＵＳ３０４製ステンレス板。このＳＵＳ３０４は、ＪＩＳ規格品で、その線膨張係数は１７．３×１０^−６／℃である。

［被覆材料］
・ポリウレア樹脂（１）
商品名「Ｎｕｋｏｔｅ ＳＴ」（製造元：ＮＵＫＯＴＥ社製造、販売元：金森藤平商事株式会社）。伸び率は、４００％。
・ポリウレア樹脂（２）
商品名「Ｎｕｋｏｔｅ ＨＴ」（製造元：ＮＵＫＯＴＥ社製造、販売元：金森藤平商事株式会社）。伸び率は、３７５％。
・ポリウレア樹脂（３）
商品名「Ｎｕｋｏｔｅ ＣＧ」（製造元：ＮＵＫＯＴＥ社製造、販売元：金森藤平商事株式会社）。伸び率は、１７５％。
・ポリウレア樹脂（４）
商品名「Ｎｕｋｏｔｅ ＸＴ−Ｐｌｕｓ」（製造元：ＮＵＫＯＴＥ社製造、販売元：金森藤平商事株式会社）。伸び率は、５０％。
なお、ポリウレア樹脂（１）乃至（３）は、イソシアネートを主成分とするＡ剤とアミン化合物を主成分とするＢ剤の２液硬化型である。

・ブチルゴム
商品名「ブチルゴム」（製造元：明和ゴム工業株式会社）。伸び率は、３６０％。
・塩化ビニル樹脂
商品名「塩化ビニル」（製造元：信越化学工業株式会社）。伸び率は、６０％。
・ＦＲＰ（繊維強化樹脂）
商品名「ネオポール ８４１１ＬＨ」（製造元：日本ユピカ株式会社）。伸び率は、２％。
・セラミック・金属複合ポリマー
商品名「Ｎｕｋｏｔｅ ケミシールド」（製造元：ＮＵＫＯＴＥ社製造、販売元：金森藤平商事株式会社）。伸び率は、５％。
なお、ポリウレア樹脂（１）乃至（４）の伸び率は、ＡＳＴＭ−Ｄ４１２に準拠した引張り試験によって測定したものである。ブチルゴムの伸び率は、ＪＩＳ Ｋ６２５１：２０１７に準拠した引張り試験によって測定したものである。塩化ビニル樹脂の伸び率は、ＡＳＴＭ−Ｄ６３８に準拠した引張り試験によって測定したものである。ＦＲＰ（繊維強化樹脂）の伸び率は、ＪＩＳ Ｋ７１６１−１：２０１４に準拠した引張り試験によって測定したものである。セラミック・金属複合ポリマーの伸び率は、ＡＳＴＭ−Ｄ６３８に準拠した引張り試験によって測定したものである。

［実施例１］
上記ステンレス板の表面全体を被覆するように、ポリウレア樹脂（１）を塗工し、それを硬化させた。このようにして、ポリウレア樹脂（１）からなる厚み３ｍｍの被覆層にてステンレス板の表面全体が被覆されたサンプル片を作製した。

［実施例２］
ポリウレア樹脂（１）に代えて、ポリウレア樹脂（２）を用いたこと以外は、実施例１と同様にして、実施例２のサンプル片を作製した。

［実施例３］
ポリウレア樹脂（１）に代えて、ポリウレア樹脂（３）を用いたこと以外は、実施例１と同様にして、実施例３のサンプル片を作製した。

［実施例４］
ポリウレア樹脂（１）に代えて、ブチルゴムを用いたこと以外は、実施例１と同様にして、実施例４のサンプル片を作製した。

［比較例１乃至４］
ポリウレア樹脂（１）に代えて、表１に示す被覆材料を用いたこと以外は、実施例１と同様にして、比較例１乃至４のサンプル片をそれぞれ作製した。

［耐久性試験］
実施例１乃至４及び比較例１乃至４の各サンプル片を、液温を７０℃に保ったホウ酸及びヨウ化カリウムを含む水溶液（ホウ酸濃度約７重量％、ヨウ化カリウム濃度約８％）に１ヶ月間浸漬した。
１ヶ月浸漬後の各サンプル片を溶液から取り出し、目視にて、被覆層の状態を観察した。その結果を表１に示す。
表１の試験結果中、「ＡＡＡ」は、被覆層に亀裂・剥離が生じておらず、且つ、被覆層が浸食されていなかったことを表し、「ＡＡ」は、被覆層に亀裂・剥離が生じていなかったが、被覆層の表面が僅かに浸食されていたことを表し、「Ｂ」は、被覆層の少なくとも１箇所に亀裂又は剥離が生じていたことを表す。
伸び率が１７５％以上の被覆材料で形成されている実施例１乃至４の被覆層は、亀裂や剥離が生じず、伸び率が６０％以下の被覆材料で形成されている比較例１乃至４の被覆層は、亀裂や剥離が生じた。このことから、伸び率が約１５０％以上の被覆材料を用いることにより、亀裂や剥離が生じ難い被覆層を形成できると言える。また、実施例１及び２と実施例３及び４の比較から、伸び率が３５０％以上のポリウレア樹脂を用いることにより、長期間、亀裂や被覆が生じ難く且つ処理液で浸食され難い被覆層を形成できることが判る。

１ 処理槽
１Ａ 膨潤処理槽
１Ｂ 染色処理槽
１Ｃ 架橋処理槽
１Ｄ 延伸処理槽
１Ｅ 洗浄処理槽
１１ 槽本体
１２ 被覆層
２ 偏光フィルムの製造装置
３ フィルム原反

Claims (12)

1. フィルム原反から偏光フィルムを作製する際に用いられる処理液を収容するための処理槽において、
   前記処理槽が、金属製の槽本体と、前記槽本体の内面を覆う被覆層と、を有し、
   前記被覆層が、伸び率が１５０％以上の被覆材料から形成されている、
   偏光フィルム製造用の処理槽。
2. 前記被覆層が、伸び率が３５０％〜４５０％の被覆材料から形成されている、請求項１に記載の偏光フィルム製造用の処理槽。
3. 前記槽本体の熱膨張係数が、１０×１０^−６／℃〜２４×１０^−６／℃である、請求項１または２に記載の偏光フィルム製造用の処理槽。
4. 前記被覆材料が、伸び率が１５０％以上のポリウレア樹脂を含む、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の偏光フィルム製造用の処理槽。
5. 前記被覆材料が、伸び率が３５０％以上のポリウレア樹脂を含む、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の偏光フィルム製造用の処理槽。
6. 前記被覆材料が、伸び率が３５０％以上のゴム又はエラストマーを含む、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の偏光フィルム製造用の処理槽。
7. 前記被覆層の厚みが、１．０ｍｍ以上である、請求項１乃至６のいずれか一項に記載の偏光フィルム製造用の処理槽。
8. 前記槽本体が、ステンレスから形成されている、請求項１乃至７のいずれか一項に記載の偏光フィルム製造用の処理槽。
9. フィルム原反を架橋する架橋処理槽及びフィルム原反を延伸する延伸処理槽の少なくともいずれか一方に用いられる、請求項１乃至８のいずれか一項に記載の偏光フィルム製造用の処理槽。
10. 請求項１乃至９のいずれか一項に記載の処理槽と、
    前記処理槽に収容された処理液と、
    フィルム原反を搬送して前記処理槽内の処理液に浸漬する搬送装置と、を有する偏光フィルムの製造装置。
11. 前記処理液が、ヨウ素化合物及びホウ素化合物の少なくとも一方を含む、請求項１０に記載の偏光フィルムの製造装置。
12. 前記処理液の温度が、４０℃以上である、請求項１０または１１に記載の偏光フィルムの製造装置。

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