CN102947734A - 偏光薄膜的制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种偏光薄膜的制造方法，其可以有效地制造具有高偏光功能的偏光薄膜。本发明的偏光薄膜的制造方法的特征在于，边使2张以上的带状聚乙烯醇系薄膜中的第一聚乙烯醇系薄膜在长度方向上移动边在其移动路径上对该第一聚乙烯醇至少实施染色和拉伸，并且，在所述第一聚乙烯醇系树脂薄膜的末端部上连接第二聚乙烯醇系树脂薄膜的前端部，从而对所述第一聚乙烯醇系树脂薄膜及第二聚乙烯醇系树脂薄膜连续地至少实施所述染色和拉伸，其中，通过采用使所述末端部与所述前端部重合的配置、并将其界面部激光熔接，从而实施所述连接。

Description

偏光薄膜的制造方法

技术领域

本发明涉及边使带状聚乙烯醇系树脂薄膜在长度方向上移动边在其移动路径上沿长度方向拉伸而制作偏光薄膜的偏光薄膜的制造方法。

背景技术

一直以来，液晶显示装置等图像显示装置中利用包括偏光薄膜等在内的光学薄膜。

作为这种偏光薄膜的制造方法，采用如下的方法：从作为原卷的带状聚乙烯醇系树脂（PVA）薄膜卷绕成卷状而成的原卷辊送出聚乙烯醇系树脂薄膜（原卷薄膜），规定该原卷薄膜的移动路径，通过具备引导原卷薄膜的多个辊和各种药液浴的装置并使其拉伸。例如，采用如下的方法：使原卷薄膜沿其长度方向移动，连续地浸渍在溶胀浴、染色浴中，之后，在前后2处用所述辊夹持原卷薄膜，对其间施加张力，实施所述拉伸。

但是，这种偏光薄膜的制造方法中，每次交换原卷辊时，都需要重新将新的原卷薄膜卷挂在辊等上并设置于装置中，这非常麻烦而且浪费时间，因此，进行了如下的操作：将在先走的原卷薄膜的末端部接合从接下来的原卷辊输出的原卷薄膜的前端部使其连接，将这两张原卷薄膜依次连续地加工成偏光薄膜。

作为这种接合方法，一直以来采用：利用粘合带、粘接剂等的粘接接合方法，利用铆钉、线等的缝合接合方法，或利用热封机等的加热熔融接合方法等。

但是，如上所述的方法分别存在下述问题。

·利用粘合带、粘接剂等的粘接接合中的问题

在使原卷薄膜浸渍在溶胀浴、染色浴等中的工序中，由于粘接剂的成分等在药液中溶出，因此会成为污染药液、在制品上附着异物的主要原因。不仅如此，还存在以下的担心：粘接剂溶解在药液中或因药液的成分而溶胀，从而接合强度降低，在拉伸工序中在达到所希望的拉伸倍率之前连接部发生断裂。

·利用铆钉、线等的缝合接合中的问题

该方法中，在原卷薄膜上穿设用于通过铆钉、线的孔，因此，在对连接部施加张力时，存在以所述孔为起点发生断裂的担心。

为了避免该情况的发生而减少孔数并确保孔的间隔较宽时，存在在施加张力时容易产生皱褶并发生拉伸不均的担心。

·利用热封机等的加热熔融接合中的问题

作为能够谋求解决上述粘接接合、缝合接合中的问题的接合方法，已知下述专利文献1及2等中所示的利用热封机来接合的方法。

该方法与粘接接合相比较，污染药液的担心较少，且不需要像缝合接合那样设置孔。

但是，热封机存在由于较难仅对狭小的区域进行加热，因而容易形成较大面积的熔接区域，该熔接区域及其周围因熔接时受到的热而改性、与通常的部分相比成为固化的状态的倾向。

因此，如果在拉伸时夹持该熔接区域施加张力，则存在如下的担心：容易集中在该固化的部位和通常的状态的部位的边界部分而产生变形，在整体达到所希望的拉伸倍率之前该区域被极端地拉伸。

因此，欲实施高拉伸倍率的拉伸时，存在原卷薄膜在连接部发生断裂的担心。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2007-171897号公报

专利文献2：日本特开2010-8509号公报

发明内容

发明要解决的问题

为了赋予偏光薄膜高偏光功能，通常要求对原卷薄膜施加5.25倍以上的拉伸，但是，在利用如上所述的以往的连接方法来连接由聚乙烯醇系树脂形成的原卷薄膜时，存在连接部不能耐受5.25倍以上的拉伸载荷而发生断裂的担心。因此，做出了将通过连接部期间的拉伸倍率变为不足5.25倍从而避免断裂的对策。

但是，在选择如上所述的避免对策时，连接部前后的拉伸倍率没有成为所希望的倍率（5.25倍以上），因此，无法作为制品使用，会造成材料浪费。

因此，对连接的由聚乙烯醇系树脂形成的原卷薄膜，包含所述连接部在内，边连续地以5.25倍以上的拉伸倍率施加拉伸边移动是比较困难的，并且，目前为止还没有提出过能进行该拉伸及移动的连接方法。

即，现有的偏光薄膜的制造方法存在难以有效地制造具有高偏光功能的偏光薄膜之类的问题，本发明的目的正在于为了解决这样的问题。

用于解决问题的方案

用于解决上述问题的本发明的偏光薄膜的制造方法的特征在于，所述偏光薄膜的制造方法为边使2张以上的带状聚乙烯醇系薄膜中的第一聚乙烯醇系薄膜在长度方向上移动边在其移动路径上对该第一聚乙烯醇至少实施染色和拉伸，并且，在所述第一聚乙烯醇系树脂薄膜的末端部上连接第二聚乙烯醇系树脂薄膜的前端部，从而对所述第一聚乙烯醇系树脂薄膜及第二聚乙烯醇系树脂薄膜连续地至少实施所述染色和拉伸的方法，其中，

通过采用使所述末端部与所述前端部重合的配置、并将其界面部激光熔接，从而实施所述连接。

发明的效果

本发明中，由于利用激光熔接将要进行拉伸的2张以上带状聚乙烯醇系薄膜中先走的第一带状聚乙烯醇系树脂薄膜的末端部与和其连接的第二聚乙烯醇系树脂薄膜的前端部接合，相比于使用粘接剂等粘接接合的情况，可以抑制药液受到污染、由该药液导致的接合强度降低的担心。

另外，激光熔接中，激光能够选择性地仅对极为狭小的区域进行加热，相比于必须进行整体加热的热封机，可以抑制改性（固化）区域的形成。

因而，在拉伸时可以形成与利用热封机进行熔接时相比不容易发生变形集中的连接部。

由此，即便在例如5.25倍以上的拉伸工序中也不发生断裂的连接成为可能，通过在即便连接部通过时也不改变拉伸条件地对原卷薄膜连续地进行拉伸，能够获得作业效率提高、生产率提高、成品率提高以及材料浪费减少的效果。

另外，对于像这样将用于偏光薄膜的聚乙烯醇系树脂薄膜激光熔接的技术，以往没有先例，这是由本发明首次达成的。

附图说明

图1是表示一个实施方式的偏光薄膜的制造方法中使用的装置的示意性立体图。

图2是表示将原卷薄膜连接并供给至偏光薄膜的制造装置的情况的示意性立体图。

图3是表示用于连接原卷薄膜的连接装置的主要部分的机构的示意性主视图。

图4是表示利用其它方式的偏光薄膜的制造方法形成的原卷薄膜的连接部的主视图。

图5是表示实施例1形成的连接部的情况的显微照片。

图6是表示比较例1形成的连接部的情况的显微照片。

图7是表示实施例1与比较例1中拉伸的情况的图表。

图8是表示将2张PVA薄膜连接而成的样品在水中进行拉伸试验时的差异的图表。

具体实施方式

以下对本发明的实施方式进行说明。

首先，参照附图对用于实施本实施方式的偏光薄膜的制造方法的优选的拉伸装置进行说明。

本实施方式的拉伸装置具备：从带状聚乙烯醇系树脂薄膜（以下也称为“原卷薄膜”、或者简称为“薄膜”）卷绕成卷状而得到的原卷辊送出所述原卷薄膜1的原卷薄膜供给部3；用于将送出的原卷薄膜1浸渍在规定的药液中的多个浸渍浴4；以所述原卷薄膜1通过该浸渍浴4内的方式规定原卷薄膜1的移动路径的多个辊9；在该移动路径中拉伸原卷薄膜1的拉伸部；以及将在多个浸渍浴4中浸渍且进行了拉伸的薄膜作为偏光薄膜卷取为卷状的偏光薄膜卷取部10。

图1、图2是表示优选的拉伸装置的一个方式的示意性立体图。

如图1所示，作为多个浸渍浴4，在拉伸装置中，从薄膜的移动方向上游侧开始依次具备：贮存有用于使聚乙烯醇系树脂薄膜溶胀的溶胀液的溶胀浴4a；贮存有用于将溶胀了的薄膜染色的染色液的染色浴4b；贮存有用于使构成薄膜的树脂的分子链交联的交联剂液的交联浴4c；用于在浴内拉伸薄膜的拉伸浴4d；以及贮存有用于清洗通过该拉伸浴4d的薄膜的清洗液的清洗浴4f这5种浸渍浴4。

另外，该方式的拉伸装置中，在薄膜的移动路径中的清洗浴4f的下游侧且卷取部10的上游侧具备使薄膜上附着的清洗液干燥的干燥装置11，具体而言为干燥烘箱。

进而，该方式的拉伸装置中，还具备：将卷绕成卷状的表面保护薄膜（例如三醋酸纤维素薄膜、环烯烃聚合物薄膜）等层叠用薄膜12分别配置在用所述干燥装置11进行了干燥的薄膜的两面侧的、用于在干燥后的薄膜的两面层叠层叠用薄膜12的层叠装置。

作为所述拉伸部，采用所谓的辊拉伸部9a。即，采用如下的构成：在所述移动路径中，配置多组以中间夹持薄膜且向移动方向下游侧送出的方式构成的成对的轧辊9a，且使移动方向下游侧的组的圆周速度比上游侧高。

进而，该拉伸装置以能够连续拉伸2张以上原卷薄膜的方式构成，其具备用于将该2张以上原卷薄膜中的第一原卷薄膜的末端部与第二原卷薄膜连接的装置。即，该拉伸装置中，如图2所示，具备：用于在先走的第一原卷薄膜1的末端部1a通过规定了的移动路径之前、具体为通过浸渍浴4之前，通过激光熔接将该第一原卷薄膜1的末端部1a与紧接着该原卷薄膜1通过移动路径内的新的原卷薄膜（第二原卷薄膜）的前端部1b连接的连接装置（图2中未图示）。

需要说明的是，图2中，用涂黑的部分30表示通过激光照射进行连接的部分（熔接部）。

接着，参照图3对优选的连接装置进行说明。

该图3是表示通过激光熔接使原卷薄膜相互连接的连接装置的示意性构成图。

图3表示从其侧面朝向TD方向（宽度方向）观察连接的原卷薄膜的连接装置的主视图。

如该图3所示，所述连接装置具有：具有平坦的上表面部的平台40；配置在该平台40的上方的能上下方向移动地配置的加压部件50；配置在该加压部件50的上方的激光源（未图示），并如下来构成：使先走的第一原卷薄膜1的末端部1a和与其相连接的新的第二原卷薄膜1的前端部1b在所述平台40上上下重合，边用所述加压部件50对该重合部分进行加压边从所述激光源照射激光R，使所述末端部1a和所述前端部1b的界面部加热熔融并熔接，所述加压部件50由激光R的透射性优异的透明的部件构成。

需要说明的是，为了能够提高所述末端部1a和所述前端部1b的界面部的激光R的光吸收性、更有效地实施熔接，所述连接装置中还可以具备：在所述界面部中要面接的所述末端部1a或所述前端部1b中的任一个的表面（或两面）预先涂布光吸收剂的涂布装置。

需要说明的是，作为这里使用的光吸收剂，只要是吸收激光R并产生热的物质就没有特别限定，可以使用炭黑、颜料、染料等。

例如可以使用酞菁系吸收剂、萘酞菁系吸收剂、聚甲炔系吸收剂、二苯甲烷系吸收剂、三苯甲烷系吸收剂、醌系吸收剂、偶氮系吸收剂、二亚铵盐等。

另外，使用发出具有800nm~1200nm的波长的激光R的激光源时，例如可以使用美国Gentex公司制造的以商品名“Clearweld”市售的光吸收剂。

这些吸收剂可以用有机溶剂等稀释，用所述涂布装置涂布，作为该涂布装置，例如可以采用：分配器、喷墨打印机、网版印刷机、2流体式、1流体式或超声波式喷雾器、打印机、涂布机等一般的涂布装置。

另外，对该连接装置中利用的激光源的种类也没有特别限定。优选的是，所使用的激光是发挥被通过涂布等配置在新旧原卷薄膜重合的部分中的新旧原卷薄膜的界面中的一个或者两个原卷薄膜表面的光吸收剂吸收、发热的作用的激光，且具有所使用的光吸收剂的吸收灵敏度高的波长。

具体而言，作为激光的种类，可以列举出具有可见光区域或者红外线区域的波长的半导体激光、纤维激光、飞秒激光、微微秒激光、YAG激光等固体激光、CO₂激光等气体激光。

其中，特别优选容易得到廉价且面内均一的激光束的半导体激光、纤维激光。

另外，为了避免原卷薄膜分解并为了促进熔融，与瞬间投入高能量的脉冲激光相比，更优选连续波的CW激光。

激光的功率（power）、射束直径及形状、照射次数、以及扫描速度等针对作为对象的原卷薄膜及光吸收剂的光吸收率等光学特性、构成原卷薄膜的聚合物的熔点、玻璃化转变温度（Tg）等热特性等的不同适当最优化即可，为了在被激光照射的部分有效地使聚乙烯醇系树脂流动化而得到牢固的接合，作为照射的激光的功率密度，优选在200W/cm²~10,000W/cm²的范围内，更优选在300W/cm²~5,000W/cm²的范围内，进一步优选在1,000W/cm²~3,000W/cm²的范围内。

另外，连接装置中利用的激光源优选能在新旧原卷薄膜的界面以规定大小的光斑直径（照射宽度）照射激光的激光源。

作为该照射光斑直径（照射宽度），优选在满足所述照射激光功率密度的功率下为新旧原卷薄膜重合宽度的1/3以上且3倍以下。

不足重合宽度的1/3时，重合部的未接合部大，存在接合后输送时扇动、阻碍良好的输送性的担心。

另外，以超过3倍的宽度照射激光时，虽然对接合及拉伸特性没有影响，但从能量利用效率的观点来看是不优选的。

优选为与重合宽度相同的值以上且2倍以下。

另外，新旧原卷薄膜的重合宽度优选为0.1mm以上且不足10.0mm，进一步优选为0.5mm以上且不足5mm。

这是因为，重合宽度不足0.1mm时，难以重复精度良好地重合配置大宽度的原卷薄膜，在10.0mm以上的话，为了防止未接合部的形成需要以10.0mm以上的宽度照射激光，因而必需的能量增多，从节能的观点出发不优选。

另外，新旧原卷薄膜的重合部中，未接合部的宽度优选为不足5mm，进一步优选为0mm（重合部的整个面接合）。优选未接合部的宽度不足5mm是因为，未接合部的宽度在5mm以上时，存在未接合部阻碍薄膜的拉伸并引起因应力集中导致断裂的担心。

需要说明的是，作为激光的累积照射量，优选在5J/cm²~400J/cm²的范围内，更优选在10J/cm²~300J/cm²的范围内，特别优选在30J/cm²~150J/cm²的范围内。

因此，优选在连接装置中采用能够满足这些条件的激光源。

作为在平台上对在这样的激光的照射下重合的所述新旧原卷薄膜（旧原卷薄膜的末端部1a和新原卷薄膜的前端部1b）进行加压的加压部件50，可以使用对所使用的激光显示高透明性的玻璃制部件。

作为激光照射时的加压强度，优选在0.5~100kgf/cm²的范围内，更优选在10~70kgf/cm²的范围内。

因此，作为所述连接装置优选采用的加压部件50，只要是能以这样的强度加压的部件，所述玻璃部件的形状就没有特别限定，例如可以使用平板、圆筒、球状的玻璃部件。

玻璃部件的厚度没有特别限定，过薄时，因变形无法进行良好的加压，过厚时，激光的利用效率降低，因此，激光透射的方向的厚度优选为3mm以上且不足30mm，更优选为5mm以上且不足20mm。

作为加压部件50的材质，例如可以列举出：石英玻璃、无碱玻璃、TEMPAX、Pyrex（注册商标）、Vycor、D263、OA10、AF45等。

为了提高激光R的利用效率，作为加压部件利用的玻璃制部件优选对所使用的激光波长具有高透明性，优选具有50%以上的透光率，更优选具有70%以上的透光率。

需要说明的是，使用如上所述的玻璃制部件构成加压部件50时，也可以在与聚乙烯醇系树脂薄膜相接的部分形成与所述玻璃制部件相比缓冲性更优异的缓冲层，以能对更大的面积进行更均一地加压并在整个区域进行良好的接合。

即，也可以采用具备透光性良好的橡胶板、具有缓冲性的透明树脂板等的加压部件50，例如，可以采用背面侧由玻璃制部件构成、与聚乙烯醇系树脂薄膜相接的前面侧由透明橡胶板板构成的加压部件50。

所述缓冲层的形成可以使用例如硅橡胶、聚氨酯橡胶等橡胶系材料、聚乙烯等树脂材料。

该缓冲层的厚度优选为50μm以上且不足5mm，更优选为1mm以上且不足3mm。

不足50μm时，缺乏缓冲性，为5mm以上时，存在如下的担心：由于该缓冲层而产生激光的吸收、散射，使到达所述末端部1a和前端部1b的接触界面部的激光的能量降低。

该缓冲层优选对所使用的激光波长具有30%以上的透光率，更优选为50%以上。

进而，为了使激光熔接后连接的原卷薄膜能够容易地从该缓冲层剥离，可以采用在该缓冲层的表面配置有不发粘且不损害缓冲性的材质的薄膜材料的结构。作为这样的薄膜材料，例如可以举出，聚碳酸酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、降冰片烯树脂、环烯烃聚合物、聚甲基丙烯酸甲酯、聚酰亚胺、三醋酸纤维素等。

另外，上述的缓冲层可以形成于平台40的与聚乙烯醇系树脂薄膜相接的部分。

另外，优选以相对于新旧原卷薄膜的至少任一宽度方向倾斜的方式配置通过激光熔接而形成的接合部。即，优选接合部相对于新旧原卷薄膜的至少任一宽度方向的倾斜角度超过0°。通过使该接合部的倾斜角度超过0°，可以缓和拉伸时应力集中在接合部。另外，上述倾斜角度越大，越能缓和拉伸时的应力集中，另一方面，该倾斜角度为50°以上的话，有连接装置大型化、连接作业所需时间变长的担心。因此，例如，考虑到以上的观点，上述接合部的倾斜角度优选相对于新旧原卷薄膜的至少任一宽度方向超过0°且不足50°。

另外，作为上述接合部相对于新旧原卷薄膜的至少任一宽度方向倾斜的配置，例如可以举出以下形态：使新旧原卷薄膜的宽度方向以相互平行（两个原卷薄膜的宽度方向的倾斜角度为0°）的方式配置，并且，以相对于两个原卷薄膜的宽度方向倾斜的方式配置接合部。另外，例如可以举出以下形态：使新旧原卷薄膜的宽度方向以相互间不平行（两个原卷薄膜的宽度方向之间的倾斜角度大于0°）的方式配置的情况，以接合部与任一原卷薄膜的宽度方向平行的情况或两个原卷薄膜的宽度方向均倾斜的方式配置。

本实施方式的偏光薄膜的制造方法中，优选以可以沿重合的新旧原卷薄膜的重合部分实施激光熔接、形成线状的熔接部的方式构成所述连接装置，例如，优选具备：用于使通过聚光透镜聚光成所希望的射束直径的点波束沿重合部分扫描的机构；通过使用柱面透镜、衍射光学元件等光学部件整形为线状的激光束并照射到原卷薄膜的重合部的机构；以及通过沿重合部配置多个激光源并在不扫射的情况下同时照射从而一次性熔融加热接合的机构等。像这样照射的激光的射束形状，可以为圆形、也可以为线状，更优选为线状。由此，可以得到更高的功率密度。

需要说明的是，虽然这里没有详细叙述，但上述的连接装置中可以采用一般的激光熔接装置以及其周边机器中利用的各种机构。

以下，对利用具备这样的连接装置的拉伸装置制造偏光薄膜的方法进行说明。

本实施方式的偏光薄膜的制造方法中，边使2张以上的带状聚乙烯醇系薄膜中的第一聚乙烯醇系薄膜在长度方向上移动边在其移动路径上对该第一聚乙烯醇至少实施染色和拉伸，并且，通过在所述第一聚乙烯醇系树脂薄膜的末端部上连接第二聚乙烯醇系树脂薄膜的前端部，对所述第一聚乙烯醇系树脂薄膜及第二聚乙烯醇系树脂薄膜连续地至少实施所述染色和拉伸，其中，通过采用使所述末端部与所述前端部重合的配置、并将其界面部激光熔接，从而实施所述连接。

更具体而言，在本实施方式的偏光薄膜的制造方法中，实施使所述原卷薄膜浸渍在溶胀浴4a中使其溶胀的溶胀工序、使溶胀了的薄膜浸渍在染色浴4b中进行染色的染色工序、使染色了的薄膜浸渍在交联浴4c中使构成薄膜的树脂的分子链交联的交联工序、及将该交联工序后的薄膜在拉伸浴4d内拉伸的拉伸工序。

即，在本实施方式的偏光薄膜的制造方法中，在溶胀浴4a到拉伸浴4d的各浴中实施拉伸，使得最终成为目标拉伸倍率。

另外，在本实施方式的偏光薄膜的制造方法中，实施对所述拉伸工序后的薄膜进行清洗的清洗工序、用干燥装置11使该清洗过了的薄膜干燥的干燥工序、在该干燥后的薄膜上层叠表面保护薄膜的层叠工序。

本实施方式的偏光薄膜的制造方法如下来进行：将一个原卷辊设置在所述原卷薄膜供给部3，从该原卷薄膜供给部3连续地送出原卷薄膜，在其移动路径上实施上述工序，最后完成层叠工序，对所得制品（偏光薄膜）实施在偏光薄膜卷取部10卷取为卷状的卷取工序，通过预先准备多个原卷辊，在其中的第一原卷辊结束之前，从新的第二原卷辊输出原卷薄膜，使该新的原卷薄膜的前端部1b与先走的第一原卷辊的末端部1a连接，从而分开实施所述连接。

由此，继续从该新的原卷辊将原卷薄膜供给到拉伸装置中，至少实施所述染色和拉伸，连续地制造偏光薄膜。

需要说明的是，作为供给到这样的工序中的原卷薄膜（带状聚乙烯醇系树脂薄膜），可以采用以下的薄膜。

作为本实施方式的偏光薄膜的制造方法中使用的原卷薄膜，可以使用由作为偏光薄膜的原材料使用的聚乙烯醇系高分子树脂材料形成的薄膜。具体而言，例如可以使用聚乙烯醇薄膜、部分皂化聚乙烯醇薄膜或聚乙烯醇的脱水处理薄膜等。

通常，这些原卷薄膜以如上所述卷绕成卷状的原卷辊的状态使用。

作为所述聚乙烯醇系树脂薄膜的形成材料的聚合物的聚合度一般为500~10,000，优选在1,000~6,000的范围，更优选在1,400~4,000的范围。

进而，为部分皂化聚乙烯醇薄膜的情况下，其皂化度例如从在水中的溶解性方面考虑，优选为75摩尔%以上，更优选为98摩尔%以上，更优选在98.3~99.8摩尔%的范围。

作为所述聚乙烯醇系树脂薄膜，可以适当使用通过将溶解于水或有机溶剂中所得的原液流延成膜的流延法、铸造法（castmethod）、挤出法等任意方法成膜而得到的薄膜。

原卷薄膜的相位差值优选为5nm~100nm。

另外，为了得到面内均一的偏光薄膜，优选聚乙烯醇系树脂薄膜面内的相位差偏差尽可能小，作为原卷薄膜的聚乙烯醇系树脂薄膜的面内相位差偏差优选在测定波长1000nm处为10nm以下，更优选为5nm以下。

需要说明的是，作为激光接合时的吸水状态，优选为2质量%~15质量%的吸水率，进一步优选为4质量%~10质量%的吸水率。

被连接前的原卷薄膜具有15质量%以上的吸水率时，存在在激光熔接时加热熔融部容易产生因水分蒸发引起的发泡、引起接合不良的担心。

相反，吸水率不足2质量%时，存在用激光对原卷薄膜进行加热的部分的树脂流动性不足、导致接合效率降低的担心。

因此，连接时使用的原卷薄膜的吸水率优选在上述的范围内。

需要说明的是，关于该吸水率，通过比较干燥前后的质量来求出，例如，可以对聚乙烯醇系树脂薄膜进行83℃×1小时加热，用该加热失重除以加热前的聚乙烯醇系树脂薄膜的质量，从而求出。

以下，对用于通过所述拉伸装置对上述原卷薄膜施加拉伸并加工成偏光薄膜的各工序进行说明。

（溶胀工序）

在本工序中，例如，利用所述辊9将从原卷薄膜供给部3送出的原卷薄膜维持恒定的移动速度地引导至充满水的溶胀浴4a中，使所述原卷薄膜浸渍在水中。

由此能够水洗原卷薄膜，清洗原卷薄膜表面的污垢、防结块剂，并且，通过利用水使原卷薄膜溶胀，能够期待防止染色不均等不均一性的效果。

在所述溶胀浴4a中的溶胀液中，除水以外，还可以适当添加甘油、碘化钾等，添加它们时，如果为甘油，则其浓度优选为5质量%以下，如果为碘化钾，则其浓度优选为10质量%以下。

溶胀液的温度优选在20~45℃的范围，更优选为25~40℃。

所述原卷薄膜在所述溶胀液中浸渍的浸渍时间优选为2~180秒，更优选为10~150秒，特别优选为30~120秒。

另外，可以在该溶胀浴中将聚乙烯醇系树脂薄膜沿长度方向拉伸，这时的拉伸倍率优选包括因溶胀导致的伸展在内为1.1~3.5倍左右。

（染色工序）

对于经过了所述溶胀工序的薄膜，与溶胀工序同样地，利用辊9使其浸渍于贮存在染色浴4b中的染色液中，实施染色工序。

例如，可以采用通过在包含碘等二色性物质的染色液中浸渍经过了溶胀工序的聚乙烯醇系树脂薄膜，使薄膜吸附上述二色性物质的方法，实施所述染色工序。

作为所述二色性物质，可以使用以往公知的物质，例如可以列举出碘、有机染料等。

作为有机染料，例如可以使用：红BR、红LR、红R、粉红LB、宝石红BL、枣红（Bordeaux）GS、天空蓝LG、柠檬黄、蓝BR、蓝2R、深蓝色RY、绿LG、紫LB、紫B、黑H、黑B、黑GSP、黄3G、黄R、橙LR、橙3R、猩红（Scarlet）GL、猩红KGL、刚果红、亮紫BK、超级蓝（Supra Blue）G、超级蓝（Supra Blue）GL、超级橙（Supra Orange）GL、直接天蓝、直接永固橙（DirectFast Orange）S、永固黑（Firstblack）等。

这些二色性物质可以仅使用一种，也可以组合使用两种以上。

使用所述有机染料时，例如从谋求可见光区域的中性化方面考虑，优选组合两种以上。

作为具体例，可以列举出：刚果红和超级蓝（Supra Blue）G、超级橙（Supra Orange）GL和直接天蓝的组合、或直接天蓝和永固黑的组合等。

作为所述染色浴的染色液，可以使用将所述二色性物质溶解于溶剂中所得的溶液。

作为所述溶剂，一般可以使用水，还可以进一步添加与水具有相容性的有机溶剂。

作为该染色液中的二色性物质的浓度，优选在0.010~10质量%的范围，更优选在0.020~7质量%的范围，特别优选为0.025~5质量%。

另外，使用碘作为所述二色性物质时，可以进一步提高染色效率，因此优选进一步添加碘化物。

作为该碘化物，例如可以列举出：碘化钾、碘化锂、碘化钠、碘化锌、碘化铝、碘化铅、碘化铜、碘化钡、碘化钙、碘化锡、碘化钛等。

这些碘化物的添加比率在所述染色浴中优选为0.010~10质量%，更优选为0.10~5质量%。

其中，特别优选添加碘化钾，碘和碘化钾的比例（质量比）优选在1：5~1：100的范围，更优选在1：6~1：80的范围，特别优选在1：7~1：70的范围。

薄膜在所述染色浴中的浸渍时间没有特别限定，优选在0.5~20分钟的范围，更优选在1~10分钟的范围。另外，染色浴的温度优选在5~42℃的范围，更优选在10~35℃的范围。

另外，也可以在该染色浴中将薄膜沿长度方向拉伸，此时的累计的总拉伸倍率优选为1.1~4.0倍左右。

需要说明的是，作为染色工序，除所述的浸渍在染色浴中的方法以外，例如可以采用将包含二色性物质的水溶液涂布或喷雾在所述聚合物薄膜上的方法。

另外，本发明中，作为所使用的原卷薄膜，也可以采用不进行染色工序而由预先混杂有二色性物质的聚合物原料成膜得到的薄膜。

（交联工序）

接着，将薄膜导入到贮存有交联剂液的交联浴4c中，将薄膜浸渍在所述交联剂液中，实施交联工序。

作为所述交联剂，可以使用以往公知的物质。

例如可以使用硼酸、硼砂等硼化合物、乙二醛、戊二醛等。

这些可以仅使用一种，也可以组合使用两种以上。

组合使用两种以上时，优选例如硼酸和硼砂的组合，另外，其添加比例（摩尔比）优选在4：6~9：1的范围，更优选在5.5：4.5~7：3的范围，最优选为6：4。

作为所述交联浴的交联剂液，可以使用将所述交联剂溶解于溶剂中所得的液体。

作为所述溶剂，例如可以使用水，也可以进一步组合使用与水具有相容性的有机溶剂。所述交联剂液中的交联剂的浓度没有特别限定，优选在1~10质量%的范围，更优选为2~6质量%。

所述交联浴中的交联剂液中，还可以添加用于赋予偏光薄膜面内均一特性的碘化物。

作为该碘化物，例如可以列举出碘化钾、碘化锂、碘化钠、碘化锌、碘化铝、碘化铅、碘化铜、碘化钡、碘化钙、碘化锡、碘化钛等，添加这些碘化物时，碘化物的含量优选为0.05~15质量%，更优选为0.5~8质量%。

作为交联剂和碘化物的组合，优选硼酸和碘化钾的组合，硼酸和碘化钾的比例（质量比）优选在1：0.1~1：3.5的范围，更优选在1：0.5~1：2.5的范围。

所述交联浴中的交联剂液的温度通常优选在20~70℃的范围，聚乙烯醇系树脂薄膜的浸渍时间通常为1秒~15分钟的范围内的任一时间，优选为5秒~10分钟。

该交联工序中，可以在交联浴中将薄膜沿长度方向拉伸，此时的累计总拉伸倍率优选为1.1~5.0倍左右。

需要说明的是，作为交联工序，可以与染色工序同样，代替浸渍在交联剂液中的处理方法，通过涂布或喷雾含交联剂溶液的方法来实施。

（拉伸工序）

所述拉伸工序是以例如累计的总拉伸倍率为2~8倍左右的方式将进行了染色、交联的聚乙烯醇系树脂薄膜沿其长度方向拉伸的工序，湿式拉伸法中，在薄膜浸渍在贮存于拉伸浴的溶液中的状态下沿其长度方向施加张力，实施拉伸。

作为贮存在拉伸浴中的溶液，没有特别限定，例如可以使用添加有各种金属盐、碘、硼或锌的化合物的溶液。

作为该溶液的溶剂，可以适当使用水、乙醇或者各种有机溶剂。

其中，特别优选使用分别添加有2~18质量%左右的硼酸及/或碘化钾的溶液。

同时使用该硼酸和碘化钾时，其含有比例（质量比）优选为1：0.1~1：4左右，更优选为1：0.5~1：3左右。

作为所述拉伸浴中的溶液的温度，例如优选在40~67℃的范围，更优选为50~62℃。

（清洗工序）

该清洗工序是例如通过使薄膜通过贮存有水等清洗液的清洗浴中从而冲洗掉在该工序之前的处理中附着上的硼酸等不需要的残留物的工序。

所述水中优选添加碘化物，例如优选添加碘化钠或碘化钾。

在清洗浴的水中添加碘化钾时，其浓度通常为0.1~10质量%，优选为3~8质量%。

进而，清洗液的温度优选为10~60℃，更优选为15~40℃。

另外，清洗处理的回数、即浸渍在清洗液中之后从清洗液提起的重复次数没有特别限定，可以为多次，也可以通过在多个清洗浴中预先贮存添加物的种类、浓度不同的水并使薄膜通过它们从而实施清洗工序。

需要说明的是，将薄膜从各工序中的浸渍浴中提起时，为了防止液体流挂的发生，可以利用以往公知的使用夹紧辊等去液辊、或通过气刀削掉液体等方法来除去多余的水分。

（干燥工序）

对于在所述清洗工序中进行了清洗的薄膜，可以将其导入所述干燥机11中，适当利用自然干燥、风干、加热干燥等最佳的方法使其干燥，实施该干燥工序。

其中，如果通过加热干燥来实施干燥工序，则加热干燥的条件优选为：加热温度为20~80℃左右、干燥时间为1~10分钟左右。

进而，与所述方法无关，为了防止薄膜的劣化，优选干燥温度尽可能为低温。

更优选为60℃以下，特别优选为45℃以下。

（层叠工序）及（卷取工序）

本实施方式中，通过实施用卷取辊卷取经过了以上工序的薄膜的卷取工序，能够获得卷绕为卷状的偏光薄膜。

需要说明的是，本实施方式中，可以在实施了在通过干燥工序进行了干燥的偏光薄膜的表面一侧或两侧适当层叠表面保护用薄膜等的层叠工序之后，实施卷取工序。

这样制造的偏光薄膜的最终总拉伸倍率优选相对于原卷薄膜为5.5~8.0倍的范围内的任一拉伸倍率，更优选为6.0~7.0倍的范围内的任一拉伸倍率。

优选为上述的拉伸倍率是因为，最终总拉伸倍率不足5.5倍时，存在难以得到具有高偏光特性的偏光薄膜的担心，超过8.0倍时，存在薄膜发生断裂的担心。

（连接工序）

如前面所述，在本实施方式中，实施如下的连接工序：在一个原卷辊全部被供给到拉伸装置中之前，从下一个原卷辊输出聚乙烯醇系树脂薄膜（原卷薄膜），将该新的原卷薄膜的前端部1b与在拉伸装置中实施各工序的原卷辊的末端部1a连接。

通过如上操作将先走的第一原卷薄膜的末端部和下一个原卷薄膜的前端部利用激光接合方法连接，即使在赋予高偏光功能所必需的、例如5.5倍以上的拉伸倍率下也能够不发生断裂地接合，即使在接合部通过的情况下也能够不改变拉伸条件地转移到拉伸第二原卷薄膜的工序中，能够有效地制造偏光薄膜。

即，能够不改变拉伸条件地将第一原卷薄膜和第二原卷薄膜连续地通过拉伸装置，从而能够获得作业效率提高、生产率提高、成品率提高及材料浪费减少的效果。

需要说明的是，该连接工序不在对第一原卷薄膜进行的上述溶胀、染色、交联、拉伸工序完全结束之后实施，可以在这些工序的后段侧与这些工序并行实施。

例如，可以使用在所述连接装置和所述溶胀浴4a之间具备储蓄器（accumulator）的拉伸装置，将第一原卷辊通过所述储蓄器并供给到溶胀浴4a中，在靠近该第一原卷辊的快卷完的部分时，边使其末端部为停止状态，边将储存在所述储蓄器中的原卷薄膜供给到溶胀浴4a侧，对所述第一原卷薄膜至少实施染色和拉伸，并且实施利用激光熔接进行的新的原卷辊的前端部和所述末端部的连接。

所述连接工序，例如，可以通过采用使所述第一聚乙烯醇系树脂薄膜的没有实施所述染色和拉伸的末端部和所述第二带状聚乙烯醇系树脂薄膜的前端部重合的配置、并将重合的所述末端部和所述前端部的界面部激光熔接来实施，可以在先走的薄膜的末端部1a和新的薄膜的前端部1b中的任一方或者双方的表面涂布光吸收剂，以重合部的宽度为0.1mm以上且不足10.0mm的方式采用新旧原卷薄膜上下重合在平台40上的配置，边用所述加压部件50对该重合部进行加压边对该重合部照射激光，使得双方的树脂在薄膜界面相容，形成熔接部30，从而实施。

如此，通过利用激光进行熔接，相比于利用热封机进行熔接的情况，可以减少受到加热改性的区域，可以形成拉伸时不易发生变形集中的连接部。

对此进行具体的说明，例如，将通过利用热封机进行连接从而在连接部形成了大的热改性（固化）区域的原卷薄膜供给至所述拉伸装置中，使所述溶胀浴4a、染色浴4b、交联浴4c的温度为例如30℃左右，以在交联浴4c的总拉伸倍率达到5.0倍左右的方式进行拉伸的话，所述加热改性区域基本上没有被拉伸，在该加热改性区域前后形成了发生大的变形的区域。

接着，该连接部在拉伸浴4d中接受进一步拉伸时发生断裂。

另一方面，与用热封机进行熔接的情况相比，本实施方式中的热改性区域变小，因此减少了变形的集中。

并且，由于热改性区域小，容易被各浴中的药液溶胀。

即，被软化，可以防止更进一步的变形的集中。

例如，使所述溶胀浴4a、染色浴4b、交联浴4c的温度为30℃左右时，并不能十分期待由溶胀带来的软化效果，但是拉伸浴为50~62℃的话，该加热改性区域的溶胀加快，可以拉伸该加热改性区域本身。

即，可以使没有收到熔接的热影响的区域与熔接部分的拉伸性相近似，能够抑制断裂等问题并且实施高倍率的拉伸。

例如，包含第一原卷薄膜与第二原卷薄膜的连接部在内，可以使整体的拉伸倍率为5倍以上。

从在连接部也可以发挥热封机难以达成的程度的高拉伸倍率、使本发明的效果更为显著的方面出发，优选使包含连接部的整体的拉伸倍率为5.25倍以上，尤其优选为5.5倍以上。

另外，由于通过热封机进行熔接时加热改性区域大，利用溶胀的软化的进行缓慢，即便在同样的温度条件进行拉伸，依然容易发生断裂。

由此本实施方式的偏光薄膜的制造方法中，可以形成因拉伸导致断裂的风险低的连接部。

进而，连接部在原卷薄膜的移动方向上受到与非连接部同等程度的拉伸，因而连接部的厚度变得较小。由此，利用偏光薄膜卷取部10将偏光薄膜卷取为卷状时，可以缓和卷取的偏光薄膜中与连接部重合的部分的凹痕的发生。另外，从这样的缓和成为可能的观点出发，优选拉伸后的连接部的厚度为拉伸后的非连接部的厚度的不足3倍，进一步优选为不足2.5倍。

本实施方式中，从可以通过一次激光照射使第一原卷薄膜与第二原卷薄膜容易地熔接的观点出发，可以例示使第一原卷薄膜的末端部与第二原卷薄膜的前端部上下重合，对该重合部照射激光以使所述末端部与所述前端部相接的界面部熔接的情况；从形成加热改性区域小并容易被药液溶胀的连接部的方面出发，例如，如图4的（a）所示，使第一原卷薄膜的末端部1a的薄膜端面1x与第二原卷薄膜的前端部1b的薄膜端面1y相向，使第一原卷薄膜与第二原卷薄膜相对，沿着该相对部照射激光以使薄膜端面之间熔接形成熔接部30的情况也一样，通过这样的方式使第一原卷薄膜与第二原卷薄膜连接的情况也在本发明的构思范围内。

进而，如图4的（b）所示，采用与原卷薄膜的宽度具有相同长度的细宽度聚乙烯醇系树脂薄膜作为用于连接第一原卷薄膜与第二原卷薄膜的接合构件60，如上所述，采用使第一原卷薄膜与第二原卷薄膜以薄膜端面之间相向的状态相对的配置，利用所述接合构件60覆盖该相对部，将该接合构件60与第一原卷薄膜的末端部1a接触的界面部、以及所述接合构件60与第二原卷薄膜的前端部1b接触的界面部各自熔接的情况也在本发明的构思范围内。

需要说明的是，利用本实施方式的制造方法制造的偏光薄膜的厚度没有特别限定，优选为5μm~40μm。

如果厚度为5μm以上，则机械强度不会降低，另外，如果为40μm以下，则光学特性不会降低，应用于图像显示装置也能实现薄型化。

利用本实施方式制造的偏光薄膜可以作为层叠于液晶单元基板的偏光薄膜等用于液晶显示装置等。另外，除液晶显示装置以外，还可以作为电致发光显示装置、等离子显示器及场发射显示器等各种图像显示装置中的偏光薄膜使用。

需要说明的是，实际使用时，还可以在两面或一面层叠各种光学层形成光学薄膜、或实施各种表面处理并用于液晶显示装置等图像显示装置中。

作为所述光学层，只要满足所要求的光学特性就没有特别限定，例如，除以保护偏光薄膜为目的的透明保护层、以视觉补偿等为目的的取向液晶层、用于层叠其它薄膜的粘合层以外，还可以使用在偏光转换元件、反射板、半透过板、相位差板（包括1/2、1/4等波长板（λ板））、视觉补偿薄膜、增光膜等图像显示装置等的形成中使用的薄膜。

另外，作为表面处理，可以列举出硬涂处理、防反射处理、以防粘、防扩散或防眩为目的的表面处理。

本实施方式的偏光薄膜的制造方法如以上所述，但本发明不限定于本实施方式，其可以在本发明的构思范围内适当设计变更。

实施例

以下，列举实施例更详细地说明本发明，但本发明并不限定于此。

（评价例1）

（基本条件）

·原卷薄膜：聚乙烯醇树脂（PVA）薄膜（（株）可乐丽公司制造、厚度75μm、宽度30mm、吸水率6%）

·重合宽度：1.5mm宽度

·加热熔融接合方法：激光

·激光：半导体激光（波长940nm、功率70W、光斑直径2mmΦ、功率密度2228W/cm²、扫描速度50mm/sec、累积照射量89J/cm²、平顶光束）

·光吸收剂：商品名“Clearweld LD 120C”（GentexCorporation制、溶剂丙酮）、以5.0mm宽度、以10nL/mm²涂布在配置于下侧的原卷薄膜的上表面

·加压部件：石英玻璃板（10mm厚）

·加压条件：以载荷50kgf/cm²按压在原卷薄膜重合部上

·新旧原卷薄膜的倾斜角度：0°

·相对于新旧原卷薄膜的宽度方向的、接合部的倾斜角度：0°

（实施例1）

在上述基本条件下将2张原卷薄膜连接，切取连接部前后50mm左右长度，分批制造偏光薄膜，其结果，即使在累计的总拉伸倍率6.0倍的拉伸条件下连接部也没有发生断裂。

另外，使用光学显微镜对连接的原卷薄膜的连接部的截面结构进行观察的结果如图5所示。

如该图所示的，可以确认良好的接合状态。

（实施例2）

将原卷薄膜的宽度变更为3900mm宽度以及将激光功率变更为90W，除此以外，在上述基本条件下将新旧原卷薄膜连接，通过卷对卷制造偏光薄膜，其结果，与实施例1同样，即使在累计的总拉伸倍率6.0倍的拉伸条件下连接部也没有发生断裂，能够连续地通过。

（实施例3）

以相对于新旧原卷薄膜的宽度方向的、接合部的倾斜角度为45°的方式进行激光熔接，除此以外，在上述基本条件下将新旧原卷薄膜连接，与实施例1同样，切取连接部前后50mm左右长度，分批制造偏光薄膜，其结果，即使在累计的总拉伸倍率6.2倍的拉伸条件下连接部也没有发生断裂。

（比较例1）

使新旧原卷薄膜的重合宽度为30mm，对这里使用宽度3mm的镍铬合金线在66℃、3秒的加热条件下实施热封，并且，在重合部在所述条件下形成2条线状的熔接部，除此以外，与实施例1同样地分批制造偏光薄膜。

与实施例1同样，使用光学显微镜，对此时形成的连接部的情况进行观察，结果如图6所示。

结果，熔接的情况本身没有发现特别问题，但该比较例1中，在制造偏光薄膜的过程中，在累计的总拉伸倍率为5.2倍时发生断裂，无法拉伸至期望的拉伸倍率6.0倍。

另外，在图7中示出了实施例1与比较例1中伴随拉伸开始后所经过的时间而变化的整体的拉伸倍率与熔接部（重合部）的拉伸倍率的测定结果。

由该图示出的图表中可以知道，实施例1（图7上）中，对激光熔接的部分本身（凡例“○”）与整体（凡例“●”）同样地进行拉伸，该部分与其前后的熔接时没有受到热影响的部分的边界为不易发生变形集中的状态。

另一方面，比较例1（图7下）中，两条熔接部分（凡例“◇”、“◆”）完全没有被拉伸，其间的部分（凡例“○”）仅稍微被拉伸，最终断裂。

（评价例2）

在水中，对与实施例1、比较例1中制作的相同的新旧原卷薄膜的接合体（激光接合体、热封机接合体）、以及、没有受到由接合带来的热影响的原卷薄膜（未改性）的各样品实施拉伸试验，测定样品的拉伸倍率与应力。

该结果如图8所示。

通过该图也可以知道，能够确认实施了激光熔接的薄膜（实施例1：单点划线）可以在与没有受到热影响的PVA薄膜本身（虚线）同样的高拉伸倍率下拉伸。

另一方面，由热封机接合的薄膜（比较例1：实线），在4倍左右的拉伸倍率下断裂。

由上可知，根据本发明，与以往的方法相比能够有效地制造具有高偏光功能的偏光薄膜。

附图标记说明

1：原卷薄膜（带状聚乙烯醇系树脂薄膜）、1a：末端部、1b：前端部、4d：拉伸浴、9：辊

Claims (6)

1.一种偏光薄膜的制造方法，其特征在于，边使2张以上的带状聚乙烯醇系薄膜中的第一聚乙烯醇系薄膜在长度方向上移动边在其移动路径上对该第一聚乙烯醇至少实施染色和拉伸，并且，在所述第一聚乙烯醇系树脂薄膜的末端部上连接第二聚乙烯醇系树脂薄膜的前端部，从而对所述第一聚乙烯醇系树脂薄膜及第二聚乙烯醇系树脂薄膜连续地至少实施所述染色和拉伸，其中，

通过采用使所述末端部与所述前端部重合的配置、并将其界面部激光熔接，从而实施所述连接。

2.根据权利要求1所述的偏光薄膜的制造方法，其特征在于，通过采用使所述第一聚乙烯醇系树脂薄膜的没有实施所述染色和拉伸的末端部与所述第二带状聚乙烯醇系树脂薄膜的前端部重合的配置、并将其界面部激光熔接，从而实施所述连接。

3.根据权利要求1所述的偏光薄膜的制造方法，其中，在所述界面部配置光吸收剂并实施所述激光熔接。

4.根据权利要求1所述的偏光薄膜的制造方法，其中，利用波长800nm以上且11000nm以下的红外线激光实施所述激光熔接。

5.根据权利要求1所述的偏光薄膜的制造方法，其中，所述第一聚乙烯醇系树脂薄膜、以及所述第二聚乙烯醇系树脂薄膜的拉伸倍率均在5.25倍以上。

6.根据权利要求5所述的偏光薄膜的制造方法，其中，所述第一聚乙烯醇系树脂薄膜、以及所述第二聚乙烯醇系树脂薄膜的拉伸倍率均在5.5倍以上。

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