CN105745563B - 偏振膜的制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供即使使用薄的聚乙烯醇膜的情况下,在拉伸时、干燥时等也不易发生膜的断裂,可以容易地制造偏振性能优异的偏振膜的偏振膜的制造方法。一种制造方法,其为具有将聚乙烯醇膜拉伸的拉伸工序的偏振膜的制造方法,其具有对表面附着有水的聚乙烯醇膜的宽度方向两端部喷吹气体的工序和/或使得薄状体与该表面附着有水的聚乙烯醇膜的宽度方向两端部接触的工序。优选的是,具有将聚乙烯醇膜浸渍于水的水浸渍工序,表面附着有水的聚乙烯醇膜是将通过水浸渍工序而被水浸渍的聚乙烯醇膜由水取出后得到的。

Description

偏振膜的制造方法
技术领域
本发明涉及即使使用薄的聚乙烯醇膜的情况下,也可以抑制聚乙烯醇膜的端部的折入,而不易发生拉伸时、干燥时等的膜的断裂,可以容易地制造偏振性能优异的偏振膜的偏振膜的制造方法。
背景技术
具有光的透过和遮蔽功能的偏振板,与改变光的偏振状态的液晶一起是液晶显示器(LCD)的基本的构成要素。很多偏振板具有在偏振膜的表面贴合有三乙酸纤维素(TAC)膜等保护膜的结构,作为构成偏振板的偏振膜,将聚乙烯醇膜(以下有时将“聚乙烯醇”简称为“PVA”)单轴拉伸进行取向,在得到拉伸膜吸附碘系色素(I3 -、I5 -等)、二色性有机染料这类二色性色素而成的偏振膜成为主流。对于这种偏振膜,通常是或者将预先含有二色性色素的PVA膜单轴拉伸、或者进行PVA膜的单轴拉伸的同时使二色性色素吸附、或者将PVA膜单轴拉伸后使二色性色素吸附等来连续制造。
LCD用于台式电子计算机及手表等小型仪器、笔记本电脑、液晶显示器、液晶彩色投影机、液晶电视、车载用导航系统、便携式电话、在室内外使用的计测仪器等广泛范围,近年特别是对小型的笔记本电脑、便携式电话等移动用途的使用增多,对偏振板的薄型化的要求增强。
作为将偏振板薄型化的手法之一,可列举出将偏振膜薄型化的手法,为此考虑将成为偏振膜的原料的PVA膜薄型化。但是,薄的PVA膜在拉伸时、干燥时等容易发生膜的断裂,偏振膜的生产率、收率降低,容易导致成本升高。
作为不发生膜的断裂而制造薄的偏振膜的技术,已知在塑料膜上通过涂布法形成薄的PVA层、将该层叠体拉伸的方法(例如参照专利文献1及2等)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本专利第4804588号说明书
专利文献2:日本专利第4815544号说明书。
发明内容
但是,使用在塑料膜上通过涂布法形成PVA层而成的层叠体的方法存在以下的问题。
(i)涂布作业、此后的干燥作业繁杂。
(ii)用于PVA层的不溶化处理的热处理需要在层叠体的状态下进行,因此所使用的塑料膜限于热处理后也能够拉伸的塑料膜,成本升高。
(iii)在塑料膜上通过涂布法形成PVA层而成的层叠体中,塑料膜与PVA层之间的粘接强度比较高,若将这种粘接强度高的层叠体拉伸则PVA层的适当的颈缩(ネックイン)受到阻碍,难以得到偏振性能优异的偏振膜。
本发明的目的在于,提供即使使用薄的PVA膜的情况下,在拉伸时、干燥时等也不易发生膜的断裂,可以容易地制造偏振性能优异的偏振膜的偏振膜的制造方法。
本发明人等为了达成上述目的而进行深入研究,结果发现,使用薄的PVA膜制造偏振膜的情况下,对于通过拉伸之前进行的溶胀工序、染色工序这类使得PVA膜与水接触的水接触工序后的表面附着有水的PVA膜而言,在其宽度方向的端部容易发生折入,因此在此后的拉伸工序中容易发生拉伸断裂;即使在拉伸后在表面附着有水的PVA膜依然容易在宽度方向的端部发生折入,因此在此后的干燥工序中容易发生由于收缩所导致的膜的断裂;以及通过或者对表面附着有水的PVA膜的宽度方向两端部喷吹空气等气体、或者使得其与塑料膜等薄状体接触,由此该PVA膜的宽度方向的端部中的折入的发生得到抑制,可以降低拉伸时、干燥时等的膜的断裂(拉伸断裂等)的发生,基于这些发现进一步进行研究,从而完成了本发明。
即,本发明涉及:
[1]一种制造方法,其为具有将PVA膜拉伸的拉伸工序的偏振膜的制造方法,其具有对表面附着有水的PVA膜的宽度方向两端部喷吹气体和/或使得薄状体与该表面附着有水的PVA膜的宽度方向两端部接触的工序;
[2]根据上述[1]所述的制造方法,其具有将PVA膜浸渍于水的水浸渍工序,表面附着有水的PVA膜是将通过水浸渍工序而被水浸渍的PVA膜由水取出后得到的;
[3]根据上述[2]所述的制造方法,其中,水浸渍工序为选自由溶胀工序、染色工序、交联工序、拉伸工序和固定处理工序组成的组中的至少一种;
[4]根据上述[2]或[3]所述的制造方法,其为具有使得薄状体与表面附着有水的PVA膜的宽度方向两端部接触的工序的制造方法,具有将通过水浸渍工序而被水浸渍的PVA膜由水取出后PVA膜所接触的一个以上的辊,在从PVA膜由水面离开后直至最初接触的辊为止之间,使得薄状体与PVA膜的宽度方向两端部接触;
[5]根据上述[4]所述的制造方法,其中,在从PVA膜由水面离开后直至最初接触的辊为止之间,相对于PVA膜的长度方向的长度,宽度方向两端部与薄状体接触的部分的PVA膜的长度方向的长度的比例为10%以上;
[6]根据上述[2]~[5]中任一项所述的制造方法,其为具有使得薄状体与表面附着有水的PVA膜的宽度方向两端部接触的工序的制造方法,在PVA膜由水面离开的部分中,PVA膜的宽度方向两端部与薄状体接触;
[7]根据上述[1]~[6]中任一项所述的制造方法,其为具有使得薄状体与表面附着有水的PVA膜的宽度方向两端部接触的工序的制造方法,具有表面附着有水的PVA膜依次接触的两个以上的辊,在它们之中的至少一组的连续的两个辊之间,使得薄状体与PVA膜的宽度方向两端部接触;
[8]根据上述[7]所述制造方法,其中,在上述连续的两个辊之间,相对于PVA膜的长度方向的长度,宽度方向两端部与薄状体接触的部分的PVA膜的长度方向的长度的比例为10%以上;
[9]根据上述[1]~[8]中任一项所述的制造方法,其为具有使得薄状体与表面附着有水的PVA膜的宽度方向两端部接触的工序的制造方法,薄状体的宽度为1cm以上;
[10]根据上述[1]~[9]中任一项所述的制造方法,其为具有使得薄状体与表面附着有水的PVA膜的宽度方向两端部接触的工序的制造方法,与PVA膜接触的部分中的薄状体的水接触角为90°以下;
[11]根据上述[1]~[10]中任一项所述的制造方法,其中,对表面附着有水的PVA膜的宽度方向两端部喷吹风速为0.1m/秒以上的气体;
[12]根据上述[1]~[11]中任一项所述的制造方法,其具有使得塑料膜与表面附着有水的PVA膜的宽度方向两端部接触的工序;
[13]根据上述[1]~[12]中任一项所述的制造方法,其在拉伸工序之前具有对表面附着有水的PVA膜的宽度方向两端部喷吹气体和/或使得薄状体与该表面附着有水的PVA膜的宽度方向两端部接触的工序;
[14]根据上述[1]~[13]中任一项所述的制造方法,其中,PVA膜的厚度为50μm以下。
发明效果
根据本发明,提供即使使用薄的PVA膜的情况下,在拉伸时、干燥时等也不易发生膜的断裂,可以容易地制造偏振性能优异的偏振膜的偏振膜的制造方法。
附图说明
图1为表示使得作为薄状体的塑料膜与表面附着有水的PVA膜的宽度方向两端部接触的方法的一例(方法A)的示意图。
图2为表示使得作为薄状体的塑料膜与表面附着有水的PVA膜的宽度方向两端部接触的方法的一例(方法B)的示意图。
图3为表示特定的实施方式中的L1和L2的位置的示意图。
图4为表示特定的实施方式中的L3和L4的位置的示意图。
图5为表示实施例7中的偏振膜的制造方法的示意图。
具体实施方式
以下对本发明进行详细说明。
用于制造偏振膜的本发明的制造方法具有将PVA膜拉伸的拉伸工序。并且,本发明的制造方法中,具有对于通过溶胀工序、染色工序、交联工序、拉伸工序、固定处理工序等使得PVA膜与水接触的水接触工序等而产生的、表面附着有水的PVA膜的宽度方向两端部喷吹气体的工序和/或使得薄状体与该表面附着有水的PVA膜的宽度方向两端部接触的工序。通常,使用PVA膜制造偏振膜的情况下,通过水接触工序之后,容易在PVA膜的宽度方向的端部发生折入,因此容易发生拉伸工序中的拉伸断裂、干燥工序中的由收缩所导致的膜的断裂等,但是如上所述通过或者对表面附着有水的状态的PVA膜的宽度方向两端部喷吹气体、或者使得薄状体与该表面附着有水的状态的PVA膜的宽度方向两端部接触,该PVA膜的宽度方向的端部中的折入的发生得到抑制,拉伸时、干燥时等的膜的断裂的发生得到降低,另外认为可以以更高的拉伸倍率进行拉伸,容易地制造偏振性能优异的偏振膜。
本发明的制造方法中,对于喷吹气体的工序和接触薄状体的工序而言,可以一起采用它们,也可以仅采用任意一者。另外,一起采用两种工序的情况下,可以在表面附着有水的PVA膜的相同部分(例如PVA膜的该部分的一面和另一面分别)实施两种工序,也可以在PVA膜的不同的部分分别实施两种工序。
[PVA膜]
作为构成PVA膜的PVA,可以使用通过乙酸乙烯酯、甲酸乙烯酯、丙酸乙烯酯、丁酸乙烯酯、新戊酸乙烯酯、新癸酸乙烯酯(バーサティック酸ビニル)、月桂酸乙烯酯、硬脂酸乙烯酯、苯甲酸乙烯酯、乙酸异丙烯酯等乙烯酯中的一种或两种以上聚合得到的聚乙烯基酯皂化而得到的PVA。上述的乙烯酯中,从PVA的制造的容易性、获得的容易性、成本等观点考虑,优选为在分子中具有乙烯氧基羰基(H2C=CH-O-CO-)的化合物,更优选为乙酸乙烯酯。
对于上述的聚乙烯基酯,优选为仅使用一种或两种以上的乙烯酯作为单体而得到的聚乙烯基酯,更优选为仅使用一种乙烯酯作为单体而得到的聚乙烯基酯,但是在不会大幅损害本发明的效果的范围内,也可以是一种或两种以上的乙烯酯、和能够与其共聚的其它的单体的共聚物。
作为上述的能够与乙烯酯共聚的其它的单体,可列举出例如乙烯、丙烯、1-丁烯、异丁烯等碳数为2~30的α-烯烃;(甲基)丙烯酸或其盐;(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸正丙酯、(甲基)丙烯酸异丙酯、(甲基)丙烯酸正丁酯、(甲基)丙烯酸异丁酯、(甲基)丙烯酸叔丁酯、(甲基)丙烯酸2-乙基己酯、(甲基)丙烯酸十二烷基酯、(甲基)丙烯酸十八烷基酯等(甲基)丙烯酸酯;(甲基)丙烯酰胺;N-甲基(甲基)丙烯酰胺、N-乙基(甲基)丙烯酰胺、N,N-二甲基(甲基)丙烯酰胺、双丙酮(甲基)丙烯酰胺、(甲基)丙烯酰胺丙烷磺酸或其盐、(甲基)丙烯酰胺丙基二甲基胺或其盐、N-羟甲基(甲基)丙烯酰胺或其衍生物等(甲基)丙烯酰胺衍生物;N-乙烯基甲酰胺、N-乙烯基乙酰胺、N-乙烯基吡咯烷酮等N-乙烯基酰胺;甲基乙烯基醚、乙基乙烯基醚、正丙基乙烯基醚、异丙基乙烯基醚、正丁基乙烯基醚、异丁基乙烯基醚、叔丁基乙烯基醚、十二烷基乙烯基醚、硬脂基乙烯基醚等乙烯基醚;(甲基)丙烯腈等丙烯腈;氯代乙烯、偏二氯乙烯、氟代乙烯、偏二氟乙烯等卤代乙烯;乙酸烯丙酯、烯丙基氯等烯丙基化合物;马来酸或其盐、酯或酸酐;衣康酸或其盐、酯或酸酐;乙烯基三甲氧基硅烷等乙烯基甲硅烷基化合物;不饱和磺酸或其盐等。上述的聚乙烯基酯可以具有源自前述的其它的单体中的一种或两种以上的结构单元。
对于源自上述其它的单体的结构单元在上述的聚乙烯基酯中所占的比例,基于构成聚乙烯基酯的全部结构单元的摩尔数,优选为15摩尔%以下、更优选为10摩尔%以下、进一步优选为5摩尔%以下。
作为上述的PVA,可以优选使用没有进行接枝共聚的PVA,但是在不会大幅损害本发明的效果的范围内,PVA可以是通过一种或两种以上的可接枝共聚的单体进行改性而成的PVA。该接枝共聚,可以对于聚乙烯基酯和通过将其皂化而得到的PVA中的至少一者进行。作为上述能够进行接枝共聚的单体,可列举出例如不饱和羧酸或其衍生物;不饱和磺酸或其衍生物;碳数为2~30的α-烯烃等。对于聚乙烯基酯或PVA中的源自可接枝共聚的单体的结构单元的比例,基于构成聚乙烯基酯或PVA的全部结构单元的摩尔数,优选为5摩尔%以下。
对于上述的PVA,其羟基的一部分可以被交联、也可以不被交联。另外,对于上述的PVA,其羟基的一部分可以与乙醛、丁醛等醛化合物等反应而形成缩醛结构,也可以不与这些化合物反应而不形成缩醛结构。
对上述的PVA的聚合度没有特别限制,但是优选为1000以上。通过PVA的聚合度为1000以上,可以进一步提高所得到的偏振膜的偏振性能。若PVA的聚合度太高则存在导致PVA的制造成本升高、制膜时的工序通过性的不良的倾向,因此PVA的聚合度更优选处于1000~10000的范围内,进一步优选处于1500~8000的范围内,特别优选处于2000~5000的范围内。需要说明的是,本说明书中所称的PVA的聚合度指的是根据JIS K6726-1994的记载测定得到的平均聚合度。
PVA的皂化度从所得到的偏振膜的耐湿热性良好的观点考虑,优选为99.0摩尔%以上,更优选为99.8摩尔%以上,进一步优选为99.9摩尔%以上。需要说明的是,本说明书中的PVA的皂化度指的是,相对于PVA所具有的通过皂化而可转换为乙烯醇单元的结构单元(典型地说是乙烯酯单元)和乙烯醇单元的总摩尔数,该乙烯醇单元的摩尔数所占的比例(摩尔%)。皂化度可以根据JIS K6726-1994的记载进行测定。
PVA膜可以含有上述的PVA的同时含有增塑剂。通过PVA膜含有增塑剂,可以实现PVA膜的操作性、拉伸性的提高等。作为增塑剂,优选使用多元醇,作为具体例,可列举出乙二醇、甘油、丙二醇、二甘醇、双甘油、三甘醇、四甘醇、三羟甲基丙烷等,PVA膜可以含有这些增塑剂中的一种或两种以上。它们之中,从PVA膜的拉伸性更良好的观点考虑,优选为甘油。
PVA膜中的增塑剂的含量相对于PVA 100质量份优选为3~20质量份,更优选为5~17质量份,进一步优选为7~14质量份。通过PVA膜中的增塑剂的含量相对于PVA 100质量份为3质量份以上,PVA膜的拉伸性提高。另一方面,通过PVA膜中的增塑剂的含量相对于PVA100质量份为20质量份以下,可以抑制增塑剂渗出到PVA膜的表面而使PVA膜的操作性降低。
另外,使用后述的用于制造PVA膜的制膜原液来制造PVA膜的情况下,从制膜性提高、抑制膜的厚度不均的发生的同时,制膜使用金属辊、带时,PVA膜容易由这些金属辊、带剥离的观点考虑,优选在该制膜原液中配合表面活性剂。由配合有表面活性剂的制膜原液制造PVA膜的情况下,该PVA膜中可以含有表面活性剂。对于配合于用于制造PVA膜的制膜原液中的表面活性剂、进而在PVA膜中含有的表面活性剂的种类没有特别限定,但是从由金属辊、带的剥离性的观点考虑,优选为阴离子型表面活性剂或非离子型表面活性剂,特别优选为非离子型表面活性剂。
作为阴离子型表面活性剂,例如合适的是月桂酸钾等羧酸型;辛基硫酸酯等硫酸酯型;十二烷基苯磺酸酯等磺酸型等。
作为非离子型表面活性剂,例如合适的是聚氧亚乙基油基醚等烷基醚型;聚氧亚乙基辛基苯基醚等烷基苯基醚型;聚氧亚乙基月桂酸酯等烷基酯型;聚氧亚乙基月桂基氨基醚等烷基胺型;聚氧亚乙基月桂酸酰胺等烷基酰胺型;聚氧亚乙基聚氧亚丙基醚等聚丙二醇醚型;月桂酸二乙醇酰胺、油酸二乙醇酰胺等烷醇酰胺型;聚氧亚烷基烯丙基苯基醚等烯丙基苯基醚型等。
这些表面活性剂可以单独使用一种或组合两种以上来使用。
在用于制造PVA膜的制膜原液中配合表面活性剂的情况下,制膜原液中的表面活性剂的含量、进而PVA膜中的表面活性剂的含量相对于制膜原液或PVA膜中含有的PVA 100质量份优选处于0.01~0.5质量份的范围内,更优选处于0.02~0.3质量份的范围内。通过表面活性剂的含量相对于PVA 100质量份为0.01质量份以上,可以提高制膜性和剥离性。另一方面,通过表面活性剂的含量相对于PVA 100质量份为0.5质量份以下,可以抑制表面活性剂渗出到PVA膜的表面而产生粘连、操作性降低。
PVA膜可以仅包含PVA或者仅包含PVA和上述的增塑剂和/或表面活性剂,但是根据需要可以含有抗氧化剂、防冻剂、pH调节剂、遮蔽剂、着色防止剂、油剂等除上述的PVA、增塑剂和表面活性剂之外的其它成分。
PVA膜中的PVA的含有率优选处于50~100质量%的范围内,更优选处于80~100质量%的范围内,进一步优选处于85~100质量%的范围内。
对PVA膜的厚度没有特别限制,但是特别是使用薄的PVA膜的情况下,在其宽度方向的端部容易发生上述的折入,使用薄的PVA膜的情况下,更显著地发挥本发明的效果,因此优选该厚度为50μm以下,更优选为45μm以下,进一步优选为35μm以下,特别优选为25μm以下,最优选为20μm以下。对PVA膜的厚度的下限没有特别限制,但是从可以更顺利地制造偏振膜的观点考虑,优选该厚度为3μm以上。另外,PVA膜可以为单层,也可以是PVA层与其它的层层叠而成的层叠体,但是从更显著地发挥本发明的效果的观点考虑,优选为单层。层叠体的情况下,PVA层的厚度优选处于上述范围。
对PVA膜的形状没有特别限制,但是从可以生产率良好地连续制造偏振膜的观点考虑,优选为长条的膜。对该长条的膜的长度没有特别限制,可以根据所制造的偏振膜的用途等适当设定,例如可以处于5~20000m的范围内。对该长条的膜的宽度没有特别限制,例如可以为50cm以上,但是近年谋求宽幅的偏振膜,因此优选为1m以上,更优选为2m以上,进一步优选为4m以上。对该长条的膜的宽度的上限没有特别限制,但是若该宽度太宽则利用实用化的装置制造偏振膜的情况下,存在难以进行均匀拉伸的倾向,因此PVA膜的宽度优选为7m以下。
对PVA膜的制造方法没有特别限定,可以优选采用制膜后的膜的厚度和宽度更均匀的制造方法,例如可以使用构成PVA膜的上述的PVA、以及根据需要的进一步的增塑剂、表面活性剂、其它的成分溶解于液体介质中而成的制膜原液;含有PVA以及根据需要的进一步的增塑剂、表面活性剂、其它的成分、液体介质,PVA熔融而成的制膜原液来制造。该制膜原液含有增塑剂、表面活性剂和其它的成分中的至少一种的情况下,优选这些成分均匀地混合。
作为制膜原液的制备中使用的上述液体介质,可列举出例如水、二甲基亚砜、二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮、乙二醇、甘油、丙二醇、二甘醇、三甘醇、四甘醇、三羟甲基丙烷、乙二胺、二亚乙基三胺等,可以使用它们之中的一种或两种以上。其中,从对环境的负荷小、回收性的观点考虑,优选为水。
制膜原液的挥发分数(制膜时通过挥发、蒸发而去除的液体介质等挥发性成分在制膜原液中的含有比例)根据制膜方法、制膜条件等不同而不同,但是优选处于50~95质量%的范围内,更优选处于55~90质量%的范围内,进一步优选处于60~85质量%的范围内。通过制膜原液的挥发分数为50质量%以上,制膜原液的粘度不会过高,可以顺利地进行制膜原液制备时的过滤、脱泡,容易制造杂质、缺点少的PVA膜。另一方面,通过制膜原液的挥发分数为95质量%以下,制膜原液的浓度不会过低,工业上容易制造PVA膜。
作为使用上述的制膜原液制造PVA膜时的制膜方法,可列举出例如浇铸制膜法、挤出制膜法、湿式制膜法、凝胶制膜法等,优选为浇铸制膜法、挤出制膜法。这些制膜方法可以仅采用一种或组合两种以上来采用。这些制膜方法中,挤出制膜法由于得到厚度和宽度均匀且物性良好的PVA膜,因此更优选。对于PVA膜根据需要可以进行干燥、热处理。
[表面附着有水的PVA膜]
本发明的制造方法中,具有对通过使得PVA膜与水接触的水接触工序等而产生的、表面附着有水的PVA膜的宽度方向两端部喷吹气体和/或使得薄状体与该表面附着有水的PVA膜的宽度方向两端部接触的工序。偏振膜通常可以经过溶胀工序、染色工序、交联工序、拉伸工序、固定处理工序等各工序来制造,本发明的制造方法可以具有这些工序中的一种或两种以上作为水接触工序。
水接触工序可以为对于PVA膜喷水的喷水工序,也可以是将PVA膜浸渍于水的水浸渍工序,任意一种都可以,但是从偏振膜的制造的容易程度和生产率等观点考虑,优选为水浸渍工序。特别是从可以容易地制造偏振性能更优异的偏振膜等观点考虑,本发明的制造方法优选具有选自由溶胀工序、染色工序、交联工序、拉伸工序和固定处理工序组成的组中的至少一种工序作为水浸渍工序,更优选具有选自由溶胀工序、染色工序和交联工序组成的组中的至少一种工序作为水浸渍工序。将通过水浸渍工序而被水浸渍的PVA膜由水取出后,PVA膜通常形成上述的表面附着有水的PVA膜。
水接触工序中使用的水不限于纯水,也可以根据各工序的目的使用后述的水溶液、进一步的水性分散液等。
以下对包括可以用作水接触工序的工序在内的、可以用于本发明的制造方法的各工序进行更详细地说明。
・溶胀工序
溶胀工序中的溶胀处理可以通过将PVA膜浸渍于水来进行。作为浸渍于水时的水的温度,优选处于20~40℃的范围内,更优选处于22~38℃的范围内,进一步优选处于25~35℃的范围内。另外,作为浸渍于水的时间,例如优选处于0.5~5分钟的范围内,更优选处于1~3分钟的范围内。需要说明的是,浸渍于水时的水不限于纯水,可以为溶解有各种成分的水溶液或者水和水性介质的混合物。
・染色工序
染色工序中的染色处理可以通过将PVA膜浸渍于含有二色性色素的水溶液中来进行。含有二色性色素的水溶液中的二色性色素的浓度可以根据所使用的二色性色素的种类等适当设定,例如可以处于0.001~1质量%的范围内,作为含有二色性色素的水溶液,使用碘-碘化钾水溶液的情况下,从可以使得碘系色素有效地吸附于PVA膜的观点考虑,作为所使用的碘(I2)的浓度,优选处于0.01~1.0质量%的范围内,作为所使用的碘化钾(KI)的浓度,优选处于0.01~10质量%的范围内。对于含有二色性色素的水溶液的温度,从可以使得二色性色素有效地吸附于PVA膜的观点考虑,优选处于20~50℃的范围内,更优选处于25~40℃的范围内。需要说明的是,使用预先含有二色性色素的PVA膜的情况下,可以省略染色工序。
作为上述的二色性色素,可列举出碘系色素(I3 -、I5 -等)、二色性有机染料等。碘系色素例如可以通过使得碘(I2)与碘化钾接触来得到。另外,作为二色性有机染料,可列举出直接黑 17、19、154;直接棕 44、106、195、210、223;直接红 2、23、28、31、37、39、79、81、240、242、247;直接蓝 1、15、22、78、90、98、151、168、202、236、249、270;直接紫 9、12、51、98;直接绿 1、85;直接黄 8、12、44、86、87;直接橙 26、39、106、107等。这些二色性色素中,从操作性、获得性、偏振性能等观点考虑,优选为碘系色素。需要说明的是,二色性色素可以为单独一种,也可以为两种以上,任一者都可以,例如可以是如I3 -和I5 -这样的平衡混合物。
・交联工序
若进行交联工序则向PVA膜导入交联,在比较高的温度下且以湿式进行拉伸工序时,可以有效地防止PVA在水中溶出。从这种观点等考虑,交联工序优选在染色工序之后进行。交联处理可以通过将PVA膜浸渍于含有交联剂的水溶液中来进行。作为该交联剂,可以使用硼酸、硼砂等硼酸盐等硼化合物中的一种或两种以上。优选含有交联剂的水溶液中的交联剂的浓度处于1~15质量%的范围内,更优选处于2~7质量%的范围内。含有交联剂的水溶液可以含有碘化钾等助剂。含有交联剂的水溶液的温度优选处于20~50℃的范围内,更优选处于25~40℃的范围内。
与后述的拉伸工序不同地,可以在水接触工序中、和/或水接触工序历经多个工序的情况下在各水接触工序之间,将PVA膜拉伸。通过进行这种拉伸(预拉伸(前延伸)),可以防止PVA膜形成皱折。前拉伸的拉伸倍率从所得到的偏振膜的偏振性能等观点考虑,基于拉伸前的PVA膜的原长优选为4倍以下,更优选处于1.5~3.5倍的范围内。另外,对于各水接触工序中的拉伸倍率而言,例如作为溶胀工序中的拉伸倍率,优选处于1.1~3倍的范围内,更优选处于1.2~2.5倍的范围内,进一步优选处于1.4~2.3倍的范围内;作为染色工序中的拉伸倍率,优选为2倍以下,更优选为1.8倍以下,进一步优选处于1.1~1.5倍的范围内;作为交联工序中的拉伸倍率,优选为2倍以下,更优选为1.5倍以下,进一步优选处于1.05~1.3倍的范围内。
・拉伸工序
将PVA膜拉伸的拉伸工序中,对其拉伸方法没有特别限制,可以通过湿式拉伸法和干式拉伸法中的任意一种进行。湿式拉伸法的情况下,可以在含有硼酸、硼砂等硼酸盐等硼化合物中的一种或两种以上的水溶液中进行,也可以在含有上述的二色性色素的水溶液中、后述的固定处理浴中进行。另外,干式拉伸法的情况下,可以直接在室温下进行拉伸,也可以施加热的同时进行拉伸,也可以在吸水后进行拉伸。它们之中,从所得到的偏振膜中的宽度方向的厚度的均匀性的观点考虑,优选湿式拉伸法,更优选在硼酸水溶液中进行拉伸。硼酸水溶液中的硼酸的浓度优选处于0.5~6.0质量%的范围内,更优选处于1.0~5.0质量%的范围内,进一步优选处于1.5~4.0质量%的范围内。含有上述硼化合物的水溶液可以含有碘化钾,其浓度优选处于0.01~10质量%的范围内。
拉伸工序中,将PVA膜拉伸时的温度优选处于30~90℃的范围内,更优选处于40~80℃的范围内,进一步优选处于50~70℃的范围内。
对于拉伸工序中的拉伸倍率,从得到偏振性能更优异的偏振膜等观点考虑,优选为1.2倍以上,更优选为1.5倍以上,进一步优选为2倍以上。另外,对于包含上述的预拉伸的拉伸倍率在内的总拉伸倍率(各拉伸的拉伸倍率相乘而得到的倍率),基于所使用的PVA膜的原长优选为5.5倍以上,更优选为5.7倍以上,进一步优选为5.8倍以上,特别优选为5.9倍以上。通过各拉伸倍率处于上述范围内,得到偏振性能更优异的偏振膜。对上述总拉伸倍率的上限没有特别限制,但是优选为8倍以下。
对于拉伸工序中的PVA膜的拉伸,从所得到的偏振膜的性能的观点考虑,优选进行单轴拉伸。对单轴拉伸的方向没有特别限制,可以采用对长条的膜中的长度方向的单轴拉伸、横向单轴拉伸,但是从容易得到偏振性能更优异的偏振膜的观点考虑,优选为对长度方向的单轴拉伸。对长度方向的单轴拉伸,可以使用具备互相平行的多个辊的拉伸装置、改变各辊之间的圆周速度,由此来进行。另一方面,横向单轴拉伸可以使用拉幅机型拉伸机进行。
・固定处理工序
固定处理工序中的固定处理主要是为了使得二色性色素对拉伸了的PVA膜的吸附牢固而实施的。固定处理可以通过将拉伸了的PVA膜浸渍于固定处理浴中来进行。作为固定处理浴,可以使用含有硼酸、硼砂等硼酸盐等硼化合物中的一种或两种以上的水溶液。另外,根据需要可以在固定处理浴中添加碘化合物、金属化合物。作为固定处理浴使用的含有硼化合物的水溶液中的硼化合物的浓度通常优选处于2~15质量%的范围内,更优选处于3~10质量%的范围内。固定处理浴的温度优选处于15~60℃的范围内,更优选处于25~40℃的范围内。
[喷吹气体的工序]
对于通过上述的水接触工序等而产生的、表面附着有水的PVA膜的宽度方向两端部喷吹气体的工序中的气体喷吹,即使在拉伸工序之后进行,也能够降低干燥工序中的由于收缩所导致的膜的断裂的发生,但是制造偏振膜时的膜的断裂在拉伸时特别容易发生,因此优选在拉伸工序之前具有该喷吹气体的工序。这种情况下,将选自由溶胀工序、染色工序和交联工序组成的组中的至少一种工序作为水接触工序,对于通过该水接触工序后的表面附着有水的PVA膜的宽度方向两端部喷吹气体即可。需要说明的是,具有多个该喷吹气体的工序的情况下,优选其中至少一个工序处于拉伸工序之前。
本发明的制造方法具有多个水接触工序的情况下,对于全部这些水接触工序,可以对通过该水接触工序后的表面附着有水的PVA膜的宽度方向两端部喷吹气体,或者也可以对于这些水接触工序中的一部分,对通过该水接触工序后的表面附着有水的PVA膜的宽度方向两端部喷吹气体,任一种都可以。作为本发明的优选方式,可列举出依次具有溶胀工序、染色工序、交联工序、拉伸工序和固定处理工序都作为水接触工序,其中至少对于通过溶胀工序、染色工序和交联工序后的表面附着有水的PVA膜的宽度方向两端部喷吹气体的方式,作为本发明的更优选的方式,可列举出依次具有溶胀工序、染色工序、交联工序、拉伸工序和固定处理工序都作为水接触工序,其中至少对于通过溶胀工序、染色工序、交联工序和固定处理工序后的表面附着有水的PVA膜的宽度方向两端部喷吹气体的方式。
对所喷吹的气体的种类没有特别限制,可列举出氮气、氩气、空气等,从廉价等观点考虑,优选为空气。
对所喷吹的气体的风速没有特别限制,但是从可以更有效地抑制PVA膜的宽度方向的端部中的折入的发生的观点考虑,优选为0.1m/秒以上,更优选为0.5m/秒以上,进一步优选为1.0m/秒以上,特别优选为1.5m/秒以上。对该风速的上限没有特别限制,但是若风速太高则存在容易在PVA膜产生皱折的倾向,因此该风速优选为20m/秒以下。
对所喷吹的气体的方向没有特别限制,但是从可以更有效地抑制PVA膜的宽度方向的端部中的折入的发生的观点考虑,优选以由PVA膜的宽度方向中央部侧向着宽度方向外侧沿着大致PVA膜面的方式喷吹气体。
[接触薄状体的工序]
对于使得通过上述的水接触工序等而产生的、表面附着有水的PVA膜的宽度方向两端部接触薄状体的工序中的薄状体的接触,即使在拉伸工序之后进行,也能够降低干燥工序中的由于收缩所导致的膜的断裂的发生,但是制造偏振膜时的膜的断裂在拉伸时特别容易发生,因此优选在拉伸工序之前具有该接触薄状体的工序。这种情况下,将选自由溶胀工序、染色工序和交联工序组成的组中的至少一种工序作为水接触工序,使得通过该水接触工序后的表面附着有水的PVA膜的宽度方向两端部接触薄状体即可。需要说明的是,具有多个该接触薄状体的工序的情况下,优选其中至少一个工序处于拉伸工序之前。
本发明的制造方法具有多个水接触工序的情况下,对于全部这些水接触工序,可以使得通过该水接触工序后的表面附着有水的PVA膜的宽度方向两端部接触薄状体,或者也可以对于这些水接触工序中的一部分,使得通过该水接触工序后的表面附着有水的PVA膜的宽度方向两端部接触薄状体,任一种都可以。作为本发明的优选方式,可列举出依次具有溶胀工序、染色工序、交联工序和拉伸工序都作为水接触工序,其中至少使得通过溶胀工序、染色工序和交联工序后的表面附着有水的PVA膜的宽度方向两端部接触薄状体的方式。
对构成上述的薄状体的原材料没有特别限制,可列举出例如塑料;机织物、针织物、无纺布等布帛;在这些布帛中浸渗塑料等而得到的复合体;金属;玻璃等,但是从更显著地发挥本发明的效果等观点考虑,优选该薄状体为塑料膜。
作为构成上述的塑料膜的塑料,可列举出例如聚烯烃(聚乙烯、聚丙烯、聚甲基戊烯等)、聚苯乙烯、聚碳酸酯、聚氯乙烯、甲基丙烯酸树脂、尼龙、聚酯(聚对苯二甲酸乙二醇酯等)的各种热塑性树脂、以及具有多种的构成这些热塑性树脂的单体单元的共聚物等。塑料膜中,塑料可以仅含有一种,也可以含有两种以上,任一者都可以。它们之中,从可以更有效地抑制PVA膜的宽度方向的端部中的折入的发生的观点考虑,优选为聚酯、聚烯烃,更优选为聚酯。需要说明的是,对制造塑料膜的方法没有特别限制,可以用熔融成型、压延成型等公知的方法制造。
与PVA膜接触的部分中的薄状体的水接触角优选为90°以下。通过该水接触角为90°以下,可以更有效地抑制PVA膜的宽度方向的端部中的折入的发生。从这种观点考虑,上述水接触角更优选为80°以下,进一步优选为60°以下。需要说明的是,上述水接触角可以通过JIS R3257:1999中记载的接触角试验测定,具体而言,可以通过实施例中后述的方法测定。水接触角的调整例如可以使用电晕表面处理装置(春日电机株式会社制)、对薄状体的表面进行电晕处理等来进行。
对薄状体的厚度没有特别限制,但是从可以更有效地抑制PVA膜的宽度方向的端部中的折入的发生的观点考虑,该厚度优选为10μm以上,更优选为15μm以上,进一步优选为20μm以上。另外,对薄状体的厚度的上限没有特别限制,该厚度例如可以为1cm以下,但是从可以更顺利地制造偏振膜的观点考虑,该厚度优选为5mm以下,更优选为1mm以下,进一步优选为500μm以下,特别优选为100μm以下。
对薄状体的形状没有特别限制,但是从可以更有效地抑制PVA膜的宽度方向的端部中的折入的发生的观点考虑,薄状体的宽度(和与PVA膜接触时的PVA膜的宽度方向相同方向的长度)优选为1cm以上,更优选为2cm以上,进一步优选为3cm以上,特别优选为5cm以上。另外该宽度从降低PVA膜进而偏振膜中的缺陷等干扰的观点考虑,优选为20cm以下。通过接触具有这种宽度的薄状体,可以确保PVA膜中的宽度方向的各端部中、PVA膜与薄状体接触的部分的宽度优选为0.5cm以上、更优选为1cm以上、进一步优选为1.5cm以上、特别优选为2cm以上,另外优选为20cm以下、更优选为10cm以下。
本发明的制造方法具有水浸渍工序作为水接触工序的情况下,使得将通过该水浸渍工序而被水浸渍的PVA膜由水取出后的、表面附着有水的PVA膜的宽度方向两端部接触薄状体即可,例如可以将使得PVA膜的宽度方向两端部开始接触薄状体的位置,设定于将通过水浸渍工序而被水浸渍的PVA膜由水取出之前的时点、或者由水取出的时点,或者也可以将该位置设定于将通过水浸渍工序而被水浸渍的PVA膜由水取出之后的时点。另外,薄状体对PVA膜的宽度方向两端部的接触可以仅进行一次,也可以进行两次以上。本发明的制造方法具有水浸渍工序作为水接触工序的情况下,从可以更有效地抑制PVA膜的宽度方向的端部中的折入的发生的观点考虑,优选在至少一次接触中,将使得PVA膜的宽度方向两端部开始接触薄状体的位置,设定于将通过水浸渍工序而被水浸渍的PVA膜由水取出之前的时点、或者由水取出的时点。此时,PVA膜由水面离开的部分中,PVA膜的宽度方向两端部与薄状体接触。
作为使得表面附着有水的PVA膜的宽度方向两端部接触薄状体的方法,可列举出例如,
方法A:对于PVA膜的移动方向,将其上游侧的端部作为固定端、其下游侧的端部作为自由端的一对薄状体设置于PVA膜的两端部的附近,由此通过利用水产生的张力、水压等,由该薄状体的上游侧的端部和下游侧的端部之间的任意一位置直到下游侧的端部,与PVA膜接触的方法,
方法B:将一对环形带状的薄状体设置于PVA膜的两端部的附近,根据需要与PVA膜的宽度方向两端部接触的部分以沿着PVA膜的移动方向的方式移动,同时与PVA膜接触的方法等,
由操作简便等的观点考虑,优选为方法A。需要说明的是,对使得PVA膜的宽度方向两端部接触薄状体时的方向没有特别限制,可以由PVA膜的垂直方向上侧进行接触,也可以由PVA膜的垂直方向下侧进行接触,任一者都可以。
图1为表示利用方法A的接触的方法的示意图,(a)为由垂直方向上侧观察得到的图,(b)为由侧面观察得到的图。图1表示PVA膜1在其长度方向移动时,设置于PVA膜的两端部的附近的一对作为薄状体的塑料膜2由PVA膜1的垂直方向下侧与PVA膜1接触的样子。关于塑料膜2,对于PVA膜的移动方向,其上游侧的端部3为固定端,另一方面,其下游侧的端部4为自由端。并且由塑料膜2上的固定端3和自由端4之间的位置5直到自由端4,PVA膜的宽度方向的端部6与塑料膜接触。
图2为表示利用方法B的进行接触的方法的示意图,(a)为由垂直方向上侧观察得到的图,(b)为由侧面观察得到的图。图2表示PVA膜1在其长度方向移动时,设置于PVA膜的两端部的附近的一对环形带状的作为薄状体的塑料膜2由PVA膜1的垂直方向下侧与PVA膜1接触的样子。环形带状的塑料膜2以与PVA膜的宽度方向两端部接触的部分沿着PVA膜的移动方向的方式以与PVA膜的移动速度大致相同的速度移动。
通常,由PVA膜制造偏振膜时,将通过水接触工序后、优选通过水浸渍工序而被水浸渍的PVA膜由水取出后(一例中,供于下一次水接触工序之前),大多情况使用一个或两个以上的辊(导辊、轧辊(ニップロール)等),保持或者搬送PVA膜。本发明的制造方法中,也优选使用这种辊,例如将通过水浸渍工序而被水浸渍的PVA膜由水取出后,具有PVA膜接触的一个以上的辊的情况,从可以更有效地抑制PVA膜的宽度方向的端部中的折入的发生的观点考虑,优选在从PVA膜由水面离开后直至最初接触的辊为止之间,使得PVA膜的宽度方向两端部接触薄状体。
另外,如上所述,在从PVA膜由水面离开后直至最初接触的辊为止之间,使得PVA膜的宽度方向两端部接触薄状体的情况下,从PVA膜(的两面)由水面离开后直至最初接触的辊为止之间,相对于PVA膜的长度方向的长度L1,宽度方向两端部与薄状体接触的部分的PVA膜的长度方向的长度L2的比例(100×L2/L1(%)),从可以更有效地抑制PVA膜的宽度方向的端部中的折入的发生的观点考虑,优选为10%以上,更优选为30%以上,进一步优选为80%以上。对该比例的上限没有特别限制,例如该比例可以为95%以下。
图3概略表示在从PVA膜1由水面离开后直至最初接触的辊10为止之间,使得PVA膜1的宽度方向两端部接触作为薄状体的塑料膜2的情况下,通过方法A接触塑料膜2时的L1和L2的位置。图3中,使得PVA膜1的宽度方向两端部开始接触塑料膜2的位置5设定于将通过水浸渍工序而被水浸渍的PVA膜1由水取出之前的时点。即,PVA膜1由水面8离开的部分中,PVA膜1的宽度方向两端部已经与塑料膜2接触。因此,图3中,L1的起点与L2的起点一致。
另外,具有通过水接触工序等而产生的表面附着有水的PVA膜、优选将通过水浸渍工序而被水浸渍的PVA膜由水取出后的表面附着有水的PVA膜依次接触的两个以上的辊的情况下,在这些辊中的至少一组的连续的两个辊之间(从PVA膜离开上游侧的辊直至与下游侧的辊接触为止之间),使得PVA膜的宽度方向两端部接触薄状体,从可以更有效地抑制PVA膜的宽度方向的端部中的折入的发生的观点考虑,是优选的。作为本发明的制造方法中的优选的一方式,可列举出以下方法:在从PVA膜由水面离开后直至最初接触的辊为止之间,使得表面附着有水的PVA膜的宽度方向两端部接触薄状体,接着解除与该薄状体的接触后,在表面附着有水的PVA膜依次接触的两个以上的辊中的至少一组的连续的两个辊之间,再次使得PVA膜的宽度方向两端部接触薄状体。
另外,如上所述,具有表面附着有水的PVA膜依次接触的两个以上的辊,在这些辊中的至少一组的连续的两个辊之间,使得PVA膜的宽度方向两端部接触薄状体的情况下,上述连续的两个辊之间,相对于PVA膜的长度方向的长度L3,宽度方向两端部与薄状体接触的部分的PVA膜的长度方向的长度L4的比例(100×L4/L3(%)),从可以更有效地抑制PVA膜的宽度方向的端部中的折入的发生的观点考虑,优选为10%以上,更优选为30%以上,进一步优选为80%以上。对该比例的上限没有特别限制,例如该比例可以为95%以下。
图4概略表示在一组的连续的两个辊11之间使得PVA膜1的宽度方向两端部接触作为薄状体的塑料膜2的情况下,通过方法A接触塑料膜2时的L3和L4的位置。
[干燥工序]
进行拉伸,根据需要进一步进行固定处理后,进行干燥,由此可以制造偏振膜。对干燥条件没有特别限制,但是干燥温度优选处于30~150℃的范围内,更优选处于50~130℃的范围内。通过在上述范围内的温度下进行干燥,容易得到尺寸稳定性优异的偏振膜。
[偏振板]
如以上那样得到的偏振膜,通常在其两面或单面贴合光学上透明且具有机械强度的保护膜作为偏振板来使用。作为保护膜,可以使用三乙酸纤维素(TAC)膜、乙酸・丁酸纤维素(CAB)膜、丙烯酸系膜、聚酯系膜等。另外,作为用于贴合的粘接剂,可列举出PVA系粘接剂、聚氨酯系粘接剂等,但是其中,优选为PVA系粘接剂。
实施例
以下通过实施例对本发明进行具体说明,但是本发明不受到这些实施例任何限定。需要说明的是,以下的实施例和比较例中采用的气体的风速、塑料膜的水接触角、可连续运转的拉伸倍率、和偏振膜的偏振性能的各测定或评价方法如以下所示。
[气体的风速]
使用风速计根据JIS A1431:1994(空气调节・换气设备的风量测定方法)的记载求出。具体而言,由以下的实施例或比较例中使用的喷吹气体(空气)用喷嘴求出所喷吹的气体的风速。该测定在温度:25℃、湿度:50%RH的条件下进行。
[塑料膜的水接触角]
由与以下的实施例或比较例中使用的塑料膜相同的塑料膜切出200mm×15mm的长条状的膜片,该膜片的与PVA膜接触的面中的水接触角根据JIS R3257:1999(基板玻璃表面的润湿性试验方法)的记载测定。即,在水平放置的膜片上静置4μl以下的水滴,由水滴的形状测定水滴与膜片接触的面的半径r(mm)、和由膜片表面至水滴的顶点的高度h(mm),通过下式(1)求出水接触角θ(°)。
θ=2tan-1(h/r) (1)
需要说明的是,测定实施5次,其平均值作为该塑料膜的水接触角。另外,测定在温度:25℃、湿度:50%RH的条件下进行。
[可连续运转的拉伸倍率]
以下的实施例或比较例中,通过调整拉伸工序中的拉伸倍率,将总拉伸倍率以每0.1倍阶段性地升高,即将发生膜的断裂时的总拉伸倍率之前设定的总拉伸倍率作为可连续运转的拉伸倍率。
[偏振膜的偏振性能]
(a)透过率Ts的测定
由以下的实施例或比较例中得到的偏振膜的宽度方向的中央部,采集两块偏振膜的长度方向2cm×宽度方向2cm的正方形的样品,使用带积分球的分光光度计(日本分光株式会社制“V7100”),根据JIS Z8722:2009(物体色的测定方法),进行C光源、2°视野的可见光区域的可见度补正,对于一块样品,测定相对于长度方向倾斜45°时的光的透过率和倾斜-45°时的光的透过率,求出它们的平均值Ts1(%)。对于另一块样品同样地测定倾斜45°时的光的透过率和倾斜-45°时的光的透过率,求出它们的平均值Ts2(%)。通过下式(2)将Ts1和Ts2平均,作为偏振膜的透过率Ts(%)。
Ts=(Ts1+Ts2)/2 (2)
(b)偏振度V的测定
对于上述透过率Ts的测定中采集的两块样品,与上述“(a)透过率Ts的测定”的情况同样地测定以其长度方向平行的方式重叠时的光的透过率T∥(%)、和以长度方向正交的方式重叠时的光的透过率T⊥(%),通过下式(3)求出偏振度V(%)。
V={(T∥-T⊥)/(T∥+T⊥)}1/2×100 (3)
(c)变动幅度(Ts)和变动幅度(V)的测定
在通过以下的实施例或比较例中得到的偏振膜的宽度方向中央部的线上,在长度方向相间隔地设定五个部位,对于各部位分别采集两块偏振膜的长度方向2cm×宽度方向2cm的正方形的样品,与上述同样地求出透过率Ts(%)和偏振度V(%)。并且,对于各实施例或比较例,分别将所得到的五个透过率Ts的最大值与最小值之差作为变动幅度(Ts),另外,将所得到的五个偏振度V的最大值与最小值之差作为变动幅度(V)。
[实施例1]
将厚度20μm且宽度1m的长条的PVA膜(含有PVA、甘油和表面活性剂,甘油的含量相对于PVA 100质量份为12质量份、表面活性剂的含量相对于PVA 100质量份为0.03质量份的PVA膜。PVA为乙酸乙烯酯的均聚物的皂化物,PVA的聚合度为2400、PVA的皂化度为99.9摩尔%)由其膜卷连续地卷出,依次连续地供于溶胀工序、染色工序和交联工序。
在此,作为溶胀工序,将PVA膜浸渍于蒸馏水(温度:30℃)中1分钟,在此期间在长度方向以拉伸倍率2.0倍进行单轴拉伸。另外,作为染色工序,将PVA膜浸渍于含有碘系色素的水溶液(所使用的碘的浓度:0.05质量%、所使用的碘化钾的浓度:1.2质量%、温度:30℃)中2分钟,在此期间在长度方向以拉伸倍率1.2倍进行单轴拉伸。进而,作为交联工序,将PVA膜浸渍于硼酸水溶液(硼酸浓度:2.6质量%、温度:30℃)中2分钟,在此期间在长度方向以拉伸倍率1.1倍进行单轴拉伸。
另外,对于溶胀工序、染色工序和交联工序中的任意一种,对于将通过这些各工序而被水浸渍的PVA膜由水取出后的、表面附着有水的状态的PVA膜的宽度方向两端部,由PVA膜的宽度方向中央部侧向着宽度方向外侧,以沿着大致PVA膜面的方式,以2.0m/秒的风速喷吹空气。空气喷吹使用空气喷吹用喷嘴进行。
上述的交联工序之后,连续地进行拉伸工序,进而依次经过固定处理工序和干燥工序,制造偏振膜。拉伸工序通过将PVA膜在硼酸水溶液(硼酸浓度:2.8质量%、碘化钾浓度:5质量%、温度:57℃)中在长度方向以拉伸倍率1.9倍进行单轴拉伸来进行(包括预拉伸的拉伸倍率在内的总拉伸倍率为5.0倍)。另外,固定处理工序通过将拉伸了的PVA膜浸渍于硼酸水溶液(硼酸浓度:2.6质量%、碘化钾浓度:5质量%、温度:22℃)中2分钟来进行。进而干燥工序通过将拉伸了的PVA膜在60℃下干燥1分钟来进行。需要说明的是,对于将通过固定处理工序而被水浸渍的PVA膜由水取出后的、表面附着有水的状态的PVA膜的宽度方向两端部,由PVA膜的宽度方向中央部侧向着宽度方向外侧,以沿着大致PVA膜面的方式,以2.0m/秒的风速喷吹空气。空气喷吹使用空气喷吹用喷嘴进行。
接着,通过上述方法求出可连续运转的拉伸倍率,使用采用该可连续运转的拉伸倍率时得到的偏振膜,通过上述的方法评价偏振膜的偏振性能。它们的结果如表1所示。需要说明的是,上述的偏振膜的制造中,通过任意一种的水接触工序后,在PVA膜的宽度方向的端部都没有发现折入的发生。
[实施例2及3]
PVA膜的厚度变更为15μm(实施例2)或60μm(实施例3),除此之外与实施例1同样地连续制造偏振膜。
接着,通过上述方法求出可连续运转的拉伸倍率,使用采用该可连续运转的拉伸倍率时得到的偏振膜,通过上述的方法评价偏振膜的偏振性能。它们的结果如表1所示。需要说明的是,实施例2及3中的任意一者中,在上述的偏振膜的制造中,通过任意一种的水接触工序后,在PVA膜的宽度方向的端部都没有发现折入的发生。
[实施例4]
对于溶胀工序、染色工序、交联工序和固定处理工序中的任意一种,对于PVA膜的宽度方向两端部喷吹空气的风速设为1.0m/秒,除此之外与实施例1同样地连续制造偏振膜。
接着,通过上述方法求出可连续运转的拉伸倍率,使用采用该可连续运转的拉伸倍率时得到的偏振膜,通过上述的方法评价偏振膜的偏振性能。它们的结果如表1所示。需要说明的是,在上述的偏振膜的制造中,通过各水接触工序后,在PVA膜的宽度方向的两端部发生宽度0.5mm的少量的折入。
[实施例5]
对于固定处理工序,不进行喷吹空气,除此之外与实施例1同样地连续地制造偏振膜。
接着,通过上述方法求出可连续运转的拉伸倍率,使用采用该可连续运转的拉伸倍率时得到的偏振膜,通过上述的方法评价偏振膜的偏振性能。它们的结果如表1所示。需要说明的是,在上述的偏振膜的制造中,仅通过固定处理工序之后,在PVA膜的宽度方向的两端部发生宽度0.2mm的少量的折入。
[实施例6]
对于溶胀工序、交联工序和固定处理工序,不进行喷吹空气,除此之外与实施例1同样地连续地制造偏振膜。
接着,通过上述方法求出可连续运转的拉伸倍率,使用采用该可连续运转的拉伸倍率时得到的偏振膜,通过上述的方法评价偏振膜的偏振性能。它们的结果如表1所示。需要说明的是,在上述的偏振膜的制造中,通过交联工序和固定处理工序之后,在PVA膜的宽度方向的两端部发生宽度0.7mm的少量的折入。
[比较例1]
对于溶胀工序、染色工序、交联工序和固定处理工序中的任意一种,不进行喷吹空气,除此之外与实施例1同样地连续地制造偏振膜。
接着,通过上述方法求出可连续运转的拉伸倍率,使用采用该可连续运转的拉伸倍率时得到的偏振膜,通过上述的方法评价偏振膜的偏振性能。它们的结果如表1所示。需要说明的是,在上述的偏振膜的制造中,通过各水接触工序之后,在PVA膜的宽度方向的两端部发生显著的折入。
Figure 996044DEST_PATH_IMAGE002
[实施例7]
将厚度30μm且宽度1m的长条的PVA膜(含有PVA、甘油和表面活性剂,甘油的含量相对于PVA 100质量份为12质量份、表面活性剂的含量相对于PVA 100质量份为0.03质量份的PVA膜。PVA为乙酸乙烯酯的均聚物的皂化物,PVA的聚合度为2400、PVA的皂化度为99.9摩尔%)由其膜卷连续地卷出,依次连续地供于溶胀工序、染色工序和交联工序。
在此,作为溶胀工序,将PVA膜浸渍于蒸馏水(温度:30℃)中1分钟,在此期间在长度方向以拉伸倍率2.0倍进行单轴拉伸。另外,作为染色工序,将PVA膜浸渍于含有碘系色素的水溶液(所使用的碘的浓度:0.05质量%、所使用的碘化钾的浓度:1.2质量%、温度:30℃)中2分钟,在此期间在长度方向以拉伸倍率1.2倍进行单轴拉伸。进而,作为交联工序,将PVA膜浸渍于硼酸水溶液(硼酸浓度:2.6质量%、温度:30℃)中2分钟,在此期间在长度方向以拉伸倍率1.1倍进行单轴拉伸。
另外,对于溶胀工序、染色工序和交联工序中的任意一种,如图5所示,使得将通过这些各工序而被水浸渍的PVA膜由水取出后的、表面附着有水的状态的PVA膜与导辊接触,然后进而与一对轧辊接触。接着,在从PVA膜由各工序中的水的水面离开后直至与导辊接触为止之间,使得PVA膜的宽度方向两端部接触塑料膜,另外,在导辊与轧辊之间,也使得表面附着有水的状态的PVA膜的宽度方向两端部接触塑料膜。所使用的塑料膜都为厚度75μm且宽度3cm的双轴拉伸聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)膜(“Lumirror”S10 東レ株式会社制),通过电晕处理将与PVA膜接触侧的面的水接触角调节为57°,对于PVA膜的移动方向,将该塑料膜的上游侧的端部作为固定端、将下游侧的端部作为自由端,将其设置于PVA膜的垂直方向下侧,由此使得PVA膜的宽度方向两端部接触塑料膜(各端部中的接触部分的宽度设为2cm)。
需要说明的是,对于溶胀工序、染色工序和交联工序中的任意一种,将使得PVA膜的宽度方向两端部开始接触塑料膜的位置设定于将通过各工序而被水浸渍的PVA膜由水取出之前的时点,由此在PVA膜由各工序中的水的水面离开的部分中,PVA膜的宽度方向两端部与塑料膜接触。对于溶胀工序、染色工序和交联工序中的任意一种,100×L2/L1设为80%、100×L4/L3设为80%。
上述的交联工序之后,连续地进行拉伸工序,进而依次经过固定处理工序和干燥工序,制造偏振膜。拉伸工序通过将PVA膜在硼酸水溶液(硼酸浓度:2.8质量%、碘化钾浓度:5质量%、温度:57℃)中在长度方向以拉伸倍率1.9倍进行单轴拉伸来进行(包括预拉伸的拉伸倍率在内的总拉伸倍率为5.0倍)。另外,固定处理工序通过将拉伸了的PVA膜浸渍于硼酸水溶液(硼酸浓度:2.6质量%、碘化钾浓度:5质量%、温度:22℃)中2分钟来进行。进而干燥工序通过将拉伸了的PVA膜在60℃下干燥1分钟来进行。
接着,通过上述方法求出可连续运转的拉伸倍率,使用采用该可连续运转的拉伸倍率时得到的偏振膜,通过上述的方法评价偏振膜的偏振性能。它们的结果如表2所示。需要说明的是,上述的偏振膜的制造中,通过任意一种的水接触工序后,在PVA膜的宽度方向的端部都没有发现折入的发生。
[实施例8及9]
PVA膜的厚度变更为15μm(实施例8)或60μm(实施例9),除此之外与实施例7同样地连续制造偏振膜。
接着,通过上述方法求出可连续运转的拉伸倍率,使用采用该可连续运转的拉伸倍率时得到的偏振膜,通过上述的方法评价偏振膜的偏振性能。它们的结果如表2所示。需要说明的是,实施例8及9中的任意一者中,在上述的偏振膜的制造中,通过任意一种的水接触工序后,在PVA膜的宽度方向的端部没有发现折入的发生。
[实施例10]
对于溶胀工序、染色工序和交联工序中的任意一种,100×L2/L1设为5%、100×L4/L3设为5%,除此之外与实施例7同样地连续制造偏振膜。
接着,通过上述方法求出可连续运转的拉伸倍率,使用采用该可连续运转的拉伸倍率时得到的偏振膜,通过上述的方法评价偏振膜的偏振性能。它们的结果如表2所示。需要说明的是,在上述的偏振膜的制造中,通过水接触工序后,在PVA膜的宽度方向的一端部发生宽度0.5mm的少量的折入。
[实施例11]
对于交联工序,不接触塑料膜,除此之外与实施例7同样地连续地制造偏振膜。
接着,通过上述方法求出可连续运转的拉伸倍率,使用采用该可连续运转的拉伸倍率时得到的偏振膜,通过上述的方法评价偏振膜的偏振性能。它们的结果如表2所示。需要说明的是,在上述的偏振膜的制造中,通过交联工序之后,在PVA膜的宽度方向的两端部发生宽度0.5mm的少量的折入。
[实施例12]
对于塑料膜的接触,各端部中的接触部分的宽度都设为1cm,除此之外与实施例7同样地连续地制造偏振膜。
接着,通过上述方法求出可连续运转的拉伸倍率,使用采用该可连续运转的拉伸倍率时得到的偏振膜,通过上述的方法评价偏振膜的偏振性能。它们的结果如表2所示。需要说明的是,在上述的偏振膜的制造中,通过水接触工序之后,在PVA膜的宽度方向的两端部发生宽度0.7mm的少量的折入。
[实施例13]
对于所使用的塑料膜,都使用厚度75μm且宽度3cm的聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)膜、通过电晕处理将与PVA膜接触侧的面的水接触角调节为100°的塑料膜,除此之外与实施例7同样地连续地制造偏振膜。
接着,通过上述方法求出可连续运转的拉伸倍率,使用采用该可连续运转的拉伸倍率时得到的偏振膜,通过上述的方法评价偏振膜的偏振性能。它们的结果如表2所示。需要说明的是,上述的偏振膜的制造中,通过任意一种的水接触工序后,在PVA膜的宽度方向的端部没有发现折入的发生。
[实施例14]
对于所使用的塑料膜,都使用厚度50μm且宽度3cm的直链状低密度聚乙烯(LLDPE)膜(SE620N タマポリ株式会社制)、通过电晕处理将与PVA膜接触侧的面的水接触角调节为85°的塑料膜,除此之外与实施例7同样地连续地制造偏振膜。
接着,通过上述方法求出可连续运转的拉伸倍率,使用采用该可连续运转的拉伸倍率时得到的偏振膜,通过上述的方法评价偏振膜的偏振性能。它们的结果如表2所示。需要说明的是,上述的偏振膜的制造中,通过任意一种的水接触工序后,在PVA膜的宽度方向的端部没有发现折入的发生。
[比较例2]
对于溶胀工序、染色工序和交联工序中的任意一种,不接触塑料膜,除此之外与实施例7同样地连续地制造偏振膜。
接着,通过上述方法求出可连续运转的拉伸倍率,使用采用该可连续运转的拉伸倍率时得到的偏振膜,通过上述的方法评价偏振膜的偏振性能。它们的结果如表2所示。需要说明的是,在上述的偏振膜的制造中,通过水接触工序之后,在PVA膜的宽度方向的两端部发生显著的折入。
[比较例3]
对于溶胀工序、染色工序和交联工序中的任意一种,不接触塑料膜,除此之外与实施例8同样地连续地制造偏振膜。
接着,通过上述方法求出可连续运转的拉伸倍率,使用采用该可连续运转的拉伸倍率时得到的偏振膜,通过上述的方法评价偏振膜的偏振性能。它们的结果如表2所示。需要说明的是,在上述的偏振膜的制造中,通过各水接触工序之后,在PVA膜的宽度方向的两端部都发生显著的折入。
Figure DEST_PATH_IMAGE003
附图标记说明
1 PVA膜、2 塑料膜、3 塑料膜的上游侧的端部(固定端)、4 塑料膜的下游侧的端部(自由端)、5 PVA膜的宽度方向两端部开始接触塑料膜的位置、6 PVA膜的宽度方向的端部、7 PVA膜与塑料膜接触的部分、8 水面、9 PVA膜由水面离开的位置、10 PVA膜由水面离开后、最初接触的辊、11 连续的两个辊中的一者、13 导辊、14 轧辊、15 PVA膜的膜卷。

Claims (12)

1.一种偏振膜的制造方法,其为具有将厚度45μm以下的聚乙烯醇膜在长度方向进行单轴拉伸的拉伸工序的偏振膜的制造方法,其具有对表面附着有水的聚乙烯醇膜的宽度方向两端部由聚乙烯醇膜的宽度方向中央部侧向着宽度方向外侧沿着大致聚乙烯醇膜面的方式喷吹气体和/或使得塑料膜与该表面附着有水的聚乙烯醇膜的宽度方向两端部接触的工序,与聚乙烯醇膜接触的部分中的该塑料膜的水接触角为60°以下。
2.根据权利要求1所述的偏振膜的制造方法,其具有将聚乙烯醇膜浸渍于水的水浸渍工序,表面附着有水的聚乙烯醇膜是将通过水浸渍工序而被水浸渍的聚乙烯醇膜由水取出后得到的。
3.根据权利要求2所述的偏振膜的制造方法,其中,水浸渍工序为选自由溶胀工序、染色工序、交联工序、拉伸工序和固定处理工序组成的组中的至少一种。
4.根据权利要求2或3所述的偏振膜的制造方法,其为具有使得塑料膜与表面附着有水的聚乙烯醇膜的宽度方向两端部接触的工序的制造方法,将通过水浸渍工序而被水浸渍的聚乙烯醇膜由水取出后,具有聚乙烯醇膜接触的一个以上的辊,在从聚乙烯醇膜由水面离开后直至最初接触的辊为止之间,使得塑料膜与聚乙烯醇膜的宽度方向两端部接触。
5.根据权利要求4所述的偏振膜的制造方法,其中,在从聚乙烯醇膜由水面离开后直至最初接触的辊为止之间,相对于聚乙烯醇膜的长度方向的长度,宽度方向两端部与塑料膜接触的部分的聚乙烯醇膜的长度方向的长度的比例为10%以上。
6.根据权利要求2或3所述的偏振膜的制造方法,其为具有使得塑料膜与表面附着有水的聚乙烯醇膜的宽度方向两端部接触的工序的制造方法,在聚乙烯醇膜由水面离开的部分中,聚乙烯醇膜的宽度方向两端部与塑料膜接触。
7.根据权利要求1或2所述的偏振膜的制造方法,其为具有使得塑料膜与表面附着有水的聚乙烯醇膜的宽度方向两端部接触的工序的制造方法,具有表面附着有水的聚乙烯醇膜依次接触的两个以上的辊,在它们之中的至少一组的连续的两个辊之间,使得塑料膜与聚乙烯醇膜的宽度方向两端部接触。
8.根据权利要求7所述的偏振膜的制造方法,其中,所述连续的两个辊之间,相对于聚乙烯醇膜的长度方向的长度,宽度方向两端部与塑料膜接触的部分的聚乙烯醇膜的长度方向的长度的比例为10%以上。
9.根据权利要求1或2所述的偏振膜的制造方法,其为具有使得塑料膜与表面附着有水的聚乙烯醇膜的宽度方向两端部接触的工序的制造方法,塑料膜的宽度为1cm以上。
10.根据权利要求1或2所述的偏振膜的制造方法,其具有对表面附着有水的聚乙烯醇膜的宽度方向两端部喷吹风速为0.1m/秒以上的气体的工序。
11.根据权利要求1或2所述的偏振膜的制造方法,其在拉伸工序之前具有对表面附着有水的聚乙烯醇膜的宽度方向两端部喷吹气体和/或使得塑料膜与该表面附着有水的聚乙烯醇膜的宽度方向两端部接触的工序。
12.根据权利要求1或2所述的偏振膜的制造方法,其中,聚乙烯醇膜的厚度为35μm以下。
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