CN116685628A - 聚乙烯醇膜以及使用其的偏振膜和偏振板 - Google Patents
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Abstract
本发明的目的在于,提供在制造偏振膜等光学膜时的单轴拉伸中不易发生拉伸断裂的PVA膜以及使用其的偏振膜和偏振板。聚乙烯醇膜,其中,在聚乙烯醇膜的至少一个面中,通过基于飞行时间型二次离子质谱分析的正离子分析而得到的、正硅碎片离子的检测强度的平均值为0.001~0.01,所述聚乙烯醇膜为光学膜制造用原材膜。[正硅碎片离子的检测强度的平均值是指:处于与聚乙烯醇膜的TD方向平行的任意直线上且沿着TD方向将聚乙烯醇膜六等分的五个点处的、通过基于飞行时间型二次离子质谱分析仪的正离子分析而得到的正硅碎片离子的检测强度的平均值]。
Description
技术领域
本发明涉及聚乙烯醇膜以及使用其的偏振膜和偏振板。
背景技术
具有透光和遮光功能的偏振板与具有光切换功能的液晶同为液晶显示器(LCD)的基本构成要素。近年来,该LCD的应用领域也从开发初始时的计算器和腕表等小型设备扩大到笔记本电脑、液晶监测器、液晶彩色投影仪、液晶电视、车载用导航系统、便携电话和在室内外使用的计量设备等各种领域。
偏振板通过在偏振膜的表面粘贴三乙酸纤维素(TAC)膜或乙酸-丁酸纤维素(CAB)膜等保护膜来制造。并且,偏振膜通常如下制造:在对聚乙烯醇膜(以下有时将“聚乙烯醇”称为“PVA”、将“聚乙烯醇膜”称为“PVA膜”)进行染色处理后再进行单轴拉伸;或者,边进行染色处理边进行单轴拉伸;或者,在进行单轴拉伸后再进行染色处理,制造经染色的单轴拉伸膜,利用硼化合物对该单轴拉伸膜进行固定化处理。另外,单轴拉伸通常通过分别调整1组带有驱动功能的轧辊(材质为NBR橡胶)的旋转速度来进行控制。需要说明的是,基于硼化合物的固定化处理有时也与单轴拉伸或染色处理同时进行。
对于液晶监测器、液晶电视等具有大型LCD的制品而言,要求高对比度且清晰的图像。与此相伴,针对偏振膜也要求高性能化,具体而言,要求提高偏振膜的偏振度。为了提高偏振膜的偏振度,需要提高对PVA膜进行单轴拉伸时的拉伸倍率,但若提高拉伸倍率,则容易发生PVA膜的拉伸断裂。其结果,偏振膜的生产率、收率容易降低,成本容易变高。
作为使PVA膜在单轴拉伸时的拉伸断裂降低的方法,例如在专利文献1和2中已知的是:通过涂覆法在塑料膜上形成PVA层,对该层叠体实施拉伸处理、染色处理等,从而将PVA层加工成偏振膜的方法。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2012-133303号公报
专利文献2:日本特开2012-073570号公报
发明内容
发明所要解决的课题
然而,使用通过涂覆法在塑料膜上形成PVA层而成的层叠体的方法中,存在以下这样的问题。
(i)涂覆操作、其后的干燥操作繁杂。
(ii)由于需要以层叠体的状态来进行用于PVA层的不溶化处理的热处理,因此,将所使用的塑料膜限定为在热处理后也能够进行拉伸,成本变高。
因此,寻求在制造偏振膜等光学膜时的单轴拉伸中不易发生拉伸断裂、可有助于降低偏振膜等光学膜的成本的PVA膜。
因而,本发明的目的在于,提供在制造偏振膜等光学膜时的单轴拉伸中不易发生拉伸断裂的PVA膜以及使用其的偏振膜和偏振板。
用于解决课题的手段
本发明人等为了实现上述目的而反复进行深入研究,结果发现:通过将PVA膜的至少一个面中的通过基于飞行时间型二次离子质谱分析的正离子分析而得到的、硅碎片离子的检测强度的平均值调整至特定范围,从而能够解决上述课题。其详细理由尚不明确,但可推测:通过在PVA膜的表面适度存在硅离子,从而在制造偏振膜等光学膜时的单轴拉伸中,PVA膜与轧辊之间的摩擦变得适度,PVA膜的拉伸断裂受到抑制。本发明人等基于这些发现进一步反复研究,从而完成了本发明。
即,本发明涉及:
[1]聚乙烯醇膜,其中,在聚乙烯醇膜的至少一个面中,通过基于飞行时间型二次离子质谱分析的正离子分析而得到的、正硅碎片离子的检测强度的平均值为0.001~0.01,所述聚乙烯醇膜为光学膜制造用原材膜。
[正硅碎片离子的检测强度的平均值是指:处于与聚乙烯醇膜的TD方向平行的任意直线上且沿着TD方向将聚乙烯醇膜六等分的5个点处的、通过基于飞行时间型二次离子质谱分析仪的正离子分析而得到的正硅碎片离子的检测强度的平均值。];
[2]根据前述[1]所述的聚乙烯醇膜,其中,沿着前述TD方向将聚乙烯醇膜六等分的5个点处的正硅碎片离子的检测强度的最大值与最小值之差为0.0005~0.002;
[3]根据前述[1]或[2]所述的聚乙烯醇膜,其中,聚乙烯醇膜的厚度的变异系数的平均值为0.01~0.03。
[厚度的变异系数的平均值是指:分别通过沿着前述TD方向将聚乙烯醇膜六等分的5个点且与聚乙烯醇膜的MD方向平行的长度1.2m的直线上的聚乙烯醇膜的厚度的变异系数的平均值。];
[4]根据前述[1]~[3]中任一项所述的聚乙烯醇膜,其在30℃的水中浸渍30分钟时的溶胀度为180~240%;
[5]根据前述[1]~[4]中任一项所述的聚乙烯醇膜,其中,前述TD方向的长度为1.5m以上;
[6]根据前述[1]~[5]中任一项所述的聚乙烯醇膜,其中,前述MD方向的长度为3,000m以上;
[7]根据前述[1]~[6]中任一项所述的聚乙烯醇膜,其厚度为10~40μm;
[8]偏振膜,其由前述[1]~[7]中任一项所述的聚乙烯醇膜制造;
[9]偏振板,其是在前述[8]所述的偏振膜的至少一个面粘贴保护膜而得到的。
发明效果
根据本发明,提供在制造偏振膜等光学膜时的单轴拉伸中不易发生拉伸断裂的PVA膜以及使用其的偏振膜和偏振板。
附图说明
图1是通过基于飞行时间型二次离子质谱分析的正离子分析来求出PVA膜的正硅碎片离子的检测强度的平均值时的测定部位的示意图。
图2是求出PVA膜的厚度的变异系数时的测定部位的示意图。
图3是在实施例或比较例中通过基于飞行时间型二次离子质谱分析的正离子分析来求出PVA膜的正硅碎片离子的检测强度的平均值时的测定部位的示意图。
图4是在实施例或比较例中求出PVA膜的厚度的变异系数时的测定部位的示意图。
具体实施方式
以下,针对本发明进行详细说明。
<飞行时间型二次离子质谱分析>
作为对存在于膜表面的成分、其分布状态进行分析的方法,已知的是飞行时间型二次离子质谱分析(以下有时称为TOF-SIMS)。在该分析法中,通过确定源自膜中包含的各种添加剂的碎片离子,从而能够掌握源自这些碎片的各种添加剂等成分在膜表面分布成何种程度、如何分布。
例如,若利用TOF-SIMS对PVA膜进行测定,则检测到多种多样的碎片离子。在这些碎片离子之中,通过对源自PVA膜中包含的增塑剂、表面活性剂的碎片离子的信号进行分析,并对信号强度加以对比,从而能够获知这些膜表面部的分布状态、偏析状态。
本发明中,着眼于利用TOF-SIMS对PVA膜进行正离子分析而检测到的源自硅的正碎片离子(以下有时称为正硅碎片离子)。本发明人等经深入研究的结果,通过将PVA膜的至少一个面中的正硅碎片离子的检测强度的平均值设为特定范围,从而能够获得在制造偏振膜等光学膜时的单轴拉伸中不易发生拉伸断裂的PVA膜。此处,正硅碎片离子的检测强度使用通过基于TOF-SIMS的正离子分析而检测到的正硅碎片离子的计数除以全部碎片离子的计数(T.c:总计数强度)而得到的值。
<PVA膜>
关于本发明的PVA膜,在PVA膜的至少一个面中,通过基于TOF-SIMS的正离子分析而得到的正硅碎片离子的检测强度的平均值为0.001~0.01。图1中示出求出正硅碎片离子的检测强度的平均值时的测定部位。检测强度的平均值是指:处于与PVA膜的TD方向平行的任意直线A上且沿着TD方向将PVA膜六等分的5个点(点P1、P2、P3、P4和P5)处的正硅碎片离子的检测强度的平均值。在本发明中,该测定部位5点处的正硅碎片离子的检测强度的平均值为0.001~0.01。
本发明中,在PVA膜的至少一个面中,硅碎片离子的检测强度的平均值为0.001~0.01即可,可以是PVA膜的两面中的硅碎片离子的检测强度的平均值为0.001~0.01。若前述检测强度的平均值小于0.001,则在制造偏振膜等光学膜时的单轴拉伸中,有可能对PVA膜施加过度的张力而发生拉伸断裂。可推测这是因为:若在PVA膜的表面存在的硅碎片离子的量过少,则PVA膜与轧辊之间的摩擦变强。另一方面,若前述检测强度的平均值超过0.01,则在制造偏振膜等光学膜时的单轴拉伸中,有可能PVA膜未被拉伸,而是在拉伸处理液中发生溶解碎断而发生拉伸断裂。可推测这是因为:若在PVA膜的表面存在的硅碎片离子的量过多,则在轧辊与膜之间发生滑动。前述检测强度的平均值优选为0.002以上,更优选为0.003以上,进一步优选为0.004以上。前述检测强度的平均值优选为0.01以下,更优选为0.009以下,进一步优选为0.008以下,最优选为0.007以下。
作为将前述检测强度的平均值设为0.001~0.01的方法,没有特别限定,可列举出例如使PVA膜中含有含硅化合物的方法。在含硅化合物之中,优选为有机硅型表面活性剂。在该情况下,通过适当调整有机硅型表面活性剂的含量、PVA含水薄片或制膜原液的挥发分数、对PVA进行熔融混炼时的挤出机的螺杆转速、要流延制膜原液的支撑体的表面温度、PVA膜与支撑体的接触时间、对PVA膜吹附的热风温度、以及干燥辊或干燥炉的温度等,从而能够将检测强度的平均值设为0.001~0.01。
在本发明中,处于与PVA膜的TD方向平行的任意直线A上且沿着将TD方向将PVA膜六等分的5个点(点P1~P5)处的、正硅碎片离子的检测强度的最大值与最小值之差优选为0.0005以上,更优选为0.0007以上,进一步优选为0.0008以上。正硅碎片离子的检测强度的最大值与最小值之差优选为0.002以下,更优选为0.0018以下,进一步优选为0.0016以下。通过使前述最大值与最小值之差为0.0005~0.002,从而在制造偏振膜等光学膜时的单轴拉伸中,在PVA膜的面内均匀进行拉伸,能够抑制拉伸断裂的发生。
作为将前述检测强度的最大值与最小值之差设为0.0005~0.002的方法,没有特别限定,可列举出例如使PVA膜中含有有机硅型表面活性剂等含硅化合物的方法。在该情况下,通过适当调整有机硅型表面活性剂的含量、PVA含水薄片或制膜原液的挥发分数、对PVA进行熔融混炼时的挤出机的螺杆转速、要流延制膜原液的支撑体的表面温度、PVA膜与支撑体的接触时间、对PVA膜吹附的热风温度、以及干燥辊或干燥炉的温度等,从而能够将前述检测强度的最大值与最小值之差设为0.0005~0.002。
在本发明中,PVA膜的厚度的变异系数的平均值优选为0.01~0.03。图2中示出求出PVA膜的厚度的变异系数时的测定部位。在本发明中,如图2所示那样,在分别通过沿着TD方向将PVA膜六等分的5个点(点P1~P5)且与PVA膜的MD方向平行的长度1.2m的直线B1~B5上的点处,测定PVA膜的厚度,计算PVA膜的厚度的变异系数。前述长度1.2m的直线B1~B5分别可以设为例如沿着前述TD方向将PVA膜六等分的5个点(P1~P5)成为中央那样的直线。在测定直线B1~B5上的多个点的厚度时,测定间隔可以适当设定,例如可以以0.5mm的间隔进行测定。
前述变异系数的平均值优选为0.01以上,更优选为0.011以上,进一步优选为0.012以上,最优选为0.013以上。前述变异系数的平均值优选为0.03以下,更优选为0.025以下,进一步优选为0.022以下,最优选为0.018以下。通过使变异系数的平均值为0.01~0.03,从而在制造偏振膜等光学膜时的单轴拉伸中,在PVA膜的面内均匀地进行拉伸,能够抑制拉伸断裂的发生。
作为将前述变异系数的平均值设为0.01~0.03的方法,没有特别限定,可列举出例如提高PVA含水薄片或制膜原液的挥发分数、降低对PVA膜吹附的热风的温度以及干燥辊或干燥炉的温度的方法。在该情况下,通过适当调整有机硅型表面活性剂的含量、PVA含水薄片或制膜原液的挥发分数、对PVA进行熔融混炼时的挤出机的螺杆转速、要流延制膜原液的支撑体的表面温度、PVA膜与支撑体的接触时间、对PVA膜吹附的热风的温度、以及干燥辊或干燥炉的温度等,从而能够将前述检测强度的最大值与最小值之差设为0.0005~0.002。
在本发明中,使PVA膜在30℃的水中浸渍30分钟时的溶胀度优选为180%以上,更优选为190%以上,进一步优选为195%以上。使PVA膜在30℃的水中浸渍30分钟时的溶胀度优选为240%以下,更优选为210%以下,进一步优选为205%以下。通过使溶胀度为180~240%,从而在制造偏振膜等光学膜时,PVA膜在溶胀处理等的水中浸渍时变得适度柔软,在对PVA膜进行单轴拉伸时不易过度承载张力,其结果,能够抑制拉伸断裂的发生。
在本发明中,PVA膜的MD方向是指PVA膜的长度方向,与制造PVA膜时的机械流向一致。另一方面,PVA膜的TD方向是指PVA膜的宽度方向,是与制造PVA膜时的机械流向正交的方向。在本发明的PVA膜中,某一方向是MD方向还是TD方向也可以通过测定PVA膜的相位差不均而在制造PVA膜后进行事后判别。即,通常在制造PVA膜时难以使膜的厚度不均完全均匀,因此,可以将PVA膜的相位差不均大的方向判断为TD方向。另一方面,可以将PVA膜的相位差不均小的方向判断为MD方向。
(PVA)
在本发明的PVA膜中,作为PVA,可以使用通过对将乙烯基酯系单体聚合而得到的乙烯基酯系聚合物进行皂化而制造的聚合物。作为乙烯基酯系单体,可列举出例如甲酸乙烯酯、乙酸乙烯酯、丙酸乙烯酯、戊酸乙烯酯、月桂酸乙烯酯、硬脂酸乙烯酯、苯甲酸乙烯酯、新戊酸乙烯酯、叔羧酸乙烯酯等。这些之中,作为乙烯基酯系单体,优选为乙酸乙烯酯。
乙烯基酯系聚合物优选为仅使用1种或2种以上的乙烯基酯系单体作为单体而得到的聚合物,更优选为仅使用1种乙烯基酯系单体作为单体而得到的聚合物。需要说明的是,乙烯基酯系聚合物可以为1种或2种以上的乙烯基酯系单体与能够与其共聚的其它单体的共聚物。
作为其它单体,可列举出例如乙烯;丙烯、1-丁烯、异丁烯等碳原子数3~30的烯烃;丙烯酸或其盐;丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸正丙酯、丙烯酸异丙酯、丙烯酸正丁酯、丙烯酸异丁酯、丙烯酸叔丁酯、丙烯酸2-乙基己酯、丙烯酸十二烷基酯、丙烯酸十八烷基酯等丙烯酸酯;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;丙烯酰胺、N-甲基丙烯酰胺、N-乙基丙烯酰胺、N,N-二甲基丙烯酰胺、二丙酮丙烯酰胺、丙烯酰胺丙磺酸或其盐、丙烯酰胺丙基二甲胺或其盐、N-羟甲基丙烯酰胺或其衍生物等丙烯酰胺衍生物;甲基丙烯酰胺、N-甲基甲基丙烯酰胺、N-乙基甲基丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺丙磺酸或其盐、甲基丙烯酰胺丙基二甲胺或其盐、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;丙烯腈、甲基丙烯腈等氰化乙烯;氯乙烯、偏二氯乙烯、氟乙烯、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;乙酸异丙烯酯等。需要说明的是,乙烯基酯系聚合物可以具有源自这些其它单体之中的1种或2种以上的结构单元。
源自其它单体的结构单元在乙烯基酯系聚合物中所占的比例只要不妨碍本发明的效果就未必受限,根据构成乙烯基酯聚合物的全部结构单元的摩尔数,有时也优选为15摩尔%以下,更优选为5摩尔%以下,进一步优选为1摩尔%以下,特别优选为0.1摩尔%以下。
PVA的聚合度没有特别限定。PVA的聚合度优选为1,000以上,优选为8,000以下。从提高所得光学膜的光学性能和耐湿热性的观点出发,PVA的聚合度的下限更优选为1,500以上,进一步优选为2,000以上。另一方面,从提高PVA的生产率的观点出发,PVA的聚合度的上限更优选为5,000以下,进一步优选为4,000以下。
此处,聚合度是指根据JIS K 6726-1994的记载而测得的平均聚合度。即,在本发明中,聚合度(Po)如下求出:在对PVA的残留乙酸基进行再皂化并精制后,在30℃的水中进行测定,根据由此得到的特性粘度[η](分升/g)并利用下式来求出。
聚合度Po=([η]×104/8.29)(1/0.62)
在本发明中,PVA的皂化度的下限为98.7摩尔%,优选为99.0摩尔%,更优选为99.5摩尔%,进一步优选为99.8摩尔%,特别优选为99.9摩尔%。通过使皂化度为上述下限以上,从而存在获得光学性能和耐湿热性优异的光学膜的倾向。另一方面,皂化度的上限没有特别限定,从PVA的生产率的观点出发,优选为99.99摩尔%以下。
此处,PVA的皂化度是指:相对于通过皂化而能够转化成乙烯醇单元的结构单元(典型而言为乙烯基酯单体单元)与乙烯醇单元的总摩尔数,乙烯醇单元的摩尔数所占的比例(摩尔%)。PVA的皂化度可按照JIS K 6726-1994的记载进行测定。
本发明的PVA膜可以单独含有1种PVA,也可以含有聚合度、皂化度和改性度等互不相同的2种以上的PVA。
PVA膜中的PVA的含量比例的上限没有特别限定。另一方面,PVA的含量比例的下限优选为50质量%以上,更优选为80质量%以上,进一步优选为85质量%以上。
(增塑剂)
本发明的PVA膜优选包含增塑剂。通过使PVA膜包含增塑剂,从而在制造光学膜时的拉伸工序中,能够提高PVA膜的拉伸性。作为增塑剂,优选为多元醇。作为多元醇,可列举出乙二醇、甘油、丙二醇、二甘醇、二甘油、三甘醇、四甘醇、三羟甲基丙烷等。这些之中,从提高拉伸性的效果的观点出发,优选为甘油。增塑剂可以单独使用1种或组合使用2种以上。
本发明的PVA膜中的增塑剂的含量相对于PVA 100质量份优选为1质量份以上,更优选为3质量份以上,进一步优选为5质量份以上。另一方面,增塑剂的含量相对于PVA 100质量份优选为40质量份以下,更优选为30质量份以下,进一步优选为20质量份以下。若增塑剂的含量处于上述范围内,则能够防止PVA膜变得过于柔软而导致处理性降低或者增塑剂向PVA膜的表面渗出。
(有机硅型表面活性剂)
本发明的PVA膜优选含有含硅化合物。在含硅化合物之中,更优选含有有机硅型表面活性剂。通过含有有机硅型表面活性剂,从而容易将正硅碎片离子的检测强度的平均值调整至前述范围。作为有机硅型表面活性剂的具体例,可列举出在有机硅的单个末端具有聚醚结构的有机硅型表面活性剂(サンノプコ公司制的“SNウ工ツト125”、“SNウエツト126”)、在有机硅的两个末端具有聚醚结构的有机硅型表面活性剂(信越化学工业公司制的“X-22-4952”、“X-22-4272”和“X-22-6266”)、在有机硅的侧链具有聚醚结构的有机硅型表面活性剂(信越化学工业公司制的“KF-351A”、“KF-352A”、“KF-353”、“KF-354L”、“KF-355A”、“KF-615A”、“KF-945”、“KF-640”、“KF-642”、“KF-643”、“KF-6020”、“KS-604”、“X-50-1039A”、“X-50-1105G”、“X-22-6191”、“X-22-4515”、“KF-6011”、“KF-6012”、“KF-6015”和“KF-6017”)、以及在有机硅的两个末端具有聚醚结构的表面活性剂(信越化学工业公司制的“KF-6004”、“KF-889”、“X-22-4741”、“KF-1002”、“X-22-4952”、“X-22-4272”和“X-22-6266”)等。
在本发明的PVA膜中,有机硅型表面活性剂的含量相对于PVA 100质量份优选为0.02质量份以上,更优选为0.04质量份以上,进一步优选为0.06质量份以上。另一方面,上述有机硅型表面活性剂的含量优选为0.14质量份以下,更优选为0.12质量份以下,进一步优选为0.10质量份以下。通过使有机硅型表面活性剂的含量为上述范围,从而容易将正硅碎片离子的检测强度的平均值调整至前述范围。
(其它表面活性剂)
本发明的PVA膜优选含有除有机硅型表面活性剂之外的表面活性剂。通过包含这种表面活性剂,从而能够提高PVA膜的处理性、制造时的PVA膜自制膜装置剥离的剥离性。作为除有机硅型表面活性剂之外的表面活性剂,没有特别限定,优选使用例如阴离子系表面活性剂、非离子系表面活性剂。
作为阴离子系表面活性剂,可列举出例如月桂酸钾等羧酸型表面活性剂;硫酸辛酯等硫酸酯型表面活性剂;十二烷基苯磺酸盐等磺酸型表面活性剂等。
作为非离子系表面活性剂,可列举出例如聚氧乙烯月桂基醚、聚氧乙烯油烯基醚等烷基醚型表面活性剂;聚氧乙烯辛基苯基醚等烷基苯基醚型表面活性剂;聚氧乙烯月桂酸酯等烷基酯型表面活性剂;聚氧乙烯月桂基氨基醚等烷基胺型表面活性剂;聚氧乙烯月桂酸酰胺等烷基酰胺型表面活性剂;聚氧乙烯聚氧丙烯醚等聚丙二醇醚型表面活性剂;月桂酸二乙醇酰胺、油酸二乙醇酰胺等烷醇酰胺型表面活性剂;聚氧亚烷基烯丙基苯基醚等烯丙基苯基醚型表面活性剂等。
除有机硅型表面活性剂之外的表面活性剂可以单独使用1种,也可以组合使用2种以上。作为除有机硅型表面活性剂之外的表面活性剂,从制造PVA膜时的降低表面异常的效果优异等出发,优选为非离子系表面活性剂,更优选为烷醇酰胺型表面活性剂,进一步优选为脂肪族羧酸(例如碳原子数8~30的饱和或不饱和的脂肪族羧酸等)的二烷醇酰胺(例如二乙醇酰胺等)。
本发明的PVA膜中的除有机硅型表面活性剂之外的表面活性剂的含量相对于PVA100质量份优选为0.01质量份以上,更优选为0.02质量份以上,进一步优选为0.05质量份以上。另一方面,除有机硅型表面活性剂之外的表面活性剂的含量相对于PVA 100质量份优选为10质量份以下,更优选为1质量份以下,进一步优选为0.5质量份以下,特别优选为0.3质量份以下。若除有机硅型表面活性剂之外的表面活性剂的含量为上述范围,则制造时的PVA膜自制膜装置剥离的剥离性变得良好,且能够防止在PVA膜之间发生粘着(以下有时也称为“粘连”)。另外,能够防止除有机硅型表面活性剂之外的表面活性剂向PVA膜的表面渗出或者因表面活性剂的聚集而导致PVA膜的外观恶化。
(其它成分)
本发明的PVA膜中,除了含有PVA之外,也可以在不妨碍本发明效果的范围内含有水溶性高分子、水分、抗氧化剂、紫外线吸收剂、润滑剂、交联剂、着色剂、填充剂、防腐剂、防霉剂、其它高分子化合物等成分。除PVA、表面活性剂、增塑剂、PVA之外的其它成分的质量的合计值在PVA膜的总质量中所占的比例优选为60~100质量%,更优选为80~100质量%,进一步优选为90~100质量%。
(物性)
本发明的PVA膜为非水溶性。通过使PVA膜为非水溶性,从而在水溶液中进行制造偏振膜等光学膜时的单轴拉伸的情况下,即便最大拉伸速度为高速,也能够在单轴拉伸时进行拉伸而不使PVA膜发生断裂。此处,在本发明中,非水溶性是指:按照以下的步骤<1>~<4>将PVA膜浸渍于30℃的水(去离子水)时,PVA膜未完全溶解,即便是一部分,但发生了溶解残留。
<1>将PVA膜在调整至20℃-65%RH的恒温恒湿器内放置16小时以上来进行调湿。
<2>从经调湿的PVA膜中切出长度40mm×宽度35mm的长方形样品后,以样品的长度方向与窗的长度方向平行且样品位于窗的宽度方向的大致中央的方式,夹在开口有长度35mm×宽度23mm的长方形窗(孔)的50mm×50mm的两片塑料板之间并加以固定。
<3>向500mL烧杯中投入300mL去离子水,以280rpm的转数用具备3cm长的棒的磁力搅拌器进行搅拌,将水温调整至30℃。
<4>针对在上述<2>中固定于塑料板的样品,边注意不使其接触旋转的磁力搅拌器的棒,边在烧杯内的去离子水中浸渍1000秒钟。
(形状)
在本发明中,PVA膜的厚度优选为10μm以上,优选为15μm以上,更优选为18μm以上,进一步优选为20μm以上。另外,PVA膜的厚度优选为40μm以下,更优选为38μm以下,进一步优选为36μm以下,特别优选为34μm以下,再进一步优选为32μm以下。通过使厚度在上述范围内,从而在制造偏振膜等光学膜时的单轴拉伸中,能够抑制拉伸断裂的发生。需要说明的是,“厚度”是指在任意的5个点测得的厚度的平均值。
在本发明中,PVA膜的TD方向的长度优选为1.5m以上,更优选为3m以上。近年来从液晶电视、液晶监测器逐渐大画面化的观点出发,若将PVA膜的TD方向的长度预先设为1.5m以上,则适合于将它们作为最终制品的用途。另一方面,PVA膜的TD方向的长度优选为7m以下,更优选为6m以下。通过将TD方向的长度设为7m以下,从而在利用已经实用化的装置来制造光学膜的情况下,能够有效地进行单轴拉伸处理等。
本发明的PVA膜的形状没有特别限定,从能够连续且顺利地制造更均匀的PVA膜的观点、在制造光学膜等时连续使用的观点等出发,优选为长条膜。长条膜的长度(流向的长度)没有特别限定,可以适当设定。膜的长度优选为3,000m以上,更优选为5,000m以上。另一方面,膜的长度优选为30,000m以下。长条膜优选卷取于芯等而制成膜卷。
(用途)
本发明的PVA膜用作制造光学膜时的原材膜。作为本发明的光学膜,可例示出偏振膜、视野角改进膜、相位差膜、增亮膜等,可适合地用于偏振膜。
<PVA膜的制造方法>
本发明的PVA膜的制造方法没有特别限定,可以采用例如以下那样的任意方法。作为所述方法,可列举出:针对向PVA中添加溶剂、添加剂等并使其均匀化而得到的制膜原液,利用流延制膜法、湿式制膜法(向不良溶剂中喷出的方法)、干湿式制膜法、凝胶制膜法(将制膜原液暂且冷却凝胶化后,提取去除溶剂的方法)、或者它们的组合来进行制膜的方法;通过使用挤出机等将所得制膜原液从T模头等中挤出来进行制膜的熔融挤出制膜法;吹胀成形法等。这些之中,作为PVA膜的制造方法,优选为流延制膜法和熔融挤出制膜法。如果使用这些方法,则能够以良好的生产率获得均匀的PVA膜。以下,针对使用流延制膜法或熔融挤出制膜法来制造PVA膜的情况进行说明。
在使用流延制膜法或熔融挤出制膜法来制造本发明的PVA膜时,首先,准备含有PVA和溶剂、以及根据需要的增塑剂等添加剂的制膜原液。接着,将该制膜原液在金属辊、金属带等发生旋转的支撑体上流延(供给)成膜状。由此,在支撑体上形成制膜原液的液态覆膜。液态覆膜通过在支撑体上被加热而去除溶剂,从而发生固化而成膜。将液态覆膜加热的方法可例示出:将支撑体自身利用热介质等进行高温化的方法、对液态覆膜的与支撑体接触的面的相反面吹附热风的方法等。经固化的长条膜(PVA膜)自支撑体上被剥离,根据需要利用干燥辊、干燥炉等进行干燥,进而根据需要进行热处理并卷取成卷状。
通常,PVA膜的干燥通过从不与支撑体、干燥辊等接触的开放的膜表面逐渐挥发掉挥发成分来进行。有机硅型表面活性剂与挥发的水一同向表面移动,因此,在干燥过程中的工序中,其实时温度、牵拉条件对正硅碎片离子的检测强度造成影响。该正硅碎片离子的检测强度可通过调整有机硅型表面活性剂的含量、PVA含水薄片或制膜原液的挥发分数、对PVA进行熔融混炼时的挤出机的螺杆转速、要流延制膜原液的支撑体的表面温度、PVA膜与支撑体的接触时间、对PVA膜吹附的热风的温度、以及干燥辊或干燥炉的温度等来进行调整。
制膜原液的挥发分数(在制膜时等因挥发、蒸发而被去除的溶剂等挥发性成分的浓度)优选处于50~80质量%的范围。若挥发分数为上述范围,则能够将制膜原液的粘度调整至适合范围,因此,流延在支撑体上的液态覆膜的制膜性提高,且容易获得具有均匀厚度的PVA膜。制膜原液根据需要可以含有二色性染料。另外,制膜原液的挥发分数是指通过下述式而求出的值。
制膜原液的挥发分数(质量%)={(Wa-Wb)/Wa}×100
上述式中,Wa表示制膜原液的质量(g),Wb表示将Wa(g)制膜原液在105℃的电热干燥机中干燥16小时后的质量(g)。
作为制膜原液的调整方法,没有特别限定,可列举出例如使PVA和增塑剂、表面活性剂等添加剂在溶解罐等中溶解在溶剂中的方法;使用单螺杆挤出机或双螺杆挤出机将含水状态的PVA与增塑剂、表面活性剂等添加剂一同熔融混炼的方法等。
制膜原液通常通过T模头等模具的模唇而在金属辊、金属带等支撑体上流延成膜状。在支撑体上,从所流延的膜状原液的不与支撑体接触的面(以下有时称为自由面)逐渐挥发掉溶剂,另一方面,实质上不从与支撑体接触的面(以下有时称为接触面)挥发,因此,相对于膜的厚度方向而言,产生自由面侧的溶剂浓度低、接触面侧的溶剂浓度高的分布。因而,PVA的固化也先从自由面开始进行。
在PVA的固化的同时,也进行PVA的结晶化。PVA的结晶化无论是溶剂浓度过高还是过低都不易进行,还取决于PVA分子的一次结构,在所流延的制膜原液的挥发分数处于20~60质量%的范围时容易进行。另外,温度越高则PVA的结晶化速度越快,但温度越高,溶剂的挥发速度也会越快。
<光学膜的制造方法>
本发明的PVA膜可用作制造光学膜时的原材膜。作为光学膜,可例示出偏振膜、视野角改进膜、相位差膜、增亮膜等,优选为偏振膜。以下,作为光学膜的制造方法的一例,可列举出偏振膜的制造方法并进行具体说明。
本发明的偏振膜可以由本发明的PVA膜制造。通过使用本发明的PVA膜,从而在制造偏振膜时的单轴拉伸中不易发生拉伸断裂,因此其结果,能够以良好的收率制造偏振膜。偏振膜通常可通过将PVA膜用作原材膜,并历经溶胀工序、染色工序、交联工序、拉伸工序、固定处理工序等处理工序来制造。作为在各工序中使用的处理液的具体例,可列举出:在溶胀处理中使用的溶胀处理液、在染色处理中使用的染色处理液(染色液)、在交联处理中使用的交联处理液、在拉伸处理中使用的拉伸处理液、在固定处理中使用的固定处理液、以及在清洗处理中使用的清洗处理液(清洗液)等。
针对在用于制造偏振膜的制造方法中能够采用的各处理工序,以下进行详细说明。需要说明的是,在偏振膜的制造方法中,可以省略以下的各处理中的1种或2种以上,也可以将相同处理进行多次,还可以同时进行其它处理。
(溶胀处理前的清洗处理)
在对PVA膜进行溶胀处理之前,优选对PVA膜进行清洗处理。通过这种溶胀处理前的清洗处理,能够去除附着于PVA膜的抗粘连剂等,能够防止偏振膜的制造工序中的各处理液因抗粘连剂等而被污染。清洗处理优选通过将PVA膜浸渍于清洗处理液来进行,也可以通过对PVA膜吹附清洗处理液来进行。作为清洗处理液,可以使用例如水。清洗处理液的温度优选为20℃以上。通过使清洗处理液的温度为20℃以上,从而容易进行附着于PVA膜的抗粘连剂等的去除。另外,清洗处理液的温度优选为40℃以下。通过使清洗处理液的温度为40℃以下,从而能够防止PVA膜的一部分表面发生溶解而导致膜彼此粘着、处理性降低。
(溶胀处理)
溶胀处理可通过将PVA膜浸渍于水等溶胀处理液来进行。溶胀处理液的温度优选为20℃以上,且优选为40℃以下。需要说明的是,作为溶胀处理液而使用的水不限定于纯水,可以为溶解有含硼化合物等各种成分的水溶液,也可以为水与水性介质的混合物。含硼化合物的种类没有特别限定,从处理性的观点出发,优选为硼酸或硼砂。在溶胀处理液包含含硼化合物的情况下,从提高PVA膜的拉伸性的观点出发,其浓度优选为6质量%以下。
(染色处理)
染色处理可以使用碘系染料作为二色性染料来进行,作为染色时期,可以为拉伸处理前、拉伸处理时、拉伸处理后中的任意阶段。染色处理优选通过使用含有碘-碘化钾的溶液(适合为水溶液)作为染色处理液,并将PVA膜浸渍于染色处理液来进行。染色处理液中的碘的浓度优选在0.005~0.2质量%的范围内,碘化钾/碘(质量)优选在20~100的范围内。染色处理液的温度优选为20℃以上,且优选为50℃以下。染色处理液可以含有硼酸等含硼化合物作为交联剂。需要说明的是,如果是作为原材膜而使用的PVA膜中预先含有二色性染料,则能够省略染色处理。另外,作为原材膜而使用的PVA膜中也可以预先含有硼酸、硼砂等含硼化合物。
(交联处理)
在制造偏振膜时,出于使二色性染料牢固吸附于PVA膜等目的,优选在染色处理后进行交联处理。交联处理可通过使用含有交联剂的溶液(适合为水溶液)作为交联处理液,并将PVA膜浸渍于交联处理液来进行。作为交联剂,可以使用硼酸、硼砂等含硼化合物中的1种或2种以上。若交联处理液中的交联剂的浓度过高,则存在如下倾向:交联反应过度进行,在其后进行的拉伸处理中难以进行充分的拉伸,另外,若过少,则存在交联处理的效果降低的倾向。交联处理液中的交联剂的浓度优选为1质量%以上,更优选为1.5质量%以上,且优选为6质量%以下。
为了抑制二色性染料从染色处理后的PVA膜中溶出,交联处理液可以含有碘化钾等含碘化合物。若交联处理液中的含碘化合物的浓度过高,则虽然理由不明,但存在所得偏振膜的耐热性降低的倾向。另外,若交联处理液中的含碘化合物的浓度过低,则存在抑制二色性染料溶出的效果降低的倾向。交联处理液中的含碘化合物的浓度优选为1质量%以上,且优选为6质量%以下。
若交联处理液的温度过高,则存在二色性染料发生溶出、所得偏振膜容易发生染色不均的倾向,另外,若过低,则交联处理的效果有时降低。交联处理液的温度优选为20℃以上,且优选为45℃以下。
除了后述拉伸处理之外,也可以另行在上述各处理中、处理之间对PVA膜进行拉伸。通过进行这种拉伸(前拉伸),从而能够防止PVA膜的表面产生褶皱。从所得偏振膜的偏振性能等观点出发,前拉伸的总拉伸倍率(各处理中的拉伸倍率相乘而得到的倍率)根据拉伸前的原材的PVA膜的原长优选为4倍以下。从所得偏振膜的偏振性能等观点出发,前拉伸的总拉伸倍率根据拉伸前的原材的PVA膜的原长更优选为1.5倍以上。溶胀处理中的拉伸倍率根据PVA膜的原长优选为1.1倍以上。溶胀处理中的拉伸倍率根据PVA膜的原长优选为3倍以下。染色处理中的拉伸倍率根据PVA膜的原长优选为2倍以下。染色处理中的拉伸倍率根据PVA膜的原长进一步优选为1.1倍以上。交联处理中的拉伸倍率根据PVA膜的原长优选为2倍以下。交联处理中的拉伸倍率根据PVA膜的原长进一步优选为1.05倍以上。
(拉伸处理)
拉伸处理可以通过湿式拉伸法或干式拉伸法中的任一者来进行。在湿式拉伸法的情况下,可以使用含有硼酸等含硼化合物的溶液(适合为水溶液)作为拉伸处理液,并在拉伸处理液中来进行,也可以在染色处理液中、后述固定处理液中进行。另外,在干式拉伸法的情况下,可以使用吸水后的PVA膜在空气中进行。这些之中,优选为湿式拉伸法,更优选在包含硼酸的水溶液中进行单轴拉伸。在拉伸处理液含有含硼化合物的情况下,从能够提高PVA膜的拉伸性的方面出发,拉伸处理液中的含硼化合物的浓度优选为1.5质量%以上。从能够提高PVA膜的拉伸性的方面出发,拉伸处理液中的含硼化合物的浓度优选为7质量%以下。
拉伸处理液优选含有碘化钾等含碘化合物。若拉伸处理液中的含碘化合物的浓度过高,则存在所得偏振膜的色相明显发蓝的倾向,另外,若拉伸处理液中的含碘化合物的浓度过低,则虽然理由不明,但存在所得偏振膜的耐热性降低的倾向。拉伸处理液中的含碘化合物的浓度优选为2质量%以上。拉伸处理液中的含碘化合物的浓度优选为8质量%以下。
若拉伸处理液的温度过高,则存在PVA膜溶解而变软、容易断裂的倾向,另外,若过低,则存在拉伸性降低的倾向。拉伸处理液的温度优选为50℃以上,且优选为67.5℃以下。需要说明的是,通过干式拉伸法来进行拉伸处理时的拉伸温度的优选范围也如上所述。
拉伸处理中的拉伸倍率高时,能够得到具有更优异的偏振性能的偏振膜等,因此优选为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,从所得偏振膜的偏振性能的观点出发,还包括上述前拉伸的拉伸倍率在内的总拉伸倍率(将各工序中的拉伸倍率相乘而得到的倍率)根据拉伸前的原料的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5.9倍以上。拉伸倍率的上限没有特别限定,若过高,则容易发生拉伸断裂,因此优选为8倍以下。
通过单轴拉伸来进行拉伸处理的方法没有特别限定,可以采用朝着长度方向进行的单轴拉伸、朝着宽度方向进行的横向单轴拉伸。在制造偏振膜的情况下,从能够得到偏振性能优异的物质的观点出发,优选为朝着长度方向进行的单轴拉伸。朝着长度方向进行的单轴拉伸可通过使用具备相互平行的多个辊的拉伸装置,并变更各辊之间的圆周速度来进行。
通过单轴拉伸来进行拉伸处理时的最大拉伸速度(%/min)没有特别限定,优选为200%/min以上,更优选为300%/min以上,进一步优选为400%/min以上。此处,最大拉伸速度是指:使用3根以上的圆周速度不同的辊,分两个阶段以上的阶段来进行PVA膜的拉伸处理时,在该阶段之中最快的拉伸速度。需要说明的是,通过1个阶段而不分成两个阶段以上来进行PVA膜的拉伸处理的情况下,该阶段中的拉伸速度成为最大拉伸速度。另外,拉伸速度是指:每单位时间内,相对于拉伸前的PVA膜的长度而言,通过拉伸而增加的PVA膜的长度的增加量。例如,拉伸速度100%/min是指:使PVA膜在1分钟内从拉伸前的长度变形成2倍长度时的速度。最大拉伸速度越大,则越能够以高速进行PVA膜的拉伸处理(单轴拉伸),其结果,偏振膜的生产率会提高,故而优选。另一方面,若最大拉伸速度变得过大,则在PVA膜的拉伸处理(单轴拉伸)中,有时在PVA膜的局部承载过大张力,容易发生拉伸断裂。从这种观点出发,最大拉伸速度优选不超过900%/min。
(固定处理)
在制造偏振膜时,为了使二色性染料牢固地吸附于PVA膜,优选进行固定处理。固定处理可通过使用包含硼酸、硼砂等含硼化合物中的1种或2种以上的溶液(适合为水溶液)作为固定处理液,并使PVA膜(适合为拉伸处理后的PVA膜)浸渍于固定处理液来进行。另外,根据需要,固定处理液可以含有含碘化合物、金属化合物。固定处理液中的含硼化合物的浓度优选为2质量%以上。固定处理液中的含硼化合物的浓度优选为15质量%以下。固定处理液的温度优选为15℃以上。固定处理液的温度优选为60℃以下。
(染色处理后的清洗处理)
在染色处理后,优选对拉伸处理后的PVA膜进行清洗处理。清洗处理优选通过将PVA膜浸渍于清洗处理液来进行,也可以通过对PVA膜吹附清洗处理液来进行。作为清洗处理液,可以使用例如水。水不限定于纯水,可以含有例如碘化钾等含碘化合物。需要说明的是,清洗处理液可以含有含硼化合物,在该情况下,含硼化合物的浓度优选为2.0质量%以下。
清洗处理液的温度优选在5~40℃的范围内。通过使温度为5℃以上,从而能够抑制由水分冻结导致的PVA膜断裂。另外,通过使温度为40℃以下,从而所得偏振膜的光学特性提高。清洗处理液的温度优选为5℃以上。另外,清洗处理液的温度优选为40℃以下。
作为制造偏振膜时的具体方法,可列举出:对PVA膜实施染色处理、拉伸处理、以及交联处理和/或固定处理的方法。作为优选的一例,可列举出:对PVA膜依次实施溶胀处理、染色处理、交联处理、拉伸处理(尤其是单轴拉伸处理)、清洗处理的方法。另外,拉伸处理可以通过上述处理之前的任意处理工序来进行,也可以通过2阶段以上的多阶段来进行。
通过对历经上述那样的各处理后的PVA膜进行干燥处理,从而能够得到偏振膜。干燥处理的方法没有特别限定,可列举出例如使膜接触加热辊的接触式方法、在热风干燥机中使其干燥的方法、边使膜浮游边利用热风使其干燥的浮动式方法等。
<偏振板>
为了弥补机械强度,本发明的偏振膜通过至少在单面粘贴保护膜来制造。本发明的偏振膜通常优选在其两面或单面粘贴光学透明且具有机械强度的保护膜而制成偏振板来使用。作为保护膜,可使用三乙酸纤维素(TAC)膜、环烯烃聚合物(COP)膜、乙酸-丁酸纤维素(CAB)膜、丙烯酸系膜、聚酯系膜等。另外,作为用于粘贴的粘接剂,可列举出PVA系粘接剂、氨基甲酸酯系粘接剂等,优选为PVA系粘接剂。
如上操作而得到的偏振板可以在层叠丙烯酸系等粘合剂后,粘贴于玻璃基板而用作LCD的部件。同时,也可以粘贴相位差膜、视野角改进膜、增亮膜等。
实施例
以下,通过实施例等来具体说明本发明,但本发明不受以下实施例的任何限定。
<基于TOF-SIMS的正离子分析>
将以下的实施例或比较例中得到的PVA膜卷抽出,切出厚度30μm、宽度(TD方向的长度)1.65m、长度(MD方向的长度)1m的PVA膜。针对与该PVA膜的宽度方向(TD方向)平行的直线上的点且是沿着TD方向将PVA膜六等分的5个点,利用TOF-SIMS来进行正离子分析。具体而言,如图3所示那样,在穿过PVA膜的MD方向的中央且与TD方向平行的直线上,距离PVA膜的一个端部为0.275m、0.55m、0.825m、1.1m、1.375m的位置(点P1、P2、P3、P4和P5)处,分别将PVA膜裁切成5mm×5mm的尺寸,作为测定试样。借助导电性的双面胶分别将该测定试样设置于TOF-SIMS测定装置的基座,在下述测定条件下,利用TOF-SIMS来进行正离子分析。
<测定条件>
测定装置:TOF-SIMS 5(ION-TOF公司制)
分析软件:Surface Lab 6(ION-TOF公司制)
一次离子源:Bi3 ++
测定电流:0.2pA at 25keV(10kHz)
测定范围:200μm×200μm
测定像素数:128Pix×128Pix
带电中和条件:未使用中和电子枪
计数的计量:利用检测器补充的碎片数(检测器强度)
<正硅碎片离子的检测强度的测定方法>
针对上述5个测定试样,分别利用TOF-SIMS来进行正离子分析,通过所检测到的正硅碎片离子的计数除以全部碎片离子的计数,从而求出正硅碎片离子的检测强度,计算这些检测强度的平均值。另外,计算这些检测强度的最大值与最小值之差。
<PVA膜的厚度测定>
将以下的实施例或比较例中得到的PVA膜卷抽出,切出厚度30μm、宽度(TD方向的长度)1.65m、长度(MD方向的长度)1.5m的PVA膜。针对通过与该PVA膜的宽度方向(TD方向)平行的直线上的点且是沿着TD方向将PVA膜六等分的5个点的、与MD方向平行的直线上的点,求出PVA膜的厚度的变异系数。具体而言,如图4所示那样,在穿过PVA膜的MD方向的中央且与TD方向平行的直线A上,以穿过距离PVA膜的一个端部为0.275m、0.55m、0.825m、1.1m、1.375m的位置(点P1、P2、P3、P4和P5)的方式,设置与MD方向平行且长度为1.2m的直线B(分别为直线B1、B2、B3、B4和B5),在各直线B上的多个点处测定PVA膜的厚度。此时,PVA膜的厚度以0.5mm的间隔进行测定,作为测定装置,使用接触式厚度计“连续厚度测定器フィルムテスタ一S2246”(フジワ一ク公司制)。另外,如图4所示那样,与MD方向平行且长度为1.2m的直线以其各中点与沿着宽度方向(TD方向)将PVA膜六等分的5个点一致的方式进行设置。如此操作,在与MD方向平行且长度为1.2m的直线上分别测定PVA膜的厚度,根据所得PVA膜厚度的平均值和标准偏差,求出PVA膜厚度的变异系数(标准偏差/平均值)。并且,针对与MD方向平行且长度为1.2m的直线,分别求出PVA膜的厚度的变异系数,计算这些变异系数的平均值。
<PVA膜的溶胀度测定>
将以下的实施例或比较例中得到的PVA膜卷抽出,切出厚度30μm、宽度(TD方向的长度)1.65m、长度(MD方向的长度)1m的PVA膜。从该PVA膜中切出约1.5g的试验片,浸渍在30℃的蒸馏水1000g中。在浸渍30分钟后取出试验片,用滤纸吸取表面的水后,测定其质量(We)。接着,将试验片投入至热风干燥机中,在105℃下干燥16小时后,测定其质量(Wf)。根据所得质量We和Wf,利用下式来求出PVA膜的溶胀度。
溶胀度(%)=(We/Wf)×100
<PVA膜的拉伸断裂性评价>
从以下的实施例或比较例中得到的PVA膜卷中抽出PVA膜,按照以下的工序来评价PVA膜的拉伸断裂性。首先,边将PVA膜在温度30℃的水(溶胀处理液)中浸渍1分钟,边将PVA膜沿着长度方向单轴拉伸至原长度的1.6倍。接着,边将PVA膜在温度30℃的碘/碘化钾水溶液(染色处理液)(碘为0.053质量%、碘化钾为5.3质量%)中浸渍1分钟,边将PVA膜沿着长度方向单轴拉伸(第二阶段拉伸)至原长度的2.7倍。接着,边将PVA膜在温度30℃的硼酸/碘化钾水溶液(硼酸为3质量%、碘化钾为3质量%)(交联处理液)中浸渍2分钟,边将PVA膜沿着长度方向单轴拉伸(第三阶段拉伸)至原长度的3倍。接着,边将PVA膜浸渍在温度62℃的硼酸/碘化钾水溶液(交联处理液)(硼酸为4.5质量%、碘化钾为6质量%)中,边将PVA膜沿着长度方向单轴拉伸(第四阶段拉伸)至原长度的6倍。并且,将PVA膜在温度30℃的硼酸/碘化钾水溶液(清洗处理液)(硼酸为1.5质量%、碘化钾为3质量%)中浸渍5秒钟后,用60℃的干燥机干燥240秒钟,由此连续制造厚度13μm的偏振膜。此处,单轴拉伸通过分别调整1组带有驱动功能的轧辊(材质为NBR橡胶)的旋转速度来进行控制。在该试验中,PVA膜的断裂次数在60分钟内为0次时评价为A,为1次时评价为B,存在2次时评价为C,存在3次以上时评价为D。
<实施例1>
<PVA膜的制造和评价>
使PVA(聚合度为2400、皂化度为99.9摩尔%)的薄片100质量份在70℃的蒸馏水2500质量份中浸渍24小时后,进行离心脱水,得到挥发分数为70质量%的PVA含水薄片。相对于该PVA含水薄片333质量份(干燥PVA为100质量份),混合作为增塑剂的甘油10质量份、作为有机硅型表面活性剂的在聚二甲基硅氧烷的两个末端具有聚醚结构的表面活性剂即“SN-wet126”(サンノプコ公司制)0.08质量份后,将所得混合物用带有通风孔的双螺杆挤出机(最高温度为130℃、挤出机的螺杆旋转数度为20rpm)进行加热熔融而制成制膜原液。将该制膜原液用换热器冷却至100℃后,从180cm宽的衣架模挤出制膜在表面温度为90℃的支撑体上,进一步使用热风干燥装置,对PVA膜的不与支撑体接触的一面侧吹附114℃的热风而使其干燥。将PVA膜与支撑体的接触时间设为100秒,使PVA膜自支撑体剥离。接着,通过切掉因制膜时的颈缩而变厚的膜的两端部,从而连续制造厚度为30μm、宽度(TD方向的长度)为1.65m、溶胀度为200%的PVA膜。该PVA膜之中,将长度(MD方向的长度)为4000m的量卷取至圆筒状芯而制成PVA膜卷。使用所得PVA膜卷,按照上述方法来求出正硅碎片离子的检测强度,计算这些检测强度的平均值以及最大值与最小值之差。另外,使用所得PVA膜卷,按照上述方法来求出PVA膜的厚度的变异系数的平均值,进一步评价拉伸断裂性。将结果示于表1。
<实施例2~4、比较例1~4>
如表1所示那样地变更PVA膜的制造条件,除此之外,与实施例1同样操作,进行PVA膜的制造和评价。将结果示于表1。
[表1]
如表1所示那样,在使用实施例1~4的PVA膜来制造偏振膜的情况下,膜的断裂为每60分钟0~2次。因而可以说:实施例1~4的PVA膜在拉伸时(单轴拉伸时)的断裂受到抑制。另一方面,在使用比较例1~4的PVA膜来制造偏振膜的情况下,膜的断裂为每60分钟3次以上。需要说明的是,表1中,针对PVA膜的与支撑体接触的一面侧,记载了正硅碎片离子的检测强度的平均值以及最大值与最小值之差、厚度的变异系数的平均值的评价结果,但针对PVA膜的不与支撑体接触的一面侧,也呈现相同的评价结果。
Claims (9)
1.聚乙烯醇膜,其中,在聚乙烯醇膜的至少一个面中,通过基于飞行时间型二次离子质谱分析的正离子分析而得到的、正硅碎片离子的检测强度的平均值为0.001~0.01,所述聚乙烯醇膜为光学膜制造用原材膜,
正硅碎片离子的检测强度的平均值是指:处于与聚乙烯醇膜的TD方向平行的任意直线上且沿着TD方向将聚乙烯醇膜六等分的5个点处的、通过基于飞行时间型二次离子质谱分析仪的正离子分析而得到的正硅碎片离子的检测强度的平均值。
2.根据权利要求1所述的聚乙烯醇膜,其中,沿着所述TD方向将聚乙烯醇膜六等分的5个点处的正硅碎片离子的检测强度的最大值与最小值之差为0.0005~0.002。
3.根据权利要求1或2所述的聚乙烯醇膜,其中,聚乙烯醇膜的厚度的变异系数的平均值为0.01~0.03,
厚度的变异系数的平均值是指:分别通过沿着所述TD方向将聚乙烯醇膜六等分的5个点且与聚乙烯醇膜的MD方向平行的长度1.2m的直线上的聚乙烯醇膜的厚度的变异系数的平均值。
4.根据权利要求1~3中任一项所述的聚乙烯醇膜,其在30℃的水中浸渍30分钟时的溶胀度为180~240%。
5.根据权利要求1~4中任一项所述的聚乙烯醇膜,其中,所述TD方向的长度为1.5m以上。
6.根据权利要求1~5中任一项所述的聚乙烯醇膜,其中,所述MD方向的长度为3,000m以上。
7.根据权利要求1~6中任一项所述的聚乙烯醇膜,其厚度为10~40μm。
8.偏振膜,其由权利要求1~7中任一项所述的聚乙烯醇膜制造。
9.偏振板,其是在权利要求8所述的偏振膜的至少一个面粘贴保护膜而得到的。
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