CN117464974A - 拉伸膜的制造方法和偏振膜的制造方法 - Google Patents

拉伸膜的制造方法和偏振膜的制造方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供能够实现降低了条纹状缺陷的偏振膜或偏振板的拉伸膜的制造方法、以及使用该拉伸膜的偏振膜的制造方法。本发明提供包含准备在宽度方向的面内相位差值的平均值为5nm以下的聚乙烯醇系树脂膜的第1工序和对该聚乙烯醇系树脂膜进行干式拉伸而得到拉伸膜的第2工序的拉伸膜的制造方法、以及使用所得拉伸膜的偏振膜的制造方法。

Description

拉伸膜的制造方法和偏振膜的制造方法
本申请是申请人提交的申请号为201710186081.2、发明名称为“拉伸膜的制造方法和偏振膜的制造方法”的申请的分案申请。母案申请日为2017年3月24日，最早优先权日为2016年3月30日。
技术领域
本发明涉及作为经拉伸的聚乙烯醇系树脂膜的拉伸膜的制造方法。另外，本发明还涉及使用该拉伸膜制造偏振膜的方法。
背景技术
作为构成偏振板的偏振膜，一直以来使用在经拉伸的聚乙烯醇系树脂膜上吸附取向有碘或二色性染料之类的二色性色素的偏振膜。偏振膜通常利用包含将聚乙烯醇系树脂膜浸渍于含有二色性色素的水溶液的工序、再浸渍于含有硼酸等交联剂的水溶液的工序、以及对聚乙烯醇系树脂膜实施拉伸处理的工序的方法来制造〔例如日本特开平09-184915号公报(专利文献1)〕。偏振板通常是在偏振膜的至少一面上隔着粘合剂层层叠有包含热塑性树脂的保护膜的偏振板。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开平09-184915号公报
发明内容
发明要解决的课题
对于以往的偏振膜或偏振板而言，在按照后述的实施例一项记载的方法对其表面进行观察时，有时具有在偏振膜的吸收轴方向上延伸的条纹状的不均(以下，在本说明书中称作“条纹状缺陷”。)。作为在偏振膜的制造中对聚乙烯醇系树脂膜实施的上述拉伸处理，在液体中进行的湿式拉伸、在空气中进行的干式拉伸均是公知的拉伸处理，但是由本发明人等的研究表明条纹状缺陷是实施干式拉伸时所特有的现象。条纹状缺陷不仅使偏振膜和偏振板的外观变差，而且还对它们的偏光性能造成不良影响。
本发明的目的在于提供能够实现降低了条纹状缺陷的偏振膜或偏振板的拉伸膜的制造方法、以及使用了该拉伸膜的偏振膜的制造方法。
用于解决课题的手段
本发明提供以下所示拉伸膜的制造方法、偏振膜的制造方法和偏振板。
[1]一种拉伸膜的制造方法，其包含：
第1工序，准备在宽度方向的面内相位差值的平均值为5nm以下的聚乙烯醇系树脂膜；和
第2工序，对上述聚乙烯醇系树脂膜进行干式拉伸而得到拉伸膜。
[2]根据[1]所述的拉伸膜的制造方法，其中，上述聚乙烯醇系树脂膜在宽度方向的23℃下的拉伸弹性模量的变动系数为4％以下。
[3]根据[1]或[2]所述的拉伸膜的制造方法，其中，上述第1工序包含对聚乙烯醇系树脂膜进行加湿处理的工序。
[4]根据[3]所述的拉伸膜的制造方法，其中，上述进行加湿处理的工序以使聚乙烯醇系树脂膜的水分率为8重量％以上的方式对其进行加湿处理。
[5]一种偏振膜的制造方法，其包含：
利用[1]～[4]中任一项所述的制造方法得到上述拉伸膜的工序；和
使用上述拉伸膜得到偏振膜的工序。
[6]一种偏振板，其是包含偏振膜和层叠在上述偏振膜的至少一面的保护膜的偏振板，其中，
下述式(1)所示的均方根RMS为0.04°以下。
【数学式1】
上述式(1)中，N为在透射轴方向以100mm间隔测定的吸收轴角度的测定点数，xi为透射轴方向的测定位置，θi为在测定位置xi的吸收轴角度(°)。a为下述式(2)所示的系数，b为下述式(3)所示的系数。
【数学式2】
【数学式3】
式(2)和式(3)中的N、xi及θi表示与上述相同的含义。。
发明效果
根据本发明，可以提供降低了条纹状缺陷的偏振膜或偏振板。
附图说明
图1为表示本发明的拉伸膜的制造方法的一例的流程图。
图2为表示使用热辊的纵向拉伸处理的一例的示意性截面图。
图3为表示使用热辊的纵向拉伸处理的另一例的示意性截面图。
具体实施方式
<拉伸膜的制造方法>
参照图1，本发明的拉伸膜的制造方法包含下述的工序：
第1工序S10，准备在宽度方向的面内相位差值的平均值为5nm以下的聚乙烯醇系树脂膜；以及
第2工序S20，对聚乙烯醇系树脂膜进行干式拉伸而得到拉伸膜。
以下，对各工序详细地进行说明。
需要说明的是，以下也将聚乙烯醇系树脂膜称作“PVA系树脂膜”。另外，也将膜的机械流动方向称作“MD”，也将与MD正交的方向、即膜的宽度方向称作“TD”。
(1)第1工序S10
本工序是准备在宽度方向的面内相位差值的平均值为5nm以下的聚乙烯醇系树脂膜的工序。本工序中准备的PVA系树脂膜为由聚乙烯醇系树脂构成的膜，通常，该膜为长条状。作为聚乙烯醇系树脂，可以使用将聚乙酸乙烯酯系树脂皂化而得的树脂。作为聚乙酸乙烯酯系树脂，除了作为乙酸乙烯酯的均聚物的聚乙酸乙烯酯以外，还可以例示出乙酸乙烯酯和可以与其共聚的其他单体的共聚物。作为能够与乙酸乙烯酯共聚的其他单体，可列举例如不饱和羧酸类、烯烃类、乙烯基醚类、不饱和磺酸类、具有铵基的(甲基)丙烯酰胺类等。需要说明的是，“(甲基)丙烯酸”是指选自丙烯酸和甲基丙烯酸中的至少一种。在其他标有“(甲基)”的术语中也同样。
聚乙烯醇系树脂的皂化度可以为80.0～100.0摩尔％的范围，优选为90.0～100.0摩尔％的范围，更优选为94.0～100.0摩尔％的范围，进一步优选为98.0～100.0摩尔％的范围。若皂化度不足80.0摩尔％，则在使用所得拉伸膜制造偏振膜、并使用该偏振膜制造偏振板时，偏振板的耐水性和耐湿热性可能降低。
皂化度是以单元比(摩尔％)表示聚乙烯醇系树脂的原料即聚乙酸乙烯酯系树脂中所含的乙酸基(乙酰氧基：-OCOCH3)通过皂化工序转变为羟基的比例的值，其以下述式来定义。
皂化度(摩尔％)＝100×(羟基数)÷(羟基数+乙酸基数)
皂化度可以依据JIS K 6726(1994)求得。
聚乙烯醇系树脂的平均聚合度优选为100～10000，更优选为1500～8000，进一步优选为2000～5000。聚乙烯醇系树脂的平均聚合度也可以依照JIS K 6726(1994)来求出。若平均聚合度不足100，则在使用所得的拉伸膜作为偏振膜的原料的情况下，难以得到具有优选的偏光性能的偏振膜，若平均聚合度超过10000，则在溶剂中的溶解性变差，PVA系树脂膜的形成(制膜)可能变得困难。
本工序中准备的PVA系树脂膜可以是经拉伸的树脂膜，但是通常是将上述聚乙烯醇系树脂制膜而成的未拉伸膜。制膜方法并无特别限定，可以采用熔融挤出法、溶剂浇铸法之类的公知方法。
另外，本工序中准备的PVA系树脂膜可以是层叠在支撑其的基材膜上的PVA系树脂膜，即，可以以基材膜和层叠在其上的PVA系树脂膜的层叠膜的形式准备该PVA系树脂膜。此时，PVA系树脂膜例如可以通过在基材膜的至少一面上涂敷含有PVA系树脂的涂敷液后使其干燥来制造。
作为基材膜，例如可以使用包含热塑性树脂的膜。该热塑性树脂的具体例与构成后述的偏振板所具有的热塑性树脂膜的热塑性树脂的具体例相同。
PVA系树脂膜可以含有增塑剂等添加剂。增塑剂的优选例为多元醇，其具体例包括乙二醇、甘油、丙二醇、二乙二醇、双甘油、三乙二醇、三甘油、四乙二醇、三羟甲基丙烷、聚乙二醇等。PVA系树脂膜可以含有1种或2种以上的增塑剂。增塑剂的含量相对于构成PVA系树脂膜的聚乙烯醇系树脂100重量份通常为5～20重量份，优选为7～15重量份。
本工序中准备的PVA系树脂膜在宽度方向的面内相位差值的平均值为5nm以下。通过以该PVA系树脂膜作为原料来制造拉伸膜，可以有效地降低使用该拉伸膜得到的偏振膜或偏振板的条纹状缺陷。从更有效地降低条纹状缺陷的观点出发，在宽度方向的面内相位差值的平均值优选为4.5nm以下，更优选为4nm以下，进一步优选为3.5nm以下。在宽度方向的面内相位差值的平均值通常为0.1nm以上。在宽度方向的面内相位差值的平均值的具体测定方法如后述的实施例项的记载所示。
从降低条纹状缺陷的观点出发，本工序中准备的PVA系树脂膜在宽度方向的23℃下的拉伸弹性模量的变动系数优选为4％以下。从更有效地降低条纹状缺陷的观点出发，在宽度方向的23℃下的拉伸弹性模量的变动系数更优选为3.5％以下，进一步优选为3.0％以下。在宽度方向的23℃下的拉伸弹性模量的变动系数通常为0.1％以上。在宽度方向的23℃下的拉伸弹性模量的变动系数的具体测定方法如后述的实施例项的记载所示。
从有效地降低条纹状缺陷的观点出发，优选使本工序中准备的PVA系树脂膜在宽度方向的面内相位差值的平均值为5nm以下且在宽度方向的23℃下的拉伸弹性模量的变动系数为4％以下，更优选使在宽度方向的面内相位差值的平均值为4.5nm以下且在宽度方向的23℃下的拉伸弹性模量的变动系数为3.5％以下。
制备具有上述规定范围的、或优选范围的面内相位差值的平均值和/或拉伸弹性模量的变动系数的PVA系树脂膜的方法并无特别限定，例如，通过对上述面内相位差值的平均值和/或拉伸弹性模量的变动系数较高的PVA系树脂膜实施加湿处理，可以降低面内相位差值的平均值和/或拉伸弹性模量的变动系数。此时，本工序(第1工序)包含对聚乙烯醇系树脂膜进行加湿处理的工序。这里所述的加湿处理是指：通过在相对湿度较高的环境下放置PVA系树脂膜而使PVA系树脂膜的水分率上升的处理。PVA系树脂膜的水分率的具体测定方法如后述的实施例项的记载所示。
PVA系树脂膜的加湿处理例如可以通过将PVA系树脂膜导入加湿炉来进行。加湿炉优选为能够控制炉内的相对湿度的加湿炉，更优选为还能控制炉内温度的加湿炉。加湿炉例如为可以通过热风的供给等提高炉内温度并且可以通过炉内的水分调节来控制炉内的相对湿度的烘箱。
从有效地降低面内相位差值的平均值和/或拉伸弹性模量的变动系数的观点出发，加湿处理时的相对湿度(例如加湿炉内的相对湿度)优选为超过30％，更优选为40％以上，进一步优选为50％以上，更进一步优选为60％以上。加湿处理时的相对湿度通常为95％以下，优选为92％以下，更优选为90％以下。若相对湿度太高，则有时会因PVA系树脂膜的温度而发生结露。
从有效地降低面内相位差值的平均值和/或拉伸弹性模量的变动系数的观点出发，加湿处理时的温度优选为35℃以上，更优选为40℃以上，进一步优选为50℃以上。通过使温度为35℃以上，可以效率良好地进行加湿处理。另一方面，若加湿处理时的温度太高，则可能发生PVA系树脂膜的热劣化，因此温度优选为100℃以下，更优选为90℃以下。
从有效地降低面内相位差值的平均值和/或拉伸弹性模量的变动系数的观点出发，PVA系树脂膜的加湿处理优选包含边使PVA系树脂膜与1个或多个辊的表面接触边进行加湿处理的工序。辊可以为导辊，也可以为热辊。
从有效地降低面内相位差值的平均值和/或拉伸弹性模量的变动系数的观点出发，优选以使PVA系树脂膜的水分率为8重量％以上的方式对其进行加湿处理，更优选以使PVA系树脂膜的水分率为9重量％以上的方式对其进行加湿处理。加湿处理后的PVA系树脂膜的水分率通常为15重量％以下，更典型而言，为12重量％以下，进一步为10重量％以下。另外，从与上述同样的观点出发，PVA系树脂膜优选通过加湿处理而使水分率上升1重量％以上，更优选上升1.5重量％以上。
本工序中准备的PVA系树脂膜(供于第2工序S20的PVA系树脂膜)的水分率通常为5重量％以上并且通常为15重量％以下。从提高后续工序的干式拉伸的均匀性的观点出发，本工序中准备的PVA系树脂膜的水分率优选为7重量％以上，更优选为8重量％以上。
本工序中准备的PVA系树脂膜的厚度通常为10～150μm，从使用所得拉伸膜制造的偏振膜的薄膜化的观点出发，优选为100μm以下，更优选为65μm以下，进一步优选为50μm以下，特别优选为35μm以下(例如30μm以下、进而为20μm以下)。
(2)第2工序S20
本工序为对第1工序S10中准备的PVA系树脂膜(或上述的层叠膜)进行干式拉伸而得到拉伸膜的工序。该拉伸膜通常为长条状膜。需要说明的是，在如上所述对PVA系树脂膜仅进行湿式拉伸来制作拉伸膜的情况下，由本发明人等的研究表明不会产生条纹状缺陷的问题。
对PVA系树脂膜的拉伸处理通常为单轴拉伸，优选为纵向单轴拉伸。纵向拉伸是指向膜的MD、即膜的长度方向的拉伸。
作为干式拉伸，可列举：将膜通过表面被加热的热辊和圆周速度与该热辊不同的导辊(或者可以为热辊。)之间，在利用热辊的加热下进行纵向拉伸的热辊拉伸；边使膜通过位于隔开距离而设置的2个夹持辊间的加热机构(烘箱等)，边利用这2个夹持辊间的圆周速度差进行纵向拉伸的辊间拉伸；拉幅机拉伸；压缩拉伸等。
从有效降低条纹状缺陷的观点出发，在上述中，干式拉伸优选为利用热辊的热辊拉伸。因此，本工序例如可以为如下工序：边连续地运送长条状的PVA系树脂膜，边将其导入包含热辊的热辊拉伸装置，由此连续地以长条状物的形式制造拉伸膜。热辊拉伸通常为纵向单轴拉伸，更典型而言为自由端纵向单轴拉伸。
热辊拉伸装置包含至少1个热辊，也可以包含2个以上热辊。图2中示出热辊拉伸处理及该热辊拉伸处理中使用的热辊拉伸装置的一例。图2所示的热辊拉伸装置从膜运送的上游侧起依次包含第1夹持辊10、热辊5及第2夹持辊20。被导入到热辊拉伸装置的PVA系树脂膜1沿着依次包含第1夹持辊10、热辊5及第2夹持辊20的运送路径进行运送。即，PVA系树脂膜1首先通过第1夹持辊10，10之间，接着，边以卷挂于热辊5的状态与热辊5的表面接触边移动，之后，通过第2夹持辊20，20之间，得到拉伸膜2。第1夹持辊10、第2夹持辊20及热辊5均为驱动辊。驱动辊是指：直接或间接地连接有发动机等的辊驱动源的辊等可以对与其接触的膜赋予用于运送膜的驱动力的辊。在第1夹持辊10与热辊5之间、和/或热辊5与第2夹持辊20之间可以设置导辊。
在图2所示的热辊拉伸装置中，为了纵向拉伸所需的朝向PVA系树脂膜1的张力(拉伸力)通过第1夹持辊10或第2夹持辊20与热辊5之间的圆周速度差来赋予。例如，若热辊5的圆周速度大于第1夹持辊10的圆周速度，则边由热辊5赋予朝向第1夹持辊10的方向的张力(后方张力)，边在基于热辊5的加热下将PVA系树脂膜1进行纵向拉伸。另一方面，若第2夹持辊20的圆周速度大于热辊5的圆周速度，则边由第2夹持辊20赋予朝向热辊5的方向的张力(前方张力)，边在基于热辊5的加热下将PVA系树脂膜1进行纵向拉伸。
在利用热辊5将PVA系树脂膜1加热至能够拉伸的程度且赋予充分的张力时产生纵向拉伸。在赋予后方张力的情况下，在PVA系树脂膜1与热辊5的表面接触的瞬间和/或其前后(例如近前)可以产生纵向拉伸。在赋予前方张力的情况下，在与热辊5的表面接触的期间和/或其后不久可以产生纵向拉伸。
用于纵向拉伸所需的施加于PVA系树脂膜1的张力的优选范围为10～25MPa，更优选为13～22MPa。在张力低于10MPa的情况下，膜的运送性降低，存在产生褶皱等的可能性。另外，在张力高于25MPa的情况下，难以进行均匀的纵向拉伸。膜的运送速度并无特别限定，例如为2～20m/分钟。
作为热辊5，只要是能够提高其表面温度的热辊，则并无特别限制，可以使用在内部具备热源(例如热水等热介质、红外线加热器、感应加热线圈、感应加热电路等)且表面由金属或不锈钢等合金构成的辊。
如图3所示，热辊拉伸装置可以包含2个以上的热辊。
图3示出包含3个热辊6，7，8的例子。在包含2个以上的热辊的情况下，在2个热辊之间、和/或与热辊的表面接触的期间可以产生纵向拉伸。
本工序中的拉伸处理的拉伸倍率通常为1.1～8倍，优选为2～6倍。从在使用拉伸膜2作为偏振膜的原料时的偏振膜的光学特性(尤其偏振特性)的观点出发，拉伸倍率更优选为3.5倍以上，进一步优选为4倍以上。在考虑条纹状缺陷的降低和偏振膜的光学特性(尤其偏振特性)两者时，拉伸倍率优选为3.6～4.2倍左右。
热辊拉伸时的热辊的表面温度为例如80～150℃。若表面温度太高，则被加热的PVA系树脂膜1的强度降低，存在拉伸时发生断裂的可能性。若表面温度太低，则PVA系树脂膜1的拉伸本身可能变得困难。
拉伸膜的厚度通常为2～40μm，从使用该拉伸膜制造的偏振膜的薄膜化的观点出发，优选为20μm以下，更优选为15μm以下，进一步优选为10μm以下。
拉伸膜通常为长条状膜。此时，拉伸膜可以是作为其卷绕物的拉伸膜卷筒。拉伸膜的长度例如为1000～40000m，优选为5000～35000m。另外，拉伸膜的宽度例如为1～3m，优选为1.5～2.5m。
<偏振膜和偏振板的制造>
利用本发明的制造方法得到的拉伸膜可以适合用作偏振膜的原料。偏振膜可以经过以下工序来制造：通过将拉伸膜用二色性色素进行染色而使其吸附二色性色素的工序；对吸附有二色性色素的膜进行交联处理的工序；以及在交联处理后进行水洗的工序。这样制造的偏振膜为在经拉伸的PVA系树脂膜上吸附取向有二色性色素的偏振膜。作为二色性色素，可以使用碘或二色性有机染料。
需要说明的是，在以上述层叠膜的形式准备PVA系树脂膜的情况下，供于偏振膜的制造的拉伸膜为将上述层叠膜连同基材膜一起拉伸而成的拉伸膜。此时，所得的偏振膜处于层叠在基材膜上的状态，但是在制造偏振膜后可以将基材膜从偏振膜剥离除去。
拉伸膜可以从在上述第2工序后卷绕成的拉伸膜卷筒放出而供于偏振膜的制造工序，也可以在上述第2工序后不进行卷绕而直接供于偏振膜的制造工序。
作为将拉伸膜用二色性色素进行染色的方法，例如可以采用将拉伸膜浸渍于含有二色性色素的水溶液(染色溶液)的方法。拉伸膜优选在染色处理之前实施在水中的浸渍处理(溶胀处理)。
在使用碘作为二色性色素的情况下，通常采用在含有碘和碘化钾的水溶液中浸渍拉伸膜来进行染色的方法。该染色水溶液中的碘的含量在每100重量份水中通常为0.01～1重量份。另外，碘化钾的含量在每100重量份水中通常为0.5～20重量份。染色水溶液的温度通常为20～40℃左右。
另一方面，当使用二色性有机染料作为二色性色素时，通常采用将拉伸膜浸渍于包含水溶性的二色性有机染料的染色水溶液中来进行染色的方法。染色水溶液中的二色性有机染料的含量在每100重量份水中通常为1×10-4～10重量份，优选为1×10-3～1重量份。该染色水溶液也可以含有硫酸钠等无机盐作为染色助剂。染色水溶液的温度通常为20～80℃左右。
利用二色性色素染色后的交联处理可以通过将染色后的膜浸渍于含交联剂的水溶液来进行。交联剂的优选例为硼酸，但是也可以使用如硼砂之类的硼化合物、乙二醛、戊二醛等其他交联剂。交联剂可以仅使用1种，也可以并用2种以上。
含交联剂的水溶液中的交联剂的量在每100重量份水中通常为2～15重量份，优选为4～12重量份。在使用碘作为二色性色素的情况下，该含交联剂的水溶液优选含有碘化钾。含交联剂的水溶液中的碘化钾的含量在每100重量份水中通常为0.1～15重量份，优选为5～12重量份。交联剂含有水溶液的温度通常为50℃以上，优选为50～85℃。
通常对交联处理后的膜进行水洗处理。水洗处理例如可以通过将进行了交联处理的聚乙烯醇系树脂膜浸渍在水中来进行。水洗处理中的水的温度通常为1～40℃左右。
在溶胀处理、染色处理、交联处理及清洗处理中的任意1个以上的处理中，可以根据需要对膜实施湿式拉伸。
在水洗后实施干燥处理而得到偏振膜。干燥处理可以为利用热风干燥机的干燥、通过使其与热辊接触的干燥、利用远红外加热器的干燥等。干燥处理的温度通常为30～100℃左右，优选为40～90℃。偏振膜的平均厚度通常为2～40μm。从偏振板的薄膜化的观点出发，偏振膜的平均厚度优选为20μm以下，更优选为15μm以下，进一步优选为10μm以下。
所得的偏振膜(或者偏振膜与基材膜的层叠体)可以依次卷绕成卷筒，也可以不进行卷绕而直接供于偏振板制作工序。
通过在偏振膜的单面或双面经由粘合剂层贴合热塑性树脂膜，可以得到偏振板。另外，在以偏振膜与基材膜的层叠体的形式制造偏振膜的情况下，通过在偏振膜的与基材膜相反侧的面经由粘合剂层贴合热塑性树脂膜，或者之后根据需要将基材膜剥离除去，可以得到偏振板。热塑性树脂膜为由具有透光性的热塑性树脂、优选光学上透明的热塑性树脂构成的膜。构成热塑性树脂膜的热塑性树脂例如可以为：链状聚烯烃系树脂(聚丙烯系树脂等)、环状聚烯烃系树脂(降冰片烯系树脂等)之类的聚烯烃系树脂；三乙酰纤维素、二乙酰纤维素之类的纤维素系树脂；聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯之类的聚酯系树脂；聚碳酸酯系树脂；甲基丙烯酸甲酯系树脂之类的(甲基)丙烯酸系树脂；聚苯乙烯系树脂；聚氯乙烯系树脂；丙烯腈-丁二烯-苯乙烯系树脂；丙烯腈-苯乙烯系树脂；聚乙酸乙烯酯系树脂；聚偏氯乙烯系树脂；聚酰胺系树脂；聚缩醛系树脂；改性聚苯醚系树脂；聚砜系树脂；聚醚砜系树脂；聚芳酯系树脂；聚酰胺酰亚胺系树脂；聚酰亚胺系树脂等。
作为链状聚烯烃系树脂，除了聚乙烯树脂、聚丙烯树脂之类的链状烯烃的均聚物以外，还可列举包含2种以上的链状烯烃的共聚物。更具体的例子包括：聚丙烯系树脂(丙烯的均聚物即聚丙烯树脂、以丙烯为主体的共聚物)、聚乙烯系树脂(乙烯的均聚物即聚乙烯树脂、以乙烯为主体的共聚物)。
环状聚烯烃系树脂是以环状烯烃为聚合单元聚合而成的树脂的总称。若列举环状聚烯烃系树脂的具体例，则为环状烯烃的开环(共)聚合物、环状烯烃的加成聚合物、环状烯烃与乙烯、丙烯之类的链状烯烃的共聚物(代表性的是无规共聚物)、和将它们用不饱和羧酸或其衍生物改性后的接枝聚合物、以及它们的氢化物等。其中，优选使用作为环状烯烃而使用了降冰片烯或多环降冰片烯系单体等降冰片烯系单体的降冰片烯系树脂。
所谓纤维素系树脂是指由棉绒或木浆(阔叶树木浆、针叶树木浆)等原料纤维素得到的纤维素的羟基中的氢原子的一部分或全部被乙酰基、丙酰基和/或丁酰基取代的纤维素有机酸酯或纤维素混合有机酸酯。可列举例如包含纤维素的乙酸酯、丙酸酯、丁酸酯以及它们的混合酯等的树脂。其中，优选三乙酰纤维素、二乙酰纤维素、乙酸丙酸纤维素、乙酸丁酸纤维素。
聚酯系树脂为具有酯键的除上述纤维素系树脂以外的树脂，通常为包含多元羧酸或其衍生物与多元醇的缩聚物的树脂。作为多元羧酸或其衍生物，可以使用2价的二羧酸或其衍生物，可列举例如对苯二甲酸、间苯二甲酸、对苯二甲酸二甲酯、萘二甲酸二甲酯等。作为多元醇，可以使用2价的二醇，可列举例如乙二醇、丙二醇、丁二醇、新戊二醇、环己烷二甲醇等。优选的聚酯系树脂的例子包括聚对苯二甲酸乙二醇酯。
聚碳酸酯系树脂为包含经由碳酸酯基键合单体单元而成的聚合物的工程塑料，为具有高耐冲击性、耐热性、阻燃性、透明性的树脂。聚碳酸酯系树脂可以是为了降低光弹性系数而将聚合物骨架进行了修饰之类的被称作改性聚碳酸酯的树脂、改良了波长依赖性的共聚聚碳酸酯等。
(甲基)丙烯酸系树脂是含有源于(甲基)丙烯酸系单体的构成单元的聚合物。该聚合物典型的是含有甲基丙烯酸酯的聚合物。优选为源于甲基丙烯酸酯的结构单元的比例相对于全部结构单元为50重量％以上的聚合物。(甲基)丙烯酸系树脂既可以是甲基丙烯酸酯的均聚物，也可以是包含源于其他聚合性单体的构成单元的共聚物。此时，源于其他聚合性单体的构成单元的比例相对于全部结构单元优选为50重量％以下。
作为可以构成(甲基)丙烯酸系树脂的甲基丙烯酸酯，优选甲基丙烯酸烷基酯。作为甲基丙烯酸烷基酯，可列举甲基丙烯酸甲酯、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、甲基丙烯酸环己酯、甲基丙烯酸-2-羟基乙酯之类的烷基的碳数为1～8的甲基丙烯酸烷基酯。甲基丙烯酸烷基酯中所含的烷基的碳数优选为1～4。在(甲基)丙烯酸系树脂中，甲基丙烯酸酯既可以仅单独使用1种，也可以并用2种以上。
作为可以构成(甲基)丙烯酸系树脂的上述其他的聚合性单体，可列举丙烯酸酯、以及其他的在分子内具有聚合性碳-碳双键的化合物。其他的聚合性单体既可以仅单独使用1种，也可以并用2种以上。作为丙烯酸酯，优选丙烯酸烷基酯。作为丙烯酸烷基酯，可列举丙烯酸甲酯、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、丙烯酸环己酯、丙烯酸-2-羟基乙酯之类的烷基的碳数为1～8的丙烯酸烷基酯等。丙烯酸烷基酯中所含的烷基的碳数优选为1～4。在(甲基)丙烯酸系树脂中，丙烯酸酯既可以仅单独使用1种，也可以并用2种以上。
作为其他的在分子内具有聚合性碳-碳双键的化合物，可列举：乙烯、丙烯、苯乙烯等乙烯基系化合物；丙烯腈之类的乙烯基氰化物。其他的在分子内具有聚合性碳一碳双键的化合物既可以仅单独使用1种，也可以并用2种以上。
热塑性树脂膜可以是用于保护偏振膜的保护膜。另外，热塑性树脂膜还可以是兼具相位差膜、增亮膜之类的光学功能的保护膜。例如，可以是通过对包含上述材料的热塑性树脂膜进行拉伸(单轴拉伸或双轴拉伸等)、或在该膜上形成液晶层等而赋予任意的相位差值的相位差膜。
热塑性树脂膜可以具有层叠在其表面上的硬涂层、防眩层、防反射层、抗静电层、防污层之类的表面处理层(涂敷层)。
热塑性树脂膜的厚度通常为1～100μm，从强度、操作性、偏振板的薄膜化等观点出发，优选为5～60μm，更优选为5～50μm。
作为在偏振膜与热塑性树脂膜的贴合中使用的粘接剂，可以使用水系粘接剂、活性能量射线固化性粘接剂或热固化性粘接剂，优选为水系粘接剂、活性能量射线固化性粘接剂。
水系粘接剂为将粘接剂成分溶解于水的水系粘接剂或使粘接剂成分分散于水的水系粘接剂。优选使用的水系粘接剂例如为使用聚乙烯醇系树脂或聚氨酯树脂作为主成分的粘接剂组合物。
在使用聚乙烯醇系树脂作为粘接剂的主成分的情况下，该聚乙烯醇系树脂除了可以是部分皂化聚乙烯醇、完全皂化聚乙烯醇之类的聚乙烯醇树脂以外还可以是羧基改性聚乙烯醇、乙酰乙酰基改性聚乙烯醇、羟甲基改性聚乙烯醇、氨基改性聚乙烯醇之类的经改性的聚乙烯醇系树脂。聚乙烯醇系树脂除了可以是将乙酸乙烯酯的均聚物即聚乙酸乙烯酯进行皂化处理而得的乙烯醇均聚物外也可以是将乙酸乙烯酯和能够与其共聚的其他单体的共聚物进行皂化处理而得的聚乙烯醇系共聚物。
以聚乙烯醇系树脂为粘接剂成分的水系粘接剂通常为聚乙烯醇系树脂的水溶液。粘接剂中的聚乙烯醇系树脂的浓度相对于水100重量份通常为1～10重量份，优选为1～5重量份。
为了提高粘接性，包含聚乙烯醇系树脂的水溶液的粘接剂优选含有多元醛、三聚氰胺系化合物、氧化锆化合物、锌化合物、乙二醛、乙二醛衍生物、水溶性环氧树脂之类的固化性成分或交联剂。作为水溶性环氧树脂，可适合使用例如：通过二亚乙基三胺、三亚乙基四胺等聚亚烷基多胺与己二酸等二羧酸的反应而得到聚酰胺-胺，使表氯醇与所得到的聚酰胺-胺反应而得到的聚酰胺多胺环氧树脂。
作为该聚酰胺多胺环氧树脂的市售品，可列举“Sumirez Resin 650”(田冈化学工业(株)制)、“Sumirez Resin 675”(田冈化学工业(株)制)、“WS-525”(日本PMC(株)制)等。这些固化性成分、交联剂的添加量(在添加了固化性成分和交联剂两者的情况下为其总量)相对于聚乙烯醇系树脂100重量份通常为1～100重量份，优选为1～50重量份。在上述固化性成分、交联剂的添加量相对于聚乙烯醇系树脂100重量份不足1重量份的情况下，存在粘接性提高的效果变小的倾向，另外，在该添加量相对于聚乙烯醇系树脂100重量份超过100重量份的情况下，存在粘合剂层变脆的倾向。
另外，作为在使用聚氨酯树脂作为粘接剂的主成分时的优选例，可列举聚酯系离聚物型聚氨酯树脂与具有环氧丙氧基的化合物的混合物。所谓聚酯系离聚物型聚氨酯树脂是向其中导入了少量的离子性成分(亲水成分)的具有聚酯骨架的聚氨酯树脂。该离聚物型聚氨酯树脂不使用乳化剂而直接在水中乳化成为乳液，因此适合作为水系的粘接剂。
活性能量线固化性粘接剂是通过紫外线、可见光、电子射线、X射线之类的活性能量射线的照射而固化的粘接剂。在使用活性能量射线固化性粘接剂的情况下，偏振板所具有的粘合剂层为该粘接剂的固化物层。
活性能量线固化性粘接剂可以是含有通过阳离子聚合而固化的环氧系化合物作为固化性成分的粘接剂，优选为含有该环氧系化合物作为固化性成分的紫外线固化性粘接剂。这里所述的环氧系化合物是指分子内具有平均1个以上、优选2个以上的环氧基的化合物。环氧化合物可以仅单独使用1种，也可以并用2种以上。
可以适合使用的环氧系化合物的具体例包括：使对芳香族多元醇的芳香环进行氢化反应而得的脂环式多元醇与表氯醇反应，从而得到的氢化环氧系化合物(具有脂环式环的多元醇的缩水甘油醚)；脂肪族多元醇或其环氧烷加成物的聚缩水甘油醚之类的脂肪族环氧系化合物；在分子内具有1个以上的键合于脂环式环的环氧基的环氧系化合物即脂环式环氧系化合物。
活性能量线固化性粘接剂可以代替上述环氧系化合物或与其同时含有自由基聚合性的(甲基)丙烯酸系化合物作为固化性成分。作为(甲基)丙烯酸系化合物，可列举：在分子内具有至少1个(甲基)丙烯酰氧基的(甲基)丙烯酸酯单体；使2种以上含官能团化合物反应而得到的、在分子内具有至少2个(甲基)丙烯酰氧基的(甲基)丙烯酸酯低聚物等含(甲基)丙烯酰氧基化合物。
活性能量线固化性粘接剂在包含通过阳离子聚合而固化的环氧系化合物作为固化性成分的情况下，优选含有光阳离子聚合引发剂。作为光阳离子聚合引发剂，可列举例如：芳香族重氮盐；芳香族碘鎓盐、芳香族锍盐等鎓盐；铁-芳烃络合物等。另外，在活性能量射线固化性粘接剂含有(甲基)丙烯酸系化合物之类的自由基聚合性固化性成分的情况下，优选含有光自由基聚合引发剂。作为光自由基聚合引发剂，可列举例如苯乙酮系引发剂、二苯甲酮系引发剂、苯偶姻醚系引发剂、噻吨酮系引发剂、呫吨酮、芴、樟脑醌、苯甲醛、蒽醌等。
在偏振膜上贴合热塑性树脂膜之前，可以对偏振膜和/或热塑性树脂膜的贴合面进行等离子体处理、电晕处理、紫外线照射处理、火焰(flame)处理、皂化处理之类的表面活化处理。通过该表面活化处理，可以提高偏振膜与热塑性树脂膜的粘接性。
本发明的偏振膜、以及包含偏振膜和层叠在其至少一面的保护膜的本发明的偏振板可以是长条状膜，也可以是从其切割成的片状体。作为长条状膜的偏振膜和偏振板的长度例如为100～20000m，优选为1000～10000m。另外，作为长条状膜的偏振膜和偏振板的宽度例如为0.5～3m，优选为1～2.5m。
本发明的偏振膜和偏振板(更典型而言为长条状的偏振膜和偏振板)的下述式(1)所示的均方根RMS优选为0.04°以下，更优选为0.03°以下。
【数学式4】
该均方根RMS为偏振膜或偏振板中的吸收轴角度与平均线的差的均方根。本发明人等首次得出的见解为：均方根RMS与条纹状缺陷之间具有相关关系。根据本发明人等的进一步的见解，均方根RMS越小，对降低条纹状缺陷越有利，若均方根RMS为0.04°以下，则即使顺应近年来的市场要求而增大背光源的亮度，也几乎或完全观察不到条纹状缺陷。
均方根RMS当然可以是零，但通常为0.001°以上，更典型的为0.005°以上。
上述式(1)中，N是对偏振膜或偏振板在其透射轴方向以100mm间隔测定的吸收轴角度的测定点数，xi为在透射轴方向的测定位置(测定点)，θi为在测定位置xi的吸收轴角度(°)。a为下述式(2)所示的系数，b为下述式(3)所示的系数。
【数学式5】
【数学式6】
式(2)和式(3)中的N、xi及θi与上述式(1)中的含义相同。
实施例
以下，示出实施例和比较例对本发明进行更具体地说明，但本发明并不受这些例子的限定。测定方法和评价方法如下述所示。
(1)聚乙烯醇(PVA)膜在宽度方向的面内相位差值的平均值的测定
从PVA膜切割MD长度为50mm×TD长度为总宽度的带状试验片。接着，使用延迟测定装置〔大塚电子(株)制的延迟测定装置“RETS-100”〕，在宽度方向以100mm间隔对全部宽度测定波长550nm下的面内相位差值，将所得测定值进行平均，得到在PVA膜的宽度方向的面内相位差值的平均值。
(2)PVA膜在宽度方向的23℃下的拉伸弹性模量的变动系数的测定
从PVA膜的宽度方向的一侧的端部起以100mm间隔对全部宽度切割MD长度为100mm×TD长度为25mm的长方形的试验片。接着，将切割出的试验片分别用拉伸试验机〔(株)岛津制作所制AUTOGRAPH AG-1S试验机〕的上下夹具以使夹具的间隔为7cm的方式夹持上述试验片的长边方向两端，在温度23℃、相对湿度55％的环境下以拉伸速度50mm/分钟将试验片向MD(试验片的长度方向)进行拉伸，由所得的应力-应变曲线中的初始的直线的斜率，算出在23℃下的MD的拉伸弹性模量〔MPa〕。由所得的拉伸弹性模量的平均值和标准偏差，根据下述式，求得PVA膜在宽度方向的23℃下的拉伸弹性模量的变动系数。
PVA膜在宽度方向的23℃下的拉伸弹性模量的变动系数〔％〕＝(PVA膜在宽度方向的23℃下的拉伸弹性模量的标准偏差)/(PVA膜在宽度方向的23℃下的拉伸弹性模量的平均值)×100
(3)PVA膜的水分率的测定
使用水分率不同的多个PVA膜试样，制作表示基于干燥重量法的水分率与红外线吸收式的水分率计(KURABO制的“RM-300”)的测定值的相关关系的校准曲线(换算式)。表1记载的水分率为：使用上述水分率计得到测定值，将其代入上述校准曲线(换算式)，换算成基于干燥重量法的水分率〔重量％〕的值。基于干燥重量法的水分率按照以下方式求得：将使其在105℃下干燥2小时时的PVA膜的重量设为W1、并将干燥前的PVA膜的重量设为W0时，按照下述式求得。
基于干燥重量法的水分率〔重量％〕＝{(W0-W1)÷W0}×100
根据PVA膜的厚度的不同而分别制作上述校准曲线。
(4)膜的厚度的测定
使用(株)尼康制的数字测微器“MH-15M”进行了测定。
(5)热辊的表面温度的测定
使用表面温度计(安立计器株式会社制的“HFT-50”)，对热辊的宽度方向中央部沿圆周方向每隔22.5°测定了16个部位，将这些测定值的平均值作为热辊的表面温度。
(6)偏振板的均方根RMS的测定
从所得的偏振板切割MD长度为50mm×TD长度为全部宽度的带状的试验片。接着，使用延迟测定装置〔大塚电子(株)制的延迟测定装置“RETS-100”〕，在宽度方向以100mm间隔对全部宽度测定吸收轴角度，由所得的测定值根据上述式(1)求得偏振板的吸收轴角度与平均线的差的均方根RMS。上述式(1)中，N为在透射轴方向以100mm间隔测定的吸收轴角度的测定点数，xi为透射轴方向的测定位置，θi为在测定位置xi的吸收轴角度(°)。a为上述式(2)所示的系数，b为上述式(3)所示的系数。式(2)和式(3)中的N、xi及θi与上述式(1)中的含义相同。
(7)条纹状缺陷的评价
从所得的偏振板切割MD长度为400mm×TD长度为全部宽度的带状的试验片。接着，在暗室内，在亮度为20000cd/m2的背光源上配置检查用的偏振板，再在其上配置上述偏振板试验片。此时，以使检查用的偏振板的透射轴与偏振板试验片的透射轴正交的方式配置检查用的偏振板和偏振板试验片。接着，在点亮背光源的状态下从偏振板试验片一侧进行目视观察，按照以下基准对偏振板试验片在吸收轴方向延伸的条纹状的不均(条纹状缺陷)进行了评价。
1：未确认到条纹状缺陷。
2：在全部宽度中观察到较浅的合计1～5根的条纹状缺陷。
3：在全部宽度中观察到明显的合计1～5根的条纹状缺陷。
4：在全部宽度中观察到明显的合计6根以上的条纹状缺陷。
<实施例1>
(1)拉伸膜的制作
准备平均聚合度为约2400、皂化度为99.9摩尔％以上、厚度为30μm、水分率为8.1重量％、在宽度方向的面内相位差值的平均值为1.5nm、在宽度方向的23℃下的拉伸弹性模量的变动系数为2.6％的长条状的聚乙烯醇(PVA)膜。边将该PVA膜连续地卷出，边使用表面温度为119℃的热辊以干式进行单轴拉伸至4.1倍，得到厚度8μm的长条状的拉伸膜。所得的拉伸膜卷绕到卷取辊上而成为拉伸膜卷筒。
(2)偏振膜的制作
边从拉伸膜卷筒连续地卷出拉伸膜，边将拉伸膜在维持紧绷状态下以停留时间1分钟浸渍在30℃的纯水中，之后，以停留时间45秒浸渍在碘/碘化钾/水的重量比为0.1/5/100的28℃的水溶液中。
之后，以停留时间200秒浸渍在碘化钾/硼酸/水的重量比为15/5.5/100的69℃的水溶液中。接着，用20℃的纯水清洗5秒后，使其在60℃下干燥60秒，连续地制造吸附取向有碘的长条状的偏振膜。
〔3〕偏振板的制作
在连续地运送所得的长条状的偏振膜的同时，连续地运送长条状的第1热塑性树脂膜〔Konica Minolta Opto(株)制的三乙酰纤维素(TAC)膜即商品名“KC2UAW”、厚度：25μm〕和长条状的第2热塑性树脂膜〔JSR(株)制的环状聚烯烃系树脂膜即商品名“FEKB015D3”、厚度：15μm〕，边在偏振膜与第1热塑性树脂膜之间以及偏振膜与第2热塑性树脂膜之间注入水系粘接剂，边将其通过1对贴合辊之间，得到包含第1热塑性树脂膜/水系粘合剂层/偏振膜/水系粘合剂层/第2热塑性树脂膜的层叠膜。接着，运送所得的层叠膜，将其通过热风干燥机，进行80℃、300秒的加热处理，由此使水系粘合剂层干燥，得到长条状的偏振板。作为上述的水系粘接剂，使用在将聚乙烯醇粉末〔日本合成化学工业(株)制的商品名“Gohsefimer”、平均聚合度1100〕溶解于95℃的热水而得的浓度3重量％的聚乙烯醇水溶液中以相对于聚乙烯醇粉末100重量份为10重量份的比例混合有交联剂〔日本合成化学工业(株)制的乙醛酸钠〕的水溶液。条纹状缺陷的评价结果如表1所示。
<实施例2>
除了使用在宽度方向的面内相位差值的平均值为3.1nm、在宽度方向的23℃下的拉伸弹性模量的变动系数为3.3％的PVA膜以外，与实施例1同样地制作偏振板。条纹状缺陷的评价结果如表1所示。
<实施例3>
除了使用表面温度为119℃的热辊将PVA膜以干式进行单轴拉伸至3.6倍以外，与实施例2同样地制作偏振板。条纹状缺陷的评价结果如表1所示。拉伸膜的厚度为9μm。
<比较例1～3>
除了使用平均聚合度为约2400、皂化度为99.9摩尔％以上、厚度为30μm、水分率为8.1重量％、在宽度方向的面内相位差值的平均值及在宽度方向的23℃下的拉伸弹性模量的变动系数分别如表1所示的PVA膜以外，与实施例1同样地制作拉伸膜、偏振膜及偏振板。
条纹状缺陷的评价结果如表1所示。
<实施例4>
准备平均聚合度为约2400、皂化度为99.9摩尔％以上、厚度为30μm、水分率为8.1重量％、在宽度方向的面内相位差值的平均值为8.9nm、在宽度方向的23℃下的拉伸弹性模量的变动系数为4.8％的PVA膜。该PVA膜为与比较例1中使用的PVA膜相同的PVA膜。边使该PVA膜在温度60℃、相对湿度90％的恒温恒湿炉内与多个导辊的表面接触，边对其进行1分钟加湿处理。所得的PVA膜的水分率为9.8重量％，在宽度方向的面内相位差值的平均值为4.9nm，在宽度方向的23℃下的拉伸弹性模量的变动系数为3.8％。接着，使用利用该恒温恒湿炉处理后的PVA膜，除此以外，与实施例1同样地制作拉伸膜、偏振膜及偏振板。条纹状缺陷的评价结果如表1所示。拉伸膜的厚度为8μm。
【表1】
符号说明
1聚乙烯醇系树脂膜(PVA系树脂膜)，
2拉伸膜，
5，6，7，8热辊，
10第1夹持辊，
20第2夹持辊。

Claims (3)

1.一种偏振板，其是包含偏振膜和层叠在所述偏振膜的至少一面的热塑性树脂膜的偏振板，
所述偏振膜为干式拉伸膜，
下述式(1)所示的均方根RMS为0.04°以下，
式(1)中，N为在透射轴方向以100mm间隔测定的吸收轴角度的测定点数，xi为在透射轴方向的测定位置，θi为在测定位置xi的吸收轴角度(°)，a为下述式(2)所示的系数，b为下述式(3)所示的系数，
式(2)和式(3)中的N、xi及θi表示与上述相同的含义。
2.根据权利要求1所述的偏振板，其中，所述偏振膜的平均厚度为10μm以下。
3.根据权利要求1或2所述的偏振板，其在所述偏振膜与所述热塑性树脂膜之间具有粘接剂层。
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