CN1307252C - 制备聚乙烯醇薄膜的方法及使用其的偏振薄膜 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种在不形成褶皱和刮痕且不产生薄膜阻塞的情况下制备具有优异外观的光学均一性聚乙烯醇薄膜的方法。该方法包括由聚乙烯醇树脂溶液形成聚乙烯醇薄膜和将薄膜卷绕到柱形芯上的工序，其中卷取薄膜的表面硬度设定为肖氏A硬度60～95，该硬度是在25℃、55%RH条件下根据JIS K 6301测定的。

Description

制备聚乙烯醇薄膜的方法及使用其的偏振薄膜

技术领域

本发明涉及一种制备具有优异外观的聚乙烯醇薄膜的方法及用该聚乙烯醇薄膜得到的具有优异偏振特性的偏振膜。

背景技术

聚乙烯醇薄膜通常通过如下方法制备：将聚乙烯醇树脂溶解于溶剂中，使制得的溶液脱气，用溶液浇铸法使其形成薄膜并使用金属加热辊等使薄膜干燥。然后用干燥器对经历了上述干燥工序的薄膜进行干燥以使薄膜中含有的水分挥发，又在湿度调节器中提供给其预定量的水分并将其卷绕到柱形芯管上从而生产出投放市场的卷取薄膜。作为具有优异形状稳定性的薄膜，上述卷取的聚乙烯醇薄膜已被用于许多用途。有用的用途之一便是光学膜，特别是偏振膜。

如果薄膜在柱形芯上卷绕得过松或过紧，薄膜的外观会产生问题，例如产生褶皱或薄膜刮伤，或产生卷绕的薄膜引起阻塞的问题。如果由曾经引起了该问题的薄膜生产偏振膜，偏振特性也当然会劣化。

本发明的一个目的在于提供一种用于制备聚乙烯醇薄膜的方法，根据该方法，可以防止褶皱和刮痕的产生以及薄膜阻塞，从而提供了一种具有优异外观的光学均一性聚乙烯醇薄膜。

本发明的另一个目的在于提供一种具有优异偏振特性的偏振膜。

本发明的这些以及其他目的将在后面的说明中变得清晰。

发明内容

为了在将薄膜卷绕到柱形芯上的工序中防止聚乙烯醇薄膜形成褶皱和刮痕以及为了防止卷取的薄膜形成阻塞从而得到具有优异外观的聚乙烯醇薄膜，进行了有关薄膜卷特性的研究。从而发现由于上述原因而产生的外观缺陷，例如褶皱，与薄膜卷的表面硬度(卷取薄膜表面的硬度)紧密相关。经过对薄膜卷适当表面硬度的进一步研究，现已发现：当聚乙烯醇薄膜卷绕到柱形芯上从而形成表面硬度为肖氏A硬度60～95的薄膜卷时(该硬度在25℃、55％RH条件下根据JIS K 6301测定)，制得的聚乙烯醇薄膜具有优异的外观，没有产生褶皱和刮痕，也没有产生薄膜阻塞。

根据本发明，提供了一种制备聚乙烯醇薄膜的方法，该方法包括从聚乙烯醇树脂溶液形成聚乙烯醇薄膜和将薄膜卷绕到柱形芯上的工序，其中经过卷绕工序而制得的薄膜卷的表面硬度设定为肖氏A硬度60～95，该硬度在25℃、55％RH条件下根据JIS K 6301测定。

本发明还提供了一种由聚乙烯醇薄膜制备的偏振膜，该聚乙烯醇薄膜用本发明的上述方法制备。

附图说明

图1为表示用于制备本发明聚乙烯醇薄膜的方法一例的简图。

图2为表示用于制备本发明聚乙烯醇薄膜的方法另一例的简图。

图3为表示中凸辊形状的平面图，该中凸辊为用于进行本发明方法的导辊的一例。

在本发明的方法中，用聚乙烯醇树脂作为形成薄膜的材料。聚乙烯醇树脂通常通过聚合醋酸乙烯酯并使聚醋酸乙烯酯水解而制备。本发明所使用的聚乙烯醇树脂并不限于聚醋酸乙烯酯的水解产物，可以含有少量，例如0～15摩尔％，特别是0～5摩尔％可以与醋酸乙烯酯共聚的其他组分，例如不饱和羧酸(包括其盐、酯、酰胺、腈)，具有2～30个碳原子的烯烃，例如乙烯、丙烯、正丁烯或异丁烯、乙烯基醚，不饱和磺酸盐等。聚乙烯醇树脂可以含有甲硅烷基。含有甲硅烷基的树脂可以根据已知方法制备，例如使用甲硅烷基化剂进行后改性或用含有甲硅烷基的烯烃系不饱和单体与醋酸乙烯酯共聚后进行水解。含有甲硅烷基的烯烃系不饱和单体为，例如乙烯基硅烷、(甲基)丙烯酰胺烷基硅烷等。

聚乙烯醇树脂的聚合度并无特别限制，但优选1,000～7,000，更优选1,2 00～6,000，进一步优选1,400～5,000。如果聚合度小于1,000，当聚乙烯醇树脂薄膜用于生产偏振膜时，无法获得足够的偏振特性。如果聚合度高于7,000，由于难于将薄膜拉伸，因此偏振膜的工业生产变得困难。

聚乙烯醇树脂的水解度优选不小于80摩尔％，更优选为85～100摩尔％，进一步优选98～100摩尔％。如果水解度低于80摩尔％，当聚乙烯醇树脂薄膜用于生产偏振膜时，难以获得足够的偏振特性。

必要时，聚乙烯醇树脂可以与通常使用的增塑剂混合，例如甘油、双甘油、三甘油、乙二醇、三乙二醇或聚乙二醇，以聚乙烯醇树脂为基础，其用量最多为30重量％，优选最多为25重量％，更优选最多20重量％。如果增塑剂量超过30重量％，则薄膜强度劣化。

优选地，在聚乙烯醇树脂中加入非离子、阴离子或阳离子表面活性剂，特别是具有脱模作用的表面活性剂，例如聚氧乙烯烷基胺，以聚乙烯醇树脂为基础，其用量最多为5重量％，优选0.001～3重量％，更优选0.001～2重量％。如果表面活性剂量超过5重量％，薄膜表面的外观容易劣化。

在本发明中，将聚乙烯醇树脂溶解于溶剂中，使用制得的溶液制备聚乙烯醇树脂薄膜。

在将树脂溶解于水或有机溶剂而制备聚乙烯醇树脂溶液后，将制得的溶液成型为薄膜从而得到原膜状料(raw film web)。

用于制备聚乙烯醇树脂溶液的溶剂实例包括例如水、二甲基亚砜(DMSO)、N-甲基吡咯烷酮、多元醇如甘油、乙二醇、丙二醇、二乙二醇、三乙二醇、四乙二醇或三羟甲基丙烷、胺化合物如乙二胺或二亚乙基三胺以及这些溶剂的混合物。

上述有机溶剂可以含有少量，例如5～30重量％的水。

从实用角度出发，聚乙烯醇树脂在聚乙烯醇树脂溶液中的浓度为5～70重量％。

可以采用已知方法，例如浇铸和挤出将聚乙烯醇树脂溶液成型为薄膜。薄膜成型方法可以为湿法或干法。在湿法中，溶液通过狭缝一次被排出到空气或惰性气体氛围气，如氮气、氦气、氩气中，然后被导入凝固浴形成未拉伸薄膜；在干法中，溶液通过狭缝被排出到支撑装置如辊或带式运输机上从而形成薄膜，干燥后成为未拉伸薄膜。

必要时上述形成的未拉伸薄膜可以进一步进行干燥处理、热处理和湿度调节处理。

优选地，上述制得的然后被导入卷绕工序的未拉伸聚乙烯醇薄膜具有0.5～7重量％的水分含量，特别优选水分含量为0.5～6重量％，其原因在于，如果薄膜的水分含量在上述范围内，则由于阻塞等导致的问题，特别是在高速卷绕时薄膜的断裂以及在将薄膜切断时薄膜边缘部分的开裂不易发生。

必要时可以用纵断器将聚乙烯醇薄膜切割成具有预定宽度的带状物，随后卷绕到柱形芯上成为供应市场的薄膜卷。通过用胶带暂时将薄膜的顶部紧固到芯表面，然后以预定卷绕速度旋转芯从而将聚乙烯醇薄膜卷绕到柱形芯上。

在本发明中，柱形芯的类型并无特别限制，可以使用由各种金属材料，例如铝，塑性材料例如氯乙烯树脂，纸材料等制成的柱形芯。

必要的是，处于卷绕到柱形芯状态下的聚乙烯醇薄膜的表面硬度，即薄膜卷的表面硬度为60～95，优选70～90，该硬度值为25℃、55％RH条件下根据JIS K 6301测定的肖氏A硬度。如果薄膜卷表面的肖氏A硬度小于60，则卷绕过松，辊变形为椭圆形或运输辊时产生凹陷或不均匀，从而导致质量的劣化。如果肖氏A硬度高于95，则卷绕过紧，有可能导致材料变形(永久变形)且卷绕紧引发褶皱的产生。在本发明中，薄膜卷的表面硬度是通过在25℃、55％RH条件下根据JIS K 6301用硬度计测定辊表面三点(中心点和两边缘附近点)的肖氏硬度并且将三个测定值进行平均而得到的。

在将聚乙烯醇薄膜卷绕到柱形芯的工序中，为了使制得的卷取薄膜卷具有这样的一个表面硬度，适宜例如象图1和2所示那样，使导辊2和卷绕辊平行配置，其中柱形芯连接在卷绕辊上。在这种情况下，如图1所示，在使柱形芯管1和导辊2保持间距(α)的情况下，即导辊2不与薄膜卷接触的非接触状态(以下将这种卷绕方式称为“近卷绕”)下将薄膜卷绕到柱形芯管1上。另外，可以在导辊2通过聚乙烯醇薄膜3与柱形芯管1(以及卷绕过程中的薄膜卷)接触的状态(以下将这种卷绕方式称为“接触卷绕”)下将薄膜卷绕到柱形芯管1上。具有所需表面硬度的薄膜卷可以通过使用上述方式进行的卷绕而制得。

作为所使用的导辊2，其为具有例如图3所示结构的辊，其中在轴6的周围形成有弹性体层5。对于辊的形状，优选使用中凸辊，其具有的形状使导辊2的弹性体层5的直径从中心向两端逐渐减小，使弹性体层5的圆周形成曲线。即使在将薄膜卷绕到卷绕辊上时形成了褶皱，由于使用具有该形状的导辊也可以使褶皱向卷绕辊的两端消失，从而有效地防止了褶皱的形成。

导辊2的形成材料并无特别限制，可以使用任何已知用于形成弹性体层5的材料的弹性体。其实例包括例如异戊二烯橡胶、氯丁二烯橡胶、丁二烯橡胶、乙丙橡胶、硅橡胶、氟橡胶、丙烯腈-丁二烯橡胶(NBR)等。

优选地，导辊2的弹性体层5的JIS A硬度为30～90°。

在使用中凸辊作为导辊2的情况下，优选地，例如，中心部分的直径为50～200mm，中凸量(辊中心直径与两端直径的差)为0.1～10mm。

中凸辊的中凸曲线(从中心到端部的曲线度)通过，例如以下四次曲线方程(a)、二次曲线方程(b)或正弦曲线方程(c)进行计算，适当选择计算方程。关于下述方程(a)～(c)中的参数参照图3。在图3中，D为中凸辊的直径(中心值)。

$\mathrm{Cx}=C[1+\frac{1}{5}{\left(\frac{X}{N}\right)}^4-\frac{6}{5}{\left(\frac{X}{N}\right)}^2]---\left(a\right)$

其中，C为指定的中凸值，Cx为x点的中凸值，X为测定位置，N为区划数。

$\mathrm{Cx}=C[1-{\left(\frac{X}{N}\right)}^2]---\left(b\right)$

其中，Cx、C、X及N与上述定义相同。

$\mathrm{Cx}=C\·\sin (\frac{\mathrm{\π}}{2}\×{\frac{X}{N}}^{\text{'}})---\left(c\right)$

其中，Cx、C及N与上述定义相同，X’为测定的位置。

除了上述中凸辊外，还可以使用弹簧辊和其他辊作为导辊2。

上述制得的聚乙烯醇薄膜卷具有优异的外观，适用于制备偏振膜。由上述制得的聚乙烯醇薄膜制备偏振膜的方法将在下面进行说明。

用于制备偏振膜的方法为适用的已知方法，如将制得的聚乙烯醇薄膜拉伸(取向)，然后将薄膜浸于碘或二色性染料的溶液中进行染色，随后用硼化合物进行处理的方法；同时进行拉伸和染色，然后用硼化合物进行处理的方法；用碘或二色性染料将薄膜进行染色并拉伸，然后用硼化合物进行处理的方法；在将薄膜染色后，在硼化合物的溶液中对染色薄膜进行拉伸的方法。由本发明的聚乙烯醇薄膜制备偏振膜的方法可以从这些方法中适当选择。

在制备偏振膜中所使用的聚乙烯醇薄膜的厚度优选20～100μm，更优选30～90μm。如果薄膜厚度小于20μm，则难于拉伸；如果薄膜厚度大于100μm，则薄膜厚度精度降低。

如上所述，对聚乙烯醇薄膜(未拉伸薄膜)进行拉伸、染色和硼化合物处理。拉伸、染色和硼化合物处理可以分步进行或同时进行。在本发明中，优选地，在进行染色工序和硼化合物处理工序之一或两者中，进行单轴拉伸(单轴取向)。

优选单轴拉伸薄膜3～10倍，特别优选3.5～6倍。在单轴拉伸时，也可以在垂直单轴拉伸的方向对薄膜进行少量拉伸(达到或好于防止在垂直方向收缩的程度)。拉伸温度优选40～170℃。最终获得上述拉伸比率便足够了，因此拉伸操作可以在制备工序的单一阶段或任意阶段进行。

将含有碘或二色性染料的液体与薄膜接触对聚乙烯醇薄膜进行染色。通常使用碘-碘化钾的水溶液。优选地，碘的浓度为0.1～2g/l，碘化钾的浓度为10～50g/l，碘/碘化钾的混合重量比为20～100。实用中，染色时间为约30～500秒，优选地，染色浴的温度为5～50℃。用水作为溶剂，但溶剂可以含有少量与水混溶的有机溶剂。任何已知方法，如浸渍、涂布和喷淋都适用于使染色溶液与薄膜接触。

然后可以用硼化合物对染色的聚乙烯醇薄膜进行处理。从实用方面出发，使用硼酸或硼砂作为硼化合物。所用硼化合物为溶于水的溶液或溶于水和有机溶剂的混合溶剂的溶液，其浓度约为0.5～2摩尔/升。从实用角度出发，优选在溶液中加入少量碘化钾。优选用浸渍法进行硼化合物处理，但涂布法和喷淋法也当然适用。处理在约50～70℃的温度下进行约5～20分钟。如果需要，可以在硼化合物处理过程中进行拉伸操作。

可以在这样制得的偏振膜的任何一面或两面层压光学各向同性的聚合物膜或片作为保护膜。保护膜的实例包括例如纤维素三乙酸酯、纤维素二乙酸酯、聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚苯乙烯、聚醚砜、聚芳酯(polyarylate)、聚4-甲基戊烯、聚苯醚等的膜或片。

为了使偏振膜薄，可以在偏振膜的任何一面或两面涂布固化性聚合物，例如聚氨酯树脂、丙烯酸类树脂或尿素树脂形成保护层而不层压保护膜。

可以用通常的方法在偏振膜(或在其至少一面上设置了保护膜或涂层的偏振膜)的一面上再设置透明的压敏粘合层。由于偏振膜的偏振特性不受损伤，因此特别优选压敏粘合剂包含的主要成分为丙烯酸酯例如丙烯酸丁酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸甲酯或丙烯酸2-乙基己酯，α-单烯属羧酸例如丙烯酸、马来酸、衣康酸、甲基丙烯酸或巴豆酸，以及可有可无的乙烯基单体例如丙烯腈、醋酸乙烯酯或苯乙烯的共聚物。但是，压敏粘合剂并不限于这些物质，任何已知透明的压敏粘合剂都可以用于本发明，例如以聚乙烯基醚为基础的粘合剂和以橡胶为基础的粘合剂。

上述制备的偏振膜用于，例如，数字台式计算器、数字手表、文字处理器、个人电脑、袖珍信息终端、汽车和机器计量表的液晶显示装置、太阳镜、安全风镜、立体眼镜、显示装置(如CRT或LCD)用的减反射层、医疗设备、建筑材料、玩具等。

本发明将通过下面的实施例和比较例进行更为详细的说明，其中只要没有特别说明，所有“％”均为“重量％”。

具体实施方式

实施例1

用平均聚合度为1700、水解度为99.7摩尔％的聚乙烯醇树脂，用甘油作为增塑剂，用聚氧乙烯烷基胺作为表面活性剂(脱模剂)制备固体浓度为45％(固体物质包括增塑剂和脱模剂)的聚乙烯醇树脂的水溶液。从T型模头将溶液浇铸到转筒辊上形成薄膜并干燥，随后进行热处理和湿度调节，制得水分含量为4％的聚乙烯醇薄膜。

然后在下述条件(卷绕1,000m)下，如图1所示，将聚乙烯醇薄膜卷绕到与导辊2平行的柱形芯管1上。聚乙烯醇薄膜3的卷绕在非接触状态下进行，即在操作(近卷绕)过程中，柱形芯管1和导辊2保持距离。

柱形芯管

材料：铝

直径(外径)：165mm

柱体长度：2.7m

导辊

材料：丙烯腈-丁二烯橡胶(NBR)

中心直径：150mm

端部直径：149mm

中凸曲线：四次曲线方程(a)；指定中凸值C＝1

导辊(中凸辊)硬度：60

卷绕条件

导辊与芯管之间的间隙α(间隙距离)：15mm

卷绕张力：100N/m

卷绕速度：80m/分

通过卷绕1,000m的聚乙烯醇薄膜而制得的薄膜卷，其硬度在25℃、55％RH条件下，根据JIS K 6301用硬度计(Shimadzu Corporation生产的JIS硬度测试仪)进行测定。薄膜卷的肖氏A硬度为73。

然后以1.23m/分的速度将聚乙烯醇薄膜卷展开。在24℃用于清洗的水浴中使薄膜溶胀后，将薄膜在碘浴(20℃、碘0.17g/l)中单轴拉伸1.8倍并在硼酸浴(50℃、碘12ppm、硼酸47g/l)中单轴拉伸1.7倍，然后以5.6m/分的卷绕速度进一步将薄膜单轴拉伸共4.6倍，制得偏振膜。

实施例2

用与实施例1相同的方法制备水分含量为4％的聚乙烯醇薄膜。

然后在下述条件(卷绕1,000m)下，如图1所示，将聚乙烯醇薄膜卷绕到与导辊2平行的柱形芯管1上。聚乙烯醇薄膜3的卷绕在非接触状态下进行，即在操作(近卷绕)过程中，柱形芯管1和导辊2保持距离。

柱形芯管

材料：铝

直径(外径)：165mm

柱体长度：2.7m

导辊

材料：丙烯腈-丁二烯橡胶(NBR)

中心直径：150mm

端部直径：149mm

中凸曲线：四次曲线方程(a)；指定中凸值C＝1

导辊(中凸辊)硬度：60

卷绕条件

导辊与芯管之间的间隙α(间隙距离)：15mm

卷绕张力：120N/m

卷绕速度：80m/分

通过卷绕1,000m的聚乙烯醇薄膜而制得的薄膜卷，其硬度在25℃、55％RH条件下，根据JIS K 6301，用与实施例1相同的方法进行测定。薄膜卷的肖氏A硬度为85。

用与实施例1相同的方法将聚乙烯醇薄膜卷展开、处理、单轴拉伸共4.6倍，制得偏振膜。

实施例3

用与实施例1相同的方法制备水分含量为4％的聚乙烯醇薄膜。

然后在下述条件(卷绕1,000m)下，如图1所示，将聚乙烯醇薄膜卷绕到与导辊2平行的柱形芯管1上。聚乙烯醇薄膜3的卷绕在非接触状态下进行，即在操作(近卷绕)过程中，柱形芯管1和导辊2保持距离。

柱形芯管

材料：铝

直径(外径)：165mm

柱体长度：2.7m

导辊

材料：丙烯腈-丁二烯橡胶(NBR)

中心直径：150mm

端部直径：149mm

中凸曲线：四次曲线方程(a)；指定中凸值C＝1

导辊(中凸辊)硬度：60

卷绕条件

导辊与芯管之间的间隙α(间隙距离)：15mm

卷绕张力：140N/m

卷绕速度：80m/分

通过卷绕1,000m的聚乙烯醇薄膜而制得的薄膜卷，其硬度在25℃、55％RH条件下，根据JIS K 6301，用与实施例1相同的方法进行测定。薄膜卷的肖氏A硬度为92。

用与实施例1相同的方法将聚乙烯醇薄膜卷展开、处理、单轴拉伸共4.6倍，制得偏振膜。

实施例4

用与实施例1相同的方法制备水分含量为4％的聚乙烯醇薄膜。

然后在下述条件(卷绕1,000m)下，如图2所示，将聚乙烯醇薄膜卷绕到与导辊2平行的柱形芯管1上。卷绕在导辊2通过聚乙烯醇薄膜3与柱形芯管1接触的状态(接触卷绕)下进行。

柱形芯管

材料：铝

直径(外径)：165mm

柱体长度：2.7m

导辊

材料：丙烯腈-丁二烯橡胶(NBR)

中心直径：150mm

端部直径：149mm

中凸曲线：四次曲线方程(a)；指定中凸值C＝1

导辊(中凸辊)硬度：60

卷绕条件

导辊的接触压力：100N/m

卷绕张力：100N/m

卷绕速度：80m/分

通过卷绕1,000m的聚乙烯醇薄膜而制得的薄膜卷，其硬度在25℃、55％RH条件下，根据JIS K 6301，用与实施例1相同的方法进行测定。薄膜卷的肖氏A硬度为73。

用与实施例1相同的方法将聚乙烯醇薄膜卷展开、处理、单轴拉伸共4.6倍，制得偏振膜。

实施例5

用与实施例1相同的方法制备水分含量为4％的聚乙烯醇薄膜。

然后在下述条件(卷绕1,000m)下，如图2所示，将聚乙烯醇薄膜卷绕到与导辊2平行的柱形芯管1上。卷绕在导辊2通过聚乙烯醇薄膜3与柱形芯管1接触的状态(接触卷绕)下进行。

柱形芯管

材料：铝

直径(外径)：165mm

柱体长度：2.7m

导辊

材料：丙烯腈-丁二烯橡胶(NBR)

中心直径：150mm

端部直径：149mm

中凸曲线：四次曲线方程(a)；指定中凸值C＝1

导辊(中凸辊)硬度：60

卷绕条件

导辊的接触压力：150N/m

卷绕张力：120N/m

卷绕速度：80m/分

通过卷绕1,000m的聚乙烯醇薄膜而制得的薄膜卷，其硬度在25℃、55％RH条件下，根据JIS K 6301，用与实施例1相同的方法进行测定。薄膜卷的肖氏A硬度为92。

用与实施例1相同的方法将聚乙烯醇薄膜卷展开、处理、单轴拉伸共4.6倍，制得偏振膜。

比较例1

用与实施例1相同的方法制备水分含量为4％的聚乙烯醇薄膜。

然后在下述条件(卷绕1,000m)下，如图1所示，将聚乙烯醇薄膜卷绕到与导辊2平行的柱形芯管1上。聚乙烯醇薄膜3的卷绕在非接触状态下进行，即在操作(近卷绕)过程中，柱形芯管1和导辊2保持距离。

柱形芯管

材料：铝

直径(外径)：165mm

柱体长度：2.7m

导辊

材料：丙烯腈-丁二烯橡胶(NBR)

中心直径：150mm

端部直径：149mm

中凸曲线：四次曲线方程(a)；指定中凸值C＝1

导辊(中凸辊)硬度：60

卷绕条件

导辊与芯管之间的间隙α(间隙距离)：5mm

卷绕张力：160N/m

卷绕速度：80m/分

通过卷绕1,000m的聚乙烯醇薄膜而制得的薄膜卷，其硬度在25℃、55％RH条件下，根据JIS K 6301，用与实施例1相同的方法进行测定。薄膜卷的肖氏A硬度为98。

用与实施例1相同的方法将聚乙烯醇薄膜卷展开、处理、单轴拉伸共4.6倍，制得偏振膜。由于紧卷绕使褶皱产生，因此制得的偏振膜不良，从而无法实现均一染色和拉伸。

比较例2

用与实施例1相同的方法制备水分含量为4％的聚乙烯醇薄膜。

然后在下述条件(卷绕1,000m)下，如图1所示，将聚乙烯醇薄膜卷绕到与导辊2平行的柱形芯管1上。聚乙烯醇薄膜3的卷绕在非接触状态下进行，即在操作(近卷绕)过程中，柱形芯管1和导辊2保持距离。

柱形芯管

材料：铝

直径(外径)：165mm

柱体长度：2.7m

导辊

材料：丙烯腈-丁二烯橡胶(NBR)

中心直径：150mm

端部直径：149mm

中凸曲线：四次曲线方程(a)；指定中凸值C＝1

导辊(中凸辊)硬度：25

卷绕条件

导辊与芯管之间的间隙α(间隙距离)：25mm

卷绕张力：60N/m

卷绕速度：80m/分

通过卷绕1,000m的聚乙烯醇薄膜而制得的薄膜卷，其硬度在25℃、55％RH条件下，根据JIS K 6301，用与实施例1相同的方法进行测定。薄膜卷的肖氏A硬度为55。

用与实施例1相同的方法将聚乙烯醇薄膜卷展开、处理、单轴拉伸共4.6倍，制得偏振膜。但是，由于辊变形为椭圆状且无法实现稳定的展开，因此产生褶皱，无法实现均一染色和拉伸。制得的偏振膜不良。

比较例3

用与实施例1相同的方法制备水分含量为4％的聚乙烯醇薄膜。

然后在下述条件(卷绕1,000m)下，如图2所示，将聚乙烯醇薄膜卷绕到与导辊2平行的柱形芯管1上。卷绕在导辊2通过聚乙烯醇薄膜3与柱形芯管1接触的状态(接触卷绕)下进行。

柱形芯管

材料：铝

直径(外径)：165mm

柱体长度：2.7m

导辊

材料：丙烯腈-丁二烯橡胶(NBR)

中心直径：150mm

端部直径：149mm

中凸曲线：四次曲线方程(a)；指定中凸值C＝1

导辊(中凸辊)硬度：25

卷绕条件

导辊的接触压力：50N/m

卷绕张力：60N/m

卷绕速度：80m/分

通过卷绕1,000m的聚乙烯醇薄膜而制得的薄膜卷，其硬度在25℃、55％RH条件下，根据JIS K 6301，用与实施例1相同的方法进行测定。薄膜卷的肖氏A硬度为55。

用与实施例1相同的方法将聚乙烯醇薄膜卷展开、处理、单轴拉伸共4.6倍，制得偏振膜。但是，由于如比较例2那样，无法实现均一染色和拉伸，因此制得的偏振膜不良。

根据下述方法对实施例和比较例中制得的聚乙烯醇薄膜和偏振膜进行评价。结果示于表1。

褶皱出现

针对褶皱的出现，对卷绕1000m的聚乙烯醇薄膜进行目视观察并根据下述标准进行评价。

○：没有发现褶皱形成。

×：发现褶皱形成。

不均匀染色

针对不均匀染色，对偏振膜进行目视观察并根据下述标准进行评价。

○：没有发现不均匀染色。

×：发现不均匀染色。

偏振特性

用光谱色度计(Nippon Denshoku Kogyo Kabushiki Kaisha生产的∑90型)在横向的五个位置上测定偏振膜的单百分比透射率和偏振度，分别求得平均值。

表1

	实施例1	实施例2	实施例3	实施例4	实施例5	比较例1	比较例2	比较例3
									聚乙烯醇薄膜是否出现褶皱不均匀染色	○○	○○	○○	○○	○○	××	××	××
偏振特性透射率(％)偏振度(％)	42.899.2	42.799.1	42.799.0	42.899.2	42.799.0	42.697.6	42.496.8	42.697.6

如表1所示，实施例中制备的聚乙烯醇薄膜在卷绕状态下良好，因此由其制备的偏振膜在展开、染色和拉伸工序中没有产生褶皱，没有不均匀染色出现且具有优异的光学特性。

与此相比，比较例中制备的聚乙烯醇薄膜在卷绕状态下不良，在展开时产生褶皱，因此没有实现均匀染色和拉伸，从而使不均匀染色产生且制备的偏振膜光学特性差。

如上所述，在本发明中，由聚乙烯醇树脂溶液形成的聚乙烯醇薄膜被卷绕到柱形芯上，从而使制得的薄膜卷具有60～95的表面硬度，该硬度为在25℃、55％RH条件下根据JIS K 6301测定的肖氏A硬度。其结果在卷绕的薄膜上没有形成褶皱且无薄膜阻塞产生，因此其外观良好且制备的聚乙烯醇薄膜整体上具有均一性。

因此，由于在偏振膜的生产中在拉伸工序中没有不均匀拉伸发生，因此由该聚乙烯醇薄膜制备的偏振膜具有优异的偏振特性。

又，当被卷绕的聚乙烯醇薄膜具有0.5～7重量％的水分含量时，由薄膜阻塞引起的问题特别是在高速卷绕时薄膜的断裂不会发生，而且薄膜可以被切割成带状而在带状物的边缘部分不产生开裂。

又，如果将导辊配置于用于在其上面卷绕薄膜的柱形芯的附近，而且在卷绕过程中，在保持芯与导辊之间距离的状态下或在导辊通过卷绕薄膜与芯接触的状态下使薄膜从芯和导辊之间通过而将薄膜卷绕到芯上，则更容易将卷绕薄膜的表面硬度控制所希望的范围内。

Claims (3)

1、一种制备聚乙烯醇薄膜的方法，该方法包括由聚乙烯醇树脂溶液形成聚乙烯醇薄膜和将该薄膜卷绕到柱形芯上的工序，其中将导辊配置于该柱形芯的附近，而且在卷绕过程中、在保持该芯与该导辊之间距离的状态下或在该导辊通过运动的薄膜与该柱形芯接触的状态下，使该薄膜从该芯和该导辊之间通过，从而将该薄膜卷绕到该柱形芯上，经过卷绕工序而制得的薄膜卷的表面硬度设定为肖氏A硬度60～95，该硬度是在25℃、55％RH条件下根据JIS K 6301测定的。

2、根据权利要求1记载的方法，其中该聚乙烯醇薄膜的水分含量为0.5～7重量％。

3、根据权利要求1的方法，其中该导辊为中凸辊。

Images