JP4904415B2 - Method for cutting vinyl alcohol polymer film for drawing - Google Patents
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Description
本発明は、偏光フィルムや寒冷紗の製造原料として有用で、延伸加工時にフィルムの幅方向の両端部からの破断が少なく、均一な延伸を行いやすい、延伸加工用ビニルアルコール系重合体フィルムの製造法に関するものである。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention is useful as a raw material for producing a polarizing film or a cold chill, has little breakage from both end portions in the width direction of the film during stretching, and can be easily stretched uniformly. A method for producing a vinyl alcohol polymer film for stretching It is about.
光の透過および遮蔽機能を有する偏光板は、光のスイッチング機能を有する液晶とともに、液晶ディスプレイ(LCD)の基本的な構成要素である。このLCDの適用分野も、開発初期の頃の電卓および腕時計などの小型機器から、近年では、ラップトップパソコン、ワープロ、液晶カラープロジェクター、車載用ナビゲーションシステム、液晶テレビ、パーソナルホンおよび屋内外の計測機器などの広範囲に広がり、従来品以上に安価な偏光板が求められている。 A polarizing plate having a light transmission and shielding function is a basic component of a liquid crystal display (LCD) together with a liquid crystal having a light switching function. This LCD can be applied to small devices such as calculators and wristwatches in the early days of development, and in recent years, laptop computers, word processors, liquid crystal color projectors, in-vehicle navigation systems, liquid crystal televisions, personal phones, and indoor and outdoor measuring devices. There is a need for a polarizing plate that spreads over a wide range and is cheaper than conventional products.
偏光板は、一般にビニルアルコール系重合体フィルム(以下、ビニルアルコール系重合体を「PVA」、ビニルアルコール系重合体フィルムを「PVAフィルム」と略記することがある)を一軸延伸させて染色するか、染色した後一軸延伸してから、ホウ素化合物で固定処理を行った(染色と固定処理が同時の場合もある)偏光フィルムに、三酢酸セルロース(TAC)フィルムや酢酸・酪酸セルロース(CAB)フィルムなどの保護膜を貼り合わせた構成となっている。 The polarizing plate is generally dyed by uniaxially stretching a vinyl alcohol polymer film (hereinafter, the vinyl alcohol polymer may be abbreviated as “PVA” and the vinyl alcohol polymer film as “PVA film”). After the dyeing, the film was uniaxially stretched, and then fixed with a boron compound (the dyeing and fixing processes may be performed simultaneously), the cellulose triacetate (TAC) film, and the acetic acid / cellulose butyrate (CAB) film. It is the structure which bonded protective films, such as.
また、農業の合理化や機械化に伴い、PVA製の寒冷紗やビニルハウス内のPVA製の保温カーテンなども注目されている。 In addition, with the rationalization and mechanization of agriculture, PVA-made chillers, PVA-made insulation curtains in vinyl houses, and the like are attracting attention.
ところで、偏光フィルムや寒冷紗を製造するには、前記したようにPVAフィルムを延伸する延伸工程が必要であるが、外観的には均一に見えるPVAフィルムであっても、フィルム幅方向の中央部と両端部とでは厚みが異なっていたり乾燥の程度が異なっているため、延伸加工を行うと、フィルムの幅方向の両端部が裂けてそこから破断することがあり、大きなコストロスとなる。偏光板メーカーや寒冷紗メーカーでは、収率改善のために延伸加工時に破断が発生しないPVAフィルムが要望されている。 By the way, in order to manufacture a polarizing film or a cold water bottle, a stretching process for stretching a PVA film is necessary as described above. However, even if it is a PVA film that looks uniform in appearance, Since the thickness and the degree of drying are different at both ends, when the stretching process is performed, both ends in the width direction of the film may tear and break from there, resulting in a large cost loss. In order to improve the yield, a polarizing plate manufacturer or a cold chiller manufacturer demands a PVA film that does not break during stretching.
そこで、本発明の目的は、延伸加工時にフィルムの幅方向の両端部からの破断が少なく、均一な延伸が容易で、寒冷紗や偏光フィルムの製造原料として有用なPVAフィルムを得られるようにする点にある。 Therefore, an object of the present invention is to obtain a PVA film that is less likely to break from both ends in the width direction of the film during stretching, is easy to stretch uniformly, and is useful as a raw material for cold chills and polarizing films. It is in.
上記課題を解決するため、本発明者らは、延伸加工前に予めPVAフィルムの幅方向の両端部を除去するように切断する方法に着目し、温度と揮発分が特定の範囲に保たれたPVAフィルムを刃物による切断に供することにより、均一な延伸を容易に行うことができ、偏光フィルムや寒冷紗などの製造原料として有用な、PVAフィルムを得ることができることを見出し、本発明を完成した。
すなわち、本発明の一構成は、刃物を用いて、延伸加工前に予めPVAフィルムの幅方向の両端部を除去するように切断する方法であって、該切断に供されるPVAフィルムの温度が10℃乃至70℃で、揮発分が0.1%乃至10%であり、互いに平行した2本のロールにフィルムが接触しており、その接触点間距離が80cm以下であり、その間でフィルムを刃物で切断するときに、刃物がフィルムを切断する位置と直近のロールがフィルムと接触する位置との距離が、0.5cm乃至15cmである、延伸加工用PVAフィルムの切断方法である。
本発明の他の構成は、刃物を用いて、延伸加工前に予めPVAフィルムの幅方向の両端部を除去するように切断する方法であって、該切断に供されるPVAフィルムの温度が10℃乃至70℃で、揮発分が0.1%乃至10%であり、複数の大径部と小径部を交互に有する金属ロールの大径部での周速がフィルム速度と実質的に同一であり、大径部とフィルムとが接触しており、大径部での金属ロールの直径が5cm乃至30cmであり、小径部の位置で刃物によりフィルムを切断する、延伸加工用PVAフィルムの切断方法である。
In order to solve the above problems, the present inventors focused on a method of cutting so as to remove both ends in the width direction of the PVA film in advance before stretching, and the temperature and volatile content were kept in a specific range. By subjecting the PVA film to cutting with a blade, uniform stretching can be easily performed, and it has been found that a PVA film useful as a raw material for production of a polarizing film, a cold chill, etc. can be obtained, and the present invention has been completed.
That is, one configuration of the present invention is a method of cutting using a blade so as to remove both ends in the width direction of the PVA film in advance before stretching, and the temperature of the PVA film subjected to the cutting is At 10 ° C to 70 ° C, the volatile content is 0.1% to 10%, the film is in contact with two parallel rolls, the distance between the contact points is 80 cm or less, and the film is When cutting with a blade, the distance between the position where the blade cuts the film and the position where the nearest roll comes into contact with the film is 0.5 cm to 15 cm.
Another configuration of the present invention is a method of cutting so as to remove both end portions in the width direction of the PVA film in advance before stretching by using a blade, and the temperature of the PVA film used for the cutting is 10 The peripheral speed at the large-diameter portion of the metal roll having a plurality of large-diameter portions and small-diameter portions alternately is substantially the same as the film speed. A method for cutting a PVA film for stretching, wherein the large diameter portion and the film are in contact with each other, the diameter of the metal roll at the large diameter portion is 5 to 30 cm, and the film is cut with a blade at the position of the small diameter portion It is.
本発明によれば、目的とする偏光フィルムや寒冷紗などの製造原料として有用な、延伸加工用PVAフィルムが確実に得られる。よって、延伸加工時にフィルムの幅方向の両端部からの破断の発生が少なく、均一な延伸加工が容易で、幅広の良品が高い収率で得られ、液晶表示画面の低価格化などに対応可能となる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the PVA film for extending | stretching process useful as manufacturing raw materials, such as a target polarizing film and a cold chill, is obtained reliably. Therefore, there is little occurrence of breakage at both ends in the width direction of the film during stretching, uniform stretching is easy, wide good products can be obtained with high yield, and it is possible to respond to lower prices of liquid crystal display screens, etc. It becomes.
本発明によれば、均一な延伸が容易な偏光フィルム用PVAフィルムが得られる。このPVAフィルムを用いて、液晶表示画面用として最適な偏光フィルムを得ることができる。 According to the present invention, a PVA film for a polarizing film that can be easily stretched uniformly is obtained. By using this PVA film, an optimum polarizing film for a liquid crystal display screen can be obtained.
以下、本発明を詳細に説明する。
本発明において、延伸加工前に予めPVAフィルムの幅方向の両端部を除去するように切断する際に、PVAフィルムの温度が10℃乃至70℃であることが重要で、より好ましくは20℃乃至60℃である。PVAフィルムの温度が70℃を超える場合には、PVAフィルムが柔軟になりすぎてきれいにスリットできず、延伸加工時にPVAフィルムの両端部から破断が発生しやすい。一方、PVAフィルムの温度が10℃未満では、フィルムが硬くなってスリット時にPVAフィルムが破断することがある。また、PVAフィルムを製膜時に10℃未満にまで冷却しようとすると、冷却ロール表面で結露が起こり、PVAフィルムに水滴が付着して、ロール状に巻き上げて保存したときにブロッキングすることがある。また、延伸加工時に水滴が付着した部分から破断が発生することがある。
Hereinafter, the present invention will be described in detail.
In the present invention, it is important that the temperature of the PVA film is 10 ° C. to 70 ° C., more preferably 20 ° C. to 70 ° C., when cutting so as to remove both ends in the width direction of the PVA film before stretching. 60 ° C. When the temperature of the PVA film exceeds 70 ° C., the PVA film becomes too flexible and cannot be slit cleanly, and breakage tends to occur from both ends of the PVA film during stretching. On the other hand, when the temperature of the PVA film is less than 10 ° C., the film becomes hard and the PVA film may be broken at the time of slitting. In addition, if the PVA film is cooled to less than 10 ° C. during film formation, condensation occurs on the surface of the cooling roll, and water droplets may adhere to the PVA film, which may be blocked when rolled up and stored. In addition, breakage may occur from the portion where water droplets adhere during stretching.
ここで、PVAフィルムをスリットする時の温度の測定は、スポットタイプディジタル放射温度計(温度計505A、ミノルタ株式会社製)を用いて測定した。 Here, the temperature when slitting the PVA film was measured using a spot type digital radiation thermometer (thermometer 505A, manufactured by Minolta Co., Ltd.).
また、本発明において、製膜途中、製膜後または延伸加工前に予めPVAフィルムの幅方向の両端部を除去するように切断する際に、PVAフィルムの揮発分は、0.1%乃至10%であることが重要で、より好ましくは2%乃至6%である。PVAフィルムの揮発分が0.1%未満では、フィルムが硬くなってスリット時にPVAフィルムが破断することがある。一方、PVAフィルムの揮発分が10%を超える場合には、PVAフィルムが柔軟になりすぎてきれいにスリットできず、延伸加工時にPVAフィルムの両端部から破断が発生しやすい。 In the present invention, when the PVA film is cut so as to remove both ends in the width direction in advance during film formation, after film formation or before stretching, the volatile content of the PVA film is 0.1% to 10%. %, And more preferably 2% to 6%. When the volatile content of the PVA film is less than 0.1%, the film becomes hard and the PVA film may break at the time of slitting. On the other hand, when the volatile content of the PVA film exceeds 10%, the PVA film becomes too flexible and cannot be slit cleanly, and breakage tends to occur from both ends of the PVA film during stretching.
前記PVAフィルムの揮発分は、加熱金属ロールやフローティングドライヤーなどを単独でまたは1種または2種以上を組み合わせて、目的の値まで乾燥しても良いし、目的の値より乾燥させたPVAフィルムを、加湿器などで揮発分を付与して目的の値にしても良く、方法に特に制限はない。ここで、PVAフィルムをスリットする時の揮発分の測定は、83℃の真空乾燥機中で20分間乾燥した時の重量減少率で測定した。 As for the volatile content of the PVA film , a heated metal roll or a floating dryer may be used alone or in combination of two or more, and may be dried to a target value, or a PVA film dried from a target value may be used. The volatile content may be given with a humidifier or the like to achieve the target value, and the method is not particularly limited. Here, the volatile content when slitting the PVA film was measured by the weight loss rate when dried in a vacuum dryer at 83 ° C. for 20 minutes.
本発明において、PVAフィルムをスリットする時の刃物の素材としては金属製、セラミック製などが挙げられる。具体的には鉄、鉄合金、工具鋼、ステンレス鋼、特にマルテンサイトステンレス鋼が好ましく、それらの材料に窒化チタン、炭化チタン、炭化タングステンなどを表面処理している刃物が好ましい。刃物の種類としては片刃(刃の背面にみねが形成されているもの)、両刃(刃の背面にも刃が形成されているもの)、丸刃などが挙げられる。 In the present invention, the material of the blade when slitting the PVA film includes metal, ceramic and the like. Specifically, iron, iron alloy, tool steel, stainless steel, particularly martensitic stainless steel are preferable, and a knife whose surface is treated with titanium nitride, titanium carbide, tungsten carbide or the like is preferable. Examples of the type of blade include a single blade (a blade formed on the back of the blade), a double blade (a blade formed on the back of the blade), and a round blade.
また、PVAフィルムをスリットする時の刃物は、肉厚が0.05mm乃至1mmであることが好ましい。より好ましくは0.1mm乃至0.3mmである。肉厚が0.05mm未満の場合は、刃物自身が破損しやすく、1mmを超える場合には、きれいにスリットできず延伸加工時にPVAフィルムの両端部から破断が発生しやすい。 Moreover, it is preferable that the blade when slitting the PVA film has a thickness of 0.05 mm to 1 mm. More preferably, it is 0.1 mm to 0.3 mm. When the wall thickness is less than 0.05 mm, the blade itself is easily damaged, and when it exceeds 1 mm, it cannot be slit cleanly and breaks easily from both ends of the PVA film during stretching.
また、刃物の刃先は、断面から見て両側面が研磨された山型状であることが好ましい。刃先の断面から見て、片側面だけが研磨された刃物の場合には、フィルム幅に対し左右どちらかに進行しようとするため、安定したスリットができず、延伸加工時にPVAフィルムの両端部から破断が発生しやすい。 Moreover, it is preferable that the blade edge | tip of a cutter is a mountain shape by which both sides | surfaces were grind | polished seeing from the cross section. In the case of a blade whose only one side is polished as seen from the cross section of the blade edge, since it tends to proceed to the left or right with respect to the film width, a stable slit cannot be formed, and both ends of the PVA film are stretched. Breaking easily occurs.
刃物の刃先の角度は、3°から10°が好ましい。刃先の角度が3°未満では、刃先の磨耗が激しく、安定したスリットが難しくなることが多い。一方、刃先の角度が10°を超えると、刃先が鈍くきれいなスリットができず、延伸加工時にPVAフィルムの両端部から破断が発生しやすい。 The angle of the blade edge of the blade is preferably 3 ° to 10 °. If the angle of the blade edge is less than 3 °, the edge of the blade is heavily worn, and a stable slit is often difficult. On the other hand, if the angle of the blade edge exceeds 10 °, the blade edge is dull and a clean slit cannot be formed, and breakage tends to occur from both ends of the PVA film during stretching.
本発明における第1の切断方式は、互いに平行した2本のロールにフィルムが実質的に接触しており、その接触点間距離が80cm以下、より好ましくは50cm以下であり、そのロール間でフィルムを刃物で切断するときに、刃物がフィルムを切断する位置と直近のロールがフィルムと接触する位置との距離が、0.5cm乃至15cm、より好ましくは1cm乃至10cmであり、刃先とフィルムのなす角度が、25°乃至75°、より好ましくは30°乃至60°である。該接触点間距離が、80cmを超えるとPVAフィルムの走行が安定せず、きれいなスリットができない。また、刃物がフィルムを切断する位置と直近のロールがフィルムと接触する位置との距離は、0.5cm未満や15cmを超えると、やはりきれいなスリットができない。刃先の角度が大きくなるほど、刃先とフィルムのなす角度を小さくすることが好ましい。 In the first cutting method in the present invention, the film is substantially in contact with two rolls parallel to each other, and the distance between the contact points is 80 cm or less, more preferably 50 cm or less. When the blade is cut with a blade, the distance between the position where the blade cuts the film and the position where the nearest roll comes into contact with the film is 0.5 cm to 15 cm, more preferably 1 cm to 10 cm. The angle is 25 ° to 75 °, more preferably 30 ° to 60 °. If the distance between the contact points exceeds 80 cm, the running of the PVA film is not stable and a clean slit cannot be made. Also, if the distance between the position where the blade cuts the film and the position where the nearest roll comes into contact with the film is less than 0.5 cm or exceeds 15 cm, a clean slit cannot be formed. As the angle of the blade edge increases, it is preferable to reduce the angle formed by the blade edge and the film.
本発明における第2の切断方式は、複数の大径部と小径部を交互に有する金属ロールの大径部での周速がフィルム速度と実質的に同一であり、大径部とフィルムとが実質的に接触しており、大径部での金属ロールの直径が5cm乃至30cmであり、小径部、つまり溝部の位置に刃物の刃先を当ててフィルムを切断する。金属ロールの大径部での周速とフィルム速度とが異なる場合には、PVAフィルムに傷が入り、得られる偏光フィルムにも傷が残り商品価値を失う。大径部での金属ロールの直径は、より好ましくは7.5cm乃至20cmである。直径が5cm未満では、ロールに沿うフィルムの湾曲度合いが急になりすぎて、きれいなスリットができない。また、直径が30cmを超えるロールは、非常に高価となり不経済である。 In the second cutting method of the present invention, the peripheral speed at the large diameter portion of the metal roll having alternately a plurality of large diameter portions and small diameter portions is substantially the same as the film speed, and the large diameter portion and the film are The diameter of the metal roll at the large diameter portion is 5 cm to 30 cm, and the film is cut by applying the cutting edge of the blade to the position of the small diameter portion, that is, the groove portion. When the peripheral speed and the film speed at the large-diameter portion of the metal roll are different, the PVA film is damaged, and the obtained polarizing film is also damaged and loses commercial value. The diameter of the metal roll at the large diameter portion is more preferably 7.5 cm to 20 cm. If the diameter is less than 5 cm, the degree of curvature of the film along the roll becomes too steep and a clean slit cannot be made. In addition, a roll having a diameter exceeding 30 cm is very expensive and uneconomical.
また、前記金属ロールの大径部の幅(軸方向の長さ)は、1mm以上が好ましい。さらにまた、大径部の幅は小径部の幅と同一かより広いほうが好ましく、小径部の幅は刃物の肉厚の2倍乃至50倍が好ましい。複数の大径部の幅を全て同一にする必要はなく、目的とするフィルム幅が達成できるように、大径部を少なくとも3つ(すなわち、小径部(溝部)を少なくとも2つ)有していれば良い。 Moreover, as for the width | variety (length of an axial direction) of the large diameter part of the said metal roll, 1 mm or more is preferable . Furthermore, the width of the large diameter portion is preferably the same as or wider than the width of the small diameter portion, and the width of the small diameter portion is preferably 2 to 50 times the wall thickness of the blade. The plurality of large diameter portions do not have to have the same width, and have at least three large diameter portions (that is, at least two small diameter portions (grooves)) so that the desired film width can be achieved. Just do it.
本発明のPVAフィルムの幅方向の両端部を除去した後のフィルム幅が2m以上であり、2.5m以上であることが好ましく、特に3m以上であることが最も好ましい。フィルム幅が2m未満の場合には、フィルム中央部付近まで一軸延伸時のネックイン(幅方向の収縮)の影響を受けやすく、幅広で光学性能が均一な偏光フィルムを得ることが難しい。また、製膜後のPVAフィルムの幅方向の両端部は、中央部と厚みが異なっていたり乾燥の程度が異なっているため、除去しておく必要がある。製膜後のPVAフィルムの幅方向の両端部を残したままでは、安定した延伸を行うことができない。 The film width after removing both ends in the width direction of the PVA film of the present invention is 2 m or more, preferably 2.5 m or more, and most preferably 3 m or more. When the film width is less than 2 m, it is easily affected by neck-in (shrinkage in the width direction) during uniaxial stretching to the vicinity of the center of the film, and it is difficult to obtain a polarizing film having a wide width and uniform optical performance. Further, both end portions in the width direction of the PVA film after film formation need to be removed because the thickness is different from the central portion or the degree of drying is different. In leaving the both end portions in the width direction of the PVA film after film, it is impossible to perform stable drawing.
前記第1、2の切断方式におけるフィルムの切断時に、刃物がフィルムを切断する位置を移動させずに、刃物をフィルムの流れ方向と平行な一方向のみに、フィルム速度の10万分の1以下の低速で移動させることは、刃物の刃先全体を用いるという点で経済的である。刃物の移動速度は、一定している必要がなく間欠移動でも良い。しかし、刃物をフィルムの流れ方向に前後させると、きれいなスリットができず延伸加工時に破断が発生することが多い。 At the time of cutting the film in the first and second cutting methods, the cutter is moved only in one direction parallel to the film flow direction without moving the position at which the cutter cuts the film, and the film speed is 1 / 100,000 or less. Moving at a low speed is economical in that the entire cutting edge of the blade is used. The moving speed of the blade need not be constant and may be intermittent. However, if the blade is moved back and forth in the film flow direction, a clean slit cannot be formed and breakage often occurs during stretching.
本発明で用いられるPVAは、例えば、ビニルエステルを重合して得られたポリビニルエステルをけん化することにより製造される。また該PVAをグラフト共重合した変性PVAや、ビニルエステルと共重合可能なモノマーと共重合した変性ポリビニルエステルをけん化することにより製造される変性PVAや、未変性または変性PVAをアルデヒド類で水酸基の一部を架橋したいわゆるポリビニルアセタール樹脂などを挙げることができる。 The PVA used in the present invention is produced, for example, by saponifying a polyvinyl ester obtained by polymerizing a vinyl ester. In addition, modified PVA obtained by graft copolymerization of the PVA, modified PVA produced by saponifying a modified polyvinyl ester copolymerized with a monomer copolymerizable with a vinyl ester, and unmodified or modified PVA with an aldehyde. A so-called polyvinyl acetal resin partially crosslinked may be used.
前記のビニルエステルとしては、酢酸ビニル、ギ酸ビニル、プロピオン酸ビニル、酪酸ビニル、ピバリン酸ビニル、バーサティック酸ビニル、ラウリン酸ビニル、ステアリン酸ビニル、安息香酸ビニルなどが例示される。 Examples of the vinyl ester include vinyl acetate, vinyl formate, vinyl propionate, vinyl butyrate, vinyl pivalate, vinyl versatate, vinyl laurate, vinyl stearate, vinyl benzoate and the like.
一方、ビニルエステルと共重合可能なモノマーとしては、オレフィン類、アクリル酸およびその塩およびニトリル類、アクリル酸エステル類、メタクリル酸およびその塩およびニトリル類、メタクリル酸エステル類、マレイン酸およびその塩およびニトリル類、マレイン酸エステル類、イタコン酸およびその塩およびニトリル類、イタコン酸エステル類、アクリルアミドおよびその誘導体、メタクリルアミドおよびその誘導体、N−ビニルアミド類、ビニルエーテル類、ハロゲン化ビニル類、アリル化合物、ビニルシリル化合物、酢酸イソプロペニルなどを挙げることができる。 On the other hand, the monomers copolymerizable with vinyl ester include olefins, acrylic acid and its salts and nitriles, acrylic acid esters, methacrylic acid and its salts and nitriles, methacrylic acid esters, maleic acid and its salts and Nitriles, maleic esters, itaconic acid and its salts and nitriles, itaconic esters, acrylamide and derivatives thereof, methacrylamide and derivatives thereof, N-vinylamides, vinyl ethers, vinyl halides, allyl compounds, vinylsilyl Examples thereof include compounds and isopropenyl acetate.
変性PVAを用いる場合は、変性量は15モル%以下が好ましく、5モル%以下がより好ましい。またコモノマーとしては、α−オレフィンが好ましく、特にエチレンが好ましい。 When modified PVA is used, the amount of modification is preferably 15 mol% or less, more preferably 5 mol% or less. The comonomer is preferably an α-olefin, and particularly preferably ethylene.
PVAのけん化度は、偏光性能と耐久性の点から95モル%以上が好ましく、特に99.5モル%以上が最も好ましい。 The saponification degree of PVA is preferably 95 mol% or more, and most preferably 99.5 mol% or more, from the viewpoint of polarization performance and durability.
前記けん化度とは、けん化によりビニルアルコール単位に変換され得る単位の中で、実際にビニルアルコール単位にけん化されている単位の割合を示したものである。なお、PVAのけん化度は、JIS記載の方法により測定を行った。 The saponification degree indicates the proportion of units that are actually saponified to vinyl alcohol units among units that can be converted to vinyl alcohol units by saponification. The saponification degree of PVA was measured by the method described in JIS.
PVAの重合度は、偏光性能と耐久性の点から1000以上が好ましく、特に2500以上が最も好ましい。PVA重合度の上限は8000以下が好ましく、6000以下がより好ましい。 The degree of polymerization of PVA is preferably 1000 or more from the viewpoint of polarization performance and durability, and most preferably 2500 or more. The upper limit of the degree of PVA polymerization is preferably 8000 or less, and more preferably 6000 or less.
前記PVAの重合度は、JIS K 6726に準じて測定される。すなわちPVAを再けん化し、精製した後、30℃の水中で測定した極限粘度から求められる。 The degree of polymerization of the PVA is measured according to JIS K 6726. That is, it is calculated | required from the intrinsic viscosity measured in 30 degreeC water after re-saponifying and refine | purifying PVA.
PVAフィルムを製造する際に使用されるPVAを溶解する溶剤としては、例えば、ジメチルスルホキシド、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、N−メチルピロリドン、エチレングリコール、ジグリセリン、プロピレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール、トリメチロールプロパン、エチレンジアミン、ジエチレントリアミン、グリセリン、水などを挙げることができ、これらのうち1種または2種以上を使用することができる。これらのなかでも、ジメチルスルホキシド、水、またはグリセリンと水の混合溶媒が好適に使用される。 Examples of the solvent for dissolving PVA used in producing the PVA film include dimethyl sulfoxide, dimethylformamide, dimethylacetamide, N-methylpyrrolidone, ethylene glycol, diglycerin, propylene glycol, diethylene glycol, triethylene glycol, tetra Examples thereof include ethylene glycol, trimethylolpropane, ethylenediamine, diethylenetriamine, glycerin, and water, and one or more of these can be used. Among these, dimethyl sulfoxide, water, or a mixed solvent of glycerin and water is preferably used.
PVA溶液または含水PVAには、必要に応じて可塑剤、界面活性剤、二色性染料などを含有させても良い。 You may make a PVA solution or a water-containing PVA contain a plasticizer, surfactant, dichroic dye, etc. as needed.
PVAフィルムを製造する際に可塑剤として、多価アルコールを添加することが好ましい。多価アルコールとしては、例えば、エチレングリコール、グリセリン、プロピレングリコール、ジエチレングリコール、ジグリセリン、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール、トリメチロールプロパンなどを挙げることができ、これらのうち1種または2種以上を使用することができる。これらのなかでも延伸性向上効果から、ジグリセリンやエチレングリコールやグリセリンが好適に使用される。 When producing the PVA film, it is preferable to add a polyhydric alcohol as a plasticizer. Examples of the polyhydric alcohol include ethylene glycol, glycerin, propylene glycol, diethylene glycol, diglycerin, triethylene glycol, tetraethylene glycol, trimethylolpropane, etc., and one or more of these are used. can do. Among these, diglycerin, ethylene glycol, and glycerin are preferably used because of the effect of improving stretchability.
多価アルコールの添加量としてはPVA100重量部に対し1重量部乃至30重量部が好ましく、特に5重量部乃至20重量部が最も好ましい。1重量部未満では、染色性や延伸性が低下する場合があり、30重量部を超えると、PVAフィルムが柔軟になりすぎて、取り扱い性が低下する場合がある。 The amount of polyhydric alcohol added is preferably 1 to 30 parts by weight, and most preferably 5 to 20 parts by weight per 100 parts by weight of PVA. If it is less than 1 part by weight, the dyeability and stretchability may be reduced, and if it exceeds 30 parts by weight, the PVA film may be too soft and the handleability may be reduced.
PVAフィルムを製造する際には、界面活性剤を添加することが好ましい。界面活性剤の種類としては特に限定はないが、アニオン性またはノニオン性の界面活性剤が好ましい。アニオン性界面活性剤としては、カルボン酸型や硫酸エステル型やスルホン酸型のアニオン性界面活性剤が好適である。ノニオン性界面活性剤としては、アルキルエーテル型、アルキルフェニルエーテル型、アルキルエステル型、アルキルアミド型、ポリプロピレングリコールエーテル型、アルカノールアミド型、アリルフェニルエーテル型などのノニオン性界面活性剤が好適である。これらの界面活性剤の1種または2種以上の組み合わせで使用することができる。 When producing a PVA film, it is preferable to add a surfactant. The type of the surfactant is not particularly limited, but an anionic or nonionic surfactant is preferable. As the anionic surfactant, a carboxylic acid type, sulfate type or sulfonic acid type anionic surfactant is suitable. As the nonionic surfactant, nonionic surfactants such as alkyl ether type, alkylphenyl ether type, alkyl ester type, alkylamide type, polypropylene glycol ether type, alkanolamide type, and allyl phenyl ether type are suitable. These surfactants can be used alone or in combination of two or more.
界面活性剤の添加量としては、PVA100重量部に対して0.01重量部乃至1重量部が好ましく、0.05重量部乃至0.3重量部が最も好ましい。0.01重量部未満では延伸性向上や染色性向上の効果が現れにくく、1重量部を超えると、PVAフィルム表面に溶出し、ブロッキングの原因になり取り扱い性が低下する場合がある。 The addition amount of the surfactant is preferably 0.01 to 1 part by weight, most preferably 0.05 to 0.3 part by weight based on 100 parts by weight of PVA. If it is less than 0.01 part by weight, the effect of improving stretchability and dyeing property is hardly exhibited, and if it exceeds 1 part by weight, it may elute on the surface of the PVA film, causing blocking and lowering the handleability.
以上のPVAを使用してPVAフィルムを製造する方法として、押出機中で含水PVA(有機溶剤を含んでいても良い。以下同じ)を溶融させて押出す溶融押出方式や、PVAを溶剤に溶解したPVA溶液を使用して、流延製膜法、湿式製膜法(貧溶媒中への吐出)、ゲル製膜法(PVA水溶液を一旦冷却ゲル化した後、溶媒を抽出除去し、PVAフィルムを得る方法)、およびこれらの組み合わせによる方法などを採用することができる。これらのなかでも乾燥のために金属ロールを用いる流延製膜法および溶融押出製膜法が、良好な偏光フィルムが得られることから好ましい。 As a method for producing a PVA film using the above PVA, a melt extrusion method in which water-containing PVA (which may contain an organic solvent. The same applies hereinafter) is extruded in an extruder, or PVA is dissolved in a solvent. Using the prepared PVA solution, the casting film forming method, the wet film forming method (discharging into a poor solvent), the gel film forming method (after the PVA aqueous solution is once cooled and gelated, the solvent is extracted and removed, and the PVA film is removed. And a combination of these methods can be employed. Among these, the casting film forming method and the melt extrusion film forming method using a metal roll for drying are preferable because a good polarizing film can be obtained.
前記乾燥のための各金属ロールは、スチーム・熱媒・温水・電気ヒーターなどにより加熱する。また、温風や冷風などをPVAフィルムに吹き付けたり、PVAフィルム周囲の空気や蒸気などを吸引するなどの手段を、補助的に用いても良い。また、金属ロールで生乾きとなるまで乾燥した後に、テンター方式やフリー方式などのフローティングドライヤーなどの加熱金属ロール以外の乾燥方法を用いることも可能である。 Each metal roll for drying is heated by steam, a heating medium, hot water, an electric heater or the like. In addition, means such as blowing warm air or cold air on the PVA film or sucking air or steam around the PVA film may be used as an auxiliary. It is also possible to use a drying method other than a heated metal roll, such as a floating dryer such as a tenter method or a free method, after drying with a metal roll until it is freshly dried.
PVAフィルムの厚みは、好ましくは5μm乃至150μmであり、最も好ましくは30μm乃至80μmである。 The thickness of the PVA film is preferably 5 μm to 150 μm, and most preferably 30 μm to 80 μm.
また、本発明のPVAフィルムから、偏光フィルムを製造するには、例えばPVAフィルムを染色、一軸延伸、固定処理、乾燥処理、さらに必要に応じて熱処理を行えば良く、染色、一軸延伸、固定処理の操作順に特に制限はない。また、各操作を二回またはそれ以上行っても良い。 Moreover, in order to produce a polarizing film from the PVA film of the present invention, for example, the PVA film may be dyed, uniaxially stretched, fixed, dried, and further subjected to heat treatment as necessary. Dyeing, uniaxially stretched, fixed There are no particular restrictions on the order of operations. Each operation may be performed twice or more.
染色は、一軸延伸前、一軸延伸時、一軸延伸後のいずれでも可能である。染色に用いる染料としては、ヨウ素−ヨウ化カリウムや各種二色性染料などが、1種または2種以上の混合物で使用できる。通常、染色は、PVAフィルムを上記染料を含有する溶液中に浸漬させることにより行うことが一般的であるが、PVAフィルムに塗工したり、PVAフィルムに混ぜて製膜するなど、その処理条件や処理方法は特に制限されるものではない。 Dyeing can be performed before uniaxial stretching, during uniaxial stretching, or after uniaxial stretching. As a dye used for dyeing, iodine-potassium iodide, various dichroic dyes, and the like can be used in one kind or a mixture of two or more kinds. Usually, the dyeing is generally performed by immersing the PVA film in a solution containing the above-mentioned dye, but the processing conditions such as coating on the PVA film or mixing with the PVA film to form a film. The processing method is not particularly limited.
一軸延伸は、湿式延伸法または乾熱延伸法が使用でき、温水中(前記染料を含有する溶液中や後記固定処理浴中でも良い)または吸水後のPVAフィルムを用いて空気中で行うことができる。延伸温度は特に限定されないが、PVAフィルムを温水中で延伸(湿式延伸)する場合は30℃乃至90℃が、また乾熱延伸する場合は50℃乃至180℃が好適である。また一軸延伸の延伸倍率(多段の一軸延伸の場合には合計の延伸倍率)は、偏光性能の点から4倍以上が好ましく、特に5倍以上が最も好ましい。延伸倍率の上限は特に制限はないが、8倍以下であると均一な延伸が得られやすいので好ましい。延伸後のフィルムの厚みは、3μm乃至75μmが好ましく、5μm乃至50μmがより好ましい。 Uniaxial stretching can be performed by wet stretching or dry heat stretching, and can be performed in warm water (in a solution containing the dye or in a fixing treatment bath described later) or in the air using a PVA film after water absorption. . The stretching temperature is not particularly limited, but 30 ° C. to 90 ° C. is preferable when the PVA film is stretched in warm water (wet stretching), and 50 ° C. to 180 ° C. is preferable when it is dry heat stretched. Further, the stretching ratio of uniaxial stretching (total stretching ratio in the case of multistage uniaxial stretching) is preferably 4 times or more, and most preferably 5 times or more from the viewpoint of polarization performance. The upper limit of the stretching ratio is not particularly limited, but it is preferably 8 times or less because uniform stretching is easily obtained. The thickness of the stretched film is preferably 3 μm to 75 μm, more preferably 5 μm to 50 μm.
延伸フィルムへの上記染料の吸着を強固にすることを目的に、固定処理を行うことが多い。固定処理に使用する処理浴には、通常、ホウ酸および/またはホウ素化合物が添加される。また、必要に応じて処理浴中にヨウ素化合物を添加しても良い。 Fixing treatment is often performed for the purpose of strengthening the adsorption of the dye to the stretched film. Usually, boric acid and / or boron compounds are added to the treatment bath used for the fixing treatment. Moreover, you may add an iodine compound in a processing bath as needed.
前記延伸フィルムの乾燥処理(熱処理)は30℃乃至150℃で行うのが好ましく、50℃乃至150℃で行うのがより好ましい。 The drying treatment (heat treatment) of the stretched film is preferably performed at 30 ° C. to 150 ° C., more preferably 50 ° C. to 150 ° C.
以上のようにして得られた偏光フィルムは、通常、その両面または片面に、光学的に透明で、かつ機械的強度を有した保護膜を貼り合わせて偏光板として使用される。保護膜としては、三酢酸セルロース(TAC)フィルム、酢酸・酪酸セルロース(CAB)フィルム、アクリル系フィルム、ポリエステル系フィルムなどが使用される。また、貼り合わせのための接着剤としては、PVA系の接着剤やウレタン系の接着剤などを挙げることができるが、PVA系の接着剤が好適である。 The polarizing film obtained as described above is usually used as a polarizing plate by attaching a protective film optically transparent and having mechanical strength on both sides or one side. As the protective film, a cellulose triacetate (TAC) film, an acetic acid / cellulose butyrate (CAB) film, an acrylic film, a polyester film, or the like is used. Examples of the adhesive for bonding include a PVA-based adhesive and a urethane-based adhesive, and a PVA-based adhesive is preferable.
以下、実施例を挙げて本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらにより何ら限定されるものではない。 Hereinafter, the present invention will be specifically described with reference to examples, but the present invention is not limited thereto.
実施例1
けん化度99.9モル%、重合度2400のPVA100重量部に対し、グリセリン8重量部を含有する、PVA濃度が15重量%の水溶液を、金属ロールを用いて流延製膜した。
Example 1
An aqueous solution containing 8 parts by weight of glycerin and having a PVA concentration of 15% by weight with respect to 100 parts by weight of PVA having a saponification degree of 99.9 mol% and a polymerization degree of 2400 was cast using a metal roll.
得られたPVAフィルムを、マルテンサイトステンレス鋼からなり、刃先の角度が5°の片刃(刃の背面にみねが形成されているもの)で刃先の両側面が研磨された山型状の肉厚0.2mmの刃物で、ロール間隔が50cmで切断部とロールとの間隔が3cmの位置で、かつフィルムと刃先のなす角度を45°として、PVAフィルムの幅方向の両端部を切断し、2.6m幅で厚さ75μmの延伸加工用PVAフィルムを得た。その時のPVAフィルムの温度は45℃、揮発分は3%であった。 The obtained PVA film is made of martensitic stainless steel and has a chevron-like thickness with both sides of the blade edge polished with a single blade (a groove formed on the back of the blade) with a blade edge angle of 5 °. A 0.2 mm cutter, the roll interval is 50 cm, the interval between the cutting part and the roll is 3 cm, and the angle between the film and the blade edge is 45 °, and both ends in the width direction of the PVA film are cut. A PVA film for stretch processing having a width of 6 m and a thickness of 75 μm was obtained. The temperature of the PVA film at that time was 45 ° C., and the volatile content was 3%.
前記PVAフィルムを予備膨潤、染色、一軸延伸、固定処理、乾燥、熱処理の順に処理して偏光フィルムを作成した。すなわち、前記PVAフィルムを30℃の水中に5分間浸漬させて予備膨潤し、ヨウ素濃度0.4g/リットル、ヨウ化カリウム濃度40g/リットルの35℃の水溶液中に3分間浸漬させた。続いて、ホウ酸濃度4%の40℃の水溶液中で5.5倍に一軸延伸を行い、ヨウ化カリウム濃度40g/リットル、ホウ酸濃度40g/リットル、塩化亜鉛濃度10g/リットルの30℃の水溶液中に5分間浸漬させて固定処理を行った。この後延伸フィルムを取り出し、定長下、40℃で熱風乾燥し、さらに100℃で5分間熱処理を行った。 The PVA film was processed in the order of pre-swelling, dyeing, uniaxial stretching, fixing treatment, drying, and heat treatment to prepare a polarizing film. That is, the PVA film was preliminarily swollen in water at 30 ° C. for 5 minutes, and immersed in an aqueous solution at 35 ° C. having an iodine concentration of 0.4 g / liter and a potassium iodide concentration of 40 g / liter for 3 minutes. Subsequently, it was uniaxially stretched 5.5 times in a 40 ° C. aqueous solution with a boric acid concentration of 4%, and a 30 ° C. with a potassium iodide concentration of 40 g / liter, a boric acid concentration of 40 g / liter, and a zinc chloride concentration of 10 g / liter. Fixing was performed by immersing in an aqueous solution for 5 minutes. Thereafter, the stretched film was taken out, dried with hot air at 40 ° C. under a constant length, and further subjected to heat treatment at 100 ° C. for 5 minutes.
延伸工程でフィルムの切断もなく、安定した延伸が可能で、得られた偏光フィルムの厚みは22μmであり、色斑も無く良品であった。 In the stretching process, the film was not cut, and stable stretching was possible. The thickness of the obtained polarizing film was 22 μm, and it was a good product without color spots.
実施例2
けん化度99.9モル%、重合度3600のPVA100重量部に対し、グリセリン12重量部および水120重量部を、押出機中で溶融混練し、金属ロールに吐出して、溶融押出製膜を行った。
Example 2
For 100 parts by weight of PVA having a saponification degree of 99.9 mol% and a polymerization degree of 3600, 12 parts by weight of glycerin and 120 parts by weight of water are melt-kneaded in an extruder and discharged to a metal roll to perform melt extrusion film formation. It was.
得られたPVAフィルムを、大径部の幅と小径部の幅が共に2mmである直径20cmのロールの小径部の位置で、マルテンサイトステンレス鋼からなり、刃先の角度が8°の片刃で刃先の両側面が研磨された山型状の肉厚0.15mmの刃物を用い、複数の大径部を有するロールの大径部の周速とPVAフィルムの速度を合わせて、PVAフィルムの幅方向の両端部を切断し、2.5m幅で厚さ75μmの延伸加工用PVAフィルムを得た。その時のPVAフィルムの温度は50℃、揮発分は4%であった。 The obtained PVA film is made of martensite stainless steel at the position of the small diameter portion of the roll having a diameter of 20 cm where the width of the large diameter portion and the width of the small diameter portion are both 2 mm. The width direction of the PVA film is adjusted by combining the peripheral speed of the large-diameter portion of the roll having a plurality of large-diameter portions and the speed of the PVA film, using a chevron-shaped blade with a thickness of 0.15 mm whose both side surfaces are polished. Both ends were cut to obtain a PVA film for stretching having a width of 2.5 m and a thickness of 75 μm. The temperature of the PVA film at that time was 50 ° C., and the volatile content was 4%.
前記PVAフィルムを予備膨潤、染色、一軸延伸、固定処理、乾燥、熱処理の順に処理して偏光フィルムを作成した。すなわち、前記PVAフィルムを30℃の水中に5分間浸漬させて予備膨潤し、ヨウ素濃度0.4g/リットル、ヨウ化カリウム濃度40g/リットルの35℃の水溶液中に3分間浸漬させた。続いて、ホウ酸濃度4%の40℃の水溶液中で5.5倍に一軸延伸を行い、ヨウ化カリウム濃度40g/リットル、ホウ酸濃度40g/リットル、塩化亜鉛濃度10g/リットルの30℃の水溶液中に5分間浸漬させて固定処理を行った。この後延伸フィルムを取り出し、定長下、40℃で熱風乾燥し、さらに100℃で5分間熱処理を行った。 The PVA film was processed in the order of pre-swelling, dyeing, uniaxial stretching, fixing treatment, drying, and heat treatment to prepare a polarizing film. That is, the PVA film was preliminarily swollen in water at 30 ° C. for 5 minutes, and immersed in an aqueous solution at 35 ° C. having an iodine concentration of 0.4 g / liter and a potassium iodide concentration of 40 g / liter for 3 minutes. Subsequently, it was uniaxially stretched 5.5 times in a 40 ° C. aqueous solution with a boric acid concentration of 4%, and a 30 ° C. with a potassium iodide concentration of 40 g / liter, a boric acid concentration of 40 g / liter, and a zinc chloride concentration of 10 g / liter. Fixing was performed by immersing in an aqueous solution for 5 minutes. Thereafter, the stretched film was taken out, dried with hot air at 40 ° C. under a constant length, and further subjected to heat treatment at 100 ° C. for 5 minutes.
延伸工程でフィルムの切断もなく、安定した延伸が可能で、得られた偏光フィルムの厚みは22μmであり、色斑も無く良品であった。 In the stretching process, the film was not cut, and stable stretching was possible. The thickness of the obtained polarizing film was 22 μm, and it was a good product without color spots.
実施例3
実施例2において、刃物の肉厚を1.5mmに変更した以外は、実施例2と同様にしてフィルムの幅方向の両端部を切断した。延伸時に、フィルムの破断が2000m当たり2回発生したが、良好な偏光フィルムが得られた。
Example 3
In Example 2, both ends in the width direction of the film were cut in the same manner as in Example 2 except that the thickness of the blade was changed to 1.5 mm. During stretching, the film was broken twice per 2000 m, but a good polarizing film was obtained.
実施例4
実施例2において、PVAフィルムの幅を1.5mに変更した以外は、実施例2と同様にしてフィルムの幅方向の両端部を切断した。延伸時にトラブルはなかったが、得られた偏光フィルムをクロスニコル状態の二枚の偏光板に挟んで観察すると、斑が観察された。
Example 4
In Example 2, both ends in the width direction of the film were cut in the same manner as in Example 2 except that the width of the PVA film was changed to 1.5 m. Although there was no trouble during stretching, spots were observed when the obtained polarizing film was observed between two polarizing plates in a crossed Nicol state.
参考例1
実施例1において、ロール間隔を1mで切断部とロールとの間隔が30cmの位置に変更した以外は、実施例1と同様にしてフィルムの幅方向の両端部を切断した。延伸時に、フィルムの破断が2000m当たり3回発生したが、良好な偏光フィルムが得られた。
Reference example 1
In Example 1, both ends in the width direction of the film were cut in the same manner as in Example 1 except that the roll interval was 1 m and the interval between the cutting part and the roll was changed to a position of 30 cm. During stretching, the film was broken three times per 2000 m, but a good polarizing film was obtained.
参考例2
実施例2において、直径2cmの大径部を有するロールに変更した以外は、実施例2と同様にしてフィルムの幅方向の両端部を切断した。延伸時に、フィルムの破断が2000m当たり3回発生したが、良好な偏光フィルムが得られた。
Reference example 2
In Example 2, both ends in the width direction of the film were cut in the same manner as in Example 2 except that the roll was changed to a roll having a large diameter part with a diameter of 2 cm. During stretching, the film was broken three times per 2000 m, but a good polarizing film was obtained.
比較例1
実施例1において、PVAフィルムの温度を6℃に変更した以外は、実施例1と同様にしてフィルムの幅方向の両端部を切断した。切断時フィルムの破断が続発して、作業を続行できなかった。
Comparative Example 1
In Example 1, both ends in the width direction of the film were cut in the same manner as in Example 1 except that the temperature of the PVA film was changed to 6 ° C. The work could not be continued due to the breakage of the film at the time of cutting.
比較例2
実施例2において、PVAフィルムの温度を80℃に変更した以外は、実施例2と同様にしてフィルムの幅方向の両端部を切断した。延伸時フィルムの破断が続発して、良好な偏光フィルムは得られなかった。
Comparative Example 2
In Example 2, both ends in the width direction of the film were cut in the same manner as in Example 2 except that the temperature of the PVA film was changed to 80 ° C. When the film was stretched, the film was continuously broken, and a good polarizing film could not be obtained.
比較例3
実施例1において、PVAフィルムの揮発分を0.01%に変更した以外は、実施例1と同様にしてフィルムの幅方向の両端部を切断した。切断時フィルムの破断が続発して、作業を続行できなかった。
Comparative Example 3
In Example 1, both ends in the width direction of the film were cut in the same manner as in Example 1 except that the volatile content of the PVA film was changed to 0.01%. The work could not be continued due to the breakage of the film at the time of cutting.
比較例4
実施例2において、PVAフィルムの揮発分を20%に変更した以外は、実施例2と同様にしてフィルムの幅方向の両端部を切断した。延伸時フィルムの破断が続発して、良好な偏光フィルムは得られなかった。
Comparative Example 4
In Example 2, both ends in the width direction of the film were cut in the same manner as in Example 2 except that the volatile content of the PVA film was changed to 20%. When the film was stretched, the film was continuously broken, and a good polarizing film could not be obtained.
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