TW202248309A - 聚乙烯醇系薄膜、及其製造方法、以及使用其之偏光膜、偏光板 - Google Patents
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Abstract
本發明之課題係提供：製造偏光膜時的延伸性優異、能夠抑制斷裂、能夠降低浸漬於水中時的聚乙烯醇系樹脂之溶出量之聚乙烯醇系薄膜、及其製造方法等。
本發明係一種聚乙烯醇系薄膜，其特徵在於，在將前述聚乙烯醇系薄膜沿MD方向切片而得之薄膜片之厚度方向之雙折射率分佈MDΔn、與將前述聚乙烯醇系薄膜沿TD方向切片而得之薄膜片之厚度方向之雙折射率分佈TDΔn之差中，即在薄膜之厚度方向之配向性分佈MDΔn-TDΔn中，
令薄膜之整體厚度100%中於薄膜之厚度方向之兩端40%之各範圍中之各峰頂值為
∥s1、
∥s2，令薄膜之整體厚度100%中於薄膜之厚度方向之中央20%之範圍內之平均值為
∥c，且
∥s1＞
∥s2時，
符合下式(1)及(2)中之至少一者：
0.00150≦|
∥s1-
∥c|≦0.00300･･･(1)；
0.00045≦|
∥s2-
∥c|≦0.00090･･･(2)。
Description
本發明係有關於聚乙烯醇系薄膜，更詳言之，係有關於在製造偏光膜時，對於延伸時的張力降低或缺陷減少有效，且抑制延伸時的斷裂或缺陷超過標準，藉此能夠以高成品率進行製造之聚乙烯醇系薄膜、及製造方法、以及使用該聚乙烯醇系薄膜之偏光膜、偏光板。
以往，聚乙烯醇系薄膜係作為透明性優異的薄膜而被利用於許多用途上，其有用的用途之一可列舉偏光膜。偏光膜係作為液晶顯示器的基本構成元件使用，近年來，對需要高品質且高可靠性之設備，其使用正擴展中。
如此之中，伴隨著液晶電視、多功能可攜式終端等螢幕的高亮度化、高精細化、大面積化、薄型化，需要光學特性優異的偏光膜。具體而言，需要進一步提升偏光度、消除色度不均。
一般而言，聚乙烯醇系薄膜係從聚乙烯醇系樹脂的水溶液利用連續澆鑄法來製造。具體而言，將聚乙烯醇系樹脂的水溶液流鑄到澆鑄鼓、無端環帶等澆鑄模中，且將所得到之薄膜自澆鑄模剝離後，邊使用夾輥等沿行進方向(MD方向)運輸，邊使用熱輥、浮動式乾燥機予以乾燥，藉此進行製造。在該運輸步驟中，對薄膜而言，係在行進方向(MD方向)受到拉伸，故聚乙烯醇系高分子係容易配向於MD方向上。
另一方面，一般而言，偏光膜係藉由使作為其原料之聚乙烯醇系薄膜以水(包含溫水)膨潤後，以碘等二色性染料染色，且予以延伸來製造。
在該膨潤步驟中，使聚乙烯醇系薄膜快速膨潤、及在染色步驟中以染料能夠順利滲入薄膜內部的方式使聚乙烯醇系薄膜均勻膨潤係為重要。
又，該延伸步驟係在行進方向(MD)上將染色後的薄膜予以延伸，而使薄膜中的二色性染料高度配向之步驟，但為了使偏光膜的偏光性能提升，重要的是在延伸步驟中，為原料之聚乙烯醇系薄膜在行進方向(MD)上顯示出良好的延伸性。
又，在前述偏光膜製造步驟之膨潤步驟中，當雜質自聚乙烯醇系薄膜溶出而汙染膨潤槽時，變成汙染會擴散到全體後續步驟。在染色步驟、硼酸交聯步驟中，當雜質自聚乙烯醇系薄膜溶出時，亦變成不僅所得到之偏光膜的偏光性能會降低，而且各步驟中所使用之藥液之過濾或更換上會需要龐大的勞力。就該雜質而言，可列舉存在於聚乙烯醇系薄膜中之低分子量的聚乙烯醇系樹脂(包含寡聚物)，尤其，分子量為5萬以下的低分子聚物係容易溶出到水中，且有容易形成降低偏光度之低分子量的碘錯合物的傾向。
就改良前述的延伸性之方法而言，例如提議了：控制澆鑄鼓的速度和最終捲繞速度之方法(例如，參照專利文獻1)、聚乙烯醇系薄膜之長度方向和寬度方向的各自在厚度方向上經平均化之雙折射率之值係符合特定關係式之聚乙烯醇系薄膜(例如，參照專利文獻2)。
又，就改良膨潤步驟中之由來自聚乙烯醇系薄膜的溶出所致之汙染的方法而言，例如提議了：一種聚乙烯醇系薄膜，其特徵在於，在50℃的水中浸漬了1分鐘時之聚乙烯醇系樹脂之溶出量係900ppm/m
2以下，且以特定條件測量而得之短邊方向之捲曲角度係135°以下(例如，參照專利文獻3)。
[先前技術文獻]
[專利文獻]
[專利文獻1]日本特開2001-315141號公報
[專利文獻2]國際公開第2012/132984號
[專利文獻3]國際公開第2017/204271號
[發明所欲解決之課題]
然而，即使採用前述專利文獻之方法，對於提升製造偏光膜時的延伸性和控制聚乙烯醇系樹脂之溶出量仍不足夠。
具體而言，前述專利文獻1雖特定了製造聚乙烯醇系薄膜時之對MD方向之延伸程度(拉伸狀態)，但針對為薄膜之聚乙烯醇系薄膜，並未揭示製造偏光膜時的延伸性。又，澆鑄鼓的速度與最終捲繞速度之比大於1且在行進方向(MD)延伸而得之聚乙烯醇系薄膜，有製造偏光膜時的延伸性降低的傾向。另一方面，在使澆鑄鼓的速度與最終捲繞速度之比低於0.9時，因皺褶、鬆弛的影響而有運輸(製造)穩定性惡化的傾向。
前述專利文獻2的揭示技術中雖能夠展現高延伸性，但對於降低膨潤步驟中之聚乙烯醇系樹脂的溶出尚有改良的餘地。
前述專利文獻3的揭示技術雖能夠得到聚乙烯醇系樹脂之溶出量少之聚乙烯醇系薄膜，但對於用以得到近來需要高偏光度的偏光膜之延伸性尚有改良的餘地。
因此，本發明係於如此背景下，提供一種聚乙烯醇系薄膜，於製造偏光膜時的延伸性優異、能夠抑制斷裂、得到偏光性能優異之偏光膜，而且能夠降低浸漬於水中時的聚乙烯醇系樹脂之溶出量、不汙染偏光膜製造設備；及提供該聚乙烯醇系薄膜之製造方法、以及使用該聚乙烯醇系薄膜之偏光膜及偏光板。
[解決課題之手段]
然本發明人等鑑於該情形並反覆認真研究，結果發現：將聚乙烯醇系薄膜之厚度方向之表層與芯層的配向性控制在特定範圍內而得之聚乙烯醇系薄膜，在製造偏光膜時，對於聚乙烯醇系樹脂之溶出量降低或延伸時的張力降低有效，可得到缺陷少的偏光膜，且能夠抑制偏光膜製造設備之汙染。
亦即，本發明係提供以下的[1]~[13]。
[1]
一種聚乙烯醇系薄膜，其特徵在於，
在將前述聚乙烯醇系薄膜沿MD方向切片而得之薄膜片之厚度方向之雙折射率分佈MDΔn、與將前述聚乙烯醇系薄膜沿TD方向切片而得之薄膜片之厚度方向之雙折射率分佈TDΔn之差中，即在薄膜之厚度方向之配向性分佈MDΔn-TDΔn中，
令薄膜之整體厚度100%中於薄膜之厚度方向之兩端40%之各範圍中之各峰頂值為
∥s1、
∥s2，令薄膜之整體厚度100%中於薄膜之厚度方向之中央20%之範圍內之平均值為
∥c，且
∥s1＞
∥s2時，
符合下式(1)及(2)中之至少一者：
0.00150≦|
∥s1-
∥c|≦0.00300･･･(1)；
0.00045≦|
∥s2-
∥c|≦0.00090･･･(2)。
[2]
如[1]之聚乙烯醇系薄膜，其中，前述
∥c係符合下式(3)：
-0.0005≦
∥c＜0.0006･･･(3)。
[3]
如[1]或[2]之聚乙烯醇系薄膜，其中，令前述薄膜之整體厚度100%中靠近前述
∥s1側之薄膜表面之厚度位置為0%，且令靠近前述
∥s2側之薄膜表面之厚度位置為100%時，|
∥s1-
∥c|/2表示之值之厚度位置係在4%以上且未達7%之範圍內。
[4]
如[1]至[3]中任一者之聚乙烯醇系薄膜，其中，前述聚乙烯醇系薄膜之厚度係5~70μm，寬度係4m以上，長度係4km以上。
[5]
一種偏光膜，其特徵在於，係使用如[1]至[4]中任一者之聚乙烯醇系薄膜而得。
[6]
一種偏光板，其特徵在於，具備：如[5]之偏光膜、以及設置於前述偏光膜之至少單面之保護薄膜。
[7]
一種聚乙烯醇系薄膜之製造方法，係製造如[1]至[4]中任一者之聚乙烯醇系薄膜之方法，其特徵在於，經過下述步驟(A)~(C)進行製造：
步驟(A)：製備聚乙烯醇系樹脂水溶液；
步驟(B)：將聚乙烯醇系樹脂水溶液流鑄到澆鑄模中進行製膜；
步驟(C)：藉由使製膜而得之薄膜與多個熱輥接觸進行加熱乾燥。
[8]
如[7]之聚乙烯醇系薄膜之製造方法，其中，前述步驟(C)中之使用多個熱輥之乾燥係符合下述條件(c1)及(c2)：
條件(c1)：接觸薄膜水分率大於11質量%之薄膜之熱輥的溫度全部為50~90℃；
條件(c2)：薄膜水分率成為11質量%以下且與接觸過澆鑄模之面為相反側之薄膜表面最初所接觸之熱輥的溫度係100℃以上。
[9]
如[8]之聚乙烯醇系薄膜之製造方法，其中，前述步驟(C)中之使用多個熱輥之乾燥係更符合下述條件(c3)：
條件(c3)：於進行了前述條件(c2)中之乾燥之熱輥以後之任一熱輥，係使熱輥的溫度為100℃以上並使其和接觸過澆鑄模之薄膜表面接觸。
[10]
如[7]至[9]中任一者之聚乙烯醇系薄膜之製造方法，其具備下述步驟(D)，且前述步驟(D)中之熱處理溫度係未達100℃：
步驟(D)：將步驟(C)中得到之薄膜使用熱風進行熱處理。
[11]
一種聚乙烯醇系薄膜之製造方法，係經過製備聚乙烯醇系樹脂水溶液之步驟(A)、將聚乙烯醇系樹脂水溶液流鑄到澆鑄模中進行製膜之步驟(B)、藉由使製膜而得之薄膜與多個熱輥接觸進行加熱乾燥之步驟(C)，來進行製造之聚乙烯醇系薄膜之製造方法，其特徵在於，
前述步驟(C)中之使用多個熱輥之乾燥係符合下述條件(c1)及(c2)：
條件(c1)：接觸薄膜水分率大於11質量%之薄膜之熱輥的溫度全部為50~90℃；
條件(c2)：薄膜水分率成為11質量%以下且與接觸過澆鑄模之面為相反側之薄膜表面最初所接觸之熱輥的溫度係100℃以上。
[12]
如[11]之聚乙烯醇系薄膜之製造方法，其中，前述步驟(C)中之使用多個熱輥之乾燥係更符合下述條件(c3)：
條件(c3)：於進行了前述條件(c2)中之乾燥之熱輥以後之任一熱輥，係使熱輥的溫度為100℃以上並使其和接觸過澆鑄模之薄膜表面接觸。
[13]
如[11]或[12]之聚乙烯醇系薄膜之製造方法，其具備將前述步驟(C)中得到之薄膜使用熱風進行熱處理之步驟(D)，前述步驟(D)中之熱處理溫度係未達100℃。
[發明之效果]
本發明之聚乙烯醇系薄膜，為製造偏光膜時的延伸性良好、不易斷裂之薄膜，故能得到可為高延伸、具有高偏光性能之偏光膜，且因能夠抑制製造偏光膜時的聚乙烯醇系樹脂的溶出，故亦能夠抑制偏光膜製造設備的汙染、得到缺陷少的偏光膜。
以下，詳細說明本發明。
再者，在本發明中表示為「X~Y」(X、Y係任意數字)時，除非另有指明，否則包含「X以上且Y以下」之意，且亦包含「較佳為大於X」或「較佳為小於Y」之意。
又，「X及/或Y(X、Y係任意構成)」，係意指X及Y中之至少一者，且係意指僅X、僅Y、X及Y之3種。
本發明之實施型態的一個例子之聚乙烯醇系薄膜(以下，有時稱為「本聚乙烯醇系薄膜」)，係以下列為最大特徵：在將聚乙烯醇系薄膜沿MD方向切片而得之薄膜片之厚度方向之雙折射率分佈MDΔn、與將前述聚乙烯醇系薄膜沿TD方向切片而得之薄膜片之厚度方向之雙折射率分佈TDΔn之差中，即在薄膜之厚度方向之配向性分佈MDΔn-TDΔn中，令於薄膜之厚度方向之兩端40%之各範圍中之各峰頂值(最大值)為
∥s1、
∥s2(惟，
∥s1＞
∥s2)，且令於薄膜之厚度方向之中央20%之範圍內之平均值為
∥c時，符合下式(1)及(2)中之至少一者。
0.00150≦|
∥s1-
∥c|≦0.00300･･･(1)
0.00045≦|
∥s2-
∥c|≦0.00090･･･(2)
再者，前述中央20%之範圍，係指以薄膜整體(總厚度)為100%時，薄膜整體中厚度方向之中央20%之區域(以薄膜厚度方向的中心為基準±10%之區域)，又，前述兩端40%之各範圍，係指以薄膜整體(總厚度)為100%時，位於前述中央20%之區域之厚度方向的兩側之各40%之區域。在本說明書中，有時將前述中央20%之範圍表示為芯層、將前述兩端40%之各範圍各別表示為表層。
本聚乙烯醇系薄膜需要符合前述式(1)及(2)中之至少一者。不符合前述式(1)或(2)之聚乙烯醇系薄膜，因製造偏光膜時之高延伸性與聚乙烯醇系樹脂之低溶出性之平衡差，故無法達成本發明之目的。
考量低溶出性與高延伸性之平衡優異的點，本聚乙烯醇系薄膜符合前述式(1)較佳，符合前述式(1)及(2)之兩者更佳。
藉由符合前述式(1)及(2)中之任一者，製造偏光膜時的延伸性優異，且能夠抑制聚乙烯醇系樹脂的溶出，其理由未必清楚，但本發明人等在進行認真研究的過程中，發現了：藉由控制薄膜之表層的配向性與芯層的配向性之差異，可提供低溶出性與高延伸性之平衡優異之聚乙烯醇系薄膜。亦即，本發明人等得到下列見解：在薄膜之厚度方向之配向性分佈MDΔn-TDΔn中，當薄膜的表層之峰頂值與芯層之平均值的差過大於預定值時，有製造偏光膜時的延伸性差、容易斷裂的傾向，另一方面，當前述差過小於預定值時，有聚乙烯醇系薄膜之溶出量增加的傾向，且本發明人等發現了：藉由將前述差控制在特定範圍內，可提供製造偏光膜時的低溶出性及高延伸性之平衡優異之聚乙烯醇系薄膜。
此處進行有關於雙折射Δn和配向性之說明。雙折射Δn係定義為異常光折射率(n
e)與正常光折射率(n
o)之差，且記為Δn=n
e-n
o。此處，將為Δn＞0之聚合物稱為正號性，將為Δn＜0之聚合物稱為負號性，且已知聚乙烯醇為正號性的聚合物。一般而言，光入射到聚合物中時，會分為起因於聚合物的配向之平行於光軸之偏振波和垂直於該光軸之偏振波。可認為聚乙烯醇係配向方向與光軸(慢軸：折射率n
e)一致，且因聚乙烯醇為正號性的聚合物，故若為MD配向之薄膜的話，成為MD折射率(n
e)＞TD折射率(n
o)，若為TD配向之薄膜的話，成為TD折射率(n
e)＞MD折射率(n
o)。此處，考慮將薄膜切片(切得很薄)且相對於切片表面垂直將光予以入射時之Δn。當將MD折射率之厚度方向之分佈定義為nMD，TD折射率之厚度方向之分佈定義為nTD，且厚度折射率之厚度方向之分佈定義為nZ時，將薄膜沿MD方向切片時之厚度方向之雙折射率分佈能夠記為nMD-nZ，沿TD方向切片時之厚度方向之雙折射率分佈能夠記為nTD-nZ。此處，將前者表示為MDΔn，後者表示為TDΔn。因nZ於任一觀察方法皆相等，故當取兩者的差時，則成為MDΔn-TDΔn=(nMD-nZ)-(nTD-nZ)=nMD-nTD，且成為厚度方向之MD與TD之折射率差分佈。亦即，於分佈中成為nMD-nTD＞0之部分係表示MD配向，成為nMD-nTD＜0之部分係表示TD配向，故即MDΔn-TDΔn係成為表示厚度方向之配向性之分佈。因此，藉由取得薄膜厚度方向之雙折射率分佈即MDΔn及TDΔn之差，能夠得到薄膜厚度方向之配向性分佈MDΔn-TDΔn。
在圖1中示意性表示本發明中之薄膜厚度方向之配向性分佈MDΔn-TDΔn的一個例子。
如同一圖所示，在薄膜之厚度方向之兩端40%之各範圍(各表層)中之各峰頂值中，相對較大之峰頂值為
∥s1，相對較小之峰頂值為
∥s2。又，如同一圖所示，將薄膜之厚度方向之中央20%之範圍(芯層)內之值平均後之值為
∥c。本聚乙烯醇系薄膜係藉由將在薄膜厚度方向之配向性分佈MDΔn-TDΔn中，相對較大之峰頂值
∥s1與平均值
∥c之差(|
∥s1-
∥c|)控制在0.00150以上且0.00300以下的範圍(式(1))，或相對較小之峰頂值
∥s2與平均值
∥c之差(|
∥s2-
∥c|)控制為0.00045以上且0.00090以下(式(2))，而成為製造偏光膜時的低溶出性與高延伸性之平衡優異者。
在前述式(1)中，當|
∥s1-
∥c|之值為未達下限值時，有製造偏光膜時之溶出量變多的傾向。
又，在前述式(1)中，當|
∥s1-
∥c|之值為超過上限值時，有表層與芯層之配向平衡差、製造偏光膜時的延伸張力變高、變得容易斷裂的傾向。
於低溶出性與高延伸性之平衡優異的點上，本聚乙烯醇系薄膜符合下式(1')較佳，符合下式(1’’)特佳。
0.00160≦|
∥s1-
∥c|≦0.00300･･･(1’)
0.00170≦|
∥s1-
∥c|≦0.00250･･･(1’’)
又，在前述式(2)中，當|
∥s2-
∥c|之值為未達下限值時，有製造偏光膜時之溶出量變多的傾向。
又，在前述式(2)中，當|
∥s2-
∥c|之值為超過上限值時，有表層與芯層之配向平衡差、製造偏光膜時的延伸張力變高、變得容易斷裂的傾向。
於低溶出性與高延伸性之平衡優異的點上，本聚乙烯醇系薄膜符合下式(2')較佳，符合下式(2’’)特佳。
0.00050≦|
∥s2-
∥c|≦0.00075･･･(2’)
0.00050≦|
∥s2-
∥c|≦0.00070･･･(2’’)
於高延伸性的點上，本聚乙烯醇系薄膜較佳為
∥c符合下式(3)。
-0.00050≦
∥c＜0.0005･･･(3)
在前述式(3)中，當
∥c之值過小時，膨潤時在寬度方向(TD)上過度擴展而有延伸性降低的傾向。
又，在前述式(3)中，當
∥c之值過大時，有延伸時張力變得過高、變得容易斷裂的傾向。
於高延伸性的點上，本聚乙烯醇系薄膜符合下式(3')特佳，符合下式(3’’)又更佳，符合下式(3''')格外理想。
-0.00050≦
∥c＜0･･･(3')
-0.00048≦
∥c≦-0.00005･･･(3'’)
-0.00045≦
∥c≦-0.00010･･･(3''')
於降低聚乙烯醇系樹脂之溶出量的點上，本聚乙烯醇系薄膜較佳為令薄膜之整體厚度100%中靠近
∥s1側之薄膜表面之厚度位置為0%，且令靠近
∥s2側之薄膜表面之厚度位置為100%時，|
∥s1-
∥c|/2表示之值之厚度位置係在4%以上且未達7%之範圍內。
考量低溶出性與高延伸性之平衡優異的點，前述|
∥s1-
∥c|/2表示之值在4.5~6.8%之範圍內特佳，在5.0~6.5%之範圍內又更佳。
當前述|
∥s1-
∥c|/2表示之值在未達4%之範圍，亦即過於靠近薄膜表面時，有溶出量變多的傾向。又，當前述|
∥s1-
∥c|/2表示之值在7%以上之範圍，亦即離薄膜表面過遠時，有延伸時的張力變高、變得容易斷裂的傾向。
在圖2中示意性表示本發明中之薄膜厚度方向之配向性分佈MDΔn-TDΔn的一個例子中之|
∥s1-
∥c|/2表示之值。如同一圖所示，令薄膜厚度方向之各表面中靠近
∥s1側之薄膜表面之厚度位置為0%，且令靠近
∥s2側之薄膜表面之厚度位置為100%時，將|
∥s1-
∥c|/2表示之值之厚度位置控制在4%以上且未達7%之範圍內，藉此能夠更降低聚乙烯醇系樹脂之溶出量故較佳。
在本發明中，就控制為前述式(1)~(3)等範圍之方法而言，較佳為在利用後述之連續澆鑄法所進行之聚乙烯醇系薄膜之製造方法中，將以澆鑄模製膜而得之薄膜自澆鑄模剝離後，使用符合預定條件之熱輥進行乾燥之方法。尤佳為，將接觸薄膜水分率大於11質量%之薄膜之熱輥的溫度全部設為50~90℃(條件(c1))，且使薄膜水分率成為11質量%以下且與接觸過澆鑄模之面為相反側之薄膜表面最初所接觸之熱輥的溫度為100℃以上(條件(c2))。在不符合前述條件(c1)及(c2)之兩者之製造方法的情況下，有控制為前述式(1)或(2)之範圍變得困難的傾向，不易得到低溶出性與高延伸性之平衡優異之聚乙烯醇系薄膜，難以達成本發明之目的。
一般而言，在對聚乙烯醇系薄膜進行連續製膜的情況下，邊沿MD方向運輸邊進行乾燥及熱處理，故有MD方向之配向變強的傾向。當MD方向之配向過強時，有薄膜之張力變大、製造偏光膜時變得容易斷裂的傾向，另一方面，當為了削弱MD方向之配向而降低製膜步驟中之溫度條件時，則有聚乙烯醇系樹脂之溶出量增加的傾向，故以往在製造偏光膜時，難以兼顧高延伸性與低溶出性。
本發明人等係著眼於下點：在聚乙烯醇系薄膜之製造步驟中之乾燥步驟中，由於自薄膜之表層到芯層產生水分率之梯度之影響，而於薄膜之表層與芯層在乾燥、熱處理之有效時間點上存在差異；且本發明人等得知：藉由調整薄膜之水分率及乾燥條件、熱處理條件，能夠理想地控制薄膜之表層與芯層的配向性；更進一步，藉由以成為前述式(1)及/或(2)之範圍的方式控制該薄膜之表層與芯層的配向性，發現了能夠兼顧製造偏光膜時的高延伸性與低溶出性之最佳配向性分佈。
以下，按步驟順序更詳細說明本聚乙烯醇系薄膜之製造方法，但本聚乙烯醇系薄膜之製造方法並不限於該等實施型態。
本聚乙烯醇系薄膜經過下述步驟(A)~(C)進行製造較佳，在下述步驟(A)~(C)之後進一步經過步驟(D)進行製造更佳。
步驟(A)：製備聚乙烯醇系樹脂水溶液之步驟。
步驟(B)：將聚乙烯醇系樹脂水溶液流鑄到澆鑄模中進行製膜之步驟。
步驟(C)：藉由使製膜而得之薄膜與多個熱輥接觸進行加熱乾燥之步驟。
步驟(D)：將所得到之薄膜使用熱風進行熱處理之步驟。
＜步驟(A)＞
步驟(A)係製備聚乙烯醇系樹脂水溶液之步驟。
首先，針對為本聚乙烯醇系薄膜之材料之聚乙烯醇系樹脂、及聚乙烯醇系樹脂水溶液進行說明。
就構成本聚乙烯醇系薄膜之聚乙烯醇系樹脂而言，通常使用未改性的聚乙烯醇系樹脂，亦即將乙酸乙烯酯進行聚合而得到之聚乙酸乙烯酯予以皂化而製造之樹脂。也可視需要使用下列樹脂：將乙酸乙烯酯、與少量(通常為10莫耳%以下，較佳為5莫耳%以下)的可與乙酸乙烯酯進行共聚合之成分之共聚物予以皂化而得到之樹脂。就可與乙酸乙烯酯進行共聚合之成分而言，例如可列舉不飽和羧酸(例如包含鹽、酯、醯胺、腈等)、碳數2~30的烯烴類(例如，乙烯、丙烯、正丁烯、異丁烯等)、乙烯基醚類、不飽和磺酸鹽等。又，亦能夠使用將皂化後的羥基予以化學修飾而得到之改性聚乙烯醇系樹脂。該等能夠單獨使用或者合併使用2種以上。
又，就本聚乙烯醇系薄膜中使用之聚乙烯醇系樹脂而言，亦能夠使用側鏈具有1,2-二醇結構之聚乙烯醇系樹脂。該側鏈具有1,2-二醇結構之聚乙烯醇系樹脂，例如可利用下列方法得到：(i)將乙酸乙烯酯與3,4-二乙醯氧基-1-丁烯之共聚物予以皂化之方法、(ii)將乙酸乙烯酯與乙烯基碳酸伸乙酯之共聚物予以皂化及去羧之方法、(iii)將乙酸乙烯酯與2,2-二烷基-4-乙烯基-1,3-二氧戊環之共聚物予以皂化及脫縮酮化之方法、(iv)將乙酸乙烯酯與甘油單烯丙基醚之共聚物予以皂化之方法等。
本聚乙烯醇系薄膜中使用之聚乙烯醇系樹脂之重量平均分子量，為10萬~30萬較佳，特佳為11萬~28萬，又更佳為12萬~26萬。當前述重量平均分子量過小時，在將聚乙烯醇系樹脂製成光學薄膜的情況下，有不易得到充分的光學性能的傾向，當過大時，在使用聚乙烯醇系薄膜來製造偏光膜時，有延伸變得困難的傾向。
再者，前述聚乙烯醇系樹脂之重量平均分子量，係利用GPC-MALS法進行測量之重量平均分子量。
本聚乙烯醇系薄膜中使用之聚乙烯醇系樹脂之平均皂化度，通常為98莫耳%以上較佳，特佳為99莫耳%以上，又更佳為99.5莫耳%以上，格外理想為99.8莫耳%以上。當平均皂化度過小時，在將聚乙烯醇系薄膜製成偏光膜的情況下，有無法得到充分的光學性能的傾向。
此處，本發明中之平均皂化度係依循JIS K 6726進行測量者。
就本聚乙烯醇系薄膜中使用之聚乙烯醇系樹脂而言，亦可併用改性種類、改性量、重量平均分子量、平均皂化度等不同之2種以上之聚乙烯醇系樹脂。
在本聚乙烯醇系薄膜中使用之聚乙烯醇系樹脂水溶液中，除了聚乙烯醇系樹脂以外，視需要使其含有甘油、二甘油、三甘油、乙二醇、三乙二醇、聚乙二醇、三羥甲基丙烷等一般使用之塑化劑；或非離子性、陰離子性、及陽離子性中之至少一種之界面活性劑的話，就製膜性的觀點更佳。該等能夠單獨使用或者合併使用2種以上。
如此進行而得到之聚乙烯醇系樹脂水溶液之樹脂濃度，為15~60質量%較佳，特佳為17~55質量%，又更佳為20~50質量%。當前述水溶液之樹脂濃度過低時，乾燥負荷變大故有生產能力降低的傾向，當過高時，有黏度變得過高而變得不易均勻溶解的傾向。
接著，所得到之聚乙烯醇系樹脂水溶液係予以脫泡處理。就脫泡方法而言，可列舉利用靜置脫泡、多螺桿擠壓機所進行之脫泡等方法。就多螺桿擠壓機而言，為具有通氣孔之多螺桿擠壓機即可，通常使用具有通氣孔之雙螺桿擠壓機。
＜步驟(B)＞
步驟(B)係將聚乙烯醇系樹脂水溶液流鑄到澆鑄模中進行製膜之步驟。
前述脫泡處理之後，聚乙烯醇系樹脂水溶液係逐次定量地導入到T型縫模，排出及流鑄到旋轉之澆鑄鼓上，且利用連續澆鑄法來製膜成薄膜。
T型縫模出口的聚乙烯醇系樹脂水溶液之樹脂溫度，為80~100℃較佳，特佳為85~98℃。
當前述樹脂溫度過低時，有變得流動不良的傾向，當過高時，有起泡的傾向。
聚乙烯醇系樹脂水溶液之黏度在排出時為50~200Pa･s較佳，為70~150Pa･s特佳。
當前述黏度過高時，有變得流動不良的傾向，當過低時，有流鑄製膜變得困難的傾向。
自T型縫模排出到澆鑄鼓之聚乙烯醇系樹脂水溶液之排出速度，為0.2~5m/分鐘較佳，特佳為0.4~4m/分鐘，又更佳為0.6~3m/分鐘。
當前述排出速度過慢時，有生產性降低的傾向，當過快時，有流鑄變得困難的傾向。
前述澆鑄鼓之直徑較佳為2~5m，特佳為2.4~4.5m，又更佳為2.8~4m。
當前述直徑過小時，澆鑄鼓上之乾燥區間變短，故有速度不易提升的傾向，當過大時，有運輸性降低的傾向。
前述澆鑄鼓之寬度，較佳為4m以上，特佳為4.5m以上，又更佳為5m以上，格外理想為5~8m。當前述澆鑄鼓之寬度過小時，有生產性降低的傾向。
前述澆鑄鼓之旋轉速度為3~50m/分鐘較佳，特佳為7~40m/分鐘，又更佳為10~35m/分鐘。當前述旋轉速度過慢時，有生產性降低的傾向，當過快時，有乾燥變得不足夠的傾向。
前述澆鑄鼓之表面溫度為40~99℃較佳，特佳為60~95℃。當前述表面溫度過低時，有變得乾燥不良的傾向，當過高時，有起泡的傾向。
＜步驟(C)＞
步驟(C)係將前述製膜而得之薄膜進行加熱乾燥之步驟。
自澆鑄鼓剝離而得之薄膜(前述製膜而得之薄膜)係使用夾輥等沿行進方向(MD方向)運輸，且藉由使該薄膜之表面以及背面交互接觸多個熱輥進行乾燥。熱輥為例如對表面進行硬質鉻鍍敷處理或鏡面處理後之直徑0.2~2m之輥，通常使用2~30根、較佳使用10~25根來進行乾燥係理想。
前述熱輥之表面溫度(以下有時稱為「熱輥溫度」)並無特別限制，但通常較佳為50~150℃，又更佳為70~140℃。當前述表面溫度過低時，有變得乾燥不良的傾向，當過高時，有變得過度乾燥、招致起伏等外觀不良的傾向。
在前述步驟(C)中，於得到低溶出性與高延伸性之平衡優異之薄膜的點上，多個熱輥溫度符合下述條件(c1)及(c2)較佳，符合下述條件(c1)至(c3)的全部更佳。
條件(c1)：接觸薄膜水分率大於11質量%之薄膜之熱輥的溫度全部為50~90℃。
條件(c2)：薄膜水分率成為11質量%以下且與接觸過澆鑄模之面為相反側之薄膜表面最初所接觸之熱輥的溫度係100℃以上。
條件(c3)：於進行了前述條件(c2)中之乾燥之熱輥以後之任一熱輥，係使熱輥溫度為100℃以上並使其和接觸過澆鑄模側之薄膜表面接觸。
前述條件(c1)中，接觸水分率大於11質量%之薄膜之熱輥的熱輥溫度為55~90℃較佳，為60~90℃特佳。
前述條件(c2)中，薄膜水分率成為11質量%以下且與接觸過澆鑄模之面為相反側之薄膜表面最初所接觸之熱輥的熱輥溫度，為102℃以上特佳，為105℃以上又更佳。於抑制產生薄膜的起伏的點上，熱輥溫度的上限為130℃以下特佳。
再者，前述條件(c2)中，「薄膜水分率成為11質量%以下且與接觸過澆鑄模之面為相反側之薄膜表面最初所接觸之熱輥」(以下有時稱為「c2熱輥」)，係指在步驟(C)中使用之多個熱輥中，位於上流側之任意熱輥(R1)、相鄰設置於熱輥(R1)的下流側之熱輥(R2)、相鄰設置於熱輥(R2)的下流側之熱輥(R3)的情況下，測量經過熱輥(R1)後之薄膜水分率，並於該薄膜水分率初次達11質量%以下時，在熱輥(R2)係與接觸過澆鑄模之面為相反側之薄膜表面接觸的情況下，熱輥(R2)即相當於「c2熱輥」。
又，在熱輥(R2)係與接觸過澆鑄模之薄膜表面接觸時，且熱輥(R3)係與接觸過澆鑄模之面為相反側之薄膜表面接觸的情況下，熱輥(R3)即相當於「c2熱輥」。
又，前述條件(c2)中，水分率成為11質量%後最初接觸薄膜之熱輥，係與薄膜之最初接觸澆鑄模之面為相反之薄膜表面接觸，且將該相反之薄膜表面予以乾燥較佳。
前述條件(c3)中，使和接觸過澆鑄模側之薄膜表面接觸之熱輥的熱輥溫度為102℃以上特佳，為105℃以上又更佳。於抑制發生薄膜的起伏的點上，熱輥溫度的上限為130℃以下特佳。
又，前述條件(c3)中，熱輥溫度設為100℃以上之使其和接觸過澆鑄模側之薄膜表面接觸之熱輥係設置於條件(c2)的熱輥之下一根熱輥的話，就減少薄膜表背面之乾燥差的觀點較佳。
此外，於條件(c3)之熱輥以後，以熱輥溫度為50~95℃之熱輥進一步進行乾燥較佳。
＜步驟(D)＞
步驟(D)係將藉由前述步驟(C)所得到之薄膜使用熱風進行熱處理之步驟。
將經過前述步驟(C)之薄膜以例如浮動式乾燥機等進行熱處理即可。該熱處理之溫度為未達100℃較佳，特佳為70~99℃，又更佳為75~97℃。
當前述熱處理溫度過高時，會有因乾燥過度而延伸時的張力變得過高、變得容易斷裂的傾向。
又，熱處理時間為20~100秒鐘較佳，特佳為40~70秒鐘。當前述熱處理時間過長時，因乾燥過度而有延伸時的張力變得過高、變得容易斷裂的傾向。
〔薄膜水分率〕
在本發明中，薄膜水分率能夠如下進行測量。
測量自乾燥輥收集而得之聚乙烯醇系薄膜之寬度方向中央部之水分率測量用的試樣薄膜之質量(減壓乾燥前)。接著，將試樣薄膜於真空乾燥機(真空度：10mmHg以下)中以83℃進行20分鐘的減壓乾燥，並測量減壓乾燥後的試樣薄膜之質量。自所得到之減壓乾燥前後的試樣薄膜之質量，藉由下式計算出水分率。
水分率(%)={(減壓乾燥前的薄膜之質量)-(減壓乾燥後的薄膜之質量)}×100/(減壓乾燥前的薄膜之質量)
〔聚乙烯醇系薄膜〕
如此經過前述步驟(A)~(D)而得到聚乙烯醇系薄膜，最終捲繞於輥而成為成品。
聚乙烯醇系薄膜之長度，考量大面積化偏光膜的點，較佳為4km以上，考量運輸質量的點，特佳為5~50km。
聚乙烯醇系薄膜之寬度，於寬幅化偏光膜的點上，較佳為4m以上，特佳為5m以上，考量避免製造偏光膜時的斷裂的點，又更佳為5~6m。
聚乙烯醇系薄膜之厚度為5μm以上較佳，特佳為15μm以上，又更佳為25μm以上，格外理想為30μm以上。又，前述厚度為70μm以下較佳，特佳為65μm以下，又更佳為60μm以下。
考量避免汙染偏光膜製造設備的觀點，聚乙烯醇系薄膜中之聚乙烯醇系樹脂之溶出量為60ppm以下較佳，特佳為50ppm以下。再者，前述溶出量係利用後述之實施例中記載之方法進行測量之值。
聚乙烯醇系薄膜之極限延伸倍率考量避免斷裂的觀點，為6.8倍以上較佳。再者，前述極限延伸倍率係利用後述之實施例中記載之方法進行測量之值。
利用本發明之實施型態的一個例子之製造方法所得到之聚乙烯醇系薄膜，作為光學用係有用。尤其，作為製造偏光膜用之原料薄膜係非常有用。
以下，針對由本聚乙烯醇系薄膜構成之偏光膜、及偏光板之製造方法進行說明。
〔偏光膜之製造方法〕
本發明之偏光膜係將利用本發明之實施型態的一個例子之製造方法所得到之本聚乙烯醇系薄膜，自輥重複沿水平方向移送，且經過膨潤、染色、硼酸交聯、延伸、清洗、乾燥等步驟而製造。
膨潤步驟係在染色步驟之前施行。除了能夠藉由膨潤步驟來清洗聚乙烯醇系薄膜表面的髒汙以外，還有藉由使聚乙烯醇系薄膜膨潤來防止染色度不均等的效果。在膨潤步驟中，就處理液而言，通常使用水。該處理液若主成分為水的話，亦可放入碘化化合物、界面活性劑等添加物、醇等。膨潤浴之溫度通常為10~45℃左右，膨潤浴中之浸漬時間通常為0.1~10分鐘左右。
染色步驟係藉由使含有碘或二色性染料之液體接觸薄膜來進行。通常使用碘-碘化鉀的水溶液，碘之濃度為0.1~2g/L、碘化鉀之濃度為1~100g/L係適當。染色時間為30~500秒鐘左右係實用。處理浴之溫度較佳為5~50℃。水溶液中，除了水溶劑以外，亦可使其含有少量的與水有相容性之有機溶劑。
硼酸交聯步驟係使用硼酸、硼砂等硼化合物來進行。硼化合物係以水溶液或水-有機溶劑混合液的形式且以濃度10~100g/L左右來使用，於穩定化偏光性能的點上，在液中使碘化鉀共存較佳。處理時之溫度為30~70℃左右、處理時間為0.1~20分鐘左右較佳，又，亦可視需要在處理中進行延伸操作。
延伸步驟理想為將薄膜沿單軸方向延伸3~10倍、較佳延伸3.5~7倍。此時，在延伸方向的直角方向上也進行一些延伸(防止寬度方向的收縮的程度、或其以上的延伸)亦無妨。延伸時的溫度較佳為40~170℃。此外，延伸倍率最終設定為前述範圍即可，延伸操作不僅為1階段，而且在製造步驟中多次實施亦可。
清洗步驟係例如藉由在水、碘化鉀等碘化物水溶液中浸漬薄膜來進行，且能夠去除在薄膜的表面產生之析出物。使用碘化鉀水溶液時之碘化鉀濃度可為10~1000g/L左右。清洗處理時之溫度通常為5~50℃，較佳為10~45℃。處理時間通常為1~300秒鐘，較佳為10~240秒鐘。再者，水清洗和利用碘化鉀水溶液進行之清洗亦可適當組合實施。
乾燥步驟例如使用乾燥機進行40~100℃、0.1~10分鐘的乾燥。
如此進行得到偏光膜，偏光膜之偏光度較佳為99%以上，更佳為99.5%以上。當偏光度過低時，有液晶顯示器中之對比度降低的傾向。
再者，偏光度係例如由一般而言在將2片偏光膜以其配向方向成為同一方向的方式重疊後之狀態下於波長λ測量而得之光線透射率(H
11)、和在將2片偏光膜以配向方向成為互相正交之方向的方式重疊後之狀態下於波長λ測量而得之光線透射率(H
1)，依據下式(4)計算出。
偏光度=〔(H
11-H
1)/(H
11+H
1)〕
1/2･･･(4)
此外，本發明之實施型態的一個例子之偏光膜之單體透射率較佳為43%以上。當前述單體透射率過低時，有變得無法達成液晶顯示器之高亮度化的傾向。
單體透射率係使用分光光度計來測量偏光膜單體之光線透射率而得到之值。
〔偏光板之製造方法〕
接著，針對使用本發明之實施型態的一個例子之偏光膜之偏光板之製造方法進行說明。
本發明之實施型態的一個例子之偏光膜，係適於製造色度不均少、偏光性能優異之偏光板。
本發明之實施型態的一個例子之偏光板，係藉由在前述偏光膜之單面或兩面，經由黏接劑，將光學等向性的樹脂薄膜作為保護薄膜進行貼合來製作。就保護薄膜而言，例如可列舉纖維素三乙酸酯、纖維素二乙酸酯、聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯、環烯烴聚合物、環烯烴共聚物、聚苯乙烯、聚醚碸、聚伸芳基酯、聚-4-甲基戊烯、聚伸苯醚等之薄膜或薄片。
貼合方法係以習知的方法進行，例如藉由將液狀的黏接劑組成物均勻塗佈於偏光膜、保護薄膜、或者該兩者之後，將兩者貼合壓接，並加熱或照射活性能量射線來進行。
再者，亦能夠在偏光膜之單面或兩面塗佈胺甲酸酯系樹脂、丙烯酸系樹脂、脲樹脂等硬化性樹脂並予以硬化而形成硬化層，來製成偏光板。當如此進行時，前述硬化層成為前述保護薄膜之替代物，而能夠達到薄膜化。
使用利用本發明之實施型態的一個例子之製造方法所得到之聚乙烯醇系薄膜之偏光膜及偏光板，係偏光性能優異，且可理想使用於：可攜式資訊終端機、電腦、電視、投影機、標牌、桌上型電子計算機、電子鐘錶、文字處理機、電子紙、遊戲機、攝影機、照相機、相簿、溫度計、音響、汽車或機械類之儀表類等液晶顯示裝置、太陽眼鏡、防眩光眼鏡、立體眼鏡、穿戴式顯示器、折疊式顯示器、顯示元件(CRT、LCD、有機EL、電子紙等)用抗反射膜、光通訊設備、醫療設備、建築材料、玩具等。
[實施例]
以下，列舉實施例進一步具體說明本發明，但本發明只要不超出其主旨，就不限於以下的實施例。
再者，例中「份」、「%」係意指質量基準。
＜測量條件＞
(1)聚乙烯醇系樹脂之溶出量(ppm)
將所得到之聚乙烯醇系薄膜於23℃、50%RH下調濕24小時後，裁切出5片的100mm×100mm(0.01m
2)的試驗片，將全數(合計0.05m
2)在1L的離子交換水中且於50℃下浸漬1分鐘而得到溶出液。在室溫(23℃)下對於該溶出液10mL混合發色試劑(離子交換水500g、碘化鉀7.4g、碘0.65g、硼酸10.6g)10mL之後，使用分光光度計(島津製作所公司製UV-3100PC)測量波長690nm的吸光度，並自預先製作好的檢量線計算出聚乙烯醇系樹脂之濃度(ppm)。
(評價基準)
〇(非常好，very good)：溶出量為50ppm以下
△(好，good)：溶出量為超過50ppm且為60ppm以下
×(差，poor)：溶出量為超過60ppm
(2)極限延伸倍率
對於所得到之聚乙烯醇系薄膜，邊沿水平方向運輸，邊浸漬於水溫30℃的水槽，邊在行進方向(MD)上以原本的原料為基準延伸1.5倍。接著，邊在由碘0.2g/L、碘化鉀15g/L構成之染色槽(30℃)中浸漬240秒，邊進一步延伸1.3倍，更進一步，浸漬於為硼酸50g/L、碘化鉀30g/L之組成之硼酸處理槽(50℃)，且進行直到薄膜斷裂為止的延伸，測量極限延伸倍率，並評價延伸性。
(評價基準)
〇(非常好，very good)：可延伸至6.8倍以上
×(差，poor)：未達6.8倍且斷裂
(3)配向性分佈
[配向性分佈MDΔn-TDΔn之測量]
於聚乙烯醇系薄膜之行進方向(MD)之任意位置，自聚乙烯醇系薄膜之寬度方向(TD)上之中央部裁切出MD×TD=5mm×10mm大小的細片。接著，對於該細片以厚度100μm的PET薄膜夾持兩側，並進一步將其夾持於木框且安裝於切片機裝置。
然後，對於前述裁切出之細片，以與細片之行進方向(MD)平行並10μm的間隔進行切片，而製作觀察用的切片(MD×TD=5mm×10μm)。
接下來，為了能夠觀察切片表面，將切片放倒而使切片表面朝上地放置於載玻片上並以蓋玻片和磷酸三甲苯酯(折射率1.557)封片，且使用二維光彈性評價系統「PA-micro」(Photonic Lattice公司製)來測量相位延遲(retardation)。
在將切片之相位延遲分佈顯示於「PA-micro」之測量畫面之狀態下，如將切片橫切般地將垂直於最初的前述聚乙烯醇系薄膜的表面之線段X自一表面到另一表面畫出，於該線段X上進行線段分析而取得切片之厚度方向之相位延遲分佈數據。再者，觀察係使用40倍物鏡來進行，且採用將線寬設為3像素的相位延遲之平均值。
將所得到之切片之厚度方向之相位延遲分佈數據除以切片之厚度10μm，而得到切片之厚度方向之雙折射率分佈MDΔn。
以同樣的步驟觀察MD×TD=10μm×5mm的切片而得到雙折射率分佈TDΔn。
為了修正由雙折射率分佈MDΔn與雙折射率分佈TDΔn之像素偏移所致之數據點數之差，使各個雙折射率分佈藉由三次樣條內插而一致為1000點。取得內插後之MDΔn與TDΔn之差，得到配向性分佈MDΔn-TDΔn。像素偏移係表示在測量MD和TD之相位延遲分佈數據時，由於兩者之微妙測量條件之差異等，即使為相同膜厚之薄膜，雙折射率分佈亦不成為相同的數據點數。
[
∥s1、
∥s2、
∥c、|
∥s1-
∥c|/2之測量]
自前述所得到之配向性分佈MDΔn-TDΔn，得到薄膜之整體厚度100%中於薄膜之厚度方向之兩端40%之各範圍中之各峰頂值。將所得到之各峰頂值進行比較，而令相對較大之峰頂值為
∥s1、相對較小之峰頂值為
∥s2。
又，將在前述所得到之配向性分佈MDΔn-TDΔn中，薄膜之整體厚度100%中於薄膜之厚度方向之中央20%之範圍內之值予以平均，藉此得到平均值
∥c。
又，自前述所得到之配向性分佈MDΔn-TDΔn，得到令薄膜之整體厚度100%中靠近
∥s1側之薄膜表面之厚度位置為0%、靠近
∥s2側之薄膜表面之厚度位置為100%時之|
∥s1-
∥c|的半值(|
∥s1-
∥c|/2)之厚度位置。
(4)斷裂次數
在使用所得到之聚乙烯醇系薄膜來製造偏光膜之步驟中，自開始製造偏光膜起12小時以內以目視確認薄膜斷裂之次數。
(5)偏光度(%)
自所得到之偏光膜裁切出長度4cm×寬度4cm的樣品，使用自動偏光薄膜測量裝置(日本分光公司製：VAP7070)來測量偏光度(%)。
(6)偏光膜中之缺陷個數
自所得到之偏光膜，裁切出長度方向(延伸方向)30cm、寬度方向20cm的試驗片，以目視觀察存在於偏光膜表面之青色異物，來求得最長徑為50μm以上之異物缺陷之數目。重複此步驟3次，而求得每1片試驗片之異物缺陷個數之平均值。再者，異物缺陷之最長徑係使用數位顯微鏡來測量。
＜實施例1＞
(聚乙烯醇系薄膜之製作)
在5,000L的溶解罐中，放入重量平均分子量142,000且皂化度99.8莫耳%的聚乙烯醇系樹脂1,000kg、水2,500kg、作為塑化劑之甘油105kg、及作為界面活性劑之十二烷基磺酸鈉0.25kg，邊攪拌邊升溫至150℃並進行加壓溶解，得到樹脂濃度25質量%的聚乙烯醇系樹脂水溶液。
接著，將該聚乙烯醇系樹脂水溶液供給到具有通氣孔之雙螺桿擠壓機並予以脫泡後，使水溶液溫度為95℃，自T型縫模排出口花費10m/分鐘排出及流鑄到旋轉之澆鑄鼓(表面溫度90℃)來進行製膜。將所得到之薄膜自澆鑄鼓剝離，邊使薄膜之表面以及背面交互接觸合計15根的熱輥邊進行運輸。直到薄膜水分率成為11質量%為止之熱輥(第1~第8熱輥)的熱輥溫度係設為90℃~60℃(平均75℃)，並使用水分率成為11質量%後最初接觸之熱輥(第9熱輥)，來將薄膜之與最初接觸過澆鑄模之面為相反表面於108℃下進行乾燥。於隨後之第10熱輥，對與澆鑄模接觸過之表面以108℃進行乾燥，之後使用第11~15熱輥以95~50℃(平均80℃)進行乾燥。接著，自薄膜兩面吹送95℃的熱風50秒鐘進行熱處理後，最後縱切捲繞，得到輥狀的聚乙烯醇系薄膜(薄膜厚度60μm、寬度5m、長度5km)。所得到之聚乙烯醇系薄膜的特性係如表1中所示。
(偏光膜之製作)
將所得到之聚乙烯醇系薄膜邊自輥捲放並沿水平方向運輸，邊浸漬於水溫30℃的水槽中使其膨潤，邊在行進方向(MD)上以原本的原料為基準延伸1.7倍。於該膨潤步驟中，薄膜中未產生摺痕、皺褶。接著，以最終所得到之偏光膜之單體透射率成為43.5%的方式調整碘量，浸漬於包含碘化鉀30g/L之組成的水溶液(30℃)中，邊進行染色，邊在行進方向(MD方向)上以原本的原料為基準且以成為2.7倍的方式予以延伸，然後浸漬於硼酸40g/L、碘化鉀30g/L之組成的水溶液(55℃)中，邊進行硼酸交聯，邊在行進方向(MD方向)上以原本的原料為基準且予以單軸延伸至6.2倍。最後，以碘化鉀水溶液進行清洗，並於70℃下乾燥2分鐘而得到偏光膜。開始製造偏光膜後12小時以內之斷裂次數、開始製造偏光膜後經過12小時之後取樣而得之偏光膜的偏光性能及缺陷個數係如表2中所示。
＜實施例2＞
除了實施例1中，使用水分率成為11質量%後最初接觸之熱輥(第9熱輥)，來將薄膜之與最初接觸過澆鑄模之面相反表面於102℃下進行乾燥，且於隨後之第10熱輥，對與澆鑄模接觸過之表面以102℃進行乾燥以外，與實施例1同樣地進行而得到聚乙烯醇系薄膜(寬度5m、厚度60μm、長度5km)。所得到之聚乙烯醇系薄膜的特性係如表1中所示。
進一步，使用所得到之聚乙烯醇系薄膜，與實施例1同樣地進行而得到偏光膜。所得到之偏光膜的特性係如表2中所示。
＜實施例3＞
除了實施例1中，自T型縫模排出口花費10m/分鐘排出及流鑄到旋轉之澆鑄鼓(表面溫度85℃)來進行製膜，並使用水分率成為11質量%後最初接觸之熱輥(第5熱輥)，來將薄膜之與最初接觸過澆鑄模之面相反表面於107℃下進行乾燥，且於隨後之第6熱輥，對與澆鑄模接觸過之表面以106℃進行乾燥，之後使用第7~15熱輥以70~50℃(平均55℃)進行乾燥，接著，自薄膜兩面吹送93℃的熱風進行熱處理以外，與實施例1同樣地進行而得到聚乙烯醇系薄膜(薄膜厚度45μm、寬度5m、長度5km)。所得到之聚乙烯醇系薄膜的特性係如表1中所示。
進一步，使用所得到之聚乙烯醇系薄膜，與實施例1同樣地進行而得到偏光膜。所得到之偏光膜的特性係如表2中所示。
＜比較例1＞
除了實施例1中，使用水分率成為11質量%後最初接觸之熱輥(第9熱輥)，來將薄膜之與最初接觸過澆鑄模之面相反表面於95℃下進行乾燥，且於隨後之第10熱輥，對與澆鑄模接觸過之表面以95℃進行乾燥，之後使用第11~15熱輥以95~50℃(平均90℃)進行乾燥，接著，自薄膜兩面吹送100℃的熱風進行熱處理以外，與實施例1同樣地進行而得到聚乙烯醇系薄膜(寬度5m、厚度60μm、長度5km)。所得到之聚乙烯醇系薄膜的特性係如表1中所示。
進一步，使用所得到之聚乙烯醇系薄膜，與實施例1同樣地進行而得到偏光膜。所得到之偏光膜的特性係如表2中所示。
＜比較例2＞
除了實施例1中，使用水分率成為11質量%後最初接觸之熱輥(第9熱輥)，來將薄膜之與最初接觸過澆鑄模之面相反表面於60℃下進行乾燥，且於隨後之第10熱輥，對與澆鑄模接觸過之表面以60℃進行乾燥，之後使用第11~15熱輥以50℃進行乾燥，接著，自薄膜兩面吹送125℃的熱風進行熱處理以外，與實施例1同樣地進行而得到聚乙烯醇系薄膜(寬度5m、厚度60μm、長度5km)。所得到之聚乙烯醇系薄膜的特性係如表1中所示。
進一步，使用所得到之聚乙烯醇系薄膜，與實施例1同樣地進行而製成偏光膜，結果，因自開始製造起12小時之間切斷過2次，故將延伸倍率自6.2倍變更為6.0倍。所得到之偏光膜的特性係如表2中所示。
[表1]
| 實施例1 | 實施例2 | 實施例3 | 比較例1 | 比較例2 | |||
| 製造條件 | X | - | 9 | 9 | 5 | 9 | 9 |
| 熱輥X之乾燥面 | 面 | A | A | A | A | A | |
| 熱輥1~(X-1)之溫度 | ℃ | 90~60 | 90~60 | 90~60 | 90~60 | 90~60 | |
| 熱輥X之溫度 | ℃ | 108 | 102 | 107 | 95 | 60 | |
| 熱輥(X+1)之乾燥面 | 面 | B | B | B | B | B | |
| 熱輥(X+1)之溫度 | ℃ | 108 | 102 | 106 | 95 | 60 | |
| 熱輥(X+2)~最後之熱輥的溫度 | ℃ | 95~50 | 95~50 | 70~50 | 95~50 | 50 | |
| 熱處理溫度 | ℃ | 95 | 95 | 93 | 100 | 125 | |
| 薄膜特性 | 薄膜厚度 | μm | 60 | 60 | 45 | 60 | 60 |
| ∥s1 | - | 0.001392 | 0.002101 | 0.000785 | 0.001054 | 0.001086 | |
| ∥s2 | - | 0.000125 | 0.000355 | 0.000518 | 0.000069 | 0.000696 | |
| ∥c | - | -0.000419 | -0.000298 | -0.000177 | -0.000238 | 0.000283 | |
| | ∥s1- ∥c| | - | 0.00181 | 0.0024 | 0.00096 | 0.00129 | 0.0008 | |
| | ∥s2- ∥c| | - | 0.00054 | 0.00065 | 0.0007 | 0.00031 | 0.00041 | |
| | ∥s1- ∥c|/2之厚度位置 | % | 5.9 | 5.2 | 6.2 | 6.5 | 8.9 | |
| 評價 | 極限延伸倍率 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | × | |
| 溶出量 | 〇 | 〇 | △ | × | 〇 |
表1中，X表示薄膜之水分率成為11質量%後最初所接觸之熱輥的編號。
又，關於熱輥X之乾燥面，A表示與澆鑄模相反面側，B表示與澆鑄模同一面側。
[表2]
| 實施例1 | 實施例2 | 實施例3 | 比較例1 | 比較例2 | ||
| 自開始製造偏光膜起12小時內之斷裂次數 | 次 | 0 | 0 | 0 | 0 | 2 |
| 偏光度 | % | 99.98 | 99.98 | 99.96 | 99.92 | 99.9 |
| 偏光膜中之缺陷個數 | 個 | 0 | 0.3 | 0.7 | 4 | 1.7 |
實施例1~2之聚乙烯醇系薄膜因其厚度方向之表層與芯層的配向性在特定範圍內，又，實施例3之聚乙烯醇系薄膜因其厚度方向之一側之表層與芯層的配向性在特定範圍內，故係來自薄膜之溶出量低且極限延伸倍率亦高者，且在製造偏光膜時亦不發生斷裂，而可得到偏光性能優異、缺陷個數亦少之偏光膜。
相對於此，比較例1之聚乙烯醇系薄膜因來自薄膜之溶出量高，故可知所得到之偏光膜係缺陷個數多。又，比較例2之聚乙烯醇系薄膜因極限延伸倍率低，故在製造偏光膜時發生斷裂、生產性差，又，為了避免斷裂而降低了延伸倍率，故所得到之偏光膜成為偏光性能差者。
再者，比較例2中缺陷之個數變多之因素並非起因於溶出量，而是起因於薄膜之斷裂。
在前述實施例中示出了本發明中之具體形態，但前述實施例僅為例示，非為限定解釋。對該發明所屬技術領域中具有通常知識者而言顯而易見之各種變形，係視為落在本發明之範圍內。
[產業上利用性]
本發明之聚乙烯醇系薄膜係理想作為偏光膜使用者，該偏光膜係偏光性能優異，且可理想使用於：可攜式資訊終端機、電腦、電視、投影機、標牌、桌上型電子計算機、電子鐘錶、文字處理機、電子紙、遊戲機、攝影機、照相機、相簿、溫度計、音響、汽車或機械類之儀表類等液晶顯示裝置、太陽眼鏡、防眩光眼鏡、立體眼鏡、穿戴式顯示器、折疊式顯示器、捲軸電視、捲軸顯示器、顯示元件(CRT、LCD、有機EL、電子紙等)用抗反射膜、光通訊設備、醫療設備、建築材料、玩具等。
無
[圖1]示意性表示本發明之實施型態的一個例子之薄膜之厚度方向之配向性分佈MDΔn-TDΔn的一個例子之說明圖。
[圖2]示意性表示本發明之實施型態的一個例子之薄膜之厚度方向之配向性分佈MDΔn-TDΔn的一個例子之說明圖。
無
Claims (13)
- 一種聚乙烯醇系薄膜，其特徵在於， 在將該聚乙烯醇系薄膜沿MD方向切片而得之薄膜片之厚度方向之雙折射率分佈MDΔn、與將該聚乙烯醇系薄膜沿TD方向切片而得之薄膜片之厚度方向之雙折射率分佈TDΔn之差中，即在薄膜之厚度方向之配向性分佈MDΔn-TDΔn中， 令薄膜之整體厚度100%中於薄膜之厚度方向之兩端40%之各範圍中之各峰頂值為 ∥s1、 ∥s2，令薄膜之整體厚度100%中於薄膜之厚度方向之中央20%之範圍內之平均值為 ∥c，且 ∥s1＞ ∥s2時， 符合下式(1)及(2)中之至少一者： 0.00150≦| ∥s1- ∥c|≦0.00300･･･(1)； 0.00045≦| ∥s2- ∥c|≦0.00090･･･(2)。
- 如請求項1之聚乙烯醇系薄膜，其中，該 ∥c係符合下式(3)： -0.00050≦ ∥c＜0.0006･･･(3)。
- 如請求項1或2之聚乙烯醇系薄膜，其中，令該薄膜之整體厚度100%中靠近該 ∥s1側之薄膜表面之厚度位置為0%，且令靠近該 ∥s2側之薄膜表面之厚度位置為100%時，| ∥s1- ∥c|/2表示之值之厚度位置係在4%以上且未達7%之範圍內。
- 如請求項1或2之聚乙烯醇系薄膜，其中，該聚乙烯醇系薄膜之厚度係5~70μm，寬度係4m以上，長度係4km以上。
- 一種偏光膜，其特徵在於，係使用如請求項1至4中任一項之聚乙烯醇系薄膜而得。
- 一種偏光板，其特徵在於，具備：如請求項5之偏光膜、以及設置於該偏光膜之至少單面之保護薄膜。
- 一種聚乙烯醇系薄膜之製造方法，係製造如請求項1至4中任一項之聚乙烯醇系薄膜之方法，其特徵在於，經過下述步驟(A)~(C)進行製造： 步驟(A)：製備聚乙烯醇系樹脂水溶液； 步驟(B)：將聚乙烯醇系樹脂水溶液流鑄到澆鑄模中進行製膜； 步驟(C)：藉由使製膜而得之薄膜與多個熱輥接觸進行加熱乾燥。
- 如請求項7之聚乙烯醇系薄膜之製造方法，其中，該步驟(C)中之使用多個熱輥之乾燥係符合下述條件(c1)及(c2)： 條件(c1)：接觸薄膜水分率大於11質量%之薄膜之熱輥的溫度全部為50~90℃； 條件(c2)：薄膜水分率成為11質量%以下且與接觸過澆鑄模之面為相反側之薄膜表面最初所接觸之熱輥的溫度係100℃以上。
- 如請求項8之聚乙烯醇系薄膜之製造方法，其中，該步驟(C)中之使用多個熱輥之乾燥係更符合下述條件(c3)： 條件(c3)：於進行了該條件(c2)中之乾燥之熱輥以後之任一熱輥，係使熱輥的溫度為100℃以上並使其和接觸過澆鑄模之薄膜表面接觸。
- 如請求項7至9中任一項之聚乙烯醇系薄膜之製造方法，其具備下述步驟(D)，且該步驟(D)中之熱處理溫度係未達100℃： 步驟(D)：將步驟(C)中得到之薄膜使用熱風進行熱處理。
- 一種聚乙烯醇系薄膜之製造方法，係經過製備聚乙烯醇系樹脂水溶液之步驟(A)、將聚乙烯醇系樹脂水溶液流鑄到澆鑄模中進行製膜之步驟(B)、藉由使製膜而得之薄膜與多個熱輥接觸進行加熱乾燥之步驟(C)，來進行製造之聚乙烯醇系薄膜之製造方法，其特徵在於， 該步驟(C)中之使用多個熱輥之乾燥係符合下述條件(c1)及(c2)： 條件(c1)：接觸薄膜水分率大於11質量%之薄膜之熱輥的溫度全部為50~90℃； 條件(c2)：薄膜水分率成為11質量%以下且與接觸過澆鑄模之面為相反側之薄膜表面最初所接觸之熱輥的溫度係100℃以上。
- 如請求項11之聚乙烯醇系薄膜之製造方法，其中，該步驟(C)中之使用多個熱輥之乾燥係更符合下述條件(c3)： 條件(c3)：於進行了該條件(c2)中之乾燥之熱輥以後之任一熱輥，係使熱輥的溫度為100℃以上並使其和接觸過澆鑄模之薄膜表面接觸。
- 如請求項11或12之聚乙烯醇系薄膜之製造方法，其具備將該步驟(C)中得到之薄膜使用熱風進行熱處理之步驟(D)，該步驟(D)中之熱處理溫度係未達100℃。
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