TWI676638B - 聚乙烯醇系薄膜、聚乙烯醇系薄膜之製造方法及偏光膜 - Google Patents

聚乙烯醇系薄膜、聚乙烯醇系薄膜之製造方法及偏光膜 Download PDF

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Abstract

提供一種聚乙烯醇系薄膜，其染色性或延伸性優良，即使經增寬增長薄型化時仍具有高偏光度，可獲得無偏光不均勻之偏光膜，當令厚度為D(mm)，在30℃之水中沿著薄膜的流動方向(MD方向)延伸為6倍時之張力為A(N/mm2 )，在50℃之水中沿著薄膜的流動方向(MD方向)延伸為6倍時之張力為B(N/mm2 )時，滿足下式(1)及(2)； 式(1) 0.6≦D×A≦1.2； 式(2) 0.2≦D×B≦0.4。

Description

聚乙烯醇系薄膜、聚乙烯醇系薄膜之製造方法及偏光膜
本發明係關於聚乙烯醇系薄膜。更詳言之，係關於作為偏光膜之原料卷的染色性或延伸性優良，為了以高生產性製造偏光性能優良之偏光膜的聚乙烯醇系薄膜、該聚乙烯醇系薄膜之製造方法及使用該聚乙烯醇系薄膜而獲得之偏光膜。
偏光膜係將成為原料卷之聚乙烯醇系薄膜使用碘等色素染色，並且進行延伸所製造而成。例如，係將聚乙烯醇系薄膜以溫水膨潤後，進行碘染色，並進行為了使碘分子排列的延伸，為了維持於延伸後之狀態而藉由硼酸等交聯劑進行交聯，清洗及乾燥而製成。該水膨潤、染色、延伸、硼酸交聯之各個步驟有時會替換順序，或同時進行多個步驟。共通點為從輥將聚乙烯醇系薄膜連續地捲出，使用捲繞機或軋輥沿著流動方向給予適當之張力，並同時沿著水平方向進行搬運。
該偏光膜係使用作為行動資訊終端設備或電視等之液晶顯示裝置之關鍵零件。近年來伴隨著液晶顯示之高亮度化或高精細化，而期望具有高光線透射率及高偏光度之偏光膜，另外，伴隨著液晶電視等的大螢幕化或薄型化，期望有相較以往產品更進一步地增寬增長薄型之偏光膜。
為了因應上述期望，需要有染色性或延伸性優良，且增寬增長薄型之聚乙烯醇系薄膜。聚乙烯醇系薄膜之染色性低時，有無法獲得充分之偏光度或是容易發生偏光不均勻的趨勢。聚乙烯醇系薄膜之延伸性低時，因為在偏光膜之製造步驟中會產生破裂，無法製造增寬增長薄型之偏光膜。同時，理所當然地破裂會導致連續性之製造中斷，使偏光膜之生產性大幅地降低。進一步地，若延伸性低，因為色素無法充分地配向而有偏光度低落，或是容易發生偏光不均勻之趨勢。該染色性或延伸性之提升當聚乙烯醇系薄膜越成為增寬增長薄型則越為困難。此外，也就是說即使於目的為薄型化之塗布型偏光板，仍必須有上述之染色或延伸等步驟，雖存在於支持薄膜上，期望塗布後之聚乙烯醇系膜之染色性或延伸性的改良。
為了提高聚乙烯醇系薄膜之染色性，有人提出控制膨潤步驟之浴溫的方法(例如，參照專利文獻1、2)。此外，有人提出了使用了延伸性為特定範圍之聚乙烯醇系薄膜的偏光板(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2006-065309號公報 專利文獻2：日本特開2014-197050號公報 專利文獻3：日本特開2002-236212號公報
[發明所欲解決之課題] 然而，上述專利文獻1及2中揭示之技術，藉由浴溫雖然可控制膨潤度，但若在浴槽中對於聚乙烯醇系薄膜施加的張力不適當的話，無法獲得一致的膨潤狀態，而有色素於後續之染色步驟中無法均勻吸附的問題存在。
此外，上述專利文獻3中揭示的技術雖然規定了將聚乙烯醇系薄膜在水中延伸為4~6倍時之應力(張力)，於實際上偏光膜的製造中，因為各步驟之水溫不相同，就獲得適用於全部步驟中之張力而言並不充分。其中，水溫係在膨潤或染色等步驟中多為較低溫之30℃左右，在延伸或硼酸交聯等步驟中多為較高溫之50℃左右。
因此，於如此背景下，本發明提供染色性或延伸性優良之聚乙烯醇系薄膜，其可獲得經增寬增長薄型化時仍具有高偏光度，無偏光不均勻之偏光膜。 [解決課題之手段]
因此，本案發明人等以該事情為鑑重複深入研究之結果，發現了針對將聚乙烯醇系樹脂之水溶液排出及流延於澆鑄模並製膜，連續地乾燥而獲得之聚乙烯醇系薄膜，在不同溫度之水中延伸時，使各別之水中張力為特定範圍，尤其著眼於在較高溫度之50℃中的水中張力，如此製造而得之聚乙烯醇系薄膜即使經增寬增長薄型化時仍具有高偏光度，可製造無偏光不均勻之偏光膜。
也就是說，本發明之要旨係一種，為當令厚度為D(mm)，在30℃之水中沿著薄膜之流動方向(MD方向)延伸為6倍時之張力為A(N/mm2 )，在50℃之水中沿著薄膜之流動方向(MD方向)延伸為6倍時之張力為B(N/mm2 )時，滿足下式(1)及(2)； 式(1) 0.6≦D×A≦1.2； 式(2) 0.2≦D×B≦0.4。
此外，本發明也提供上述聚乙烯醇系薄膜之製造方法、使用上述聚乙烯醇系薄膜而獲得之偏光膜。 [發明之效果]
本發明之聚乙烯醇系薄膜之染色性或延伸性優良，此外，可獲得經增寬增長薄型化時仍具有高偏光度、無偏光不均勻之偏光膜，另外，可以高生產性來製造偏光膜。
以下將詳細地說明本發明。 本發明之聚乙烯醇系薄膜必須為當令厚度為D(mm)，在30℃之水中沿著薄膜之流動方向(MD方向)延伸為6倍時之張力為A(N/mm2 )，在50℃之水中沿著薄膜之流動方向(MD方向)延伸為6倍時之張力為B(N/mm2 )時，滿足下式(1)及(2)的聚乙烯醇系薄膜， 式(1) 0.6≦D×A≦1.2； 式(2) 0.2≦D×B≦0.4； 宜為滿足下式(1’)及(2’)之聚乙烯醇系薄膜， 式(1’) 0.65≦D×A≦1.15； 式(2’) 0.25≦D×B≦0.39； 尤其宜為滿足下式(1’’)及(2’’)之聚乙烯醇系薄膜， 式(1’’) 0.7≦D×A≦1.1； 式(2’’) 0.27≦D×B≦0.38。
關於上述式(1)~(1’’)，若D×A之值過低則於膨潤步驟或染色步驟時薄膜會變形而不理想，而過高則於染色步驟中難以充分地染色而不理想。 此外，關於上述式(2)~(2’’)，若D×B之值過低則成為偏光膜時之偏光度低落而不理想，若過高則偏光膜製造時容易發生破裂而不理想。
關於上述式(1)~(1’’)及上述式(2)~(2’’)，聚乙烯醇系薄膜之厚度D之值就偏光膜之薄型化之觀點宜為0.04mm以下，就偏光膜之更薄型化之觀點尤其宜為0.03mm以下，就避免偏光膜破裂之觀點進一步宜為0.01~0.03mm。
另外，本發明之聚乙烯醇系薄膜宜滿足下式(3)，尤其宜滿足下式(3’)，更進一步宜滿足下式(3’’)。 式(3) 0.2≦B/A≦0.5 式(3’) 0.25≦B/A≦0.4 式(3’’) 0.3≦B/A≦0.35
關於上述式(3)~(3’’)，若B/A之值過低，則有製成偏光膜時的偏光度低落之趨勢，若過高則有製造偏光膜時容易發生破裂之趨勢。
此外，本發明之聚乙烯醇系薄膜於30℃之水中沿著薄膜之流動方向(MD方向)延伸為6倍時之張力A宜為15~40N/mm2 ，尤其宜為18~35N/mm2 ，進一步宜為20~30N/mm2 。 若該張力A的值過低則於膨潤步驟或染色步驟中有薄膜容易變形之趨勢，若過高則於染色步驟中有難以充分染色之趨勢。
另外，本發明之聚乙烯醇系薄膜於50℃之水中沿著薄膜之流動方向(MD方向)延伸為6倍時之張力B之值宜為3~15N/mm2 ，尤其宜為4~12N/mm2 ，進一步宜為5~10N/mm2 。 若該張力B之值過低，則有成為偏光膜時的偏光度低落之趨勢，若過高則偏光膜製造時有容易發生破裂之趨勢。
而，令本發明之聚乙烯醇系薄膜在30℃之水中的儲存彈性模數為E1(Pa)，在50℃之水中的儲存彈性模數為E2(Pa)時，E2/E1之值宜為0.25~0.30，尤其宜為0.26~0.29。 若該E2/E1之值過低則獲得之偏光膜的偏光度有低落之趨勢，若過高則在偏光膜製造時有發生破裂之趨勢。
另外，本發明之聚乙烯醇系薄膜就搬運性之觀點，上述在30℃之水中的儲存彈性模數E1宜為9~12MPa。 此外，就搬運性之觀點，50℃之水中的儲存彈性模數E2宜為2~4MPa。
以下針對本發明之聚乙烯醇系薄膜之製造方法，也就是藉由將聚乙烯醇系樹脂之水溶液排出及流延於澆鑄模而製膜並連續地乾燥來製造聚乙烯醇系薄膜的方法進行說明。
就本發明中使用之聚乙烯醇系樹脂而言，通常使用未改性之聚乙烯醇系樹脂，也就是將乙酸乙烯酯聚合而得之聚乙酸乙烯酯進行皂化所製造而得之樹脂。因應需求，也可使用將乙酸乙烯酯與少量(通常為10莫耳%以下，宜為5莫耳%以下)可跟乙酸乙烯酯共聚合之成分的共聚物進行皂化而獲得之樹脂。就可跟乙酸乙烯酯共聚合之成分而言，可舉例如不飽和羧酸(例如包括鹽、酯、醯胺、腈等)、碳數2~30之烯烴類(例如乙烯、丙烯、正丁烯、異丁烯等)、乙烯醚類、不飽和磺酸鹽等。此外，也可使用將皂化後之氫氧基進行化學修飾而獲得之改性聚乙烯醇系樹脂。
此外，就聚乙烯醇系樹脂而言，也可使用於側鏈具有1,2-二醇結構之聚乙烯醇系樹脂。該於側鏈具有1,2-二醇結構之聚乙烯醇系樹脂，可藉由例如(i)將乙酸乙烯酯與3,4-二乙醯氧基-1-丁烯之共聚物進行皂化之方法、(ii)將乙酸乙烯酯與碳酸乙烯亞乙酯之共聚物進行皂化及脫碳酸之方法、(iii)將乙酸乙烯酯與2,2-二烷基-4-乙烯-1,3-二氧雜環戊烷之共聚物進行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進行皂化之方法等來獲得。
聚乙烯醇系樹脂之重量平均分子量係宜為10萬~30萬，尤其宜為11萬~28萬，進一步宜為12萬~26萬。該重量平均分子量若過小則有將聚乙烯醇系樹脂作為光學薄膜時難以獲得充分之光學性能之趨勢，若過大則有聚乙烯醇系薄膜之偏光膜製造時的延伸困難之趨勢。其中，上述聚乙烯醇系樹脂之重量平均分子量係根據GPC-MALS法測定而得之重量平均分子量。
本發明中使用之聚乙烯醇系樹脂之平均皂化度通常宜為98莫耳%以上，更宜為99莫耳%以上，進一步宜為99.5莫耳%以上，尤其宜為99.8莫耳%以上。該平均皂化度若過小則有在將聚乙烯醇系薄膜製成偏光膜時無法獲得充分之光學性能之趨勢。 此處，於本發明中平均皂化度係依循JIS K 6726測定而得者。
就本發明中使用之聚乙烯醇系樹脂而言，可併用改性物質、改性量、重量平均分子量、平均皂化度等之不相同者2種以上。
本發明之聚乙烯醇系薄膜係藉由使用上述聚乙烯醇系樹脂製備聚乙烯醇系樹脂水溶液(製膜原液)，將該水溶液排出及流延於澆鑄模，以澆鑄法製膜，進行乾燥而可連續地製造，例如藉由以下步驟製造。 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延於澆鑄模並製膜； 步驟(C)藉由將製膜而得之薄膜與多個金屬加熱輥接觸以加熱並乾燥； 步驟(D)將獲得之薄膜使用熱風進行熱處理。
此處，就上述澆鑄模而言，可舉例如澆鑄鼓(鼓型輥)或環帶，考慮對於增寬化或增長化、膜厚之均勻性優良之觀點，藉由澆鑄鼓來進行較為理想。 以下，以澆鑄模為澆鑄鼓之情況為例進行說明。
首先，針對上述步驟(A)進行說明。
步驟(A)中，首先，使用水清洗上述之聚乙烯醇系樹脂，使用離心分離機等進行脫水，而成為含水率50重量%以下之聚乙烯醇系樹脂濕餅(wet cake)較為理想。若含水率過大，則有難成為期望之水溶液濃度之趨勢。 將該聚乙烯醇系樹脂濕餅溶解於溫水或熱水，製備聚乙烯醇系樹脂水溶液。
聚乙烯醇系樹脂水溶液之製備方法係沒有特別之限定，例如可使用已加熱之多軸擠製機進行製備，或者，也可在具備上下循環流產生型攪拌葉之溶解罐中投入上述之聚乙烯醇系樹脂濕餅，藉由將水蒸氣吹入至罐中，溶解並製備期望濃度之水溶液。 本發明中，就提高偏光度的觀點宜為後者，更宜為藉由120℃以上之加壓溶解來製備。
聚乙烯醇系樹脂水溶液中，聚乙烯醇系樹脂以外，因應需求含有塑化劑、或非離子性、陰離子性、及陽離子性之至少一種之界面活性劑的話，考慮製膜性之觀點較為理想。
就本發明中使用之塑化劑而言，可舉例如甘油、二甘油、三甘油、乙二醇、三乙二醇、聚乙二醇、三羥甲基丙烷等。此等之中，就價格低廉的觀點宜為甘油。
使用甘油時的摻合量，相對於聚乙烯醇系樹脂，宜為5~12重量%，尤其宜為6~11.5重量%，進一步宜為7~11%。 若該摻合量過少，則有聚乙烯醇系薄膜之水中張力增大之趨勢，若過多則有聚乙烯醇系薄膜之水中張力不足之趨勢。
就本發明中使用之界面活性劑而言，考慮與聚乙烯醇系樹脂水溶液之相容性的觀點，宜為陰離子性界面活性劑。
如此而獲得之聚乙烯醇系樹脂水溶液之樹脂濃度宜為15~60重量%，尤其宜為17~55重量%，進一步宜為20~50重量%。該樹脂濃度若過低，因為乾燥負荷變大，會有生產能力低落之趨勢，若過高則黏度過高，會有難以均勻溶解之趨勢。
如此獲得為製膜原液之聚乙烯醇系樹脂水溶液。接著，針對上述步驟(B)進行說明。
使上述聚乙烯醇系樹脂水溶液進行消泡處理。就消泡方法而言，可列舉靜置消泡或藉由具有通氣孔之多軸擠製機進行消泡等方法。就具有通氣孔之多軸擠製機而言，通常使用具有通氣孔之2軸擠製機。
消泡處理後，聚乙烯醇系樹脂水溶液係以一定量逐次地導入至T型縫模，排出及流延於旋轉之澆鑄鼓上，藉由澆鑄法製膜。
T型縫模排出口之樹脂溫度宜為80~100℃，尤其宜為85~99℃。該樹脂溫度若過低則有流動不良之趨勢，若過高則有發泡之趨勢。
該聚乙烯醇系樹脂水溶液之黏度係排出時宜為50~200Pa・s，尤其宜為70~150Pa・s。 該水溶液之黏度，若過低則有流動不良之趨勢，若過高則有流延困難之趨勢。
從T型縫模排出於澆鑄鼓之聚乙烯醇系樹脂水溶液的排出速度係宜為0.2~5m/分，尤其宜為0.4~4m/分，進一步宜為0.6~3m/分。 該排出速度若過慢則有生產性低落之趨勢，若過快則有流延困難之趨勢。
流延時，考慮增寬化或增長化、膜厚之均勻性等觀點，藉由澆鑄鼓進行較為理想。就澆鑄鼓而言，通常使用在以鐵作為主成分之不鏽鋼(SUS)的表面為了防止刮痕而施以金屬鍍敷者。就金屬鍍敷而言，可舉例如鍍鉻、鍍鎳、鍍鋅等，此等可單獨使用或使用疊層化2層以上者。就此等之中，考慮鼓表面之耐久性的觀點，最外層表面為鍍鉻較為理想。
以下，以使用了澆鑄鼓之情況為例，說明製膜方法。 澆鑄鼓之寬度宜為4m以上，尤其宜為5m以上。若澆鑄鼓的寬度過窄，則有難以獲得增寬薄膜之趨勢。
該澆鑄鼓之直徑宜為2~5m，尤其宜為2.4~4.5m，進一步宜為2.8~4m。 該直徑若過小時則有乾燥長度不足且不易提升速度之趨勢，若過大時有運輸性低落之趨勢。
該澆鑄鼓之旋轉速度宜為3~50m/分，尤其宜為4~40m/分，進一步宜為5~35m/分。旋轉速度若過慢則有生產性低落之趨勢，若過快則有乾燥不足之趨勢。
該澆鑄鼓之表面溫度宜為40~99℃，尤其宜為60~95℃。表面溫度若過低則有乾燥不良之趨勢，若過高則有發泡之趨勢。
如此來進行製膜。
接著，針對上述步驟(C)進行說明。步驟(C)係藉由將製膜而得之薄膜與多個金屬加熱輥接觸以加熱並乾燥。
以澆鑄鼓製膜而得之聚乙烯醇系薄膜係藉由將膜之表面及背面與多個金屬加熱輥交互地接觸來進行乾燥。金屬加熱輥之表面溫度雖然沒有特別之限定，通常為60~150℃，進一步宜為70~140℃。該表面溫度若過低則有乾燥不良之趨勢，若過高則有過度乾燥而導致起伏等外觀不良之趨勢。
本發明中，就控制聚乙烯醇系薄膜之水中張力的觀點，多個金屬加熱輥之溫度宜為下列條件(a)~(d)之順序。 條件(a)≧80℃ 條件(b)＜80℃ 條件(c)≧100℃ 條件(d)＜100℃ 其中，通常金屬加熱輥之支數為10~30支，設定為滿足上述之適宜的溫度條件。
藉由金屬加熱輥乾燥後而獲得之薄膜在步驟(D)中，使用熱風進行熱處理。接著，針對上述步驟(D)進行說明。
熱處理之溫度宜為110~140℃，尤其宜為115~135℃，進一步宜為120~130℃。該熱處理溫度若過低，則有聚乙烯醇系薄膜之水中張力不足的趨勢，若過高則有聚乙烯醇系薄膜之水中張力增大之趨勢。 就該熱處理之方法而言，就溫度控制優良之觀點，於浮式乾燥機進行之方法較為理想。
將進行了熱處理之薄膜的兩端切開，捲繞於輥上而成為輥狀之聚乙烯醇系薄膜。
此外，上述聚乙烯醇系薄膜之寬度就偏光膜之增寬化的觀點宜為4m以上，考慮進一步增寬化的觀點尤其宜為4.5m以上，考慮避免破裂之觀點進一步宜為4.5~6m。
上述聚乙烯醇系薄膜之長度，考慮偏光膜之大面積化的觀點宜為4km以上，考慮更大面積化之觀點尤其宜為4.5km以上，考慮運輸重量之觀點進一步宜為4.5~50km。
上述聚乙烯醇系薄膜，就捲繞性之觀點，在20℃65%RH之空氣中沿著薄膜之流動方向(MD方向)延伸為4倍時之張力宜為40~80N/mm2 ，就保存時安定性的觀點，尤其宜為43~75N/mm2 ，考慮控制水中張力的容易程度，進一步宜為46~70N/mm2 。
上述聚乙烯醇系薄膜就水中張力之均勻性的觀點，宜為面內相位差為50nm以下，尤其宜為40nm以下，更進一步宜為30nm以下。
如此而獲得本發明之聚乙烯醇系薄膜。
本發明之聚乙烯醇系薄膜係光學性能優良者，可適用作為光學用之聚乙烯醇系薄膜，另外尤其宜使用作為偏光膜用之原料卷。
以下針對使用本發明之聚乙烯醇系薄膜而獲得之偏光膜的製造方法進行說明。
本發明之偏光膜係將上述聚乙烯醇系薄膜從輥捲出並沿水平方向運送，經膨潤、染色、硼酸交聯、延伸、清洗、乾燥等步驟製造而成。
膨潤步驟在染色步驟之前實施。藉由膨潤步驟，不僅可清洗聚乙烯醇系薄膜表面之髒污，藉由使聚乙烯醇系薄膜膨潤也有防止染色不均勻等之效果。在膨潤步驟中，就處理液而言，通常使用水。該處理液係主成分為水即可，可少量地加入碘化化合物、界面活性劑等之添加物、醇等。膨潤浴之溫度通常為10~45℃左右，對於膨潤浴之浸漬時間通常為0.1~10分鐘左右。此外，因應需求可在處理中進行延伸操作。
染色步驟係藉由將含有碘或二色性染料之液體與薄膜接觸來進行。通常使用碘-碘化鉀之水溶液，碘之濃度適宜為0.1~2g/L，碘化鉀之濃度適宜為1~100g/L。實用上的染色時間為30~500秒左右。處理浴之溫度宜為5~50℃。水溶液中除了水溶劑以外也可少量含有與水有相容性的有機溶劑。此外，因應需求可在處理中進行延伸操作。
硼酸交聯步驟係使用硼酸或硼砂等硼化合物進行。硼化合物係以水溶液或水-有機溶劑混合液之形態，以濃度為10~100g/L左右使用，在液中使碘化鉀共存的話就偏光性能之安定化的觀點較為理想。處理時之溫度係30~70℃左右，處理時間宜為0.1~20分鐘左右，此外因應需求可在處理中進行延伸操作。
延伸步驟係沿單軸方向延伸為3~10倍，宜為延伸為3.5~6倍。此時，可以也沿著延伸方向的直角方向進行少許之延伸(防止寬度方向之收縮的程度，或此程度以上之延伸)。延伸時之溫度宜為30~170℃。另外，延伸倍率係最後設定為上述範圍即可，延伸操作並非僅限於一階段，可在製造步驟之任意範圍的階段中實施。
清洗步驟係例如藉由將聚乙烯醇系薄膜浸漬於水或碘化鉀等碘化物水溶液中來進行，可除去生成於薄膜表面上的析出物。使用碘化鉀水溶液時，碘化鉀之濃度為1~80g/L左右即可。清洗處理時之溫度通常為5~50℃，宜為10~45℃。處理時間通常為1~300秒，宜為10~240秒。其中，可適當地組合水清洗及藉由碘化鉀水溶液之清洗來進行。
乾燥步驟係在空氣中於40~80℃進行1~10分鐘即可。
此外，偏光膜之偏光度宜為99.5%以上，更宜為99.8%以上。偏光度若過低有無法確保在液晶顯示器之對比的趨勢。 其中，一般而言，由在2片偏光膜重疊成使其配向方向為同一方向之狀態下，以波長λ測定而得之光線透射率(H11 )，及在2片偏光膜重疊成使其配向方向為相互垂直之方向之狀態下，以波長λ測定而得之光線透射率(H1 )，根據下式算出偏光度。 [(H11 -H1 )/(H11 +H1 )]1/2
另外，本發明之偏光膜之單體透射率宜為42%以上。該單體透射率若過低則有無法達成液晶顯示器之高亮度化之趨勢。 單體透射率係使用分光光度計測定偏光膜單體之光線透射率所得之值。
如此而獲得本發明之偏光膜，本發明之偏光膜適合用於製造色彩不均勻少之偏光板。 以下，針對本發明之偏光板之製造方法進行說明。
本發明之偏光膜在其單面或兩面上，藉由黏著劑與作為保護膜之光學上等向性的樹脂薄膜貼合而成為偏光板。就保護膜而言，可舉例如三乙酸纖維素、二乙酸纖維素、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、聚亞芳基酯、聚-4-甲基戊烯、聚伸苯醚等之薄膜或片。
貼合方法可藉由公知方法進行，例如將液狀之黏著劑組成物均勻地塗布於偏光膜、保護膜、或其兩者後，將兩者黏貼在一起並壓接，藉由加熱或照射活性能量射線來進行。
此外，對於偏光膜，就薄膜化之目的，也可替代上述保護膜而於其單面或兩面塗布胺甲酸乙酯系樹脂、丙烯酸系樹脂、尿素樹脂等硬化性樹脂並進行硬化而成為偏光板。
藉由本發明之製造方法獲得之由聚乙烯醇系薄膜構成之偏光膜係偏光性能之面內均勻性也優良，可理想地使用於行動資訊終端設備、電腦、電視、投影機、看板、桌上型電子計算機、電子鐘、文書處理器、電子紙、遊戲機、錄放影機、相機、相框、溫度計、音響、汽車或機械類之儀表等液晶顯示裝置、太陽眼鏡、防眩光眼鏡、立體眼鏡、穿戴式顯示器、顯示元件(CRT、LCD、有機EL、電子紙等)用防反射層、光纖通訊設備、醫療設備、建築材料、玩具等。 [實施例]
以下，列舉實施例來更具體地說明本發明，但本發明在不超過其要旨之範圍內並不僅限定於以下之實施例。 其中，例中「份」、「%」係意指重量基準。
＜測定條件＞ (1)在水中的延伸張力(N/mm2 ) 從獲得之聚乙烯醇系薄膜切出長度(MD方向)50mm×寬度(TD方向)35mm×厚度D(mm)之試驗片，以夾頭間距離成為20mm的方式將長度方向之兩端部分夾於寬35mm之夾頭後，在30℃及50℃之水中，以彈簧秤測定沿著MD方向以速度18mm/分延伸為6倍時之應力(N)。將該應力除以薄膜之截面積而得之值定義為延伸張力(N/mm2 )
(2)空氣中之延伸張力(N/mm2 ) 將獲得之聚乙烯醇系薄膜在20℃65%RH之空氣中一天進行了狀態調整後，切出長度(MD方向)120mm×寬度(TD方向)15mm×厚度D(mm)之試驗片，使用島津製作所公司製「精密萬能試驗機AUTOGRAPH(AG-IS)」，以使夾頭間距離成為50mm的方式，將長度方向之兩端部分夾於寬15mm之夾頭後，在20℃65%RH之空氣中測定沿著MD方向以速度1000mm/分延伸為4倍時之應力(N)。將該應力除以薄膜之截面積而得之值為空氣中之延伸張力(N/mm2 )。
(3)面內相位差(nm) 從獲得之聚乙烯醇系薄膜，切出長度(MD方向)20cm×寬度(TD方向)20cm之試驗片，使用2維雙折射評價系統(Photonic Lattice,Inc.製：「PA-110L」)測定面內相位差(nm)。
(4)偏光度(%)、單體透射率(%) 從獲得之偏光膜切出長度4cm×寬度4cm之樣本，使用自動偏光膜測定裝置(日本分光社製：VAP7070)測定偏光度(%)及單體透射率(%)。
(5)偏光不均勻 從獲得之偏光膜切出長度30cm×寬度30cm之試驗片，以45°的角度夾在正交偏光狀態之2片偏光板(單體透射率43.5%、偏光度99.9%)之間後，使用表面照度14,000勒克司(lx)之燈箱，以透過模式觀察光學方面的色彩不均勻，藉由以下之基準進行評價。 (評價基準) ○…無色彩不均勻 △…有少許色彩不均勻 ×…有色彩不均勻
＜實施例1＞ (聚乙烯醇系薄膜之製造) 於5,000L之溶解罐中，加入重量平均分子量142,000，皂化度99.8莫耳%之聚乙烯醇系樹脂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，在攪拌的同時升溫至150℃並進行加壓溶解，獲得樹脂濃度25%之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至具有通氣孔之2軸擠製機，消泡後，使水溶液溫度為95℃，從T型縫模排出口排出及流延於以20m/分旋轉的澆鑄鼓並製膜。將獲得之薄膜從澆鑄鼓上剝離，邊將薄膜之表面及背面交替地與合計20支的金屬加熱輥接觸邊進行乾燥。該金屬加熱輥係以90℃、70℃、110℃、85℃之溫度順序配置。接著，從薄膜兩面吹送140℃之熱風進行熱處理後，最後切開並捲繞，獲得輥狀之聚乙烯醇系薄膜(膜厚0.03mm，寬度5m，長度5km)。獲得之聚乙烯醇系薄膜之特性如表1所示。
(偏光膜之製造) 從輥捲出獲得之聚乙烯醇系薄膜，在沿著水平方向搬運的同時，邊浸漬於水溫30℃之水槽中使其膨潤，邊朝MD方向延伸為1.7倍。接著，邊浸漬於由碘0.5g/L、碘化鉀30g/L構成之30℃的水溶液中染色，邊朝MD方向延伸為1.6倍，且在浸漬於硼酸40g/L、碘化鉀30g/L之組成的水溶液(50℃)中進行硼酸交聯的同時，朝MD方向單軸延伸為2.1倍。最後，以碘化鉀水溶液進行清洗，之後在50℃乾燥2分鐘而獲得總延伸倍率為5.7倍之偏光膜。該製造中沒有發生破裂，獲得之偏光膜的特性如表2所示。
＜實施例2＞ 實施例1中，吹送130℃之熱風進行熱處理以外，以與實施例1相同之方法獲得聚乙烯醇系薄膜及偏光膜。針對獲得之偏光膜進行與實施例1相同的評價。評價結果表示於表1及表2。
＜實施例3＞ 實施例1中，將澆鑄鼓之旋轉速度變更為10m/分，使膜厚為0.06mm，且吹送120℃之熱風而進行熱處理以外，以與實施例1相同之方法獲得聚乙烯醇系薄膜及偏光膜。針對獲得之偏光膜進行與實施例1相同的評價。評價結果表示於表1及表2。
＜實施例4＞ 實施例1中，將澆鑄鼓之旋轉速度變更為10m/分，使膜厚成為0.06mm，且熱處理溫度為110℃以外，以與實施例1相同之方法獲得聚乙烯醇系薄膜及偏光膜。針對獲得之偏光膜進行與實施例1相同的評價。評價結果表示於表1及表2。
＜比較例1＞ 實施例1中，將澆鑄鼓之旋轉速度變更為10m/分，使膜厚成為0.06mm，且熱處理溫度為100℃以外，以與實施例1相同之方法獲得聚乙烯醇系薄膜及偏光膜。針對獲得之偏光膜進行與實施例1相同的評價。評價結果表示於表1及表2。
＜比較例2＞ 實施例1中，設熱處理溫度為150℃以外，以與實施例1相同之方法獲得聚乙烯醇系薄膜。雖然使用該聚乙烯醇系薄膜開始了偏光膜的製造，但在製造了長度1km之偏光膜時，於硼酸交聯步驟的延伸中發生破裂，而無法獲得目的之偏光膜。
＜比較例3＞ 實施例1中，將金屬加熱輥溫度全部設為80℃以外，以與實施例1相同之方法獲得聚乙烯醇系薄膜及偏光膜。針對獲得之偏光膜進行與實施例1相同的評價。評價結果表示於表1及表2。
【表1】
【表2】
實施例1~4之聚乙烯醇系薄膜係當令厚度為D(mm)，在30℃之水中之薄膜沿著流動方向(MD方向)延伸為6倍時之張力為A(N/mm2 )，在50℃之水中之薄膜沿著流動方向(MD方向)延伸為6倍時之張力為B(N/mm2 )時，D×A及D×B之值任一者皆滿足式(1)及(2)，反觀此比較例1之聚乙烯醇系薄膜，D×B之值在式(2)之範圍外，比較例2及3之聚乙烯醇系薄膜，D×A之值在式(1)之範圍外且D×B之值也在式(2)之範圍外。 而，可知：從各個聚乙烯醇系薄膜獲得之偏光膜的偏光特性，係實施例1~4優於比較例1及3，另外於比較例2則因為破裂而無法獲得偏光膜。
另外，針對於實施例3及4、比較例1獲得之聚乙烯醇系薄膜，依循下列之方法測定儲存彈性模數E1、E2，計算E2/E1之值。
(6)儲存彈性模數(MPa) 從獲得之聚乙烯醇系薄膜切出長度(MD方向)25mm×寬度(TD方向)5mm之試驗片，使用ITK CO.,LTD.製DVA-225，測定在30℃及50℃之水中的儲存彈性模數。詳細之試驗條件如下述。 頻率：10Hz 夾頭間距離：15mm 負荷：沿著MD方向之動態應變0.3%，靜動比(靜態應變與動態應變之比)6 由30℃水浸漬10分後之儲存彈性模數E1(MPa)與50℃水浸漬10分後之儲存彈性模數E2(MPa)算出E2/E1。其中，為了算出水中之儲存彈性模數的膜厚係使用了水浸漬前之厚度。
測定之結果，實施例3：E2/E1=0.28、實施例4：E2/E1=0.27、比較例1：E2/E1=0.25，確認了E2/E1之值低時，製成偏光膜時的偏光度低落。
上述實施例中，雖然展示了針對本發明之具體的形態，但上述實施例單純僅為示例，並沒有限定的含意。該技術領域中具有通常知識者而言顯而易見之各種變化，均意欲包括於本發明之範圍內。 [產業上利用性]
藉由本發明之製造方法獲得之由聚乙烯醇系薄膜構成之偏光膜係偏光性能之面內均勻性也優良，可理想地使用於行動資訊終端設備、電腦、電視、投影機、看板、桌上型電子計算機、電子鐘、文書處理器、電子紙、遊戲機、錄放影機、相機、相框、溫度計、音響、汽車或機械類之儀表等液晶顯示裝置、太陽眼鏡、防眩光眼鏡、立體眼鏡、穿戴式顯示器、顯示元件(CRT、LCD、有機EL、電子紙等)用防反射層、光纖通訊設備、醫療設備、建築材料、玩具等。
無
無

Claims (13)

  1. 一種聚乙烯醇系薄膜，其特徵為： 當令厚度為D(mm)， 在30℃之水中沿著薄膜的流動方向(MD方向)延伸為6倍時之張力為A(N/mm2)， 在50℃之水中沿著薄膜的流動方向(MD方向)延伸為6倍時之張力為B(N/mm2)時， 滿足下式(1)及(2)； 式(1) 0.6≦D×A≦1.2； 式(2) 0.2≦D×B≦0.4。
  2. 如申請專利範圍第1項之聚乙烯醇系薄膜，更滿足下式(3)； 式(3) 0.2≦B/A≦0.5。
  3. 如申請專利範圍第1或2項之聚乙烯醇系薄膜，其中，令在30℃之水中的儲存彈性模數為E1(Pa)，在50℃之水中的儲存彈性模數為E2(Pa)時，E2/E1為0.25~0.30。
  4. 如申請專利範圍第1或2項之聚乙烯醇系薄膜，其中，聚乙烯醇系薄膜之厚度D為0.04mm以下。
  5. 如申請專利範圍第1或2項之聚乙烯醇系薄膜，其中，聚乙烯醇系薄膜之寬度為4m以上且長度為4km以上。
  6. 如申請專利範圍第1或2項之聚乙烯醇系薄膜，其中，在20℃65%RH之空氣中沿著薄膜之流動方向(MD方向)延伸為4倍時之張力為40~80N/mm2。
  7. 如申請專利範圍第1或2項之聚乙烯醇系薄膜，其中，面內相位差為50nm以下。
  8. 一種聚乙烯醇系薄膜之製造方法，係製造如申請專利範圍第1至7項中任一項之聚乙烯醇系薄膜，其特徵為經由下列步驟(A)至(D)進行製造： 步驟(A)製備聚乙烯醇系樹脂水溶液； 步驟(B)將聚乙烯醇系樹脂之水溶液流延於澆鑄模並製膜； 步驟(C)藉由將製膜而得之薄膜與多個金屬加熱輥接觸以加熱並乾燥； 步驟(D)將獲得之薄膜使用熱風進行熱處理。
  9. 如申請專利範圍第8項之聚乙烯醇系薄膜之製造方法，其中，步驟(A)中，相對於聚乙烯醇系樹脂摻合甘油5~12重量%。
  10. 如申請專利範圍第8或9項之聚乙烯醇系薄膜之製造方法，其中，步驟(C)中之多個金屬加熱輥之溫度為下列條件(a)~(d)之順序： 條件(a) ≧80℃； 條件(b) ＜80℃； 條件(c) ≧100℃； 條件(d) ＜100℃。
  11. 如申請專利範圍第8或9項之聚乙烯醇系薄膜之製造方法，其中，步驟(D)中之熱處理溫度為110~140℃。
  12. 一種聚乙烯醇系薄膜，其特徵為係藉由如申請專利範圍第8至11項中任一項之聚乙烯醇系薄膜之製造方法製造。
  13. 一種偏光膜，其特徵為係由如申請專利範圍第1至7、12項中任一項之聚乙烯醇系薄膜構成。
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