TWI692404B - 聚乙烯醇系薄膜及使用該聚乙烯醇系薄膜而成的偏光膜 - Google Patents

聚乙烯醇系薄膜及使用該聚乙烯醇系薄膜而成的偏光膜 Download PDF

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Abstract

本發明係一種聚乙烯醇系薄膜，其依照ISO14577：2002於下列(1)～(3)之條件下進行奈米壓痕試驗時的薄膜表面之硬度為65～90MPa。因此，可獲得能得到無顯示缺點、色斑之偏光膜的聚乙烯醇系薄膜。 條件(1)測定環境：25℃50%RH 條件(2)壓頭：Berkovich型(三角錐型、對頂角65°、ε＝0.75、鑽石製) 條件(3)最大壓痕深度：500nm

Description

聚乙烯醇系薄膜及使用該聚乙烯醇系薄膜而成的偏光膜
本發明關於一種聚乙烯醇系薄膜。更詳細而言，係關於一種適合於製造無顯示缺點、色斑且寬幅長條薄型之偏光膜的聚乙烯醇系薄膜、及使用該聚乙烯醇系薄膜而得之偏光膜。
近年，液晶顯示裝置的發展驚人，廣泛使用於智慧手機、平板電腦、個人電腦、液晶電視、投影機、車載面板等。該等液晶顯示裝置中使用偏光膜，就偏光膜而言，主要使用於聚乙烯醇系薄膜吸附定向有碘或二色性染料者。近年，伴隨畫面的高精細化、高亮度化、大型化、薄型化，需要和以往產品相比，顯示缺點、色斑更少且寬幅長條薄型的偏光膜。
就偏光膜的製造方法而言，例如，可將聚乙烯醇系薄膜用水(包括溫水)膨潤後，利用碘染色，為了使碘分子定向進行延伸，為了保持延伸的狀態利用硼酸等交聯劑進行交聯，並乾燥而製成。該製造係邊使用捲繞機、軋輥於水平方向運送薄膜而邊進行。為了減少偏光膜的顯示缺點，減少聚乙烯醇系薄膜本身的缺點自不必說，避免偏光膜製造時所產生的傷痕等缺點也很重要。該傷痕不僅成為偏光膜的顯示缺點，在較寬面積發生時，會於偏光膜產生色斑。此外，本發明中之偏光膜亦稱為偏光薄膜、偏振片。
作為針對製造聚乙烯醇系薄膜時所產生的傷痕的對策，有人提出了對於不銹鋼製輥之動摩擦係數為0.03以下的聚乙烯醇系薄膜(參照專利文獻1。)。又，作為針對偏光膜製造時所產生的色斑的對策，例如，有人提出藉由使與聚乙烯醇系薄膜接觸的輥的靜摩擦係數成為特定範圍內，以減少皺紋、延伸不均的偏光膜之製造方法(參照專利文獻2。)。 ［先前技術文獻］ ［專利文獻］
［專利文獻1］日本特開2006－188661號公報 ［專利文獻2］日本特開2004－17321號公報
［發明所欲解決之課題］ 但，專利文獻1揭示之技術雖可減少聚乙烯醇系薄膜本身的傷痕，但無法避免偏光膜製造時所產生的傷痕，仍然不完美。特別是偏光膜製造時聚乙烯醇系薄膜與輥接觸的話，會產生許多細微的擦傷，因而難以製造大面積的偏光膜。 專利文獻2揭示之技術雖可減少偏光膜的色斑，但無法避免細微的擦傷，仍然不完美。該擦傷特別是在寬幅薄型長條之偏光膜的製造中尤為顯著，需進一步改良。 此外，就上述擦傷而言，於偏光膜之流動方向(MD方向)，長度數mm左右者為多數，通常寬度數微米以上、深度亞微米以上者會成為問題。
又，產生擦傷時會產生削屑。該削屑不僅使偏光膜的缺點增加，還會污染偏光膜的產線，而成為製造產能大幅降低的原因。
因此，本發明係於此等背景下，旨在提供一種能得到無顯示缺點、色斑之偏光膜的聚乙烯醇系薄膜、及使用該聚乙烯醇系薄膜而得之高品質的偏光膜。 ［解決課題之手段］
本案發明人們鑒於該等情況而進行努力研究的結果，發現藉由使用於微小區域之壓痕試驗中具有特定薄膜表面之硬度的聚乙烯醇系薄膜，偏光膜製造時不易產生傷痕，可獲得無顯示缺點、色斑之高品質的偏光膜。
亦即，本發明之要旨係一種聚乙烯醇系薄膜，其特徵為：依照ISO14577：2002於下列(1)～(3)之條件下進行奈米壓痕試驗時的薄膜表面之硬度為65～90MPa。 條件(1)測定環境：25℃50%RH 條件(2)壓頭：Berkovich型(三角錐型、對頂角65°、ε＝0.75、鑽石製) 條件(3)最大壓痕深度：500nm 又，本發明之另一要旨為使用該聚乙烯醇系薄膜而得之偏光膜。 ［發明之效果］
本發明之聚乙烯醇系薄膜可減少偏光膜製造時的傷痕，能得到無顯示缺點、色斑的寬幅長條薄型偏光膜。
以下對本發明進行詳細地說明。
本發明之聚乙烯醇系薄膜，其最大特徵為：於下列(1)～(3)之條件下進行奈米壓痕試驗時的薄膜表面之硬度為65～90MPa。 條件(1)測定環境：25℃50%RH 條件(2)壓頭：Berkovich型(三角錐型、對頂角65°、ε＝0.75、鑽石製) 條件(3)最大壓痕深度：500nm
上述奈米壓痕試驗中，針對就條件(1)～(3)指定以外的試驗條件只要是依照ISO14577：2002Metallic materials - Instrumented indentation test for hardness and materials parameters進行即可，詳細的測定原理記載於Handbook of MicroNano/Nano Tribology(Bharat Bharat Bhushan編 CRC)中。
本發明所實施之奈米壓痕試驗，係於微小區域以微小載重壓入微小的壓頭，並測定相對於載重之位移量、與進一步緩慢地除去載重時的位移量，藉此算出薄膜表面之硬度、與成為復原性之指標的薄膜表面之彈性模量。就測定標準而言，也存在JIS Z　2255：2003超微小負荷硬度試驗方法(Method for ultra-low loading hardness test)，關於表面硬度可獲得相同類型的數據。
本發明之聚乙烯醇系薄膜可減少與輥的擦傷，但該傷痕的產生情況亦取決於運送、延伸所使用之輥的表面粗糙度。 該等輥一般進行鏡面精加工以使表面粗糙度Rz成為1μm以下，但就連存在於表面之高度亞微米程度的突起部都會劃傷薄膜。故，需使用微小的壓頭測定薄膜表層之特性，並調整最適合於偏光膜製造的硬度、彈性模量。 就測定薄膜表層之特性的方法而言，一般可列舉在較寬區域以較大載重壓入較大壓頭的布氏硬度(Brinell hardness)、洛氏硬度(Rockwell hardness)、維氏硬度(Vickers hardness)等。但，該等方法難以正確地評價，本發明所實施之奈米壓痕試驗係有效的。此外，奈米壓痕試驗中之薄膜表面之硬度的最大值通常為10000MPa。
聚乙烯醇系薄膜之薄膜表面之硬度需為65～90MPa，68～85MPa較佳，70～80MPa特佳。 該薄膜表面之硬度未達下限值的話，與輥的擦傷會增加而無法達成本發明之目的。反之，薄膜表面之硬度超過上限值時，薄膜與輥的密合性降低，擦傷會增加而無法達成本發明之目的。
本發明之特別值得一提的方面為：一般而言，人們往往認為薄膜表面越硬越不易有傷痕，但實際上需具有可確保與輥的密合性之程度的柔軟性。薄膜表面過硬的話，薄膜只是在輥上滑動，不能順利地配合輥之旋轉而運送，故會產生擦傷。該擦傷不僅成為偏光膜的顯示缺點，在較寬範圍內發生的話，會有於偏光膜、偏光板產生色斑的傾向。
進一步，本發明之特別值得一提的效果可列舉傷痕的自我修復功能。 上述自我修復功能係聚乙烯醇系樹脂的高分子鏈移動至凹陷部位而平坦化的功能。雖然凹陷部深的情況下難以完全修復，但若為例如深度亞微米程度的淺傷痕的話則可修復。聚乙烯醇系薄膜表面之硬度未達上述下限值的話，容易產生深的傷痕，因而無法達成自我修復，為下限值以上，且接近下限值具有柔軟度時，會有展現有效的自我修復功能的傾向。
控制該聚乙烯醇系薄膜表面之硬度的方法，可列舉適當調節聚乙烯醇系樹脂之化學結構或組成、聚乙烯醇系薄膜之添加劑或製造條件的方法等。該等中，適當調節聚乙烯醇系薄膜之製造條件的方法為較佳，適當調節乾燥與熱處理條件的方法特佳。
就本發明之聚乙烯醇系薄膜而言，於上述條件(1)～(3)進行奈米壓痕試驗時的薄膜表面之彈性模量宜為1.0～1.4GPa較佳，1.05～1.35GPa特佳，1.1～1.3GPa更佳。 薄膜表面之彈性模量過低的話，在偏光膜製造步驟中容易產生深的擦傷，會有自我修復亦難以展現的傾向，過高的話，在偏光膜製造步驟中，會有容易產生許多淺的擦傷的傾向。 此處，一般而言人們往往認為薄膜表面之彈性模量越高越不易有傷痕，但實際上為了使由於輥表面之突起所產生之凹陷部平坦化，宜為某程度的低彈性模量較佳。亦即，需為具備某程度之緩衝功能的薄膜表面。
本發明之聚乙烯醇系薄膜係以聚乙烯醇系樹脂作為原料而製得。
就本發明所使用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，使用將乙酸乙烯酯聚合而獲得之聚乙酸乙烯酯予以皂化而製得的樹脂。必要時，亦可使用將乙酸乙烯酯和少量(通常10莫耳%以下，5莫耳%以下較佳) 之可與乙酸乙烯酯共聚之成分的共聚物予以皂化而獲得的樹脂。可與乙酸乙烯酯共聚之成分，例如，可列舉不飽和羧酸(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。又，亦可使用將皂化後之羥基進行化學修飾而獲得的改性聚乙烯醇系樹脂。
又，作為聚乙烯醇系樹脂，亦可使用於側鏈具有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，例如，可藉由(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的方法、(ii)將乙酸乙烯酯與碳酸乙烯基亞乙酯之共聚物予以皂化及脫羧的方法、(iii)將乙酸乙烯酯與2,2－二烷基－4－乙烯基－1,3－二氧環戊烷之共聚物予以皂化及脫縮酮化的方法、(iv)將乙酸乙烯酯與甘油單烯丙醚之共聚物予以皂化的方法等而獲得。
聚乙烯醇系樹脂之重量平均分子量宜為10萬～30萬較佳，11萬～28萬特佳，12萬～26萬更佳。該重量平均分子量過小的話，會有將聚乙烯醇系樹脂形成光學薄膜時難以獲得充分的光學性能的傾向；過大的話，會有將聚乙烯醇系薄膜製成偏光膜時的延伸變得困難的傾向。此外，上述聚乙烯醇系樹脂之重量平均分子量係利用GPC－MALS法測得的重量平均分子量。
本發明所使用之聚乙烯醇系樹脂之平均皂化度，通常宜為98莫耳%以上較佳，99莫耳%以上特佳，99.5莫耳%以上更佳，99.8莫耳%以上尤佳。該平均皂化度過小的話，會有將聚乙烯醇系薄膜形成偏光膜時不能獲得充分的光學性能的傾向。 此處，本發明中之平均皂化度係依照JIS K 6726進行測定。
就本發明所使用之聚乙烯醇系樹脂而言，亦可將改性物質、改性量、重量平均分子量、平均皂化度等不同的2種以上倂用。
本發明之聚乙烯醇系薄膜，可藉由使用上述聚乙烯醇系樹脂而製備聚乙烯醇系樹脂水溶液，並將該聚乙烯醇系樹脂水溶液吐出及流延至旋轉的澆鑄模，利用澆鑄法製膜並乾燥而連續地製造，例如，可藉由以下的步驟製造。 (A)利用澆鑄法進行製膜。 (B)將已製膜之薄膜加熱並乾燥，必要時進行熱處理。 (C)將已乾燥之薄膜兩端部切開後捲繞於輥。
此處，作為上述澆鑄模，例如可列舉澆鑄滾筒(滾筒型輥)、無端皮帶等，考量寬幅化或長條化、膜厚之均勻性優異的方面，宜利用澆鑄滾筒進行較佳。 以下，以澆鑄模為澆鑄滾筒時的情況作為示例進行說明。
首先，針對上述步驟(A)進行說明。
步驟(A)中，首先，宜將前述聚乙烯醇系樹脂用水予以洗淨，並使用離心分離機等進行脫水，而形成含水率50重量%以下之聚乙烯醇系樹脂濕餅塊較佳。含水率過大的話，會有難以形成所期望之水溶液濃度的傾向。 將該聚乙烯醇系樹脂濕餅塊溶解於溫水或熱水，以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並無特別限定，例如，可使用經加熱之多軸擠壓機製備，又，亦可於具備上下循環流產生型攪拌翼之溶解槽中，加入前述聚乙烯醇系樹脂濕餅塊，並於槽中吹入水蒸氣，溶解並製備所期望濃度之水溶液。
聚乙烯醇系樹脂水溶液中，除聚乙烯醇系樹脂以外，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所使用之塑化劑；由非離子性、陰離子性、及陽離子性中之至少一種構成之界面活性劑的話，在聚乙烯醇系薄膜的製膜性的方面為較佳。上述甘油等塑化劑、界面活性劑之含量，相對於聚乙烯醇系樹脂宜為1～20重量%較佳，5～15重量%更佳。
以此種方式獲得之聚乙烯醇系樹脂水溶液的樹脂濃度宜為15～60重量%較佳，17～55重量%特佳，20～50重量%更佳。該水溶液的樹脂濃度過低的話，會有由於乾燥負荷變大而生產能力降低的傾向，過高的話，會有黏度變得過高而難以均勻地溶解的傾向。
然後，將所獲得之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、利用具有通氣孔之多軸擠壓機所為之消泡等方法。作為具有通氣孔之多軸擠壓機，通常使用具有通氣孔之雙軸擠壓機。
消泡處理後，將聚乙烯醇系樹脂水溶液逐次定量地導入T型狹縫模，並吐出及流延至旋轉的澆鑄滾筒上，利用澆鑄法製膜。
T型狹縫模出口之聚乙烯醇系樹脂水溶液的溫度宜為80～100℃較佳，85～98℃特佳。 該聚乙烯醇系樹脂水溶液的溫度過低的話會有流動不良的傾向，過高的話會有起泡的傾向。
該聚乙烯醇系樹脂水溶液的黏度，在吐出時宜為50～200Pa·s較佳，70～150Pa·s特佳。 該水溶液的黏度過低的話會有流動不良的傾向，過高的話會有流延變得困難的傾向。
從T型狹縫模吐出至澆鑄滾筒之聚乙烯醇系樹脂水溶液的吐出速度宜為0.2～5m/分較佳，0.4～4m/分特佳，0.6～3m/分更佳。 該吐出速度過慢的話會有生產性降低的傾向，過快的話會有流延變得困難的傾向。
該澆鑄滾筒的直徑宜為2～5m較佳，2.4～4.5m特佳，2.8～4m更佳。 該直徑過小的話會有乾燥長不足而難以達到速度的傾向，過大的話會有輸送性降低的傾向。
該澆鑄滾筒的寬度宜為4m以上較佳，4.5m以上特佳，5m以上更佳，5～6m尤佳。 澆鑄滾筒的寬度過小的話會有生產性降低的傾向。
該澆鑄滾筒的旋轉速度宜為3～50m/分較佳，4～40m/分特佳，5～35m/分更佳。 該旋轉速度過慢的話會有生產性降低的傾向，過快的話會有從澆鑄滾筒的剝離性降低的傾向。
該澆鑄滾筒的表面溫度宜為40～99℃較佳，60～95℃特佳。 該表面溫度過低的話會有從澆鑄滾筒的剝離性降低的傾向，過高的話會有起泡的傾向。
然後，針對上述步驟(B)進行說明。步驟(B)係將已製膜之薄膜進行加熱並乾燥的步驟。
澆鑄滾筒中已製膜之薄膜的乾燥，係藉由使膜的表面與背面交替接觸多個金屬加熱輥而進行。金屬加熱輥的表面溫度通常為40～150℃，50～130℃較佳，60～110℃特佳。該表面溫度過低的話會有乾燥不良的傾向，過高的話會有乾燥過度而導致起伏等外觀不良的傾向。又，關於金屬加熱輥，例如，宜為已對表面進行硬鍍鉻處理或鏡面處理之直徑0.2～2m的輥，且通常使用2～30根，較佳為10～25根進行乾燥較佳。
本發明中，於利用金屬加熱輥所為之乾燥後，宜對薄膜進行熱處理較佳。熱處理溫度宜為60～150℃較佳，70～140℃特佳。熱處理溫度過低的話，會有聚乙烯醇系薄膜的耐水性不足，或成為相位差擺盪的原因的傾向，過高的話會有偏光膜製造時的延伸性降低的傾向。該熱處理方法，例如，可列舉利用浮動式乾燥機而進行的方法、使用紅外線燈於薄膜之兩面照射近紅外線的方法等。
進行乾燥、視需要之熱處理後之薄膜，經過上述步驟(C)而成為產品(本發明之聚乙烯醇系薄膜)。步驟(C)係將薄膜之兩端切開並捲繞於輥的步驟。
此外，到此為止，對製備聚乙烯醇系樹脂水溶液，並將該水溶液流延至旋轉的澆鑄滾筒(滾筒型輥)，利用澆鑄法製膜並乾燥，而製造聚乙烯醇系薄膜的方法進行了說明，亦可將聚乙烯醇系樹脂水溶液流延至樹脂薄膜上、或金屬帶上，並製膜、乾燥。
該聚乙烯醇系薄膜之厚度，考量偏光膜之薄型化的方面，宜為5～60μm較佳，考量更加薄型化的方面，為5～45μm特佳，考量避免破裂、本發明之特性(薄膜表面之硬度)與薄型化之關係的方面，為10～45μm更佳。
又，聚乙烯醇系薄膜之寬度宜為4m以上較佳，考量大面積化的方面，為4.5m以上更佳，考量避免破裂的方面，為4.5～6m特佳。
又，聚乙烯醇系薄膜之長度宜為4km以上較佳，考量大面積化的方面，為4.5km以上更佳，考量輸送重量的方面，為4.5～50km特佳。
本發明之聚乙烯醇系薄膜具有適度的硬度，適合用作光學用之聚乙烯醇系薄膜，進一步用作偏光膜用之原捲特佳。
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於水平方向移送，經由膨潤、染色、硼酸交聯、延伸、洗淨、乾燥等步驟而製造。
膨潤步驟係於染色步驟之前實施。藉由膨潤步驟，除可將聚乙烯醇系薄膜表面的污漬洗淨外，藉由使聚乙烯醇系薄膜膨潤，還具有防止染色不均等的效果。膨潤步驟中，就處理液而言，通常使用水。該處理液只要主成分是水即可，亦可加入少量碘化合物、界面活性劑等添加物、醇等。膨潤浴的溫度通常為10～45℃左右，於膨潤浴的浸漬時間通常為0.1～10分鐘左右。又，必要時可於處理過程中進行延伸操作。
染色步驟係藉由使薄膜接觸含有碘或二色性染料之液體而進行。通常使用碘－碘化鉀之水溶液，且碘之濃度為0.1～2g/L，碘化鉀之濃度為1～100g/L較適當。染色時間為30～500秒左右較實用。處理浴的溫度宜為5～50℃較佳。水溶液中除水溶劑以外，亦可含有少量與水相容之有機溶劑。又，必要時可於處理過程中進行延伸操作。
硼酸交聯步驟係使用硼酸或硼砂等硼化合物而進行。硼化合物係以水溶液或水－有機溶劑混合液的形態及10～100g/L左右的濃度使用，使碘化鉀共存於液體中的話，在偏光性能的穩定化的方面為較佳。處理時的溫度宜為30～70℃左右，處理時間宜為0.1～20分鐘左右較佳，又，必要時亦可於處理過程中進行延伸操作。
延伸步驟宜在單軸方向延伸3～10倍，3.5～6倍較佳。此時，即使在延伸方向之直角方向進行些許的延伸(防止寬度方向之收縮之程度、或該程度以上的延伸)亦無妨。延伸時的溫度宜為30～170℃較佳。進一步，只要將延伸倍率最終設定為前述範圍內即可，延伸操作不僅在單一階段實施，在製造步驟之任意範圍的階段中實施即可。
洗淨步驟，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而進行，可去除薄膜表面所產生的析出物。使用碘化鉀水溶液時的碘化鉀濃度宜為1～80g/L左右。洗淨處理時的溫度通常為 5～50℃，10～45℃較佳。處理時間通常為 1～300秒，10～240秒較佳。此外，亦可將水洗淨與利用碘化鉀水溶液之洗淨適當組合而進行。
乾燥步驟，只要是在大氣中於40～80℃進行1～10分鐘即可。
又，偏光膜之偏光度宜為99.5%以上較佳，99.8%以上更佳。偏光度過低的話，會有無法確保液晶顯示器之對比度的傾向。 此外，偏光度一般係由在將2片偏光膜重合以使其配向方向成為同一方向的狀態下於波長λ所測得之光線透射率(H11 )、及在將2片偏光膜重合以使配向方向成為相互垂直之方向的狀態下於波長λ所測得之光線透射率(H1 )，根據下式算出。 [(H11 -H1 )/(H11 +H1 )]1/2
進一步，本發明之偏光膜之單體透射率宜為42%以上較佳。該單體透射率過低的話，會有無法達成液晶顯示器之高亮度化的傾向。 單體透射率，係使用分光光度計測定偏光膜單體之光線透射率而獲得的值。
如此可獲得本發明之偏光膜，而本發明之偏光膜適合於無顯示缺點、色斑之偏光板的製造。 以下，針對本發明之偏光板的製造方法進行說明。
本發明之偏光膜，在其單面或雙面介由黏接劑貼合光學上等向性之樹脂薄膜作為保護薄膜而形成偏光板。作為保護薄膜，例如，可列舉三乙酸纖維素、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、聚伸芳基酯、聚－4－甲基戊烯、聚伸苯醚等的薄膜或片材。
貼合方法可利用公知的手法進行，例如，將液狀的黏接劑組成物均勻地塗布於偏光膜、保護薄膜、或該兩者後，使兩者貼合並壓接，藉由加熱或照射活性能量射線而進行。
又，為了薄膜化，亦可在偏光膜之單面或雙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以替代上述保護薄膜，並進行硬化而形成偏光板。
根據本發明所獲得之偏光膜、偏光板無顯示缺點、色斑，可理想地使用於可攜式資訊終端機、個人電腦、電視、投影機、標示牌、電子桌上計算機、電子時鐘、文字處理機、電子紙、遊戲機、錄影機、照相機、相簿、溫度計、音響、汽車或機械類之測量儀器類等的液晶顯示裝置、太陽眼鏡、防眩眼鏡、立體眼鏡、穿戴式顯示器、顯示元件(CRT、LCD、有機EL、電子紙等)用反射減少層、光通信設備、醫療設備、建築材料、玩具等。 ［實施例］
以下，列舉實施例對本發明進行更具體地說明，但只要不超出其要旨本發明並不限定於以下的實施例。 此外，示例中「份」、「%」意指重量基準。 針對各物性，如下述般進行測定。
＜測定條件＞ (1)薄膜表面之硬度(MPa)、薄膜表面之彈性模量(GPa) 從所獲得之聚乙烯醇系薄膜切出1cm×1cm之試驗片，在試驗前於25℃50%RH進行1天的狀態調整後，使用Hysitron公司製奈米壓痕試驗機「Triboindenter」作為試驗機、稱為Berkovich型之三角錐型壓頭(對頂角65°、ε＝0.75、鑽石製)作為壓頭，於25℃50%RH之環境下進行試驗。試驗係於薄膜雙面進行，並取平均值。此外，在試驗前使用係標準試樣之熔融石英(硬度9,250MPa、彈性模量69.6GPa)，求出用以計算壓入時壓頭於試樣之投影面積A的校正係數。 關於奈米壓痕試驗，首先將壓頭垂直地抵住試驗片之表面，以壓入速度100nm/秒緩慢地施加載重。然後，於達到最大壓痕深度500nm之時點停止壓入，同時以拔出速度100nm/秒緩慢地將載重恢復至0。 由該試驗所獲得之最大載重P(N)與壓頭之投影面積A(mm2 )依下式(A)算出薄膜表面之硬度(MPa)。 (式A)　薄膜表面之硬度＝P/A 又，從卸載位移曲線(unloading displacement curve)求出最大載重時之切線的斜率S(N/mm)，由該斜率S(N/mm)與壓頭之投影面積A(mm2 )依下式(B)算出薄膜表面之彈性模量(GPa)。 (式B)　薄膜表面之彈性模量＝0.001×(S×π1/2 )/(2×A1/2 )　　　(π為圓周率)。
(2)擦傷 從所獲得之偏光膜切出10片1cm×1cm之試驗片，使用KEYENCE公司製雷射對焦顯微鏡VK－9700(物鏡：50倍)觀察有無寬度10μm以上之傷痕，依以下基準進行評價。 (評價基準) ○・・・全部試驗片都無傷痕。 △・・・任一試驗片有傷痕。 ×・・・全部試驗片都有傷痕。
(3)顯示缺點(個) 從所獲得之偏光膜切出長度30cm×寬度13cm之試驗片，於15000lx之環境下目視檢查，測定100μm以上之顯示缺點數(個)。 (4)色斑 從所獲得之偏光膜切出長度30cm×寬度13cm之試驗片，以45度角夾持在正交尼科耳(cross nicol)狀態之2片偏光板(單體透射率43.5%、 偏光度99.9%)之間，之後使用表面照度14,000lx的光箱以透射模式觀察光學的色斑，依以下基準進行評價。 ○・ ・・無色斑。 △・・・隱約有色斑。 ×・・・有色斑。
＜實施例1＞ (聚乙烯醇系薄膜的製造) 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2500kg、作為塑化劑之甘油100kg，邊攪拌邊升溫至140℃，進行濃度調整至樹脂濃度25%，獲得溶解均勻之聚乙烯醇系樹脂水溶液。然後，將該聚乙烯醇系樹脂水溶液供給予具有通氣孔之雙軸擠壓機並消泡後，使水溶液溫度成為90℃，從T型狹縫模吐出口吐出及流延至旋轉的澆鑄滾筒而製膜。將薄膜從澆鑄滾筒剝離，使薄膜的表面與背面交替接觸多個金屬加熱輥(最高溫度86℃)，同時進行乾燥直至薄膜之含水率成為10%以下。進一步，利用浮動式乾燥機從薄膜兩面吹133℃的熱風，進行乾燥直至薄膜之含水率成為2%，將兩端部切開並捲繞於輥，獲得寬度4.8m、厚度45μm、長度5km的聚乙烯醇系薄膜。獲得之聚乙烯醇系薄膜的特性顯示於表1中。
(偏光膜的製造) 將獲得之聚乙烯醇系薄膜利用運送輥於水平方向運送，首先，浸漬於水溫25℃之水槽中，邊使其膨潤邊於流動方向延伸至1.7倍。然後，浸漬於由碘0.5g/L、碘化鉀30g/L組成之28℃水溶液中，邊進行染色邊於流動方向延伸至1.6倍；之後，浸漬於硼酸40g/L、碘化鉀30g/L之組成之水溶液中(55℃)，邊進行硼酸交聯邊於流動方向進行單軸延伸至2.1倍。最後，以碘化鉀水溶液進行洗淨，之後在60℃乾燥2分鐘得到總延伸倍率5.7倍之偏光膜。獲得之偏光膜的特性顯示於表1中。
＜實施例2、3、比較例1、2＞ 以表1所示之條件進行製造，除此以外，與實施例1同樣進行，獲得聚乙烯醇系薄膜、及偏光膜。獲得之聚乙烯醇系薄膜與偏光膜的特性如表1所示。
【表1】
Figure 105119658-A0304-0001
可知實施例1～3之聚乙烯醇系薄膜，奈米壓痕試驗中的薄膜表面之硬度為本發明之特定範圍內，故可獲得傷痕少之偏光膜，反觀使用比較例1、2之聚乙烯醇系薄膜的偏光膜，聚乙烯醇系薄膜表面之硬度落在本發明之特定範圍外，其結果為傷痕多。 再者，可知關於由各聚乙烯醇系薄膜獲得之偏光膜的顯示缺點、色斑的各評價，實施例1～3相較於比較例1、2為更良好。
上述實施例中顯示了本發明之具體形態，但上述實施例僅限於例示，並非作限定性解釋。對於該技術領域中具有通常知識者而言各種變形仍意欲包括於本發明之範圍內。 ［產業上利用性］
根據本發明所獲得之偏光膜、偏光板無顯示缺點、色斑，偏光性能之面內均勻性亦優異，可理想地使用於可攜式資訊終端機、個人電腦、電視、投影機、標示牌、電子桌上計算機、電子時鐘、文字處理機、電子紙、遊戲機、錄影機、照相機、相簿、溫度計、音響、汽車或機械類之測量儀器類等的液晶顯示裝置、太陽眼鏡、防眩眼鏡、立體眼鏡、穿戴式顯示器、顯示元件(CRT、LCD、有機EL、電子紙等)用反射減少層、光通信設備、醫療設備、建築材料、玩具等。

Claims (3)

  1. 一種偏光膜製造用聚乙烯醇系薄膜，其特徵為：依照ISO14577：2002於下列(1)~(3)之條件下進行奈米壓痕試驗時的薄膜表面之硬度為65~90MPa，薄膜表面之彈性模量為1.0~1.4GPa；條件(1)測定環境：25℃50%RH；條件(2)壓頭：Berkovich型(三角錐型、對頂角65°、ε=0.75、鑽石製)；條件(3)最大壓痕深度：500nm。
  2. 如申請專利範圍第1項之偏光膜製造用聚乙烯醇系薄膜，其厚度為5~45μm。
  3. 一種偏光膜，係使用如申請專利範圍第2項之偏光膜製造用聚乙烯醇系薄膜而獲得。
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