TWI761303B - 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

Info

Publication number
TWI761303B
TWI761303B TW105108020A TW105108020A TWI761303B TW I761303 B TWI761303 B TW I761303B TW 105108020 A TW105108020 A TW 105108020A TW 105108020 A TW105108020 A TW 105108020A TW I761303 B TWI761303 B TW I761303B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
film
polyvinyl alcohol
based film
casting mold
microns
Prior art date
Application number
TW105108020A
Other languages
English (en)
Other versions
TW201641521A (zh
Inventor
方山智廣
枝澤敏行
早川誠一郎
Original Assignee
日商三菱化學股份有限公司
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 日商三菱化學股份有限公司 filed Critical 日商三菱化學股份有限公司
Publication of TW201641521A publication Critical patent/TW201641521A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI761303B publication Critical patent/TWI761303B/zh

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J5/00—Manufacture of articles or shaped materials containing macromolecular substances
    • C08J5/18—Manufacture of films or sheets
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C41/00—Shaping by coating a mould, core or other substrate, i.e. by depositing material and stripping-off the shaped article; Apparatus therefor
    • B29C41/24—Shaping by coating a mould, core or other substrate, i.e. by depositing material and stripping-off the shaped article; Apparatus therefor for making articles of indefinite length
    • B29C41/26—Shaping by coating a mould, core or other substrate, i.e. by depositing material and stripping-off the shaped article; Apparatus therefor for making articles of indefinite length by depositing flowable material on a rotating drum
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L29/00—Compositions of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by an alcohol, ether, aldehydo, ketonic, acetal or ketal radical; Compositions of hydrolysed polymers of esters of unsaturated alcohols with saturated carboxylic acids; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L29/02—Homopolymers or copolymers of unsaturated alcohols
    • C08L29/04—Polyvinyl alcohol; Partially hydrolysed homopolymers or copolymers of esters of unsaturated alcohols with saturated carboxylic acids
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00—Optical elements other than lenses
    • G02B5/30—Polarising elements
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00—Optical elements other than lenses
    • G02B5/30—Polarising elements
    • G02B5/3025—Polarisers, i.e. arrangements capable of producing a definite output polarisation state from an unpolarised input state
    • G02B5/3033—Polarisers, i.e. arrangements capable of producing a definite output polarisation state from an unpolarised input state in the form of a thin sheet or foil, e.g. Polaroid
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2329/00—Characterised by the use of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by an alcohol, ether, aldehydo, ketonic, acetal, or ketal radical; Hydrolysed polymers of esters of unsaturated alcohols with saturated carboxylic acids; Derivatives of such polymer
    • C08J2329/02—Homopolymers or copolymers of unsaturated alcohols
    • C08J2329/04—Polyvinyl alcohol; Partially hydrolysed homopolymers or copolymers of esters of unsaturated alcohols with saturated carboxylic acids

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Polarising Elements (AREA)
  • Moulding By Coating Moulds (AREA)
  • Manufacture Of Macromolecular Shaped Articles (AREA)

Abstract

一種聚乙烯醇系薄膜，厚度5~60微米、寬度2公尺以上、長度2公里以上，當在薄膜表面之任意位置劃設長度1毫米之假想線時，和該假想線交叉之寬1~10微米且交點之高度為0.01~0.1微米之線狀突起數為1~10條。故，為平滑且低霧度之聚乙烯醇系薄膜，能獲得偏光性能、光線透射率優異之偏光膜。

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、聚乙烯醇系薄膜之製造方法、及偏光膜。更詳言之，本發明係關於有特定尺寸之線狀突起，且因該線狀突起之效果而生產性優異之聚乙烯醇系薄膜，進而係關於可獲得偏光度、光線透射率優異之偏光膜之聚乙烯醇系薄膜。
以往，聚乙烯醇系薄膜係將聚乙烯醇系樹脂溶於水等溶劑製備成製膜用原液後，利用溶液流延法(澆鑄法)製膜，並使用金屬加熱輥等進行乾燥以製造。以此方式獲得之聚乙烯醇系薄膜，作為透明性、染色性優異之薄膜，利用在許多用途，其有用之用途之一可列舉偏光膜。該偏光膜作為液晶顯示器之基本構成要素，近年來其在大面積且高品質的液晶電視的用途擴大。
其中，伴隨液晶畫面之高精細化、高亮度化，需要比起習知更好透明性、表面平滑性優異、且缺點少的聚乙烯醇系薄膜。若聚乙烯醇系薄膜之霧度、表面粗糙度大，偏光膜之光線透射率降低且伴隨發生偏光不勻，妨礙顯示器之高亮度化、高精細化。又，聚乙烯醇系薄膜的缺點多的時候，當然偏光膜之顯示缺點也會增加，難製出高品質的顯示器。
作為改善此問題之技術， 於專利文獻1，為了減低聚乙烯醇系薄膜之表面粗糙度，提出對於SUS之動磨擦係數低之聚乙烯醇系薄膜。 於專利文獻2，為了減低表面粗糙度，提出使用特定組成之原液(聚乙烯醇系樹脂水溶液)，於特定製膜條件製造偏光膜用聚乙烯醇系薄膜之方法。 於專利文獻3，就霧度對策而言，提出使用例如分子量不同之2種聚乙烯醇系樹脂之聚乙烯醇系薄膜。 於專利文獻4，提出使用特定添加劑之聚乙烯醇系薄膜之製造法。 於專利文獻5，為了使薄膜厚度均勻，提出在表面粗糙度為3S(最大高度3微米)以下的金屬表面(澆鑄模表面)上製膜之方法。 [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2011-245872號公報 專利文獻3：日本特開2006-308938號公報 專利文獻4：日本特開2012-082313號公報 專利文獻5：日本特開2001-315138號公報
[發明欲解決之課題] 但是專利文獻1、2揭示之技術，係使用特定的界面活性劑減低薄膜之表面粗糙度，雖可減少一些來自原液的析出物，但澆鑄模之表面仍然粗糙，無法獲得平滑的薄膜。
又，專利文獻3之揭示技術因為需製造2種聚乙烯醇系樹脂，不只製造負荷大，且分子量有20000以上的不同，故製膜中會有某一聚乙烯醇系樹脂易析出的問題。該析出物會使聚乙烯醇系薄膜之表面粗糙度、及缺點數增大，容易造成製造高品質的偏光膜時的障礙。
再者，專利文獻4揭示之技術藉由於製膜原料(聚乙烯醇系樹脂之水溶液)添加特定界面活性劑，提高從澆鑄模之剝離性，並減少霧度、缺點(薄膜中之液滴)。但是澆鑄模之表面若平滑性高，反而外部霧度會增大，隨之表面粗糙度增大。該現象是因為澆鑄模表面沒有界面活性劑逃離的空間，界面活性劑析出於接觸澆鑄模表面的薄膜表面全體。
並且，專利文獻5揭示之技術，若澆鑄模之表面有3微米的凹凸，則無法應付近年對於表面平滑性之要望。實施例記載0.1~1S，但係薄膜厚度為75微米的情形，對於聚乙烯醇系薄膜也要薄型化的要求，須進一步改良澆鑄模。
該澆鑄模之問題是，若澆鑄模表面平滑性高，製膜時薄膜會無法剝離、或揮發的澆鑄溶劑進入薄膜與模表面之間而成為氣泡缺點、或誘發如前述界面活性劑析出於薄膜與澆鑄模表面之界面的現象，不只聚乙烯醇系薄膜之製造產能下降，且成為無法獲得高品質之偏光膜的原因。
本發明在如此的背景下，目的為提供生產性優異，製成偏光膜時能充分確保偏光性能、光線透射率之程度的平滑且低霧度的聚乙烯醇系薄膜、聚乙烯醇系薄膜之製造方法、及偏光膜。 [解決課題之方式]
本案發明人等有鑑於該情事努力研究，結果發現藉由在聚乙烯醇系薄膜之表面含有少量寬度充分窄、高度充分低的線狀突起，能以高生產性製造為了獲得顯示高偏光性能、光線透射率之偏光膜的平滑且低霧度的聚乙烯醇系薄膜，乃完成本發明。
亦即本發明之要旨係關於一種聚乙烯醇系薄膜，厚度5~60微米、寬度2公尺以上、長度2公里以上，其特徵為：於薄膜表面之任意位置劃設長度l毫米之假想線時，和該假想線為交叉之寬1~10微米且交點之高度為0.01~0.l微米之線狀突起數為1~10條。
又，本發明也提供由上述聚乙烯醇系薄膜構成的偏光膜。
又，本發明係關於一種聚乙烯醇系薄膜之製造方法，係將聚乙烯醇系樹脂之水溶液澆排出及流涎於鑄模並製膜，並連續乾燥而獲得，其特徵為：從澆鑄模將薄膜剝離時之剝離強度為0.001~0.1N/25毫米。 [發明之效果]
本發明之聚乙烯醇系薄膜係平滑且低霧度之聚乙烯醇系薄膜，若使用該聚乙烯醇系薄膜，能製造偏光性能、光線透射率優異之偏光膜。 又，本發明之聚乙烯醇系薄膜從製膜時之澆鑄模剝離的剝離性優異，為無氣泡、析出物等缺點的聚乙烯醇系薄膜，故能以高生產性製造。
本發明之聚乙烯醇系薄膜，厚度5~60微米、寬度2公尺以上、長度2公里以上，在薄膜表面之任意位置劃設長度1毫米之假想線時，和該假想線為交叉之寬1~10微米且交點之高度為0.01~0.1微米之線狀突起為1~10條。
該線狀突起之數較佳為2~9條，尤佳為3~8條。線狀突起之數若未達下限値，不易以良好產率製造聚乙烯醇系薄膜，為不理想，若超過上限値，偏光膜之光線透射率降低，無法達成本發明之目的。 又，本發明中，縱橫比10以上定義為線狀。
控制該線狀突起之數目為規定之範圍之方法，可列舉：使澆鑄模表面之微裂痕之形狀、條數固定為規定之範圍之方法、使薄膜表面接觸熱輥而壓碎凸狀線狀突起之方法、使薄膜表面和水、醇等溶劑接觸使其部分溶解以平坦化之方法、將薄膜表面進行研磨處理、粗糙面化處理之方法、於製膜原料摻合塗平劑而減少凹凸之方法等，本發明中，後述將澆鑄模表面之微裂痕之形狀、條數固定為規定範圍之方法，能使薄膜表面之輪廓為一定，於此點較理想。
以下針對本發明之聚乙烯醇系薄膜、及使用其形成之偏光膜説明。
本發明使用之聚乙烯醇系樹脂通常使用將未改性之聚乙烯醇系樹脂，亦即將乙酸乙烯酯聚合而得之聚乙酸乙烯酯予以皂化而製成的樹脂。視需要也可使用將乙酸乙烯酯與少量(例如：10莫耳%以下，較佳為5莫耳%以下)能和乙酸乙烯酯共聚合之成分的共聚物皂化而得之樹脂。能和乙酸乙烯酯共聚合之成分，例如：不飽和羧酸(包括例如：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，也可使用將皂化後之羥基進行化學修飾而得之改性聚乙烯醇系樹脂。
又，也可使用側鏈有1,2-二醇結構之聚乙烯醇系樹脂作為聚乙烯醇系樹脂。該側鏈有1,2-二醇結構之聚乙烯醇系樹脂，可例如使用以下方法獲得：(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基伸乙酯之共聚物進行皂化及脱碳酸之方法、(iii)將乙酸乙烯酯與2,2-二烷基-4-乙烯基-1,3-二氧戊環(2,2-dialkyl-4-vinyl-1,3-dioxolane)之共聚物進行皂化及脱縮酮化之方法、(iv)將乙酸乙烯酯與甘油一烯丙醚之共聚物進行皂化方法等。
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。該重量平均分子量若太小，則將聚乙烯醇系樹脂製成光學薄膜時有不易獲得充分光學性能之傾向，若太大則製造偏光膜製造時聚乙烯醇系薄膜為之延伸有變得困難的傾向。又，上述聚乙烯醇系樹脂之重量平均分子量係利用GPC-MALS法測定之重量平均分子量。
本發明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，尤佳為99.8莫耳%以上。該平均皂化度若太小則聚乙烯醇系薄膜製成偏光膜時有無法獲得充分的光學性能的傾向。 在此，本發明之平均皂化度係依JIS K 6726測定。
本發明使用之聚乙烯醇系樹脂可將改性物質、重量平均分子量、平均皂化度等不同的2種以上樹脂併用。
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製備聚乙烯醇系樹脂水溶液，將此水溶液排出及流延在澆鑄模，利用澆鑄法製膜、乾燥以連續製造，例如可依以下步驟製造。 (A)利用澆鑄法製備薄膜之步驟。 (B)將已製膜之薄膜加熱並乾燥。 (C)將已乾燥之薄膜切成長條後捲繞於輥。
在此，上述澆鑄模可列舉例如澆鑄滾筒(滾筒型輥)、無端皮帶等，考量寬廣化、長尺化、膜厚之均勻性優異之觀點，以澆鑄滾筒進行較佳。 以下，舉澆鑄模為澆鑄滾筒的情形為例説明。又，於後述澆鑄滾筒，於特定條件之澆鑄滾筒表面之微裂痕之條數、澆鑄滾筒表面之表面粗糙度Rz、從澆鑄滾筒將薄膜剝離時之剝離強度之各特定範圍之設定，也可以套用在例如無端皮帶等澆鑄滾筒(滾筒型輥)以外的澆鑄模。
首先針對前述步驟(A)説明。
於步驟(A)，首先將前述聚乙烯醇系樹脂使用水等溶劑洗滌並使用離心分離機等脱水，製成含水率50重量%以下之聚乙烯醇系樹脂濕餅較佳。含水率若太大，會有難以獲得想要之水溶液濃度的傾向。 將該聚乙烯醇系樹脂濕餅溶於溫水或熱水，製備成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不特別限定，例如可使用已加熱之多軸擠製機製備，又，也可於配備上下循環流產生型攪拌葉的溶解槽中投入前述聚乙烯醇系樹脂濕餅，於槽中吹入水蒸氣，以溶解及製備想要濃度的水溶液。
考量製膜性的觀點，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更含有甘油、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、非離子性、陰離子性、及陽離子性中之至少1種界面活性劑更理想。
以此方式獲得之聚乙烯醇系樹脂水溶液之樹脂濃度為15~60重量%較佳，特佳為17~55重量%，更佳為20~50重量%。該樹脂濃度若太低，則乾燥負荷增大，生產能力有降低之傾向，若太高則黏度變得太高，有不易溶解均勻的傾向。
然後獲得之聚乙烯醇系樹脂水溶液進行脱泡處理。脱泡方法可列舉利用靜置脱泡、利用多軸擠製機之脱泡等方法。多軸擠製機只要是有排氣口的多軸擠製機即可，不特別限定，通常使用有排氣口的2軸擠製機。
脱泡處理後，將聚乙烯醇系樹脂水溶液以定量逐次導入到T型狹縫模，並排出及流延在旋轉的澆鑄滾筒上，以澆鑄法製膜。
T型狹縫模出口的聚乙烯醇系樹脂水溶液之溫度為80~100℃較佳，特佳為85~98℃。該聚乙烯醇系樹脂水溶液之溫度若太低，則有流動不良的傾向，若太高則有起泡的傾向。
該聚乙烯醇系樹脂水溶液之黏度於排出時為50~200Pa・s較佳，特佳為70~150Pa・s。該水溶液之黏度為若太低則有流動不良的傾向，若太高則有流涎困難的傾向。
從T型狹縫模排出到澆鑄滾筒的聚乙烯醇系樹脂水溶液之排出速度為0.5~5公尺/分較佳，特佳為0.6~4公尺/分，又更佳為0.7~3公尺/分。該排出速度若太慢則生產性有降低的傾向，若太快則流涎有變得困難的傾向。
該澆鑄滾筒之直徑較佳為2~5公尺，特佳為2.4~4.5公尺，更佳為2.8~4公尺。 該直徑若太小，乾燥長度不足，有不易達到速度的傾向，若太大則輸送性有降低的傾向。
該澆鑄滾筒的寬度較佳為2公尺以上，尤佳為3公尺以上，又更佳為4公尺以上，特佳為5~6公尺。 澆鑄滾筒的寬度若太小，生產性有降低的傾向。
該澆鑄滾筒的旋轉速度為3~50公尺/分較佳，特佳為4~40公尺/分，又更佳為5~35公尺/分。 該旋轉速度若太慢，生產性有降低的傾向，若太快則乾燥有不充分的傾向。
該澆鑄滾筒之表面溫度為40~99℃較佳，特佳為60~95℃。 該表面溫度若太低則有乾燥不良的傾向，太高則有起泡的傾向。
該澆鑄滾筒通常係使用在鐵為主成分之不銹鋼鋼(SUS)表面施以為了防止傷痕的金屬鍍敷者，亦即形成了金屬鍍敷層者。金屬鍍敷，例如：鍍鉻、鍍鎳、鍍鋅等，可將此等單獨或疊層2層以上後使用。該等之中，考量滾筒表面之平滑化容易性、耐久性優異之觀點，最表面以鍍鉻層較佳。
本發明使用之澆鑄滾筒，當在澆鑄滾筒表面之任意位置劃設長度1毫米之假想線時，和該假想線交叉之寬1~10微米且交點深度為0.01~0.2微米之微裂痕條數為5~30條較佳，特佳為6~25條，又更佳為7~20條。 該微裂痕之條數若太少則薄膜之剝離性降低，聚乙烯醇系薄膜之生產性有降低的傾向，若太多則聚乙烯醇系薄膜之表面粗糙度增大，偏光膜之偏光性能有降低之傾向。
在此，一般而言，澆鑄滾筒表面之金屬鍍敷層多少會有微裂痕存在。該微裂痕是因為金屬鍍敷層的應力而生，可以利用金屬鍍敷層之厚度、鍍敷條件、加熱處理、藥品處理、多層化等控制形狀、個數。例如：鍍鉻的情形，可藉由於100℃~150℃加熱處理，形成上述範圍之微裂痕。
該微裂痕可利用蓮花效果(蓮葉效果)對於澆鑄滾筒表面賦予撥水性，該撥水效果會提高含較多量水分之薄膜從澆鑄滾筒剝離之剝離性，使聚乙烯醇系薄膜容易製造，故本發明宜使用澆鑄滾筒(及澆鑄模)表面有撥水性的澆鑄滾筒(及澆鑄模)較佳。
又，一般而言，製造聚乙烯醇系薄膜時會在為製膜原液之聚乙烯醇系樹脂水溶液中添加界面活性劑而使剝離性提高。但是該界面活性劑之添加會造成聚乙烯醇系薄膜之表面粗糙度增大，結果會有偏光膜之偏光性能降低的傾向。上述微裂痕無化學作用，係以物理作用使薄膜之剝離性提高，故無使用界面活性劑時會引起的問題。
又，本發明使用之澆鑄滾筒表面之表面粗糙度Rz為0.1~0.3微米較佳，特佳為0.13~0.27微米，更佳為0.15~0.25微米。 表面粗糙度Rz若太小，以高生產性生產聚乙烯醇系薄膜會有變得困難的傾向，若太大則聚乙烯醇系薄膜之表面粗糙度增大，偏光膜之偏光度會有降低的傾向。
控制該表面粗糙度為規定之範圍的方法，可列舉固定澆鑄滾筒表面之微裂痕之形狀、條數為規定範圍之方法、調整澆鑄滾筒表面之點狀缺點的方法、對於澆鑄滾筒表面進行研磨處理、粗糙面化處理之方法等，但本發明中，考量能使薄膜表面之輪廓為一定之觀點，宜採用固定澆鑄滾筒表面之微裂痕之形狀、個數為規定範圍之方法較理想。
本發明中，從澆鑄滾筒將薄膜剝離時之剝離強度為0.001~0.1N/25毫米較佳，特佳為0.002~0.05N/25毫米，更佳為0.003~0.01N/25毫米。該剝離強度為若太大則從澆鑄滾筒將薄膜剝離之剝離性降低，會有薄膜斷裂、或聚乙烯醇系薄膜之相位差增大的傾向，若太小，製膜時薄膜會從澆鑄滾筒剝離，薄膜之平滑性有降低的傾向，任一情形皆難以高生產性製造聚乙烯醇系薄膜。
作為控制該剝離強度之方法可列舉：固定澆鑄滾筒表面之微裂痕之形狀、條數為規定範圍之方法、對於澆鑄滾筒表面進行研磨處理、粗糙面化處理之方法、於製膜原料中摻合界面活性劑之方法、在澆鑄滾筒表面形成剝離膜之方法等，本發明中，考量薄膜表面之輪廓能成為一定之觀點，固定澆鑄滾筒表面之微裂痕之形狀、條數為規定範圍之方法較理想。
其次針對前述步驟(B)説明。步驟(B)係將已製膜之薄膜加熱並乾燥之步驟。
以澆鑄滾筒將製膜之薄膜乾燥係使薄膜之表面與背面交替地接觸多數熱輥以進行。熱輥之表面溫度通常為40~150℃，較佳為50~140℃。該表面溫度若太低則會有乾燥不良的傾向，太高容易太乾燥，容易有引起起伏等外觀不良的傾向。 又，熱輥例如為表面經硬鍍鉻處理或鏡面處理之直徑0.2~2公尺之輥，通常使用2~30根，較佳為10~25根進行乾燥較佳。
本發明中，宜以熱輥乾燥後對於薄膜進行熱處理較佳。熱處理溫度宜為60~150℃，尤其70~140℃為較佳。熱處理溫度若太低則會有聚乙烯醇系薄膜之耐水性降低、或位相差擺盪的原因的傾向，若太高會有偏光膜製造時之延伸性降低的傾向。該熱處理方法，例如：接觸高溫之熱輥的方法、以浮式乾燥器進行之方法等。
已乾燥並視需要實施了熱處理的薄膜，經前述步驟(C)而成為製品(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在輥的步驟。
又，以上已說明了製備聚乙烯醇系樹脂水溶液，將此水溶液流延在旋轉的澆鑄滾筒(滾筒型輥)並利用澆鑄法製膜、乾燥，製成聚乙烯醇系薄膜的方法，但也可以將聚乙烯醇系樹脂水溶液流延在樹脂薄膜上、或金屬皮帶上，製膜並乾燥。
綜上可獲得本發明之聚乙烯醇系薄膜。
依本發明之製造方法獲得之聚乙烯醇系薄膜厚度需為5~60微米，考量薄型化之觀點，厚度為5~50微米較佳，考量減少相位差的觀點，5~40微米特佳，考量避免斷裂的觀點，更佳5~30微米。
本發明之聚乙烯醇系薄膜的寬度需為2公尺以上，考量大面積化的觀點，特佳為3公尺以上，尤佳為4公尺以上，考量避免斷裂的觀點，更佳為4~6公尺。
本發明之聚乙烯醇系薄膜的長度需為2公里以上，考量大面積化的觀點，特佳為3公里以上，考量輸送重量的觀點，更佳為3~50公里。
又，本發明之聚乙烯醇系薄膜的霧度宜為0.3%以下較佳，特佳為0.2%以下，又更佳為0.1%以下。若霧度太高，製成偏光膜時之光線透射率有降低的傾向。
本發明之聚乙烯醇系薄膜的生產性優異，適合作為光學用之聚乙烯醇系薄膜，特別適合作為偏光膜用的捲材。
以下說明使用本發明之聚乙烯醇系薄膜獲得之偏光膜之製造方法。
本發明之偏光膜經過將上述聚乙烯醇系薄膜從輥繞出並向水平方向移送，膨潤、染色、硼酸交聯、延伸、洗滌、乾燥等步驟而製造。
膨潤步驟係於染色步驟前實施。利用膨潤步驟能洗掉聚乙烯醇系薄膜表面的污垢，此外也有藉由聚乙烯醇系薄膜膨潤而防止染色不勻等的效果。膨潤步驟中，通常使用水作為處理液。該處理液只要主成分為水即可，也可含有少量的碘化化合物、界面活性劑等添加物、醇等。膨潤浴的溫度通常約10~45℃，在膨潤浴的浸漬時間通常約0.1~10分鐘。
染色步驟係藉由使薄膜接觸碘或含二色性染料之液體以進行。通常使用碘-碘化鉀的水溶液，碘的濃度為0.1~2g/L，碘化鉀濃度為1~100g/L為妥當。染色時間為30~500秒左右為實用的。處理浴的溫度為5~50℃較佳。水溶液也可含有少量水溶劑以外和水有相溶性的有機溶劑。
硼酸交聯步驟係使用硼酸、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式以濃度為約10~100g/L左右使用，液中若使碘化鉀共存的話，從偏光性能之安定化之觀點較理想。處理時之溫度約30~70℃，處理時間為約0.1~20分鐘較理想，也可視需要於處理中實施延伸操作。
延伸步驟宜沿一軸方向延伸3~10倍，較佳為延伸3.5~6倍較佳。此時，延伸方向之直角方向也實施若干延伸(防止寬方向收縮之程度、或更多延伸)亦無妨。延伸時之溫度宜為40~170℃為較佳。再者，延伸倍率只要最終設為前述範圍內即可，延伸操作可為一階段，也可在製造步驟之任意範圍之階段實施。
洗滌步驟例如可利用將聚乙烯醇系薄膜浸於水、碘化鉀等碘化物水溶液以進行，可以去除薄膜之表面產生之析出物。使用碘化鉀水溶液時，碘化鉀濃度可為1~80g/L左右。洗滌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，較佳為10~240秒。又，水洗滌與利用碘化鉀水溶液之洗滌也可適當組合進行。
乾燥步驟在大氣中於40~80℃進行1~10分鐘即可。
又，偏光膜之偏光度較佳為99.5%以上，更佳為99.8%以上。偏光度若太低則會有無法確保液晶顯示器之對比度的傾向。 又，偏光度，一般係將2片偏光膜以其配向方向成為同方向的方式重疊，於此狀態於波長λ測定光線透射率(H11 )，並將2片偏光膜以配向方向互為垂直的方式重疊，於此狀態於波長λ測定光線透射率(H1 )，依下式計算。 [(H11 -H1 )/(H11 +H1 )]1/2
再者，本發明之偏光膜之單體透射率較佳為42%以上。該單體透射率若太低，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得之値。
如此可獲得本發明之偏光膜，本發明之偏光膜適合製作偏光性能優異、偏光不勻少的偏光板。 以下針對本發明之偏光板之製造方法説明。
在本發明之偏光膜的單面或兩面介隔黏著劑而貼合光學等向性的樹脂薄膜作為保護薄膜以成為偏光板。保護薄膜可列舉例如纖維素三乙酸酯、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、聚芳酯、聚-4-甲基戊烯、聚苯醚等的薄膜或片。
貼合方法可依公知方法進行，例如將液狀黏著劑組成物均勻地塗在偏光膜、保護薄膜、或其兩者後，將兩者貼合並壓接，加熱、照射活性能量射線以進行。
又，也可在偏光膜上，為了薄膜化之目的，不塗佈上述保護薄膜而在其單面或兩面塗佈胺甲酸酯系樹脂、丙烯酸系樹脂、尿素樹脂等硬化性樹脂並硬化而成為偏光板。
依本發明獲得之偏光膜、偏光板無顯示缺點、色斑，偏光性能之面內均勻性優良，可理想地使用在行動資訊端末機、個人電腦、電視、投影機、電子看板、電子桌上計算機、電子鐘、文字處理機、電子紙、遊戲機、錄影機、照相機、電子相簿、溫度計、音響裝置、汽車、機械類之量器類等液晶顯示裝置、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)用反射減低層、光通訊設備、醫療設備、建築材料、玩具等。 [實施例]
以下舉實施例對於本發明更具體説明，但本發明只要不逾越其要旨，並無受限在以下之實施例。又，例中「份」、「%」係指重量基準。針對各物性依以下方式進行測定。
＜測定條件＞ (1)微裂痕條數(條/毫米) 使用Keyence公司製雷射對焦顯微鏡VK-9700(物鏡：50倍)以微分干涉處理模式，計算在澆鑄滾筒表面之10處劃設長度1毫米之假想線時，和該假想線為交叉之寬1~10微米且交點深度為0.01~0.2微米之微裂痕數，取10處之平均値定義為微裂痕條數。
(2)線狀突起數(條/毫米) 使用Keyence公司製雷射對焦顯微鏡VK-9700(物鏡：50倍)，以微分干涉處理模式計算在接觸澆鑄滾筒的薄膜表面10處，劃設長度1毫米之假想線時和該假想線為交叉之寬1~10微米、且交點高度為0.01~0.1微米之線狀突起(縱橫比10以上)數，取10處之平均値定義為線狀突起數。
(3)表面粗糙度Rz(微米) 依JIS　B0601：2001，使用Keyence公司製雷射對焦顯微鏡VK-9700(測定長：1毫米，物鏡：50倍)，以微分干涉處理模式測定澆鑄滾筒之10處，取平均値定義為表面粗糙度。
(4)霧度(%) 從膜捲採樣50毫米×50毫米的試驗片10片，使用日本電色工業公司製霧度計「NDH-2000」測定，取10片之平均値作為霧度。
(5)剝離強度(N/25毫米) 以彈簧計以朝向澆鑄滾筒成為垂直的方式，以0.lN、0.01N、0.001N的力拉附著在澆鑄滾筒之薄膜之端部(寬25毫米)，依下列基準評價剝離性。 (評價基準) 〇・・・已剝離。 ╳・・・全面或一部分未剝離。
(6)偏光度(%)、單體透射率(%) 從獲得之偏光膜切出長度4公分×寬度4公分之樣本，使用自動偏光薄膜測定裝置(日本分光公司製：VAP7070)測定偏光度與單體透射率。
(7)偏光不勻 以45度角將長度1公尺×寬度1公尺的偏光膜夾持在正交尼科耳狀態之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14000lx的光箱以透射模式觀察光學的色斑，依以下基準評價。 (評價基準) 〇・・・無色斑。 ╳・・・有色斑。
＜實施例1＞ (聚乙烯醇系薄膜之製造) 於5000公升的溶解槽中裝入重量平均分子量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基硫酸鈉0.25kg，邊攪拌邊升溫到150℃，進行加壓溶解，獲得樹脂濃度25%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對於雙軸擠製機供給並脱泡後，使水溶液溫度成為95℃，從T型狹縫模排出口對於澆鑄滾筒以排出速度1.25公尺/分流延並製膜。使用之澆鑄滾筒之表面如表1所示，存在6條微裂痕。
其次將獲得之薄膜以熱輥乾燥後，使用懸浮式乾燥機進行熱處理。最後將薄膜兩端部以狹縫切掉並捲繞，獲得輥狀之聚乙烯醇系薄膜(厚度30微米、寬5公尺、長度4公里)。獲得之聚乙烯醇系薄膜之特性示於表1。
(偏光膜之製造) 將獲得之聚乙烯醇系薄膜邊浸於水溫25℃之水槽邊延伸成1.7倍。然後浸於由碘0.5g/L、碘化鉀30g/L構成的28℃的水溶液中，於此狀態一軸延伸為1.6倍。然後浸於由硼酸40g/L、碘化鉀30g/L構成的55℃的水溶液，於此狀態一軸延伸為2.1倍。最後以碘化鉀水溶液洗滌，乾燥獲得總延伸倍率5.8倍之偏光膜。獲得之偏光膜之偏光特性示於表2。
＜實施例2＞ 使用存在11條之微裂痕的澆鑄滾筒，除此以外和實施例1同樣獲得聚乙烯醇系薄膜、及偏光膜。獲得之聚乙烯醇系薄膜之特性示於表1，偏光膜之特性示於表2。
＜實施例3＞ 使用存在28條之微裂痕的澆鑄滾筒，除此以外和實施例1同樣獲得聚乙烯醇系薄膜、及偏光膜。獲得之聚乙烯醇系薄膜之特性示於表1，偏光膜之特性示於表2。
＜比較例1＞ 使用僅有2條微裂痕存在的澆鑄滾筒，除此以外和實施例1同樣製造聚乙烯醇系薄膜，但因為剝離不良只能製出長度0.1公里，無法製出偏光膜。
＜比較例2＞ 使用存在40條微裂痕之澆鑄滾筒，除此以外和實施例1同樣獲得聚乙烯醇系薄膜、及偏光膜。獲得之聚乙烯醇系薄膜之特性示於表1、偏光膜之特性示於表2。
[表1]
Figure 105108020-A0304-0001
[表2]
Figure 105108020-A0304-0002
實施例1~3之聚乙烯醇系薄膜含有的線狀突起數為1~10條之範圍內，而比較例1之聚乙烯醇系薄膜含有下限値以下之0條、比較例2之聚乙烯醇系薄膜含有上限値以上之18條。 而且從實施例1~3之聚乙烯醇系薄膜獲得之偏光膜之偏光特性優良，反觀比較例1無法製造偏光膜，可知比較例2之偏光膜的偏光性能不佳。
上述實施例已揭示本發明之具體形態，上述實施例只是例示，不做限定性解釋。對於該技術領域之人士為明顯的各種變形意欲包括在本發明之範圍內。 [產業利用性]
依本發明獲得之偏光膜、偏光板無偏光不勻，偏光性能優異，可理想地使用在行動資訊端末機、個人電腦、電視、投影機、電子看板、電子桌上計算機、電子鐘、文字處理機、電子紙、遊戲機、錄影機、照相機、電子相簿、溫度計、音響裝置、汽車、機械類之量器類等液晶顯示裝置、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)用反射減低層、光通訊設備、醫療設備、建築材料、玩具等。

Claims (6)

  1. 一種聚乙烯醇系薄膜，係厚度5~60微米、寬度2公尺以上、長度2公里以上，其特徵為：在薄膜表面之任意位置劃設長度1毫米之假想線時，和該假想線交叉之寬為1~10微米且交點高度為0.01~0.1微米之線狀突起數為1~10條，該線狀係具有縱橫比10以上之線狀；係將聚乙烯醇系樹脂的水溶液排出及流延於澆鑄模並製膜，並連續乾燥而獲得；該澆鑄模當在澆鑄模表面之任意位置劃設長度1毫米之假想線時，含有和該假想線為交叉之寬1~10微米且交點深度為0.01~0.2微米之微裂痕5~30條。
  2. 如申請專利範圍第1項之聚乙烯醇系薄膜，其厚度為5~30微米。
  3. 如申請專利範圍第1項之聚乙烯醇系薄膜，其中，該澆鑄模為澆鑄模表面有撥水性的澆鑄模。
  4. 如申請專利範圍第1項之聚乙烯醇系薄膜，其中，該澆鑄模係澆鑄模表面之表面粗糙度Rz為0.1~0.3微米的澆鑄模。
  5. 一種偏光膜，其特徵為：係由如申請專利範圍第1至4項中任一項之聚乙烯醇系薄膜構成。
  6. 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4項中任一項之聚乙烯醇系薄膜的方法，其特徵為：係將聚乙烯醇系樹脂之水溶液排出及流涎於澆鑄模並製膜連續乾燥而製得聚乙烯醇系薄膜，該澆鑄模當在澆鑄模表面之任意位置劃設長度1毫米之假想線時，含有和該假想線為交叉之寬1~10微米且交點深度為0.01~0.2微米之微裂痕5~30條，從澆鑄模將薄膜剝離時之剝離強度為0.001~0.1N/25毫米。
TW105108020A 2015-05-29 2016-03-16 聚乙烯醇系薄膜、聚乙烯醇系薄膜之製造方法、及偏光膜 TWI761303B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015-109561 2015-05-29
JP2015109561 2015-05-29

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW201641521A TW201641521A (zh) 2016-12-01
TWI761303B true TWI761303B (zh) 2022-04-21

Family

ID=57441182

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW105108020A TWI761303B (zh) 2015-05-29 2016-03-16 聚乙烯醇系薄膜、聚乙烯醇系薄膜之製造方法、及偏光膜

Country Status (5)

Country Link
JP (2) JP6974939B2 (zh)
KR (1) KR102453055B1 (zh)
CN (1) CN107405806B (zh)
TW (1) TWI761303B (zh)
WO (1) WO2016194433A1 (zh)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6776566B2 (ja) * 2015-05-29 2020-10-28 三菱ケミカル株式会社 ポリビニルアルコール系フィルム及び偏光膜、ならびにポリビニルアルコール系フィルムの製造方法
WO2017029881A1 (ja) * 2015-08-18 2017-02-23 日本合成化学工業株式会社 ポリビニルアルコール系フィルム、およびそれを用いてなる偏光膜
CN108623966A (zh) * 2018-05-02 2018-10-09 江苏帝摩斯光电科技有限公司 一种液晶显示屏用偏光膜片

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW200624477A (en) * 2004-11-02 2006-07-16 Nippon Synthetic Chem Ind Polyvinyl alcohol film, and process for producing the same
JP2011235452A (ja) * 2010-05-06 2011-11-24 Toyobo Co Ltd 溶液製膜用コーティングダイおよび溶液製膜方法

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3476135B2 (ja) 2000-05-02 2003-12-10 株式会社クラレ 偏光フィルム用ポリビニルアルコールフィルムの製造法
JP2005316350A (ja) * 2004-03-29 2005-11-10 Fuji Photo Film Co Ltd 反射防止能付き偏光板、その製造方法、およびそれを用いた画像表示装置
JP5348823B2 (ja) 2004-11-02 2013-11-20 日本合成化学工業株式会社 偏光膜用ポリビニルアルコール系フィルム、偏光膜、および偏光板
JP4587307B2 (ja) 2005-04-28 2010-11-24 日本合成化学工業株式会社 ポリビニルアルコール系フィルム、及び偏光膜、偏光板
JP4764659B2 (ja) * 2005-04-28 2011-09-07 日本合成化学工業株式会社 ポリビニルアルコール系フィルムの製造方法
JP2009244609A (ja) * 2008-03-31 2009-10-22 Jsr Corp 積層光学フィルムの製造方法、積層光学フィルムおよびその用途
JP5563418B2 (ja) 2010-10-12 2014-07-30 株式会社クラレ ポリビニルアルコール系重合体フィルムの製造方法
JP6088976B2 (ja) * 2012-03-30 2017-03-01 株式会社クラレ ポリビニルアルコール系重合体フィルム
JP2014104671A (ja) * 2012-11-28 2014-06-09 Mitsubishi Chemicals Corp ポリカーボネート樹脂無延伸フィルム、及びその製造方法
GB201306607D0 (en) * 2013-04-11 2013-05-29 Xeros Ltd Method for treating an animal substrate

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW200624477A (en) * 2004-11-02 2006-07-16 Nippon Synthetic Chem Ind Polyvinyl alcohol film, and process for producing the same
JP2011235452A (ja) * 2010-05-06 2011-11-24 Toyobo Co Ltd 溶液製膜用コーティングダイおよび溶液製膜方法

Also Published As

Publication number Publication date
WO2016194433A1 (ja) 2016-12-08
KR20180013848A (ko) 2018-02-07
CN107405806B (zh) 2020-12-25
CN107405806A (zh) 2017-11-28
KR102453055B1 (ko) 2022-10-11
JP6974939B2 (ja) 2021-12-01
TW201641521A (zh) 2016-12-01
JPWO2016194433A1 (ja) 2018-03-22
JP2020193349A (ja) 2020-12-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI734782B (zh) 聚乙烯醇系薄膜及其製造方法與利用此聚乙烯醇系薄膜之偏光膜
TWI756233B (zh) 偏光膜用聚乙烯醇系薄膜與其製造方法及利用該偏光膜用聚乙烯醇系薄膜的偏光膜
JP5904725B2 (ja) ポリビニルアルコール系フィルムの製造方法、ポリビニルアルコール系フィルム、偏光フィルム及び偏光板
TWI757067B (zh) 聚乙烯醇系薄膜
JP2020193349A (ja) ポリビニルアルコール系フィルム、ポリビニルアルコール系フィルムの製造方法、及び偏光膜
KR20230121720A (ko) 편광막 제조용 폴리비닐 알코올계 필름, 편광막 제조용 폴리비닐 알코올계 필름의 제조 방법, 편광막
TWI789390B (zh) 聚乙烯醇系薄膜、偏光膜、偏光板及聚乙烯醇系薄膜之製造方法
JP2020166291A (ja) ポリビニルアルコール系フィルム、ポリビニルアルコール系フィルムの製造方法、及び偏光膜
KR102475406B1 (ko) 폴리비닐 알코올계 필름, 및 이를 사용하여 이루어진 편광막
JP2021002061A (ja) ポリビニルアルコール系フィルム、及び偏光膜
WO2016148160A1 (ja) ポリビニルアルコール系フィルム、ポリビニルアルコール系フィルムの製造方法、偏光フィルム及び偏光板
JP2016203623A (ja) ポリビニルアルコール系フィルムの製造方法、ポリビニルアルコール系フィルム、及び偏光膜
TWI783933B (zh) 聚乙烯醇系薄膜之製造方法
JP6776566B2 (ja) ポリビニルアルコール系フィルム及び偏光膜、ならびにポリビニルアルコール系フィルムの製造方法
JP2017223941A (ja) 偏光膜用ポリビニルアルコール系フィルム、およびその製造方法、ならびに偏光膜
JP2016172851A (ja) ポリビニルアルコール系フィルム、ポリビニルアルコール系フィルムの製造方法、偏光フィルム及び偏光板
JP2022100290A (ja) 偏光膜製造用ポリビニルアルコール系フィルム、偏光膜製造用ポリビニルアルコール系フィルムの製造方法、偏光膜