TW201708269A - 聚乙烯醇系薄膜及偏光膜 - Google Patents

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Abstract

本發明係一種聚乙烯醇系薄膜，厚度為5~60μm，其於25℃之水中使用掃描型探針顯微鏡進行奈米壓痕試驗時之薄膜表面之楊氏係數為15~40MPa。因此，可藉由使用上述聚乙烯醇系薄膜以獲得損傷極少的偏光膜，結過可獲得顯示缺點少、偏光性能優異的偏光膜。

Description

聚乙烯醇系薄膜及偏光膜
本發明關於作為製造偏光膜時之原捲薄膜係有用的聚乙烯醇系薄膜。更詳言之，本發明關於對於製造損傷等缺點少且寬廣長尺薄型的偏光膜為理想的聚乙烯醇系薄膜、及使用該聚乙烯醇系薄膜獲得之偏光膜。
近年，液晶顯示裝置之發展驚人，已廣泛使用於智慧手機、平板、個人電腦、液晶電視、投影機、車載面板等。於該液晶顯示裝置中有使用偏光膜，偏光膜主要使用使碘或二色性染料吸附配向於聚乙烯醇系薄膜而得者。近年，伴隨畫面之高精細化、高亮度化、大型化、薄型化，需要比習知品顯示缺點更少且寬廣長尺薄型之偏光膜。
偏光膜，例如，係以水(包括溫水)使聚乙烯醇系薄膜膨潤後，以碘進行染色，並進行延伸以使碘分子排列，為了保持延伸狀態，以硼酸等交聯劑予以交聯並使其乾燥而製造。該製造，係於水中使用驅動輥或夾輥(nip roll)，邊沿水平方向輸送薄膜邊進行。為了減少偏光膜之顯示缺點，減少聚乙烯醇系薄膜之缺點自是當然，避免於偏光膜製造時產生之缺點亦為重要。尤其，於薄膜與輥接觸時產生的擦傷會使偏光膜之偏光度、光線透射率降低，而成為偏光不勻之原因，因此須避免。
作為因應於偏光膜製造時產生的損傷之對策，例如，有人提案著眼於與聚乙烯醇系薄膜接觸的輥之靜摩擦係數的偏光膜之製造方法(參照專利文獻1。)。又，有人提案對於不鏽鋼製輥的動摩擦係數為0.03以下，界面活性劑之含量相對於聚乙烯醇系樹脂為0.01~3重量%，且表面粗糙度(Ra)為0.05μm以下的偏光膜用聚乙烯醇系薄膜(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2004-17321號公報 [專利文獻2]日本特開2006-188661號公報
[發明所欲解決之課題] 然而，即使依該等專利文獻1及2揭示之技術，由於如上述偏光膜製造之各步驟係於水中進行，在含水分而變得柔軟的聚乙烯醇系薄膜之表面容易因與輸送輥之接觸而產生微細的擦傷，因此仍無法完全避免偏光膜製造時之擦傷。 當於偏光膜產生較廣面積的擦傷時，偏光度降低並有色斑產生。又，伴隨擦傷產生的碎屑會成為異物而附著於偏光膜，不只使顯示缺點增加，也污染偏光膜製造產線，已成為大幅降低製造產能的原因。該現象，於製造長尺寬廣薄型之偏光膜時尤為顯著，過去人們一直在謀求進一步的改良。又，上述擦傷，以在偏光膜之流向(MD方向)長度數mm左右者居多，通常，寬度數微米以上、深度次微米以上者已成為問題。
因此，本發明在如此背景下，提供能獲得損傷極少的偏光膜的聚乙烯醇系薄膜、及使用該聚乙烯醇系薄膜獲得之顯示缺點少、偏光性能優異的偏光膜。 [解決課題之手段]
本案發明人等鑑於該情形努力地進行了研究，結果針對厚度5~60μm之聚乙烯醇系薄膜，著眼薄膜表面於25℃水中之楊氏係數，並發現藉由使該値為特定範圍，在使用該聚乙烯醇系薄膜製造偏光膜時不易受損傷，能製造顯示缺點少且偏光性能優異之偏光膜。
亦即，本發明之要旨為一種聚乙烯醇系薄膜，厚度為5~60μm，其特徵為：於25℃之水中使用掃描型探針顯微鏡進行奈米壓痕試驗時之薄膜表面之楊氏係數為15~40MPa。
又，本發明亦提供使用上述聚乙烯醇系薄膜獲得之偏光膜。 [發明之效果]
本發明之聚乙烯醇系薄膜，能減低偏光膜製造時之損傷，能製造顯示缺點少、偏光性能優異之偏光膜。
以下詳細說明本發明。
本發明之聚乙烯醇系薄膜之最大特徵為：於25℃水中使用掃描型探針顯微鏡進行奈米壓痕試驗時之薄膜表面之楊氏係數為15~40MPa。
首先，針對上述奈米壓痕試驗進行說明。 本發明之奈米壓痕試驗，係測定於試片表面之微小區域推入微小的探針(懸臂探針)時之位移量的試驗。 此時，薄膜表面之楊氏係數(E)可由荷重與位移量之關係計算。計算式如下式(1)。 式(1)：E=(2/π)×(k×d/σ)×{(1-ν2 )/a} (在此，E：楊氏係數、k：彈簧常數(spring constant)、d：懸臂之撓曲量、σ：推入量、ν：帕松比(Poisson's ratio)、a：接觸面積半徑)
該奈米壓痕試驗可使用市售之掃描型探針顯微鏡進行，於水中於大氣中皆能進行試驗。一般而言，薄膜表面之楊氏係數係於大氣中測定，但聚乙烯醇系薄膜之測定値會因厚度、環境之溫濕度而大幅變動。另一方面，於水中測定時，藉由以水使聚乙烯醇系薄膜之表面充分膨潤後再進行測定，能獲得比較穩定之測定値，且若考量實際上使用聚乙烯醇系薄膜的偏光膜製造係於水中進行，於水中之測定結果可稱是更切合實際情況之評價。於本發明，將聚乙烯醇系薄膜浸漬於水中2小時以上使其充分膨潤後，再進行奈米壓痕試驗。上述浸漬條件，較佳為0.1~10小時，更佳為1~3小時。
本發明之聚乙烯醇系薄膜可減低與輥之擦傷，但該損傷之發生情況亦依存於輸送、延伸時使用的輥之表面粗糙度。一般該輥會經鏡面精加工使其表面粗糙度Rz為1μm以下，但即使是存在於表面的高度次微米左右的突起部仍會損傷薄膜。因此，須使用微小的壓子來測定薄膜表層之特性，調整最適於偏光膜製造的楊氏係數。於較廣的區域以較大的荷重推入較大的壓子的布氏試驗、洛氏試驗、維氏試驗等，難以提供正確的評價，於本發明實施的奈米壓痕試驗為更有效的試驗方法。
本發明之聚乙烯醇系薄膜，使用上述掃描型探針顯微鏡進行於25℃水中之奈米壓痕試驗時之薄膜表面之楊氏係數為15~40MPa，較佳為16~35MPa，尤佳為17~30MPa。 該薄膜表面於25℃水中之楊氏係數若未達下限値，與輥之擦傷增加，無法達成本發明之目的，即使超過上限値，薄膜與輥之密合性降低，擦傷增加，亦無法達成本發明之目的。 本發明之應特別提及之點為：一般常認為薄膜表面之楊氏係數越高越硬，越不易受到損傷，但實際上發現必須柔軟到可確保與輥之密合性之程度。表面若過硬，薄膜只在輥上滑動，並未進行配合輥之旋轉的平順的輸送，損傷有增加之傾向。
再者，本發明之應特別提及的效果，可舉例損傷之自修復機能。 該自修復機能為聚乙烯醇系樹脂之高分子鏈移動至凹陷之部位並予以平坦化之機能。當凹陷深時完全修復係困難，但例如若為深度次微米左右之淺傷，則可修復。聚乙烯醇系薄膜之薄膜表面於25℃水中之楊氏係數若未達15MPa，由於容易產生深的損傷故達不到自修復，但當薄膜表面具有上述特定範圍之楊氏係數時，傾向顯現有效的自修復機能。
控制薄膜表面於25℃水中之楊氏係數的方法，可舉例：調節聚乙烯醇系樹脂之化學結構、分子量的方法、調節聚乙烯醇系樹脂水溶液之添加劑之成分或摻合量的方法、調節聚乙烯醇系薄膜之製膜條件的方法、調節聚乙烯醇系薄膜之熱處理條件的方法等。 該等之中，就控制範圍之觀點，以調節聚乙烯醇系樹脂水溶液之添加劑之成分或摻合量的方法(較佳係調節甘油之摻合量的方法)、與調節聚乙烯醇系薄膜之熱處理條件的方法為較佳，從正確地控制薄膜表面之楊氏係數之觀點，更佳為調節熱處理溫度的方法。
當藉由上述聚乙烯醇系樹脂水溶液中之甘油摻合量以控制薄膜表面於25℃水中之楊氏係數時，該甘油之摻合量(比例)，相對於聚乙烯醇系樹脂為5~15重量%，較佳為6~12重量%。甘油之摻合量若過少，薄膜表面於25℃水中之楊氏係數有增大之傾向；若過多，薄膜表面於25℃水中之楊氏係數有降低之傾向。
當藉由上述調節熱處理條件以控制薄膜表面於25℃水中之楊氏係數時，熱處理溫度較佳為80~150℃，尤佳為80~140℃，更佳為90~140℃。熱處理溫度若過低，薄膜表面於25℃水中之楊氏係數有降低之傾向；若過高，薄膜表面於25℃水中之楊氏係數過高，且偏光膜製造時之延伸性有降低之傾向。該熱處理方法，例如，可舉例以浮式乾燥器吹送熱風而進行之方法、以紅外線燈照射近紅外線而進行之方法等。又熱處理時間，通常為0.1~60分鐘。
本發明之聚乙烯醇系薄膜，於25℃60%RH大氣中使用掃描型探針顯微鏡進行奈米壓痕試驗時之薄膜表面之楊氏係數較佳為100~1,000MPa，尤佳為200~700 MPa。該薄膜表面於大氣中之楊氏係數過低或過高，皆難以控制薄膜表面於水中的楊氏係數。
本發明之聚乙烯醇系薄膜，於25℃之水中使用掃描型探針顯微鏡測定時之薄膜之表面粗糙度Ra較佳為3nm以下，尤佳為2nm以下，更佳為1nm以下。 該於水中之表面粗糙度Ra若過大，偏光膜製造時之損傷有增加之傾向。 又，該表面粗糙度Ra係使用掃描型探針顯微鏡於25℃水中對10μm見方進行測定時獲得之値。
本發明之聚乙烯醇系薄膜，係藉由將作為原料之聚乙烯醇系樹脂製膜以製造。
本發明使用之聚乙烯醇系樹脂，通常使用未改性之聚乙烯醇系樹脂，亦即，使用將乙酸乙烯酯聚合而得之聚乙酸乙烯酯予以皂化而製成之樹脂。視需要，也可使用將乙酸乙烯酯、與少量(通常為10莫耳%以下，較佳為5莫耳%以下)能和乙酸乙烯酯共聚合之成分的共聚物予以皂化而得之樹脂。能和乙酸乙烯酯共聚合之成分，例如，可舉例不飽和羧酸(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，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，聚乙烯醇系樹脂也可使用於側鏈具有1,2-二醇結構的聚乙烯醇系樹脂。該於側鏈具有1,2-二醇結構的聚乙烯醇系樹脂，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之方法、(ii)將乙酸乙烯酯與碳酸乙烯基伸乙酯之共聚物予以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-1,3-二氧戊環之共聚物予以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予以皂化之方法等獲得。
聚乙烯醇系樹脂之重量平均分子量，較佳為10萬~30萬，尤佳為11萬~28萬，更佳為12萬~26萬。該重量平均分子量若過小，將聚乙烯醇系樹脂做成光學薄膜時有難以獲得充分的光學性能之傾向；該重量平均分子量若過大，有聚乙烯醇系薄膜之偏光膜製造時延伸變困難之傾向。又，上述聚乙烯醇系樹脂之重量平均分子量為利用GPC-MALS法測定的重量平均分子量。
本發明使用之聚乙烯醇系樹脂之平均皂化度，通常以98莫耳%以上為較佳，尤佳為99莫耳%以上，更佳為99.5莫耳%以上，特佳為99.8莫耳%以上。該平均皂化度若過小，將聚乙烯醇系薄膜做成偏光膜時有無法獲得充分的光學性能之傾向。 在此，本發明之平均皂化度係依JIS K 6726測定者。
本發明使用之聚乙烯醇系樹脂亦可併用改性物質、改性量、重量平均分子量、平均皂化度等相異的2種以上者。
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，使用該聚乙烯醇系樹脂水溶液並將該水溶液排出及流延至旋轉的澆鑄模，利用澆鑄法製膜並進行乾燥以連續地製造，例如，可依以下步驟製造。 (A)利用澆鑄法製膜之步驟。 (B)將製膜而得之薄膜加熱乾燥之步驟。 (C)將已乾燥之薄膜之兩端部切開後，捲繞於輥之步驟。
在此，上述澆鑄模，例如可舉例澆鑄滾筒(滾筒型輥)、無端皮帶等，但從寬廣化、長尺化、膜厚之均勻性優異之觀點較佳係以澆鑄滾筒進行。 以下，針對澆鑄模為澆鑄滾筒之情形進行說明。
首先，針對前述步驟(A)進行說明。
步驟(A)，較佳係先將前述聚乙烯醇系樹脂以水洗淨，使用離心分離機等進行脱水而製成含水率50重量%以下之聚乙烯醇系樹脂濕餅。含水率若過大，有製備成期望之水溶液濃度變困難之傾向。 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不特別限定，例如，可使用經加熱的多軸擠製機製備，又，也可將前述聚乙烯醇系樹脂濕餅投入配備上下循環流產生型攪拌翼的溶解罐，於罐中吹入水蒸氣，進行溶解及製備期望濃度之水溶液。
聚乙烯醇系樹脂水溶液中除了含有聚乙烯醇系樹脂以外，還含有甘油等一般使用的塑化劑、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，就聚乙烯醇系薄膜之製膜性之觀點為較佳。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較佳為1~20重量%，更佳為5~15重量%。
以上述方式獲得之聚乙烯醇系樹脂水溶液之樹脂濃度，較佳為15~60重量%，尤佳為17~55重量%，更佳為20~50重量%。該水溶液之樹脂濃度若過低，由於乾燥負荷變大，故有生產能力降低之傾向；該水溶液之樹脂濃度若過高，黏度變得過高而有難以達到均勻溶解之傾向。
其次，將獲得之聚乙烯醇系樹脂水溶液進行脱泡處理。脱泡方法，可舉例靜置脱泡、利用具有通氣孔的多軸擠製機進行之脱泡等方法。具有通氣孔的多軸擠製機，通常可使用具有通氣孔的雙軸擠製機。
脱泡處理之後，將聚乙烯醇系樹脂水溶液以定量逐次導入於T型狹縫模，並將其排出及流延至旋轉的澆鑄滾筒上，以澆鑄法進行製膜。
T型狹縫模出口之聚乙烯醇系樹脂水溶液之溫度，較佳為80~100℃，尤佳為85~98℃。 該聚乙烯醇系樹脂水溶液之溫度若過低，有變得流動不良之傾向，若過高，有發泡之傾向。
該聚乙烯醇系樹脂水溶液之黏度，於排出時較佳為50~200Pa･s，尤佳為70~ 150Pa･s。 該水溶液之黏度若過低，有變得流動不良之傾向，若過高，有流延變困難之傾向。
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，較佳為0.2~5m/分鐘，尤佳為0.4~4m/分鐘，更佳為0.6~3m/分鐘。 該排出速度若過慢，有生產性降低之傾向，若過快，有流延變困難之傾向。
該澆鑄滾筒之直徑，較佳為2~5m，尤佳為2.4~4.5m，更佳為2.8~4m。 該直徑若過小，有乾燥長度不足且不易達到速度之傾向，若過大，有輸送性降低之傾向。
該澆鑄滾筒之寬度，較佳為4m以上，尤佳為4.5m以上，更佳為5m以上，特佳為5~6m。 澆鑄滾筒之寬度若過小，有生產性降低之傾向。
該澆鑄滾筒之旋轉速度較佳為3~50m/分鐘，尤佳為4~40m/分鐘，更佳為5~35 m/分鐘。 該旋轉速度若過慢，有生產性降低之傾向，若過快，有乾燥變不充分之傾向。
該澆鑄滾筒之表面溫度較佳為40~99℃，尤佳為60~95℃。 該表面溫度若過低，有變得乾燥不良之傾向，若過高，有發泡之傾向。
接著，針對前述步驟(B)進行說明。步驟(B)係將製膜而得之薄膜加熱乾燥之步驟。
以澆鑄滾筒製膜而得之薄膜之乾燥，係藉由使膜之表面與背面交替地接觸多數之金屬加熱輥以進行。金屬加熱輥之表面溫度，通常為40~150℃，較佳為50~130℃，尤佳為60~110℃。該表面溫度若過低，有變得乾燥不良之傾向，若過高會乾燥過度，有引起起伏等外觀不良之傾向。 又，金屬加熱輥，例如為表面經硬鍍鉻處理或鏡面處理的直徑0.2~2m之輥，通常使用2~30根，較佳係使用10~25根進行乾燥。
於本發明，除了乾燥之外，宜再進行上述熱處理為較佳。
經乾燥後之薄膜，經前述步驟(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之步驟。
又，至此已說明了製備聚乙烯醇系樹脂水溶液，將該水溶液流延至旋轉的澆鑄滾筒(滾筒型輥)，利用澆鑄法製膜並進行乾燥以製造聚乙烯醇系薄膜之方法，但也可將聚乙烯醇系樹脂水溶液流延至樹脂薄膜上、或金屬皮帶上並進行製膜、乾燥。
該聚乙烯醇系薄膜之厚度，從偏光薄膜之薄型化之觀點，須為5~60μm，從更薄型化之觀點，較佳為5~30μm，從避免斷裂、本發明之特性(薄膜表面之楊氏係數)與薄型化之關係之觀點，尤佳為10~30μm。該聚乙烯醇系薄膜之厚度，可藉由聚乙烯醇系樹脂水溶液中之樹脂濃度、聚乙烯醇系樹脂水溶液向澆鑄滾筒之排出量(排出速度)、澆鑄滾筒之旋轉速度等進行調節。
又，聚乙烯醇系薄膜之寬度，較佳為4m以上，從大面積化之觀點更佳為4.5m以上，從避免斷裂之觀點尤佳為4.5~6m。
又，聚乙烯醇系薄膜之長度，較佳為4km以上，從大面積化之觀點更佳為4.5 km以上，從輸送重量之觀點尤佳為4.5~50km。而且，較佳係藉由將寬4m以上、長4km以上之聚乙烯醇系薄膜捲繞於輥以獲得輥狀聚乙烯醇系薄膜。
該聚乙烯醇系薄膜具有適度的表面之楊氏係數，可理想地作為光學用之聚乙烯醇系薄膜使用，再者尤可理想地作為偏光膜用之原捲使用。
其次，說明本發明之偏光膜。
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移送，經膨潤、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。可藉由膨潤步驟以洗淨聚乙烯醇系薄膜表面之污漬，此外藉由使聚乙烯醇系薄膜膨潤亦有防止染色不勻等之效果。於膨潤步驟，通常使用水作為處理液。該處理液之主成分為水時，也可加入少量之碘化合物、界面活性劑等添加物、醇等。膨潤浴之溫度通常為約10~45℃，於膨潤浴之浸漬時間通常為約0.1~10分鐘。又，視需要也可於處理中進行延伸操作。
染色步驟係藉由使薄膜接觸含有碘或二色性染料的液體以進行。通常使用碘-碘化鉀之水溶液，碘之濃度0.1~2g/L、碘化鉀之濃度1~100g/L為適當。染色時間為約30~500秒較為實用。處理浴之溫度較佳為5~50℃。水溶液中除了水溶劑以外也可含有少量和水有互溶性的有機溶劑。又，視需要也可於處理中進行延伸操作。
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約10~100g/L使用，就偏光性能穩定化之觀點，使碘化鉀共存於溶液中為較佳。處理時之溫度為約30~70℃、處理時間為約0.1~20分鐘為較佳，又視需要也可於處理中進行延伸操作。
延伸步驟宜在單軸方向延伸3~10倍，較佳為延伸3.5~6倍。此時，也可在延伸方向之垂直方向進行些許的延伸(防止寬度方向之收縮之程度、或較其更高程度之延伸)。延伸時之溫度較佳為30~170℃。再者，只要將延伸倍率最終設定於前述範圍即可，延伸操作不只在單一階段實施，在製造步驟之任意範圍之階段實施即可。
洗淨步驟，例如，可藉由將聚乙烯醇系薄膜浸漬於水、碘化鉀等碘化物水溶液以進行，能去除發生在薄膜表面的析出物。使用碘化鉀水溶液時之碘化鉀濃度宜為約1~80g/L。洗淨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，也可將水洗淨與以碘化鉀水溶液進行之洗淨適宜地組合並實施。
乾燥步驟，於大氣中於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。偏光度若過低，有無法確保液晶顯示器之對比度之傾向。 又，偏光度一般可由在將2片偏光膜重疊以使其配向方向成為同一方向之狀態下於波長λ測定的光線透射率(H11 )、及在將2片偏光膜重疊以使其配向方向成為相互垂直的方向之狀態下於波長λ測定的光線透射率(H1 )，依下式計算出。  〔(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。該單體透射率若過低，有變得無法達成液晶顯示器之高亮度化之傾向。 單體透射率為使用分光光度計測定偏光膜單體之光線透射率而得之值。
如此，可獲得本發明之偏光膜，本發明之偏光膜適於製造偏光不勻少的偏光板。 以下說明本發明之偏光板之製造方法。
於本發明之偏光膜之單面或兩面介隔黏接劑貼合光學上等向性的樹脂薄膜作為保護薄膜而形成偏光板。保護薄膜，例如可舉例纖維素三乙酸酯、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、聚苯醚等之薄膜或片材。
貼合方法可依公知方法進行，例如，可藉由將液狀之黏接劑組成物均勻地塗佈於偏光膜、保護薄膜、或其兩者後，將兩者貼合壓接並進行加熱或照射活性能量射線以進行。
又，基於薄膜化之目的，亦可不貼合上述保護薄膜，而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、尿素樹脂等硬化性樹脂並予以硬化而做成偏光板。
依本發明獲得之偏光膜、偏光板，顯示缺點、色斑少且偏光性能之面內均勻性亦優異，可理想地用於可攜式資訊終端機、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、汽車或機械類之量器類等之液晶顯示裝置、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，舉實施例更具體地說明本發明，但本發明只要不逾越其要旨，不限於以下之實施例。 又，例中「份」、「%」係指重量基準。 針對各物性，以如下方式進行測定。
＜測定條件＞ (1) 於水中進行奈米壓痕試驗時之薄膜表面之楊氏係數(MPa) 從獲得之聚乙烯醇系薄膜切出1cm×1cm之試片，將試片浸漬於25℃之離子交換水中2小時後，使用掃描型探針顯微鏡(ASYLUM RESEARCH公司製「MFP- 3D STAND ALONE」)，測定薄膜表面於25℃水中之楊氏係數(MPa)。詳細的測定條件如以下。 測定模式：力模式 懸臂：TR800PSA(S)(共振頻率：73kHz、彈簧常數：0.57N/m) 掃描範圍：1μm×1μm 採集之數據數：16×16 推入速度：1.98μm/s 最大推入量：200nm 以獲得之256點之數據之平均値作為於水中之薄膜表面之楊氏係數(MPa)。又，計算出薄膜表面之楊氏係數時之前提條件如以下。 懸臂前端形狀：Punch(圓柱)、半徑9.00nm 帕松比：0.4
(2) 於大氣中進行奈米壓痕試驗時之薄膜表面之楊氏係數(MPa) 從與上述相同之聚乙烯醇系薄膜切出1cm×1cm之試片，將試片於25℃60% RH之環境下進行狀態調整1天，使用掃描型探針顯微鏡(ASYLUM RESEARCH公司製「MFP-3D STAND ALONE」)測定於25℃60%RH之大氣中之薄膜表面之楊氏係數(MPa)。詳細的測定條件如以下。 測定模式：力模式 懸臂：AC160TS(共振頻率：300kHz、彈簧常數：26N/m) 掃描範圍：1μm×1μm 採集之數據數：16×16 推入速度：1.98μm/s 最大推入量：20nm 以獲得之256點之數據之平均値作為薄膜表面於大氣中之楊氏係數(MPa)。又，計算出薄膜表面之楊氏係數時之前提條件如以下。 懸臂前端形狀：Punch(圓柱)、半徑9.00nm 帕松比：0.4
(3) 表面粗糙度Ra(nm) 從獲得之聚乙烯醇系薄膜切出1cm×1cm之試片，將試片浸漬於25℃之離子交換水中2小時後，使用掃描型探針顯微鏡(ASYLUM RESEARCH公司製「MFP- 3D STAND ALONE」)，於25℃之水中對於10μm×10μm之範圍進行測定。詳細的測定條件如以下。 測定模式：動態力模式(DFM) 懸臂：TR800PSA(S)(共振頻率：73kHz、彈簧常數：0.57N/m) 掃描範圍：10μm×10μm 採集之數據數：256×256 掃描速度：0.5Hz
(4) 損傷 從獲得之偏光膜切出1cm×1cm之試片10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以上之損傷，並依以下基準進行評價。 (評價基準) ○：所有試片皆無損傷。 △：其中任一試片有損傷。 ×：所有試片皆有損傷。
(5) 偏光度(%)、單體透射率(%) 從獲得之偏光膜切出長4cm×寬4cm之試片，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(%)。
(6) 偏光不勻 從獲得之偏光膜切出長30cm×寬30cm之試片，並以45°之角度夾持在正交尼科耳(cross nicol)狀態之2片偏光板(單體透射率43.5%、偏光度99.9%)之間，然後使用表面照度14,000lx之光箱以透射模式觀察光學的色斑，依以下基準進行評價。 (評價基準) ○：無色斑。 △：隱約地有色斑。 ×：有色斑。
＜實施例1＞ (聚乙烯醇系薄膜之製造) 放入重量平均分子量142,000、皂化度99.8莫耳%之聚乙烯醇系樹脂2,000 kg、水4,500kg、作為塑化劑之甘油200kg(相對於聚乙烯醇系樹脂為10重量%)，邊攪拌邊升溫至140℃，調整濃度至樹脂濃度25%，獲得聚乙烯醇系樹脂已均勻溶解的聚乙烯醇系樹脂水溶液。其次，將該聚乙烯醇系樹脂水溶液供給至具有通氣孔的雙軸擠製機並進行脱泡後，使水溶液溫度為90℃，從T型狹縫模排出口以排出速度2.5m/分鐘流延至澆鑄滾筒而製膜。從澆鑄滾筒剝離薄膜，邊使薄膜之表面與背面交替地接觸多數之金屬加熱輥邊進行乾燥。金屬加熱輥之溫度為80~120℃。再者，使用浮式乾燥器，從薄膜兩面吹送120℃之熱風1分鐘而進行熱處理後，將兩端部切開並捲繞於輥，獲得寬4.8m、厚60μm、長5km之聚乙烯醇系薄膜。將獲得之聚乙烯醇系薄膜之特性表示於表1。
(偏光膜之製造) 在將獲得之聚乙烯醇系薄膜從輥捲出並沿水平方向輸送之狀態下，邊浸漬於水溫30℃之水槽使其膨潤，邊朝流向延伸1.7倍。其次，邊浸漬於由碘0.5g/L、碘化鉀30g/L構成之30℃之水溶液中以進行染色，邊朝流向延伸1.6倍，接著邊浸漬於硼酸40g/L、碘化鉀30g/L之組成之水溶液(50℃)以進行硼酸交聯，邊朝流向單軸延伸2.1倍。最後，以碘化鉀水溶液進行洗淨，之後於50℃乾燥2分鐘而獲得總延伸倍率5.7倍之偏光膜。獲得之偏光膜之特性如表1所示。
＜實施例2＞ 使甘油量為120kg(相對於聚乙烯醇系樹脂為6重量%)，除此以外，以與實施例1同樣方式獲得聚乙烯醇系薄膜與偏光膜。獲得之聚乙烯醇系薄膜與偏光膜之特性如表1所示。
＜實施例3＞ 使熱風之溫度為140℃，除此以外，以與實施例1同樣方式獲得聚乙烯醇系薄膜與偏光膜。獲得之聚乙烯醇系薄膜與偏光膜之特性如表1所示。
＜實施例4＞ 使排出速度為1.3m/分鐘、聚乙烯醇系薄膜之膜厚為30μm、甘油量為120kg (相對聚乙烯醇系樹脂為6重量%)、熱風之溫度為100℃，除此以外，以與實施例1同樣方式獲得聚乙烯醇系薄膜與偏光膜。獲得之聚乙烯醇系薄膜與偏光膜之特性如表1所示。
＜實施例5＞ 使排出速度為1.3m/分鐘、聚乙烯醇系薄膜之膜厚為30μm、甘油量為120kg (相對於聚乙烯醇系樹脂為6重量%)，除此以外，以與實施例1同樣方式獲得聚乙烯醇系薄膜與偏光膜。獲得之聚乙烯醇系薄膜與偏光膜之特性如表1所示。
＜實施例6＞ 使排出速度為1.3m/分鐘、聚乙烯醇系薄膜之膜厚為30μm、甘油量為200kg (相對於聚乙烯醇系樹脂為10重量%)、熱風之溫度為140℃，除此以外，以與實施例1同樣方式獲得聚乙烯醇系薄膜與偏光膜。獲得之聚乙烯醇系薄膜與偏光膜之特性如表1所示。
＜實施例7＞ 使排出速度為0.8m/分鐘、聚乙烯醇系薄膜之膜厚為20μm、甘油量為160kg (相對於聚乙烯醇系樹脂為8重量%)、熱風之溫度為120℃，除此以外，以與實施例1同樣方式獲得聚乙烯醇系薄膜與偏光膜。獲得之聚乙烯醇系薄膜與偏光膜之特性如表1所示。
＜比較例1＞ 使甘油量為160kg(相對於聚乙烯醇系樹脂為8重量%)、熱風之溫度為150℃，除此以外，以與實施例1同樣方式獲得聚乙烯醇系薄膜與偏光膜。獲得之聚乙烯醇系薄膜與偏光膜之特性如表1所示。
＜比較例2＞ 使排出速度為1.3m/分鐘、聚乙烯醇系薄膜之膜厚為30μm、熱風之溫度為100℃，除此以外，以與實施例1同樣方式獲得聚乙烯醇系薄膜與偏光膜。於偏光膜製造後以目視確認各浴槽內之污漬，確認有碎屑。獲得之聚乙烯醇系薄膜與偏光膜之特性如表1所示。
【表1】
由於實施例1~7之聚乙烯醇系薄膜，於25℃之水中進行奈米壓痕試驗時之薄膜表面之楊氏係數係在本發明之特定範圍內，因此以其製作偏光膜時可獲得損傷少的偏光膜。相對於此，由於比較例1、2之聚乙烯醇系薄膜之楊氏係數係在本發明之特定範圍外，因此以其獲得之偏光膜為損傷多者。 而且，從各聚乙烯醇系薄膜獲得之偏光膜之偏光特性，可知實施例1~7相較於比較例1及2更為優異。
上述實施例已揭示本發明之具體形態，但上述實施例僅為例示，不做限定性解釋。對於該技術領域中具有通常知識者而言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、偏光板無顯示缺點或色斑，偏光性能之面內均勻性亦優異，可理想地用於可攜式資訊終端機、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、汽車或機械類之量器類等之液晶顯示裝置、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。
無

Claims (5)

  1. 一種聚乙烯醇系薄膜，厚度為5~60μm，其特徵為：於25℃之水中使用掃描型探針顯微鏡進行奈米壓痕試驗時之薄膜表面之楊氏係數為15~40MPa。
  2. 如申請專利範圍第1項之聚乙烯醇系薄膜，其於25℃60%RH大氣中使用掃描型探針顯微鏡進行奈米壓痕試驗時之薄膜表面之楊氏係數為100~1,000MPa。
  3. 如申請專利範圍第1或2項之聚乙烯醇系薄膜，其於25℃之水中使用掃描型探針顯微鏡進行測定時之薄膜之表面粗糙度Ra為3nm以下。
  4. 如申請專利範圍第1或2項之聚乙烯醇系薄膜，其中，該聚乙烯醇系薄膜為寬4m以上、長4km以上之輥狀聚乙烯醇系薄膜。
  5. 一種偏光膜，係使用如申請專利範圍第1至4項中任一項之聚乙烯醇系薄膜獲得。
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