TW202233740A - 聚乙烯醇薄膜及使用其之偏光薄膜 - Google Patents
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Abstract
本發明目的在於提供一種無損高偏光性能,且即便以快速的拉伸速度進行拉伸亦能夠獲得偏光薄膜的PVA薄膜。再者,本發明目的在於提供一種以這般之PVA薄膜作為原料的偏光薄膜。
一種聚乙烯醇薄膜,其係包含皂化度98莫耳%以上、聚合度1200以上且8000以下之聚乙烯醇的聚乙烯醇薄膜,利用凝膠滲透層析儀,以測定溫度40℃,使用添加有20mM三氟乙酸鈉(三氟乙酸Na)之六氟異丙醇作為移動相溶媒來測定該聚乙烯醇的結果,滿足以下之式(1)。
0.017≦Huv2/Hri2≦0.030 (1)
(其中,Huv2係使用凝膠滲透層析儀的紫外・可見吸光檢測器(UV檢測器)所獲得之以10為底數之對數值為4.3的聚甲基丙烯酸甲酯換算分子量中,吸收波長210nm的檢測強度,Hri2係使用凝膠滲透層析儀的示差折射率檢測器(RI檢測器)所獲得之以10為底數之對數值為4.3的聚甲基丙烯酸甲酯換算分子量中的檢測強度。)
Description
本發明關於一種可合適使用於製造偏光薄膜等的聚乙烯醇薄膜(以下有時將「聚乙烯醇」簡記為「PVA」,將「聚乙烯醇薄膜」簡記為「PVA薄膜」)及使用該PVA薄膜所獲得之偏光薄膜。
液晶顯示裝置(LCD)被使用在計算機及手錶等小型機器、筆記型電腦、液晶監視器、液晶彩色投影機、液晶電視、車載用導航系統、行動電話、可用於室内外的計量機器等廣泛的領域。具有光的透射及遮蔽功能的偏光薄膜,與具有光的切換功能之液晶均係LCD的基本構成要素。
就偏光薄膜而言,主流係在把PVA薄膜進行單軸拉伸而成的基質(進行單軸拉伸而使配向過的拉伸薄膜)吸附有碘系色素(I
3 -或I
5 -等)等二色性色素者。這般之偏光薄膜係進行下述等所製造:把已預先使含有二色性色素的PVA薄膜進行單軸拉伸、或是與PVA薄膜的單軸拉伸同時地使吸附二色性色素、或是在已將PVA薄膜進行單軸拉伸後使吸附二色性色素等。
近年,伴隨LCD用途的擴大,要求著製造偏光薄膜的效率化。要有效率地製造偏光薄膜來說,提高製造線的線速度,即,提高PVA薄膜的拉伸速度係有效的,但拉伸速度若過於快速,則伴隨拉伸的PVA分子的高階結構變化追不上,即便以低的拉伸倍率也容易發生拉伸切斷,而要獲得具有高偏光性能的偏光薄膜係困難的,因此有無法如預想般地提高拉伸速度的問題。
[發明欲解決之課題]
本發明係為了解決上述課題所作者,目的在於提供一種PVA薄膜,其無損於高的偏光性能,且即便以快速的拉伸速度進行拉伸亦可獲得偏光薄膜。再者,本發明目的在於提供一種以這般之PVA薄膜作為原料的偏光薄膜。
[用以解決課題之手段]
作為掌握樹脂的分子量及聚合度的方法,已知凝膠滲透層析儀(以下有時簡記為GPC。)作為通用的分析方法,一般來說,通常係測定相對分子量,該相對分子量係使用了從分子量已知的標準物質求出的校準曲線。
所使用的檢測器,通常係使用藉由移動相溶媒與樣本的折射率差來進行檢測的示差折射率檢測器(RI檢測器),但除此之外也能夠併用紫外・可見吸光檢測器(UV檢測器)、或光散射檢測器(LS檢測器)等而進行物性評價。
近年建立了併用RI檢測器與UV檢測器,算出聚乙烯醇系材料的分子量與皂化度的手法(參考專利文獻:日本特開平9-196905號公報)。依據本手法的話,由於在聚乙烯醇的殘存乙酸基有UV吸收,因此利用了這個現象:PVA的羥基量(皂化度)越低,則UV檢測強度變得越高的現象。另一方面,依賴於濃度的RI檢測強度係幾乎不依賴於皂化度,因此分別從RI檢測器、UV檢測器求得之分子量分布曲線的峰高度的比,藉此能夠算出在各分子量的皂化度。
基於上述GPC之由各種PVA構成之薄膜的各個分子量的皂化度分布之知識,本發明人等基於此知識反覆深入探討,結果發現:若具有把該由PVA構成之薄膜進行了GPC分析之際之,在特定分子量之UV檢測強度與RI檢測強度的比滿足某個值的PVA薄膜的話,能夠解決上述課題,並且基於該知識進一步反覆探討而使本發明完成。
即,本發明能夠藉由下述而達成:
[1]一種聚乙烯醇薄膜,其係包含皂化度98莫耳%以上、聚合度1200以上且8000以下之聚乙烯醇的聚乙烯醇薄膜,利用凝膠滲透層析儀,以測定溫度40℃,使用添加有20mM三氟乙酸鈉(三氟乙酸Na)之六氟異丙醇作為移動相溶媒來測定了該聚乙烯醇之結果,滿足以下之式(1)。
0.017≦Huv2/Hri2≦0.030 (1)
(其中,Huv2係使用凝膠滲透層析儀的紫外・可見吸光檢測器(UV檢測器)所獲得之以10為底數之對數值為4.3的聚甲基丙烯酸甲酯換算分子量中,吸收波長210nm的檢測強度,且Hri2係使用凝膠滲透層析儀的折射率檢測器(RI檢測器)所獲得之以10為底數之對數值為4.3的聚甲基丙烯酸甲酯換算分子量中的檢測強度。);
[2]如前述[1]記載之聚乙烯醇薄膜,其利用前述凝膠滲透層析儀測定了前述聚乙烯醇的結果,滿足以下之式(2)。
Huv1/Hri1-Huv2/Hri2≦-0.002 (2)
(其中,Huv1係使用UV檢測器所獲得之在吸收波長210nm中檢測強度的最大值,Hri1係使用RI檢測器所獲得之檢測強度的最大值。);
[3]如前述[1]或[2]記載之聚乙烯醇薄膜,其中係為將前述Hri2除以前述Hri1之值的Hri2/Hri1係0.2以下;
[4]如前述[1]~[3]中任一項記載之聚乙烯醇薄膜,其中前述聚乙烯醇係包含聚合度1500以上且3500以下、皂化度98莫耳%以上的聚乙烯醇(A)與聚合度50以上且800以下、皂化度較聚乙烯醇(A)低1莫耳%以上且5莫耳%以下的範圍的聚乙烯醇(B);
[5]如前述[4]記載之聚乙烯醇薄膜,其中前述聚乙烯醇(A)與前述聚乙烯醇(B)的摻混比,以質量基準計係在聚乙烯醇(A):聚乙烯醇(B)=75:25~97:3的範圍;
[6]如前述[1]~[5]中任一項記載之聚乙烯醇薄膜,其係光學用薄膜;
[7]一種如前述[1]~[6]中任一項記載之聚乙烯醇薄膜之製造方法,其特徵在於使用滿足前述式(1)之的聚乙烯醇;
[8]一種偏光薄膜,其係以如前述[6]記載之聚乙烯醇薄膜作為原料。
[發明之效果]
若使用本發明之PVA薄膜的話,即便以快速的拉伸速度進行了拉伸,也能夠獲得高偏光性能的偏光薄膜。
[用以實施發明的形態]
本發明之聚乙烯醇薄膜,在利用凝膠滲透層析儀,以測定溫度40℃,使用添加有20mM三氟乙酸鈉(三氟乙酸Na)之六氟異丙醇作為移動相溶媒來測定了該薄膜所含之聚乙烯醇的結果中,滿足以下式(1)。
0.017≦Huv2/Hri2≦0.030 (1)
其中,Huv2係使用凝膠滲透層析儀的紫外・可見吸光檢測器(UV檢測器)所獲得之以10為底數之對數值為4.3的聚甲基丙烯酸甲酯換算分子量中,吸收波長210nm的檢測強度。Hri2係使用凝膠滲透層析儀的示差折射率檢測器(RI檢測器)所獲得之以10為底數之對數值為4.3的聚甲基丙烯酸甲酯換算分子量中的檢測強度。
再者,本發明之PVA薄膜,把該薄膜所含之PVA進行了GPC分析之際,較佳為滿足以下之式(2)。
Huv1/Hri1-Huv2/Hri2≦-0.002 (2)
其中,Huv1是使用UV檢測器所獲得之吸收波長210nm中檢測強度的最大值,Hri1係使用RI檢測器所獲得之檢測強度的最大值。
如前所述,基於使用了RI檢測器之GPC的檢測強度係幾乎不依賴於PVA的皂化度,與此相對,使用了GPC之UV檢測器之在吸收波長210nm的檢測強度係皂化度越低則變得越強。因而,在分子量分布曲線的各點中,求出UV檢測器與RI檢測器之檢測強度的比,並將其對分子量進行作圖的話,能夠獲得皂化度相對於PVA分子量的分布曲線。此外,推測在波長210nm的吸收係源自於乙酸基。
式(1)之Huv2/Hri2係在聚甲基丙烯酸甲酯換算分子量為10的4.3次方,即約20000的分子量之UV檢測器與RI檢測器檢測強度之比。若將乙烯醇單元的分子量設為44,則20000的分子量以聚合度計係相當於約450。
式(2)中左邊第1項Huv1/Hri1係在分子量分布曲線的最高值,即峰頂之分子量處之UV檢測器與RI檢測器檢測強度之比。所以式(2)意指分子量約20000之相對低分子量之PVA成分的皂化度,係低於在分子量分布曲線之峰頂中之分子量的PVA成分的皂化度。
此外,在上述中,用以定義Huv2及Hri2之所謂「以10為底數之對數值為4.3的聚甲基丙烯酸甲酯換算分子量」,並非一定指完全一致於10的4.3次方的分子量,而係也包含以10為底數之對數值為4.25~4.35之聚甲基丙烯酸甲酯換算分子量的概念。
低分子量成分的皂化度若低,則高速拉伸性良好的理由並不一定明確,但推測如下。
因為在以PVA薄膜作為原料的偏光薄膜之製造中來說,存在於原料的PVA薄膜中的PVA的單晶會吸水,而被折疊而排列之PVA的分子鏈解開,而其被拉伸而進行配向結晶化。被收進單晶的PVA係分子量越低則能夠越容易地吸收水,因此容易優先地發生結晶的解開,而容易成為結晶結構變化的起點。認為:若該低分子量PVA的皂化度低,則因結晶結構的紊亂而能夠進一步容易地引起解開,且即便在高速拉伸下也能以短時間引起結晶結構變化。
Huv2/Hri2之值係0.017以上,較佳為0.019以上,更佳為0.021以上。Huv2/Hri2之值若小於0.017,則在以高速進行了拉伸之情況變得容易斷裂,有無法獲得充分的高速拉伸性的傾向。Huv2/Hri2之值係0.030以下,較佳為0.029以下,更佳為0.028以下。若Huv2/Hri2之值超過0.030,則偏光薄膜的偏光性能有降低的傾向。
Huv1/Hri1-Huv2/Hri2之值較佳為-0.002以下,更佳為-0.0025以下,進一步較佳為-0.003以下,特佳為-0.0035以下。當Huv1/Hri1-Huv2/Hri2之值超過-0.002之情況,當以高速進行了拉伸之情況變得容易斷裂,有無法獲得充分的高速拉伸性的傾向。另一方面,Huv1/Hri1-Huv2/Hri2之值的下限未必一定被限定,但若Huv1/Hri1-Huv2/Hri2之值過小,則所獲得之偏光薄膜的偏光性能有降低的傾向,因而Huv1/Hri1-Huv2/Hri2之值較佳為-0.03以上,更佳為-0.02以上,進一步較佳為-0.015以上,特佳為-0.010以上。
在本發明中,係將前述Hri2除以前述Hri1之值的Hri2/Hri1較佳為0.2以下。當Hri2/Hri1超過0.2的情況,有異物會附著於偏光薄膜之虞。該異物被推測係低分子量的PVA溶出到偏光薄膜製造步驟的處理液中之物凝聚而成者。Hri2/Hri1更佳為0.19以下,進一步較佳為0.18。另一方面,Hri2/Hri1的下限不被特別限定,但若過低,則PVA的製造成本容易變高,因此Hri2/Hri1較佳為0.1以上,更佳為0.12以上,進一步較佳為0.14以上。
在本發明中,就獲得滿足式(1)及/或式(2)之PVA薄膜的方法而言,未被特別限制,但可舉,例如:摻混聚合度高且皂化度亦高的PVA(A)、與聚合度低且皂化度亦低的PVA(B)的方法。惟,本發明之PVA薄膜係滿足式(1)及/或式(2)者即可,就PVA而言,亦可係僅包含1種PVA者。
[GPC測定]
在本發明中,Huv1、Huv2、Hri1、Hri2係能夠藉由以下方法求得。
一般從GPC測定求得之分子量來說,有相對分子量與絕對分子量2種,但在本發明來說,係使用了相對分子量;其中,該相對分子量係藉著由使用了示差折射率檢測器(RI檢測器)及紫外・可見吸光檢測器(UV檢測器)的GPC測定所算出的。在GPC測定來說,須使測定樣本完全溶解於溶媒,若利用適合於各移動相溶媒的管柱的話,能夠從測定裝置內的分析軟體算出在各溶媒中的相對分子量。在本發明來說,能夠利用下述測定條件來分析包含PVA的PVA薄膜。在移動相溶媒來說,使用六氟異丙醇(HFIP)作為能夠將薄膜完全溶解者。
從RI檢測器及UV檢測器求得之相對分子量分布曲線係使用聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)作為校正曲線標準品,並透過分析裝置附屬的分析軟體所求得。在顯示該分子量分布曲線之峰頂的分子量(Mp)處之,換算為分子量分布曲線前之RI檢測器及UV檢測器檢測強度的最大值分別係Hri1及Huv1。於此處,所謂分子量分布曲線換算前之RI檢測器及UV檢測器的檢測強度,係在利用分析軟體進行校正之前的測定強度,係從RI檢測器及UV檢測器所獲得之測定資料其本身的測定強度。再者,相對分子量在以10為底數之對數值為4.3的地點之分子量(Mp=10
4.3)處之分子量分布換算前的RI檢測器、UV檢測器之檢測強度分別係Hri2、及Huv2。此外,在UV檢測器使用的測定波長係210nm。
[聚乙烯醇]
在本發明中之PVA薄膜包含PVA。就PVA而言,能夠使用透過將乙烯酯聚合物予以皂化所製造者,該乙烯酯聚合物係將乙烯酯單體予以聚合所獲得。就乙烯酯單體而言,可舉,例如:甲酸乙烯酯、乙酸乙烯酯、丙酸乙烯酯、戊酸乙烯酯、月桂酸乙烯酯、硬脂酸乙烯酯、苯甲酸乙烯酯、三甲基乙酸乙烯酯(vinyl pivalate)、叔碳酸乙烯酯(vinyl versatate)等,由取得性・成本・PVA的生產率等觀點,該等之中亦以乙酸乙烯酯為較佳。
上述乙烯酯聚合物較佳為僅使用1種或2種以上乙烯酯單體作為單體所獲得者,但更佳為僅使用1種乙烯酯單體作為單體所獲得者,但亦可為1種或2種以上乙烯酯單體、與能與其共聚的其它單體的共聚物。
就這般之能與乙烯酯單體共聚的其它單體而言,可舉,例如:乙烯;丙烯、1-丁烯、異丁烯等碳數3~30的烯烴;丙烯酸或其鹽;丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸正丙酯、丙烯酸異丙酯、丙烯酸正丁酯、丙烯酸異丁酯、丙烯酸三級丁酯、丙烯酸2-乙基己酯、丙烯酸十二烷基酯、丙烯酸十八烷基酯等丙烯酸酯;甲基丙烯酸或其鹽;甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸正丙酯、甲基丙烯酸異丙酯、甲基丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸異丁酯、甲基丙烯酸三級丁酯、甲基丙烯酸2-乙基己酯、甲基丙烯酸十二烷基酯、甲基丙烯酸十八烷基酯等甲基丙烯酸酯;丙烯醯胺、N-甲基丙烯醯胺、N-乙基丙烯醯胺、N,N-二甲基丙烯醯胺、雙丙酮丙烯醯胺、丙烯醯胺丙磺酸或其鹽、丙烯醯胺丙基二甲胺或其鹽、N-羥甲基丙烯醯胺或其衍生物等丙烯醯胺衍生物;甲基丙烯醯胺、N-甲基甲基丙烯醯胺、N-乙基甲基丙烯醯胺、甲基丙烯醯胺丙磺酸或其鹽、甲基丙烯醯胺丙基二甲胺或其鹽、N-羥甲基甲基丙烯醯胺或其衍生物等甲基丙烯醯胺衍生物;N-乙烯基甲醯胺、N-乙烯基乙醯胺、N-乙烯基吡咯啶酮等N-乙烯醯胺;甲基乙烯基醚、乙基乙烯基醚、正丙基乙烯基醚、異丙基乙烯基醚、正丁基乙烯基醚、異丁基乙烯基醚、三級丁基乙烯基醚、十二烷基乙烯基醚、硬脂基乙烯基醚等乙烯基醚;丙烯腈、甲基丙烯腈等氰化乙烯基;氯乙烯、偏二氯乙烯、氟乙烯、偏二氟乙烯(vinylidene fluoride)等鹵化乙烯;乙酸烯丙酯、烯丙氯等烯丙基化合物;馬來酸或其鹽、酯或酸酐;伊康酸或其鹽、酯或酸酐;乙烯基三甲氧基矽烷等乙烯基矽基化合物;乙酸異丙烯酯等。上述之乙烯酯聚合物可具有源自該等其它單體之中,1種或2種以上的結構單元。
上述源自其它單體之結構單元佔上述乙烯酯聚合物的比例,在不阻礙本發明目的的範圍,無特別限制,但於構成乙烯酯聚合物之全部結構單元來說,基於莫耳數,較佳為15莫耳%以下,更佳為5莫耳%以下。
在本發明中,PVA的聚合度較佳為1200以上,較佳為1500以上,進一步較佳為2000以上,特佳為2500以上。PVA的聚合度較佳為8000以下,更佳為6000以下,進一步較佳為5000以下,特佳為4000以下。當PVA的聚合度低於1200之情況,有偏光性能受損之虞。另一方面,當PVA的聚合度超過8000的情況,水溶液或者熔融的PVA的黏度變高,有製膜變得困難之虞。於此處,所謂聚合度意指按照JIS K6726-1994的記載所測定的平均聚合度,把PVA(A)再皂化並精製後,可藉由下式從在30℃的水中測定到的極限黏度[η](單位:分升(deciliter)/g)而求得。
Po = ([η]×10
3/8.29)
( 1/0.62)
在本發明中,PVA的皂化度係98莫耳%以上。當PVA的皂化度低於98莫耳%之情況,有無法獲得充分的偏光性能之虞。PVA的皂化度較佳為99莫耳%以上,進一步較佳為99.5莫耳%以上,特佳為99.9莫耳%以上。此外,於此處PVA的皂化度係稱相對於PVA具有之,可透過皂化被轉換為乙烯醇單元的結構單元(通常係乙烯酯系單體單元)與乙烯醇單元的合計莫耳數之,該乙烯醇單元的莫耳數所佔的比例(莫耳%)。PVA的皂化度能夠按照JIS K6726-1994的記載進行測定。此外,當混合了皂化度不同的多個PVA的情況,係能夠求得該等多個PVA皂化度的加權平均,而藉以特定PVA之混合物的皂化度。
就於本發明之PVA薄膜的製造中所使用的PVA而言,係皂化度98莫耳%以上、聚合度1200以上且8000以下,並且在GPC分析中滿足式(1)者的話即可,無特別限制。可舉,例如:在乙烯酯聚合物的皂化來說,鄰接於被皂化過的乙烯酯單元的乙烯酯容易被優先地皂化(連鎖性皂化反應進展),因此,若將乙烯酯以外的單體進行共聚的話,皂化度變得不易上升,利用此性質來適宜調整乙烯酯以外之單體的種類、聚合溶媒、聚合溫度、鏈轉移劑等而提高在皂化之際容易被切斷的聚合末端或側鏈的改性度的方法。再者,亦例示:摻混聚合度高且皂化度亦高的PVA(A)、與聚合度低且皂化度亦低的PVA(B)的方法。該等方法之中,從成本及所獲得之PVA的自由度之觀點等來看,較佳為摻混聚合度高且皂化度亦高的PVA(A)、與聚合度低且皂化度亦低的PVA(B)的方法。
在前述之摻混聚合度高且皂化度亦高的PVA(A)、與聚合度低且皂化度亦低的PVA(B)的方法中,PVA(A)的聚合度較佳為1500以上,更佳為1800以上,進一步較佳為2000以上,特佳為2300以上。PVA(A)的聚合度較佳為3500以下,更佳為3300以下,進一步較佳為3000以下。當PVA(A)的聚合度低於1500之情況,有偏光性能受損之虞。再者,當PVA(A)聚合度超過3500的情況,水溶液或者熔融的PVA的黏度變高,有製膜變得困之虞。
PVA(A)的皂化度較佳為98莫耳%以上。PVA(A)的皂化度低於98莫耳%之情況,把與PVA(B)摻混後之PVA的皂化度作成98莫耳%以上係困難的。PVA(A)的皂化度更佳為99莫耳%以上,進一步較佳為99.5莫耳%以上,特佳為99.9莫耳%以上。
另一方面,PVA(B)的聚合度較佳為50以上,更佳為100以上,進一步較佳為200以上,特佳為300以上。PVA(B)的聚合度較佳為800以下,更佳為700以下,進一步較佳為600以下,特佳為500以下。當PVA(B)的聚合度低於50之情況,在偏光件製造步驟中溶出至處理液中的PVA的量增多,其因硼酸交聯等而凝聚者會附著於偏光薄膜,而有變得容易成為藍色到褐色的異物缺點(以下有時簡記為藍色物)的傾向。再者,當PVA(B)聚合度超過800的情況,有高速拉伸性的改善變得不充分之虞。
PVA(B)的皂化度較佳為較PVA(A)低1莫耳%以上,更佳為低1.2莫耳%以上,進一步較佳為低1.4莫耳%以上,特佳為低1.6莫耳%以上。PVA(B)的皂化度較佳為低於PVA(A)不超過5莫耳%的範圍,但更佳為低不超過4莫耳%的範圍,進一步較佳為低不超過3莫耳%的範圍。當PVA(B)的皂化度高於PVA(A),或者較PVA(A)低於但其差低於1莫耳%情況,獲得滿足式(1)之PVA有變得困難的傾向。再者,當PVA(B)的皂化度較PVA(A)低超過5莫耳%的情況,附著於偏光薄膜的藍色物有變得容易增多的傾向。
就PVA(A)及PVA(B)而言,只要滿足式(1),可以分別單獨使用1種PVA,亦可摻混聚合度或皂化度或者改性度等彼此不同的2種以上PVA而使用。
在本發明中PVA(A)與PVA(B)的摻混比並不一定被限定,以質量基準計較佳在PVA(A):PVA(B)=75:25到97:3的範圍。PVA(A)的比率較佳為75質量%以上,更佳為80質量%以上,進一步較佳為85質量%以上。當PVA(A)的比率低於75質量%之情況,所獲得之偏光薄膜的偏光性能有降低的傾向。另一方面,PVA(A)的比率較佳為97質量%以下,更佳為95質量%以下,進一步較佳為93質量%以下。當PVA(A)的比率超過97質量%的情況,獲得滿足式(1)的PVA有變得困難的傾向。
本發明之PVA薄膜中PVA的含量,較佳係PVA薄膜總質量的75質量%以上,更佳係80質量%以上,進一步較佳係85質量%以上。
[界面活性劑]
本發明之PVA薄膜亦可含有界面活性劑。藉著含有界面活性劑,在製膜步驟中能夠獲得下述已知的效果:防止往鼓輪等金屬支撐體的附著、及使PVA薄膜的滑動性提升,並抑制在經捲取為長條之薄膜輥中皺紋的產生等。
本發明之PVA薄膜中界面活性劑的含量,相對於100質量份PVA,較佳為0.001質量份以上,更佳為0.005質量份以上,進一步較佳為0.01質量份以上。就PVA薄膜中界面活性劑的含量而言,相對於100質量份PVA,較佳為1質量份以下,更佳為0.8質量份以下,進一步較佳為0.5質量份以下。當界面活性劑的含量低於0.001質量份之情況,有無法充分獲得上述效果之虞。再者,若界面活性劑的含量超過1質量份,則有變得容易發生薄膜的著色及透明性降低的傾向。再者,亦有於薄膜表面發生條紋狀缺點的情況。
就界面活性劑的種類而言,不被特別限定,但可舉,例如:陰離子系界面活性劑、非離子系界面活性劑等。
就上述陰離子系界面活性劑而言,可舉例如:
月桂酸鉀等羧酸型;
硫酸辛酯等硫酸酯型;
十二烷基苯磺酸酯等磺酸型等。
就上述非離子系界面活性劑而言,可舉,例如:
聚氧乙烯油基醚等烷基醚型;
聚氧乙烯辛基苯基醚等烷基苯基醚型;
聚氧乙烯月桂酸酯等烷基酯型;
聚氧乙烯月桂基胺基醚等烷基胺型;
聚氧乙烯月桂酸醯胺等烷基醯胺型;
聚氧乙烯聚氧丙烯醚等聚丙二醇醚型;
月桂酸二乙醇醯胺(lauric acid diethanolamide)、油酸二乙醇醯胺等烷醇醯胺型;
聚氧伸烷基烯丙基苯基醚(polyoxyalkylene allyl phenyl ether)等烯丙基苯基醚型等。
該等之中,從減低製膜時膜面異常的效果優良這樣的觀點來看,較佳為非離子系界面活性劑,更佳為烷醇醯胺型的界面活性劑,進一步較佳為碳數8~30的飽和或不飽和脂肪族羧酸等脂肪族羧酸的二乙醇醯胺等二烷醇醯胺。此外,界面活性劑可單獨使用1種,亦可併用2種以上。
[塑化劑]
本發明之PVA薄膜亦可含有塑化劑。由於與其它塑料薄膜相比,PVA薄膜係較剛性,因此有衝擊強度、二次加工時的步驟通過性等不充分的情況,該PVA薄膜藉著含有上述塑化劑而能夠改善該等不妥。
就塑化劑而言,可舉,例如:多元醇等。就上述多元醇而言,可舉,例如:乙二醇、甘油、丙二醇、二乙二醇、三乙二醇、四乙二醇、三羥甲基丙烷等。該等之中,從使得該PVA薄膜的拉伸性提升這樣的觀點來看,較佳為乙二醇及甘油。此外,該等塑化劑可單獨使用1種,亦可併用2種以上。
本發明之PVA薄膜中塑化劑的含量,相對於100質量份PVA,較佳為1質量份以上,更佳為2質量份以上,進一步較佳為3質量份以上。本發明之PVA薄膜中塑化劑的含量,相對於100質量份PVA,較佳為30質量份以下,更佳為25質量份以下,進一步較佳為20質量份以下。上述塑化劑的含量若低於1質量份,則有無法獲得上述效果的情況,若超過30質量份,則有該PVA薄膜變得過於柔軟而操作性降低的情況。
[其它任意成分]
在不損及本發明效果的範圍,本發明之PVA薄膜亦可進一步含有PVA、界面活性劑及塑化劑以外的其它任意成分。就這般之其它任意成分而言,可舉,例如:水、抗氧化劑、紫外線吸收劑、滑劑、著色劑、防腐劑、防黴劑、上述成分以外的其它高分子化合物等。
就本發明之PVA薄膜中上述其它任意成分的含量而言,較佳為PVA薄膜總質量的40質量%以下,更佳為20質量%以下,進一步較佳為10質量%以下,特佳為5質量%以下。
[PVA薄膜之製造方法]
本發明之PVA薄膜是能夠使用滿足前述式(1)的PVA並採用迄今已知的方法而藉以製造。作為迄今已知的方法,可舉,例如:流延製膜法、濕式製膜法、乾濕式製膜法、凝膠製膜法、熔融擠出製膜法、組合了該等方法的方法等。該等之中,從可獲得透明性高且著色少的PVA薄膜這樣的觀點來看,較佳為熔融擠出製膜法。
藉由上述熔融擠出製法能夠,例如:如以下般製造本發明之PVA薄膜。首先,將PVA的薄片於10℃~50℃的蒸餾水浸漬10小時~48小時後,進行離心脫水,獲得揮發成分濃度30質量%~90質量%的PVA含水薄片。將甘油等塑化劑、界面活性劑、水等溶媒等適量添加至上述PVA含水薄片並進行混合。將該混合物投入至雙軸擠出機,並藉由迄今已知的方法而連續地進行熔融擠出製膜。具體地說,利用最高溫度100℃~200℃的雙軸擠出機將上述混合物進行加熱熔融,並利用熱交換器(heat exchanger)冷卻至80℃~120℃,作成製膜原液。使該製膜原液由80℃~120℃的T字模(T-die)噴出,並澆鑄於75℃~115℃的金屬鼓輪上,使乾燥而作成含水率10質量%~40質量%之含水狀態的薄膜。從上述金屬鼓輪剝離了該薄膜後,使通過50℃~100℃的熱風乾燥爐,能夠製造本發明之PVA薄膜。
就本發明之PVA薄膜的厚度而言,無特別限制,但當使用來作為偏光薄膜的原料的情況來說,平均厚度較佳為5~150μm的範圍內。此外,PVA薄膜的平均厚度是能夠測定任意10部位(例如:在PVA薄膜寬度方向上畫出的直線上任意的10部位)的厚度,並以該等的平均值的形式而求得。再者,PVA薄膜的薄膜寬度能夠作成配合於用途的尺寸。
被製膜出的PVA薄膜,通常能夠使用迄今已知的方法被輥狀地捲取於圓筒狀的芯而作成薄膜輥。就上述薄膜輥具體的製造方法而言,例如:將PVA薄膜寬度方向的兩端部分別進行0.5cm~20cm分條(slit),並使用迄今已知的捲取機,以1.0Kgf/cm~10Kgf/cm的薄膜張力將薄膜捲繞至圓筒狀芯,藉此能夠製造PVA薄膜輥。
上述芯的外徑(方形管之情況係其外接圓的直徑)較佳為10cm以上。在上述外徑低於10cm來說,薄膜輥會有因自身重量而彎曲而出現皺摺之虞。再者,就上述芯的長度而言,係可與PVA薄膜寬度同等,亦可長於上述薄膜寬度,但較佳為較上述薄膜寬度長10cm以上者。當上述芯的長度較薄膜寬度還短的情況來說,在拉伸時有容易由薄膜寬度方向的端部發生斷裂,難以均匀拉伸的情況。再者,上述芯較佳為外表面係以金屬或塑料所做成的筒狀的形態以期能夠防止捲取時的皺紋。
就被捲取為輥狀之PVA薄膜的長度而言,較佳為1,300m以上。在被捲取為輥狀之PVA薄膜的長度低於1,300m來說,在偏光薄膜製造步驟等中因薄膜輥轉換所致的耗損大,因而較為不佳。對於被捲取為輥狀之PVA薄膜長度的上限無特別限制,但若過長,則薄膜輥的重量變得過重而操作性變差。或者是有產生薄膜輥彎曲而變得容易於薄膜發生皺摺等問題之虞,因此,PVA薄膜的長度較佳為20,000m以下。
被捲取為輥狀之PVA薄膜,較佳係進行防濕包裝,而以利用薄膜輥的芯整體或芯的兩端部來支撐重量的懸空狀態進行保管・輸送。就以上述懸空狀態進行保管・輸送之較佳的方法而言,可舉:把較輥兩端面突出之芯裝載於支撐體的方法、由支撐體懸吊較輥兩端面突出的芯的方法、將支撐體的一部分***芯內部的方法、把已***至芯內部的棒狀夾具裝載於支撐體的方法、由支撐體懸吊已***至芯內部的棒狀夾具的方法,該等之中,更佳為把較輥兩端面突出的芯裝載於支撐體的方法。再者,PVA吸濕性高,若在低濕度條件下以外之環境下被保管・輸送,則會容易地吸濕・膨潤而於薄膜產生皺紋的可能性高,因此當予測到在那般之環境下之保管・輸送的情況來說,須進行充分的防濕包裝。
透過一連串的處理所最終獲得之PVA薄膜的揮發成分比率未必被限定,但PVA薄膜的揮發成分比率較佳為1質量%以上且5質量%以下。
[光學薄膜之製造方法]
本發明之PVA薄膜的用途不被特別限定,能夠使用來作為例如:製造光學薄膜之際的原片薄膜。就光學薄膜而言,例示有:偏光薄膜、視角提升薄膜、相位差薄膜、亮度提升薄膜等,較佳為偏光薄膜。於以下來說,舉偏光薄膜之製造方法作為光學薄膜之製造方法的一例而具體地進行說明。
偏光薄膜通常能夠使用PVA薄膜作為原片薄膜,並經膨潤步驟、染色步驟、交聯步驟、拉伸步驟、固定處理步驟等處理步驟而製造。就於各步驟使用的處理液之具體例而言,可舉:於膨潤處理所使用的膨潤處理液、於染色處理所使用的染色處理液(染色液)、於交聯處理所使用的交聯處理液、於拉伸處理所使用的拉伸處理液、於固定處理所使用的固定處理液及於洗淨處理所使用的洗淨處理液(洗淨液)等。
針對在用以製造偏光薄膜之製造方法中能夠採用的各處理步驟,於以下詳細地進行說明。此外,在偏光薄膜之製造方法中,可省略以下各處理的1個或2個以上,亦可將相同的處理進行多次,亦可同時地進行其它的處理。
(膨潤處理前的洗淨處理)
對PVA薄膜進行膨潤處理之前,較佳係對PVA薄膜進行洗淨處理。藉著這般之膨潤處理前的洗淨處理,能夠去除附著在PVA薄膜的抗結塊劑等,並能夠防止在偏光薄膜之製造步驟中各處理液因抗結塊劑等而受到污染。洗淨處理較佳係藉著使PVA薄膜浸漬於洗淨處理液而進行,但亦可藉著對PVA薄膜噴吹洗淨處理液而進行。就洗淨處理液而言,能夠使用例如:水。洗淨處理液的溫度較佳為20~40℃的範圍內。藉著溫度為20℃以上,附著在PVA薄膜的抗結塊劑等的去除變得容易進行。再者,藉著溫度為40℃以下,能夠防止PVA薄膜表面的一部分溶解而薄膜彼此膠著而操作性降低。洗淨處理液的溫度更佳為22℃以上,進一步較佳為24℃以上,特佳為26℃以上。洗淨處理液的溫度更佳為38℃以下,進一步較佳為36℃以下,特佳為34℃以下。
(膨潤處理)
膨潤處理係能夠藉著使PVA薄膜浸漬於水等膨潤處理液而進行。膨潤處理液的溫度,較佳為20℃以上,更佳為22℃以上,進一步較佳為24℃以上。膨潤處理液的溫度較佳為40℃以下,更佳為38℃以下,進一步較佳為36℃以下。再者,浸漬於膨潤處理液的時間,例如:較佳為0.1分鐘以上,更佳為0.5分鐘以上。再者,浸漬於膨潤處理液的時間,例如:較佳為5分鐘以下,更佳為3分鐘以下。此外,作為膨潤處理液所使用的水並不被限定於純水,可為溶解有含硼化合物等各種成分的水溶液,亦可為水與水性介質的混合物。含硼化合物的種類不被特別限定,從操作性的觀點來看,較佳為硼酸或硼砂。當膨潤處理液包含含硼化合物之情況,從使PVA薄膜的拉伸性提升的觀點來看,膨潤處理液中含硼化合物的濃度較佳為6質量%以下。
(染色處理)
染色處理是使用碘系色素作為二色性色素而進行即可,就染色的時期而言,可為拉伸處理前、拉伸處理時、拉伸處理後的任一階段。染色處理較佳係使用含有碘-碘化鉀的溶液(較佳為水溶液)作為染色處理液,並使PVA薄膜浸漬於染色處理液而藉以進行。在染色處理液中碘的濃度較佳為0.005~0.2質量%的範圍內。碘化鉀/碘(質量)較佳為20~100的範圍內。染色處理液的溫度較佳為20℃以上,更佳為25℃以上。染色處理液的溫度較佳為50℃以下,更佳為40℃以下。在染色處理液來說亦可含有硼酸等含硼化合物作為交聯劑。此外,若預先先使得作為原片薄膜使用之PVA薄膜含有二色性色素的話,能夠省略染色處理。再者,亦可預先先使得作為原片薄膜使用之PVA薄膜含有硼酸、硼砂等含硼化合物。
(交聯處理)
在製造偏光薄膜之際,為了使得二色性色素往PVA薄膜的吸附牢固等目的,能夠在染色處理後進行交聯處理。交聯處理是能夠使用含有交聯劑的溶液(較佳為水溶液)作為交聯處理液,並使PVA薄膜浸漬於交聯處理液而藉以進行。就交聯劑而言,能夠使用硼酸、硼砂等含硼化合物之1種或2種以上。交聯處理液中交聯劑的濃度若過高,則交聯反應過於進展而於其後進行的拉伸處理中有變得難以進行充分拉伸的傾向,再者,於交聯處理液中交聯劑的濃度若過少,則有交聯處理的效果減低的傾向,因此,交聯處理液中交聯劑的濃度較佳為1質量%以上,更佳為1.5質量%以上,進一步較佳為2質量%以上。在交聯處理液中交聯劑的濃度較佳為6質量%以下,更佳為5.5質量%以下,進一步較佳為5質量%以下。
為了抑制二色性色素從染色處理後的PVA薄膜溶出,亦可使交聯處理液含有碘化鉀等含碘化合物。在交聯處理液中含碘化合物的濃度若過高,理由雖不清楚,但所獲得之偏光薄膜的耐熱性有降低的傾向。再者,在交聯處理液中含碘化合物的濃度若過低,則抑制二色性色素溶出的效果有減低的傾向。因前述理由,在交聯處理液中含碘化合物的濃度較佳為1質量%以上,更佳為1.5質量%以上,進一步較佳為2質量%以上。再者,交聯處理液中含碘化合物的濃度較佳為6質量%以下,更佳為5.5質量%以下,進一步較佳為5質量%以下。
交聯處理液的溫度若過高,則二色性色素會溶出,而有變得容易在所獲得之偏光薄膜發生染色不均的傾向,再者,交聯處理液的溫度若過低,則交聯處理的效果有時會減低。交聯處理液的溫度較佳在20℃~45℃的範圍。交聯處理液的溫度較佳為20℃以上,更佳為22℃以上,進一步較佳為25℃以上。交聯處理液的溫度較佳為45℃以下,更佳為40℃以下,進一步較佳為35℃以下。
除了後述拉伸處理,亦可在上述各處理中或處理間,拉伸PVA薄膜。藉著進行這般之拉伸(前拉伸),能夠防止於PVA薄膜的表面發生皺摺。從所獲得之偏光薄膜的偏光性能等觀點來看,前拉伸的總拉伸倍率(把在各處理中的拉伸倍率相乘的倍率),基於拉伸前之原片的PVA薄膜的原始長度,較佳為4倍以下。前拉伸的總拉伸倍率更佳為3.5倍以下。從所獲得之偏光薄膜的偏光性能等觀點來看,前拉伸的總拉伸倍率,基於拉伸前之原片的PVA薄膜的原始長度,較佳為1.5倍以上。在膨潤處理中的拉伸倍率,基於PVA薄膜的原始長度,較佳為1.1倍以上,更佳為1.2倍以上,進一步較佳為1.4倍以上。在膨潤處理中的拉伸倍率,基於PVA薄膜的原始長度,較佳為3倍以下,更佳為2.5倍以下,進一步較佳為2.3倍以下。在染色處理中的拉伸倍率,基於PVA薄膜的原始長度,較佳為2倍以下,更佳為1.8倍以下,進一步較佳為1.5倍以下。在染色處理中的拉伸倍率,基於PVA薄膜的原始長度,進一步較佳為1.1倍以上。在交聯處理中的拉伸倍率,基於PVA薄膜的原始長度,較佳為2倍以下,更佳為1.5倍以下,進一步較佳為1.3倍以下。在交聯處理中的拉伸倍率,基於PVA薄膜的原始長度,較佳為1.05倍以上。
(拉伸處理)
拉伸處理以濕式拉伸法或乾式拉伸法之任一者進行均可。濕式拉伸法之情況,可使用含有硼酸等含硼化合物的溶液(較佳為水溶液)作為拉伸處理液,並於拉伸處理液中進行,亦可於染色處理液中或後述之固定處理液中進行。再者,為乾式拉伸法之情況能夠在空氣中使用吸水後的PVA薄膜進行。該等之中,亦以濕式拉伸法為較佳,更佳為在包含硼酸的水溶液中進行單軸拉伸。當拉伸處理液含有含硼化合物的情況,因為能夠使得PVA薄膜的拉伸性提升,因此在拉伸處理液中含硼化合物的濃度,較佳為1.5質量%以上,更佳為2.0質量%以上,進一步較佳為2.5質量%以上。當拉伸處理液含有含硼化合物的情況,因為能夠使PVA薄膜的拉伸性提升,因此拉伸處理液中之含硼化合物的濃度,較佳為7質量%以下,更佳為6.5質量%以下,進一步較佳為6質量%以下。
較佳為使拉伸處理液含有碘化鉀等含碘化合物。在拉伸處理液中含碘化合物的濃度若過高,則所獲得之偏光薄膜的色相有會成為藍色調強者的傾向,再者,理由雖不清楚,但若含碘化合物的濃度過低,則所獲得之偏光薄膜的耐熱性有降低的傾向。在拉伸處理液中含碘化合物的濃度,較佳為2質量%以上,更佳為2.5質量%以上,進一步較佳為3質量%以上。在拉伸處理液中含碘化合物的濃度,較佳為8質量%以下,更佳為7.5質量%以下,進一步較佳為7質量%以下。
拉伸處理液的溫度若過高,則PVA薄膜開始溶化變得柔軟且有變得容易斷裂的傾向,再者,拉伸處理液的溫度若過低,則拉伸性有降低的傾向。拉伸處理液的溫度較佳為50℃以上,更佳為52.5℃以上,進一步較佳為55℃以上。拉伸處理液的溫度較佳為70℃以下,更佳為67.5℃以下,進一步較佳為65℃以下。此外,當利用乾式拉伸法進行拉伸處理之情況的拉伸溫度較佳的範圍亦係如前述。
在拉伸處理中的拉伸倍率,因為較高者可獲得具有更優良偏光性能的偏光薄膜等,因此較佳為1.2倍以上,更佳為1.5倍以上,進一步較佳為2倍以上。再者,從所獲得之偏光薄膜的偏光性能之點來看,也含上述之前拉伸的拉伸倍率的總拉伸倍率(把各步驟中的拉伸倍率相乘的倍率),基於拉伸前之原料的PVA薄膜的原始長度,較佳為5.5倍以上,更佳為5.7倍以上,進一步較佳為5.9倍以上。拉伸倍率的上限未被特別限制,但若拉伸倍率過高,則變得容易發生拉伸斷裂,因此,拉伸倍率較佳為8倍以下。
對於以單軸拉伸進行拉伸處理的方法無特別限制,能夠採用對長條方向的單軸拉伸或對寬度方向的橫向單軸拉伸。在製造偏光薄膜的情況,從可獲得偏光性能優良者之點來看,較佳為對長條方向的單軸拉伸。對長條方向的單軸拉伸係能夠使用具備彼此平行的多個輥的拉伸裝置,並改變各輥間的圓周速度而藉以進行。
在本發明中,對於以單軸拉伸進行拉伸處理之際的最大拉伸速度(%/min)無特別限制,較佳為200%/min以上,更佳為300%/min以上,進一步較佳為400%/min以上。於此處,在使用3根以上圓周速度不同的輥而分為2階段以上的階段來進行PVA薄膜的拉伸處理之情況,所謂最大拉伸速度,係稱在該階段中最快速的拉伸速度。此外,在不分為2階段以上而以1階段進行PVA薄膜之拉伸處理的情況來說,係在該階段中的拉伸速度為最大拉伸速度。再者,所謂拉伸速度,係每單位時間之,因拉伸而增加之PVA薄膜的長度相對於拉伸前之PVA薄膜的長度的增加份,例如:所謂拉伸速度100%/min係稱使得PVA薄膜從拉伸前的長度於1分鐘變形為2倍的長度時的速度。最大拉伸速度變得越大,越能以高速進行PVA薄膜的拉伸處理(單軸拉伸),其結果是偏光薄膜的生產率提升,因而為較佳。另一方面,最大拉伸速度若是變得過大,則在PVA薄膜的拉伸處理(單軸拉伸)中,有時過大的張力會局部性施加於PVA薄膜,變得容易發生拉伸斷裂。從這般之觀點來看,最大拉伸速度較佳係不超過900%/min。
(固定處理)
在製造偏光薄膜之際,為了使得二色性色素往PVA薄膜的吸附牢固,較佳為進行固定處理。固定處理係能夠使用包含硼酸、硼砂等含硼化合物之1種或2種以上的溶液(較佳為水溶液)作為固定處理液,並使PVA薄膜(較佳為拉伸處理後的PVA薄膜)浸漬於固定處理液而藉以進行。再者,因應需要亦可使固定處理液含有含碘化合物或金屬化合物。於固定處理液中含硼化合物的濃度較佳為2質量%以上,更佳為3質量%以上。固定處理液中含硼化合物的濃度較佳為15質量%以下,更佳為10質量%以下。固定處理液的溫度較佳為15℃以上,更佳為25℃以上。固定處理液的溫度較佳為60℃以下,更佳為40℃以下。
(染色處理後的洗淨處理)
染色處理後,較佳為對拉伸處理後的PVA薄膜進行洗淨處理係較佳的。洗淨處理較佳係透過使PVA薄膜浸漬於洗淨處理液而進行,但亦可透過對PVA薄膜噴吹洗淨處理液而進行。就洗淨處理液而言,能夠使用例如:水。水未被限定於純水,亦可含有例如:碘化鉀等含碘化合物。此外,洗淨處理液亦可含有含硼化合物,但該情況時,含硼化合物的濃度較佳為2.0質量%以下。
洗淨處理液的溫度較佳為5℃以上,更佳為7℃以上,進一步較佳為10℃以上。再者,洗淨處理液的溫度較佳為40℃以下,更佳為38℃以下,進一步較佳為35℃以下。藉著洗淨處理液的溫度為5℃以上,能夠抑制因水分結冰所致之PVA薄膜的斷裂。再者,藉著洗淨處理液的溫度為40℃以下,所獲得之偏光薄膜的光學特性會提升。
就製造偏光薄膜之際的具體性方法而言,可舉:對PVA薄膜施行染色處理、拉伸處理、還有交聯處理及/或固定處理的方法。就較佳的一例而言,可舉:對PVA薄膜以此次序施行膨潤處理、染色處理、交聯處理、拉伸處理(特別係單軸拉伸處理)、洗淨處理的方法。再者,拉伸處理亦可在較上述更前的任一處理步驟中進行,亦能以2段以上的多段進行。
藉著對經上述般之各處理後的PVA薄膜進行乾燥處理,而能夠獲得偏光薄膜。對乾燥處理的方法無特別限制,可舉,例如:使薄膜接觸於加熱輥的接觸式的方法、在熱風乾燥機中使乾燥的方法、使薄膜一邊懸浮一邊藉由熱風而使乾燥的浮動(floating)式的方法等。
(偏光板)
如以上般進行所獲得之偏光薄膜較佳係於其兩面或單面,貼合光學上透明且具有機械強度的保護薄膜而作成偏光板來使用。就保護薄膜而言,使用三乙酸纖維素(TAC)薄膜、環烯烴聚合物(COP)薄膜、乙酸・丁酸纖維素(CAB)薄膜、丙烯酸系薄膜、聚酯系薄膜等。再者,就用以貼合的接著劑而言,可舉:PVA系接著劑及胺基甲酸酯系接著劑等,但較佳為PVA系接著劑。
如上述般進行所獲得之偏光板,在積層了丙烯酸系等黏著劑後,使貼合至玻璃基板而能夠作為LCD的零件而使用。偏光板亦可同時地與相位差薄膜及視角提升薄膜、亮度提升薄膜等貼合。
本發明之PVA薄膜能夠合適地使用來作為光學用薄膜,具體地說,能夠合適地使用來作為光學性缺陷少的偏光薄膜、相位差薄膜、特殊集光薄膜等光學薄膜的原料,但其以外之用途,亦能夠使用來作為,例如:包裝材料、洗衣袋等水溶性薄膜、製造人工大理石等之際的離型薄膜等。
[實施例]
於以下藉由實施例具體地說明本發明,但本發明並非因該等實施例而受到任何限定。
(1)基於GPC測定的相對分子量分析
於以下顯示:PVA薄膜基於GPC分析的相對分子量的分析方法。
<調整樣本>
將PVA薄膜採取約5mg的薄膜樣本,進行了精稱(precise weighing)。對採取到的樣本,每1mg薄膜,加入1mL之添加有20mM的三氟乙酸鈉的六氟異丙醇(HFIP),於40℃下加熱3小時而使溶解。使用該溶液,並以以下條件進行了GPC分析。相對分子量分布曲線的算出係透過分析裝置附屬的分析軟體,將求得自RI檢測器及UV檢測器的相對分子量進行換算而進行。分析係針對同一樣本進行3次,並將其平均值設為了分析結果。
在所獲得之相對分子量分布曲線的峰頂分子量(Mp)中,分別把換算為分子量分布曲線前之RI檢測器的檢測強度及UV檢測器的檢測強度設為了Hri1、及Huv1。再者,把在相對分子量換算之以10為底數之對數值為4.3之地點的分子量中,分子量分布換算前的RI檢測器的檢測強度及UV檢測器的檢測強度分別設為了Hri2、及Huv2。使用該等的值算出了Huv2/Hri2之值、Huv1/Hri1-Huv2/Hri2之值、Hri2/Hri1之值。
<GPC分析條件>
測定裝置:HLC-8320GPC(TOSOH公司製,管柱的長度15cm、管柱的徑4.6mm)
分析軟體:Empower(Waters公司製)
樣本濃度:0.1mg/mL
移動相溶媒:添加有20mM三氟乙酸鈉(三氟乙酸Na)之六氟異丙醇
注入量:10μL
流速:0.2mL/min
測定溫度:40℃
樣本溶解條件:40℃×3小時
過濾器過濾:0.45μmPTFE製過濾器
管柱:GMMHR-H(S)(TOSOH公司製)2支
檢測器:裝置附屬的RI檢測器及UV檢測器(測定波長210nm)
裝置校正用標準品:PMMA(Agilent公司製,4ml tri-pack (90vials) Agilent EasiVial (GPC/SEC Calibration Standards),Mp為2210000、1020000、538500、265300、146500、72000、26550、13900、7290、1840、885、550的PMMA)
(2)高速拉伸性
在以下之實施例或比較例中,以20分鐘連續進行了製造偏光薄膜之際之拉伸處理中的單軸拉伸。測定在該20分鐘的連續拉伸發生的拉伸斷裂之次數,評價了拉伸斷裂頻率(次/20mim)。
(3)藍色物
在以下的實施例或比較例中,於20分鐘連續地製造偏光薄膜之際、以目視觀察附著於偏光薄膜表面的藍色物,並利用以下之基準進行了評價。
A:未確認到藍色物。
B:在實用上沒有問題之水準稍微觀察到藍色物。
C:在實用上會有問題的水準觀察到藍色物。
(4)偏光度
從於以下之實施例或比較例所獲得之偏光薄膜寬度方向的中央部,與偏光薄膜配向方向平行地採取2片1.5cm×1.5cm之正方形的樣本,並針對各個使用日立製作所製分光光度計V-7100(附積分球)而依據JIS Z8722(物體顏色的測定方法),進行了C光源、2度視野的可見光區域的視感度校正,針對1片偏光薄膜樣本,測定相對於拉伸軸方向傾斜了45度之情況的光的透射率與傾斜了-45度之情況的光的透射率,而求得了該等的平均值(Y1)。針對另一片偏光薄膜樣本,也與前述同樣地進行而測定傾斜了45度之情況的光的透射率,與傾斜了-45度之情況的光的透射率,並求得了該等的平均值(Y2)。將前述求出之Y1與Y2平均而設為了偏光薄膜的透射率(Y)(%)。
利用與上述透射率之測定方法同樣的方法測定:重疊了上述採取到的2片偏光薄膜樣本,使得其配向方向成為平行之情況的光的透射率(Y
∥)、及進行了重疊使得配向方向成為垂直之情況的光的透射率(Y⊥),並從下述式求出了偏光度(V)(%)。
偏光度(V)(%)={(Y
∥-Y⊥)/(Y
∥+Y⊥)}
1/2×100
[實施例1]
<製造PVA薄膜>
使用90質量份皂化度99.9莫耳%、聚合度2500)的PVA作為PVA(A),10質量份皂化度98.5莫耳%、聚合度500的PVA作為PVA(B)、12質量份甘油作為塑化劑、0.2質量份月桂酸二乙醇醯胺(lauric acid diethanolamide)作為界面活性劑及217.6質量份水,並利用熔融擠出機進行熔融混合而製備出製膜原液(揮發成分比率66質量%)。其次,從T字模(T-die)將該製膜原液膜狀地噴出至支撐體(表面溫度85℃)上,而於支撐體上形成了液狀被膜。在支撐體上,對液狀被膜非與支撐體接觸的面的整體以7.5m/秒的速度噴吹90℃的熱風而進行乾燥,獲得了PVA薄膜(含水率25質量%)。接著,從支撐體剝離該PVA薄膜,以使得PVA薄膜其中一面與另一個面交替地接觸於各乾燥輥的方式,在從第1乾燥輥到在剛要熱處理輥之前的最終乾燥輥(第19乾燥輥)為止之間進一步進行了乾燥後,從最終乾燥輥剝離。此時,從第1乾燥輥至最終乾燥輥為止之各乾燥輥的表面溫度係設為了70℃。進一步,從最終乾燥輥剝離PVA薄膜,而以使得PVA薄膜其中一面與另一個面交替地接觸於各熱處理輥的方式進行了熱處理。此時,熱處理係使用2支熱處理輥來進行,且熱處理輥的表面溫度任一者均係設為100℃。切掉兩端部,使得所獲得之薄膜成為900mm寬度,並輥狀地捲取至圓筒狀的芯。
<製造及評價偏光薄膜>
將所獲得之PVA薄膜分條為寬度650mm,對該薄膜按此順序進行膨潤處理、染色處理、交聯處理、拉伸處理、洗淨處理、乾燥處理而連續地製造出偏光薄膜。膨潤處理係一邊浸漬於25℃的純水(膨潤處理液)一邊在長度方向單軸拉伸為2.00倍而進行。染色處理係一邊浸漬於溫度32℃的碘化鉀/碘染色液(染色處理液)(碘化鉀/碘(質量比)為23,碘濃度為0.03~0.05質量%的範圍)一邊在長度方向單軸拉伸為1.26倍而進行。在該染色處理來說,將染色處理液中的碘濃度在0.03~0.05質量%的範圍內進行了調整,使得在拉伸處理中於單軸拉伸後所獲得之偏光薄膜的單體透射率成為43.5%±0.2%的範圍。交聯處理係一邊浸漬於32℃的硼酸水溶液(交聯處理液)(硼酸濃度2.6質量%)一邊在長度方向單軸拉伸為1.19倍而進行。拉伸處理係一邊浸漬於55℃的硼酸/碘化鉀水溶液(拉伸處理液)(硼酸濃度2.8質量%,碘化鉀濃度5質量%)一邊在長度方向單軸拉伸為2.00倍而進行。在該拉伸處理中單軸拉伸的最大拉伸速度係400%/min。洗淨處理係藉著不拉伸地於22℃的碘化鉀/硼酸水溶液(洗淨處理液)(碘化鉀濃度3~6質量%,硼酸濃度1.5質量%)浸漬12秒鐘而進行。乾燥處理係藉著不拉伸地於80℃進行1.5分鐘熱風乾燥而進行,獲得了偏光薄膜。持續製造偏光薄膜20分鐘,其間的拉伸斷裂次數係0次,且於偏光薄膜的表面未觀察到藍色物。
利用上述方法來評價了所獲得之PVA薄膜及偏光薄膜。將結果顯示於表1。
[比較例1]
實施例1中,除了把PVA(A)的量設為100質量份,將PVA(B)的量設為0質量份,亦即把PVA作成了僅PVA(A)以外,係與實施例1同樣地進行,而製造了PVA薄膜。
使用所獲得之PVA薄膜來與實施例1同樣地製造了偏光薄膜時,於20分鐘發生了達8次的拉伸斷裂,無法穩定地製造偏光薄膜。因此,未進行偏光薄膜的藍色物評價及偏光度測定。將PVA薄膜的GPC分析之結果顯示於表1。
[實施例2及比較例2]
在實施例1,除了分別將PVA(A)與PVA(B)的量設為80質量份與20質量份,及65質量份與35質量份以外,係與實施例1同樣地進行,而製造了PVA薄膜。使用所獲得之PVA薄膜而與實施例1同樣地製造了偏光薄膜。將評價結果顯示於表1。
[實施例3及比較例3]
在實施例1中,除了分別將PVA(B)的皂化度變更為93.1莫耳%,及99.8莫耳%以外,係與實施例1同樣地進行,而製造了PVA薄膜。使用所獲得之PVA薄膜與實施例1同樣地製造了偏光薄膜。將評價結果顯示於表1。
[實施例4]
在實施例1中,除了將PVA(A)的聚合度變更為3400以外係與實施例1同樣地進行,而製造了PVA薄膜。使用所獲得之PVA薄膜而與實施例1同樣地製造出偏光薄膜。將評價結果顯示於表1。
[實施例5]
在實施例1中,除了將PVA(B)的聚合度變更為1200以外,係與實施例1同樣地進行,而製造了PVA薄膜。使用所獲得之PVA薄膜而與實施例1同樣地製造出偏光薄膜。將評價結果顯示於表1。
[實施例6]
在實施例4中,除了將PVA(B)的皂化度變更為97.6莫耳%以外,係與實施例4同樣地進行,而製造了PVA薄膜。使用所獲得之PVA薄膜而與實施例4同樣地製造出偏光薄膜。將評價結果顯示於表1。
[比較例4]
在實施例1中,除了將PVA(A)的皂化度變更為97.0莫耳%以外,係與實施例1同樣地進行,而製造了PVA薄膜。使用所獲得之PVA薄膜而與實施例1同樣地製造出偏光薄膜。將評價結果顯示於表1。
[表1]
PVA(A) | PVA(B) | 評價結果 | |||||||||||||
分子量 | Log 分子量 | 皂化度 (mol%) | 摻混率 (wt%) | 分子量 | Log 分子 量 | 皂化度 (mol%) | 摻混率 (wt%) | 皂化度 (mol%) | Huv2/Hri2 | Huv1/Hri1- Huv2/Hri2 | Hri2/Hri1 | 高速拉伸性 (斷裂次數) | 偏光度 (%) | 藍色物 | |
實施例1 | 2500 | 5.041 | 99.9 | 90 | 500 | 4.342 | 98.5 | 10 | 99.8 | 0.025 | -0.005 | 0.18 | 0 | 99.998 | A |
實施例2 | 2500 | 5.041 | 99.9 | 80 | 500 | 4.342 | 98.5 | 20 | 99.6 | 0.028 | -0.007 | 0.21 | 0 | 99.992 | B |
實施例3 | 2500 | 5.041 | 99.9 | 90 | 500 | 4.342 | 93.1 | 10 | 99.2 | 0.029 | -0.007 | 0.19 | 0 | 99.989 | B |
實施例4 | 3400 | 5.175 | 99.9 | 90 | 500 | 4.342 | 98.5 | 10 | 99.8 | 0.021 | -0.006 | 0.16 | 2 | 99.999 | A |
實施例5 | 2500 | 5.041 | 99.9 | 90 | 1200 | 4.723 | 97.7 | 10 | 99.7 | 0.019 | -0.008 | 0.19 | 2 | 99.997 | A |
實施例6 | 3400 | 5.175 | 99.9 | 90 | 500 | 4.342 | 97.6 | 10 | 99.7 | 0.023 | -0.009 | 0.18 | 1 | 99.999 | A |
比較例1 | 2500 | 5.041 | 99.9 | 100 | - | - | - | 0 | 99.9 | 0.015 | 0.004 | 0.17 | 8 | - | - |
比較例2 | 2500 | 5.041 | 99.9 | 65 | 500 | 4.342 | 98.5 | 35 | 99.4 | 0.033 | -0.017 | 0.31 | 0 | 99.952 | C |
比較例3 | 2500 | 5.041 | 99.9 | 90 | 500 | 4.342 | 99.8 | 10 | 99.9 | 0.015 | 0.000 | 0.18 | 11 | - | - |
比較例4 | 2500 | 5.041 | 97.0 | 90 | 500 | 4.342 | 98.5 | 10 | 97.2 | 0.018 | 0.006 | 0.20 | 0 | 99.919 | C |
無。
無。
無。
Claims (8)
- 一種聚乙烯醇薄膜,其係包含皂化度98莫耳%以上、聚合度1200以上且8000以下之聚乙烯醇的聚乙烯醇薄膜,利用凝膠滲透層析儀,以測定溫度40℃,使用添加有20mM三氟乙酸鈉(三氟乙酸Na)之六氟異丙醇作為移動相溶媒來測定了該聚乙烯醇之結果,滿足以下之式(1): 0.017≦Huv2/Hri2≦0.030 (1); (其中,Huv2係使用凝膠滲透層析儀的紫外・可見吸光檢測器(UV檢測器)所獲得之以10為底數之對數值為4.3的聚甲基丙烯酸甲酯換算分子量中,吸收波長210nm的檢測強度,且Hri2係使用凝膠滲透層析儀的示差折射率檢測器(RI檢測器)所獲得之以10為底數之對數值為4.3的聚甲基丙烯酸甲酯換算分子量中的檢測強度)。
- 如請求項1之聚乙烯醇薄膜,其利用該凝膠滲透層析儀測定了該聚乙烯醇的結果,滿足以下之式(2); Huv1/Hri1-Huv2/Hri2≦-0.002 (2) (其中,Huv1係使用UV檢測器所獲得之在吸收波長210nm中檢測強度的最大值,Hri1係使用RI檢測器所獲得之檢測強度的最大值)。
- 如請求項1或2之聚乙烯醇薄膜,其中係為將該Hri2除以該Hri1之值的Hri2/Hri1係0.2以下。
- 如請求項1至3中任一項之聚乙烯醇薄膜,其中該聚乙烯醇係包含聚合度1500以上且3500以下、皂化度98莫耳%以上的聚乙烯醇(A)與聚合度50以上且800以下、皂化度較聚乙烯醇(A)低1莫耳%以上且5莫耳%以下之範圍的聚乙烯醇(B)。
- 如請求項4之聚乙烯醇薄膜,其中該聚乙烯醇(A)與該聚乙烯醇(B)的摻混比,以質量基準計係在聚乙烯醇(A):聚乙烯醇(B)=75:25~97:3的範圍。
- 如請求項1至5中任一項之聚乙烯醇薄膜,其係光學用薄膜。
- 一種如請求項1至6中任一項之聚乙烯醇薄膜之製造方法,其特徵在於使用滿足該式(1)的聚乙烯醇。
- 一種偏光薄膜,其係以如請求項6之聚乙烯醇薄膜作為原料。
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