聚乙烯醇系聚合物膜及其制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及在拉伸时难以断裂且薄型的聚乙烯醇系聚合物膜（以下，有时将"聚乙 烯醇系聚合物"简称为"PVA")及其制造方法、由该PVA膜制造的偏振膜等光学膜、以及该光 学膜的制造方法。
【背景技术】
[0002] 具有透光和遮光功能的偏振板与具有光切换功能的液晶等均是液晶显示器（LCD) 的基本构成要素之一。LCD被用于计算器和腕表等小型仪器、笔记本电脑、液晶监控器、液晶 彩色投影仪、液晶电视、车载用导航系统、手机、平板终端、室内外使用的计量仪器等广大的 范围。这些LCD的应用领域之中，对于液晶电视、液晶监控器等而言，除了大画面化之外，薄 型化也在推进。另外，近年来，对于开始普及的平板终端而言，薄型化也在推进。作为用于 实施LCD的薄型化的手段，可列举出将LCD中使用的玻璃进行薄型化，从消除与此相伴的偏 振板的收缩应力所导致的玻璃翘曲问题这一观点出发，针对偏振板也要求薄型化。
[0003] 偏振板通常通过对PVA膜实施染色和单轴拉伸而制造偏振膜后，在该偏振膜的表 面贴合三醋酸纤维素（TAC)膜等保护膜来制造。因此，为了实现偏振板的薄型化，要求使用 更薄的PVA膜来制造薄型的偏振膜，针对PVA膜的具体厚度，要求制成50 μ m以下、进一步 制成30 μ m以下。
[0004] 然而，膜宽度为2m以上且在30°C的水中浸渍5分钟时的翘曲角度为180°以下的 PVA膜是已知的，已知该PVA膜在拉伸时端部难以翘曲、能够均匀的拉伸，因此能够得到偏 振不均较小、宽度较宽的偏振膜(参照专利文献1)。
[0005] 现有技术文献 专利文献 专利文献1 :日本特开2001-315140号公报。
【发明内容】
[0006] 发明要解决的课题 对于薄型的PVA膜而言，除了专利文献1所述那种在拉伸时的均匀性、偏振膜中的偏振 不均的问题之外，具有膜在拉伸时容易断裂这一特有的问题。本发明以解决该问题为课题， 其目的在于，提供在拉伸时难以断裂的薄型的PVA膜。另外，本发明的目的在于，提供由该 PVA膜制造的薄型的光学膜。
[0007] 用于解决问题的手段 本发明人等为了实现上述目的而重复进行了深入研究，结果发现：即使满足专利文献 1中记载的翘曲角度，在将薄型的PVA膜实际用作制造偏振膜时的原料膜等的情况下，会产 生与专利文献1记载的翘曲角度的相关翘曲不同的翘曲、以及薄型的PVA膜在拉伸时发生 断裂的原因在于，PVA膜的端部在拉伸工序前、拉伸工序中产生该不同的翘曲。
[0008] 即，专利文献1记载了在30°C的水中浸渍5分钟时的翘曲角度为特定角度的PVA 膜，作为该翘曲角度的测定方法而记载了 ：切出TD方向为5cm的宽度且MD方向为40cm的 长度的PVA膜，在一个短边侧的下端安装有压铁的状态下浸渍在30°C的水中，从水面上观 察浸渍5分钟后的翘曲角度的方法。将这种测定方法应用于通常的PVA膜时，大多在水中 浸渍后，PVA膜暂时过度地翘曲，接着该翘曲得以缓和，此时根据膜的不同，翘曲的缓和过度 推进后，再次发生翘曲，最终在作为读取翘曲角度的时间而设定的5分钟后，大致显示稳定 的翘曲角度。并且，针对薄型的PVA膜，如专利文献1那样操作地测定翘曲角度时，如上述 那样的过度翘曲时的翘曲角度的程度容易变大。
[0009] 另一方面，将薄型的PVA膜实际用作制造偏振膜时的原料膜等时，从防止薄型的 PVA膜在溶胀工序等、拉伸工序之前进行的工序中溶解等的观点出发，大多采用更短的工序 时间，因此按照专利文献1记载的方法单纯地制造薄型的PVA膜时，即使能够消除在拉伸时 的均匀性、偏振膜中的偏振不均的问题，实际使用薄型的PVA膜情况下的拉伸时的断裂问 题依然残留。
[0010] 本发明人等认识到上述那样的问题，并且发现：通过将从PVA膜切出的膜片在水 中浸渍30秒钟时的翘曲角度设定为特定的范围，能够消除实际上使用薄型的PVA膜时在拉 伸时发生断裂的问题。另外，与此同时，通过使用具备旋转轴彼此平行的多个辊的制膜装 置，并在其第1辊上将包含PVA的制膜原液喷出成膜状并干燥而制造薄型的PVA膜时，在第 2辊及之后，将相邻的两个辊用作热处理辊，且将此时接触各辊的PVA膜的方向、各辊的表 面温度差设为特定方向和值，从而能够以良好的生产率顺利且连续地制造将所切出的膜片 在水中浸渍30秒钟时的翘曲角度处于特定范围且以往不存在的薄型的PVA膜。本发明人 等基于这些见解进一步重复进行研究，从而完成了本发明。
[0011] 即，本发明涉及如下内容： 〔1〕PVA膜，其中，厚度为50 μπι以下，如下的翘曲角度为200°以下， 翘曲角度：针对从PVA膜切出的长度方向为42cmX宽度方向为4cm的矩形膜片，以从 长度方向的一端（a。）向内侧进入lcm且宽度方向为4cm的直线部分（aj被固定的方式，在 从直线部分（aj至端（a。）的部分安装压铁，以从长度方向的另一端（b。）向内侧进入lcm且 宽度方向为4cm的直线部分（bO被固定的方式，把持从直线部分（bO至端（b。）的部分，在 该状态下，以端（a。）相对于端（b。）成为下侧、长度方向成为铅直方向的方式在30°C的水中 浸渍30秒钟时的、长度方向中央部的宽度方向为4cm的直线部分（c)处的翘曲角度。
[0012] 〔 2〕根据上述〔1〕的PVA膜，其中，溶胀度为300%以下； 〔3〕根据上述〔1〕或〔2〕的PVA膜，其中，宽度为2m以上； 〔4〕制造方法，其是厚度为50 μπι以下的PVA膜的制造方法，其中， (a) 具备如下工序：使用具备旋转轴彼此平行的3个以上辊的制膜装置，在该辊之中的 位于最上游侧的第1辊上，将包含PVA的制膜原液喷出成膜状并进行干燥； (b) 第2辊及之后的辊包含相邻的两个辊A (上游侧）和B (下游侧)，与该辊A接触时 的PVA膜的挥发分率为15质量％以下； (c) 该辊A与PVA膜的未接触第1辊的表面进行接触，该辊B与PVA膜的接触第1辊的 表面进行接触； (d) 该辊B的表面温度比该辊A的表面温度高5~25°C ; 〔5〕根据上述〔4〕的制造方法，其中，辊A的表面温度为70~150°C ; 〔6〕根据上述⑷或〔5〕的制造方法，其是宽度为2m以上的PVA膜的制造方法； 〔7〕光学膜，其是由上述〔1〕~〔3〕中的任一 PVA膜制造的； 〔8〕根据上述〔7〕的光学膜，其为偏振膜； 〔9〕光学膜的制造方法，其具备使用上述〔1〕~〔3〕中的任一 PVA膜进行单轴拉伸的工 序； 〔10〕根据上述〔9〕的制造方法，其为偏振膜的制造方法。
[0013] 发明的效果 根据本发明，可提供在拉伸时难以断裂且薄型的PVA膜及其制造方法、由该PVA膜制造 的薄型的光学膜、以及该光学膜的制造方法。
【附图说明】
[0014] 图1是用于测定翘曲角度的膜片的概略图。
[0015] 图2是表示翘曲角度的读取方法的具体例的概略图。
【具体实施方式】
[0016] 以下，针对本发明进行详细说明。
[0017] [PVA 膜] 本发明的PVA膜的厚度为50 μπι以下、如下的翘曲角度为200°以下。
[0018] 翘曲角度：针对从PVA膜切出的长度方向为42cmX宽度方向为4cm的矩形膜片， 以从长度方向的一端（a。）向内侧进入1 cm且宽度方向为4cm的直线部分（)被固定的方 式，在从直线部分（?)至端（a。)的部分安装压铁(綞)，以从长度方向的另一端（b。）向内侧进 入lcm且宽度方向为4cm的直线部分（bO被固定的方式，把持从直线部分（bO至端（b。）的 部分，在该状态下，以端（a。)相对于端（b。)成为下侧、长度方向成为铅直方向的方式在30°C 的水中浸渍30秒钟时的、长度方向中央部的宽度方向为4cm的直线部分（c )处的翘曲角度。
[0019] 针对上述的翘曲角度，使用图1和图2进行说明。需要说明的是，翘曲角度具体而 言可通过实施例记载的方法来求出。
[0020] 首先，为了测定上述翘曲角度，从成为对象的PVA膜切出长度方向为42cmX宽度 方向为4cm的矩形膜片。该膜片例如从成为对象的PVA膜的宽度方向中央部切出即可。
[0021] 并且，如图1所示那样，针对所切出的膜片1，设定从长度方向的一端（a。）向内侧 进入lcm且宽度方向为4cm的直线部分（ai)，以该部分被固定而不会翘曲的方式，在从直线 部分（aj至端（a。）的部分2 (长度方向为lcmX宽度方向为4cm的矩形部分）安装压铁。 要使用的压铁用于使膜片不在长度方向上产生翘曲，例如使用其在水中的重量为5~10g左 右的压铁即可。另外，压铁不需要安装于该部分2的整体，例如使用夹子作为压铁时，以夹 子的前端与直线部分（?)保持一致的方式，将该夹子安装于部分2即可。
[0022] 另一方面，设定从膜片的长度方向的另一端（b。）向内侧进入lcm且宽度方向为 4cm的直线部分（bO,以该部分被固定而不会翘曲的方式，用把持工具把持从直线部分（bO 至端（b。)的部分3 (长度方向为lcmX宽度方向为4cm的矩形部分)。该把持工具用于在将 膜片浸渍在水中时将膜片固定在水中。把持工具也与压铁同样地，无需安装于上述部分3 的整体，例如使用夹子作为把持工具时，以夹子的前端与直线部分（h)保持一致的方式，将 该夹子安装于部分3来进行把持即可。
[0023] 将制成如上状态的膜片以端（a。）相对于端（b。）成为下侧、且膜片的长度方向成为 铅直方向的方式，将膜片整体迅速浸渍在30°C的水中并静置。该浸渍例如可以通过向具备 膜片不会接触壁面程度的尺寸的量筒、水槽等中投入水，并预先将其温度调节至30°C，将上 述膜片整体沉入其中来进行。此时，在上述把持工具上系绳，将绳的另一端系在棒上，并将 该棒挂在量筒、水槽的上部边缘时，可将膜片容易地静置在水中。
[0024] 如上操作而将膜片浸渍在30°C的水中后，经过30秒钟后，读取该膜片的长度方向 中央部的宽度方向为4cm的直线部分（c)处的翘曲角度。该翘曲角度可通过从上方观察在 水中浸渍的状态下的膜片来测定。此处，关于该观察，可通过目视来进行，也可通过照片摄 像来进行，或者还可以通过除此之外的方法来进行，任意方法均可。无论如何，可从直线部 分（c )沿着铅直方向投影而成的形状求出翘曲角度。
[0025] 关于翘曲角度，用角度(正值)来表示将膜片浸渍在30°C的水中之前与在30°C的水 中浸渍30秒钟时之间的、直线部分（c)的一端朝向的变角程度。通常，翘曲角度在直线部分 (c)的两端成为相同的值，在数值不同的情况下，将两者的平均值作为翘曲角度即可。另外， 如上所述，翘曲角度可从直线部分（c)沿着铅直方向投影而成的形状来求出，关于将膜片浸 渍在30°C的水中之前的直线部分（c)的端部朝向，相当于将膜片在30°C的水中浸渍30秒 钟时的上述投影形状的、与原本的直线部分（c)的宽度方向中央部相当的点处的切线方向， 从而能够求出翘曲角度。图2示出翘曲角度的读取方法的具体例(概略图)。翘曲角度在图 2的（1)中求出为30°，在图2的（2)中求出为60°，在图2的（3)中求出为120°，在图2 的（4)中求出为180°。
[0026] 从抑制拉伸时的断裂这一观点出发，翘曲角度需要为200°以下，优选为120°以 下、更优选为70°以下、进一步优选为40°以下、特别优选为15°以下。
[0027] 作为构成本发明PVA膜的PVA，可列举出：例如对将1种或2种以上的乙烯基酯聚 合而得到的聚乙烯基酯系聚合物进行皂化而得到的PVA。作为乙烯基酯，可列举出例如甲酸 乙烯酯、醋酸乙烯酯、丙酸乙烯酯、戊酸乙烯酯、特戊酸乙烯酯、月桂酸乙烯酯、硬脂酸乙烯 酯、苯甲酸乙烯酯、叔碳酸乙烯酯等，优选为醋酸乙烯酯。
[0028] 上述的聚乙烯基酯系聚合物优选仅使用1种或2种以上的乙烯基酯作为单体来获 得，更优选仅使用1种乙烯基酯作为单体来获得，可以是1种或2种以上的乙烯基酯和能