專利名稱：制備聚乙烯醇薄膜的方法及使用其的偏振薄膜的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種制備具有優(yōu)異外觀的聚乙烯醇薄膜的方法及用該聚乙烯醇薄膜得到的具有優(yōu)異偏振特性的偏振膜。
背景技術(shù)：
聚乙烯醇薄膜通常通過如下方法制備將聚乙烯醇樹脂溶解于溶劑中，使制得的溶液脫氣，用溶液澆鑄法使其形成薄膜并使用金屬加熱輥等使薄膜干燥。然后用干燥器對經(jīng)歷了上述干燥工序的薄膜進行干燥以使薄膜中含有的水分揮發(fā)，又在濕度調(diào)節(jié)器中提供給其預(yù)定量的水分并將其卷繞到柱形芯管上從而生產(chǎn)出投放市場的卷取薄膜。作為具有優(yōu)異形狀穩(wěn)定性的薄膜，上述卷取的聚乙烯醇薄膜已被用于許多用途。有用的用途之一便是光學(xué)膜，特別是偏振膜。
如果薄膜在柱形芯上卷繞得過松或過緊，薄膜的外觀會產(chǎn)生問題，例如產(chǎn)生褶皺或薄膜刮傷，或產(chǎn)生卷繞的薄膜引起阻塞的問題。如果由曾經(jīng)引起了該問題的薄膜生產(chǎn)偏振膜，偏振特性也當然會劣化。
本發(fā)明的一個目的在于提供一種用于制備聚乙烯醇薄膜的方法，根據(jù)該方法，可以防止褶皺和刮痕的產(chǎn)生以及薄膜阻塞，從而提供了一種具有優(yōu)異外觀的光學(xué)均一性聚乙烯醇薄膜。
本發(fā)明的另一個目的在于提供一種具有優(yōu)異偏振特性的偏振膜。
本發(fā)明的這些以及其他目的將在后面的說明中變得清晰。

發(fā)明內(nèi)容
為了在將薄膜卷繞到柱形芯上的工序中防止聚乙烯醇薄膜形成褶皺和刮痕以及為了防止卷取的薄膜形成阻塞從而得到具有優(yōu)異外觀的聚乙烯醇薄膜，進行了有關(guān)薄膜卷特性的研究。從而發(fā)現(xiàn)由于上述原因而產(chǎn)生的外觀缺陷，例如褶皺，與薄膜卷的表面硬度(卷取薄膜表面的硬度)緊密相關(guān)。經(jīng)過對薄膜卷適當表面硬度的進一步研究，現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)當聚乙烯醇薄膜卷繞到柱形芯上從而形成表面硬度為肖氏A硬度60～95的薄膜卷時(該硬度在25℃、55％RH條件下根據(jù)JIS K 6301測定)，制得的聚乙烯醇薄膜具有優(yōu)異的外觀，沒有產(chǎn)生褶皺和刮痕，也沒有產(chǎn)生薄膜阻塞。
根據(jù)本發(fā)明，提供了一種制備聚乙烯醇薄膜的方法，該方法包括從聚乙烯醇樹脂溶液形成聚乙烯醇薄膜和將薄膜卷繞到柱形芯上的工序，其中經(jīng)過卷繞工序而制得的薄膜卷的表面硬度設(shè)定為肖氏A硬度60～95，該硬度在25℃、55％RH條件下根據(jù)JIS K 6301測定。
本發(fā)明還提供了一種由聚乙烯醇薄膜制備的偏振膜，該聚乙烯醇薄膜用本發(fā)明的上述方法制備。


圖1為表示用于制備本發(fā)明聚乙烯醇薄膜的方法一例的簡圖。
圖2為表示用于制備本發(fā)明聚乙烯醇薄膜的方法另一例的簡圖。
圖3為表示中凸輥形狀的平面圖，該中凸輥為用于進行本發(fā)明方法的導(dǎo)輥的一例。
在本發(fā)明的方法中，用聚乙烯醇樹脂作為形成薄膜的材料。聚乙烯醇樹脂通常通過聚合醋酸乙烯酯并使聚醋酸乙烯酯水解而制備。本發(fā)明所使用的聚乙烯醇樹脂并不限于聚醋酸乙烯酯的水解產(chǎn)物，可以含有少量，例如0～15摩爾％，特別是0～5摩爾％可以與醋酸乙烯酯共聚的其他組分，例如不飽和羧酸(包括其鹽、酯、酰胺、腈)，具有2～30個碳原子的烯烴，例如乙烯、丙烯、正丁烯或異丁烯、乙烯基醚，不飽和磺酸鹽等。聚乙烯醇樹脂可以含有甲硅烷基。含有甲硅烷基的樹脂可以根據(jù)已知方法制備，例如使用甲硅烷基化劑進行后改性或用含有甲硅烷基的烯烴系不飽和單體與醋酸乙烯酯共聚后進行水解。含有甲硅烷基的烯烴系不飽和單體為，例如乙烯基硅烷、(甲基)丙烯酰胺烷基硅烷等。
聚乙烯醇樹脂的聚合度并無特別限制，但優(yōu)選1,000～7,000，更優(yōu)選1,200～6,000，進一步優(yōu)選1,400～5,000。如果聚合度小于1,000，當聚乙烯醇樹脂薄膜用于生產(chǎn)偏振膜時，無法獲得足夠的偏振特性。如果聚合度高于7,000，由于難于將薄膜拉伸，因此偏振膜的工業(yè)生產(chǎn)變得困難。
聚乙烯醇樹脂的水解度優(yōu)選不小于80摩爾％，更優(yōu)選為85～100摩爾％，進一步優(yōu)選98～100摩爾％。如果水解度低于80摩爾％，當聚乙烯醇樹脂薄膜用于生產(chǎn)偏振膜時，難以獲得足夠的偏振特性。
必要時，聚乙烯醇樹脂可以與通常使用的增塑劑混合，例如甘油、雙甘油、三甘油、乙二醇、三乙二醇或聚乙二醇，以聚乙烯醇樹脂為基礎(chǔ)，其用量最多為30重量％，優(yōu)選最多為25重量％，更優(yōu)選最多20重量％。如果增塑劑量超過30重量％，則薄膜強度劣化。
優(yōu)選地，在聚乙烯醇樹脂中加入非離子、陰離子或陽離子表面活性劑，特別是具有脫模作用的表面活性劑，例如聚氧乙烯烷基胺，以聚乙烯醇樹脂為基礎(chǔ)，其用量最多為5重量％，優(yōu)選0.001～3重量％，更優(yōu)選0.001～2重量％。如果表面活性劑量超過5重量％，薄膜表面的外觀容易劣化。
在本發(fā)明中，將聚乙烯醇樹脂溶解于溶劑中，使用制得的溶液制備聚乙烯醇樹脂薄膜。
在將樹脂溶解于水或有機溶劑而制備聚乙烯醇樹脂溶液后，將制得的溶液成型為薄膜從而得到原膜狀料(raw film web)。
用于制備聚乙烯醇樹脂溶液的溶劑實例包括例如水、二甲基亞砜(DMSO)、N-甲基吡咯烷酮、多元醇如甘油、乙二醇、丙二醇、二乙二醇、三乙二醇、四乙二醇或三羥甲基丙烷、胺化合物如乙二胺或二亞乙基三胺以及這些溶劑的混合物。
上述有機溶劑可以含有少量，例如5～30重量％的水。
從實用角度出發(fā)，聚乙烯醇樹脂在聚乙烯醇樹脂溶液中的濃度為5～70重量％。
可以采用已知方法，例如澆鑄和擠出將聚乙烯醇樹脂溶液成型為薄膜。薄膜成型方法可以為濕法或干法。在濕法中，溶液通過狹縫一次被排出到空氣或惰性氣體氛圍氣，如氮氣、氦氣、氬氣中，然后被導(dǎo)入凝固浴形成未拉伸薄膜；在干法中，溶液通過狹縫被排出到支撐裝置如輥或帶式運輸機上從而形成薄膜，干燥后成為未拉伸薄膜。
必要時上述形成的未拉伸薄膜可以進一步進行干燥處理、熱處理和濕度調(diào)節(jié)處理。
優(yōu)選地，上述制得的然后被導(dǎo)入卷繞工序的未拉伸聚乙烯醇薄膜具有0.5～7重量％的水分含量，特別優(yōu)選水分含量為0.5～6重量％，其原因在于，如果薄膜的水分含量在上述范圍內(nèi)，則由于阻塞等導(dǎo)致的問題，特別是在高速卷繞時薄膜的斷裂以及在將薄膜切斷時薄膜邊緣部分的開裂不易發(fā)生。
必要時可以用縱斷器將聚乙烯醇薄膜切割成具有預(yù)定寬度的帶狀物，隨后卷繞到柱形芯上成為供應(yīng)市場的薄膜卷。通過用膠帶暫時將薄膜的頂部緊固到芯表面，然后以預(yù)定卷繞速度旋轉(zhuǎn)芯從而將聚乙烯醇薄膜卷繞到柱形芯上。
在本發(fā)明中，柱形芯的類型并無特別限制，可以使用由各種金屬材料，例如鋁，塑性材料例如氯乙烯樹脂，紙材料等制成的柱形芯。
必要的是，處于卷繞到柱形芯狀態(tài)下的聚乙烯醇薄膜的表面硬度，即薄膜卷的表面硬度為60～95，優(yōu)選70～90，該硬度值為25℃、55％RH條件下根據(jù)JIS K 6301測定的肖氏A硬度。如果薄膜卷表面的肖氏A硬度小于60，則卷繞過松，輥變形為橢圓形或運輸輥時產(chǎn)生凹陷或不均勻，從而導(dǎo)致質(zhì)量的劣化。如果肖氏A硬度高于95，則卷繞過緊，有可能導(dǎo)致材料變形(永久變形)且卷繞緊引發(fā)褶皺的產(chǎn)生。在本發(fā)明中，薄膜卷的表面硬度是通過在25℃、55％RH條件下根據(jù)JIS K 6301用硬度計測定輥表面三點(中心點和兩邊緣附近點)的肖氏硬度并且將三個測定值進行平均而得到的。
在將聚乙烯醇薄膜卷繞到柱形芯的工序中，為了使制得的卷取薄膜卷具有這樣的一個表面硬度，適宜例如象圖1和2所示那樣，使導(dǎo)輥2和卷繞輥平行配置，其中柱形芯連接在卷繞輥上。在這種情況下，如圖1所示，在使柱形芯管1和導(dǎo)輥2保持間距(α)的情況下，即導(dǎo)輥2不與薄膜卷接觸的非接觸狀態(tài)(以下將這種卷繞方式稱為“近卷繞”)下將薄膜卷繞到柱形芯管1上。另外，可以在導(dǎo)輥2通過聚乙烯醇薄膜3與柱形芯管1(以及卷繞過程中的薄膜卷)接觸的狀態(tài)(以下將這種卷繞方式稱為“接觸卷繞”)下將薄膜卷繞到柱形芯管1上。具有所需表面硬度的薄膜卷可以通過使用上述方式進行的卷繞而制得。
作為所使用的導(dǎo)輥2，其為具有例如圖3所示結(jié)構(gòu)的輥，其中在軸6的周圍形成有彈性體層5。對于輥的形狀，優(yōu)選使用中凸輥，其具有的形狀使導(dǎo)輥2的彈性體層5的直徑從中心向兩端逐漸減小，使彈性體層5的圓周形成曲線。即使在將薄膜卷繞到卷繞輥上時形成了褶皺，由于使用具有該形狀的導(dǎo)輥也可以使褶皺向卷繞輥的兩端消失，從而有效地防止了褶皺的形成。
導(dǎo)輥2的形成材料并無特別限制，可以使用任何已知用于形成彈性體層5的材料的彈性體。其實例包括例如異戊二烯橡膠、氯丁二烯橡膠、丁二烯橡膠、乙丙橡膠、硅橡膠、氟橡膠、丙烯腈-丁二烯橡膠(NBR)等。
優(yōu)選地，導(dǎo)輥2的彈性體層5的JIS A硬度為30～90°。
在使用中凸輥作為導(dǎo)輥2的情況下，優(yōu)選地，例如，中心部分的直徑為50～200mm，中凸量(輥中心直徑與兩端直徑的差)為0.1～10mm。
中凸輥的中凸曲線(從中心到端部的曲線度)通過，例如以下四次曲線方程(a)、二次曲線方程(b)或正弦曲線方程(c)進行計算，適當選擇計算方程。關(guān)于下述方程(a)～(c)中的參數(shù)參照圖3。在圖3中，D為中凸輥的直徑(中心值)。
Cx=C[1+15(XN)4-65(XN)2]---(a)]]>其中，C為指定的中凸值，Cx為x點的中凸值，X為測定位置，N為區(qū)劃數(shù)。
Cx=C[1-(XN)2]---(b)]]>
其中，Cx、C、X及N與上述定義相同。
Cx=C·sin(π2×X′N)---(c)]]>其中，Cx、C及N與上述定義相同，X’為測定的位置。
除了上述中凸輥外，還可以使用彈簧輥和其他輥作為導(dǎo)輥2。
上述制得的聚乙烯醇薄膜卷具有優(yōu)異的外觀，適用于制備偏振膜。由上述制得的聚乙烯醇薄膜制備偏振膜的方法將在下面進行說明。
用于制備偏振膜的方法為適用的已知方法，如將制得的聚乙烯醇薄膜拉伸(取向)，然后將薄膜浸于碘或二色性染料的溶液中進行染色，隨后用硼化合物進行處理的方法；同時進行拉伸和染色，然后用硼化合物進行處理的方法；用碘或二色性染料將薄膜進行染色并拉伸，然后用硼化合物進行處理的方法；在將薄膜染色后，在硼化合物的溶液中對染色薄膜進行拉伸的方法。由本發(fā)明的聚乙烯醇薄膜制備偏振膜的方法可以從這些方法中適當選擇。
在制備偏振膜中所使用的聚乙烯醇薄膜的厚度優(yōu)選20～100μm，更優(yōu)選30～90μm。如果薄膜厚度小于20μm，則難于拉伸；如果薄膜厚度大于100μm，則薄膜厚度精度降低。
如上所述，對聚乙烯醇薄膜(未拉伸薄膜)進行拉伸、染色和硼化合物處理。拉伸、染色和硼化合物處理可以分步進行或同時進行。在本發(fā)明中，優(yōu)選地，在進行染色工序和硼化合物處理工序之一或兩者中，進行單軸拉伸(單軸取向)。
優(yōu)選單軸拉伸薄膜3～10倍，特別優(yōu)選3.5～6倍。在單軸拉伸時，也可以在垂直單軸拉伸的方向?qū)Ρ∧みM行少量拉伸(達到或好于防止在垂直方向收縮的程度)。拉伸溫度優(yōu)選40～170℃。最終獲得上述拉伸比率便足夠了，因此拉伸操作可以在制備工序的單一階段或任意階段進行。
將含有碘或二色性染料的液體與薄膜接觸對聚乙烯醇薄膜進行染色。通常使用碘-碘化鉀的水溶液。優(yōu)選地，碘的濃度為0.1～2g/l，碘化鉀的濃度為10～50g/l，碘/碘化鉀的混合重量比為20～100。實用中，染色時間為約30～500秒，優(yōu)選地，染色浴的溫度為5～50℃。用水作為溶劑，但溶劑可以含有少量與水混溶的有機溶劑。任何已知方法，如浸漬、涂布和噴淋都適用于使染色溶液與薄膜接觸。
然后可以用硼化合物對染色的聚乙烯醇薄膜進行處理。從實用方面出發(fā)，使用硼酸或硼砂作為硼化合物。所用硼化合物為溶于水的溶液或溶于水和有機溶劑的混合溶劑的溶液，其濃度約為0.5～2摩爾/升。從實用角度出發(fā)，優(yōu)選在溶液中加入少量碘化鉀。優(yōu)選用浸漬法進行硼化合物處理，但涂布法和噴淋法也當然適用。處理在約50～70℃的溫度下進行約5～20分鐘。如果需要，可以在硼化合物處理過程中進行拉伸操作。
可以在這樣制得的偏振膜的任何一面或兩面層壓光學(xué)各向同性的聚合物膜或片作為保護膜。保護膜的實例包括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、聚苯乙烯、聚醚砜、聚芳酯(polyarylate)、聚4-甲基戊烯、聚苯醚等的膜或片。
為了使偏振膜薄，可以在偏振膜的任何一面或兩面涂布固化性聚合物，例如聚氨酯樹脂、丙烯酸類樹脂或尿素樹脂形成保護層而不層壓保護膜。
可以用通常的方法在偏振膜(或在其至少一面上設(shè)置了保護膜或涂層的偏振膜)的一面上再設(shè)置透明的壓敏粘合層。由于偏振膜的偏振特性不受損傷，因此特別優(yōu)選壓敏粘合劑包含的主要成分為丙烯酸酯例如丙烯酸丁酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸甲酯或丙烯酸2-乙基己酯，α-單烯屬羧酸例如丙烯酸、馬來酸、衣康酸、甲基丙烯酸或巴豆酸，以及可有可無的乙烯基單體例如丙烯腈、醋酸乙烯酯或苯乙烯的共聚物。但是，壓敏粘合劑并不限于這些物質(zhì)，任何已知透明的壓敏粘合劑都可以用于本發(fā)明，例如以聚乙烯基醚為基礎(chǔ)的粘合劑和以橡膠為基礎(chǔ)的粘合劑。
上述制備的偏振膜用于，例如，數(shù)字臺式計算器、數(shù)字手表、文字處理器、個人電腦、袖珍信息終端、汽車和機器計量表的液晶顯示裝置、太陽鏡、安全風(fēng)鏡、立體眼鏡、顯示裝置(如CRT或LCD)用的減反射層、醫(yī)療設(shè)備、建筑材料、玩具等。
本發(fā)明將通過下面的實施例和比較例進行更為詳細的說明，其中只要沒有特別說明，所有“％”均為“重量％”。
具體實施例方式
實施例1用平均聚合度為1700、水解度為99.7摩爾％的聚乙烯醇樹脂，用甘油作為增塑劑，用聚氧乙烯烷基胺作為表面活性劑(脫模劑)制備固體濃度為45％(固體物質(zhì)包括增塑劑和脫模劑)的聚乙烯醇樹脂的水溶液。從T型模頭將溶液澆鑄到轉(zhuǎn)筒輥上形成薄膜并干燥，隨后進行熱處理和濕度調(diào)節(jié)，制得水分含量為4％的聚乙烯醇薄膜。
然后在下述條件(卷繞1,000m)下，如圖1所示，將聚乙烯醇薄膜卷繞到與導(dǎo)輥2平行的柱形芯管1上。聚乙烯醇薄膜3的卷繞在非接觸狀態(tài)下進行，即在操作(近卷繞)過程中，柱形芯管1和導(dǎo)輥2保持距離。
柱形芯管材料鋁直徑(外徑)165mm柱體長度2.7m導(dǎo)輥材料丙烯腈-丁二烯橡膠(NBR)中心直徑150mm端部直徑149mm中凸曲線四次曲線方程(a)；指定中凸值C＝1導(dǎo)輥(中凸輥)硬度60
卷繞條件導(dǎo)輥與芯管之間的間隙α(間隙距離)15mm卷繞張力100N/m卷繞速度80m/分通過卷繞1,000m的聚乙烯醇薄膜而制得的薄膜卷，其硬度在25℃、55％RH條件下，根據(jù)JIS K 6301用硬度計(Shimadzu Corporation生產(chǎn)的JIS硬度測試儀)進行測定。薄膜卷的肖氏A硬度為73。
然后以1.23m/分的速度將聚乙烯醇薄膜卷展開。在24℃用于清洗的水浴中使薄膜溶脹后，將薄膜在碘浴(20℃、碘0.17g/l)中單軸拉伸1.8倍并在硼酸浴(50℃、碘12ppm、硼酸47g/l)中單軸拉伸1.7倍，然后以5.6m/分的卷繞速度進一步將薄膜單軸拉伸共4.6倍，制得偏振膜。
實施例2用與實施例1相同的方法制備水分含量為4％的聚乙烯醇薄膜。
然后在下述條件(卷繞1,000m)下，如圖1所示，將聚乙烯醇薄膜卷繞到與導(dǎo)輥2平行的柱形芯管1上。聚乙烯醇薄膜3的卷繞在非接觸狀態(tài)下進行，即在操作(近卷繞)過程中，柱形芯管1和導(dǎo)輥2保持距離。
柱形芯管材料鋁直徑(外徑)165mm柱體長度2.7m導(dǎo)輥材料丙烯腈-丁二烯橡膠(NBR)中心直徑150mm端部直徑149mm中凸曲線四次曲線方程(a)；指定中凸值C＝1導(dǎo)輥(中凸輥)硬度60卷繞條件導(dǎo)輥與芯管之間的間隙α(間隙距離)15mm卷繞張力120N/m卷繞速度80m/分通過卷繞1,000m的聚乙烯醇薄膜而制得的薄膜卷，其硬度在25℃、55％RH條件下，根據(jù)JIS K 6301，用與實施例1相同的方法進行測定。薄膜卷的肖氏A硬度為85。
用與實施例1相同的方法將聚乙烯醇薄膜卷展開、處理、單軸拉伸共4.6倍，制得偏振膜。
實施例3用與實施例1相同的方法制備水分含量為4％的聚乙烯醇薄膜。
然后在下述條件(卷繞1,000m)下，如圖1所示，將聚乙烯醇薄膜卷繞到與導(dǎo)輥2平行的柱形芯管1上。聚乙烯醇薄膜3的卷繞在非接觸狀態(tài)下進行，即在操作(近卷繞)過程中，柱形芯管1和導(dǎo)輥2保持距離。
柱形芯管材料鋁直徑(外徑)165mm柱體長度2.7m導(dǎo)輥材料丙烯腈-丁二烯橡膠(NBR)中心直徑150mm端部直徑149mm中凸曲線四次曲線方程(a)；指定中凸值C＝1導(dǎo)輥(中凸輥)硬度60卷繞條件導(dǎo)輥與芯管之間的間隙α(間隙距離)15mm卷繞張力140N/m卷繞速度80m/分通過卷繞1,000m的聚乙烯醇薄膜而制得的薄膜卷，其硬度在25℃、55％RH條件下，根據(jù)JIS K 6301，用與實施例1相同的方法進行測定。薄膜卷的肖氏A硬度為92。
用與實施例1相同的方法將聚乙烯醇薄膜卷展開、處理、單軸拉伸共4.6倍，制得偏振膜。
實施例4用與實施例1相同的方法制備水分含量為4％的聚乙烯醇薄膜。
然后在下述條件(卷繞1,000m)下，如圖2所示，將聚乙烯醇薄膜卷繞到與導(dǎo)輥2平行的柱形芯管1上。卷繞在導(dǎo)輥2通過聚乙烯醇薄膜3與柱形芯管1接觸的狀態(tài)(接觸卷繞)下進行。
柱形芯管材料鋁直徑(外徑)165mm柱體長度2.7m導(dǎo)輥材料丙烯腈-丁二烯橡膠(NBR)中心直徑150mm端部直徑149mm中凸曲線四次曲線方程(a)；指定中凸值C＝1導(dǎo)輥(中凸輥)硬度60卷繞條件導(dǎo)輥的接觸壓力100N/m卷繞張力100N/m卷繞速度80m/分通過卷繞1,000m的聚乙烯醇薄膜而制得的薄膜卷，其硬度在25℃、55％RH條件下，根據(jù)JIS K 6301，用與實施例1相同的方法進行測定。薄膜卷的肖氏A硬度為73。
用與實施例1相同的方法將聚乙烯醇薄膜卷展開、處理、單軸拉伸共4.6倍，制得偏振膜。
實施例5
用與實施例1相同的方法制備水分含量為4％的聚乙烯醇薄膜。
然后在下述條件(卷繞1,000m)下，如圖2所示，將聚乙烯醇薄膜卷繞到與導(dǎo)輥2平行的柱形芯管1上。卷繞在導(dǎo)輥2通過聚乙烯醇薄膜3與柱形芯管1接觸的狀態(tài)(接觸卷繞)下進行。
柱形芯管材料鋁直徑(外徑)165mm柱體長度2.7m導(dǎo)輥材料丙烯腈-丁二烯橡膠(NBR)中心直徑150mm端部直徑149mm中凸曲線四次曲線方程(a)；指定中凸值C＝1導(dǎo)輥(中凸輥)硬度60卷繞條件導(dǎo)輥的接觸壓力150N/m卷繞張力120N/m卷繞速度80m/分通過卷繞1,000m的聚乙烯醇薄膜而制得的薄膜卷，其硬度在25℃、55％RH條件下，根據(jù)JIS K 6301，用與實施例1相同的方法進行測定。薄膜卷的肖氏A硬度為92。
用與實施例1相同的方法將聚乙烯醇薄膜卷展開、處理、單軸拉伸共4.6倍，制得偏振膜。
比較例1用與實施例1相同的方法制備水分含量為4％的聚乙烯醇薄膜。
然后在下述條件(卷繞1,000m)下，如圖1所示，將聚乙烯醇薄膜卷繞到與導(dǎo)輥2平行的柱形芯管1上。聚乙烯醇薄膜3的卷繞在非接觸狀態(tài)下進行，即在操作(近卷繞)過程中，柱形芯管1和導(dǎo)輥2保持距離。
柱形芯管材料鋁直徑(外徑)165mm柱體長度2.7m導(dǎo)輥材料丙烯腈-丁二烯橡膠(NBR)中心直徑150mm端部直徑149mm中凸曲線四次曲線方程(a)；指定中凸值C＝1導(dǎo)輥(中凸輥)硬度60卷繞條件導(dǎo)輥與芯管之間的間隙α(間隙距離)5mm卷繞張力160N/m卷繞速度80m/分通過卷繞1,000m的聚乙烯醇薄膜而制得的薄膜卷，其硬度在25℃、55％RH條件下，根據(jù)JIS K 6301，用與實施例1相同的方法進行測定。薄膜卷的肖氏A硬度為98。
用與實施例1相同的方法將聚乙烯醇薄膜卷展開、處理、單軸拉伸共4.6倍，制得偏振膜。由于緊卷繞使褶皺產(chǎn)生，因此制得的偏振膜不良，從而無法實現(xiàn)均一染色和拉伸。
比較例2用與實施例1相同的方法制備水分含量為4％的聚乙烯醇薄膜。
然后在下述條件(卷繞1,000m)下，如圖1所示，將聚乙烯醇薄膜卷繞到與導(dǎo)輥2平行的柱形芯管1上。聚乙烯醇薄膜3的卷繞在非接觸狀態(tài)下進行，即在操作(近卷繞)過程中，柱形芯管1和導(dǎo)輥2保持距離。
柱形芯管材料鋁直徑(外徑)165mm
柱體長度2.7m導(dǎo)輥材料丙烯腈-丁二烯橡膠(NBR)中心直徑150mm端部直徑149mm中凸曲線四次曲線方程(a)；指定中凸值C＝1導(dǎo)輥(中凸輥)硬度25卷繞條件導(dǎo)輥與芯管之間的間隙α(間隙距離)25mm卷繞張力60N/m卷繞速度80m/分通過卷繞1,000m的聚乙烯醇薄膜而制得的薄膜卷，其硬度在25℃、55％RH條件下，根據(jù)JIS K 6301，用與實施例1相同的方法進行測定。薄膜卷的肖氏A硬度為55。
用與實施例1相同的方法將聚乙烯醇薄膜卷展開、處理、單軸拉伸共4.6倍，制得偏振膜。但是，由于輥變形為橢圓狀且無法實現(xiàn)穩(wěn)定的展開，因此產(chǎn)生褶皺，無法實現(xiàn)均一染色和拉伸。制得的偏振膜不良。
比較例3用與實施例1相同的方法制備水分含量為4％的聚乙烯醇薄膜。
然后在下述條件(卷繞1,000m)下，如圖2所示，將聚乙烯醇薄膜卷繞到與導(dǎo)輥2平行的柱形芯管1上。卷繞在導(dǎo)輥2通過聚乙烯醇薄膜3與柱形芯管1接觸的狀態(tài)(接觸卷繞)下進行。
柱形芯管材料鋁直徑(外徑)165mm柱體長度2.7m導(dǎo)輥材料丙烯腈-丁二烯橡膠(NBR)
中心直徑150mm端部直徑149mm中凸曲線四次曲線方程(a)；指定中凸值C＝1導(dǎo)輥(中凸輥)硬度25卷繞條件導(dǎo)輥的接觸壓力50N/m卷繞張力60N/m卷繞速度80m/分通過卷繞1,000m的聚乙烯醇薄膜而制得的薄膜卷，其硬度在25℃、55％RH條件下，根據(jù)JIS K 6301，用與實施例1相同的方法進行測定。薄膜卷的肖氏A硬度為55。
用與實施例1相同的方法將聚乙烯醇薄膜卷展開、處理、單軸拉伸共4.6倍，制得偏振膜。但是，由于如比較例2那樣，無法實現(xiàn)均一染色和拉伸，因此制得的偏振膜不良。
根據(jù)下述方法對實施例和比較例中制得的聚乙烯醇薄膜和偏振膜進行評價。結(jié)果示于表1。
褶皺出現(xiàn)針對褶皺的出現(xiàn)，對卷繞1000m的聚乙烯醇薄膜進行目視觀察并根據(jù)下述標準進行評價。
○沒有發(fā)現(xiàn)褶皺形成。
×發(fā)現(xiàn)褶皺形成。
不均勻染色針對不均勻染色，對偏振膜進行目視觀察并根據(jù)下述標準進行評價。
○沒有發(fā)現(xiàn)不均勻染色。
×發(fā)現(xiàn)不均勻染色。
偏振特性用光譜色度計(Nippon Denshoku Kogyo Kabushiki Kaisha生產(chǎn)的∑90型)在橫向的五個位置上測定偏振膜的單百分比透射率和偏振度，分別求得平均值。
表1實施例1實施例2實施例3實施例4實施例5比較例1比較例2比較例3聚乙烯醇薄膜是否出現(xiàn)褶皺 ○ ○ ○ ○ ○ × × ×不均勻染色 ○ ○ ○ ○ ○ × × ×偏振特性透射率(％) 42.8 42.7 42.7 42.8 42.7 42.6 42.4 42.6偏振度(％) 99.2 99.1 99.0 99.2 99.0 97.6 96.8 97.6
如表1所示，實施例中制備的聚乙烯醇薄膜在卷繞狀態(tài)下良好，因此由其制備的偏振膜在展開、染色和拉伸工序中沒有產(chǎn)生褶皺，沒有不均勻染色出現(xiàn)且具有優(yōu)異的光學(xué)特性。
與此相比，比較例中制備的聚乙烯醇薄膜在卷繞狀態(tài)下不良，在展開時產(chǎn)生褶皺，因此沒有實現(xiàn)均勻染色和拉伸，從而使不均勻染色產(chǎn)生且制備的偏振膜光學(xué)特性差。
如上所述，在本發(fā)明中，由聚乙烯醇樹脂溶液形成的聚乙烯醇薄膜被卷繞到柱形芯上，從而使制得的薄膜卷具有60～95的表面硬度，該硬度為在25℃、55％RH條件下根據(jù)JIS K 6301測定的肖氏A硬度。其結(jié)果在卷繞的薄膜上沒有形成褶皺且無薄膜阻塞產(chǎn)生，因此其外觀良好且制備的聚乙烯醇薄膜整體上具有均一性。
因此，由于在偏振膜的生產(chǎn)中在拉伸工序中沒有不均勻拉伸發(fā)生，因此由該聚乙烯醇薄膜制備的偏振膜具有優(yōu)異的偏振特性。
又，當被卷繞的聚乙烯醇薄膜具有0.5～7重量％的水分含量時，由薄膜阻塞引起的問題特別是在高速卷繞時薄膜的斷裂不會發(fā)生，而且薄膜可以被切割成帶狀而在帶狀物的邊緣部分不產(chǎn)生開裂。
又，如果將導(dǎo)輥配置于用于在其上面卷繞薄膜的柱形芯的附近，而且在卷繞過程中，在保持芯與導(dǎo)輥之間距離的狀態(tài)下或在導(dǎo)輥通過卷繞薄膜與芯接觸的狀態(tài)下使薄膜從芯和導(dǎo)輥之間通過而將薄膜卷繞到芯上，則更容易將卷繞薄膜的表面硬度控制所希望的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種制備聚乙烯醇薄膜的方法，該方法包括由聚乙烯醇樹脂溶液形成聚乙烯醇薄膜和將該薄膜卷繞到柱形芯上的工序，其中經(jīng)過卷繞工序而制得的薄膜卷的表面硬度設(shè)定為肖氏A硬度60～95，該硬度是在25℃、55％RH條件下根據(jù)JIS K 6301測定的。
2.根據(jù)權(quán)利要求1記載的方法，其中該聚乙烯醇薄膜的水分含量為0.5～7重量％。
3.根據(jù)權(quán)利要求1記載的方法，其中將導(dǎo)輥配置于該柱形芯的附近，而且在卷繞過程中、在保持該芯與該導(dǎo)輥之間距離的狀態(tài)下或在該導(dǎo)輥通過運動的薄膜與該柱形芯接觸的狀態(tài)下，使該薄膜從該芯和該導(dǎo)輥之間通過，從而將該薄膜卷繞到該柱形芯上。
4.根據(jù)權(quán)利要求3的方法，其中該導(dǎo)輥為中凸輥。
5.一種由聚乙烯醇薄膜制備的偏振膜，其中該聚乙烯醇薄膜由權(quán)利要求1的方法制備。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種在不形成褶皺和刮痕且不產(chǎn)生薄膜阻塞的情況下制備具有優(yōu)異外觀的光學(xué)均一性聚乙烯醇薄膜的方法。該方法包括由聚乙烯醇樹脂溶液形成聚乙烯醇薄膜和將薄膜卷繞到柱形芯上的工序，其中卷取薄膜的表面硬度設(shè)定為肖氏A硬度60～95，該硬度是在25℃、55％RH條件下根據(jù)JIS K 6301測定的。
文檔編號C08L29/04GK1635024SQ200310124268
公開日2005年7月6日 申請日期2003年12月29日 優(yōu)先權(quán)日2003年12月29日
發(fā)明者長谷川健二, 枝澤敏行 申請人:日本合成化學(xué)工業(yè)株式會社