制备聚乙烯醇薄膜的方法及使用其的偏振薄膜技术

一种制备聚乙烯醇薄膜的方法，该方法包括由聚乙烯醇树脂溶液形成聚乙烯醇薄膜和将该薄膜卷绕到柱形芯上的工序，其中经过卷绕工序而制得的薄膜卷的表面硬度设定为肖氏Ａ硬度６０～９５，该硬度是在２５℃、５５％ＲＨ条件下根据ＪＩＳ　　Ｋ　　６３０１测定的。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种制备具有优异外观的聚乙烯醇薄膜的方法及用该聚乙烯醇薄膜得到的具有优异偏振特性的偏振膜。
技术介绍
聚乙烯醇薄膜通常通过如下方法制备将聚乙烯醇树脂溶解于溶剂中，使制得的溶液脱气，用溶液浇铸法使其形成薄膜并使用金属加热辊等使薄膜干燥。然后用干燥器对经历了上述干燥工序的薄膜进行干燥以使薄膜中含有的水分挥发，又在湿度调节器中提供给其预定量的水分并将其卷绕到柱形芯管上从而生产出投放市场的卷取薄膜。作为具有优异形状稳定性的薄膜，上述卷取的聚乙烯醇薄膜已被用于许多用途。有用的用途之一便是光学膜，特别是偏振膜。如果薄膜在柱形芯上卷绕得过松或过紧，薄膜的外观会产生问题，例如产生褶皱或薄膜刮伤，或产生卷绕的薄膜引起阻塞的问题。如果由曾经引起了该问题的薄膜生产偏振膜，偏振特性也当然会劣化。本专利技术的一个目的在于提供一种用于制备聚乙烯醇薄膜的方法，根据该方法，可以防止褶皱和刮痕的产生以及薄膜阻塞，从而提供了一种具有优异外观的光学均一性聚乙烯醇薄膜。本专利技术的另一个目的在于提供一种具有优异偏振特性的偏振膜。本专利技术的这些以及其他目的将在后面的说明中变得清晰。
技术实现思路
为了在将薄膜卷绕到柱形芯上的工序中防止聚乙烯醇薄膜形成褶皱和刮痕以及为了防止卷取的薄膜形成阻塞从而得到具有优异外观的聚乙烯醇薄膜，进行了有关薄膜卷特性的研究。从而发现由于上述原因而产生的外观缺陷，例如褶皱，与薄膜卷的表面硬度(卷取薄膜表面的硬度)紧密相关。经过对薄膜卷适当表面硬度的进一步研究，现已发现当聚乙烯醇薄膜卷绕到柱形芯上从而形成表面硬度为肖氏A硬度60～95的薄膜卷时(该硬度在25℃、55％RH条件下根据JIS K 6301测定)，制得的聚乙烯醇薄膜具有优异的外观，没有产生褶皱和刮痕，也没有产生薄膜阻塞。根据本专利技术，提供了一种制备聚乙烯醇薄膜的方法，该方法包括从聚乙烯醇树脂溶液形成聚乙烯醇薄膜和将薄膜卷绕到柱形芯上的工序，其中经过卷绕工序而制得的薄膜卷的表面硬度设定为肖氏A硬度60～95，该硬度在25℃、55％RH条件下根据JIS K 6301测定。本专利技术还提供了一种由聚乙烯醇薄膜制备的偏振膜，该聚乙烯醇薄膜用本专利技术的上述方法制备。附图说明图1为表示用于制备本专利技术聚乙烯醇薄膜的方法一例的简图。图2为表示用于制备本专利技术聚乙烯醇薄膜的方法另一例的简图。图3为表示中凸辊形状的平面图，该中凸辊为用于进行本专利技术方法的导辊的一例。在本专利技术的方法中，用聚乙烯醇树脂作为形成薄膜的材料。聚乙烯醇树脂通常通过聚合醋酸乙烯酯并使聚醋酸乙烯酯水解而制备。本专利技术所使用的聚乙烯醇树脂并不限于聚醋酸乙烯酯的水解产物，可以含有少量，例如0～15摩尔％，特别是0～5摩尔％可以与醋酸乙烯酯共聚的其他组分，例如不饱和羧酸(包括其盐、酯、酰胺、腈)，具有2～30个碳原子的烯烃，例如乙烯、丙烯、正丁烯或异丁烯、乙烯基醚，不饱和磺酸盐等。聚乙烯醇树脂可以含有甲硅烷基。含有甲硅烷基的树脂可以根据已知方法制备，例如使用甲硅烷基化剂进行后改性或用含有甲硅烷基的烯烃系不饱和单体与醋酸乙烯酯共聚后进行水解。含有甲硅烷基的烯烃系不饱和单体为，例如乙烯基硅烷、(甲基)丙烯酰胺烷基硅烷等。聚乙烯醇树脂的聚合度并无特别限制，但优选1,000～7,000，更优选1,200～6,000，进一步优选1,400～5,000。如果聚合度小于1,000，当聚乙烯醇树脂薄膜用于生产偏振膜时，无法获得足够的偏振特性。如果聚合度高于7,000，由于难于将薄膜拉伸，因此偏振膜的工业生产变得困难。聚乙烯醇树脂的水解度优选不小于80摩尔％，更优选为85～100摩尔％，进一步优选98～100摩尔％。如果水解度低于80摩尔％，当聚乙烯醇树脂薄膜用于生产偏振膜时，难以获得足够的偏振特性。必要时，聚乙烯醇树脂可以与通常使用的增塑剂混合，例如甘油、双甘油、三甘油、乙二醇、三乙二醇或聚乙二醇，以聚乙烯醇树脂为基础，其用量最多为30重量％，优选最多为25重量％，更优选最多20重量％。如果增塑剂量超过30重量％，则薄膜强度劣化。优选地，在聚乙烯醇树脂中加入非离子、阴离子或阳离子表面活性剂，特别是具有脱模作用的表面活性剂，例如聚氧乙烯烷基胺，以聚乙烯醇树脂为基础，其用量最多为5重量％，优选0.001～3重量％，更优选0.001～2重量％。如果表面活性剂量超过5重量％，薄膜表面的外观容易劣化。在本专利技术中，将聚乙烯醇树脂溶解于溶剂中，使用制得的溶液制备聚乙烯醇树脂薄膜。在将树脂溶解于水或有机溶剂而制备聚乙烯醇树脂溶液后，将制得的溶液成型为薄膜从而得到原膜状料(raw film web)。用于制备聚乙烯醇树脂溶液的溶剂实例包括例如水、二甲基亚砜(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、四乙二醇或三羟甲基丙烷、胺化合物如乙二胺或二亚乙基三胺以及这些溶剂的混合物。上述有机溶剂可以含有少量，例如5～30重量％的水。从实用角度出发，聚乙烯醇树脂在聚乙烯醇树脂溶液中的浓度为5～70重量％。可以采用已知方法，例如浇铸和挤出将聚乙烯醇树脂溶液成型为薄膜。薄膜成型方法可以为湿法或干法。在湿法中，溶液通过狭缝一次被排出到空气或惰性气体氛围气，如氮气、氦气、氩气中，然后被导入凝固浴形成未拉伸薄膜；在干法中，溶液通过狭缝被排出到支撑装置如辊或带式运输机上从而形成薄膜，干燥后成为未拉伸薄膜。必要时上述形成的未拉伸薄膜可以进一步进行干燥处理、热处理和湿度调节处理。优选地，上述制得的然后被导入卷绕工序的未拉伸聚乙烯醇薄膜具有0.5～7重量％的水分含量，特别优选水分含量为0.5～6重量％，其原因在于，如果薄膜的水分含量在上述范围内，则由于阻塞等导致的问题，特别是在高速卷绕时薄膜的断裂以及在将薄膜切断时薄膜边缘部分的开裂不易发生。必要时可以用纵断器将聚乙烯醇薄膜切割成具有预定宽度的带状物，随后卷绕到柱形芯上成为供应市场的薄膜卷。通过用胶带暂时将薄膜的顶部紧固到芯表面，然后以预定卷绕速度旋转芯从而将聚乙烯醇薄膜卷绕到柱形芯上。在本专利技术中，柱形芯的类型并无特别限制，可以使用由各种金属材料，例如铝，塑性材料例如氯乙烯树脂，纸材料等制成的柱形芯。必要的是，处于卷绕到柱形芯状态下的聚乙烯醇薄膜的表面硬度，即薄膜卷的表面硬度为60～95，优选70～90，该硬度值为25℃、55％RH条件下根据JIS K 6301测定的肖氏A硬度。如果薄膜卷表面的肖氏A硬度小于60，则卷绕过松，辊变形为椭圆形或运输辊时产生凹陷或不均匀，从而导致质量的劣化。如果肖氏A硬度高于95，则卷绕过紧，有可能导致材料变形(永久变形)且卷绕紧引发褶皱的产生。在本专利技术中，薄膜卷的表面硬度是通过在25℃、55％RH条件下根据JIS K 6301用硬度计测定辊表面三点(中心点和两边缘附近点)的肖氏硬度并且将三个测定值进行平均而得到的。在将聚乙烯醇薄膜卷绕到柱形芯的工序中，为了使制得的卷取薄膜卷具有这样的一个表面硬度，适宜例如象图1和2所示那样，使导辊2和卷绕辊平行配置，其中柱形芯连接在卷绕辊上。在这种情况下，如图1所示，在使柱形芯管1和导辊2保持间距(α)的情况下，即导辊2不与薄膜卷接触的非接触状态(以下将这种卷绕方式称为“近卷绕”)下将薄膜卷绕到柱形芯管1上。另外，可以在导辊2本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：长谷川健二，枝泽敏行，
申请(专利权)人：日本合成化学工业株式会社，
类型：发明
国别省市：