JP7601876B2 - Polyvinyl alcohol film and method for producing optical film using same - Google Patents
Polyvinyl alcohol film and method for producing optical film using same Download PDFInfo
- Publication number
- JP7601876B2 JP7601876B2 JP2022533924A JP2022533924A JP7601876B2 JP 7601876 B2 JP7601876 B2 JP 7601876B2 JP 2022533924 A JP2022533924 A JP 2022533924A JP 2022533924 A JP2022533924 A JP 2022533924A JP 7601876 B2 JP7601876 B2 JP 7601876B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- film
- pva
- pva film
- mass
- long period
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J5/00—Manufacture of articles or shaped materials containing macromolecular substances
- C08J5/18—Manufacture of films or sheets
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B5/00—Optical elements other than lenses
- G02B5/30—Polarising elements
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Manufacture Of Macromolecular Shaped Articles (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
Description
本発明は、ポリビニルアルコールフィルム、及びそれを用いた光学フィルムの製造方法に関する。 The present invention relates to a polyvinyl alcohol film and a method for producing an optical film using the same.
光の透過及び遮蔽機能を有する偏光板は、光の偏光状態を変化させる液晶と共に液晶ディスプレイ(LCD)の基本的な構成要素である。偏光板は、一般にポリビニルアルコールフィルム(以下、「ポリビニルアルコール」を「PVA」と略記する場合がある)に染色工程、延伸工程(一軸延伸工程)、及び必要に応じてさらにホウ素化合物等による固定処理工程を施して偏光フィルムを製造した後、その偏光フィルムの表面に三酢酸セルロース(TAC)フィルムなどの保護膜を貼り合わせることによって製造される。 Polarizing plates, which have the function of transmitting and blocking light, are a basic component of liquid crystal displays (LCDs) along with liquid crystals, which change the polarization state of light. Polarizing plates are generally manufactured by producing a polarizing film by subjecting a polyvinyl alcohol film (hereinafter, "polyvinyl alcohol" may be abbreviated as "PVA") to a dyeing process, a stretching process (uniaxial stretching process), and, if necessary, a fixing process using a boron compound, etc., and then laminating a protective film such as a triacetate cellulose (TAC) film onto the surface of the polarizing film.
LCDは、電卓及び腕時計などの小型機器、ノートパソコン、液晶モニター、液晶カラープロジェクター、液晶テレビ、車載用ナビゲーションシステム、携帯電話、屋内外で用いられる計測機器などの広範囲において用いられるようになっている。近年のLCDの高性能化に対応して、LCDの構成要素である偏光板についても高性能化が求められている。具体的には、より優れた光学性能を有し、かつ高温においても寸法安定性に優れた偏光板が求められている。したがって、偏光板に用いる偏光フィルムについても、より優れた光学性能(偏光性能)を有し、かつ高温下における収縮応力が小さいことが求められている。 LCDs are now used in a wide range of applications, including small devices such as calculators and watches, laptops, LCD monitors, LCD color projectors, LCD televisions, car navigation systems, mobile phones, and measuring instruments used both indoors and outdoors. In response to the recent increase in performance of LCDs, there is a demand for improved performance in the polarizing plates, a component of LCDs. Specifically, there is a demand for polarizing plates that have better optical performance and excellent dimensional stability even at high temperatures. Therefore, there is a demand for polarizing films used in polarizing plates that have better optical performance (polarizing performance) and low shrinkage stress at high temperatures.
しかしながら、偏光フィルムにおいて、光学性能(偏光性能)を高めつつ、高温下における収縮応力を小さくすることは容易ではない。これは、一般に偏光フィルムの偏光性能と収縮応力にはトレード・オフの関係が成立するためである。すなわち、偏光フィルムの偏光性能を高くしようとすれば収縮応力が大きくなり、収縮応力を小さくしようとすれば偏光性能が低下する。However, it is not easy to reduce the shrinkage stress at high temperatures while improving the optical performance (polarization performance) of polarizing films. This is because there is generally a trade-off between the polarization performance and shrinkage stress of polarizing films. In other words, if you try to increase the polarization performance of a polarizing film, the shrinkage stress increases, and if you try to decrease the shrinkage stress, the polarization performance decreases.
特許文献1には、平均重合度が2500~3500のPVAを含むPVAフィルムを用い、所定の架橋延伸工程を採用することによって、偏光性能に優れ収縮応力が小さい偏光フィルムが得られることが記載されている。しかしながら、特許文献1に記載の方法で偏光フィルムを製造しても、PVAフィルムの製膜条件等によっては得られる偏光フィルムの偏光性能と収縮応力の両立が困難な場合があり、PVAフィルムの結晶構造の観点からの改善の余地があった。 Patent Document 1 describes that a polarizing film with excellent polarization performance and small shrinkage stress can be obtained by using a PVA film containing PVA with an average degree of polymerization of 2500 to 3500 and adopting a specified cross-linking and stretching process. However, even if a polarizing film is produced using the method described in Patent Document 1, it may be difficult to achieve both the polarization performance and shrinkage stress of the resulting polarizing film depending on the film-forming conditions of the PVA film, and there is room for improvement from the perspective of the crystal structure of the PVA film.
一方、特許文献2には、小角X線散乱法により求められる長周期と非晶部の厚さを特定範囲としたPVAフィルムを用いることで、偏光性能(偏光度、単体透過率)の面内均一性に優れ、大面積化、高精細化に対応した偏光膜が得られることが記載されている。また、特許文献3には、水中での結晶長周期が特定範囲であるPVAフィルムを用いることで、長波長領域の吸光度が高く、しかも偏光度の高い偏光フィルムを製造できることが記載されている。しかしながら、特許文献2、3では、偏光フィルムの収縮応力については考慮されておらず、当然、偏光フィルムの偏光性能と収縮応力の両立についても考慮されていない。On the other hand, Patent Document 2 describes that by using a PVA film with a specific range of long period and amorphous thickness determined by small-angle X-ray scattering, a polarizing film with excellent in-plane uniformity of polarization performance (degree of polarization, single transmittance) and compatible with large area and high definition can be obtained. Patent Document 3 describes that by using a PVA film with a specific range of crystal long period in water, a polarizing film with high absorbance in the long wavelength range and high polarization degree can be produced. However, Patent Documents 2 and 3 do not take into consideration the shrinkage stress of the polarizing film, and naturally do not take into consideration the compatibility of the polarization performance and shrinkage stress of the polarizing film.
そこで本発明は、光学性能に優れ、高温下における収縮応力が小さい光学フィルムを製造することができるPVAフィルム、及びこのようなPVAフィルムを用いた光学フィルムの製造方法を提供することを目的とする。Therefore, the present invention aims to provide a PVA film that can be used to produce an optical film having excellent optical performance and low shrinkage stress at high temperatures, and a method for producing an optical film using such a PVA film.
発明者らは、PVAフィルムの膨潤前後での結晶構造、特に結晶長周期の変化に着目して鋭意検討した結果、PVAフィルムの水/メタノール混合溶媒浸漬前後の結晶長周期の変化量と浸漬前の結晶長周期との比を特定範囲とすることで、光学性能に優れ、高温下における収縮応力が小さい光学フィルムが得られることを見出した。そして、当該知見に基づいてさらに検討を重ねて本発明を完成させた。The inventors conducted extensive research focusing on the change in the crystal structure, particularly the long crystal period, before and after swelling of the PVA film, and discovered that by setting the ratio of the amount of change in the long crystal period before and after immersion in a water/methanol mixed solvent to the long crystal period before immersion within a specific range, an optical film with excellent optical performance and small shrinkage stress at high temperatures can be obtained. Based on this knowledge, further research led to the completion of the present invention.
すなわち、本発明は、下記[1]~[7]に関する。
[1]水/メタノール混合溶媒中(体積比率:2/8)で行った小角X線散乱測定から求められる結晶長周期Dsと、前記混合溶媒に浸漬する前に行った小角X線散乱測定から求められる結晶長周期Daとが以下の式を満たす、PVAフィルム。
0.3≦(Ds-Da)/Da<0.5
[2]前記結晶長周期Daが10.0~12.5nmである、[1]に記載のPVAフィルム。
[3]前記PVAフィルム中に含まれるPVAがエチレン単位を含有し、その含有量が1~8モル%である、[1]または[2]に記載のPVAフィルム。
[4]フィルムの平均厚さが15~60μmである、[1]から[3]のいずれかに記載のPVAフィルム。
[5]光学フィルム製造用の原反フィルムである、[1]から[4]のいずれかに記載のPVAフィルム。
[6][1]から[5]のいずれかに記載のPVAフィルムを一軸延伸する、光学フィルムの製造方法。
[7]PVAフィルムを膨潤させる膨潤工程を含む、[6]に記載の光学フィルムの製造方法。
That is, the present invention relates to the following [1] to [7].
[1] A PVA film, in which a crystalline long period Ds determined by small-angle X-ray scattering measurement performed in a water/methanol mixed solvent (volume ratio: 2/8) and a crystalline long period Da determined by small-angle X-ray scattering measurement performed before immersion in the mixed solvent satisfy the following formula:
0.3≦(Ds-Da)/Da<0.5
[2] The PVA film according to [1], wherein the crystal long period Da is 10.0 to 12.5 nm.
[3] The PVA film according to [1] or [2], wherein the PVA contained in the PVA film contains an ethylene unit and the content of the ethylene unit is 1 to 8 mol %.
[4] The PVA film according to any one of [1] to [3], wherein the average thickness of the film is 15 to 60 μm.
[5] The PVA film according to any one of [1] to [4], which is a raw film for producing an optical film.
[6] A method for producing an optical film, comprising uniaxially stretching the PVA film according to any one of [1] to [5].
[7] The method for producing the optical film according to [6], further comprising a swelling step of swelling a PVA film.
本発明により、光学性能に優れ、高温下における収縮応力が小さい光学フィルムを製造することができるPVAフィルム、このようなPVAフィルムを用いた光学フィルムの製造方法及び光学フィルムが提供される。The present invention provides a PVA film that can be used to produce an optical film having excellent optical performance and low shrinkage stress at high temperatures, a method for producing an optical film using such a PVA film, and the optical film.
以下、本発明について具体的に説明する。The present invention is described in detail below.
<PVAフィルム>
(小角X線散乱測定)
本発明のPVAフィルムは、水/メタノール混合溶媒中(体積比率:2/8)で行った、小角X線散乱測定から求められる結晶長周期Dsと、前記混合溶媒に浸漬する前に行った小角X線散乱測定から求められる結晶長周期Daとが、0.3≦(Ds-Da)/Da<0.5の式を満たす。
<PVA film>
(Small angle X-ray scattering measurement)
In the PVA film of the present invention, the long crystalline period Ds determined by small-angle X-ray scattering measurement performed in a water/methanol mixed solvent (volume ratio: 2/8) and the long crystalline period Da determined by small-angle X-ray scattering measurement performed before immersion in the mixed solvent satisfy the formula: 0.3≦(Ds−Da)/Da<0.5.
小角X線散乱測定では、試料にX線を照射した際、X線が原子の周りにある電子によって散乱又は干渉して起こる回折を解析する。特に、2θ<10°以下の低角領域に現れる回折を解析することで、測定対象である試料の構造を評価することができ、通常、数nm~数十nm程度の大きさの構造を評価できるとされている。例えば、測定対象である試料の結晶長周期(ポリマー中にランダムに存在する結晶間距離の平均値)を評価することができる。 In small-angle X-ray scattering measurements, when a sample is irradiated with X-rays, the diffraction that occurs when the X-rays are scattered or interfered with by electrons around the atoms is analyzed. In particular, by analyzing the diffraction that appears in the low-angle region of 2θ<10° or less, the structure of the sample to be measured can be evaluated, and it is generally believed that structures of a few nm to a few tens of nm in size can be evaluated. For example, the crystal long period of the sample to be measured (the average value of the distance between crystals randomly present in a polymer) can be evaluated.
一般に、規則正しく配列している物質にX線を入射すると、X線が散乱される。散乱したX線は互いに干渉し合い、特定の方向で強め合う。ブラッグの式によれば、dを格子間距離、θをブラッグ角、λをX線の波長とした時に、2d・sinθ=nλのブラッグの式を満たす方向でのみ、この散乱による回折X線が観測される。Generally, when X-rays are incident on a material with a regular arrangement, the X-rays are scattered. The scattered X-rays interfere with each other and reinforce each other in specific directions. According to Bragg's equation, diffracted X-rays due to this scattering can only be observed in directions that satisfy the Bragg equation of 2d sinθ = nλ, where d is the lattice spacing, θ is the Bragg angle, and λ is the wavelength of the X-rays.
PVAフィルムには、PVAの分子鎖が折り畳まれた状態である結晶部(ラメラ結晶)とPVAの分子鎖が折り畳まれずほどけた状態である非晶部が存在する。そして、本発明では、結晶部(ラメラ結晶)同士の結晶間距離の平均値を結晶長周期とする。この結晶長周期は、PVAフィルムに対して小角X線散乱測定を行って得られる散乱曲線の回折ピークから求めることができる。そして、PVAフィルムが光学フィルム製造用の原反フィルムである場合には、この結晶長周期に由来する回折ピークは、散乱ベクトルq(nm-1)が0.5nm-1付近に出現することが一般に知られている。 In a PVA film, there are crystalline parts (lamellar crystals) in which the molecular chains of PVA are folded, and amorphous parts in which the molecular chains of PVA are unfolded. In the present invention, the average intercrystalline distance between the crystalline parts (lamellar crystals) is taken as the crystal long period. This crystal long period can be determined from the diffraction peak of the scattering curve obtained by subjecting the PVA film to small-angle X-ray scattering measurement. When the PVA film is a raw film for producing an optical film, it is generally known that the diffraction peak resulting from this crystal long period appears when the scattering vector q (nm -1 ) is in the vicinity of 0.5 nm -1 .
(結晶長周期の算出)
本発明では、小角X線散乱測定の対象であるPVAフィルムを以下の通り調製し、測定サンプルとした。まず、測定対象であるPVAフィルムを幅方向(TD方向)、機械流れ方向(MD方向)の区別無く、2cm×1cmのサイズに複数枚カットした。このカットしたPVAフィルムを、温度20℃、湿度65%の条件で24時間保管した後、測定セルに10枚積層し、測定サンプルとした。ここで、この測定サンプルを空気(温度20℃、湿度65%)中で小角X線散乱測定を行った際に得られる散乱曲線から求めた結晶長周期が、後述の結晶長周期Daである。また、同様に2cm×1cmのサイズに複数枚カットしたPVAフィルムを、水/メタノール混合溶媒(体積比率:2/8)に24時間浸漬した後、該混合溶媒で満たした測定セルに10枚積層し、測定サンプルとした。ここで、この測定サンプルに対して小角X線散乱測定を行った際に得られる散乱曲線から求めた結晶長周期が、後述の結晶長周期Dsである。
(Calculation of Crystal Long Period)
In the present invention, the PVA film to be measured for small-angle X-ray scattering was prepared as follows to be used as a measurement sample. First, the PVA film to be measured was cut into multiple pieces of 2 cm x 1 cm in size, regardless of the width direction (TD direction) or the machine direction (MD direction). After storing the cut PVA film for 24 hours under conditions of a temperature of 20°C and a humidity of 65%, 10 sheets were stacked in a measurement cell to be used as a measurement sample. Here, the crystal long period Da, which is described later, is determined from the scattering curve obtained when the measurement sample was subjected to small-angle X-ray scattering measurement in air (temperature 20°C, humidity 65%). In addition, the PVA film cut into multiple pieces of 2 cm x 1 cm in size was immersed in a water/methanol mixed solvent (volume ratio: 2/8) for 24 hours, and then 10 sheets were stacked in a measurement cell filled with the mixed solvent to be used as a measurement sample. Here, the crystal long period obtained from a scattering curve obtained by performing small angle X-ray scattering measurement on this measurement sample is the crystal long period Ds described later.
測定サンプルの調製において、測定セルは、厚さ7.5μmのカプトンフィルムを入射光側と反射光側の窓材として用い、窓材間の間隔を約1.5mmとした。このような構造とすることで、測定サンプルを測定セル中に密閉することができる。また、この測定セルを用いることで、下記測定装置における通常測定の配置で、測定対象であるPVAフィルムを該混合溶媒中に配置することができる。In preparing the measurement sample, the measurement cell used 7.5 μm thick Kapton films as the window materials on the incident light side and the reflected light side, with the distance between the window materials being approximately 1.5 mm. This structure allows the measurement sample to be sealed in the measurement cell. In addition, by using this measurement cell, the PVA film to be measured can be placed in the mixed solvent in the normal measurement arrangement in the measurement device described below.
本発明において、小角X線散乱測定は、ナノスケールX線構造評価装置「Nano Viewer」(株式会社リガク製)により行った。測定条件は以下の通りである。In the present invention, small-angle X-ray scattering measurements were performed using a nanoscale X-ray structure evaluation device "Nano Viewer" (manufactured by Rigaku Corporation). The measurement conditions are as follows:
透過測定
X線:CuKα線
波長:0.15418nm
出力:40kV-20mA
第1スリット:φ0.4mm
第2スリット:φ0.2mm
第3スリット:φ0.45mm
検出器:半導体2次元検出器 PILATUS-100K(測定面積=33.5×83.8mm)
ピクセルサイズ:0.172mm角
カメラ長:1004.51mm
ビームストッパー径:4mm
X線露光時間:1時間
測定モード:通常測定
環境温度:室温(20℃)
Transmission measurement X-ray: CuKα ray Wavelength: 0.15418nm
Output: 40kV-20mA
First slit: φ0.4 mm
Second slit: φ0.2 mm
Third slit: φ0.45 mm
Detector: Semiconductor two-dimensional detector PILATUS-100K (measurement area = 33.5 x 83.8 mm)
Pixel size: 0.172mm square Camera length: 1004.51mm
Beam stopper diameter: 4 mm
X-ray exposure time: 1 hour Measurement mode: normal measurement Environmental temperature: room temperature (20°C)
PVAフィルムの小角X線散乱測定では、PVAフィルムからの散乱にスリットなどの装置、X線通過部分の空気、セル内部の溶媒からの散乱が重なるため、これらの散乱をバックグラウンドとして補正する必要がある。そのため、測定サンプルを測定して得られた散乱強度から、別途算出した上記バックグラウンドの散乱強度を差し引くことで、補正を行った。さらに、2次元検出器で測定された小角X線散乱の散乱強度像から、散乱ベクトルq(nm-1)に対する散乱強度を方位角方向に積分し、散乱ベクトルq(nm-1)と散乱強度I(q)の一次元プロファイルの関係を導いて、散乱曲線を得た。 In the small-angle X-ray scattering measurement of the PVA film, scattering from the PVA film is overlapped with scattering from the slits and other devices, the air through which the X-ray passes, and the solvent inside the cell, and therefore it is necessary to correct these scatterings as background. Therefore, the correction was performed by subtracting the above-mentioned background scattering intensity calculated separately from the scattering intensity obtained by measuring the measurement sample. Furthermore, from the scattering intensity image of the small-angle X-ray scattering measured by the two-dimensional detector, the scattering intensity with respect to the scattering vector q (nm -1 ) was integrated in the azimuth direction, and the relationship between the scattering vector q (nm -1 ) and the one-dimensional profile of the scattering intensity I (q) was derived to obtain a scattering curve.
上記のように、PVAフィルムの小角X線散乱測定では、PVAフィルムの結晶長周期に由来する回折ピークは、散乱曲線において、散乱ベクトルq(nm-1)が0.5nm-1付近に出現する。本発明においては、この回折ピークのピークトップの散乱ベクトルq(nm-1)の値から結晶長周期Ds及び結晶長周期Daを算出した。ここで、このピークトップは、散乱ベクトルq(nm-1)が0.2以上1.0以下の範囲において、散乱曲線が上に凸となる変曲点である(図1参照)。 As described above, in the small-angle X-ray scattering measurement of a PVA film, a diffraction peak derived from the crystalline long period of the PVA film appears in the scattering curve where the scattering vector q (nm -1 ) is about 0.5 nm -1 . In the present invention, the crystalline long period Ds and the crystalline long period Da were calculated from the value of the scattering vector q (nm -1 ) at the peak top of this diffraction peak. Here, this peak top is an inflection point where the scattering curve becomes upwardly convex when the scattering vector q (nm -1 ) is in the range of 0.2 to 1.0 (see FIG. 1).
上記で求めた散乱ベクトルq(nm-1)の値から、結晶長周期Ds及び結晶長周期Daを求める式は以下の通りである。
結晶長周期(nm) = 2π/q
From the value of the scattering vector q (nm −1 ) obtained above, the crystal long period Ds and the crystal long period Da are calculated using the following formulas.
Crystal long period (nm) = 2π/q
本発明において、水/メタノール混合溶媒中(体積比率:2/8)で行った小角X線散乱測定から求められる結晶長周期Dsと、前記混合溶媒に浸漬する前に行った小角X線散乱測定から求められる結晶長周期Daとが、0.3≦(Ds-Da)/Da<0.5の式を満たすことが重要である。 In the present invention, it is important that the crystalline long period Ds determined from small-angle X-ray scattering measurement performed in a water/methanol mixed solvent (volume ratio: 2/8) and the crystalline long period Da determined from small-angle X-ray scattering measurement performed before immersion in the mixed solvent satisfy the formula: 0.3≦(Ds−Da)/Da<0.5.
ここで、(Ds-Da)/Daは、水/メタノール混合溶媒(体積比率:2/8)に浸漬する前後の結晶長周期の増加率を意味する。水/メタノール混合溶媒(体積比率:2/8)中で小角X線散乱測定を行うことにより、PVAフィルムを水に浸漬した際の膨潤初期の結晶溶解状態を評価することができる。(Ds-Da)/Da(以下、「結晶長周期の増加率」と称することがある)は0.5未満であることが好ましく、0.4未満であることがより好ましい。(Ds-Da)/Daは0.3以上であることが好ましく、0.32以上であることがより好ましい。結晶長周期の増加率が大きすぎる場合、光学フィルムを製造する際の膨潤工程において、PVAフィルムが水等の溶媒で膨潤することによって、PVAフィルム中のラメラ結晶間の距離が広がりやすい。すなわち、PVAフィルム中のラメラ結晶間に存在する非晶部において、PVAの分子鎖の相互作用が小さくなりやすいと考えられる。その結果、光学フィルムを製造する際の延伸工程において、PVAフィルムに加えられる延伸応力がPVAの分子鎖の配向に十分に寄与できず、得られる光学フィルムの光学性能が低くなる虞がある。一方、結晶長周期の増加率が小さすぎる場合、光学フィルムを製造する際の膨潤工程において、PVAフィルム中の非晶部が水等の溶媒で膨潤し難いと考えられる。すなわち、光学フィルムを製造する際の延伸工程において、PVAフィルム中のラメラ結晶が溶解しにくく延伸応力が結晶部に集中しやすい。その結果、PVAフィルム中の非晶部においてPVAの分子鎖が十分に配向せず、得られる光学フィルムの光学性能と収縮応力を両立できない場合がある。Here, (Ds-Da)/Da means the rate of increase in the long crystal period before and after immersion in a water/methanol mixed solvent (volume ratio: 2/8). By performing small-angle X-ray scattering measurement in a water/methanol mixed solvent (volume ratio: 2/8), the state of crystal dissolution at the beginning of swelling when the PVA film is immersed in water can be evaluated. (Ds-Da)/Da (hereinafter sometimes referred to as the "rate of increase in the long crystal period") is preferably less than 0.5, more preferably less than 0.4. (Ds-Da)/Da is preferably 0.3 or more, more preferably 0.32 or more. If the rate of increase in the long crystal period is too large, the PVA film will swell with a solvent such as water in the swelling process when manufacturing the optical film, and the distance between the lamellar crystals in the PVA film will tend to increase. In other words, it is considered that the interaction of the molecular chains of PVA is likely to become smaller in the amorphous parts present between the lamellar crystals in the PVA film. As a result, in the stretching process for producing an optical film, the stretching stress applied to the PVA film cannot sufficiently contribute to the orientation of the molecular chains of PVA, and the optical performance of the obtained optical film may be deteriorated. On the other hand, if the increase rate of the crystal long period is too small, it is considered that the amorphous part in the PVA film is difficult to swell with a solvent such as water in the swelling process for producing an optical film. That is, in the stretching process for producing an optical film, the lamellar crystals in the PVA film are difficult to dissolve, and the stretching stress is likely to concentrate on the crystalline part. As a result, the molecular chains of PVA are not sufficiently oriented in the amorphous part of the PVA film, and the optical performance and shrinkage stress of the obtained optical film may not be compatible.
本発明において、水/メタノール混合溶媒(体積比率:2/8)に浸漬する前に行った小角X線散乱測定から求められる、PVAフィルムの結晶長周期Daは10.0nm以上であることが好ましい。また、結晶長周期Daは12.5nm以下であることが好ましい。ここで、結晶長周期Daは、水/メタノール混合溶媒(体積比率:2/8)に浸漬する前、すなわち空気中(温度20℃、湿度65%)で小角X線散乱測定を行って求められる。結晶長周期Daの下限は11.0nmであることがより好ましい。結晶長周期Daの上限は12.3nmであることがより好ましい。結晶長周期Daが10.0nm未満であると、PVAフィルム中のラメラ結晶の厚みが小さい結晶構造と推定される。ラメラ結晶の厚みが小さいと、光学フィルムを製造する際の膨潤工程において、PVAフィルムを水等の溶媒中に浸漬させたときにPVAフィルム中のラメラ結晶の微結晶が溶解しやすくなる。その結果、PVAフィルムが柔らかくなり、膨潤工程においてPVAフィルムにシワが発生しやすくなる虞がある。一方、結晶長周期Daが12.5nmより大きいと、PVAフィルム中のラメラ結晶の厚みが大きいか、またはラメラ結晶間の距離が長く非晶部が多い結晶構造であると推定される。前者の場合、光学フィルムを製造する際の膨潤工程において、PVAフィルム中のラメラ結晶が十分に溶解せず、光学フィルムを製造する際の延伸工程においてPVAフィルムの延伸張力が高くなりやすい。その結果、得られる光学フィルムの収縮応力が高くなる虞がある。後者の場合、光学フィルムを製造する際の膨潤工程において、PVAフィルムを水等の溶媒中に浸漬させたときにPVAフィルム中の非晶部が水を取り込みやすい。その結果、PVAフィルムが柔らかくなって、光学フィルムを製造する際の延伸工程においてPVAフィルムの延伸張力が低くなり、得られる光学フィルムの光学性能が不十分となる虞がある。In the present invention, the crystal long period Da of the PVA film, determined by small-angle X-ray scattering measurement performed before immersion in a water/methanol mixed solvent (volume ratio: 2/8), is preferably 10.0 nm or more. The crystal long period Da is preferably 12.5 nm or less. Here, the crystal long period Da is determined by performing small-angle X-ray scattering measurement before immersion in a water/methanol mixed solvent (volume ratio: 2/8), that is, in air (temperature 20°C, humidity 65%). The lower limit of the crystal long period Da is more preferably 11.0 nm. The upper limit of the crystal long period Da is more preferably 12.3 nm. If the crystal long period Da is less than 10.0 nm, it is estimated that the crystal structure has a small thickness of the lamellar crystals in the PVA film. If the thickness of the lamellar crystals is small, the microcrystals of the lamellar crystals in the PVA film are easily dissolved when the PVA film is immersed in a solvent such as water in the swelling process when manufacturing an optical film. As a result, the PVA film becomes soft, and wrinkles may easily occur in the swelling process. On the other hand, if the crystal long period Da is greater than 12.5 nm, it is estimated that the thickness of the lamellar crystals in the PVA film is large, or the distance between the lamellar crystals is long, resulting in a crystal structure with many amorphous parts. In the former case, the lamellar crystals in the PVA film are not sufficiently dissolved in the swelling process when producing the optical film, and the stretching tension of the PVA film is likely to be high in the stretching process when producing the optical film. As a result, the shrinkage stress of the obtained optical film may be high. In the latter case, when the PVA film is immersed in a solvent such as water in the swelling process when producing the optical film, the amorphous parts in the PVA film are likely to take in water. As a result, the PVA film becomes soft, and the stretching tension of the PVA film is low in the stretching process when producing the optical film, and the optical performance of the obtained optical film may be insufficient.
本発明において、水/メタノール混合溶媒中(体積比率:2/8)で行った小角X線散乱測定から求められる結晶長周期Dsは、12.0nm以上であることが好ましい。また、結晶長周期Dsは18.0nm以下であることが好ましい。結晶長周期Dsの下限は13.0nmであることがより好ましい。結晶長周期Dsの上限は17.0nmであることがより好ましい。結晶長周期Dsが18.0nmを超えると、光学フィルムを製造する際の膨潤工程において、PVAフィルムを水等の溶媒中に浸漬させたときにPVAの分子鎖が広がりやすく、得られる光学フィルムの耐湿熱性が悪化する恐れがある。一方、結晶長周期Dsが12.0nm未満であると、光学フィルムを製造する際の膨潤工程において、PVAフィルムを水等の溶媒中に浸漬させたときにPVAフィルム中の非晶部に水が入り込みにくい。その結果、光学フィルムを製造する際の延伸工程においてPVAフィルムの延伸張力が高くなり、得られる光学フィルムの収縮応力が高くなる虞がある。In the present invention, the crystal long period Ds obtained from the small-angle X-ray scattering measurement performed in a water/methanol mixed solvent (volume ratio: 2/8) is preferably 12.0 nm or more. The crystal long period Ds is preferably 18.0 nm or less. The lower limit of the crystal long period Ds is more preferably 13.0 nm. The upper limit of the crystal long period Ds is more preferably 17.0 nm. If the crystal long period Ds exceeds 18.0 nm, the molecular chain of PVA is likely to spread when the PVA film is immersed in a solvent such as water in the swelling process when producing an optical film, and the moist heat resistance of the obtained optical film may be deteriorated. On the other hand, if the crystal long period Ds is less than 12.0 nm, water is unlikely to enter the amorphous part of the PVA film when the PVA film is immersed in a solvent such as water in the swelling process when producing an optical film. As a result, the stretching tension of the PVA film is high in the stretching process when producing an optical film, and the shrinkage stress of the obtained optical film may be high.
本発明において、結晶長周期Ds及び結晶長周期Daを調整し、結晶長周期の増加率を上記範囲にコントロールする方法には、(1)フィルムを製膜する際の吐出、乾燥、加熱条件の制御により、PVAの結晶状態を調整する方法、(2)PVAの種類(けん化度、変性量など)によって、PVAの分子鎖同士の相互作用の程度を調整しPVAフィルム中の非晶部の広がりを調整する方法、(3)可塑剤の添加などによって、ラメラ結晶のサイズを調整する方法、(4)架橋剤の添加などによってPVAの分子鎖間の架橋構造を調整し、PVAの結晶状態又は非晶部の広がりを調整する方法、及びこれらの組み合わせで調整する方法が挙げられる。In the present invention, methods for adjusting the crystal long period Ds and the crystal long period Da and controlling the rate of increase of the crystal long period within the above range include (1) a method for adjusting the crystalline state of PVA by controlling the extrusion, drying, and heating conditions when forming a film, (2) a method for adjusting the degree of interaction between PVA molecular chains depending on the type of PVA (degree of saponification, amount of modification, etc.) and adjusting the spread of the amorphous part in the PVA film, (3) a method for adjusting the size of lamellar crystals by adding a plasticizer, etc., (4) a method for adjusting the crosslinked structure between PVA molecular chains by adding a crosslinking agent, etc., and adjusting the crystalline state of PVA or the spread of the amorphous part, and a method of adjustment using a combination of these.
上記(1)の方法により、結晶長周期の増加率を上記範囲にコントロールする場合、フィルムを製膜する際の吐出条件は、例えば、製膜原液の揮発分率を10質量%以上、40質量%以下とすることが好ましい。また、膜状吐出装置の出口における剪断速度は75s-1以上で、1000s-1であることが好ましい。また、フィルムを製膜する際の乾燥条件は、例えば、製膜原液を流涎する支持体の表面温度は60℃以上であることが好ましく、100℃以下であることが好ましい。支持体上のPVA膜の非接触面側に吹き付ける熱風の温度は50℃以上であることが好ましく、150℃以下であることが好ましい。乾燥炉の温度又は乾燥ロールの平均温度(乾燥ロールの表面温度の平均値)は40℃以上であることが好ましく、110℃以下であることが好ましい。フィルムを製膜する際の加熱条件は、例えば、熱処理ロールの表面温度が135℃以下であることが好ましい。 When the increase rate of the crystal long period is controlled to the above range by the above method (1), the discharge conditions when forming the film are, for example, preferably set to 10% by mass or more and 40% by mass or less of the volatile content of the film-forming solution. Also, the shear rate at the outlet of the film-like discharge device is preferably 75 s -1 or more and 1000 s -1 . Also, the drying conditions when forming the film are, for example, preferably set to 60° C. or more and 100° C. or less of the surface temperature of the support on which the film-forming solution flows. The temperature of the hot air blown on the non-contact side of the PVA film on the support is preferably 50° C. or more and 150° C. or less. The temperature of the drying oven or the average temperature of the drying roll (average value of the surface temperature of the drying roll) is preferably 40° C. or more and 110° C. or less. The heating conditions when forming the film are, for example, preferably set to 135° C. or less of the surface temperature of the heat treatment roll.
上記(2)の方法により、結晶長周期の増加率を上記範囲にコントロールする場合、PVAのけん化度は、例えば、85モル%以上、95モル%以下であることが好ましい。また、PVAの変性量(ポリビニルアルコール単位以外のモノマーで変性された割合)は、例えば、0.3モル%以上、8モル%以下であることが好ましい。When the increase rate of the crystal long period is controlled to the above range by the above method (2), the saponification degree of the PVA is preferably, for example, 85 mol% or more and 95 mol% or less. In addition, the modification amount of the PVA (the proportion modified with monomers other than polyvinyl alcohol units) is preferably, for example, 0.3 mol% or more and 8 mol% or less.
上記(3)の方法により、結晶長周期の増加率を上記範囲にコントロールする場合、可可塑剤の含有量は、PVA100質量部に対して2質量部以上で、20質量部以下であることが好ましい。また、可塑剤としては、エチレングリコール、グリセリン、ジエチレングリコール、ジグリセリンを用いることが好ましい。When the increase rate of the crystal long period is controlled to the above range by the above method (3), the content of the plasticizer is preferably 2 parts by mass or more and 20 parts by mass or less per 100 parts by mass of PVA. In addition, it is preferable to use ethylene glycol, glycerin, diethylene glycol, or diglycerin as the plasticizer.
(PVA)
本発明のPVAフィルムが含有するPVAとして、ビニルエステルモノマーを重合して得られるビニルエステル重合体をけん化することにより製造された重合体を使用することができる。ビニルエステルモノマーとしては、例えば、ギ酸ビニル、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、バレリアン酸ビニル、ラウリン酸ビニル、ステアリン酸ビニル、安息香酸ビニル、ピバリン酸ビニル、バーサティック酸ビニル等を挙げることができる。上述の中でも、ビニルエステルモノマーとしては、酢酸ビニルが好ましい。
(PVA)
The PVA contained in the PVA film of the present invention may be a polymer produced by saponifying a vinyl ester polymer obtained by polymerizing a vinyl ester monomer. Examples of the vinyl ester monomer include vinyl formate, vinyl acetate, vinyl propionate, vinyl valerate, vinyl laurate, vinyl stearate, vinyl benzoate, vinyl pivalate, and vinyl versatate. Among the above, vinyl acetate is preferred as the vinyl ester monomer.
ビニルエステル重合体は、特に限定されないが、単量体として1種または2種以上のビニルエステルモノマーのみを用いて得られた重合体が好ましく、単量体として1種のビニルエステルモノマーのみを用いて得られた重合体がより好ましい。なお、ビニルエステル重合体は、1種または2種以上のビニルエステルモノマーと、1種または2種以上のビニルエステルモノマーと共重合可能な他のモノマーとの共重合体であってもよい。The vinyl ester polymer is not particularly limited, but is preferably a polymer obtained using only one or more vinyl ester monomers as a monomer, and more preferably a polymer obtained using only one vinyl ester monomer as a monomer. The vinyl ester polymer may be a copolymer of one or more vinyl ester monomers and one or more other monomers copolymerizable with the vinyl ester monomer.
この他のモノマーとしては、エチレンが好ましい。すなわち、本発明のPVAフィルム中に含まれるPVAは、エチレン単位を含有することが好ましい。また、エチレン単位の含有量は、ビニルエステル重合体を構成する全構造単位のモル数に基づいて、1モル%以上であることが好ましい。また、エチレン単位の含有量は、8モル%以下であることが好ましく、5モル%以下であることがより好ましい。エチレン単位の含有量が上記範囲であることにより、得られる光学フィルムの光学性能と収縮応力を両立することができる。その理由は必ずしも明らかではないが、光学フィルムを製造する際の染色工程において、染色工程中の色素がPVAフィルム中の疎水性のエチレン単位に吸着しやすく、PVAフィルムに加えられる延伸応力によって吸着した色素の配向性が高められるためであると推測される。As the other monomer, ethylene is preferred. That is, the PVA contained in the PVA film of the present invention preferably contains an ethylene unit. The content of the ethylene unit is preferably 1 mol% or more based on the number of moles of all structural units constituting the vinyl ester polymer. The content of the ethylene unit is preferably 8 mol% or less, more preferably 5 mol% or less. By having the content of the ethylene unit in the above range, the optical performance and shrinkage stress of the obtained optical film can be compatible. The reason is not necessarily clear, but it is presumed that in the dyeing process when manufacturing the optical film, the dye during the dyeing process is easily adsorbed to the hydrophobic ethylene unit in the PVA film, and the orientation of the adsorbed dye is enhanced by the stretching stress applied to the PVA film.
この他のモノマーとしては、エチレン以外に、例えば、プロピレン、1-ブテン、イソブテン等の炭素数3~30のオレフィン;アクリル酸またはその塩;アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸n-プロピル、アクリル酸i-プロピル、アクリル酸n-ブチル、アクリル酸i-ブチル、アクリル酸t-ブチル、アクリル酸2-エチルへキシル、アクリル酸ドデシル、アクリル酸オクタデシル等のアクリル酸エステル;メタクリル酸またはその塩;メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸n-プロピル、メタクリル酸i-プロピル、メタクリル酸n-ブチル、メタクリル酸i-ブチル、メタクリル酸t-ブチル、メタクリル酸2-エチルへキシル、メタクリル酸ドデシル、メタクリル酸オクタデシル等のメタクリル酸エステル;アクリルアミド、N-メチルアクリルアミド、N-エチルアクリルアミド、N,N-ジメチルアクリルアミド、ジアセトンアクリルアミド、アクリルアミドプロパンスルホン酸またはその塩、アクリルアミドプロピルジメチルアミンまたはその塩、N-メチロールアクリルアミドまたはその誘導体等のアクリルアミド誘導体;メタクリルアミド、N-メチルメタクリルアミド、N-エチルメタクリルアミド、メタクリルアミドプロパンスルホン酸またはその塩、メタクリルアミドプロピルジメチルアミンまたはその塩、N-メチロールメタクリルアミドまたはその誘導体等のメタクリルアミド誘導体;N-ビニルホルムアミド、N-ビニルアセトアミド、N-ビニルピロリドン等のN-ビニルアミド;メチルビニルエーテル、エチルビニルエーテル、n-プロピルビニルエーテル、i-プロピルビニルエーテル、n-ブチルビニルエーテル、i-ブチルビニルエーテル、t-ブチルビニルエーテル、ドデシルビニルエーテル、ステアリルビニルエーテル等のビニルエーテル;アクリロニトリル、メタクリロニトリル等のシアン化ビニル;塩化ビニル、塩化ビニリデン、フッ化ビニル、フッ化ビニリデン等のハロゲン化ビニル;酢酸アリル、塩化アリル等のアリル化合物;マレイン酸またはその塩、エステルもしくは酸無水物;イタコン酸またはその塩、エステルもしくは酸無水物;ビニルトリメトキシシラン等のビニルシリル化合物;酢酸イソプロペニル等が挙げられる。なお、ビニルエステル重合体は、上述の他のモノマーのうちの1種または2種以上に由来する構造単位を有することができる。Other monomers include, in addition to ethylene, olefins having 3 to 30 carbon atoms such as propylene, 1-butene, and isobutene; acrylic acid or its salts; acrylic acid esters such as methyl acrylate, ethyl acrylate, n-propyl acrylate, i-propyl acrylate, n-butyl acrylate, i-butyl acrylate, t-butyl acrylate, 2-ethylhexyl acrylate, dodecyl acrylate, and octadecyl acrylate; methacrylic acid or its salts; methyl methacrylate, ethyl methacrylate, n-propyl methacrylate, Methacrylic acid esters such as i-propyl methacrylate, n-butyl methacrylate, i-butyl methacrylate, t-butyl methacrylate, 2-ethylhexyl methacrylate, dodecyl methacrylate, and octadecyl methacrylate; acrylic acids such as acrylamide, N-methylacrylamide, N-ethylacrylamide, N,N-dimethylacrylamide, diacetone acrylamide, acrylamidopropanesulfonic acid or a salt thereof, acrylamidopropyldimethylamine or a salt thereof, and N-methylolacrylamide or a derivative thereof; methacrylamide derivatives such as methacrylamide, N-methylmethacrylamide, N-ethylmethacrylamide, methacrylamidepropanesulfonic acid or a salt thereof, methacrylamidepropyldimethylamine or a salt thereof, N-methylolmethacrylamide or a derivative thereof; N-vinylamides such as N-vinylformamide, N-vinylacetamide, N-vinylpyrrolidone; vinyl ethers such as methyl vinyl ether, ethyl vinyl ether, n-propyl vinyl ether, i-propyl vinyl ether, n-butyl vinyl ether, i-butyl vinyl ether, t-butyl vinyl ether, dodecyl vinyl ether, stearyl vinyl ether; vinyl cyanides such as acrylonitrile and methacrylonitrile; vinyl halides such as vinyl chloride, vinylidene chloride, vinyl fluoride, and vinylidene fluoride; allyl compounds such as allyl acetate and allyl chloride; maleic acid or a salt, ester, or acid anhydride thereof; itaconic acid or a salt, ester, or acid anhydride thereof; vinyl silyl compounds such as vinyltrimethoxysilane; and isopropenyl acetate. The vinyl ester polymer may have structural units derived from one or more of the other monomers mentioned above.
このエチレン以外の他のモノマーに由来する構造単位の割合は、本発明の効果を妨げない限り必ずしも制限されないが、ビニルエステル重合体を構成する全構造単位のモル数に基づいて、15モル%以下であることが好ましく、5モル%以下であることがより好ましく、1モル%以下であることがさらに好ましく、0.1モル%以下であることがよりさらに好ましい場合もある。The proportion of structural units derived from monomers other than ethylene is not necessarily limited as long as it does not interfere with the effects of the present invention, but it is preferably 15 mol % or less, more preferably 5 mol % or less, even more preferably 1 mol % or less, and in some cases even more preferably 0.1 mol % or less, based on the number of moles of all structural units constituting the vinyl ester polymer.
PVAの重合度は、特に制限されないが、1,000以上であることが好ましい。また、PVAの重合度は、8,000以下であることが好ましい。PVAの重合度は、得られる光学フィルムの光学性能及び耐湿熱性を高める観点から、1,500以上であることがより好ましく、2,000以上であることがより好ましい。一方、重合度の上限は、PVAの生産性を高める観点から、5,000以下であることがより好ましく、4,000以下であることがさらに好ましい。The degree of polymerization of PVA is not particularly limited, but is preferably 1,000 or more. In addition, the degree of polymerization of PVA is preferably 8,000 or less. From the viewpoint of improving the optical performance and moist heat resistance of the obtained optical film, the degree of polymerization of PVA is more preferably 1,500 or more, and more preferably 2,000 or more. On the other hand, the upper limit of the degree of polymerization is more preferably 5,000 or less, and even more preferably 4,000 or less, from the viewpoint of improving the productivity of PVA.
ここで、重合度とは、JIS K 6726-1994の記載に準じて測定される平均重合度を意味する。すなわち、本発明において、重合度(Po)は、PVAの残存酢酸基を再けん化し、精製した後、30℃の水中で測定した極限粘度[η](デシリットル/g)から、次式により求められる。
重合度Po = ([η]×104/8.29)(1/0.62)
Here, the degree of polymerization means the average degree of polymerization measured in accordance with the description of JIS K 6726-1994. That is, in the present invention, the degree of polymerization (Po) is calculated from the intrinsic viscosity [η] (dl/g) measured in water at 30°C after resaponifying the residual acetate groups of PVA and purifying it, according to the following formula:
Degree of polymerization Po = ([η]×10 4 /8.29) (1/0.62)
本発明において、PVAのけん化度の下限は、98.7モル%であることが好ましく、99.0モル%であることがより好ましく、99.5モル%であることがさらに好ましく、99.8モル%であることが特に好ましく、99.9モル%であることが好ましい。けん化度が、上記の下限以上であることにより、光学性能及び耐湿熱性に優れた光学フィルムが得られる。一方、けん化度の上限に特に制限はないが、PVAの生産性の観点から、99.99モル%以下であることが好ましい。In the present invention, the lower limit of the saponification degree of PVA is preferably 98.7 mol%, more preferably 99.0 mol%, even more preferably 99.5 mol%, particularly preferably 99.8 mol%, and preferably 99.9 mol%. By having a saponification degree equal to or greater than the above lower limit, an optical film having excellent optical performance and moist heat resistance can be obtained. On the other hand, there is no particular limit to the upper limit of the saponification degree, but from the viewpoint of PVA productivity, it is preferably 99.99 mol% or less.
ここで、PVAのけん化度は、けん化によってビニルアルコール単位に変換され得る構造単位(典型的にはビニルエステルモノマー単位)とビニルアルコール単位との合計モル数に対して、ビニルアルコール単位のモル数が占める割合(モル%)をいう。PVAのけん化度は、JIS K 6726-1994の記載に準じて測定することができる。Here, the degree of saponification of PVA refers to the ratio (mol %) of the number of moles of vinyl alcohol units to the total number of moles of structural units (typically vinyl ester monomer units) that can be converted to vinyl alcohol units by saponification and vinyl alcohol units. The degree of saponification of PVA can be measured in accordance with the description of JIS K 6726-1994.
本発明のPVAフィルムは、1種類のPVAを単独で含有してもよいし、重合度、けん化度及び変性度等が互いに異なる2種以上のPVAを含有してもよい。The PVA film of the present invention may contain one type of PVA alone, or may contain two or more types of PVA differing from each other in degree of polymerization, degree of saponification, degree of modification, etc.
PVAフィルムにおけるPVAの含有量の割合の上限は、特に制限されない。一方、PVAの含有量の割合の下限は、50質量%であることが好ましく、80質量%であることがより好ましく、85質量%であることがさらに好ましい。The upper limit of the PVA content in the PVA film is not particularly limited. On the other hand, the lower limit of the PVA content is preferably 50% by mass, more preferably 80% by mass, and even more preferably 85% by mass.
(可塑剤)
本発明のPVAフィルムは、可塑剤を含むことが好ましい。PVAフィルムが可塑剤を含むことにより、光学フィルムを製造する際の延伸工程において、PVAフィルムの延伸性を高めることができる。可塑剤としては多価アルコールが好ましい。多価アルコールとしては、エチレングリコール、グリセリン、プロピレングリコール、ジエチレングリコール、ジグリセリン、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール、トリメチロールプロパンなどが挙げられる。これらの中でも、延伸性の向上効果の点からグリセリンが好ましい。可塑剤は、1種を単独で又は2種以上を組み合わせて使用することができる。
(Plasticizer)
The PVA film of the present invention preferably contains a plasticizer. By containing a plasticizer in the PVA film, the stretchability of the PVA film can be improved in the stretching step when producing an optical film. The plasticizer is preferably a polyhydric alcohol. Examples of the polyhydric alcohol include ethylene glycol, glycerin, propylene glycol, diethylene glycol, diglycerin, triethylene glycol, tetraethylene glycol, and trimethylolpropane. Among these, glycerin is preferred from the viewpoint of the effect of improving the stretchability. The plasticizer can be used alone or in combination of two or more kinds.
PVAフィルム中の可塑剤の含有量を調整することにより、ラメラ結晶の量又はラメラ結晶のサイズを調整することができる。PVAの分子鎖の一次構造にもよるが、一般に可塑剤を含まないPVAフィルムに比べ、少量の可塑剤を含むPVAフィルムは熱処理により結晶成長が進行しやすくなる。これは、少量の可塑剤により、PVAフィルム中のPVA分子が動きやすくなり、エネルギー的により安定な結晶構造をとりやすくなるためと推定される。そして、PVAフィルムの結晶成長が進行すると、PVAフィルム中のラメラ結晶のサイズが大きくなり、結晶長周期Daは大きくなる傾向にある。一方、PVAフィルムが過剰量の可塑剤を含むと、結晶成長が阻害されやすくなる。これはPVA分子の水酸基と相互作用する可塑剤の量が多くなり、PVA分子間の相互作用が弱まるためと推定される。また、PVAフィルムが可塑剤を含むと、PVフィルム中の非晶部が水を取り込みやすくなり、結晶長周期の増加率は大きくなる傾向がある。By adjusting the content of the plasticizer in the PVA film, the amount or size of the lamellar crystals can be adjusted. Although it depends on the primary structure of the molecular chain of the PVA, in general, crystal growth is more likely to proceed by heat treatment in a PVA film containing a small amount of plasticizer than in a PVA film that does not contain a plasticizer. This is presumed to be because a small amount of plasticizer makes the PVA molecules in the PVA film more mobile and makes it easier to form a more energetically stable crystal structure. As the crystal growth of the PVA film progresses, the size of the lamellar crystals in the PVA film increases, and the crystal long period Da tends to increase. On the other hand, if the PVA film contains an excessive amount of plasticizer, crystal growth is more likely to be inhibited. This is presumed to be because the amount of plasticizer that interacts with the hydroxyl groups of the PVA molecules increases, weakening the interaction between the PVA molecules. In addition, if the PVA film contains a plasticizer, the amorphous part in the PV film is more likely to take up water, and the increase rate of the crystal long period tends to increase.
PVAフィルム中のラメラ結晶のサイズを適切な範囲に調整し、結晶長周期Da及び結晶長周期の増加率を調整する観点からは、可塑剤の含有量は、PVA100質量部に対して2質量部以上であることが好ましい。また、可塑剤の含有量は、PVA100質量部に対して20質量部以下であることが好ましい。可塑剤の含有量がPVA100質量部に対して2質量部未満の場合、及び20質量部を超える場合のいずれも、PVAフィルム中のラメラ結晶のサイズか小さくなりすぎる傾向がある。その結果、結晶長周期Daが小さくなり、PVAフィルムの結晶長周期の増加率が所定の範囲外となる虞がある。可塑剤の含有量はPVA100質量部に対して、5質量部以上であることがより好ましく、8質量部以上であることがさらに好ましい。また、可塑剤の含有量は、PVA100質量部に対して17質量部以下であることがより好ましく、15質量部以下であることがさらに好ましい。From the viewpoint of adjusting the size of the lamellar crystals in the PVA film to an appropriate range and adjusting the crystal long period Da and the increase rate of the crystal long period, the content of the plasticizer is preferably 2 parts by mass or more per 100 parts by mass of PVA. In addition, the content of the plasticizer is preferably 20 parts by mass or less per 100 parts by mass of PVA. In both cases where the content of the plasticizer is less than 2 parts by mass and more than 20 parts by mass per 100 parts by mass of PVA, the size of the lamellar crystals in the PVA film tends to become too small. As a result, the crystal long period Da becomes small, and there is a risk that the increase rate of the crystal long period of the PVA film will be outside the specified range. The content of the plasticizer is more preferably 5 parts by mass or more per 100 parts by mass of PVA, and even more preferably 8 parts by mass or more. In addition, the content of the plasticizer is more preferably 17 parts by mass or less per 100 parts by mass of PVA, and even more preferably 15 parts by mass or less.
(界面活性剤)
本発明のPVAフィルムは、界面活性剤を含むことが好ましい。界面活性剤を含む製膜原液を用いてPVAフィルムを製造することにより、PVAフィルム製膜性が向上する。その結果、PVAフィルムの厚み斑の発生が抑制されると共に、製膜に使用する金属ロールやベルトからのPVAフィルムの剥離が容易になる。界面活性剤を含む製膜原液からPVAフィルムを製造する場合には、得られるPVAフィルム中には界面活性剤が含有される。
(Surfactant)
The PVA film of the present invention preferably contains a surfactant. By producing a PVA film using a film-forming solution containing a surfactant, the film-forming properties of the PVA film are improved. As a result, the occurrence of thickness unevenness in the PVA film is suppressed, and the PVA film is easily peeled off from a metal roll or belt used in film formation. When a PVA film is produced from a film-forming solution containing a surfactant, the resulting PVA film contains the surfactant.
界面活性剤の種類は特に限定されないが、金属ロールやベルトからのPVAフィルムの剥離性の観点などから、アニオン性界面活性剤及びノニオン性界面活性剤が好ましい。The type of surfactant is not particularly limited, but anionic surfactants and nonionic surfactants are preferred from the viewpoint of the peelability of the PVA film from the metal roll or belt.
アニオン性界面活性剤としては、例えばラウリン酸カリウム等のカルボン酸型;ポリオキシエチレンラウリルエーテル硫酸塩、オクチルサルフェート等の硫酸エステル型;ドデシルベンゼンスルホネート等のスルホン酸型などを挙げることができる。Examples of anionic surfactants include carboxylic acid types such as potassium laurate; sulfate ester types such as polyoxyethylene lauryl ether sulfate and octyl sulfate; and sulfonic acid types such as dodecylbenzenesulfonate.
ノニオン性界面活性剤としては、例えばポリオキシエチレンオレイルエーテル等のアルキルエーテル型;ポリオキシエチレンオクチルフェニルエーテル等のアルキルフェニルエーテル型;ポリオキシエチレンラウレート等のアルキルエステル型;ポリオキシエチレンラウリルアミノエーテル等のアルキルアミン型;ポリオキシエチレンラウリン酸アミド等のアルキルアミド型;ポリオキシエチレンポリオキシプロピレンエーテル等のポリプロピレングリコールエーテル型;ラウリン酸ジエタノールアミド、オレイン酸ジエタノールアミド等のアルカノールアミド型;ポリオキシアルキレンアリルフェニルエーテル等のアリルフェニルエーテル型などを挙げることができる。Examples of nonionic surfactants include alkyl ether types such as polyoxyethylene oleyl ether; alkyl phenyl ether types such as polyoxyethylene octylphenyl ether; alkyl ester types such as polyoxyethylene laurate; alkyl amine types such as polyoxyethylene lauryl amino ether; alkyl amide types such as polyoxyethylene lauric acid amide; polypropylene glycol ether types such as polyoxyethylene polyoxypropylene ether; alkanolamide types such as lauric acid diethanolamide and oleic acid diethanolamide; and allyl phenyl ether types such as polyoxyalkylene allyl phenyl ether.
界面活性剤は、1種を単独で又は2種以上を組み合わせて使用することができる。Surfactants may be used alone or in combination of two or more.
PVAフィルムが界面活性剤を含む場合、PVAフィルム中の界面活性剤の含有量の下限は、PVA100質量部に対して、0.01質量部であることが好ましく、0.02質量部であることがより好ましく、0.05質量部であることがさらに好ましい。界面活性剤の含有量を上記下限以上とすることで、PVAフィルムの製膜性及び剥離性がより向上する。一方、PVAフィルム中の界面活性剤の含有量の上限は、PVA100質量部に対して、0.5質量部であることが好ましく、0.3質量部であることがより好ましく、0.2質量部であることがさらに好ましい。界面活性剤の含有量を上記上限以下とすることで、界面活性剤がPVAフィルムの表面にブリードアウトしてブロッキングが生じ、取り扱い性が低下することを抑制することができる。When the PVA film contains a surfactant, the lower limit of the surfactant content in the PVA film is preferably 0.01 parts by mass, more preferably 0.02 parts by mass, and even more preferably 0.05 parts by mass, relative to 100 parts by mass of PVA. By setting the surfactant content to the above lower limit or more, the film-forming and peeling properties of the PVA film are further improved. On the other hand, the upper limit of the surfactant content in the PVA film is preferably 0.5 parts by mass, more preferably 0.3 parts by mass, and even more preferably 0.2 parts by mass, relative to 100 parts by mass of PVA. By setting the surfactant content to the above upper limit or less, it is possible to suppress the surfactant from bleeding out onto the surface of the PVA film, causing blocking and reducing handleability.
(他の添加剤等)
本発明のPVAフィルムには、さらに、充填剤、銅化合物などの加工安定剤、耐候性安定剤、着色剤、紫外線吸収剤、光安定剤、酸化防止剤、帯電防止剤、難燃剤、他の熱可塑性樹脂、潤滑剤、香料、消泡剤、消臭剤、増量剤、剥離剤、離型剤、補強剤、架橋剤、防かび剤、防腐剤、結晶化速度遅延剤などの添加剤が必要に応じて適宜含有されていてもよい。
(Other additives, etc.)
The PVA film of the present invention may further contain additives, such as a filler, a processing stabilizer such as a copper compound, a weather resistance stabilizer, a colorant, an ultraviolet absorber, a light stabilizer, an antioxidant, an antistatic agent, a flame retardant, other thermoplastic resins, a lubricant, a fragrance, an antifoaming agent, a deodorant, an extender, a peeling agent, a releasing agent, a reinforcing agent, a crosslinking agent, a mildew inhibitor, a preservative, and a crystallization rate retarder, as necessary.
本発明のPVAフィルムにおける、PVA、可塑剤及び界面活性剤の合計の占める割合は、80質量%以上であることが好ましく、90質量%以上であることがより好ましく、95質量%以上であることがさらに好ましく、99質量%以上であることがよりさらに好ましい場合もある。本発明のPVAフィルムが、PVA、可塑剤及び界面活性剤から実質的に構成されていることで、本発明のPVAフィルムを用いて偏光フィルムを製造した場合に、偏光性能に優れた偏光フィルムを得ることができる。In the PVA film of the present invention, the total proportion of PVA, plasticizer, and surfactant is preferably 80% by mass or more, more preferably 90% by mass or more, even more preferably 95% by mass or more, and in some cases even more preferably 99% by mass or more. Since the PVA film of the present invention is substantially composed of PVA, plasticizer, and surfactant, when a polarizing film is produced using the PVA film of the present invention, a polarizing film with excellent polarization performance can be obtained.
(形状・物性等)
本発明のPVAフィルムは、光学フィルムの材料として用いられる、いわゆる光学フィルム製造用の原反フィルムである。但し、本発明のPVAフィルムは、ロール状になっているものに限定されるものではない。
(shape, physical properties, etc.)
The PVA film of the present invention is used as a material for optical films, that is, a raw film for producing optical films. However, the PVA film of the present invention is not limited to a rolled film.
本発明のPVAフィルムの平均厚さは特に制限されない。PVAフィルムの平均厚さの下限は、1μmであることが好ましく、5μmであることがより好ましく、10μmであることがさらに好ましく、15μmであることが特に好ましい。平均厚さが上記下限以上であることで、光学フィルムを製造する際の延伸工程において、PVAフィルムの破断を抑制することができる。一方、平均厚さの上限は、60μmであることが好ましく、50μmであることがより好ましく、45μmであることがさらに好ましく、35μmであることがよりさらに好ましい。平均厚さが上記上限以下であることで、本発明の効果を十分に発揮することができる。なお、「平均厚さ」とは、任意の5点で測定した厚さの平均値をいう(以下、平均厚さについて同様である。)。The average thickness of the PVA film of the present invention is not particularly limited. The lower limit of the average thickness of the PVA film is preferably 1 μm, more preferably 5 μm, even more preferably 10 μm, and particularly preferably 15 μm. When the average thickness is equal to or greater than the above lower limit, breakage of the PVA film can be suppressed during the stretching process in manufacturing the optical film. On the other hand, the upper limit of the average thickness is preferably 60 μm, more preferably 50 μm, even more preferably 45 μm, and even more preferably 35 μm. When the average thickness is equal to or less than the above upper limit, the effects of the present invention can be fully exhibited. The term "average thickness" refers to the average value of thicknesses measured at any five points (hereinafter the same applies to the average thickness).
本発明のPVAフィルムは、1層のPVA層からなる単層フィルムであってもよいし、1層のPVA層を含む多層フィルムであってもよい。但し、本発明のPVAフィルムを偏光フィルム製造用の原反フィルムとして用いる場合などは、単層フィルムであることが好ましい。本発明のPVAフィルムが多層フィルムのPVA層として含まれる場合、PVA層の平均厚さの下限は、1μmであることが好ましく、5μmであることがより好ましく、10μmであることがさらに好ましく、15μmであることが特に好ましい。平均厚さが上記下限以上であることで、光学フィルムを製造する際の延伸工程において、PVAフィルムの破断を抑制することができる。また、PVA層の平均厚さの上限としては、60μmであることが好ましく、50μmであることがより好ましく、45μmであることがさらに好ましく、35μmであることがよりさらに好ましい。平均厚さが上記上限以下であることで、本発明の効果を十分に発揮することができる。The PVA film of the present invention may be a single layer film consisting of one PVA layer, or may be a multilayer film containing one PVA layer. However, when the PVA film of the present invention is used as a raw film for manufacturing a polarizing film, it is preferable that the film is a single layer film. When the PVA film of the present invention is included as a PVA layer of a multilayer film, the lower limit of the average thickness of the PVA layer is preferably 1 μm, more preferably 5 μm, even more preferably 10 μm, and particularly preferably 15 μm. When the average thickness is equal to or greater than the above lower limit, breakage of the PVA film can be suppressed in the stretching process when manufacturing an optical film. In addition, the upper limit of the average thickness of the PVA layer is preferably 60 μm, more preferably 50 μm, even more preferably 45 μm, and even more preferably 35 μm. When the average thickness is equal to or less than the above upper limit, the effect of the present invention can be fully exhibited.
多層フィルムとは、2層以上の層を有するフィルムをいう。多層フィルムの層数は、5層以下であってよく、3層以下であってよい。多層フィルムとしては、基材樹脂層とPVA層との積層構造を有する積層フィルムが挙げられる。基材樹脂層の平均厚さは、例えば20μm以上であることが好ましい。また、基材樹脂層の平均の厚さは、例えば500μm以下であることが好ましい。多層フィルムにおける基材樹脂層は、PVA層とともに一軸延伸できるものであることが好ましい。基材樹脂層を構成する樹脂としては、ポリエステル、ポリオレフィン等を用いることができる。なかでも、非晶質ポリエステルが好ましく、ポリエチレンテレフタレート、及びポリエチレンテレフタレートにイソフタル酸、1,4-シクロヘキサンジメタノールなどの共重合成分を共重合させた非晶質ポリエステルが好適に用いられる。基材樹脂層とPVA層との間には、接着剤層が設けられていてもよい。A multilayer film is a film having two or more layers. The number of layers of a multilayer film may be five or less, or three or less. Examples of multilayer films include laminated films having a laminated structure of a base resin layer and a PVA layer. The average thickness of the base resin layer is preferably, for example, 20 μm or more. The average thickness of the base resin layer is preferably, for example, 500 μm or less. The base resin layer in a multilayer film is preferably one that can be uniaxially stretched together with the PVA layer. Resins that constitute the base resin layer can be polyester, polyolefin, etc. Among them, amorphous polyesters are preferred, and amorphous polyesters obtained by copolymerizing polyethylene terephthalate with copolymerization components such as isophthalic acid and 1,4-cyclohexanedimethanol are preferably used. An adhesive layer may be provided between the base resin layer and the PVA layer.
本発明のPVAフィルムの幅は特に制限されず、その用途などに応じて決めることができる。例えば、PVAフィルムの幅の下限は3mが好ましい。幅の下限が3mであることで、近年、大画面化が進行している液晶テレビや液晶モニターの用途に好適である。一方、PVAフィルムの幅の上限は7mが好ましい。幅の上限を7mとすることで、実用化されている装置で偏光フィルムなどの光学フィルムを製造する場合に、効率的に延伸処理(一軸延伸処理)を行うことができる。The width of the PVA film of the present invention is not particularly limited and can be determined according to the application. For example, the lower limit of the width of the PVA film is preferably 3 m. A lower limit of 3 m makes it suitable for use in liquid crystal televisions and liquid crystal monitors, which have become larger in size in recent years. On the other hand, the upper limit of the width of the PVA film is preferably 7 m. By setting the upper limit of the width to 7 m, when optical films such as polarizing films are manufactured using commercially available equipment, stretching (uniaxial stretching) can be performed efficiently.
本発明のPVAフィルムの膨潤度は、得られる光学フィルムの生産性や光学性能の観点などから、140%以上であることが好ましい。また、本発明のPVAフィルムの膨潤度は400%以下であることが好ましい。膨潤度の下限は、170%であることがより好ましく、180%であることがさらに好ましく、190%であることが特に好ましい。また、膨潤度の上限は、220%であることがより好ましく、210%であることがさらに好ましい。PVAフィルムの膨潤度は、例えば、PVAフィルムの熱処理の温度を高めることによって、より小さい値に調整することができる。From the viewpoint of the productivity and optical performance of the optical film obtained, the swelling degree of the PVA film of the present invention is preferably 140% or more. The swelling degree of the PVA film of the present invention is preferably 400% or less. The lower limit of the swelling degree is more preferably 170%, even more preferably 180%, and particularly preferably 190%. The upper limit of the swelling degree is more preferably 220%, and even more preferably 210%. The swelling degree of the PVA film can be adjusted to a smaller value, for example, by increasing the temperature of the heat treatment of the PVA film.
ここで、「PVAフィルムの膨潤度」とは、次式により求めた値をいう。
膨潤度(%)=100×N/M
式中、NはPVAフィルムから採取したサンプルを30℃の蒸留水中に30分間浸漬後、表面の水を除去した後のサンプルの質量(g)を表す。Mはそのサンプルを105℃の乾燥機で16時間乾燥した後のサンプルの質量(g)を表す。
Here, the "swelling degree of the PVA film" refers to a value calculated by the following formula.
Swelling degree (%) = 100 x N/M
In the formula, N represents the mass (g) of a sample taken from a PVA film after immersing the sample in distilled water at 30° C. for 30 minutes and removing the surface water, and M represents the mass (g) of the sample after drying the sample in a dryer at 105° C. for 16 hours.
本発明のPVAフィルムは、通常、実質的に延伸されていないフィルム(非延伸フィルム、未延伸フィルム)である。また、PVAフィルムの面内位相差は100nm以下であることが好ましく、50nm以下であることがより好ましい。通常、本発明のPVAフィルムを延伸処理(一軸延伸処理又は二軸延伸処理)することなどにより、光学フィルムを得ることができる。The PVA film of the present invention is usually a film that is not substantially stretched (non-stretched film, unstretched film). The in-plane retardation of the PVA film is preferably 100 nm or less, more preferably 50 nm or less. Usually, an optical film can be obtained by subjecting the PVA film of the present invention to a stretching process (uniaxial stretching process or biaxial stretching process).
本発明のPVAフィルムによれば、光学性能に優れ、高温下における収縮応力が小さい光学フィルムを製造することができる。本発明のPVAフィルムにより製造できる光学フィルムとしては、偏光フィルム、位相差フィルム、視野角向上フィルム、輝度向上フィルム等が挙げられ、偏光フィルムであることが好ましい。The PVA film of the present invention can be used to produce an optical film that has excellent optical performance and small shrinkage stress at high temperatures. Examples of optical films that can be produced using the PVA film of the present invention include polarizing films, retardation films, viewing angle improving films, and brightness improving films, and polarizing films are preferred.
<PVAフィルムの製造方法>
本発明において、PVAフィルムの製膜方法は、PVAに溶媒、添加剤等を加えて均一化させた製膜原液を使用して、流延製膜法、湿式製膜法(貧溶媒中への吐出)、乾湿式製膜法、ゲル製膜法(製膜原液を一旦冷却ゲル化した後、溶媒を抽出除去し、PVA系重合体フィルムを得る方法)、あるいはこれらの組み合わせにより製膜する方法や、押出機などを使用して上記製膜原液を得てこれをTダイなどから押出すことにより製膜する溶融押出製膜法やインフレーション成形法など、任意の方法により製膜することができる。これらの中でも、流延製膜法及び溶融押出製膜法が、均質なフィルムを生産性よく得ることができるため、好ましい。以下、PVAフィルムの流延製膜法または溶融押出製膜法について説明する。
<Production method of PVA film>
In the present invention, the PVA film can be produced by any method, such as a casting film production method, a wet film production method (discharge into a poor solvent), a dry-wet film production method, a gel film production method (a method in which the film production stock solution is cooled and gelled, and then the solvent is extracted and removed to obtain a PVA-based polymer film), or a combination of these methods, or a melt extrusion film production method or inflation molding method in which the film production stock solution is obtained using an extruder or the like and extruded from a T-die or the like to produce a film. Among these, the casting film production method and the melt extrusion film production method are preferred because they can produce a homogeneous film with good productivity. Hereinafter, the casting film production method and the melt extrusion film production method of the PVA film will be described.
PVAフィルムを流延製膜法または溶融押出製膜法にて製膜する場合、上記の製膜原液は金属ロールや金属ベルトなどの支持体の上へ膜状に流涎され、加熱されて溶媒が除去されることにより、固化してフィルム化する。固化したフィルムは支持体より剥離されて、必要に応じて乾燥ロール、乾燥炉などにより乾燥されて、さらに必要に応じて熱処理されて、巻き取られることにより、ロール状の長尺のPVAフィルムを得ることができる。When a PVA film is produced by the casting method or the melt extrusion method, the film-forming solution is cast in the form of a film onto a support such as a metal roll or a metal belt, and is heated to remove the solvent, thereby solidifying the film. The solidified film is peeled off from the support, dried with a drying roll or a drying oven as necessary, and further heat-treated as necessary, and wound up to obtain a long roll of PVA film.
支持体上に流涎された製膜原液(以下、「PVA膜」と称することがある)は、支持体上及びその後の乾燥工程で加熱乾燥される間に結晶化が進む。特に製膜原液が、揮発分率(水分率)の高い状態で加熱されることによって、製膜原液(PVA膜)におけるPVAの分子鎖の運動性が高くなり、結晶化が進む。その結果、PVAフィルム中のラメラ結晶の量が多くなり、結晶長周期Daは小さくなる傾向にある。ここで、乾燥速度が速すぎるとPVAフィルムの結晶化が十分に進行せず、ラメラ結晶の量が少なくなり結晶長周期Daは大きくなる傾向がある。一方、乾燥速度が遅すぎるとPVAフィルムの結晶成長が進み、ラメラ結晶のサイズが大きくなり、結晶長周期Daは大きくなる傾向がある。また、与える熱量が多すぎると、PVAフィルム中のラメラ結晶のサイズが大きくなり、結晶長周期Daが大きくなりすぎたり、結晶長周期の増加率が小さくなりすぎたりする傾向がある。The film-forming solution (hereinafter sometimes referred to as "PVA film") dripped onto the support undergoes crystallization while being heated and dried on the support and in the subsequent drying process. In particular, by heating the film-forming solution in a state of high volatile content (moisture content), the mobility of the molecular chains of PVA in the film-forming solution (PVA film) increases, and crystallization proceeds. As a result, the amount of lamellar crystals in the PVA film tends to increase, and the crystal long period Da tends to decrease. Here, if the drying speed is too fast, the crystallization of the PVA film does not proceed sufficiently, the amount of lamellar crystals tends to decrease, and the crystal long period Da tends to increase. On the other hand, if the drying speed is too slow, the crystal growth of the PVA film proceeds, the size of the lamellar crystals tends to increase, and the crystal long period Da tends to increase. In addition, if too much heat is applied, the size of the lamellar crystals in the PVA film tends to increase, and the crystal long period Da tends to become too large or the increase rate of the crystal long period tends to become too small.
製膜原液の揮発分率(製膜時などに揮発や蒸発によって除去される溶媒等の揮発性成分の割合)は、50質量%以上であることが好ましく、55質量%以上であることがより好ましい。また、製膜原液の揮発分率は、90質量%以下であることが好ましく、80質量%以下であることがより好ましい。揮発分率が50質量%未満であると、製膜原液の粘度が高くなり、PVAフィルムの製膜が困難となる場合がある。一方、揮発分濃度が90質量%を超えると、粘度が低くなりPVAフィルムの厚さの均一性が損なわれやすい。The volatile content of the film-forming solution (the proportion of volatile components such as solvents that are removed by volatilization or evaporation during film formation) is preferably 50% by mass or more, more preferably 55% by mass or more. The volatile content of the film-forming solution is preferably 90% by mass or less, more preferably 80% by mass or less. If the volatile content is less than 50% by mass, the viscosity of the film-forming solution increases, making it difficult to form a PVA film. On the other hand, if the volatile content concentration exceeds 90% by mass, the viscosity decreases and the uniformity of the thickness of the PVA film is easily impaired.
ここで、本発明における「製膜原液の揮発分率」とは、下記の式により求めた揮発分率をいう。
製膜原液の揮発分率(質量%)={(Wa-Wb)/Wa}×100
(式中、Waは製膜原液の質量(g)を表し、WbはWa(g)の製膜原液を105℃の電熱乾燥機中で16時間乾燥した時の質量(g)を表す。)
Here, the "volatile content of the membrane-forming solution" in the present invention refers to the volatile content calculated by the following formula.
Volatile content of film-forming solution (mass%)={(Wa−Wb)/Wa}×100
(In the formula, Wa represents the mass (g) of the film-forming solution, and Wb represents the mass (g) of the film-forming solution Wa (g) after drying it in an electric dryer at 105° C. for 16 hours.)
製膜原液の調整方法に特に制限はなく、例えば、PVAと可塑剤、界面活性剤などの添加剤を溶解タンク等で溶解させる方法や、一軸または二軸押出機を使用して含水状態のPVAを溶融混錬する際に、可塑剤、界面活性剤などと共に溶融混錬する方法などが挙げられる。There are no particular limitations on the method for preparing the film-forming solution, and examples of the method include dissolving PVA and additives such as plasticizers and surfactants in a dissolution tank, or melt-kneading the water-containing PVA together with plasticizers, surfactants, etc. using a single-screw or twin-screw extruder.
PVAフィルムを流延製膜法または溶融押出製膜法にて製膜する場合、上記の製膜原液は、膜状吐出装置から金属ロールや金属ベルトなどの支持体の上へ膜状に流涎され、加熱されて溶媒が除去されることにより、固化してフィルム化する。When a PVA film is produced by the casting method or the melt extrusion method, the film-forming solution is cast in the form of a film from a film-forming extrusion device onto a support such as a metal roll or metal belt, and is heated to remove the solvent, causing the film to solidify.
本発明のPVAフィルムは、水/メタノール混合溶媒(体積比率:2/8)に浸漬する前後の結晶長周期の増加率が特定の範囲内にある。この増加率は、PVAフィルム中のラメラ結晶間に存在する非晶部におけるPVAの分子鎖の絡み合いの程度に影響を受けると推定される。そのため、製膜原液が強い剪断力を受ける、膜状吐出装置の出口における剪断速度を調整することで、PVAフィルムの結晶長周期の増加率を制御することができる。このような観点から、膜状吐出装置の出口における剪断速度は75s-1以上であることが好ましく、100s-1以上であることがより好ましく、125s-1以上であることがさらに好ましい。また、膜状吐出装置の出口における剪断速度は、1000s-1以下であることが好ましく、900s-1以下であることがより好ましく、800s-1以下であることがさらに好ましい。剪断速度が上記の上限以下であることで、結晶長周期の増加率が小さくなりすぎるのを防止することができる。一方、剪断速度が上記の下限以上であることで、結晶長周期の増加率が大きくなりすぎるのを防止することができる。 The PVA film of the present invention has an increase rate of the crystal long period before and after immersion in a water/methanol mixed solvent (volume ratio: 2/8) within a specific range. It is presumed that this increase rate is affected by the degree of entanglement of the molecular chains of PVA in the amorphous portion present between the lamellar crystals in the PVA film. Therefore, the increase rate of the crystal long period of the PVA film can be controlled by adjusting the shear rate at the outlet of the film-like discharge device where the film-forming solution is subjected to a strong shear force. From this viewpoint, the shear rate at the outlet of the film-like discharge device is preferably 75 s -1 or more, more preferably 100 s -1 or more, and even more preferably 125 s -1 or more. In addition, the shear rate at the outlet of the film-like discharge device is preferably 1000 s -1 or less, more preferably 900 s -1 or less, and even more preferably 800 s -1 or less. By keeping the shear rate below the above upper limit, it is possible to prevent the increase rate of the crystal long period from becoming too small. On the other hand, by ensuring that the shear rate is equal to or higher than the above lower limit, it is possible to prevent the rate of increase in the crystal long period from becoming too large.
本発明において、膜状吐出装置の出口における剪断速度は、一般的なTダイやIダイの場合、ダイリップにおける製膜原液流路の壁面での剪断速度を指し、以下の式で計算できる。
γ=6Q/Wh2
ここで、γは壁面での剪断速度(s-1)、Wはダイリップの幅(cm)、hはダイリップの開度(cm)、Qは製膜原液のダイリップからの吐出速度(cm3/s)を意味する。
In the present invention, the shear rate at the outlet of the film-like extrusion device refers to the shear rate at the wall surface of the film-forming liquid flow path at the die lip in the case of a general T-die or I-die, and can be calculated by the following formula.
γ=6Q/ Wh2
Here, γ is the shear rate at the wall (s −1 ), W is the width of the die lip (cm), h is the opening of the die lip (cm), and Q is the extrusion rate of the film-forming solution from the die lip (cm 3 /s).
製膜原液を流涎する支持体の表面温度は50℃以上であることが好ましい。また、製膜原液を流涎する支持体の表面温度は110℃以下であることが好ましい。表面温度が50℃未満の場合、製膜原液の乾燥に要する時間が長くなり生産性が低下する傾向がある。一方、表面温度が110℃を超える場合は、発泡等によりPVAフィルムの膜面に異常を生じやすくなる傾向がある。また、製膜原液が急速に乾燥されることにより、PVAフィルムの結晶化が十分に進行せず、ラメラ結晶の量が少なくなり結晶長周期Daは大きくなる傾向がある。PVAフィルムの結晶長周期の増加率を調節しやすくする観点から、支持体の表面温度は60℃以上であることが好ましく、65℃以上であることがより好ましい。また、支持体の表面温度は100℃以下であることが好ましく、95℃以下であることがより好ましい。The surface temperature of the support on which the film-forming solution flows is preferably 50°C or higher. The surface temperature of the support on which the film-forming solution flows is preferably 110°C or lower. If the surface temperature is less than 50°C, the time required to dry the film-forming solution tends to be long, and productivity tends to decrease. On the other hand, if the surface temperature exceeds 110°C, abnormalities tend to occur on the film surface of the PVA film due to foaming, etc. In addition, the film-forming solution is dried rapidly, so that the crystallization of the PVA film does not proceed sufficiently, the amount of lamellar crystals decreases, and the crystal long period Da tends to increase. From the viewpoint of making it easier to adjust the rate of increase in the crystal long period of the PVA film, the surface temperature of the support is preferably 60°C or higher, more preferably 65°C or higher. In addition, the surface temperature of the support is preferably 100°C or lower, more preferably 95°C or lower.
支持体上でPVA膜を加熱すると同時に、PVA膜の非接触面側の全領域に風速1~10m/秒の熱風を均一に吹き付けて、乾燥速度を調節してもよい。非接触面側に吹き付ける熱風の温度は、乾燥効率や乾燥の均一性などの点から、50℃以上であることが好ましく、70℃以上であることがより好ましい。また、非接触面に吹き付ける熱風の温度は、乾燥効率や乾燥の均一性などの点から、150℃以下であることが好ましく、120℃以下であることがより好ましい。 The drying speed may be adjusted by uniformly blowing hot air at a speed of 1 to 10 m/sec onto the entire area of the non-contact side of the PVA film while heating the PVA film on the support. From the viewpoints of drying efficiency and uniformity of drying, the temperature of the hot air blown onto the non-contact side is preferably 50°C or higher, and more preferably 70°C or higher. From the viewpoints of drying efficiency and uniformity of drying, the temperature of the hot air blown onto the non-contact side is preferably 150°C or lower, and more preferably 120°C or lower.
PVA膜は支持体上で好ましくは揮発分率5~50質量%にまで乾燥された後、剥離され、必要に応じてさらに乾燥される。乾燥の方法に特に制限はなく、乾燥炉や乾燥ロールに接触させる方法が挙げられる。複数の乾燥ロールで乾燥させる場合は、フィルムの一方の面と他方の面を交互に乾燥ロールに接触させることが、両面を均一化させるために好ましい。乾燥ロールの数は、3個以上であることが好ましく、4個以上であることがより好ましく、5個以上であることがさらに好ましい。また、乾燥ロールの数は、30個以下であることがさらに好ましい。乾燥炉の温度又は乾燥ロールの平均温度(乾燥ロールの表面温度の平均値)の上限は、110℃であることが好ましく、100℃であることがより好ましく、90℃であることがより好ましく、85℃であることが更に好ましい。乾燥炉の温度又は乾燥ロールの平均温度が高すぎると、PVAフィルムの結晶成長が進み、PVAフィルム中のラメラ結晶のサイズが大きくなる傾向がある。その結果、結晶長周期Daが大きくなり、結晶長周期の増加率が小さくなりすぎる虞がある。一方、乾燥炉の温度又は乾燥ロールの平均温度の下限は、40℃であることが好ましく、45℃であることがより好ましく、50℃であることがさらに好ましい。乾燥炉の温度又は乾燥ロールの平均温度が低すぎると、PVAフィルムの結晶成長が不十分となり、PVAフィルム中のラメラ結晶のサイズが小さくなる傾向がある。その結果、結晶長周期Daが小さくなりすぎたり、結晶長周期の増加率が大きくなりすぎたりする虞がある。The PVA film is dried on the support preferably to a volatile content of 5 to 50% by mass, and then peeled off and further dried as necessary. There are no particular limitations on the drying method, and examples include contacting the film with a drying oven or drying roll. When drying with multiple drying rolls, it is preferable to alternately contact one side and the other side of the film with the drying roll to make both sides uniform. The number of drying rolls is preferably 3 or more, more preferably 4 or more, and even more preferably 5 or more. In addition, the number of drying rolls is even more preferably 30 or less. The upper limit of the temperature of the drying oven or the average temperature of the drying roll (average surface temperature of the drying roll) is preferably 110°C, more preferably 100°C, more preferably 90°C, and even more preferably 85°C. If the temperature of the drying oven or the average temperature of the drying roll is too high, the crystal growth of the PVA film proceeds and the size of the lamellar crystals in the PVA film tends to increase. As a result, the crystal long period Da increases, and there is a risk that the increase rate of the crystal long period becomes too small. On the other hand, the lower limit of the temperature of the drying oven or the average temperature of the drying roll is preferably 40° C., more preferably 45° C., and even more preferably 50° C. If the temperature of the drying oven or the average temperature of the drying roll is too low, the crystal growth of the PVA film tends to be insufficient, and the size of the lamellar crystals in the PVA film tends to be small. As a result, there is a risk that the crystal long period Da becomes too small or the increase rate of the crystal long period becomes too large.
乾燥後のPVAフィルムに対して、必要に応じてさらに熱処理を行うことができる。熱処理を行うことにより、PVAフィルムの強度、膨潤度、複屈折率などを調整することができる。熱処理を行うための熱処理ロールの表面温度は60℃以上であることが好ましい。また、熱処理ロールの表面温度は、135℃以下であることが好ましく、130℃であることがより好ましい。熱処理ロールの表面温度が高すぎると、与える熱量が多すぎてPVAフィルム中のラメラ結晶のサイズが大きくなり、結晶長周期Daが大きくなりすぎたり、結晶長周期の増加率が小さくなりすぎたりする傾向がある。 The dried PVA film can be further heat-treated as necessary. By performing heat treatment, the strength, swelling degree, birefringence, etc. of the PVA film can be adjusted. The surface temperature of the heat treatment roll for heat treatment is preferably 60°C or higher. In addition, the surface temperature of the heat treatment roll is preferably 135°C or lower, and more preferably 130°C. If the surface temperature of the heat treatment roll is too high, the amount of heat applied is too large, and the size of the lamellar crystals in the PVA film tends to become large, and the crystal long period Da tends to become too large or the increase rate of the crystal long period tends to become too small.
このようにして製造されたPVAフィルムは、必要に応じて、さらに、調湿処理、フィルム両端部(耳部)のカットなどを行い、円筒状のコアの上にロール状に巻き取られ、防湿包装されて、製品となる。 The PVA film produced in this manner may be further subjected to humidity conditioning treatment, both ends (edges) of the film may be cut, etc., if necessary, and then the film may be wound into a roll on a cylindrical core and then moisture-proof packaged to complete the product.
上述した一連の処理によって最終的に得られるPVAフィルムの揮発分率は必ずしも限定されないが、PVAフィルムの揮発分率は、1質量%以上であることが好ましく、2質量%以上であることがより好ましい。また、PVAフィルムの揮発分率は、5質量%以下であることが好ましく、4質量%以下であることがより好ましい。Although the volatile content of the PVA film finally obtained by the above-mentioned series of processes is not necessarily limited, the volatile content of the PVA film is preferably 1% by mass or more, and more preferably 2% by mass or more. The volatile content of the PVA film is preferably 5% by mass or less, and more preferably 4% by mass or less.
なお、本発明のPVAフィルムが多層フィルムである場合、例えば基材樹脂フィルム(基材樹脂層)上に製膜原液を塗布することによって多層フィルムを製造することができる。このとき、PVA層と基材樹脂層との間の接着性を改善するために、基材樹脂フィルムの表面を改質したり、基材樹脂フィルムの表面に接着剤を塗布したりしてもよい。When the PVA film of the present invention is a multilayer film, the multilayer film can be produced, for example, by applying a film-forming solution onto a base resin film (base resin layer). At this time, in order to improve the adhesion between the PVA layer and the base resin layer, the surface of the base resin film may be modified or an adhesive may be applied to the surface of the base resin film.
<光学フィルムの製造方法>
本発明の光学フィルムの製造方法は、上述したPVAフィルムを一軸延伸する工程を備える。以下には、光学フィルムの製造方法の一例として、偏光フィルムの製造方法を挙げて具体的に説明する。
<Method of Manufacturing Optical Film>
The method for producing an optical film of the present invention includes a step of uniaxially stretching the PVA film described above. Hereinafter, a method for producing a polarizing film will be specifically described as an example of the method for producing an optical film.
偏光フィルムの製造方法としては、PVAフィルムをそれぞれ、染色する染色工程、一軸延伸する延伸工程、及び必要に応じてさらに、膨潤させる膨潤工程、架橋させる架橋工程、固定処理する固定処理工程、洗浄する洗浄工程、乾燥させる乾燥工程、熱処理する熱処理工程などを備える方法が挙げられる。この場合、各工程の順としては特に限定されないが、例えば、膨潤工程、染色工程、架橋工程、延伸工程、固定処理工程などの順に行うことができる。また、1つ又は2つ以上の工程を同時に行うこともでき、各工程を2回又はそれ以上行うこともできる。特に、本発明のPVAフィルムは膨潤工程での膨潤シワの発生を抑制することができるため、膨潤工程を有する偏光フィルムの製造方法に用いられるフィルムとして有用である。 The method for producing a polarizing film includes a dyeing process for dyeing a PVA film, a stretching process for uniaxial stretching, and, if necessary, a swelling process for swelling, a crosslinking process for crosslinking, a fixing process for fixing, a washing process for washing, a drying process for drying, a heat treatment process for heat treatment, etc. In this case, the order of each process is not particularly limited, but can be, for example, the swelling process, the dyeing process, the crosslinking process, the stretching process, and the fixing process. In addition, one or more processes can be performed simultaneously, and each process can be performed twice or more times. In particular, the PVA film of the present invention can suppress the occurrence of swelling wrinkles in the swelling process, and is therefore useful as a film to be used in a method for producing a polarizing film having a swelling process.
膨潤工程は、水等を含む膨潤処理浴にPVAフィルムを浸漬することにより行うことができる。膨潤処理浴の温度は、20℃以上であることが好ましく、22℃以上であることがより好ましく、25℃以上であることがさらに好ましい。また、膨潤処理浴の温度は、55℃以下であることが好ましく、50℃以下であることがより好ましく、45℃以下であることがさらに好ましい。また、膨潤処理浴に浸漬する時間は、例えば0.1分以上であることが好ましく、0.5分以上であることがより好ましい。膨潤処理浴に浸漬する時間は、例えば5分以下であることが好ましく、3分以下であることがより好ましい。なお、膨潤処理浴に用いる水は純水に限定されず、各種成分が溶解した水溶液であってもよいし、水と水性媒体との混合物であってもよい。The swelling process can be performed by immersing the PVA film in a swelling treatment bath containing water or the like. The temperature of the swelling treatment bath is preferably 20°C or higher, more preferably 22°C or higher, and even more preferably 25°C or higher. The temperature of the swelling treatment bath is preferably 55°C or lower, more preferably 50°C or lower, and even more preferably 45°C or lower. The time of immersion in the swelling treatment bath is preferably, for example, 0.1 minutes or more, and more preferably 0.5 minutes or more. The time of immersion in the swelling treatment bath is preferably, for example, 5 minutes or less, and more preferably 3 minutes or less. The water used in the swelling treatment bath is not limited to pure water, and may be an aqueous solution in which various components are dissolved, or a mixture of water and an aqueous medium.
染色工程は、二色性色素を含む溶液(染色処理浴)にPVAフィルムを接触させることにより行うことができる。二色性色素としてはヨウ素系色素を用いるのが一般的である。染色のタイミングとしては、一軸延伸前、一軸延伸時及び一軸延伸後のいずれの段階であってもよい。染色処理浴としては、ヨウ素-ヨウ化カリウムを含有する溶液が好ましく、この溶液は水溶液であることが好ましい。染色処理浴におけるヨウ素の濃度は0.01質量%以上であることが好ましい。また、ヨウ素の濃度は0.5質量%以下であることが好ましい。ヨウ化カリウムの濃度は0.01質量%以上であることが好ましい。また、ヨウ化カリウムの濃度は10質量%以下であることが好ましい。また、染色処理浴の温度は20℃以上であることが好ましく、25℃以上であることがより好ましい。染色処理浴の温度は50℃以下であることが好ましく、40℃以下であることがより好ましい。染色時間は0.2分以上であることが好ましい。また、染色時間は5分以下であることが好ましい。The dyeing process can be carried out by contacting the PVA film with a solution (dyeing bath) containing a dichroic dye. An iodine-based dye is generally used as the dichroic dye. The timing of dyeing may be any stage before uniaxial stretching, during uniaxial stretching, or after uniaxial stretching. The dyeing bath is preferably a solution containing iodine-potassium iodide, and this solution is preferably an aqueous solution. The iodine concentration in the dyeing bath is preferably 0.01% by mass or more. The iodine concentration is preferably 0.5% by mass or less. The potassium iodide concentration is preferably 0.01% by mass or more. The potassium iodide concentration is preferably 10% by mass or less. The temperature of the dyeing bath is preferably 20°C or more, more preferably 25°C or more. The temperature of the dyeing bath is preferably 50°C or less, more preferably 40°C or less. The dyeing time is preferably 0.2 minutes or more. The dyeing time is preferably 5 minutes or less.
PVAフィルム中のPVAを架橋させる架橋工程を行うことにより、高温で湿式延伸する際にPVAが水へ溶出するのを効果的に抑制することができる。この観点から架橋工程は染色工程の後であって延伸工程の前に行うのが好ましい。架橋工程は、架橋剤を含む水溶液(架橋処理浴)にPVAフィルムを浸漬することにより行うことができる。架橋剤としては、ホウ酸、ホウ砂等のホウ酸塩などのホウ素化合物の1種又は2種以上を使用することができる。架橋処理浴における架橋剤の濃度は1質量%以上であることが好ましく、1.5質量%以上であることがより好ましく、2質量%以上であることがさらに好ましい。また、架橋剤の濃度は15質量%以下であることが好ましく、7質量%以下であることがより好ましく、6質量%以下であることがさらに好ましい。架橋剤の濃度が上記範囲内にあることで、PVフィルムの延伸性を十分に維持することができる。架橋処理浴はヨウ化カリウム等を含有してもよい。架橋処理浴の温度は、20℃以上であることが好ましく、25℃以上であることがより好ましい。また、架橋処理浴の温度は、60℃以下であることが好ましく、55℃以下であることがより好ましい。温度を上記範囲内にすることでPVAフィルムを効率良く架橋することができる。By carrying out a crosslinking process to crosslink the PVA in the PVA film, it is possible to effectively prevent the PVA from dissolving into water during wet stretching at high temperatures. From this viewpoint, it is preferable to carry out the crosslinking process after the dyeing process and before the stretching process. The crosslinking process can be carried out by immersing the PVA film in an aqueous solution (crosslinking treatment bath) containing a crosslinking agent. As the crosslinking agent, one or more boron compounds such as boric acid, borax, and other borates can be used. The concentration of the crosslinking agent in the crosslinking treatment bath is preferably 1% by mass or more, more preferably 1.5% by mass or more, and even more preferably 2% by mass or more. In addition, the concentration of the crosslinking agent is preferably 15% by mass or less, more preferably 7% by mass or less, and even more preferably 6% by mass or less. By having the concentration of the crosslinking agent within the above range, the stretchability of the PV film can be sufficiently maintained. The crosslinking treatment bath may contain potassium iodide, etc. The temperature of the crosslinking treatment bath is preferably 20°C or more, and more preferably 25°C or more. The temperature of the crosslinking treatment bath is preferably not higher than 60° C., and more preferably not higher than 55° C. By setting the temperature within the above range, the PVA film can be efficiently crosslinked.
PVAフィルムを一軸延伸する延伸工程は、湿式延伸法又は乾式延伸法のいずれで行ってもよい。湿式延伸法の場合は、ホウ酸を含む水溶液(延伸処理浴)中で行うこともできるし、上述した染色処理浴中や後述する固定処理浴中で行うこともできる。また、乾式延伸法の場合は、室温(25℃)のまま延伸を行ってもよいし、加熱しながら延伸してもよいし、吸水後のPVAフィルムを用いて空気中で行うこともできる。これらの中でも、幅方向に均一性高く延伸することができることから湿式延伸法が好ましく、延伸処理浴中で一軸延伸するのがより好ましい。延伸処理浴におけるホウ酸の濃度は、0.5質量%以上であることが好ましく、1.0質量%以上であることがより好ましく、1.5質量%以上であることがさらに好ましい。また、延伸処理浴におけるホウ酸濃度は、6.0質量%以下であることが好ましく、5.0質量%以下であることがより好ましく、4.0質量%以下であることがさらに好ましい。また、延伸処理浴はヨウ化カリウムを含有してもよく、ヨウ化カリウムの濃度は0.01質量%以上であることが好ましい。また、ヨウ化カリウムの濃度は、10質量%以下であることが好ましい。一軸延伸における延伸温度は、30℃以上であることが好ましく、40℃以上であることがより好ましく、50℃以上であることがさらに好ましい。また、一軸延伸における延伸温度は、90℃以下であることが好ましく、80℃以下であることがより好ましく、75℃以下であることがさらに好ましい。The stretching process for uniaxially stretching the PVA film may be performed by either a wet stretching method or a dry stretching method. In the case of the wet stretching method, it may be performed in an aqueous solution (stretching treatment bath) containing boric acid, or in the dyeing treatment bath described above or the fixing treatment bath described below. In the case of the dry stretching method, the stretching may be performed at room temperature (25°C), or may be performed while heating, or may be performed in air using the PVA film after water absorption. Among these, the wet stretching method is preferred because it can be stretched with high uniformity in the width direction, and uniaxial stretching in a stretching treatment bath is more preferred. The concentration of boric acid in the stretching treatment bath is preferably 0.5% by mass or more, more preferably 1.0% by mass or more, and even more preferably 1.5% by mass or more. In addition, the concentration of boric acid in the stretching treatment bath is preferably 6.0% by mass or less, more preferably 5.0% by mass or less, and even more preferably 4.0% by mass or less. The stretching bath may contain potassium iodide, and the concentration of potassium iodide is preferably 0.01% by mass or more. The concentration of potassium iodide is preferably 10% by mass or less. The stretching temperature in the uniaxial stretching is preferably 30° C. or more, more preferably 40° C. or more, and even more preferably 50° C. or more. The stretching temperature in the uniaxial stretching is preferably 90° C. or less, more preferably 80° C. or less, and even more preferably 75° C. or less.
一軸延伸における延伸倍率(非延伸のPVAフィルムからの全延伸倍率)は、得られる偏光フィルムの偏光性能の点から5倍以上であることが好ましく、5.5倍以上であることがより好ましい。延伸倍率の上限は特に制限されないが、延伸倍率は8倍以下であることが好ましい。The stretching ratio in uniaxial stretching (total stretching ratio from the unstretched PVA film) is preferably 5 times or more, more preferably 5.5 times or more, from the viewpoint of the polarizing performance of the resulting polarizing film. There is no particular upper limit to the stretching ratio, but the stretching ratio is preferably 8 times or less.
一軸延伸におけるPVAフィルムの最大延伸応力は、50N/mm2以下であることが好ましく、25N/mm2以下であることがより好ましく、15N/mm2以下であることがさらに好ましく、10N/mm2以下であることが特に好ましい。ここで、最大延伸応力とは、延伸処理浴において隣接するロール間にかかるPVAフィルムの延伸張力をPVAフィルムの断面積で除した値である。このとき、PVAフィルムの延伸張力は、延伸処理浴において隣接するロール間に設置したテンションロールによって計測することができ、延伸処理浴において3本以上のロールを用いたときはその中の最大の値が用いられる。また、PVAフィルムの断面積は、偏光フィルムの作製に供する前の未延伸のPVAフィルムから求められる。最大延伸応力を小さくすることによって、収縮応力の小さい偏光フィルムを得ることができる。また通常、最大延伸応力は1N/mm2以上である。 The maximum stretching stress of the PVA film in uniaxial stretching is preferably 50 N/mm2 or less , more preferably 25 N/ mm2 or less, even more preferably 15 N/mm2 or less , and particularly preferably 10 N/mm2 or less . Here, the maximum stretching stress is a value obtained by dividing the stretching tension of the PVA film applied between adjacent rolls in the stretching bath by the cross-sectional area of the PVA film. At this time, the stretching tension of the PVA film can be measured by a tension roll installed between adjacent rolls in the stretching bath, and when three or more rolls are used in the stretching bath, the maximum value among them is used . In addition, the cross-sectional area of the PVA film is determined from the unstretched PVA film before being used for the production of the polarizing film. By reducing the maximum stretching stress, a polarizing film with a small shrinkage stress can be obtained. In addition, the maximum stretching stress is usually 1 N/mm2 or more .
長尺のPVAフィルムを一軸延伸する場合における一軸延伸の方向に特に制限はなく、長尺方向への一軸延伸や横一軸延伸を採用することができる。偏光性能に優れる偏光フィルムが得られることから、長尺方向への一軸延伸が好ましい。長尺方向への一軸延伸は、互いに平行な複数のロールを備える延伸装置を使用して、各ロール間の周速を変えることにより行うことができる。一方、横一軸延伸はテンター型延伸機を用いて行うことができる。There is no particular restriction on the direction of uniaxial stretching when uniaxially stretching a long PVA film, and uniaxial stretching in the long direction or uniaxial stretching in the transverse direction can be used. Uniaxial stretching in the long direction is preferred because it results in a polarizing film with excellent polarization performance. Uniaxial stretching in the long direction can be performed by using a stretching device equipped with multiple rolls parallel to each other and changing the peripheral speed between each roll. On the other hand, uniaxial stretching in the transverse direction can be performed using a tenter-type stretching machine.
偏光フィルムの製造にあたっては、PVAフィルムへの二色性色素(ヨウ素系色素等)の吸着を強固にするために、延伸工程の後に固定処理工程を行うことができる。固定処理に使用する固定処理浴としては、ホウ酸、硼砂等のホウ素化合物の1種又は2種以上を含む水溶液を使用することができる。また、必要に応じて、固定処理浴中にヨウ素化合物や金属化合物を添加してもよい。固定処理浴におけるホウ素化合物の濃度は、2質量%以上であることが好ましく、3質量%以上であることがより好ましい。また、固定処理浴におけるホウ素化合物の濃度は、15質量%以下であることが好ましく、10質量%以下であることがより好ましい。ホウ素化合物の濃度を上記範囲内にすることで二色性色素の吸着をより強固にすることができる。固定処理浴の温度は、15℃以上であることが好ましく、25℃以上であることがより好ましい。また、固定処理浴の温度は、60℃以下であることが好ましく、40℃以下であることがより好ましい。In the manufacture of polarizing films, a fixing process can be performed after the stretching process in order to strengthen the adsorption of the dichroic dye (iodine-based dye, etc.) to the PVA film. The fixing bath used for the fixing process can be an aqueous solution containing one or more boron compounds such as boric acid and borax. If necessary, an iodine compound or a metal compound may be added to the fixing bath. The concentration of the boron compound in the fixing bath is preferably 2% by mass or more, more preferably 3% by mass or more. The concentration of the boron compound in the fixing bath is preferably 15% by mass or less, more preferably 10% by mass or less. By setting the concentration of the boron compound within the above range, the adsorption of the dichroic dye can be strengthened. The temperature of the fixing bath is preferably 15°C or more, more preferably 25°C or more. The temperature of the fixing bath is preferably 60°C or less, more preferably 40°C or less.
洗浄工程は、蒸留水、純水、水溶液等にフィルムを浸漬して行われることが一般的である。このとき、得られる偏光フィルムの偏光性能を向上させる観点からヨウ化カリウム等のヨウ化物を助剤として含有する水溶液(洗浄処理浴)を用いることが好ましい。ヨウ化物の濃度は0.5質量%以上であることが好ましい。また、ヨウ化物の濃度は10質量%以下とすることが好ましい。また、洗浄処理浴の温度は5℃以上であることが好ましく、10℃以上であることがより好ましく、15℃以上であることがさらに好ましい。また、洗浄処理浴の温度は50℃以下であることが好ましく、45℃以下であることがより好ましく、40℃がさらに好ましい。洗浄処理浴の温度を上記範囲とすることで、得られる偏光フィルムの偏光性能をより高めることができる。The cleaning process is generally performed by immersing the film in distilled water, pure water, an aqueous solution, etc. At this time, it is preferable to use an aqueous solution (cleaning treatment bath) containing an iodide such as potassium iodide as an auxiliary agent from the viewpoint of improving the polarization performance of the obtained polarizing film. The concentration of iodide is preferably 0.5% by mass or more. The concentration of iodide is preferably 10% by mass or less. The temperature of the cleaning treatment bath is preferably 5°C or more, more preferably 10°C or more, and even more preferably 15°C or more. The temperature of the cleaning treatment bath is preferably 50°C or less, more preferably 45°C or less, and even more preferably 40°C. By setting the temperature of the cleaning treatment bath within the above range, the polarization performance of the obtained polarizing film can be further improved.
乾燥工程の条件は特に制限されないが、PVAフィルムの乾燥温度は30℃以上であることが好ましく、50℃以上であることがより好ましい。また、PVAフィルムの乾燥温度は150℃以下であることが好ましく、130℃以下であることがより好ましい。上記範囲内の温度で乾燥することで、高温における寸法安定性に優れる偏光フィルムが得られやすい。The conditions for the drying process are not particularly limited, but the drying temperature for the PVA film is preferably 30°C or higher, and more preferably 50°C or higher. The drying temperature for the PVA film is preferably 150°C or lower, and more preferably 130°C or lower. Drying at a temperature within the above range makes it easier to obtain a polarizing film with excellent dimensional stability at high temperatures.
なお、位相差フィルム等、偏光フィルム以外の光学フィルムも、本発明のPVAフィルムを一軸延伸する工程を備える方法により製造することができる。具体的な製造方法は、本発明のPVAフィルムを用いること以外は、従来公知の方法を採用することができる。In addition, optical films other than polarizing films, such as retardation films, can also be manufactured by a method including a step of uniaxially stretching the PVA film of the present invention. As for the specific manufacturing method, a conventionally known method can be adopted, except that the PVA film of the present invention is used.
本発明の光学フィルムが偏光フィルムである場合、偏光フィルムの二色性比(R)が100以上であることが好ましい。二色性比(R)は150以上であることがより好ましく、160以上であることがさらに好ましい。この二色性比(R)は、例えば、350以下であることが好ましく、300以下であることが好ましい。When the optical film of the present invention is a polarizing film, the dichroic ratio (R) of the polarizing film is preferably 100 or more. The dichroic ratio (R) is more preferably 150 or more, and even more preferably 160 or more. This dichroic ratio (R) is preferably, for example, 350 or less, and more preferably 300 or less.
偏光フィルムの二色性比(R)の算出方法は以下のとおりである。まず、表面反射を排除した透過率(T’)と単体透過率(T)との関係は下記式(a)で示される。このとき、偏光フィルムの屈折率は1.5であるとし、表面での反射率は4%であるとする。一方、透過率(T’)と偏光度(V)と二色性比(R)との関係は下記式(b)で示される。したがって、単体透過率(T)及び偏光度(V)を計測した上で、それらの値を用いて下記式(a)及び(b)を解くことで偏光フィルムの二色性比(R)を算出することができる。
T’=T/(1-0.04)2 ・・・(a)
R={-ln[T’(1-V)]}/{-ln[T’(1+V)]} ・・・(b)
The method for calculating the dichroic ratio (R) of a polarizing film is as follows. First, the relationship between the transmittance (T') excluding surface reflection and the single-piece transmittance (T) is shown by the following formula (a). In this case, the refractive index of the polarizing film is assumed to be 1.5, and the reflectance at the surface is assumed to be 4%. Meanwhile, the relationship between the transmittance (T'), the degree of polarization (V), and the dichroic ratio (R) is shown by the following formula (b). Therefore, the single-piece transmittance (T) and the degree of polarization (V) are measured, and then the dichroic ratio (R) of the polarizing film can be calculated by solving the following formulas (a) and (b) using these values.
T'=T/(1-0.04) 2 ...(a)
R={-ln[T'(1-V)]}/{-ln[T'(1+V)]} ...(b)
偏光フィルムの二色性比(R)から、所定の単体透過率(T)のときの偏光度(V)を算出することができる。まず、上記式(a)から所定の単体透過率(T)のときの透過率(T’)を求める。そして、上記式(b)を変形した下記式(c)に、この透過率(T’)と二色性比(R)を代入した式を解くことで、所定の単体透過率(T)のときの偏光度(V)を求めることができる。本発明においては、この方法により、偏光フィルムの単体透過率(T)が44.0%のときの偏光度(V)を求めた。
T‘=[1-V]1/(R-1)/[1+V]R/(R-1) ・・・(c)
From the dichroic ratio (R) of the polarizing film, the degree of polarization (V) at a given single transmittance (T) can be calculated. First, the transmittance (T') at a given single transmittance (T) is calculated from the above formula (a). Then, the degree of polarization (V) at a given single transmittance (T) can be calculated by solving the following formula (c) obtained by modifying the above formula (b) by substituting the transmittance (T') and the dichroic ratio (R). In the present invention, the degree of polarization (V) at a given single transmittance (T) of the polarizing film was calculated by this method when the single transmittance (T) of the polarizing film was 44.0%.
T'=[1-V] 1/(R-1) /[1+V] R/(R-1) ...(c)
以上のようにして得られた偏光フィルムは、通常、その両面又は片面に、光学的に透明で且つ機械的強度を有する保護膜を貼り合わせて偏光板にして使用される。保護膜としては、三酢酸セルロース(TAC)フィルム、シクロオレフィンポリマー(COP)フィルム、酢酸・酪酸セルロース(CAB)フィルム、アクリル系フィルム、ポリエステル系フィルムなどが使用される。また、貼り合わせのための接着剤としては、PVA系接着剤、ウレタン系接着剤、アクリレート系紫外線硬化型接着剤などを挙げることができる。すなわち、偏光板は、偏光フィルムと、この偏光フィルムの片面又は両面に直接又は接着剤層を介して積層された保護膜とを有する。The polarizing film obtained in the above manner is usually used as a polarizing plate by laminating an optically transparent and mechanically strong protective film on both or one side of the polarizing film. Examples of protective films that can be used include cellulose triacetate (TAC) film, cycloolefin polymer (COP) film, cellulose acetate butyrate (CAB) film, acrylic film, and polyester film. Examples of adhesives used for lamination include PVA adhesives, urethane adhesives, and acrylate ultraviolet-curing adhesives. In other words, a polarizing plate has a polarizing film and a protective film laminated directly or via an adhesive layer on one or both sides of the polarizing film.
偏光板は、例えば、アクリル系等の粘着剤をコートした後、ガラス基板に貼り合わせてLCDの部品として使用することができる。なお、偏光板には、さらに、位相差フィルム、視野角向上フィルム、輝度向上フィルム等が貼り合わせられていてもよい。 The polarizing plate can be used as a part of an LCD by, for example, coating it with an acrylic or other adhesive and then bonding it to a glass substrate. In addition, the polarizing plate may also be bonded with a retardation film, a viewing angle improving film, a brightness improving film, etc.
以下に本発明を実施例などにより具体的に説明するが、本発明は、以下の実施例により何ら限定されるものではない。なお、以下の実施例及び比較例において採用された評価項目とその方法は、下記の通りである。The present invention will be described in detail below with reference to examples, but the present invention is not limited to the following examples. The evaluation items and methods used in the following examples and comparative examples are as follows.
(1)PVAフィルムの結晶長周期Ds及びDa
以下の実施例及び比較例で得られたPVAフィルムについて、水/メタノール混合溶媒(体積比率:2/8)への浸漬前後で小角X線測定を行った。具体的には、まず、PVAフィルムを幅方向(TD方向)、機械流れ方向(MD方向)の区別無く、2cm×1cmのサイズに複数枚カットした。このカットしたPVAフィルムを、温度20℃、湿度65%の条件で24時間保管した後、測定セルに10枚積層し、測定サンプルとした。この測定サンプルに対して空気(温度20℃、湿度65%)中で小角X線散乱測定を行い、散乱曲線を得た。この散乱曲線のピークトップにおける散乱ベクトルq(nm-1)の値から、以下の式の通り結晶長周期Daを求めた。
結晶長周期Da(nm) = 2π/q
(1) Long crystal periods Ds and Da of PVA film
Small-angle X-ray measurement was performed on the PVA films obtained in the following Examples and Comparative Examples before and after immersion in a water/methanol mixed solvent (volume ratio: 2/8). Specifically, first, the PVA film was cut into multiple pieces of 2 cm x 1 cm size without distinction between the width direction (TD direction) and the machine direction (MD direction). The cut PVA films were stored for 24 hours under conditions of a temperature of 20°C and a humidity of 65%, and then 10 sheets were stacked in a measurement cell to obtain a measurement sample. Small-angle X-ray scattering measurement was performed on the measurement sample in air (temperature 20°C, humidity 65%) to obtain a scattering curve. The crystal long period Da was calculated from the value of the scattering vector q (nm -1 ) at the peak top of this scattering curve according to the following formula.
Crystal long period Da (nm) = 2π/q
また、以下の実施例及び比較例で得られたPVAフィルムを幅方向(TD方向)、機械流れ方向(MD方向)の区別無く、2cm×1cmのサイズに複数枚カットした。このカットしたPVAフィルムを、水/メタノール混合溶媒(体積比率:2/8)に24時間浸漬した後、該混合溶媒で満たした測定セルに10枚積層し、測定サンプルとした。この測定サンプルに対して小角X線散乱測定を行い、散乱曲線を得た。この散乱曲線のピークトップにおける散乱ベクトルq(nm-1)の値から、以下の式の通り結晶長周期Dsを求めた。
結晶長周期Ds(nm) = 2π/q
In addition, the PVA films obtained in the following Examples and Comparative Examples were cut into multiple pieces with a size of 2 cm x 1 cm, regardless of the width direction (TD) or machine direction (MD). The cut PVA films were immersed in a water/methanol mixed solvent (volume ratio: 2/8) for 24 hours, and then 10 pieces were stacked in a measurement cell filled with the mixed solvent to obtain a measurement sample. Small-angle X-ray scattering measurement was performed on the measurement sample to obtain a scattering curve. The crystal long period Ds was calculated from the value of the scattering vector q (nm -1 ) at the peak top of this scattering curve according to the following formula.
Crystal long period Ds (nm) = 2π/q
(2)PVAフィルムの膨潤度
前記の方法にて、以下の実施例及び比較例で得られたPVAフィルムの膨潤度を求めた。
(2) Swelling Degree of PVA Film The swelling degrees of the PVA films obtained in the following Examples and Comparative Examples were determined by the above-mentioned method.
(3)偏光フィルムの作製
以下の実施例及び比較例で得られたPVAフィルムを用いて偏光フィルムを作製した。まず、25℃の純水(膨潤処理浴)中でPVAフィルムをMD方向に2.0倍延伸した後、ヨウ素を0.03質量%、ヨウ化カリウムを0.7質量%含む32℃の水溶液(染色処理浴)中で総延伸倍率が2.4倍になるように延伸した。続いて、ホウ酸を2.6質量%含む32℃の水溶液(架橋処理浴)中で総延伸倍率が3.0倍になるように延伸し、さらにホウ酸を2.8質量%、ヨウ化カリウムを5.0質量%含む58℃の水溶液(延伸処理浴)中で総延伸倍率が6.0倍になるまで延伸した。続いて、ホウ酸を1.5質量%、ヨウ化カリウムを2.5質量%含む22℃の水溶液(洗浄処理浴)中に5秒間浸漬し、80℃の乾燥炉で4分間乾燥させた。
(3) Preparation of Polarizing Film A polarizing film was prepared using the PVA film obtained in the following Examples and Comparative Examples. First, the PVA film was stretched 2.0 times in the MD direction in pure water (swelling treatment bath) at 25 ° C., and then stretched to a total stretch ratio of 2.4 times in an aqueous solution (dyeing treatment bath) at 32 ° C. containing 0.03 mass% iodine and 0.7 mass% potassium iodide. Next, the film was stretched to a total stretch ratio of 3.0 times in an aqueous solution (crosslinking treatment bath) at 32 ° C. containing 2.6 mass% boric acid, and further stretched to a total stretch ratio of 6.0 times in an aqueous solution (stretching treatment bath) at 58 ° C. containing 2.8 mass% boric acid and 5.0 mass% potassium iodide. Next, the film was immersed in an aqueous solution (cleaning treatment bath) at 22 ° C. containing 1.5 mass% boric acid and 2.5 mass% potassium iodide for 5 seconds, and dried in a drying oven at 80 ° C. for 4 minutes.
(4)偏光フィルムの作製におけるPVAフィルムの最大延伸応力
上記偏光フィルムの作製において、延伸処理浴において隣接するロール間にかかるPVAフィルムの延伸張力を、その間に設置したテンションロールによって計測し、PVAフィルムの断面積で除した値を最大延伸応力とした。このとき、PVAフィルムの断面積は偏光フィルムの作製に供する前の未延伸のPVAフィルムから求めた。
(4) Maximum stretching stress of PVA film in the production of polarizing film In the production of the polarizing film, the stretching tension of the PVA film applied between adjacent rolls in the stretching treatment bath was measured by a tension roll placed between them, and the maximum stretching stress was calculated by dividing the measured value by the cross-sectional area of the PVA film. The cross-sectional area of the PVA film was determined from the unstretched PVA film before it was used in the production of the polarizing film.
(5)偏光フィルムの光学性能
得られた偏光フィルムの幅方向(TD方向)の中央部から、偏光フィルムの機械流れ方向(MD方向)に4cm、幅方向(TD方向)に1.5cmの長方形の測定サンプルを採取した。この測定サンプルに対して、積分球付き分光光度計(日本分光株式会社製「V7100」)を用いて、JIS Z8722(物体色の測定方法)に準拠し、C光源、2°視野の可視光領域の視感度補正を行った上で、単体透過率及び偏光度を測定した。上述した方法により、単体透過率44.0%の偏光度を算出した。
(5) Optical performance of polarizing film A rectangular measurement sample of 4 cm in the machine direction (MD) and 1.5 cm in the width direction (TD) of the obtained polarizing film was taken from the center of the width direction (TD). The measurement sample was measured using an integrating sphere spectrophotometer ("V7100" manufactured by JASCO Corporation) in accordance with JIS Z8722 (measurement method for object color) after performing luminosity correction in the visible light region with a C light source and a 2° visual field, and the single transmittance and polarization degree were measured. The polarization degree of a single transmittance of 44.0% was calculated by the above-mentioned method.
(6)高温下における偏光フィルムの収縮応力
収縮応力は島津製作所製の恒温槽付きオートグラフAG-Xを用いて測定した。測定には20℃/20%RHで18時間調湿した偏光フィルム(長さ方向15cm、幅方向1.5cm)をチャック(チャック間隔5cm)に取り付け、引張り開始と同時に、80℃へ恒温槽の昇温を開始した。偏光フィルムを1mm/minの速さで引張り、張力が2Nに到達した時点で引張りを停止し、その状態で4時間後までの張力を測定した。このとき、シャフトの熱膨張によってチャック間の距離が変わるため、チャックに標線シールを貼り、ビデオ式伸び計TR ViewX120Sを用いてチャックに貼り付けた標線シールが動いた分だけチャック間の距離を修正できるようにして測定を行った。なお、4時間後の張力の測定値から初期張力2Nを差し引いた値を変更フィルムの収縮力とし、その値をサンプル断面積で除した値を収縮応力(N/mm2)と定義した。
(6) Shrinkage stress of polarizing film at high temperature The shrinkage stress was measured using an autograph AG-X with a thermostatic chamber manufactured by Shimadzu Corporation. For the measurement, a polarizing film (length 15 cm, width 1.5 cm) that had been conditioned at 20°C/20% RH for 18 hours was attached to a chuck (chuck interval 5 cm), and the temperature of the thermostatic chamber was raised to 80°C at the same time as the start of tension. The polarizing film was pulled at a speed of 1 mm/min, and the tension was stopped when the tension reached 2 N, and the tension was measured in this state for up to 4 hours. At this time, since the distance between the chucks changes due to the thermal expansion of the shaft, a marking seal was attached to the chuck , and the measurement was performed using a video extensometer TR ViewX120S so that the distance between the chucks could be corrected by the amount of movement of the marking seal attached to the chuck. The shrinkage force of the modified film was determined by subtracting the initial tension of 2 N from the measured tension after 4 hours, and the value was divided by the cross-sectional area of the sample to define the shrinkage stress (N/mm 2 ).
<実施例1>
ポリ酢酸ビニルをけん化することにより得られたPVA(けん化度99.9モル%、重合度2400)100質量部、可塑剤としてグリセリン14質量部、界面活性剤としてラウリン酸ジエタノールアミド0.1質量部、及び水からなる揮発分率73質量%の製膜原液を調整した。この製膜原液をろ過したものを、Tダイから剪断速度207s-1で支持体(表面温度90℃)上に、膜状に吐出し、支持体上で、支持体との非接触面の全体に85℃の熱風を5m/秒の速度で吹き付けて乾燥した。次いで、支持体から剥離して、PVAフィルムの一方の面と他方の面とが各乾燥ロールに交互に接触するように第1乾燥ロールから熱処理ロールの直前にある最終乾燥ロール(第19乾燥ロール)までの間で更に乾燥した後、最終乾燥ロールから剥離した。このとき、第1乾燥ロールから最終乾燥ロールまでの各乾燥ロールの表面温度の平均値が70℃となるようにした。最後に表面温度104℃の熱処理ロールで熱処理を行った後、ロール状に巻き取ってPVAフィルム(厚み45μm、幅3.3m)を得た。
Example 1
A film-forming stock solution with a volatile content of 73% by mass was prepared, consisting of 100 parts by mass of PVA (saponification degree 99.9 mol%, polymerization degree 2400) obtained by saponifying polyvinyl acetate, 14 parts by mass of glycerin as a plasticizer, 0.1 parts by mass of lauric acid diethanolamide as a surfactant, and water. The film-forming stock solution was filtered and discharged in the form of a film onto a support (surface temperature 90°C) from a T-die at a shear rate of 207 s -1 , and dried by blowing hot air at 85°C at a speed of 5 m/sec onto the entire non-contact surface of the support. Next, the film was peeled off from the support, and further dried between the first drying roll and the final drying roll (19th drying roll) immediately before the heat treatment roll so that one side and the other side of the PVA film alternately contact each drying roll, and then peeled off from the final drying roll. At this time, the average value of the surface temperature of each drying roll from the first drying roll to the final drying roll was set to 70°C. Finally, the film was heat-treated with a heat-treatment roll having a surface temperature of 104° C., and then wound into a roll to obtain a PVA film (thickness: 45 μm, width: 3.3 m).
得られたPVAフィルムに対して小角X線散乱測定を行った結果、結晶長周期Daは12.6nmであり、結晶長周期Dsは16.8nmであり、結晶長周期の増加率は0.33であった。また、PVAフィルムの膨潤度を測定した結果、197%であった。Small angle X-ray scattering measurements were performed on the obtained PVA film, and the crystal long period Da was found to be 12.6 nm, the crystal long period Ds was found to be 16.8 nm, and the increase rate of the crystal long period was 0.33. In addition, the swelling degree of the PVA film was measured and found to be 197%.
さらに、得られたPVAフィルムを用いて偏光フィルムを作製した。このとき、最大延伸応力は9.0N/mm2であった。得られた偏光フィルムの光学性能を測定した結果、単体透過率43.8%、偏光度99.935%であり、単体透過率44.0%のときの偏光度は99.873%と算出された。また、偏光フィルムの収縮応力を測定した結果、43.7N/mm2だった。 Furthermore, a polarizing film was produced using the obtained PVA film. At this time, the maximum stretching stress was 9.0 N/ mm2 . The optical performance of the obtained polarizing film was measured, and the single transmittance was 43.8%, the polarization degree was 99.935%, and the polarization degree was calculated to be 99.873% when the single transmittance was 44.0%. In addition, the shrinkage stress of the polarizing film was measured, and it was 43.7 N/ mm2 .
<実施例2、実施例3及び比較例1~4>
PVAの種類、可塑剤量及び製造条件を表1のとおり変更したこと以外は、実施例1と同様にしてPVAフィルムを得た。なお、表1ではエチレン単位の含有量が3モル%のエチレン変性を「ΔEt3」と略記した。
<Example 2, Example 3, and Comparative Examples 1 to 4>
A PVA film was obtained in the same manner as in Example 1, except that the type of PVA, the amount of plasticizer, and the production conditions were changed as shown in Table 1. In Table 1, ethylene-modified films with an ethylene unit content of 3 mol% are abbreviated as "ΔEt3".
得られたPVAフィルム及び偏光フィルムの評価結果を表1に示す。また、実施例1~3及び比較例1~3で得られた偏光フィルムについて、単体透過率が44.0%のときの偏光度を収縮応力に対してプロットしたグラフを図2に示す。なお、比較例4のPVAフィルムは30℃の蒸留水中で溶解したため、膨潤度が測定できなかった。また、比較例4のPVAフィルムは25℃の純水(膨潤処理浴)中で溶解したため、偏光フィルムを作製できなかった。The evaluation results of the obtained PVA films and polarized films are shown in Table 1. Figure 2 shows a graph in which the polarization degree when the single transmittance was 44.0% was plotted against the shrinkage stress for the polarized films obtained in Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 to 3. Note that the PVA film of Comparative Example 4 dissolved in distilled water at 30°C, so the swelling degree could not be measured. Furthermore, the PVA film of Comparative Example 4 dissolved in pure water (swelling treatment bath) at 25°C, so a polarized film could not be produced.
表1及び図2から明らかなように、本発明のPVAフィルムから製造された偏光フィルムは光学性能に優れ、高温下における収縮応力が小さい。As is clear from Table 1 and Figure 2, the polarized film produced from the PVA film of the present invention has excellent optical performance and low shrinkage stress at high temperatures.
1 散乱曲線のピークトップ
2 散乱曲線のピークトップにおける散乱ベクトルqを設定する際の補助線
3 散乱曲線のピークトップにおける散乱ベクトルq
1 Peak top of scattering curve 2 Auxiliary line for setting scattering vector q at the peak top of the scattering curve 3 Scattering vector q at the peak top of the scattering curve
Claims (7)
0.3≦(Ds-Da)/Da<0.5 A polyvinyl alcohol film, in which the crystalline long period Ds determined by small-angle X-ray scattering measurement performed in a water/methanol mixed solvent (volume ratio: 2/8) and the crystalline long period Da determined by small-angle X-ray scattering measurement performed before immersion in the mixed solvent satisfy the following formula:
0.3≦(Ds-Da)/Da<0.5
The method for producing an optical film according to claim 6 , further comprising a swelling step of swelling the polyvinyl alcohol film.
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2020112280 | 2020-06-30 | ||
| JP2020112280 | 2020-06-30 | ||
| PCT/JP2021/023876 WO2022004536A1 (en) | 2020-06-30 | 2021-06-23 | Polyvinyl alcohol film and method for manufacturing optical film in which same is used |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPWO2022004536A1 JPWO2022004536A1 (en) | 2022-01-06 |
| JPWO2022004536A5 JPWO2022004536A5 (en) | 2023-08-30 |
| JP7601876B2 true JP7601876B2 (en) | 2024-12-17 |
Family
ID=79316176
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2022533924A Active JP7601876B2 (en) | 2020-06-30 | 2021-06-23 | Polyvinyl alcohol film and method for producing optical film using same |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP7601876B2 (en) |
| KR (1) | KR20230029609A (en) |
| CN (1) | CN115996974B (en) |
| TW (1) | TWI874675B (en) |
| WO (1) | WO2022004536A1 (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116571421B (en) * | 2023-04-26 | 2024-05-24 | 安徽皖维先进功能膜材料研究院有限公司 | A method for preparing an anti-warping polarizer |
Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001315146A (en) | 2000-05-12 | 2001-11-13 | Kuraray Co Ltd | Method for producing polyvinyl alcohol-based polymer film |
| JP2002062429A (en) | 2000-08-21 | 2002-02-28 | Nippon Synthetic Chem Ind Co Ltd:The | Polyvinyl alcohol film for polarizing film |
| JP2006225496A (en) | 2005-02-17 | 2006-08-31 | Nitto Denko Corp | Water-soluble resin film and method for producing the same, polarizer and method for producing the same, polarizing plate, optical film, and image display |
| JP2006224430A (en) | 2005-02-17 | 2006-08-31 | Nitto Denko Corp | Method for producing microregion-dispersed polyvinyl alcohol film, microregion-dispersed polyvinyl alcohol film, method for producing polarizer, polarizer, polarizing plate, optical film, and image display device |
| JP2006307058A (en) | 2005-04-28 | 2006-11-09 | Nippon Synthetic Chem Ind Co Ltd:The | Polyvinyl alcohol film, polarizing film thereof, polarizing plate |
| WO2009028141A1 (en) | 2007-08-24 | 2009-03-05 | Kuraray Co., Ltd. | Polyvinyl alcohol film and method for producing the same |
| WO2012132984A1 (en) | 2011-03-29 | 2012-10-04 | 株式会社クラレ | Polyvinyl alcohol polymer film and process for producing same |
| WO2016093258A1 (en) | 2014-12-12 | 2016-06-16 | 株式会社クラレ | Polyvinyl alcohol film |
| WO2016190235A1 (en) | 2015-05-28 | 2016-12-01 | 株式会社クラレ | Polyvinyl alcohol polymer film and method for producing same |
Family Cites Families (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0328102B1 (en) * | 1988-02-10 | 1993-05-12 | Kuraray Co., Ltd. | Novel polyvinyl alcohol and process for producing polyvinyl alcohol by hydrolysis catalysed by acids |
| JPH0335002A (en) * | 1989-07-03 | 1991-02-15 | Fujitsu Ltd | Production of amphiphatic polyvinyl alcohol |
| JP3473838B2 (en) * | 2000-06-28 | 2003-12-08 | 株式会社クラレ | Method for producing polyvinyl alcohol film |
| JP4906308B2 (en) | 2004-11-02 | 2012-03-28 | 日本合成化学工業株式会社 | Polyvinyl alcohol film and method for producing the same |
| JPWO2010095518A1 (en) * | 2009-02-23 | 2012-08-23 | コニカミノルタアドバンストレイヤー株式会社 | Optical film manufacturing method, optical film, polarizing plate, and liquid crystal display device |
| WO2013137056A1 (en) * | 2012-03-15 | 2013-09-19 | 株式会社クラレ | Ethylene-modified polyvinyl alcohol polymer film |
| CN107315217B (en) | 2012-03-30 | 2020-11-06 | 株式会社可乐丽 | Polyvinyl alcohol-based polymer film and method for producing the same |
| TWI689547B (en) * | 2014-10-13 | 2020-04-01 | 美商摩諾索公司 | Water-soluble polyvinyl alcohol film with plasticizer blend, related methods and related articles |
| JP2017142347A (en) | 2016-02-09 | 2017-08-17 | 株式会社クラレ | Polarizing film with small shrinkage stress and method for producing the same |
| JP7217295B2 (en) * | 2018-12-28 | 2023-02-02 | 株式会社クラレ | Water-soluble film and packaging |
-
2021
- 2021-06-23 CN CN202180047228.4A patent/CN115996974B/en active Active
- 2021-06-23 JP JP2022533924A patent/JP7601876B2/en active Active
- 2021-06-23 KR KR1020227041800A patent/KR20230029609A/en active Pending
- 2021-06-23 WO PCT/JP2021/023876 patent/WO2022004536A1/en not_active Ceased
- 2021-06-30 TW TW110123972A patent/TWI874675B/en active
Patent Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001315146A (en) | 2000-05-12 | 2001-11-13 | Kuraray Co Ltd | Method for producing polyvinyl alcohol-based polymer film |
| JP2002062429A (en) | 2000-08-21 | 2002-02-28 | Nippon Synthetic Chem Ind Co Ltd:The | Polyvinyl alcohol film for polarizing film |
| JP2006225496A (en) | 2005-02-17 | 2006-08-31 | Nitto Denko Corp | Water-soluble resin film and method for producing the same, polarizer and method for producing the same, polarizing plate, optical film, and image display |
| JP2006224430A (en) | 2005-02-17 | 2006-08-31 | Nitto Denko Corp | Method for producing microregion-dispersed polyvinyl alcohol film, microregion-dispersed polyvinyl alcohol film, method for producing polarizer, polarizer, polarizing plate, optical film, and image display device |
| JP2006307058A (en) | 2005-04-28 | 2006-11-09 | Nippon Synthetic Chem Ind Co Ltd:The | Polyvinyl alcohol film, polarizing film thereof, polarizing plate |
| WO2009028141A1 (en) | 2007-08-24 | 2009-03-05 | Kuraray Co., Ltd. | Polyvinyl alcohol film and method for producing the same |
| WO2012132984A1 (en) | 2011-03-29 | 2012-10-04 | 株式会社クラレ | Polyvinyl alcohol polymer film and process for producing same |
| WO2016093258A1 (en) | 2014-12-12 | 2016-06-16 | 株式会社クラレ | Polyvinyl alcohol film |
| WO2016190235A1 (en) | 2015-05-28 | 2016-12-01 | 株式会社クラレ | Polyvinyl alcohol polymer film and method for producing same |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPWO2022004536A1 (en) | 2022-01-06 |
| TW202212433A (en) | 2022-04-01 |
| WO2022004536A1 (en) | 2022-01-06 |
| CN115996974A (en) | 2023-04-21 |
| TWI874675B (en) | 2025-03-01 |
| CN115996974B (en) | 2025-09-30 |
| KR20230029609A (en) | 2023-03-03 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP5904725B2 (en) | Production method of polyvinyl alcohol film, polyvinyl alcohol film, polarizing film and polarizing plate | |
| WO2015115359A1 (en) | Master film for producing optical film | |
| JP2018135426A (en) | Polyvinyl alcohol film and method for producing the same, and polarization film prepared therewith | |
| CN115777075A (en) | Polyvinyl alcohol film and polarizing film using the same | |
| JP6858499B2 (en) | Optical film manufacturing method | |
| CN114450329B (en) | Film for producing optical film, method for producing optical film, and optical film | |
| JP7601876B2 (en) | Polyvinyl alcohol film and method for producing optical film using same | |
| JP7601875B2 (en) | Polyvinyl alcohol film and method for producing optical film using same | |
| TW202035540A (en) | Polyvinyl alcohol film and method for producing polarizing film using same | |
| JP7512309B2 (en) | Polyvinyl alcohol film and method for producing polarizing film using the same | |
| JP7583745B2 (en) | Polyvinyl alcohol film and polarizing film | |
| JP7839743B2 (en) | Method for manufacturing polarizing film and polarizing film | |
| JP7165724B2 (en) | Polyvinyl alcohol film and method for producing polarizing film using the same | |
| EP1415787A1 (en) | A process for producing polarizing film | |
| JP7610509B2 (en) | Polarizing film and method for producing same | |
| JP3516394B2 (en) | Method for producing polyvinyl alcohol film for polarizing film | |
| JP7093350B2 (en) | Raw film, method of manufacturing stretched optical film, and stretched optical film | |
| TWI913362B (en) | Method for manufacturing polarizing film | |
| WO2016121507A1 (en) | Film | |
| JP7835970B2 (en) | Polyvinyl alcohol film and polarizing film using the same | |
| JP6534305B2 (en) | Evaluation method of optical spots of polyvinyl alcohol film | |
| JP5046433B2 (en) | Production method of polyvinyl alcohol film | |
| WO2020138286A1 (en) | Polyvinyl alcohol film and production method for polarization film using same | |
| WO2025135183A1 (en) | Polyvinyl alcohol film, polarizing film and polarizing plate using same, and method for producing polyvinyl alcohol film | |
| WO2025135184A1 (en) | Polyvinyl alcohol film and method for producing same |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20230822 |
|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20240220 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20241112 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20241205 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 7601876 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |