WO2014091894A1 - 偏光フィルムの製造方法 - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to a method for producing a polarizing film.
- the polarizing film obtained by the production method can form an image display device such as a liquid crystal display device (LCD), an organic EL display device, a CRT, or a PDP alone or as an optical film obtained by laminating the polarizing film.
- Liquid crystal display devices are rapidly expanding in the market for watches, mobile phones, PDAs, notebook computers, personal computer monitors, DVD players, TVs, etc.
- the liquid crystal display device visualizes the polarization state by switching of the liquid crystal, and a polarizer is used from the display principle.
- a polarizer is used from the display principle.
- higher brightness, higher contrast, and wider viewing angles are required, and in polarizing films, higher transmittance, higher degree of polarization, and higher color reproducibility are also required.
- the polarizer since it has a high transmittance and a high degree of polarization, for example, an iodine-based polarizer having a structure in which iodine is adsorbed on polyvinyl alcohol and stretched is most widely used.
- a polarizer has a disadvantage that the mechanical strength is extremely weak, and the polarizing function is remarkably lowered due to contraction due to heat and moisture. Therefore, the obtained polarizer is immediately bonded to the transparent protective film coated with the adhesive via the adhesive and used as a polarizing film.
- Patent Document 1 Since a polarizer is generally manufactured from a hydrophilic polymer film such as a polyvinyl alcohol film, the polarizer has a certain water content. Patent Document 1 describes that the polarizer has a moisture content of preferably 20 wt% or less, more preferably 0 to 17 wt%, and even more preferably 1 to 16 wt%.
- the polarizer has been transported by a guide roll, but since the moisture content of the polarizer exceeded 11% by weight, there was no problem in transportability even when transported in contact with the guide roll. .
- a polarizer having a moisture content of 11% by weight or less has been manufactured.
- the clipping force with the guide roll that transports the polarizer is increased, resulting in poor transportability and subsequent transparency. Defects may occur in pasting with the protective film.
- the transportability tends to be poor.
- An object of the present invention is to provide a method capable of producing a polarizing film having a transparent protective film provided on at least one surface of a polarizer via an adhesive layer with good transportability.
- the present invention is a method for producing a polarizing film in which a transparent protective film is provided on at least one surface of a polarizer via an adhesive layer, A step (1) of setting the surface roughness (Ra) of the surface of the polarizer to 0.6 nm or more by subjecting at least one surface of the polarizer having a moisture content of 11% by weight or less to an activation treatment; A step (2) of transporting the activated polarizer while bringing the surface of the activated polarizer into contact with a guide roll; A step (3) of applying an adhesive to the surface of the polarizer that is conveyed by the guide roll and the surface of the polarizer that forms the adhesive layer and / or the surface of the transparent protective film that forms the adhesive layer; The manufacturing method of the polarizing film characterized by having the process (4) which bonds a polarizer and a transparent protective film together through the said adhesive agent.
- the manufacturing method of the polarizing film can be suitably applied when the thickness of the polarizer is 10 ⁇ m or less.
- the method for producing the polarizing film includes: a polyvinyl alcohol film formed on a thermoplastic resin substrate, wherein the polarizer is a continuous web polarizing film made of a polyvinyl alcohol resin in which a dichroic substance is oriented. It can be suitably applied to the case where the laminate including the system resin layer is obtained by stretching in a two-stage stretching process consisting of air-assisted stretching and boric acid-water stretching.
- corona treatment or plasma treatment can be employed as the activation treatment.
- the activation treatment by the activation treatment is preferably a corona treatment, and the discharge amount in the corona treatment is preferably 250 to 1000 W / m 2 / min.
- a low moisture content polarizer having a moisture content of 11% by weight or less is used, and the surface of the polarizer is guided before the polarizer and the transparent protective film are bonded together with an adhesive. It is transported while being in contact with the roll.
- the surface of the polarizer in contact with the guide roll is subjected to an activation treatment so that the surface roughness of the polarizer (Ra ) Is controlled to be 0.6 nm or more.
- the polarizer is controlled so that the surface roughness (Ra) is 0.6 nm or more, it can be transported satisfactorily even when the polarizer with a low moisture content is in contact with the guide roll. I found out that As a result, the subsequent bonding by the adhesive between the polarizer and the transparent protective film becomes good, and the polarizing film can be produced efficiently.
- a method for producing the polarizing film of the present invention will be described.
- a transparent protective film is provided on at least one surface of the polarizer via an adhesive layer.
- Such a polarizing film of the present invention can be obtained by sequentially performing the steps (1) to (4).
- steps (1) to (4) will be described with reference to FIG.
- steps (1) to (4) are applied to a single-sided protective polarizing film F1 in which a transparent protective film T1 is provided on one side of a polarizer P via an adhesive layer A1.
- the case where the protective polarizing film F2 is manufactured is illustrated.
- the surface roughness (Ra) of the surface of the polarizer is set to 0.6 nm or more by performing an activation treatment on at least one surface of the polarizer having a moisture content of 11% by weight or less.
- the surface of the polarizer P of the polarizing film F ⁇ b> 1 with single-side protection is activated by activation processing means C.
- the polarizer is not particularly limited, and various types can be used.
- polarizers include dichroic iodine and dichroic dyes on hydrophilic polymer films such as polyvinyl alcohol films, partially formalized polyvinyl alcohol films, and ethylene / vinyl acetate copolymer partially saponified films.
- hydrophilic polymer films such as polyvinyl alcohol films, partially formalized polyvinyl alcohol films, and ethylene / vinyl acetate copolymer partially saponified films.
- examples thereof include polyene-based oriented films such as those obtained by adsorbing substances and uniaxially stretched, polyvinyl alcohol dehydrated products and polyvinyl chloride dehydrochlorinated products.
- a polarizer composed of a polyvinyl alcohol film and a dichroic material such as iodine is preferable.
- the thickness of these polarizers is not particularly limited, but is generally about 1 to 80 ⁇ m.
- the thickness of the polarizer is
- a polarizer in which a polyvinyl alcohol film is dyed with iodine and uniaxially stretched can be prepared, for example, by dyeing polyvinyl alcohol in an aqueous solution of iodine and stretching it 3 to 7 times the original length. If necessary, it can be immersed in an aqueous solution such as potassium iodide which may contain boric acid, zinc sulfate, zinc chloride or the like. Further, if necessary, the polyvinyl alcohol film may be immersed in water and washed before dyeing.
- Stretching may be performed after dyeing with iodine, may be performed while dyeing, or may be dyed with iodine after stretching.
- the film can be stretched even in an aqueous solution such as boric acid or potassium iodide or in a water bath.
- a thin polarizer having a thickness of 10 ⁇ m or less can be used. From the viewpoint of thinning, the thickness is preferably 1 to 7 ⁇ m. Such a thin polarizer is preferable in that the thickness unevenness is small, the visibility is excellent, the dimensional change is small, the durability is excellent, and the thickness of the polarizing film can be reduced.
- the thin polarizer typically, JP-A-51-069644, JP-A-2000-338329, WO2010 / 100917, PCT / JP2010 / 001460, or Japanese Patent Application No. 2010- And a thin polarizing film described in Japanese Patent Application No. 269002 and Japanese Patent Application No. 2010-263692.
- These thin polarizing films can be obtained by a production method including a step of stretching a polyvinyl alcohol-based resin (hereinafter also referred to as PVA-based resin) layer and a stretching resin base material in a laminated state and a step of dyeing. With this manufacturing method, even if the PVA-based resin layer is thin, it can be stretched without problems such as breakage due to stretching by being supported by the stretching resin substrate.
- PVA-based resin polyvinyl alcohol-based resin
- the thin polarizing film among the production methods including the step of stretching in the state of a laminate and the step of dyeing, WO2010 / 100917 pamphlet, PCT / PCT / PCT / JP 2010/001460 specification, or Japanese Patent Application No. 2010-269002 and Japanese Patent Application No. 2010-263692, the one obtained by a production method including a step of stretching in a boric acid aqueous solution is preferable. What is obtained by the manufacturing method including the process of extending
- the thin high-performance polarizing film described in the specification of PCT / JP2010 / 001460 is a thin film having a thickness of 7 ⁇ m or less made of a PVA-based resin oriented with a dichroic material, which is integrally formed on a resin substrate. It is a high-functional polarizing film, and has optical properties such as a single transmittance of 42.0% or more and a degree of polarization of 99.95% or more.
- the thin high-performance polarizing film generates a PVA-based resin layer by applying and drying a PVA-based resin on a resin substrate having a thickness of at least 20 ⁇ m, and the generated PVA-based resin layer is dyed with a dichroic substance.
- the dichroic substance is adsorbed on the PVA resin layer by dipping in the solution, and the PVA resin layer on which the dichroic substance is adsorbed is integrated with the resin base material in the boric acid aqueous solution, based on the total draw ratio. It can manufacture by extending
- a method for producing a laminate film including a thin high-performance polarizing film in which a dichroic substance is oriented and includes a resin base material having a thickness of at least 20 ⁇ m and a PVA resin on one side of the resin base material.
- stacking containing the process of producing
- a polarizer having a thickness of 10 ⁇ m or less it is a continuous web polarizing film made of a PVA-based resin in which a dichroic material is oriented, and is formed on a thermoplastic resin substrate. What was obtained by extending
- stretching can be used.
- the thermoplastic resin substrate is preferably an amorphous ester thermoplastic resin substrate or a crystalline ester thermoplastic resin substrate.
- the thin polarizing films in the above-mentioned Japanese Patent Application Nos. 2010-269002 and 2010-263692 are continuous web polarizing films made of a PVA-based resin in which a dichroic material is oriented, and are amorphous.
- the laminate including the PVA-based resin layer formed on the ester-based thermoplastic resin base material was stretched in a two-stage stretching process consisting of air-assisted stretching and boric acid-water stretching, so that the thickness was 10 ⁇ m or less. Is.
- Such a thin polarizing film has P> ⁇ (10 0.929 T ⁇ 42.4 ⁇ 1) ⁇ 100 (where T ⁇ 42.3) and P ⁇ , where T is the single transmittance and P is the polarization degree. It is preferable that the optical properties satisfy 99.9 (where T ⁇ 42.3).
- the thin polarizing film is a stretch intermediate formed of an oriented PVA resin layer by high-temperature stretching in the air with respect to the PVA resin layer formed on the amorphous ester thermoplastic resin substrate of the continuous web.
- a colored intermediate product comprising a PVA-based resin layer in which a dichroic material (preferably iodine or a mixture of iodine and an organic dye) is oriented by adsorption of the dichroic material to the stretched intermediate product and a step of generating the product.
- a thin polarizing film comprising: a step of producing a product; and a step of producing a polarizing film having a thickness of 10 ⁇ m or less comprising a PVA resin layer in which a dichroic substance is oriented by stretching in a boric acid solution with respect to a colored intermediate product It can manufacture with the manufacturing method of.
- the total draw ratio of the PVA resin layer formed on the amorphous ester thermoplastic resin base material by high-temperature drawing in air and drawing in boric acid solution should be 5 times or more. desirable.
- stretching can be 60 degreeC or more.
- the colored intermediate product is added to the aqueous boric acid solution whose liquid temperature does not exceed 40 ° C. It is desirable to do so by dipping.
- the amorphous ester-based thermoplastic resin base material is amorphous polyethylene containing copolymerized polyethylene terephthalate copolymerized with isophthalic acid, copolymerized polyethylene terephthalate copolymerized with cyclohexanedimethanol, or other copolymerized polyethylene terephthalate. It can be terephthalate and is preferably made of a transparent resin, and the thickness thereof can be 7 times or more the thickness of the PVA resin layer to be formed.
- the draw ratio of high-temperature drawing in the air is preferably 3.5 times or less, and the drawing temperature of high-temperature drawing in the air is preferably not less than the glass transition temperature of the PVA resin, specifically in the range of 95 ° C to 150 ° C.
- the total stretching ratio of the PVA resin layer formed on the amorphous ester thermoplastic resin base material is preferably 5 to 7.5 times .
- the total stretching ratio of the PVA-based resin layer formed on the amorphous ester-based thermoplastic resin base material is 5 times or more and 8.5 times or less. Is preferred. More specifically, a thin polarizing film can be produced by the following method.
- a base material for a continuous web of isophthalic acid copolymerized polyethylene terephthalate (amorphous PET) in which 6 mol% of isophthalic acid is copolymerized is prepared.
- the glass transition temperature of amorphous PET is 75 ° C.
- a laminate comprising a continuous web of amorphous PET substrate and a polyvinyl alcohol (PVA) layer is prepared as follows. Incidentally, the glass transition temperature of PVA is 80 ° C.
- a 200 ⁇ m-thick amorphous PET base material and a 4-5% PVA aqueous solution in which PVA powder having a polymerization degree of 1000 or more and a saponification degree of 99% or more are dissolved in water are prepared.
- a PVA aqueous solution is applied to a 200 ⁇ m-thick amorphous PET substrate, dried at a temperature of 50 to 60 ° C., and a laminate having a 7 ⁇ m-thick PVA layer formed on the amorphous PET substrate is formed. obtain.
- a thin and highly functional polarizing film having a thickness of 3 ⁇ m is manufactured from the laminate including the PVA layer having a thickness of 7 ⁇ m through the following steps including a two-stage stretching process of air-assisted stretching and boric acid water stretching.
- the laminate including the 7 ⁇ m-thick PVA layer is integrally stretched with the amorphous PET substrate to produce a stretched laminate including the 5 ⁇ m-thick PVA layer.
- a laminate including a 7 ⁇ m-thick PVA layer is subjected to a stretching apparatus disposed in an oven set to a stretching temperature environment of 130 ° C. so that the stretching ratio is 1.8 times. Are stretched uniaxially at the free end.
- the PVA layer contained in the stretched laminate is changed to a 5 ⁇ m thick PVA layer in which PVA molecules are oriented.
- this colored laminate has a single layer transmittance of the PVA layer constituting the high-functional polarizing film that is finally produced by using the stretched laminate in a staining solution containing iodine and potassium iodide at a liquid temperature of 30 ° C.
- Iodine is adsorbed to the PVA layer contained in the stretched laminate by dipping for an arbitrary period of time so as to be 40 to 44%.
- the staining solution uses water as a solvent, and an iodine concentration within the range of 0.12 to 0.30% by weight and a potassium iodide concentration within the range of 0.7 to 2.1% by weight.
- concentration ratio of iodine and potassium iodide is 1 to 7.
- potassium iodide is required to dissolve iodine in water. More specifically, by immersing the stretched laminate in a dyeing solution having an iodine concentration of 0.30% by weight and a potassium iodide concentration of 2.1% by weight for 60 seconds, iodine is applied to a 5 ⁇ m-thick PVA layer in which PVA molecules are oriented. A colored laminate is adsorbed on the substrate.
- the colored laminated body is further stretched integrally with the amorphous PET base material by the second stage boric acid underwater stretching step to produce an optical film laminate including a PVA layer constituting a highly functional polarizing film having a thickness of 3 ⁇ m.
- the optical film laminate is subjected to stretching by applying the colored laminate to a stretching apparatus provided in a treatment apparatus set to a boric acid aqueous solution having a liquid temperature range of 60 to 85 ° C. containing boric acid and potassium iodide. It is stretched uniaxially at the free end so that the magnification is 3.3 times. More specifically, the liquid temperature of the boric acid aqueous solution is 65 ° C.
- the colored laminate having an adjusted iodine adsorption amount is first immersed in an aqueous boric acid solution for 5 to 10 seconds. After that, the colored laminate is passed as it is between a plurality of sets of rolls with different peripheral speeds, which is a stretching apparatus installed in the processing apparatus, and the stretching ratio can be freely increased to 3.3 times over 30 to 90 seconds. Stretch uniaxially.
- the PVA layer contained in the colored laminate is changed into a PVA layer having a thickness of 3 ⁇ m in which the adsorbed iodine is oriented higher in one direction as a polyiodine ion complex.
- This PVA layer constitutes a highly functional polarizing film of the optical film laminate.
- the optical film laminate was removed from the boric acid aqueous solution and adhered to the surface of the 3 ⁇ m-thick PVA layer formed on the amorphous PET substrate by the washing step. It is preferable to wash boric acid with an aqueous potassium iodide solution. Thereafter, the washed optical film laminate is dried by a drying process using hot air at 60 ° C.
- the cleaning process is a process for eliminating appearance defects such as boric acid precipitation.
- an adhesive is applied to the surface of a 3 ⁇ m-thick PVA layer formed on an amorphous PET substrate by a bonding and / or transfer process.
- the amorphous PET base material can be peeled off, and the 3 ⁇ m thick PVA layer can be transferred to the 80 ⁇ m thick triacetyl cellulose film.
- the manufacturing method of said thin-shaped polarizing film may contain another process other than the said process.
- examples of other steps include an insolubilization step, a crosslinking step, and a drying (adjustment of moisture content) step.
- the other steps can be performed at any appropriate timing.
- the insolubilization step is typically performed by immersing the PVA resin layer in a boric acid aqueous solution. By performing the insolubilization treatment, water resistance can be imparted to the PVA resin layer.
- the concentration of the boric acid aqueous solution is preferably 1 to 4 parts by weight with respect to 100 parts by weight of water.
- the liquid temperature of the insolubilizing bath (boric acid aqueous solution) is preferably 20 ° C.
- the insolubilization step is performed after the laminate is manufactured and before the dyeing step and the underwater stretching step.
- the crosslinking step is typically performed by immersing the PVA resin layer in an aqueous boric acid solution.
- the concentration of the boric acid aqueous solution is preferably 1 to 4 parts by weight with respect to 100 parts by weight of water.
- blend iodide it is preferable to mix
- the blending amount of iodide is preferably 1 to 5 parts by weight with respect to 100 parts by weight of water. Specific examples of the iodide are as described above.
- the liquid temperature of the crosslinking bath is preferably 20 ° C. to 50 ° C.
- the crosslinking step is performed before the second boric acid aqueous drawing step.
- the dyeing step, the crosslinking step, and the second boric acid aqueous drawing step are performed in this order.
- the polarizer used in the method for producing a polarizing film of the present invention is a low moisture content polarizer having a moisture content of 11% by weight or less.
- the process ( In 2) since the polarizer is subjected to the step (1), the process ( In 2), the transportability is also good when the surface of the polarizer is brought into contact with the guide roll and transported.
- the moisture content of the polarizer within 6 hours after drying may be 6% by weight or less, and further 2% by weight or less. If the moisture content is too low, there is a problem such as the polarizer cracking during transportation. Therefore, the moisture content of the polarizer is preferably 1% by weight or more. In particular, in the case of the above-described thin polarizer, it is effective when the moisture content is 2% by weight or less, and the present invention is suitable when the moisture content is 1 to 1.5% by weight.
- the moisture content of the polarizer of the present invention may be adjusted by any appropriate method.
- the method of controlling by adjusting the conditions of the drying process in the manufacturing process of a polarizer is mentioned.
- Examples of the activation treatment include corona treatment, plasma treatment, glow treatment, and ozone treatment.
- the corona treatment can be performed, for example, by a method in which discharge is performed in normal pressure air using a corona treatment machine manufactured by Kasuga Electric.
- the plasma treatment can be performed, for example, by a method in which discharge is performed in atmospheric pressure air or an inert gas atmosphere such as nitrogen or argon using a plasma discharger manufactured by Sekisui Chemical Co., Ltd.
- Glow treatment and ozone treatment can also be performed according to a conventional method.
- corona treatment or plasma treatment is preferable in terms of equipment costs and processing costs.
- the above activation treatment is performed so that the surface roughness (Ra) of the surface of the polarizer is 0.6 nm or more.
- the surface roughness (Ra) is preferably 0.8 nm or more, and more preferably 1 nm or more.
- the moisture content of the polarizer is 11% by weight or less, and the surface of the polarizer is brought into contact with the guide roll in step (2). In this case, the polarizer can be transported well.
- the surface roughness (Ra) is preferably 10 nm or less, and more preferably 5 nm or less, because when the surface roughness (Ra) becomes too large, the hot water resistance deteriorates.
- the measurement of the surface roughness (Ra) is a parameter representing the surface roughness by the calculated average roughness (average value of surface irregularities).
- the measurement of the surface roughness (Ra) is a value measured in a tapping mode using an atomic force microscope (AFM) Nanoscope IV manufactured by Beco.
- AFM atomic force microscope
- RTESP atomic force microscope
- the measurement range is 1 ⁇ m square.
- the polarizer has the surface roughness (Ra) according to the activation treatment.
- the discharge amount is preferably 250 to 1000 W / m 2 / min, more preferably 250 to 800 W / m 2 / min, and further preferably 250 to 600 W / m 2 / min. More preferably 250 to 500 W / m 2 / min.
- the gap between the electrode and the sample (polarizer) is preferably 1 mm to 2 mm.
- the dielectric roll for the activation treatment (corona treatment) is preferably an aluminum roll or a ceramic roll.
- the earth roll is preferably a Si roll or a metal roll.
- step (1) at least one side of the polarizer is subjected to activation treatment.
- step (2) when both sides of the polarizer are in contact with the guide roll, It is preferable to perform activation treatment on both sides.
- the polarizer used as the object of an activation process in a process (1) should just activate at least one surface, and as shown in FIG. A transparent protective film may be bonded to the other surface of the polarizer that is not subject to the above through an adhesive layer.
- a resin base material amorphous ester
- a thin high-performance polarizing film (polarizer P) formed integrally with a thermoplastic resin).
- step (2) the polarizer subjected to the activation treatment is conveyed while the surface of the polarizer subjected to the activation treatment is brought into contact with a guide roll.
- step (2) the surface of the polarizer is brought into contact with the guide roll and conveyed, but the surface of the polarizer in contact with the guide roll has a predetermined surface roughness (Ra) in the step (1). Since it is activated, the transportability is good.
- a single-sided protective polarizing film F ⁇ b> 1 whose surface of the polarizer P has been activated is conveyed while the activation surface of the polarizer P is in contact with the guide rolls G ⁇ b> 1 and G ⁇ b> 2.
- step (3) an adhesive is applied to the surface of the polarizer that is transported by the guide roll and the surface of the polarizer that forms the adhesive layer and / or the surface of the transparent protective film that forms the adhesive layer.
- the polarizing film F ⁇ b> 1 with single-side protection is activated, but the surface of the polarizer P is coated with the adhesive A ⁇ b> 2 on the coating means D in the coating roll R ⁇ b> 2.
- the adhesive used for laminating the polarizer and the transparent protective film is not particularly limited as long as it is optically transparent, and water-based, solvent-based, hot-melt-based, and radical-curing types can be used. Adhesives or radical curable adhesives are preferred. In addition, the same adhesive agent can be used also about adhesive layer A1 which bonds the transparent protective film T1 and the polarizer P in the polarizing film F of the single-sided protection of FIG.
- the water-based adhesive is not particularly limited, and examples thereof include vinyl polymer, gelatin, vinyl latex, polyurethane, isocyanate, polyester, and epoxy.
- a catalyst such as a crosslinking agent, other additives, and an acid can be blended as necessary.
- an adhesive containing a vinyl polymer is preferably used, and the vinyl polymer is preferably a polyvinyl alcohol resin.
- the polyvinyl alcohol-based resin can contain a water-soluble crosslinking agent such as boric acid, borax, glutaraldehyde, melamine, or oxalic acid.
- a polyvinyl alcohol polymer film when used as the polarizer, it is preferable from the viewpoint of adhesiveness to use an adhesive containing a polyvinyl alcohol resin. Furthermore, an adhesive containing a polyvinyl alcohol-based resin having an acetoacetyl group is more preferable from the viewpoint of improving durability.
- the polyvinyl alcohol-based resin is not particularly limited, but preferably has an average degree of polymerization of about 100 to 3000 and an average degree of saponification of about 85 to 100 mol% from the viewpoint of adhesiveness.
- concentration of the aqueous adhesive solution may be appropriately determined according to the target thickness of the adhesive layer, and is not particularly limited, but is preferably 0.1 to 15% by weight, More preferably, it is 0.5 to 10% by weight. If this solution concentration is too high, the viscosity will increase too much, and streaky unevenness will tend to occur. If the solution concentration is too low, the coating properties will be poor and unevenness will tend to occur.
- Polyvinyl alcohol resin is polyvinyl alcohol obtained by saponifying polyvinyl acetate; a derivative thereof; a saponified product of a copolymer of vinyl acetate and a monomer having copolymerizability; Examples thereof include modified polyvinyl alcohols that have been converted into ethers, ethers, grafts, or phosphoric esters.
- Examples of the monomer include unsaturated carboxylic acids such as (anhydrous) maleic acid, fumaric acid, crotonic acid, itaconic acid, (meth) acrylic acid, and esters thereof; ⁇ -olefins such as ethylene and propylene, (meth) Examples include allyl sulfonic acid (soda), sulfonic acid soda (monoalkylmalate), disulfonic acid soda alkylmalate, N-methylolacrylamide, acrylamide alkylsulfonic acid alkali salt, N-vinylpyrrolidone, and N-vinylpyrrolidone derivatives. . These polyvinyl alcohol resins can be used singly or in combination of two or more.
- a polyvinyl alcohol-based resin containing an acetoacetyl group is obtained by reacting a polyvinyl alcohol-based resin with diketene by a known method.
- the method of making diketene gas or liquid diketene contact directly to polyvinyl alcohol is mentioned.
- the degree of acetoacetyl group modification of the polyvinyl alcohol-based resin containing an acetoacetyl group is not particularly limited as long as it is 0.1 mol% or more. If it is less than 0.1 mol%, the water resistance of the adhesive layer is insufficient, which is inappropriate.
- the degree of acetoacetyl group modification is preferably about 0.1 to 40 mol%, more preferably 1 to 20 mol%, and particularly preferably 2 to 7 mol%. When the degree of acetoacetyl modification exceeds 40 mol%, the number of reaction points with the cross-linking agent decreases, and the effect of improving water resistance is small.
- Such a modification degree of acetoacetyl group can be measured using a nuclear magnetic resonance apparatus (NMR: Nuclear Magnetic Resonance).
- crosslinking agent what is generally used for an adhesive can be used without any particular limitation.
- a functional group having reactivity with a polyvinyl alcohol resin in the case of an adhesive using a polyvinyl alcohol resin as described above, a functional group having reactivity with a polyvinyl alcohol resin.
- a compound having at least two groups can be preferably used.
- the amount of the crosslinking agent is generally about 0.1 to 35 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the resin, and 10 to 25 parts by weight is preferably used. However, when importance is attached to the durability of the adhesive. , 30 to 46 parts by weight, more preferably 32 to 40 parts by weight of a cross-linking agent in exchange for shortening the time (pot life) from preparation of the adhesive to the adhesive layer. Mixing is also effective.
- active energy ray curable adhesives such as electron beam curable and ultraviolet curable can also be exemplified.
- an active energy ray curable adhesive that can be cured in a short time is preferable, and an ultraviolet curable adhesive that can be cured with low energy is more preferable.
- UV curing adhesives can be broadly classified into radical polymerization curing adhesives and cationic polymerization adhesives.
- the radical polymerization curable adhesive can be used as a thermosetting adhesive.
- curable component of the radical polymerization curable adhesive examples include a compound having a (meth) acryloyl group and a compound having a vinyl group. These curable components may be monofunctional or bifunctional or higher. Moreover, these curable components can be used individually by 1 type or in combination of 2 or more types. As these curable components, for example, compounds having a (meth) acryloyl group are suitable.
- the compound having a (meth) acryloyl group include methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, n-propyl (meth) acrylate, isopropyl (meth) acrylate, and 2-methyl-2-nitro.
- Examples of the compound having a (meth) acryloyl group include cycloalkyl (meth) acrylate (for example, cyclohexyl (meth) acrylate, cyclopentyl (meth) acrylate, etc.), aralkyl (meth) acrylate (for example, benzyl (meth)).
- cycloalkyl (meth) acrylate for example, cyclohexyl (meth) acrylate, cyclopentyl (meth) acrylate, etc.
- aralkyl (meth) acrylate for example, benzyl (meth)
- Acrylates polycyclic (meth) acrylates (eg 2-isobornyl (meth) acrylate, 2-norbornylmethyl (meth) acrylate, 5-norbornen-2-yl-methyl (meth) acrylate, 3-methyl -2-norbornylmethyl (meth) acrylate, etc.), hydroxyl group-containing (meth) acrylic acid esters (eg, hydroxyethyl (meth) acrylate, 2-hydroxypropyl (meth) acrylate, 2,3-dihydroxypropylmethyl) -Butyl (meth) methacrylate), alkoxy group or phenoxy group-containing (meth) acrylic acid esters (2-methoxyethyl (meth) acrylate, 2-ethoxyethyl (meth) acrylate, 2-methoxymethoxyethyl (meth) acrylate) , 3-methoxybutyl (meth) acrylate, ethyl carbitol (
- Other compounds having a (meth) acryloyl group include hydroxyethyl acrylamide, N-methylol acrylamide, N-methoxymethyl acrylamide (SP value 22.9), N-ethoxymethyl acrylamide, (meth) acrylamide, and the like. Examples thereof include amide group-containing monomers. Moreover, nitrogen-containing monomers, such as acryloyl morpholine, etc. are mentioned.
- Examples of the curable component of the radical polymerization curable adhesive include compounds having a plurality of polymerizable double bonds such as a (meth) acryloyl group and a vinyl group, and the compound can be used as a crosslinking component. It can also be mixed with the adhesive component.
- Examples of the curable component that becomes such a crosslinking component include tripropylene glycol diacrylate, 1,9-nonanediol diacrylate, tricyclodecane dimethanol diacrylate, cyclic trimethylolpropane formal acrylate, dioxane glycol diacrylate, and EO.
- the radical polymerization curable adhesive contains the curable component, and in addition to the component, a radical polymerization initiator is added according to the type of curing.
- a radical polymerization initiator is added according to the type of curing.
- An agent is used.
- the amount of the radical polymerization initiator used is usually about 0.1 to 10 parts by weight, preferably 0.5 to 3 parts by weight per 100 parts by weight of the curable component.
- the radical polymerization curable adhesive may be added with a photosensitizer that increases the curing speed and sensitivity of the electron beam typified by a carbonyl compound, if necessary.
- the amount of the photosensitizer used is usually about 0.001 to 10 parts by weight, preferably 0.01 to 3 parts by weight per 100 parts by weight of the curable component.
- Examples of the curable component of the cationic polymerization curable adhesive include compounds having an epoxy group or an oxetanyl group.
- the compound having an epoxy group is not particularly limited as long as it has at least two epoxy groups in the molecule, and various generally known curable epoxy compounds can be used.
- Preferred epoxy compounds include compounds having at least two epoxy groups and at least one aromatic ring in the molecule (hereinafter referred to as “aromatic epoxy compounds”), and having at least two epoxy groups in the molecule.
- Examples of the compound include at least one compound formed between two adjacent carbon atoms constituting the alicyclic ring (hereinafter referred to as “alicyclic epoxy compound”). .
- the aromatic epoxy compound is not particularly limited as long as the effects of the present invention are not hindered, but bisphenol-type epoxy such as bisphenol A diglycidyl ether, bisphenol F diglycidyl ether, and brominated bisphenol A diglycidyl ether.
- novolac type epoxy resin such as phenol novolac type epoxy resin and cresol novolac type epoxy resin
- biphenyl type epoxy resin hydroquinone diglycidyl ether, resorcin diglycidyl ether, terephthalic acid diglycidyl ester, phthalic acid diglycidyl ester Epoxidized product of styrene-butadiene copolymer, epoxidized product of styrene-isoprene copolymer, terminal carboxylic acid polybutadiene and bisphenol A type epoxy resin Pressurized reactant, etc. as an example.
- the epoxy resin means a compound or polymer having an average of two or more epoxy groups in the molecule and cured by reaction.
- a monomer may be referred to as an epoxy resin as long as it has two or more curable epoxy groups in the molecule.
- the alicyclic epoxy compound is not particularly limited as long as the effects of the present invention are not hindered, but dicyclopentadiene dioxide, limonene dioxide, 4-vinylcyclohexene dioxide, 3,4-epoxycyclohexylmethyl, 3,4- Examples include compounds having at least one epoxidized cyclohexyl group such as epoxycyclohexanecarboxylate and bis (3,4-epoxycyclohexylmethyl) adipate.
- aliphatic epoxy compounds such as 1,6-hexanediol diglycidyl ether, trimethylolpropane triglycidyl ether, pentaerythritol tetraglycidyl ether, and polytetramethylene glycol diglycidyl ether; hydrogenated bisphenol A Epoxy compounds whose aromatic rings are hydrogenated, such as diglycidyl ether; compounds where both ends of polybutadiene with hydroxyl groups at both ends are glycidyl etherified, polybutadiene internal epoxidized product, double bond of styrene-butadiene copolymer Partially epoxidized compounds (for example, “Epofriend” manufactured by Daicel Chemical Industries, Ltd.), and compounds in which the isoprene units of the block copolymer of ethylene-butylene copolymer and polyisoprene are partially epoxidized
- KRATON manufactured by Daicel Chemical Industries, Ltd
- the aromatic epoxy compound is preferable because of its excellent durability when used as a polarizing plate and particularly excellent adhesion to a polarizer and a protective film.
- preferred examples of the aromatic epoxy compound include glycidyl ethers of aromatic compounds or glycidyl esters of aromatic compounds.
- glycidyl ethers of aromatic compounds are bisphenol-type epoxy resins, such as diglycidyl ether of bisphenol A, diglycidyl ether of bisphenol F, and diglycidyl ether of brominated bisphenol A; phenol novolac-type epoxy resins, and cresols
- Preferred examples include novolak type epoxy resins such as novolak type epoxy resins; biphenyl type epoxy resins; hydroquinone diglycidyl ether; resorcin diglycidyl ether.
- Specific examples of the glycidyl ester of the aromatic compound include terephthalic acid diglycidyl ester and phthalic acid diglycidyl ester.
- glycidyl ether of an aromatic compound is particularly preferable because it is more excellent in adhesion when a polarizer and a protective film are bonded and in durability when used as a polarizing plate.
- particularly preferable compounds include diglycidyl ether of bisphenol A, diglycidyl ether of bisphenol F, and phenol novolac type epoxy resin.
- An epoxy compound can be used alone or in combination of two or more.
- two or more types of aromatic epoxy compounds can be mixed and used, or an aromatic epoxy compound as a main component and an alicyclic epoxy compound can also be mixed.
- the oxetane compound is not particularly limited as long as it has at least one oxetanyl group in the molecule, and various compounds having an oxetanyl group can also be used.
- a compound having one oxetanyl group in the molecule hereinafter referred to as “monofunctional oxetane”
- a compound having two or more oxetanyl groups in the molecule hereinafter referred to as “polyfunctional oxetane”
- the monofunctional oxetane includes an aromatic group-containing monofunctional group such as an alkoxyalkyl group-containing monofunctional oxetane such as 3-ethyl-3- (2-ethylhexyloxymethyl) oxetane and 3-ethyl-3-phenoxymethyloxetane.
- Preferred examples include a hydroxyl group-containing monofunctional oxetane such as oxetane and 3-ethyl-3-hydroxymethyloxetane.
- polyfunctional oxetane examples include 3-ethyl-3-[(3-ethyloxetane-3-yl) methoxymethyl] oxetane and 1,4-bis [(3-ethyloxetane-3-yl) methoxymethyl] benzene.
- the oxetane compound is preferably liquid at room temperature with a molecular weight of 500 or less from the viewpoint of coating properties and adhesion to a protective film when it is used as a polarizing plate. Further, in terms of the durability of the polarizing plate, a monofunctional oxetane is more preferably an aromatic ring in the molecule or a polyfunctional oxetane.
- oxetane compounds examples include 3-ethyl-3-phenoxymethyloxetane, 3-ethyl-3-[(3-ethyloxetane-3-yl) methoxymethyl] oxetane, and 1,4-bis [ (3-ethyloxetane-3-yl) methoxymethyl] benzene and the like.
- Oxetane compounds can also be used alone or in combination of two or more.
- the use ratio of the epoxy compound and the oxetane compound is 90/10 to 10/90 in weight ratio. If this ratio is excessive or insufficient, the effect of curing in a short time is not sufficiently exhibited.
- a suitable weight ratio of both is about 70/30 to 20/80, since it has a low viscosity before curing and excellent coating properties, and can exhibit sufficient adhesion and flexibility after curing. The weight ratio is about 60/40 to 25/75.
- the cationic polymerization curable adhesive contains the epoxy compound and the oxetane compound described above as curable components, and these are cured by cationic polymerization, and therefore, a photocationic polymerization initiator is blended therein.
- This cationic photopolymerization initiator generates a cationic species or a Lewis acid by irradiation with active energy rays such as visible light, ultraviolet rays, X-rays, and electron beams, and starts a polymerization reaction of an epoxy group or an oxetanyl group.
- cationic photopolymerization initiator acts catalytically upon irradiation with active energy rays, it is excellent in storage stability and workability even when mixed with an epoxy compound and an oxetane compound.
- examples of compounds that generate cation species and Lewis acids upon irradiation with active energy rays include onium salts such as aromatic diazonium salts, aromatic iodonium salts and aromatic sulfonium salts, and iron-allene complexes.
- aromatic diazonium salt examples include benzenediazonium hexafluoroantimonate, benzenediazonium hexafluorophosphate, and benzenediazonium hexafluoroborate.
- aromatic iodonium salt examples include diphenyliodonium tetrakis (pentafluorophenyl) borate, diphenyliodonium hexafluorophosphate, diphenyliodonium hexafluoroantimonate, di (4-nonylphenyl) iodonium hexafluorophosphate, and the like.
- aromatic sulfonium salt examples include triphenylsulfonium hexafluorophosphate, triphenylsulfonium hexafluoroantimonate, triphenylsulfonium tetrakis (pentafluorophenyl) borate, diphenyl [4- (phenylthio) phenyl] sulfonium hexafluorophosphate, diphenyl [4- (phenylthio) phenyl] sulfonium hexafluoroantimonate, 4,4′-bis (diphenylsulfonio) diphenyl sulfide bishexafluorophosphate, 4,4′-bis [di ( ⁇ -hydroxyethoxy) phenylsulfonio] Diphenyl sulfide bishexafluoroantimonate, 4,4'-bis [di ( ⁇ -hydroxyethoxy) phenylsul
- iron-allene complexes examples include xylene-cyclopentadienyl iron (II) hexafluoroantimonate, cumene-cyclopentadienyl iron (II) hexafluorophosphate, xylene-cyclopentadienyl iron (II) -tris. And (trifluoromethylsulfonyl) methanide.
- photocationic polymerization initiators may be used alone or in combination of two or more.
- aromatic sulfonium salts are particularly preferably used because they have ultraviolet absorption characteristics even in a wavelength region of 300 nm or more, and therefore can provide a cured product having excellent curability and good mechanical strength and adhesive strength. It is done.
- the blending ratio of the photo cationic polymerization initiator is in the range of 0.5 to 20% by weight based on the whole cationic polymerization curable adhesive.
- the proportion is less than 0.5% by weight, the adhesive is not sufficiently cured, and the mechanical strength and adhesive strength are lowered.
- the proportion exceeds 20% by weight the ionic substance in the cured product is obtained. Since the hygroscopic property of the cured product is increased and the durability performance is likely to be reduced due to the increase in the amount of selenium, it is not preferable.
- the adhesive may contain a metal compound filler. With the metal compound filler, the fluidity of the adhesive layer can be controlled, the film thickness can be stabilized, and a polarizing plate having a good appearance, uniform in-plane and no adhesive variation can be obtained.
- a dry laminating method that can be bonded in a solventless or low solvent state can be used.
- this dry laminating method conventionally known dry laminating adhesives and laminating methods may be used, but this method can be used in addition to the present invention. As a result, there is an effect of further reducing the stripe-shaped unevenness and the like.
- Examples of the adhesive for dry lamination include a two-component curable adhesive, a two-component solvent adhesive, and a one-component solventless adhesive.
- Two-component curable adhesives are acrylic, and two-component solvent-based adhesives are polyester, aromatic polyester, aliphatic polyester, polyester / polyurethane, polyether / polyurethane, one-component solventless adhesive.
- As the agent (moisture curable type), a polyether / polyurethane resin or the like can be used.
- the adhesive may contain an additive as necessary.
- additives include coupling agents such as silane coupling agents and titanium coupling agents, adhesion promoters typified by ethylene oxide, additives that improve wettability with transparent protective films, acryloxy group compounds and hydrocarbons. Represented by systems (natural and synthetic resins), additives that improve mechanical strength and processability, UV absorbers, anti-aging agents, dyes, processing aids, ion trapping agents, antioxidants, tackifiers , Stabilizers such as fillers (other than metal compound fillers), plasticizers, leveling agents, foaming inhibitors, antistatic cracks, heat stabilizers, hydrolysis stabilizers, and the like.
- the adhesive coating method is appropriately selected depending on the viscosity of the adhesive and the target thickness.
- coating methods include reverse coaters, gravure coaters (direct, reverse and offset), bar reverse coaters, roll coaters, die coaters, bar coaters, rod coaters and the like.
- a method such as a dapping method can be appropriately used.
- the adhesive is preferably applied so that the finally formed adhesive layer has a thickness of 30 to 300 nm.
- the thickness of the adhesive layer is more preferably 60 to 250 nm.
- the thickness of the adhesive layer is preferably 0.1 to 200 ⁇ m. More preferably, it is 0.5 to 50 ⁇ m, and still more preferably 0.5 to 10 ⁇ m.
- a process (4) the said polarizer and a transparent protective film are bonded together through the said adhesive agent.
- the polarizer and the transparent protective film can be bonded together using a roll laminator or the like.
- a polarizing film F2 having a double-side protection is obtained by laminating a polarizer P of a polarizing film F1 with a single-side protection and a transparent protective film T2 with an adhesive A2 using laminate rolls R3 and R4.
- Transparent protective film As the material constituting the transparent protective film, a material excellent in transparency, mechanical strength, thermal stability, moisture barrier property, isotropy and the like is preferable.
- polyester polymers such as polyethylene terephthalate and polyethylene naphthalate
- cellulose polymers such as diacetyl cellulose and triacetyl cellulose
- acrylic polymers such as polymethyl methacrylate
- styrene such as polystyrene and acrylonitrile / styrene copolymer (AS resin)
- AS resin acrylonitrile / styrene copolymer
- polyethylene, polypropylene, polyolefins having a cyclo or norbornene structure polyolefin polymers such as ethylene / propylene copolymers, vinyl chloride polymers, amide polymers such as nylon and aromatic polyamide, imide polymers, sulfone polymers , Polyether sulfone polymer, polyether ether ketone polymer, polyphenylene sulfide polymer, vinyl alcohol polymer, vinylidene chloride polymer, vinyl butyral polymer, arylate polymer, polyoxymethylene polymer, epoxy polymer, or the above
- the polymer that forms the transparent protective film include polymer blends. One or more kinds of arbitrary appropriate additives may be contained in the transparent protective film.
- the additive examples include an ultraviolet absorber, an antioxidant, a lubricant, a plasticizer, a mold release agent, a coloring inhibitor, a flame retardant, a nucleating agent, an antistatic agent, a pigment, and a coloring agent.
- the content of the thermoplastic resin in the transparent protective film is preferably 50 to 100% by mass, more preferably 50 to 99% by mass, further preferably 60 to 98% by mass, and particularly preferably 70 to 97% by mass. .
- content of the said thermoplastic resin in a transparent protective film is 50 mass% or less, there exists a possibility that the high transparency etc. which a thermoplastic resin originally has cannot fully be expressed.
- the thickness of the transparent protective film can be appropriately determined, but is generally about 1 to 500 ⁇ m from the viewpoints of workability such as strength and handleability, and thin layer properties. 1 to 300 ⁇ m is particularly preferable, and 5 to 200 ⁇ m is more preferable.
- the protective film which consists of the same polymer material may be used by the front and back, and the transparent protective film which consists of a different polymer material etc. may be used.
- the transparent single-sided protective polarizing film F1 is transparent.
- the protective film T1 is preferably selected from a cellulose polymer (such as triacetyl cellulose), a polyolefin having a norbornene structure, an acrylic polymer, a polyester polymer, or a polyolefin polymer (such as polypropylene).
- the transparent protective film T2 is appropriately selected from a cellulose polymer (triacetyl cellulose or the like), a polyolefin having a norbornene structure, an acrylic polymer, a polyester polymer, or a polyolefin polymer (polypropylene or the like). .
- an adhesive layer is formed.
- the formation of the adhesive layer is performed according to the type of adhesive. In the case of a water-based adhesive, bonding can be performed in step (4) with an adhesive layer previously formed in step (3).
- a drying process is performed after the bonding process to form an adhesive layer.
- the drying step is preferably performed at a drying temperature of about 20 to 80 ° C., preferably 40 to 80 ° C. for about 1 to 10 minutes, preferably 1 to 5 minutes.
- the adhesive is a radical curable adhesive
- a curing process is performed after the bonding process to form an adhesive layer.
- the radical curable adhesive is electron beam curable, it is cured by electron beam irradiation, when it is ultraviolet curable, by ultraviolet treatment, and when it is thermosetting, it is cured by heat treatment.
- each condition is appropriately set according to the type of curing, the type of adhesive, and the thickness of the adhesive layer.
- the manufacturing method of the polarizing film of this invention has the said process (1) thru
- an easy-adhesive layer can be provided between the transparent protective film and the adhesive layer.
- the easy adhesion layer can be formed of, for example, various resins having a polyester skeleton, a polyether skeleton, a polycarbonate skeleton, a polyurethane skeleton, a silicone-based, a polyamide skeleton, a polyimide skeleton, a polyvinyl alcohol skeleton, and the like. These polymer resins can be used alone or in combination of two or more. Moreover, you may add another additive for formation of an easily bonding layer. Specifically, a stabilizer such as a tackifier, an ultraviolet absorber, an antioxidant, and a heat resistance stabilizer may be used.
- the easy-adhesion layer is usually provided in advance on a transparent protective film, and the easy-adhesion layer side of the transparent protective film and the polarizer are bonded together with an adhesive layer.
- the easy-adhesion layer is formed by coating and drying the material for forming the easy-adhesion layer on the transparent protective film by a known technique.
- the material for forming the easy-adhesion layer is usually adjusted as a solution diluted to an appropriate concentration in consideration of the thickness after drying and the smoothness of coating.
- the thickness of the easy adhesion layer after drying is preferably 0.01 to 5 ⁇ m, more preferably 0.02 to 2 ⁇ m, and still more preferably 0.05 to 1 ⁇ m. Note that a plurality of easy-adhesion layers can be provided, but also in this case, the total thickness of the easy-adhesion layers is preferably in the above range.
- the line speed depends on the curing time of the adhesive, but is preferably 1 to 500 m / min, more preferably 5 to 300 m / min, and further preferably 10 to 100 m / min. It is.
- the line speed is too low, the productivity is poor, or the damage to the transparent protective film is too great, and a polarizing film that can withstand the durability test cannot be produced.
- the line speed is too high, the adhesive is not sufficiently cured, and the target adhesiveness may not be obtained.
- a polarizing film having a transparent protective film on one or both sides of the polarizer is obtained, but on the surface of the transparent protective film on which the polarizer is not adhered, a hard coat layer, an antireflection layer, an antisticking layer, A functional layer such as a diffusion layer or an antiglare layer can be provided.
- the functional layers such as the hard coat layer, antireflection layer, antisticking layer, diffusion layer and antiglare layer can be provided on the transparent protective film itself, and separately provided separately from the transparent protective film. You can also
- the polarizing film of the present invention can be used as an optical film laminated with another optical layer in practical use.
- the optical layer is not particularly limited.
- a liquid crystal display device such as a reflection plate, a semi-transmission plate, a retardation plate (including wavelength plates such as 1/2 and 1/4), and a viewing angle compensation film.
- One or more optical layers that may be used can be used.
- a reflective polarizing film or semi-transmissive polarizing film in which a polarizing plate or a semi-transmissive reflecting plate is further laminated on the polarizing film of the present invention an elliptical polarizing film or circularly polarizing film in which a retardation film is further laminated on a polarizing film.
- a wide viewing angle polarizing film obtained by further laminating a viewing angle compensation film on a film or a polarizing film, or a polarizing film obtained by further laminating a brightness enhancement film on the polarizing film is preferred.
- An optical film obtained by laminating the above optical layer on a polarizing film can be formed by a method of sequentially laminating separately in the manufacturing process of a liquid crystal display device or the like. It is excellent in stability and assembly work, and has the advantage of improving the manufacturing process of a liquid crystal display device and the like.
- Appropriate bonding means such as an adhesive layer can be used for lamination.
- the pressure-sensitive adhesive layer for adhering to other members such as a liquid crystal cell can be provided on the polarizing film described above or an optical film in which at least one polarizing film is laminated.
- the pressure-sensitive adhesive forming the pressure-sensitive adhesive layer is not particularly limited.
- an acrylic polymer, silicone-based polymer, polyester, polyurethane, polyamide, polyether, fluorine-based or rubber-based polymer is appropriately selected.
- those having excellent optical transparency such as an acrylic pressure-sensitive adhesive, exhibiting appropriate wettability, cohesiveness, and adhesive pressure-sensitive adhesive properties, and being excellent in weather resistance, heat resistance and the like can be preferably used.
- the adhesive layer can be provided on one side or both sides of a polarizing film or an optical film as an overlapping layer of different compositions or types. Moreover, when providing in both surfaces, it can also be set as adhesive layers, such as a different composition, a kind, and thickness, in the front and back of a polarizing film or an optical film.
- the thickness of the pressure-sensitive adhesive layer can be appropriately determined according to the purpose of use and adhesive force, and is generally 1 to 500 ⁇ m, preferably 1 to 200 ⁇ m, and particularly preferably 1 to 100 ⁇ m.
- the exposed surface of the adhesive layer is temporarily covered with a separator for the purpose of preventing contamination until it is put to practical use. Thereby, it can prevent contacting an adhesion layer in the usual handling state.
- a separator for example, a suitable thin leaf body such as a plastic film, rubber sheet, paper, cloth, non-woven fabric, net, foamed sheet, metal foil, or a laminate thereof, if necessary, silicone type or Appropriate ones according to the prior art, such as those coated with an appropriate release agent such as long-chain alkyl, fluorine-based or molybdenum sulfide, can be used.
- the polarizing film or optical film of the present invention can be preferably used for forming various devices such as a liquid crystal display device.
- the liquid crystal display device can be formed according to the conventional method. That is, a liquid crystal display device is generally formed by appropriately assembling components such as a liquid crystal cell, a polarizing film or an optical film, and an illumination system as necessary, and incorporating a drive circuit. There is no limitation in particular except the point which uses the polarizing film or optical film by invention, and it can apply according to the former.
- the liquid crystal cell any type such as a TN type, an STN type, or a ⁇ type can be used.
- liquid crystal display devices such as a liquid crystal display device in which a polarizing film or an optical film is disposed on one side or both sides of a liquid crystal cell, or a backlight or a reflector used in an illumination system can be formed.
- the polarizing film or optical film by this invention can be installed in the one side or both sides of a liquid crystal cell.
- polarizing film or an optical film on both sides they may be the same or different.
- a single layer or a suitable part such as a diffusion plate, an antiglare layer, an antireflection film, a protective plate, a prism array, a lens array sheet, a light diffusion plate, a backlight, Two or more layers can be arranged.
- a laminated body in which a PVA layer having a thickness of 9 ⁇ m is formed on an amorphous PET substrate is produced by air-assisted stretching at a stretching temperature of 130 ° C., and then stretched.
- a colored laminate is produced by dyeing the laminate, and the colored laminate is further stretched integrally with an amorphous PET substrate so that the total draw ratio is 5.94 times by stretching in boric acid in water at a stretching temperature of 65 degrees.
- drying was performed at 50 ° C. for 4 minutes to produce an optical film laminate including a PVA layer having a thickness of 4 ⁇ m.
- the PVA molecules in the PVA layer formed on the amorphous PET substrate by such two-stage stretching are oriented in the higher order, and the iodine adsorbed by the dyeing is oriented in the one direction as the polyiodine ion complex. It was possible to produce an optical film laminate including a PVA layer having a thickness of 4 ⁇ m and constituting a highly functional polarizing film. Furthermore, after applying a saponified 40 ⁇ m thick triacetyl cellulose film (transparent protective film) while applying a polyvinyl alcohol adhesive on the surface of the polarizing film of the optical film laminate, an amorphous PET group The material was peeled off. This is referred to as a thin piece protective polarizing film (1). The moisture content of the polarizing film (polarizer) in the piece protective polarizing film (1) was 1.8%.
- ⁇ Creation of a single-protective polarizing film (2)> A polyvinyl alcohol film having a thickness of 80 ⁇ m was stretched up to 3 times while being dyed for 1 minute in an iodine solution of 0.3% concentration at 30 ° C. between rolls having different speed ratios. Thereafter, the total draw ratio was stretched to 6 times while being immersed in an aqueous solution containing 60% at 4% concentration of boric acid and 10% concentration of potassium iodide for 0.5 minutes. Next, after washing by immersing in an aqueous solution containing potassium iodide at 30 ° C. and 1.5% concentration for 10 seconds, drying was performed at 50 ° C. for 4 minutes to obtain a polarizer having a thickness of 20 ⁇ m.
- a saponified 40 ⁇ m-thick triacetyl cellulose film (transparent protective film) was bonded to both surfaces of the polarizer with a polyvinyl alcohol-based adhesive to prepare a polarizing film.
- this is referred to as a piece protective polarizing film (2).
- the moisture content of the polarizing film (polarizer) in the piece protective polarizing film (2) was 11%.
- ⁇ Transparent protective film> A norbornene-based film (Zeonor film, manufactured by Nippon Zeon Co., Ltd.) having a thickness of 60 ⁇ m and subjected to corona treatment was used.
- HEAA hydroxyethylacrylamide
- ACMO acryloylmorpholine
- IRGACURE819 bis (2,4,6-trimethylbenzoyl) -phenylphosphine oxide
- the piece protection polarizing film (1) was conveyed by the aspect of FIG. 1 so that the transparent protection film side of the piece protection polarizing film (1) might become the process roll side.
- the activation treatment was performed by corona treatment with a corona irradiator (Kasuga Denki Co., Ltd., CT-0212) on one side of the polarizer at a discharge amount of 250 W / m 2 / min.
- the surface roughness (Ra) of the surface of the polarizer subjected to the activation treatment was 0.62 nm.
- Example 2 the polarizing film was produced like Example 1 except having changed the kind of piece protection polarizing film, and the amount of corona discharge treatment to a polarizer as shown in Table 1. In addition, the moisture content of the piece protection polarizing film was controlled by the drying temperature.
- ⁇ Transportability> The transportability in the step (2) was evaluated according to the following criteria. ⁇ : Good sliding, no breakage or flaws during transportation. X: The clip force with the roll is too high, and the film is broken, scratched, or poorly laminated.
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Abstract
水分率が11重量%以下の偏光子に活性化処理を施して表面粗さ(Ra)を0.6nm以上にする工程(1)、活性化処理された偏光子の表面をガイドロールに接触させながら搬送する工程(2)、偏光子および/または透明保護フィルムに接着剤を塗工する工程(3)、偏光子と透明保護フィルムとを、前記接着剤を介して貼り合わせる工程(4)、を有することを特徴とする偏光フィルムの製造方法。当該製造方法によれば、偏光フィルムを搬送性よく製造することができる。
Description
本発明は、偏光フィルムの製造方法に関する。当該製造方法により得られた偏光フィルムはこれ単独で、またはこれを積層した光学フィルムとして液晶表示装置(LCD)、有機EL表示装置、CRT、PDPなどの画像表示装置を形成しうる。
時計、携帯電話、PDA、ノートパソコン、パソコン用モニタ、DVDプレーヤー、TVなどでは液晶表示装置が急激に市場展開している。液晶表示装置は、液晶のスイッチングによる偏光状態を可視化させたものであり、その表示原理から、偏光子が用いられる。特に、TVなどの用途では、ますます高輝度、高コントラスト、広い視野角が求められ、偏光フィルムにおいてもますます高透過率、高偏光度、高い色再現性等が求められている。
偏光子としては、高透過率、高偏光度を有することから、例えばポリビニルアルコールにヨウ素を吸着させ、延伸した構造のヨウ素系偏光子が最も一般的に広く使用されている。このような偏光子は、機械的強度が極端に弱く、熱や水分により収縮してしまい偏光機能が顕著に低下してしまう短所をもっている。従って、得られた偏光子は直ちに、接着剤が塗工された透明保護フィルムと接着剤を介して貼り合わせられて、偏光フィルムとして用いられている。
また、偏光子と透明保護フィルムとの接着強度をより向上させるために、偏光子の接着剤層が設けられる面に活性化処理を施した後に、偏光子と透明保護フィルムを貼り合わせて偏光フィルムを製造することが提案されている(特許文献1)。一般的に偏光子はポリビニルアルコール系フィルム等の親水性高分子フィルムから製造されたのであるため、偏光子はある程度の水分率を有する。特許文献1においては、偏光子は、水分率が好ましくは20重量%以下、より好ましくは0~17重量%、さらに好ましくは1~16重量%であることが記載されている。
[規則91に基づく訂正 15.01.2014]
特開2009-008860号公報
従来から偏光子はガイドロールにより搬送されているが、当該偏光子の水分率は11重量%を超えるものであったため、ガイドロールに接触させて搬送させた場合においても搬送性に問題はなかった。近年では、水分率が11重量%以下の偏光子が製造されるようになってきた。しかし、偏光子の水分率が、水分率が11重量%以下の場合には、偏光子を搬送するガイドロールとのクリップ力が高くなり、搬送性に不良が発生したりして、その後の透明保護フィルムとの貼り合わせに不良が発生したりする。特に、偏光子の表面をガイドロールに接触させながら搬送させる場合には、搬送性に不良が発生しやすいものであった。
本発明は、偏光子の少なくとも片面に、接着剤層を介して透明保護フィルムが設けられている偏光フィルムを搬送性よく製造することができる方法を提供することを目的とする。
本発明者らは前記課題を解決すべく鋭意検討を重ねた結果、下記偏光フィルムの製造方法等を見出し、本発明を完成するに至った。
即ち本発明は、偏光子の少なくとも片面に、接着剤層を介して透明保護フィルムが設けられている偏光フィルムの製造方法であって、
水分率が11重量%以下の偏光子の少なくとも片面に活性化処理を施すことによって、偏光子表面の表面粗さ(Ra)を0.6nm以上にする工程(1)、
前記活性化処理が施された偏光子を、当該活性化処理された偏光子の表面をガイドロールに接触させながら搬送する工程(2)、
前記ガイドロールにより搬送された偏光子の前記接着剤層を形成する面および/または透明保護フィルムの前記接着剤層を形成する面に、接着剤を塗工する工程(3)、
偏光子と透明保護フィルムとを、前記接着剤を介して貼り合わせる工程(4)、を有することを特徴とする偏光フィルムの製造方法、に関する。
水分率が11重量%以下の偏光子の少なくとも片面に活性化処理を施すことによって、偏光子表面の表面粗さ(Ra)を0.6nm以上にする工程(1)、
前記活性化処理が施された偏光子を、当該活性化処理された偏光子の表面をガイドロールに接触させながら搬送する工程(2)、
前記ガイドロールにより搬送された偏光子の前記接着剤層を形成する面および/または透明保護フィルムの前記接着剤層を形成する面に、接着剤を塗工する工程(3)、
偏光子と透明保護フィルムとを、前記接着剤を介して貼り合わせる工程(4)、を有することを特徴とする偏光フィルムの製造方法、に関する。
前記偏光フィルムの製造方法は、偏光子の厚みが10μm以下である場合に好適に適用できる。
前記偏光フィルムの製造方法は、前記偏光子が、二色性物質を配向させたポリビニルアルコール系樹脂からなる連続ウェブの偏光膜であって、かつ、熱可塑性樹脂基材に製膜されたポリビニルアルコール系樹脂層を含む積層体が空中補助延伸とホウ酸水中延伸とからなる2段延伸工程で延伸されることにより得られたものである場合に好適に適用できる。
前記偏光フィルムの製造方法において、前記活性化処理としては、コロナ処理またはプラズマ処理を採用することができる。
前記偏光フィルムの製造方法において、前記活性化処理による、活性化処理がコロナ処理であり、コロナ処理における放電量が250~1000W/m2/minであることが好ましい。
本発明の偏光フィルムの製造方法では、水分率が11重量%以下の低水分率の偏光子を用い、かつ当該偏光子と透明保護フィルムを接着剤により貼り合わせる前に、偏光子の表面をガイドロールに接触させながら搬送している。一方、本発明の偏光フィルムの製造方法では、偏光子の表面をガイドロールに接触させる前に、ガイドロールに接触する偏光子の面は活性化処理を施して、偏光子の表面粗さ(Ra)が0.6nm以上になるように制御している。このように、表面粗さ(Ra)が0.6nm以上になるように制御された偏光子であれば、低水分率の偏光子をガイドロールに接触した場合においても、良好に搬送を行うことができることが分かった。その結果、その後の偏光子と透明保護フィルムとの接着剤による貼り合わせが良好になり、偏光フィルムを効率よく製造することができる。
以下に本発明の偏光フィルムの製造方法について説明する。本発明の偏光フィルムは、偏光子の少なくとも片面に、接着剤層を介して透明保護フィルムが設けられている。かかる本発明の偏光フィルムは、工程(1)乃至工程(4)が順次に施されることにより得られる。以下に図1を参照しながら、工程(1)乃至(4)を説明する。図1では、偏光子Pの片面に接着剤層A1を介して透明保護フィルムT1が設けられている片面保護の偏光フィルムF1に対して、工程(1)乃至(4)が施されて、両面保護の偏光フィルムF2を製造する場合が例示されている。
<工程(1)>
工程(1)では、水分率が11重量%以下の偏光子の少なくとも片面に活性化処理を施すことによって、偏光子表面の表面粗さ(Ra)を0.6nm以上にする。図1は、処理ロールR1において、片面保護の偏光フィルムF1の偏光子Pの表面が、活性化処理手段Cにより活性化処理されている。
工程(1)では、水分率が11重量%以下の偏光子の少なくとも片面に活性化処理を施すことによって、偏光子表面の表面粗さ(Ra)を0.6nm以上にする。図1は、処理ロールR1において、片面保護の偏光フィルムF1の偏光子Pの表面が、活性化処理手段Cにより活性化処理されている。
<偏光子>
偏光子は、特に限定されず、各種のものを使用できる。偏光子としては、例えば、ポリビニルアルコール系フィルム、部分ホルマール化ポリビニルアルコール系フィルム、エチレン・酢酸ビニル共重合体系部分ケン化フィルム等の親水性高分子フィルムに、ヨウ素や二色性染料の二色性物質を吸着させて一軸延伸したもの、ポリビニルアルコールの脱水処理物やポリ塩化ビニルの脱塩酸処理物等ポリエン系配向フィルム等が挙げられる。これらの中でも、ポリビニルアルコール系フィルムとヨウ素などの二色性物質からなる偏光子が好適である。これら偏光子の厚さは特に制限されないが、一般的に、1~80μm程度である。偏光子の厚さは30μm以下が好ましく、より好ましくは20μm以下、さらに好ましくは10μm以下である。
偏光子は、特に限定されず、各種のものを使用できる。偏光子としては、例えば、ポリビニルアルコール系フィルム、部分ホルマール化ポリビニルアルコール系フィルム、エチレン・酢酸ビニル共重合体系部分ケン化フィルム等の親水性高分子フィルムに、ヨウ素や二色性染料の二色性物質を吸着させて一軸延伸したもの、ポリビニルアルコールの脱水処理物やポリ塩化ビニルの脱塩酸処理物等ポリエン系配向フィルム等が挙げられる。これらの中でも、ポリビニルアルコール系フィルムとヨウ素などの二色性物質からなる偏光子が好適である。これら偏光子の厚さは特に制限されないが、一般的に、1~80μm程度である。偏光子の厚さは30μm以下が好ましく、より好ましくは20μm以下、さらに好ましくは10μm以下である。
ポリビニルアルコール系フィルムをヨウ素で染色し一軸延伸した偏光子は、例えば、ポリビニルアルコールをヨウ素の水溶液に浸漬することによって染色し、元長の3~7倍に延伸することで作成することができる。必要に応じてホウ酸や硫酸亜鉛、塩化亜鉛等を含んでいても良いヨウ化カリウムなどの水溶液に浸漬することもできる。さらに必要に応じて染色前にポリビニルアルコール系フィルムを水に浸漬して水洗してもよい。ポリビニルアルコール系フィルムを水洗することでポリビニルアルコール系フィルム表面の汚れやブロッキング防止剤を洗浄することができるほかに、ポリビニルアルコール系フィルムを膨潤させることで染色のムラなどの不均一を防止する効果もある。延伸はヨウ素で染色した後に行っても良いし、染色しながら延伸しても良いし、また延伸してからヨウ素で染色しても良い。ホウ酸やヨウ化カリウムなどの水溶液や水浴中でも延伸することができる。
≪薄型偏光子≫
前記偏光子としては厚みが10μm以下の薄型の偏光子を用いることができる。薄型化の観点から言えば当該厚みは1~7μmであるのが好ましい。このような薄型の偏光子は、厚みムラが少なく、視認性が優れており、また寸法変化が少ないため耐久性に優れ、さらには偏光フィルムとしての厚みも薄型化が図れる点が好ましい。
前記偏光子としては厚みが10μm以下の薄型の偏光子を用いることができる。薄型化の観点から言えば当該厚みは1~7μmであるのが好ましい。このような薄型の偏光子は、厚みムラが少なく、視認性が優れており、また寸法変化が少ないため耐久性に優れ、さらには偏光フィルムとしての厚みも薄型化が図れる点が好ましい。
薄型の偏光子としては、代表的には、特開昭51-069644号公報や特開2000-338329号公報や、WO2010/100917号パンフレット、PCT/JP2010/001460の明細書、または特願2010-269002号明細書や特願2010-263692号明細書に記載されている薄型偏光膜を挙げることができる。これら薄型偏光膜は、ポリビニルアルコール系樹脂(以下、PVA系樹脂ともいう)層と延伸用樹脂基材を積層体の状態で延伸する工程と染色する工程を含む製法による得ることができる。この製法であれば、PVA系樹脂層が薄くても、延伸用樹脂基材に支持されていることにより延伸による破断などの不具合なく延伸することが可能となる。
前記薄型偏光膜としては、積層体の状態で延伸する工程と染色する工程を含む製法の中でも、高倍率に延伸できて偏光性能を向上させることのできる点で、WO2010/100917号パンフレット、PCT/JP2010/001460の明細書、または特願2010-269002号明細書や特願2010-263692号明細書に記載のあるようなホウ酸水溶液中で延伸する工程を含む製法で得られるものが好ましく、特に特願2010-269002号明細書や特願2010-263692号明細書に記載のあるホウ酸水溶液中で延伸する前に補助的に空中延伸する工程を含む製法により得られるものが好ましい。
上記のPCT/JP2010/001460の明細書に記載の薄型高機能偏光膜は、樹脂基材に一体に製膜される、二色性物質を配向させたPVA系樹脂からなる厚みが7μm以下の薄型高機能偏光膜であって、単体透過率が42.0%以上および偏光度が99.95%以上の光学特性を有する。
上記薄型高機能偏光膜は、少なくとも20μmの厚みを有する樹脂基材に、PVA系樹脂の塗工および乾燥によってPVA系樹脂層を生成し、生成されたPVA系樹脂層を二色性物質の染色液に浸漬して、PVA系樹脂層に二色性物質を吸着させ、二色性物質を吸着させたPVA系樹脂層を、ホウ酸水溶液中において、樹脂基材と一体に総延伸倍率を元長の5倍以上となるように延伸することによって、製造することができる。
また、二色性物質を配向させた薄型高機能偏光膜を含む積層体フィルムを製造する方法であって、少なくとも20μmの厚みを有する樹脂基材と、樹脂基材の片面にPVA系樹脂を含む水溶液を塗工および乾燥することによって形成されたPVA系樹脂層とを含む積層体フィルムを生成する工程と、樹脂基材と樹脂基材の片面に形成されたPVA系樹脂層とを含む前記積層体フィルムを、二色性物質を含む染色液中に浸漬することによって、積層体フィルムに含まれるPVA系樹脂層に二色性物質を吸着させる工程と、二色性物質を吸着させたPVA系樹脂層を含む前記積層体フィルムを、ホウ酸水溶液中において、総延伸倍率が元長の5倍以上となるように延伸する工程と、二色性物質を吸着させたPVA系樹脂層が樹脂基材と一体に延伸されたことにより、樹脂基材の片面に、二色性物質を配向させたPVA系樹脂層からなる、厚みが7μm以下、単体透過率が42.0%以上かつ偏光度が99.95%以上の光学特性を有する薄型高機能偏光膜を製膜させた積層体フィルムを製造する工程を含むことで、上記薄型高機能偏光膜を製造することができる。
本発明では、厚みが10μm以下の偏光子として、二色性物質を配向させたPVA系樹脂からなる連続ウェブの偏光膜であって、熱可塑性樹脂基材に製膜されたポリビニルアルコール系樹脂層を含む積層体が空中補助延伸とホウ酸水中延伸とからなる2段延伸工程で延伸されることにより得られたものを用いることができる。前記熱可塑性樹脂基材としては、非晶性エステル系熱可塑性樹脂基材または結晶性エステル系熱可塑性樹脂基材が好ましい。
上記の特願2010-269002号明細書や特願2010-263692号明細書の薄型偏光膜は、二色性物質を配向させたPVA系樹脂からなる連続ウェブの偏光膜であって、非晶性エステル系熱可塑性樹脂基材に製膜されたPVA系樹脂層を含む積層体が空中補助延伸とホウ酸水中延伸とからなる2段延伸工程で延伸されることにより、10μm以下の厚みにされたものである。かかる薄型偏光膜は、単体透過率をT、偏光度をPとしたとき、P>-(100.929T-42.4-1)×100(ただし、T<42.3)、およびP≧99.9(ただし、T≧42.3)の条件を満足する光学特性を有するようにされたものであることが好ましい。
具体的には、前記薄型偏光膜は、連続ウェブの非晶性エステル系熱可塑性樹脂基材に製膜されたPVA系樹脂層に対する空中高温延伸によって、配向されたPVA系樹脂層からなる延伸中間生成物を生成する工程と、延伸中間生成物に対する二色性物質の吸着によって、二色性物質(ヨウ素またはヨウ素と有機染料の混合物が好ましい)を配向させたPVA系樹脂層からなる着色中間生成物を生成する工程と、着色中間生成物に対するホウ酸水中延伸によって、二色性物質を配向させたPVA系樹脂層からなる厚さが10μm以下の偏光膜を生成する工程とを含む薄型偏光膜の製造方法により製造することができる。
この製造方法において、空中高温延伸とホウ酸水中延伸とによる非晶性エステル系熱可塑性樹脂基材に製膜されたPVA系樹脂層の総延伸倍率が、5倍以上になるようにするのが望ましい。ホウ酸水中延伸のためのホウ酸水溶液の液温は、60℃以上とすることができる。ホウ酸水溶液中で着色中間生成物を延伸する前に、着色中間生成物に対して不溶化処理を施すのが望ましく、その場合、液温が40℃を超えないホウ酸水溶液に前記着色中間生成物を浸漬することにより行うのが望ましい。上記非晶性エステル系熱可塑性樹脂基材は、イソフタル酸を共重合させた共重合ポリエチレンテレフタレート、シクロヘキサンジメタノールを共重合させた共重合ポリエチレンテレフタレートまたは他の共重合ポリエチレンテレフタレートを含む非晶性ポリエチレンテレフタレートとすることができ、透明樹脂からなるものであることが好ましく、その厚みは、製膜されるPVA系樹脂層の厚みの7倍以上とすることができる。また、空中高温延伸の延伸倍率は3.5倍以下が好ましく、空中高温延伸の延伸温度はPVA系樹脂のガラス転移温度以上、具体的には95℃~150℃の範囲であるのが好ましい。空中高温延伸を自由端一軸延伸で行う場合、非晶性エステル系熱可塑性樹脂基材に製膜されたPVA系樹脂層の総延伸倍率が、5倍以上7.5倍以下であるのが好ましい。また、空中高温延伸を固定端一軸延伸で行う場合、非晶性エステル系熱可塑性樹脂基材に製膜されたPVA系樹脂層の総延伸倍率が、5倍以上8.5倍以下であるのが好ましい。
更に具体的には、次のような方法により、薄型偏光膜を製造することができる。
更に具体的には、次のような方法により、薄型偏光膜を製造することができる。
イソフタル酸を6mol%共重合させたイソフタル酸共重合ポリエチレンテレフタレート(非晶性PET)の連続ウェブの基材を作製する。非晶性PETのガラス転移温度は75℃である。連続ウェブの非晶性PET基材とポリビニルアルコール(PVA)層からなる積層体を、以下のように作製する。ちなみにPVAのガラス転移温度は80℃である。
200μm厚の非晶性PET基材と、重合度1000以上、ケン化度99%以上のPVA粉末を水に溶解した4~5%濃度のPVA水溶液とを準備する。次に、200μm厚の非晶性PET基材にPVA水溶液を塗工し、50~60℃の温度で乾燥し、非晶性PET基材に7μm厚のPVA層が製膜された積層体を得る。
7μm厚のPVA層を含む積層体を、空中補助延伸およびホウ酸水中延伸の2段延伸工程を含む以下の工程を経て、3μm厚の薄型高機能偏光膜を製造する。第1段の空中補助延伸工程によって、7μm厚のPVA層を含む積層体を非晶性PET基材と一体に延伸し、5μm厚のPVA層を含む延伸積層体を生成する。具体的には、この延伸積層体は、7μm厚のPVA層を含む積層体を130℃の延伸温度環境に設定されたオーブンに配備された延伸装置にかけ、延伸倍率が1.8倍になるように自由端一軸に延伸したものである。この延伸処理によって、延伸積層体に含まれるPVA層を、PVA分子が配向された5μm厚のPVA層へと変化させる。
次に、染色工程によって、PVA分子が配向された5μm厚のPVA層にヨウ素を吸着させた着色積層体を生成する。具体的には、この着色積層体は、延伸積層体を液温30℃のヨウ素およびヨウ化カリウムを含む染色液に、最終的に生成される高機能偏光膜を構成するPVA層の単体透過率が40~44%になるように任意の時間、浸漬することによって、延伸積層体に含まれるPVA層にヨウ素を吸着させたものである。本工程において、染色液は、水を溶媒として、ヨウ素濃度を0.12~0.30重量%の範囲内とし、ヨウ化カリウム濃度を0.7~2.1重量%の範囲内とする。ヨウ素とヨウ化カリウムの濃度の比は1対7である。ちなみに、ヨウ素を水に溶解するにはヨウ化カリウムを必要とする。より詳細には、ヨウ素濃度0.30重量%、ヨウ化カリウム濃度2.1重量%の染色液に延伸積層体を60秒間浸漬することによって、PVA分子が配向された5μm厚のPVA層にヨウ素を吸着させた着色積層体を生成する。
さらに、第2段のホウ酸水中延伸工程によって、着色積層体を非晶性PET基材と一体にさらに延伸し、3μm厚の高機能偏光膜を構成するPVA層を含む光学フィルム積層体を生成する。具体的には、この光学フィルム積層体は、着色積層体をホウ酸とヨウ化カリウムを含む液温範囲60~85℃のホウ酸水溶液に設定された処理装置に配備された延伸装置にかけ、延伸倍率が3.3倍になるように自由端一軸に延伸したものである。より詳細には、ホウ酸水溶液の液温は65℃である。それはまた、ホウ酸含有量を水100重量部に対して4重量部とし、ヨウ化カリウム含有量を水100重量部に対して5重量部とする。本工程においては、ヨウ素吸着量を調整した着色積層体をまず5~10秒間ホウ酸水溶液に浸漬する。しかる後に、その着色積層体をそのまま処理装置に配備された延伸装置である周速の異なる複数の組のロール間に通し、30~90秒かけて延伸倍率が3.3倍になるように自由端一軸に延伸する。この延伸処理によって、着色積層体に含まれるPVA層を、吸着されたヨウ素がポリヨウ素イオン錯体として一方向に高次に配向した3μm厚のPVA層へと変化させる。このPVA層が光学フィルム積層体の高機能偏光膜を構成する。
光学フィルム積層体の製造に必須の工程ではないが、洗浄工程によって、光学フィルム積層体をホウ酸水溶液から取り出し、非晶性PET基材に製膜された3μm厚のPVA層の表面に付着したホウ酸をヨウ化カリウム水溶液で洗浄するのが好ましい。しかる後に、洗浄された光学フィルム積層体を60℃の温風による乾燥工程によって乾燥する。なお洗浄工程は、ホウ酸析出などの外観不良を解消するための工程である。
同じく光学フィルム積層体の製造に必須の工程というわけではないが、貼合せおよび/または転写工程によって、非晶性PET基材に製膜された3μm厚のPVA層の表面に接着剤を塗工しながら、80μm厚のトリアセチルセルロースフィルムを貼合せたのち、非晶性PET基材を剥離し、3μm厚のPVA層を80μm厚のトリアセチルセルロースフィルムに転写することもできる。
[その他の工程]
上記の薄型偏光膜の製造方法は、上記工程以外に、その他の工程を含み得る。その他の工程としては、例えば、不溶化工程、架橋工程、乾燥(水分率の調節)工程等が挙げられる。その他の工程は、任意の適切なタイミングで行い得る。
上記不溶化工程は、代表的には、ホウ酸水溶液にPVA系樹脂層を浸漬させることにより行う。不溶化処理を施すことにより、PVA系樹脂層に耐水性を付与することができる。当該ホウ酸水溶液の濃度は、水100重量部に対して、好ましくは1重量部~4重量部である。不溶化浴(ホウ酸水溶液)の液温は、好ましくは20℃~50℃である。好ましくは、不溶化工程は、積層体作製後、染色工程や水中延伸工程の前に行う。
上記架橋工程は、代表的には、ホウ酸水溶液にPVA系樹脂層を浸漬させることにより行う。架橋処理を施すことにより、PVA系樹脂層に耐水性を付与することができる。当該ホウ酸水溶液の濃度は、水100重量部に対して、好ましくは1重量部~4重量部である。また、上記染色工程後に架橋工程を行う場合、さらに、ヨウ化物を配合することが好ましい。ヨウ化物を配合することにより、PVA系樹脂層に吸着させたヨウ素の溶出を抑制することができる。ヨウ化物の配合量は、水100重量部に対して、好ましくは1重量部~5重量部である。ヨウ化物の具体例は、上述のとおりである。架橋浴(ホウ酸水溶液)の液温は、好ましくは20℃~50℃である。好ましくは、架橋工程は上記第2のホウ酸水中延伸工程の前に行う。好ましい実施形態においては、染色工程、架橋工程および第2のホウ酸水中延伸工程をこの順で行う。
上記の薄型偏光膜の製造方法は、上記工程以外に、その他の工程を含み得る。その他の工程としては、例えば、不溶化工程、架橋工程、乾燥(水分率の調節)工程等が挙げられる。その他の工程は、任意の適切なタイミングで行い得る。
上記不溶化工程は、代表的には、ホウ酸水溶液にPVA系樹脂層を浸漬させることにより行う。不溶化処理を施すことにより、PVA系樹脂層に耐水性を付与することができる。当該ホウ酸水溶液の濃度は、水100重量部に対して、好ましくは1重量部~4重量部である。不溶化浴(ホウ酸水溶液)の液温は、好ましくは20℃~50℃である。好ましくは、不溶化工程は、積層体作製後、染色工程や水中延伸工程の前に行う。
上記架橋工程は、代表的には、ホウ酸水溶液にPVA系樹脂層を浸漬させることにより行う。架橋処理を施すことにより、PVA系樹脂層に耐水性を付与することができる。当該ホウ酸水溶液の濃度は、水100重量部に対して、好ましくは1重量部~4重量部である。また、上記染色工程後に架橋工程を行う場合、さらに、ヨウ化物を配合することが好ましい。ヨウ化物を配合することにより、PVA系樹脂層に吸着させたヨウ素の溶出を抑制することができる。ヨウ化物の配合量は、水100重量部に対して、好ましくは1重量部~5重量部である。ヨウ化物の具体例は、上述のとおりである。架橋浴(ホウ酸水溶液)の液温は、好ましくは20℃~50℃である。好ましくは、架橋工程は上記第2のホウ酸水中延伸工程の前に行う。好ましい実施形態においては、染色工程、架橋工程および第2のホウ酸水中延伸工程をこの順で行う。
本発明の偏光フィルムの製法方法に用いる偏光子は、水分率が11重量%以下の低水分率の偏光子であるが、偏光子には工程(1)が施されているために、工程(2)において、ガイドロールに偏光子の表面が接触して搬送させた場合にも搬送性が良好である。乾燥後6時間以内の偏光子の水分率は、6重量%以下であってもよく、さらに2重量%以下であってもよい。なお、水分率が、あまりに低い場合には偏光子が搬送中に割れるなどの不具合があるため、偏光子の水分率は1重量%以上であるのが好ましい。特に、上記の薄型偏光子の場合には、水分率が2重量%以下である場合に有効であり、さらには1~1.5重量%において、本発明は好適である。
本発明の偏光子の水分率は、任意の適切な方法で調整すればよい。例えば偏光子の製造工程における乾燥工程の条件を調整することにより制御する方法が挙げられる。
偏光子の水分率は、以下の方法により測定される。すなわち、偏光子を、100×100mmの大きさに切り出して、このサンプルの初期重量を測定した。続いて、このサンプルを120℃で2時間乾燥し、乾燥重量を測定して、下記式により水分率を測定した。水分率(重量%)={(初期重量-乾燥重量)/初期重量}×100。重量の測定はそれぞれ3回ずつ行い、その平均値を用いた。
活性化処理としては、コロナ処理、プラズマ処理、グロー処理、オゾン処理等を例示できる。コロナ処理は、例えば、春日電機社製のコロナ処理機により常圧空気中で放電する方式により行うことができる。プラズマ処理は、例えば、積水化学社製のプラズマ放電機により常圧空気中または窒素、アルゴン等の不活性ガス雰囲気中で放電する方式により行うことができる。グロー処理、オゾン処理についても、常法に従って行うことができる。これらのなかでも、コロナ処理またはプラズマ処理が設備費用・加工費の点で好適である。
上記の活性化処理は、偏光子の表面の表面粗さ(Ra)が0.6nm以上になるように施される。前記表面粗さ(Ra)は好ましくは0.8nm以上であり、さらに好ましくは1nm以上である。前記表面粗さ(Ra)を0.6nm以上にすることにより、偏光子の水分率が11重量%以下であり、かつ、工程(2)において、偏光子の表面をガイドロールに接触させた場合においても、偏光子を良好に搬送させることができる。なお、前記表面粗さ(Ra)が、大きくなりすぎると耐温水性が悪くなるため、前記表面粗さ(Ra)は10nm以下であるのが好ましく、さらには5nm以下であるのが好ましい。
前記表面粗さ(Ra)の測定は、算出平均粗さ(表面の凹凸の平均値)で表面粗さを表すパラメータである。表面粗さ(Ra)の測定は、ビーコ社製の原子間力顕微鏡(AFM)NanoscopeIVを用いてTappingモードにて測定した値である。カンチレバーは、例えば、メトロロジープローブ:Tap300(RTESPタイプ)を使用した。測定範囲は1μm四方である。
前記活性化処理としては、活性化処理に応じて、偏光子が上記表面粗さ(Ra)になるように、処理条件が設定される。例えば、コロナ処理においては、放電量は250~1000W/m2/minであることが好ましく、より好ましくは250~800W/m2/minであり、さらに好ましくは250~600W/m2/minであり、さらに好ましくは250~500W/m2/minである。活性化処理量(放電量:W/m2/min)の算出式=出力(W)/ライン速度(m/min)/電極長(m)、である。電極とサンプル(偏光子)間のギャップは1mm~2mmが好ましい。活性化処理(コロナ処理)の誘電ロールはアルミロールまたはセラミックロールが好ましい。アースロールは、Siロールもしくは金属ロールが好ましい。
本発明の偏光フィルムの製造方法では、工程(1)において、偏光子の少なくとも片面に活性化処理を施すが、工程(2)において偏光子の両面がガイドロールに接触する場合には偏光子の両面に活性化処理を施すのが好ましい。
なお、本発明の偏光フィルムの製造方法では、工程(1)において活性化処理の対象になる偏光子は、少なくとも片面を活性化処理することができればよく、図1に示すように、活性化処理の対象にならない偏光子の他の片面には、接着剤層を介して透明保護フィルムが貼り合わされていてもよい。また、偏光子として上記の薄型偏光子を用いる場合には、図1において、偏光子Pの片面に接着剤層A1を介して透明保護フィルムT1を設ける代わりに、樹脂基材(非晶性エステル系熱可塑性樹脂等)と一体に製膜さ薄型高機能偏光膜(偏光子P)を用いることができる。
<工程(2)>
工程(2)では、前記活性化処理が施された偏光子を、当該活性化処理された偏光子の表面をガイドロールに接触させながら搬送する。工程(2)では、ガイドロールに偏光子の表面が接触して搬送されるが、ガイドロールに接触する偏光子の表面は、工程(1)において、所定の表面粗さ(Ra)になるように活性化処理されているため、搬送性が良好である。図1では、偏光子Pの表面が活性化処理された片面保護の偏光フィルムF1が、当該偏光子Pの活性化処理面をガイドロールG1、G2に接触させながら搬送されている。
工程(2)では、前記活性化処理が施された偏光子を、当該活性化処理された偏光子の表面をガイドロールに接触させながら搬送する。工程(2)では、ガイドロールに偏光子の表面が接触して搬送されるが、ガイドロールに接触する偏光子の表面は、工程(1)において、所定の表面粗さ(Ra)になるように活性化処理されているため、搬送性が良好である。図1では、偏光子Pの表面が活性化処理された片面保護の偏光フィルムF1が、当該偏光子Pの活性化処理面をガイドロールG1、G2に接触させながら搬送されている。
<工程(3)>
次いで、工程(3)により、前記ガイドロールにより搬送された偏光子の前記接着剤層を形成する面および/または透明保護フィルムの前記接着剤層を形成する面に、接着剤を塗工する。図1では、片面保護の偏光フィルムF1の活性化処理されたが偏光子Pの表面に、塗工ロールR2において、塗工手段Dに接着剤A2が塗工されている。
次いで、工程(3)により、前記ガイドロールにより搬送された偏光子の前記接着剤層を形成する面および/または透明保護フィルムの前記接着剤層を形成する面に、接着剤を塗工する。図1では、片面保護の偏光フィルムF1の活性化処理されたが偏光子Pの表面に、塗工ロールR2において、塗工手段Dに接着剤A2が塗工されている。
前記偏光子と透明保護フィルムの貼り合わせに用いる接着剤は光学的に透明であれば、特に制限されず水系、溶剤系、ホットメルト系、ラジカル硬化型の各種形態のものが用いられるが、水系接着剤またはラジカル硬化型接着剤が好適である。なお、図1の片面保護の偏光フィルムFにおいて透明保護フィルムT1と偏光子Pを貼り合わせている接着剤層A1についても同様の接着剤を用いることができる。
水系接着剤としては特に限定されるものではないが、例えば、ビニルポリマー系、ゼラチン系、ビニル系ラテックス系、ポリウレタン系、イソシアネート系、ポリエステル系、エポキシ系等を例示できる。このような水系接着剤には、必要に応じて、架橋剤や他の添加剤、酸等の触媒も配合することができる。前記水系接着剤としては、ビニルポリマーを含有する接着剤などを用いることが好ましく、ビニルポリマーとしては、ポリビニルアルコール系樹脂が好ましい。またポリビニルアルコール系樹脂には、ホウ酸やホウ砂、グルタルアルデヒドやメラミン、シュウ酸などの水溶性架橋剤を含有することができる。特に偏光子としてポリビニルアルコール系のポリマーフィルムを用いる場合には、ポリビニルアルコール系樹脂を含有する接着剤を用いることが、接着性の点から好ましい。さらには、アセトアセチル基を有するポリビニルアルコール系樹脂を含む接着剤が耐久性を向上させる点からより好ましい。
前記ポリビニルアルコール系樹脂は、特に限定されるものではないが、接着性の点から平均重合度100~3000程度、平均ケン化度は85~100モル%程度が好ましい。また接着剤水溶液の濃度としては、目標とする接着剤層の厚さに応じて適宜決定すればよいため、特に限定されるものではないが、0.1~15重量%であることが好ましく、0.5~10重量%であることがより好ましい。この溶液濃度が高すぎると粘度が上がりすぎるため、スジ状の凹凸ムラが発生しやすくなり、溶液濃度が低すぎると塗布性が悪くなりムラになりやすくなる。
ポリビニルアルコール系樹脂は、ポリ酢酸ビニルをケン化して得られたポリビニルアルコール;その誘導体;更に酢酸ビニルと共重合性を有する単量体との共重合体のケン化物;ポリビニルアルコールをアセタール化、ウレタン化、エーテル化、グラフト化、リン酸エステル化等した変性ポリビニルアルコールが挙げられる。前記単量体としては、(無水)マレイン酸、フマール酸、クロトン酸、イタコン酸、(メタ)アクリル酸等の不飽和カルボン酸およびそのエステル類;エチレン、プロピレン等のα-オレフィン、(メタ)アリルスルホン酸(ソーダ)、スルホン酸ソーダ(モノアルキルマレート)、ジスルホン酸ソーダアルキルマレート、N-メチロールアクリルアミド、アクリルアミドアルキルスルホン酸アルカリ塩、N-ビニルピロリドン、N-ビニルピロリドン誘導体等が挙げられる。これらポリビニルアルコール系樹脂は一種を単独でまたは二種以上を併用することができる。
アセトアセチル基を含有するポリビニルアルコール系樹脂は、ポリビニルアルコール系樹脂とジケテンとを公知の方法で反応して得られる。例えば、ポリビニルアルコール系樹脂を酢酸等の溶媒中に分散させておき、これにジケテンを添加する方法、ポリビニルアルコール系樹脂をジメチルホルムアミドまたはジオキサン等の溶媒にあらかじめ溶解しておき、これにジケテンを添加する方法等が挙げられる。またポリビニルアルコールにジケテンガスまたは液状ジケテンを直接接触させる方法が挙げられる。
アセトアセチル基を含有するポリビニルアルコール系樹脂のアセトアセチル基変性度は、0.1モル%以上であれば特に限定されるものではない。0.1モル%未満では、接着剤層の耐水性が不十分であり、不適当である。アセトアセチル基変性度は、好ましくは0.1~40モル%程度、さらに好ましくは1~20モル%、特に好ましくは2~7モル%である。アセトアセチル基変性度が40モル%を超えると架橋剤との反応点が少なくなり、耐水性の向上効果が小さい。このようなアセトアセチル基変性度は核磁気共鳴装置(NMR:NuclearMagnetic Resonance)を用いて測定することができる。
架橋剤としては、一般に接着剤に用いられているものを特に限定することなく使用でき、例えば前記のようなポリビニルアルコール系樹脂を用いた接着剤の場合、ポリビニルアルコール系樹脂と反応性を有する官能基を少なくとも2つ有する化合物が好ましく使用できる。例えば、エチレンジアミン、トリエチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン等のアルキレン基とアミノ基を2個有するアルキルジアミン類;トリレンジイソシアネート、水素化トリレンジイソシアネート、トリメチロールプロパントリレンジイソシアネートアダクト、トリフェニルメタントリイソシアネート、メチレンビス(4-フェニルメタントリイソシアネート、イソホロンジイソシアネートおよびこれらのケトオキシムブロック物またはフェノールブロック物等のイソシアネート類;エチレングリコールジグリシジルエーテル、ポリエチレングリコールジグリシジルエーテル、グリセリンジまたはトリグリシジルエーテル、1,6-ヘキサンジオールジグリシジルエーテル、トリメチロールプロパントリグリシジルエーテル、ジグリシジルアニリン、ジグリシジルアミン等のエポキシ類;ホルムアルデヒド、アセトアルデヒド、プロピオンアルデヒド、ブチルアルデヒド等のモノアルデヒド類;グリオキザール、マロンジアルデヒド、スクシンジアルデヒド、グルタルジアルデヒド、マレインジアルデヒド、フタルジアルデヒド等のジアルデヒド類;メチロール尿素、メチロールメラミン、アルキル化メチロール尿素、アルキル化メチロールメラミン、アセトグアナミン、ベンゾグアナミンとホルムアルデヒドとの縮合物等のアミノ-ホルムアルデヒド樹脂;さらにナトリウム、カリウム、マグネシウム、カルシウム、アルミニウム、鉄、ニッケル等の二価金属、または三価金属の塩およびその酸化物が挙げられる。これらの中でも、アミノ-ホルムアルデヒド樹脂、特にメチロール基を有するメチロール化合物が好適である。
架橋剤の配合量は、一般に樹脂100重量部に対して0.1~35重量部程度であり、10~25重量部のものが好ましく用いられるが、接着剤の耐久性を重視する場合には、接着剤の調製から接着剤層とするまでの時間(可使時間)が短くなることと引き換えに30重量部以上46重量部以下、より好ましくは32重量部以上40重量部以下の架橋剤を配合することも有効である。
また電子線硬化型、紫外線硬化型等の活性エネルギー線硬化型の接着剤も例示できる。特に短時間で硬化可能な、活性エネルギー線硬化型が好ましく、さらには低エネルギーで硬化可能な紫外線硬化型接着剤が好ましい。
紫外線硬化型接着剤としては、大きくラジカル重合硬化型接着剤とカチオン重合型接着剤に区分出来る。その他、ラジカル重合硬化型接着剤は熱硬化型接着剤として用いることができる。
ラジカル重合硬化型接着剤の硬化性成分としては、(メタ)アクリロイル基を有する化合物、ビニル基を有する化合物が挙げられる。これら硬化性成分は、単官能または二官能以上のいずれも用いることができる。またこれら硬化性成分は、1種を単独で、または2種以上を組み合わせて用いることができる。これら硬化性成分としては、例えば、(メタ)アクリロイル基を有する化合物が好適である。
(メタ)アクリロイル基を有する化合物としては、具体的には例えば、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、n-プロピル(メタ)アクリレート、イソプロピル(メタ)アクリレート、2-メチル-2-ニトロプロピル(メタ)アクリレート、n-ブチル(メタ)アクリレート、イソブチル(メタ)アクリレート、s-ブチル(メタ)アクリレート、t-ブチル(メタ)アクリレート、n-ペンチル(メタ)アクリレート、t-ペンチル(メタ)アクリレート、3-ペンチル(メタ)アクリレート、2,2-ジメチルブチル(メタ)アクリレート、n-ヘキシル(メタ)アクリレート、セチル(メタ)アクリレート、n-オクチル(メタ)アクリレート、2-エチルヘキシル(メタ)アクリレート、4-メチル-2-プロピルペンチル(メタ)アクリレート、n-オクタデシル(メタ)アクリレートなどの(メタ)アクリル酸(炭素数1-20)アルキルエステル類が挙げられる。
また、(メタ)アクリロイル基を有する化合物としては、例えば、シクロアルキル(メタ)アクリレート(例えば、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、シクロペンチル(メタ)アクリレートなど)、アラルキル(メタ)アクリレート(例えば、ベンジル(メタ)アクリレートなど)、多環式(メタ)アクリレート(例えば、2-イソボルニル(メタ)アクリレート、2-ノルボルニルメチル(メタ)アクリレート、5-ノルボルネン-2-イル-メチル(メタ)アクリレート、3-メチル-2-ノルボルニルメチル(メタ)アクリレートなど)、ヒドロキシル基含有(メタ)アクリル酸エステル類(例えば、ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2-ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、2,3-ジヒドロキシプロピルメチル-ブチル(メタ)メタクリレートなど)、アルコキシ基またはフェノキシ基含有(メタ)アクリル酸エステル類(2-メトキシエチル(メタ)アクリレート、2-エトキシエチル(メタ)アクリレート、2-メトキシメトキシエチル(メタ)アクリレート、3-メトキシブチル(メタ)アクリレート、エチルカルビトール(メタ)アクリレート、フェノキシエチル(メタ)アクリレートなど)、エポキシ基含有(メタ)アクリル酸エステル類(例えば、グリシジル(メタ)アクリレートなど)、ハロゲン含有(メタ)アクリル酸エステル類(例えば、2,2,2-トリフルオロエチル(メタ)アクリレート、2,2,2-トリフルオロエチルエチル(メタ)アクリレート、テトラフルオロプロピル(メタ)アクリレート、ヘキサフルオロプロピル(メタ)アクリレート、オクタフルオロペンチル(メタ)アクリレート、ヘプタデカフルオロデシル(メタ)アクリレートなど)、アルキルアミノアルキル(メタ)アクリレート(例えば、ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレートなど)等が挙げられる。
また、前記以外の(メタ)アクリロイル基を有する化合物としては、ヒドロキシエチルアクリルアミド、N-メチロールアクリルアミド、N-メトキシメチルアクリルアミド(SP値22.9)、N-エトキシメチルアクリルアミド、(メタ)アクリルアミド等のアミド基含有モノマー等が挙げられる。また、アクリロイルモルホリン等の窒素含有モノマー等が挙げられる。
また、前記ラジカル重合硬化型接着剤の硬化性成分としては、(メタ)アクリロイル基、ビニル基等の重合性二重結合を複数個有する化合物を例示することができ、当該化合物は、架橋成分として接着剤成分に混合することもできる。かかる架橋成分になる硬化性成分としては、例えば、トリプロピレングリコールジアクリレート、1,9-ノナンジオールジアクリレート、トリシクロデカンジメタノールジアクリレート、環状トリメチロールプロパンフォルマルアクリレート、ジオキサングリコールジアクリレート、EO変性ジグリセリンテトラアクリレート、アロニックスM-220(東亞合成社製)、ライトアクリレート1,9ND-A(共栄社化学社製)、ライトアクリレートDGE-4A(共栄社化学社製)、ライトアクリレートDCP-A(共栄社化学社製)、SR-531(Sartomer社製)、CD-536(Sartomer社製)等が挙げられる。また必要に応じて、各種のエポキシ(メタ)アクリレート、ウレタン(メタ)アクリレート、ポリエステル(メタ)アクリレートや、各種の(メタ)アクリレート系モノマー等が挙げられる。
ラジカル重合硬化型接着剤は、前記硬化性成分を含むが、前記成分に加えて、硬化のタイプに応じて、ラジカル重合開始剤を添加する。前記接着剤を電子線硬化型で用いる場合には、前記接着剤にはラジカル重合開始剤を含有させることは特に必要ではないが、紫外線硬化型、熱硬化型で用いる場合には、ラジカル重合開始剤が用いられる。ラジカル重合開始剤の使用量は硬化性成分100重量部あたり、通常0.1~10重量部程度、好ましくは、0.5~3重量部である。また、ラジカル重合硬化型接着剤には、必要に応じて、カルボニル化合物などで代表される電子線による硬化速度や感度を上がる光増感剤を添加することもできる。光増感剤の使用量は硬化性成分100重量部あたり、通常0.001~10重量部程度、好ましくは、0.01~3重量部である。
カチオン重合硬化型接着剤の硬化性成分としては、エポキシ基やオキセタニル基を有する化合物が挙げられる。エポキシ基を有する化合物は、分子内に少なくとも2個のエポキシ基を有するものであれば特に限定されず、一般に知られている各種の硬化性エポキシ化合物を用いることができる。好ましいエポキシ化合物として、分子内に少なくとも2個のエポキシ基と少なくとも1個の芳香環を有する化合物(以下、「芳香族系エポキシ化合物」と呼ぶ)や、分子内に少なくとも2個のエポキシ基を有し、そのうちの少なくとも1個は脂環式環を構成する隣り合う2個の炭素原子との間で形成されている化合物(以下、「脂環式エポキシ化合物」と呼ぶ)等が例として挙げられる。
<エポキシ化合物>
芳香族系エポキシ化合物としては、本発明の効果を妨げない限り特に限定されないが、ビスフェノールAのジグリシジルエーテル、ビスフェノールFのジグリシジルエーテル、及び臭素化ビスフェノールAのジグリシジルエーテルの如き、ビスフェノール型エポキシ樹脂;フェノールノボラック型エポキシ樹脂、及びクレゾールノボラック型エポキシ樹脂の如き、ノボラック型エポキシ樹脂;その他、ビフェニル型エポキシ樹脂、ヒドロキノンジグリシジルエーテル、レゾルシンジグリシジルエーテル、テレフタル酸ジグリシジルエステル、フタル酸ジグリシジルエステル、スチレン-ブタジエン共重合体のエポキシ化物、スチレン-イソプレン共重合体のエポキシ化物、末端カルボン酸ポリブタジエンとビスフェノールA型エポキシ樹脂の付加反応物等が例として挙げられる。
芳香族系エポキシ化合物としては、本発明の効果を妨げない限り特に限定されないが、ビスフェノールAのジグリシジルエーテル、ビスフェノールFのジグリシジルエーテル、及び臭素化ビスフェノールAのジグリシジルエーテルの如き、ビスフェノール型エポキシ樹脂;フェノールノボラック型エポキシ樹脂、及びクレゾールノボラック型エポキシ樹脂の如き、ノボラック型エポキシ樹脂;その他、ビフェニル型エポキシ樹脂、ヒドロキノンジグリシジルエーテル、レゾルシンジグリシジルエーテル、テレフタル酸ジグリシジルエステル、フタル酸ジグリシジルエステル、スチレン-ブタジエン共重合体のエポキシ化物、スチレン-イソプレン共重合体のエポキシ化物、末端カルボン酸ポリブタジエンとビスフェノールA型エポキシ樹脂の付加反応物等が例として挙げられる。
ここで、エポキシ樹脂とは、分子中に平均2個以上のエポキシ基を有し、反応により硬化する化合物又はポリマーをいう。この分野での慣例に従い、本明細書では、硬化性のエポキシ基を分子内に2個以上有するものであれば、モノマーであってもエポキシ樹脂と呼ぶことがある。
脂環式エポキシ化合物としては、本発明の効果を妨げない限り特に限定されないが、ジシクロペンタジエンジオキサイド、リモネンジオキサイド、4-ビニルシクロヘキセンジオキサイド、3,4-エポキシシクロヘキシルメチル、3,4-エポキシシクロヘキサンカルボキシレート、及びビス(3,4-エポキシシクロヘキシルメチル)アジペートの如き、エポキシ化シクロヘキシル基を少なくとも1つ有する化合物等が例として挙げられる。
前記以外にも、1,6-ヘキサンジオールジグリシジルエーテル、トリメチロールプロパントリグリシジルエーテル、ペンタエリスリトールテトラグリシジルエーテル、及びポリテトラメチレングリコールジグリシジルエーテルの如き、脂肪族系エポキシ化合物;水添ビスフェノールAのジグリシジルエーテルの如き、芳香環が水素化されているエポキシ化合物;両末端水酸基のポリブタジエンの両末端がグリシジルエーテル化された化合物、ポリブタジエンの内部エポキシ化物、スチレン-ブタジエン共重合体の二重結合が一部エポキシ化された化合物〔例えば、ダイセル化学工業(株)製の“エポフレンド”〕、及びエチレン-ブチレン共重合体とポリイソプレンのブロックコポリマーのイソプレン単位が一部エポキシ化された化合物(例えば、KRATON社製の“L-207”)の如き、ポリマー系のエポキシ化合物等も、(A)成分のエポキシ化合物となりうる。
これらのなかでも、芳香族系エポキシ化合物が、偏光板としたときの耐久性等に優れ、また特に、偏光子及び保護膜に対する接着性に優れることから好ましい。さらに、この芳香族系エポキシ化合物としては、芳香族化合物のグリシジルエーテル又は芳香族化合物のグリシジルエステル等が好ましい例として挙げられる。芳香族化合物のグリシジルエーテルの具体例は、ビスフェノールAのジグリシジルエーテル、ビスフェノールFのジグリシジルエーテル、及び臭素化ビスフェノールAのジグリシジルエーテルの如き、ビスフェノール型エポキシ樹脂;フェノールノボラック型エポキシ樹脂、及びクレゾールノボラック型エポキシ樹脂の如き、ノボラック型エポキシ樹脂;ビフェニル型エポキシ樹脂;ヒドロキノンジグリシジルエーテル;レゾルシンジグリシジルエーテル等が好ましく挙げられる。また芳香族化合物のグリシジルエステルの具体例は、テレフタル酸ジグリシジルエステル、フタル酸ジグリシジルエステル等が好ましく挙げられる。
なかでも、芳香族化合物のグリシジルエーテルが、偏光子と保護膜を接着するときの密着性や偏光板としたときの耐久性においてより優れるため、特に好ましい。芳香族化合物のグリシジルエーテルのなかでもとりわけ好ましい化合物として、ビスフェノールAのジグリシジルエーテル、ビスフェノールFのジグリシジルエーテル、及びフェノールノボラック型エポキシ樹脂が挙げられる。
エポキシ化合物は、1種類を単独で用いることもできるし、2種類以上を混合して用いることもできる。例えば、芳香族系エポキシ化合物を2種類以上混合して用いたり、芳香族系エポキシ化合物を主体とし、脂環式エポキシ化合物を混合することもできる。
<オキセタン化合物>
オキセタン化合物は、分子内に少なくとも1個のオキセタニル基を有するものであれば特に限定されず、やはりオキセタニル基を有する種々の化合物を用いることができる。オキセタン化合物(B)として、分子内に1個のオキセタニル基を有する化合物(以下「単官能オキセタン」と呼ぶ)、及び分子内に2個以上のオキセタニル基を有する化合物(以下「多官能オキセタン」と呼ぶ)が好ましい例として挙げられる。
オキセタン化合物は、分子内に少なくとも1個のオキセタニル基を有するものであれば特に限定されず、やはりオキセタニル基を有する種々の化合物を用いることができる。オキセタン化合物(B)として、分子内に1個のオキセタニル基を有する化合物(以下「単官能オキセタン」と呼ぶ)、及び分子内に2個以上のオキセタニル基を有する化合物(以下「多官能オキセタン」と呼ぶ)が好ましい例として挙げられる。
単官能オキセタンとしては、3-エチル-3-(2-エチルヘキシロキシメチル)オキセタンの如き、アルコキシアルキル基含有単官能オキセタン、3-エチル-3-フェノキシメチルオキセタンの如き、芳香族基含有単官能オキセタン、3-エチル-3-ヒドロキシメチルオキセタンの如き、水酸基含有単官能オキセタン等が好ましい例として挙げられる。
多官能オキセタンとしては、例えば、3-エチル-3-〔(3-エチルオキセタン-3-イル)メトキシメチル〕オキセタン、1,4-ビス〔(3-エチルオキセタン-3-イル)メトキシメチル〕ベンゼン、1,4-ビス〔(3-エチルオキセタン-3-イル)メトキシ〕ベンゼン、1,3-ビス〔(3-エチルオキセタン-3-イル)メトキシ〕ベンゼン、1,2-ビス〔(3-エチルオキセタン-3-イル)メトキシ〕ベンゼン、4,4′-ビス〔(3-エチルオキセタン-3-イル)メトキシ〕ビフェニル、2,2′-ビス〔(3-エチルオキセタン-3-イル)メトキシ〕ビフェニル、3,3′,5,5′-テトラメチル-4,4′-ビス〔(3-エチルオキセタン-3-イル)メトキシ〕ビフェニル、2,7-ビス〔(3-エチルオキセタン-3-イル)メトキシ〕ナフタレン、ビス〔4-{(3-エチルオキセタン-3-イル)メトキシ}フェニル〕メタン、ビス〔2-{(3-エチルオキセタン-3-イル)メトキシ}フェニル〕メタン、2,2-ビス〔4-{(3-エチルオキセタン-3-イル)メトキシ}フェニル〕プロパン、ノボラック型フェノール-ホルムアルデヒド樹脂の3-クロロメチル-3-エチルオキセタンによるエーテル化変性物、3(4),8(9)-ビス〔(3-エチルオキセタン-3-イル)メトキシメチル〕-トリシクロ[5.2.1.02,6]デカン、2,3-ビス〔(3-エチルオキセタン-3-イル)メトキシメチル〕ノルボルナン、1,1,1-トリス〔(3-エチルオキセタン-3-イル)メトキシメチル〕プロパン、1-ブトキシ-2,2-ビス〔(3-エチルオキセタン-3-イル)メトキシメチル〕ブタン、1,2-ビス〔{2-(3-エチルオキセタン-3-イル)メトキシ}エチルチオ〕エタン、ビス〔{4-(3-エチルオキセタン-3-イル)メチルチオ}フェニル〕スルフィド、1,6-ビス〔(3-エチルオキセタン-3-イル)メトキシ〕-2,2,3,3,4,4,5,5-オクタフルオロヘキサン、3-〔(3-エチルオキセタン-3-イル)メトキシ〕プロピルトリエトキシシランの加水分解縮合物、テトラキス〔(3-エチルオキセタン-3-イル)メチル〕シリケートの縮合物等が挙げられる。
オキセタン化合物は、塗工性や偏光板とするときの保護膜への密着性の観点から、分子量500以下の室温で液状のものが好ましい。さらには、偏光板が耐久性に優れたものとなる点で、単官能オキセタンであれば分子内に芳香環を有するもの、又は多官能オキセタンが、一層好ましい。このような特に好ましいオキセタン化合物の例として、3-エチル-3-フェノキシメチルオキセタン、3-エチル-3-〔(3-エチルオキセタン-3-イル)メトキシメチル〕オキセタン、及び1,4-ビス〔(3-エチルオキセタン-3-イル)メトキシメチル〕ベンゼン等が挙げられる。
オキセタン化合物も、1種類を単独で用いることができるほか、2種類以上を混合して用いることもできる。
<エポキシ化合物とオキセタン化合物の割合>
エポキシ化合物とオキセタン化合物の使用割合は、重量比で90/10~10/90とする。この割合に過不足があると、短時間で硬化させる効果が充分に発揮されない。両者の好適な重量割合は、硬化前には低粘度で塗工性に優れ、硬化後に充分な密着性と可撓性を発現できることから、70/30~20/80程度であり、さらに好適な重量割合は、60/40~25/75程度である。
エポキシ化合物とオキセタン化合物の使用割合は、重量比で90/10~10/90とする。この割合に過不足があると、短時間で硬化させる効果が充分に発揮されない。両者の好適な重量割合は、硬化前には低粘度で塗工性に優れ、硬化後に充分な密着性と可撓性を発現できることから、70/30~20/80程度であり、さらに好適な重量割合は、60/40~25/75程度である。
<光カチオン重合開始剤>
カチオン重合硬化型接着剤は、硬化性成分として以上説明したエポキシ化合物及びオキセタン化合物を含有し、これらはいずれもカチオン重合により硬化するものであることから、光カチオン重合開始剤が配合される。この光カチオン重合開始剤は、可視光線、紫外線、X線、電子線等の活性エネルギー線の照射によって、カチオン種又はルイス酸を発生し、エポキシ基やオキセタニル基の重合反応を開始する。
カチオン重合硬化型接着剤は、硬化性成分として以上説明したエポキシ化合物及びオキセタン化合物を含有し、これらはいずれもカチオン重合により硬化するものであることから、光カチオン重合開始剤が配合される。この光カチオン重合開始剤は、可視光線、紫外線、X線、電子線等の活性エネルギー線の照射によって、カチオン種又はルイス酸を発生し、エポキシ基やオキセタニル基の重合反応を開始する。
光カチオン重合開始剤を配合することにより、常温での硬化が可能となり、偏光子の耐熱性や膨張又は収縮による歪を考慮する必要が減少し、保護膜を良好に接着することができる。また、光カチオン重合開始剤は活性エネルギー線の照射で触媒的に作用するため、エポキシ化合物及びオキセタン化合物に混合しても、保存安定性や作業性に優れる。活性エネルギー線の照射によりカチオン種やルイス酸を生じる化合物として、例えば、芳香族ジアゾニウム塩、芳香族ヨードニウム塩や芳香族スルホニウム塩のようなオニウム塩、鉄-アレン錯体等を挙げることができる。
芳香族ジアゾニウム塩としては、例えば、ベンゼンジアゾニウムヘキサフルオロアンチモネート、ベンゼンジアゾニウムヘキサフルオロホスフェート、ベンゼンジアゾニウムヘキサフルオロボレート等が挙げられる。
芳香族ヨードニウム塩としては、例えば、ジフェニルヨードニウムテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレート、ジフェニルヨードニウムヘキサフルオロホスフェート、ジフェニルヨードニウムヘキサフルオロアンチモネート、ジ(4-ノニルフェニル)ヨードニウムヘキサフルオロホスフェート等が挙げられる。
芳香族スルホニウム塩としては、例えば、トリフェニルスルホニウムヘキサフルオロホスフェート、トリフェニルスルホニウムヘキサフルオロアンチモネート、トリフェニルスルホニウムテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレート、ジフェニル〔4-(フェニルチオ)フェニル〕スルホニウムヘキサフルオロホスフェート、ジフェニル〔4-(フェニルチオ)フェニル〕スルホニウムヘキサフルオロアンチモネート、4,4′-ビス(ジフェニルスルホニオ)ジフェニルスルフィドビスヘキサフルオロホスフェート、4,4′-ビス〔ジ(β-ヒドロキシエトキシ)フェニルスルホニオ〕ジフェニルスルフィドビスヘキサフルオロアンチモネート、4,4′-ビス〔ジ(β-ヒドロキシエトキシ)フェニルスルホニオ〕ジフェニルスルフィドビスヘキサフルオロホスフェート、7-〔ジ(p-トルイル)スルホニオ〕-2-イソプロピルチオキサントンヘキサフルオロアンチモネート、7-〔ジ(p-トルイル)スルホニオ〕-2-イソプロピルチオキサントンテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレート、4-フェニルカルボニル-4′-ジフェニルスルホニオ-ジフェニルスルフィドヘキサフルオロホスフェート、4-(p-tert-ブチルフェニルカルボニル)-4′-ジフェニルスルホニオ-ジフェニルスルフィドヘキサフルオロアンチモネート、4-(p-tert-ブチルフェニルカルボニル)-4′-ジ(p-トルイル)スルホニオ-ジフェニルスルフィドテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレート等が挙げられる。
鉄-アレン錯体としては、例えば、キシレン-シクロペンタジエニル鉄(II)ヘキサフルオロアンチモネート、クメン-シクロペンタジエニル鉄(II)ヘキサフルオロホスフェート、キシレン-シクロペンタジエニル鉄(II)-トリス(トリフルオロメチルスルホニル)メタナイド等が挙げられる。
これらの光カチオン重合開始剤は、それぞれ1種類を単独で用いてもよいし、2種類以上を混合して用いてもよい。これらのなかでも特に芳香族スルホニウム塩は、300nm以上の波長領域でも紫外線吸収特性を有することから、硬化性に優れ、良好な機械強度や接着強度を有する硬化物を与えることができるため、好ましく用いられる。
光カチオン重合開始剤は、市販品を容易に入手することが可能であり、例えば、それぞれ商品名で、“カヤラッドPCI-220”、“カヤラッドPCI-620”(以上、日本化薬(株)製)、“UVI-6992”(ダウ・ケミカル社製)、“アデカオプトマーSP-150”、“アデカオプトマーSP-170”(以上、(株)ADEKA製)、“CI-5102”、“CIT-1370”、“CIT-1682”、“CIP-1866S”、“CIP-2048S”、“CIP-2064S”(以上、日本曹達(株)製)、“DPI-101”、“DPI-102”、“DPI-103”、“DPI-105”、“MPI-103”、“MPI-105”、“BBI-101”、“BBI-102”、“BBI-103”、“BBI-105”、“TPS-101”、“TPS-102”、“TPS-103”、“TPS-105”、“MDS-103”、“MDS-105”、“DTS-102”、“DTS-103”(以上、みどり化学(株)製)、“PI-2074”(ローディア社製)、“イルガキュア250”、“イルガキュアPAG103”、イルガキュアPAG108”、イルガキュアPAG121”、イルガキュアPAG203”(以上、チバ社製)、“CPI-100P”、“CPI-101A”、“CPI-200K”、“CPI-210S”(以上、サンアプロ(株)製)等を挙げられ、特に、ジフェニル〔4-(フェニルチオ)フェニル〕スルホニウムをカチオン成分として含む、ダウ・ケミカル社製の“UVI-6992”、サンアプロ(株)製の“CPI-100P”、“CPI-101A”、“CPI-200K”、“CPI-210S”が好ましい。
光カチオン重合開始剤の配合割合は、カチオン重合硬化型接着剤全体を基準として、0.5~20重量%の範囲とする。その割合が0.5重量%を下回ると、接着剤の硬化が不十分になり、機械強度や接着強度が低下し、一方でその割合が20重量%を越えると、硬化物中のイオン性物質が増加することで硬化物の吸湿性が高くなり、耐久性能が低下する可能性があるので、好ましくない。
また前記接着剤には、金属化合物フィラーを含有させることができる。金属化合物フィラーにより、接着剤層の流動性を制御することができ、膜厚を安定化して、良好な外観を有し、面内が均一で接着性のバラツキのない偏光板が得られる。
また、接着剤として、無溶剤または低溶剤状態で貼り合わせることのできるドライラミネート法を用いることができる。このドライラミネート法としては、従来公知のドライラミネート用接着剤および貼り合わせ方法を用いれば良いが、本発明に加えてこの方法を用いることができる。これにより、より一層のスジ状の凹凸ムラ等を低減する効果がある。
前記ドライラミネート用接着剤としては、二液硬化型接着剤、二液溶剤型接着剤、一液無溶剤型接着剤等が挙げられる。二液硬化型接着剤としてはアクリル系、二液溶剤型接着剤としては、ポリエステル系、芳香族ポリエステル系、脂肪族ポリエステル系、ポリエステル/ポリウレタン系、ポリエーテル/ポリウレタン系、一液無溶剤型接着剤(湿気硬化型タイプ)としてはポリエーテル/ポリウレタン系、等の樹脂を用いることができる。
前記接着剤は、必要であれば適宜添加剤を含むものであっても良い。添加剤の例としては、シランカップリング剤、チタンカップリング剤等のカップリング剤、エチレンオキシドで代表される接着促進剤、透明保護フィルムとの濡れ性を向上させる添加剤、アクリロキシ基化合物や炭化水素系(天然、合成樹脂)などに代表され、機械的強度や加工性などを向上させる添加剤、紫外線吸収剤、老化防止剤、染料、加工助剤、イオントラップ剤、酸化防止剤、粘着付与剤、充填剤(金属化合物フィラー以外)、可塑剤、レベリング剤、発泡抑制剤、帯電防止割、耐熱安定剤、耐加水分解安定剤等の安定剤等が挙げられる。
接着剤の塗工方式は、接着剤の粘度や目的とする厚みによって適宜に選択される。塗工方式の例として、例えば、リバースコーター、グラビアコーター(ダイレクト,リバースやオフセット)、バーリバースコーター、ロールコーター、ダイコーター、バーコーター、ロッドコーター等が挙げられる。その他、塗工には、デイッピング方式などの方式を適宜に使用することができる。
また、前記接着剤の塗工は、水系接着剤等を用いる場合には、最終的に形成される接着剤層の厚みが30~300nmになるように行うのが好ましい。前記接着剤層の厚さは、さらに好ましくは60~250nmである。一方、硬化型接着剤を用いる場合には、前記接着剤層の厚みは、0.1~200μmになるよう行うのが好ましい。より好ましくは、0.5~50μm、さらに好ましくは0.5~10μmである。
<工程(4)>
工程(4)では、前記偏光子と透明保護フィルムとを、前記接着剤を介して貼り合わせる。偏光子と透明保護フィルムの貼り合わせは、ロールラミネーター等により行う事ができる。図1では、ラミネートロールR3、R4によって、片面保護の偏光フィルムF1の偏光子Pと、透明保護フィルムT2を接着剤A2により貼り合わせて、両面保護の偏光フィルムF2が得られている。
工程(4)では、前記偏光子と透明保護フィルムとを、前記接着剤を介して貼り合わせる。偏光子と透明保護フィルムの貼り合わせは、ロールラミネーター等により行う事ができる。図1では、ラミネートロールR3、R4によって、片面保護の偏光フィルムF1の偏光子Pと、透明保護フィルムT2を接着剤A2により貼り合わせて、両面保護の偏光フィルムF2が得られている。
<透明保護フィルム>
前記透明保護フィルムを構成する材料としては、透明性、機械的強度、熱安定性、水分遮断性、等方性などに優れるものが好ましい。例えば、ポリエチレンテレフタレートやポリエチレンナフタレートなどのポリエステル系ポリマー、ジアセチルセルロースやトリアセチルセルロースなどのセルロース系ポリマー、ポリメチルメタクリレートなどのアクリル系ポリマー、ポリスチレンやアクリロニトリル・スチレン共重合体(AS樹脂)などのスチレン系ポリマー、ポリカーボネート系ポリマー等が挙げられる。また、ポリエチレン、ポリプロピレン、シクロ系ないしはノルボルネン構造を有するポリオレフィン、エチレン・プロピレン共重合体の如きポリオレフィン系ポリマー、塩化ビニル系ポリマー、ナイロンや芳香族ポリアミドなどのアミド系ポリマー、イミド系ポリマー、スルホン系ポリマー、ポリエーテルスルホン系ポリマー、ポリエーテルエーテルケトン系ポリマー、ポリフェニレンスルフィド系ポリマー、ビニルアルコール系ポリマー、塩化ビニリデン系ポリマー、ビニルブチラール系ポリマー、アリレート系ポリマー、ポリオキシメチレン系ポリマー、エポキシ系ポリマー、または上記ポリマーのブレンド物なども上記透明保護フィルムを形成するポリマーの例として挙げられる。透明保護フィルム中には任意の適切な添加剤が1種類以上含まれていてもよい。添加剤としては、例えば、紫外線吸収剤、酸化防止剤、滑剤、可塑剤、離型剤、着色防止剤、難燃剤、核剤、帯電防止剤、顔料、着色剤等が挙げられる。透明保護フィルム中の上記熱可塑性樹脂の含有量は、好ましくは50~100質量%、より好ましくは50~99質量%、さらに好ましくは60~98質量%、特に好ましくは70~97質量%である。透明保護フィルム中の上記熱可塑性樹脂の含有量が50質量%以下の場合、熱可塑性樹脂が本来有する高透明性等が十分に発現できないおそれがある。
前記透明保護フィルムを構成する材料としては、透明性、機械的強度、熱安定性、水分遮断性、等方性などに優れるものが好ましい。例えば、ポリエチレンテレフタレートやポリエチレンナフタレートなどのポリエステル系ポリマー、ジアセチルセルロースやトリアセチルセルロースなどのセルロース系ポリマー、ポリメチルメタクリレートなどのアクリル系ポリマー、ポリスチレンやアクリロニトリル・スチレン共重合体(AS樹脂)などのスチレン系ポリマー、ポリカーボネート系ポリマー等が挙げられる。また、ポリエチレン、ポリプロピレン、シクロ系ないしはノルボルネン構造を有するポリオレフィン、エチレン・プロピレン共重合体の如きポリオレフィン系ポリマー、塩化ビニル系ポリマー、ナイロンや芳香族ポリアミドなどのアミド系ポリマー、イミド系ポリマー、スルホン系ポリマー、ポリエーテルスルホン系ポリマー、ポリエーテルエーテルケトン系ポリマー、ポリフェニレンスルフィド系ポリマー、ビニルアルコール系ポリマー、塩化ビニリデン系ポリマー、ビニルブチラール系ポリマー、アリレート系ポリマー、ポリオキシメチレン系ポリマー、エポキシ系ポリマー、または上記ポリマーのブレンド物なども上記透明保護フィルムを形成するポリマーの例として挙げられる。透明保護フィルム中には任意の適切な添加剤が1種類以上含まれていてもよい。添加剤としては、例えば、紫外線吸収剤、酸化防止剤、滑剤、可塑剤、離型剤、着色防止剤、難燃剤、核剤、帯電防止剤、顔料、着色剤等が挙げられる。透明保護フィルム中の上記熱可塑性樹脂の含有量は、好ましくは50~100質量%、より好ましくは50~99質量%、さらに好ましくは60~98質量%、特に好ましくは70~97質量%である。透明保護フィルム中の上記熱可塑性樹脂の含有量が50質量%以下の場合、熱可塑性樹脂が本来有する高透明性等が十分に発現できないおそれがある。
前記透明保護フィルムの厚さは、適宜に決定しうるが、一般には強度や取扱性などの作業性、薄層性などの点より1~500μm程度である。特に1~300μmが好ましく、5~200μmがより好ましい。
なお、偏光子の両面に透明保護フィルムを設ける場合、その表裏で同じポリマー材料からなる保護フィルムを用いてもよく、異なるポリマー材料等からなる透明保護フィルムを用いてもよい。例えば、図1に示すように、片面保護偏光フィルムF1に対して、工程(1)乃至工程(4)を施して、両面保護偏光フィルムF2を製造する場合には、片面保護偏光フィルムF1の透明保護フィルムT1はセルロース系ポリマー(トリアセチルセルロース等)、ノルボルネン構造を有するポリオレフィン、アクリル系ポリマー、ポリエステル系ポリマー、ポリオレフィン系ポリマー(ポリプロピレン等)から適宜選択して用いるのが好ましい。この場合、透明保護フィルムT2についても、セルロース系ポリマー(トリアセチルセルロース等)、ノルボルネン構造を有するポリオレフィン、アクリル系ポリマー、ポリエステル系ポリマー、ポリオレフィン系ポリマー(ポリプロピレン等)から適宜選択して用いるのが好ましい。
前記貼り合わせ工程の後には、接着剤層を形成する。接着剤層の形成は、接着剤の種類に応じて行われる。なお、水系接着剤の場合には工程(3)において、接着剤層を予め形成したものをもって、工程(4)において貼り合わせを行うことができる。
接着剤が水系接着剤、溶剤系接着剤の場合には、前記貼り合わせ工程の後に、乾燥工程を施して接着剤層を形成する。水系接着剤を用いる場合、乾燥工程を、乾燥温度20~80℃程度、好ましくは、40~80℃で、1~10分間程度、好ましくは1~5分間行うのが好ましい。
接着剤がラジカル硬化型接着剤の場合には、前記貼り合わせ工程の後に、硬化工程を施して接着剤層を形成する。ラジカル硬化型接着剤が、電子線硬化型の場合には電子線照射により、紫外線硬化型の場合には紫外線処理により、熱硬化型の場合に熱処理により、それぞれ硬化処理を施す。これら硬化処理は、硬化の種類、接着剤の種類、接着剤層の厚みに対応して、適宜に各条件が設定される。
なお、本発明の偏光フィルムの製造方法では、前記工程(1)乃至工程(4)を有するが、前記工程以外の他の工程を含むことができる。
例えば、偏光子と透明保護フィルムの貼り合わせにあたって、透明保護フィルムと接着剤層の間には、易接着層を設けることができる。易接着層は、例えば、ポリエステル骨格、ポリエーテル骨格、ポリカーボネート骨格、ポリウレタン骨格、シリコーン系、ポリアミド骨格、ポリイミド骨格、ポリビニルアルコール骨格などを有する各種樹脂により形成することができる。これらポリマー樹脂は1種を単独で、または2種以上を組み合わせて用いることができる。また易接着層の形成には他の添加剤を加えてもよい。具体的にはさらには粘着付与剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤、耐熱安定剤などの安定剤などを用いてもよい。
易接着層は、通常、透明保護フィルムに予め設けておき、当該透明保護フィルムの易接着層側と偏光子とを接着剤層により貼り合わせる。易接着層の形成は、易接着層の形成材を透明保護フィルム上に、公知の技術により塗工、乾燥することにより行われる。易接着層の形成材は、乾燥後の厚み、塗工の円滑性などを考慮して適当な濃度に希釈した溶液として、通常調整される。易接着層は乾燥後の厚みは、好ましくは0.01~5μm、さらに好ましくは0.02~2μm、さらに好ましくは0.05~1μmである。なお、易接着層は複数層設けることができるが、この場合にも、易接着層の総厚みは上記範囲になるようにするのが好ましい。
本発明の偏光フィルムを連続ラインで製造する場合、ライン速度は、接着剤の硬化時間によるが、好ましくは1~500m/min、より好ましくは5~300m/min、さらに好ましくは10~100m/minである。ライン速度が小さすぎる場合は、生産性が乏しい、または透明保護フィルムへのダメージが大きすぎ、耐久性試験などに耐えうる偏光フィルムが作製できない。ライン速度が大きすぎる場合は、接着剤の硬化が不十分となり、目的とする接着性が得られない場合がある。
上記のようにして偏光子の片面または両面に透明保護フィルムを有する偏光フィルムが得られるが、前記透明保護フィルムの偏光子を接着させない面には、ハードコート層、反射防止層、スティッキング防止層、拡散層ないしアンチグレア層などの機能層を設けることができる。なお、上記ハードコート層、反射防止層、スティッキング防止層、拡散層やアンチグレア層などの機能層は、透明保護フィルムそのものに設けることができるほか、別途、透明保護フィルムとは別体のものとして設けることもできる。
本発明の偏光フィルムは、実用に際して他の光学層と積層した光学フィルムとして用いることができる。その光学層については特に限定はないが、例えば反射板や半透過板、位相差板(1/2や1/4などの波長板を含む)、視角補償フィルムなどの液晶表示装置などの形成に用いられることのある光学層を1層または2層以上用いることができる。特に、本発明の偏光フィルムに更に反射板または半透過反射板が積層されてなる反射型偏光フィルムまたは半透過型偏光フィルム、偏光フィルムに更に位相差板が積層されてなる楕円偏光フィルムまたは円偏光フィルム、偏光フィルムに更に視角補償フィルムが積層されてなる広視野角偏光フィルム、あるいは偏光フィルムに更に輝度向上フィルムが積層されてなる偏光フィルムが好ましい。
偏光フィルムに上記光学層を積層した光学フィルムは、液晶表示装置などの製造過程で順次別個に積層する方式にても形成することができるが、予め積層して光学フィルムとしたものは、品質の安定性や組立作業などに優れていて液晶表示装置などの製造工程を向上させうる利点がある。積層には粘着層などの適宜な接着手段を用いうる。上記の偏光フィルムやその他の光学フィルムの接着に際し、それらの光学軸は目的とする位相差特性などに応じて適宜な配置角度とすることができる。
前述した偏光フィルムや、偏光フィルムを少なくとも1層積層されている光学フィルムには、液晶セルなどの他部材と接着するための粘着層を設けることもできる。粘着層を形成する粘着剤は特に制限されないが、例えばアクリル系重合体、シリコーン系ポリマー、ポリエステル、ポリウレタン、ポリアミド、ポリエーテル、フッ素系やゴム系などのポリマーをベースポリマーとするものを適宜に選択して用いることができる。特に、アクリル系粘着剤の如く光学的透明性に優れ、適度な濡れ性と凝集性と接着性の粘着特性を示して、耐候性や耐熱性などに優れるものが好ましく用いうる。
粘着層は、異なる組成又は種類などのものの重畳層として偏光フィルムや光学フィルムの片面又は両面に設けることもできる。また両面に設ける場合に、偏光フィルムや光学フィルムの表裏において異なる組成や種類や厚さなどの粘着層とすることもできる。粘着層の厚さは、使用目的や接着力などに応じて適宜に決定でき、一般には1~500μmであり、1~200μmが好ましく、特に1~100μmが好ましい。
粘着層の露出面に対しては、実用に供するまでの間、その汚染防止などを目的にセパレータが仮着されてカバーされる。これにより、通例の取扱状態で粘着層に接触することを防止できる。セパレータとしては、上記厚さ条件を除き、例えばプラスチックフィルム、ゴムシート、紙、布、不織布、ネット、発泡シートや金属箔、それらのラミネート体などの適宜な薄葉体を、必要に応じシリコーン系や長鎖アルキル系、フッ素系や硫化モリブデンなどの適宜な剥離剤でコート処理したものなどの、従来に準じた適宜なものを用いうる。
本発明の偏光フィルムまたは光学フィルムは液晶表示装置などの各種装置の形成などに好ましく用いることができる。液晶表示装置の形成は、従来に準じて行いうる。すなわち液晶表示装置は一般に、液晶セルと偏光フィルムまたは光学フィルム、及び必要に応じての照明システムなどの構成部品を適宜に組立てて駆動回路を組込むことなどにより形成されるが、本発明においては本発明による偏光フィルムまたは光学フィルムを用いる点を除いて特に限定はなく、従来に準じうる。液晶セルについても、例えばTN型やSTN型、π型などの任意なタイプのものを用いうる。
液晶セルの片側又は両側に偏光フィルムまたは光学フィルムを配置した液晶表示装置や、照明システムにバックライトあるいは反射板を用いたものなどの適宜な液晶表示装置を形成することができる。その場合、本発明による偏光フィルムまたは光学フィルムは液晶セルの片側又は両側に設置することができる。両側に偏光フィルムまたは光学フィルムを設ける場合、それらは同じものであってもよいし、異なるものであってもよい。さらに、液晶表示装置の形成に際しては、例えば拡散板、アンチグレア層、反射防止膜、保護板、プリズムアレイ、レンズアレイシート、光拡散板、バックライトなどの適宜な部品を適宜な位置に1層又は2層以上配置することができる。
以下に、実施例によって本発明を具体的に説明するが、本発明はこれら実施例によって限定されるものではない。なお、各例中の部および%はいずれも重量基準である。
保護偏光フィルムを作製した。
保護偏光フィルムを作製した。
<片保護偏光フィルム(1)の作製>
薄型偏光膜を作製するため、まず、非晶性PET基材に9μm厚のPVA層が製膜された積層体を延伸温度130℃の空中補助延伸によって延伸積層体を生成し、次に、延伸積層体を染色によって着色積層体を生成し、さらに着色積層体を延伸温度65度のホウ酸水中延伸によって総延伸倍率が5.94倍になるように非晶性PET基材と一体に延伸し、50℃で4分間乾燥を行い4μm厚のPVA層を含む光学フィルム積層体を生成した。このような2段延伸によって非晶性PET基材に製膜されたPVA層のPVA分子が高次に配向され、染色によって吸着されたヨウ素がポリヨウ素イオン錯体として一方向に高次に配向された高機能偏光膜を構成する、厚さ4μmのPVA層を含む光学フィルム積層体を生成することができた。更に、当該光学フィルム積層体の偏光膜の表面にポリビニルアルコール系接着剤を塗工しながら、けん化処理した40μm厚のトリアセチルセルロースフィルム(透明保護フィルム)を貼合せたのち、非晶性PET基材を剥離した。これを薄型の片保護偏光フィルム(1)という。片保護偏光フィルム(1)における偏光膜(偏光子)の水分率は1.8%であった。
薄型偏光膜を作製するため、まず、非晶性PET基材に9μm厚のPVA層が製膜された積層体を延伸温度130℃の空中補助延伸によって延伸積層体を生成し、次に、延伸積層体を染色によって着色積層体を生成し、さらに着色積層体を延伸温度65度のホウ酸水中延伸によって総延伸倍率が5.94倍になるように非晶性PET基材と一体に延伸し、50℃で4分間乾燥を行い4μm厚のPVA層を含む光学フィルム積層体を生成した。このような2段延伸によって非晶性PET基材に製膜されたPVA層のPVA分子が高次に配向され、染色によって吸着されたヨウ素がポリヨウ素イオン錯体として一方向に高次に配向された高機能偏光膜を構成する、厚さ4μmのPVA層を含む光学フィルム積層体を生成することができた。更に、当該光学フィルム積層体の偏光膜の表面にポリビニルアルコール系接着剤を塗工しながら、けん化処理した40μm厚のトリアセチルセルロースフィルム(透明保護フィルム)を貼合せたのち、非晶性PET基材を剥離した。これを薄型の片保護偏光フィルム(1)という。片保護偏光フィルム(1)における偏光膜(偏光子)の水分率は1.8%であった。
<片保護偏光フィルム(2)の作成>
厚さ80μmのポリビニルアルコールフィルムを、速度比の異なるロール間において、30℃、0.3%濃度のヨウ素溶液中で1分間染色しながら、3倍まで延伸した。その後、60℃、4%濃度のホウ酸、10%濃度のヨウ化カリウムを含む水溶液中に0.5分間浸漬しながら総合延伸倍率が6倍まで延伸した。次いで、30℃、1.5%濃度のヨウ化カリウムを含む水溶液中に10秒間浸漬することで洗浄した後、50℃で4分間乾燥を行い、厚さ20μmの偏光子を得た。当該偏光子の両面に、けん化処理した厚さ40μmのトリアセチルセルロースフィルム(透明保護フィルム)をポリビニルアルコール系接着剤により貼り合せて偏光フィルムを作成した。以下、これを片保護偏光フィルム(2)という。片保護偏光フィルム(2)における偏光膜(偏光子)の水分率は11%であった。
厚さ80μmのポリビニルアルコールフィルムを、速度比の異なるロール間において、30℃、0.3%濃度のヨウ素溶液中で1分間染色しながら、3倍まで延伸した。その後、60℃、4%濃度のホウ酸、10%濃度のヨウ化カリウムを含む水溶液中に0.5分間浸漬しながら総合延伸倍率が6倍まで延伸した。次いで、30℃、1.5%濃度のヨウ化カリウムを含む水溶液中に10秒間浸漬することで洗浄した後、50℃で4分間乾燥を行い、厚さ20μmの偏光子を得た。当該偏光子の両面に、けん化処理した厚さ40μmのトリアセチルセルロースフィルム(透明保護フィルム)をポリビニルアルコール系接着剤により貼り合せて偏光フィルムを作成した。以下、これを片保護偏光フィルム(2)という。片保護偏光フィルム(2)における偏光膜(偏光子)の水分率は11%であった。
<透明保護フィルム>
厚さ60μmのノルボルネン系フィルム(ゼオノアフィルム,日本ゼオン社製)にコロナ処理をしたものを用いた。
厚さ60μmのノルボルネン系フィルム(ゼオノアフィルム,日本ゼオン社製)にコロナ処理をしたものを用いた。
(活性エネルギー線硬化型接着剤の調整)
下記の各成分を、HEAA:50部、ACMO:50部、IRGACURE819:3部の割合で混合して50℃で1時間撹拌し活性エネルギー線硬化型接着剤を得た。
HEAA(ヒドロキシエチルアクリルアミド)、興人社製
ACMO(アクリロイルモルホリン)、興人社製
IRGACURE819(ビス(2,4,6-トリメチルベンゾイル)-フェニルフォスフィンオキサイド、チバ・ジャパン社製
下記の各成分を、HEAA:50部、ACMO:50部、IRGACURE819:3部の割合で混合して50℃で1時間撹拌し活性エネルギー線硬化型接着剤を得た。
HEAA(ヒドロキシエチルアクリルアミド)、興人社製
ACMO(アクリロイルモルホリン)、興人社製
IRGACURE819(ビス(2,4,6-トリメチルベンゾイル)-フェニルフォスフィンオキサイド、チバ・ジャパン社製
実施例1
(工程1)
片保護偏光フィルム(1)の透明保護フィルム側が、処理ロールの側になるように、図1の態様で、片保護偏光フィルム(1)を搬送した。活性化処理は、コロナ照射機(春日電機社製,CT‐0212)によって、偏光子の片面に、放電量250W/m2/minでコロナ処理することにより行った。活性化処理された偏光子の表面の表面粗さ(Ra)は、0.62nmであった。
片保護偏光フィルム(1)の透明保護フィルム側が、処理ロールの側になるように、図1の態様で、片保護偏光フィルム(1)を搬送した。活性化処理は、コロナ照射機(春日電機社製,CT‐0212)によって、偏光子の片面に、放電量250W/m2/minでコロナ処理することにより行った。活性化処理された偏光子の表面の表面粗さ(Ra)は、0.62nmであった。
(工程2)
次いで、偏光子の表面が活性化処理された片保護偏光フィルム(1)を、偏光子の側が、ガイドロールの側になるように、図1の態様で、片保護偏光フィルム(1)を搬送した。
次いで、偏光子の表面が活性化処理された片保護偏光フィルム(1)を、偏光子の側が、ガイドロールの側になるように、図1の態様で、片保護偏光フィルム(1)を搬送した。
(工程3)
次いで、上記片保護偏光フィルム(1)の偏光子面に、上記接着剤(活性エネルギー線硬化型接着剤)を、マイクログラビアコータを用いて、塗工した。
次いで、上記片保護偏光フィルム(1)の偏光子面に、上記接着剤(活性エネルギー線硬化型接着剤)を、マイクログラビアコータを用いて、塗工した。
(工程4)
次いで、上記接着剤を塗工した後に、上記接着剤を介して、上記透明保護フィルムを、ロール機で貼り合わせた。貼り合わせた透明保護フィルム側から、紫外線を照射して、両面に透明保護フィルムを有する偏光フィルムを得た。ライン速度は20m/minで貼り合わせた。
次いで、上記接着剤を塗工した後に、上記接着剤を介して、上記透明保護フィルムを、ロール機で貼り合わせた。貼り合わせた透明保護フィルム側から、紫外線を照射して、両面に透明保護フィルムを有する偏光フィルムを得た。ライン速度は20m/minで貼り合わせた。
実施例2~3、比較例1~4
実施例1において、片保護偏光フィルムの種類、偏光子へのコロナ放電処理量を表1に示すように変えたこと以外は、実施例1と同様にして、偏光フィルムを作製した。なお、片保護偏光フィルムの水分率は、乾燥温度により制御した。
実施例1において、片保護偏光フィルムの種類、偏光子へのコロナ放電処理量を表1に示すように変えたこと以外は、実施例1と同様にして、偏光フィルムを作製した。なお、片保護偏光フィルムの水分率は、乾燥温度により制御した。
[評価]
実施例および比較例で得られた、偏光フィルムについて下記評価を行った。結果を表1に示す。
実施例および比較例で得られた、偏光フィルムについて下記評価を行った。結果を表1に示す。
<搬送性>
工程(2)における搬送性を下記の基準で評価した。
○:すべりが良く、搬送中に折れ、キズ等の発生無。
×:ロールとのクリップ力が高すぎて、フィルムの折れ、キズ、ラミネート不良が発生。
工程(2)における搬送性を下記の基準で評価した。
○:すべりが良く、搬送中に折れ、キズ等の発生無。
×:ロールとのクリップ力が高すぎて、フィルムの折れ、キズ、ラミネート不良が発生。
P 偏光子
T1、T2 透明保護フィルム
A1、A2 接着剤
F1 片面保護偏光フィルム
F2 両面保護偏光フィルム
T1、T2 透明保護フィルム
A1、A2 接着剤
F1 片面保護偏光フィルム
F2 両面保護偏光フィルム
Claims (5)
- 偏光子の少なくとも片面に、接着剤層を介して透明保護フィルムが設けられている偏光フィルムの製造方法であって、
水分率が11重量%以下の偏光子の少なくとも片面に活性化処理を施すことによって、偏光子表面の表面粗さ(Ra)を0.6nm以上にする工程(1)、
前記活性化処理が施された偏光子を、当該活性化処理された偏光子の表面をガイドロールに接触させながら搬送する工程(2)、
前記ガイドロールにより搬送された偏光子の前記接着剤層を形成する面および/または透明保護フィルムの前記接着剤層を形成する面に、接着剤を塗工する工程(3)、
偏光子と透明保護フィルムとを、前記接着剤を介して貼り合わせる工程(4)、を有することを特徴とする偏光フィルムの製造方法。 - 前記偏光子の厚みが10μm以下であることを特徴とする請求項1記載の偏光フィルムの製造方法。
- 前記偏光子が、二色性物質を配向させたポリビニルアルコール系樹脂からなる連続ウェブの偏光膜であって、かつ、熱可塑性樹脂基材に製膜されたポリビニルアルコール系樹脂層を含む積層体が空中補助延伸とホウ酸水中延伸とからなる2段延伸工程で延伸されることにより得られたものであることを特徴とする請求項1または2記載の偏光フィルムの製造方法。
- 前記活性化処理が、コロナ処理またはプラズマ処理であることを特徴とする請求項1~3のいずれかに記載の偏光フィルムの製造方法。
- 前記活性化処理がコロナ処理であり、コロナ処理における放電量が250~1000W/m2/minであることを特徴とする請求項1~4のいずれかに記載の偏光フィルムの製造方法。
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