偏振性層疊膜和偏振片的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種偏振性層疊膜和偏振片的制造方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 偏振片被廣泛用作在液晶顯示裝置等顯示裝置中的偏振光的供給元件，另外，被 廣泛用作偏振光的檢測(cè)元件。作為偏振片，一般是在偏光膜的單面或兩面使用粘接劑來(lái)貼 合保護(hù)膜而得的構(gòu)成。近年來(lái)，伴隨著液晶顯示裝置的薄型化，也要求偏振片的薄型化。 [0003] 專利文獻(xiàn)1中記載了在基材膜上形成聚乙烯醇系樹脂層，對(duì)該層疊體實(shí)施拉伸、 染色等而得到偏振性層疊膜，對(duì)其層疊保護(hù)膜來(lái)制作偏振片的方法。根據(jù)該方法，雖然能夠 制造薄壁且收縮力小的偏光膜，但是伴隨著薄壁化而偏振性層疊膜和偏光膜的強(qiáng)度降低， 因此存在處理性降低等問題。
[0004] 對(duì)于偏光膜，為了抑制耐熱試驗(yàn)時(shí)的赤變，要求在波長(zhǎng)700nm的吸光度高。然而， 發(fā)明人等發(fā)現(xiàn)如下趨勢(shì)：迄今為止，如果偏振片的波長(zhǎng)700nm的吸光度變高，則偏光膜沿吸 收軸方向開裂時(shí)的每單位膜厚的穿刺強(qiáng)度下降。具體而言，發(fā)現(xiàn)了如下趨勢(shì)：使偏光膜的色 相相同時(shí)，如果提高拉伸倍率，則偏光膜沿吸收軸方向開裂時(shí)的每單位膜厚的穿刺強(qiáng)度下 降而波長(zhǎng)700nm的吸光度增加。另外，通過(guò)減小單質(zhì)色相b值而使透射色相變藍(lán)，也能夠增 加波長(zhǎng)700nm的吸光度，但優(yōu)選盡可能不使色相改變。即，需要在盡可能不使色相改變的前 提下，兼得穿刺強(qiáng)度的增大和波長(zhǎng)700nm的吸光度的提高，對(duì)于偏振片，尋求兼具這些要求 的偏振片。
[0005] 現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0006] 專利文獻(xiàn)
[0007] 專利文獻(xiàn)1 :日本特開2013-72951號(hào)公報(bào)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 本發(fā)明在于提供一種制造薄壁且強(qiáng)度優(yōu)異的偏振性層疊膜的方法
[0009] 即，本發(fā)明包含以下內(nèi)容：
[0010] [1] -種偏振性層疊膜的制造方法，其特征在于，是在基材膜上具有偏光膜層的偏 振性層疊膜的制造方法，上述制造方法具備如下工序：
[0011] 在基材膜上形成聚乙烯醇系樹脂層的工序，
[0012] 將在形成上述樹脂層的工序中得到的層疊體進(jìn)行拉伸的工序，和
[0013] 在上述拉伸的工序之后，用二色性色素將上述聚乙烯醇系樹脂層進(jìn)行染色而形成 偏光膜層的工序；
[0014] 形成上述偏光膜層的工序包含在用二色性色素將上述聚乙烯醇系樹脂層進(jìn)行染 色后，由干燥溫度（°C )和干燥時(shí)間（分鐘）的積表示的溫度參數(shù)為220~350的干燥處 理。
[0015] [2]根據(jù)[1]所述的偏振性層疊膜的制造方法，其中，上述干燥處理至少包含在 50~90°C的溫度下實(shí)施的干燥處理。
[0016] [3] -種偏振片的制造方法，是具備在[1]或[2]所述的偏振性層疊膜的偏光膜層 上層疊第1保護(hù)膜的工序的偏振片的制造方法，上述制造方法包含如下工序：
[0017] 得到在[1]或[2]所述的偏振性層疊膜的偏光膜層上層疊第1保護(hù)膜的層疊膜的 工序；
[0018] 剝離除去基材膜而得到帶有單面保護(hù)膜的偏振片的工序。
[0019] [4]根據(jù)[3]所述的偏振片的制造方法，其中，進(jìn)一步包含在偏光膜層面貼合第2 保護(hù)膜而得到帶有兩面保護(hù)膜的偏振片的貼合工序。
[0020] 根據(jù)本發(fā)明，能夠制造薄壁且施加熱時(shí)的收縮率小的偏振片。該偏振片可在反復(fù) 出現(xiàn)高溫和低溫這樣的環(huán)境下抑制偏光膜所產(chǎn)生的裂紋，耐久性優(yōu)異。
【具體實(shí)施方式】
[0021] 本發(fā)明的特征在于，是制造在基材膜上具有偏光膜層的偏振性層疊膜的方法，具 備如下工序：在基材膜上形成聚乙烯醇系樹脂層的工序（樹脂層形成工序）、將在樹脂層形 成工序中得到的層疊體進(jìn)行拉伸的工序（拉伸工序）、和在拉伸工序之后用二色性色素將 聚乙烯醇系樹脂層進(jìn)行染色而形成偏光膜層的工序（染色工序），染色工序包含在用二色 性色素將聚乙烯醇系樹脂層進(jìn)行染色后，由干燥溫度（°c)和干燥時(shí)間（分鐘）的積表示的 溫度參數(shù)為220~350的干燥處理。制成的偏振性層疊膜能夠通過(guò)具備在偏光膜層上層疊 保護(hù)膜的工序而制造偏振片。
[0022][偏振性層疊膜的制造方法]
[0023](樹脂層形成工序）
[0024] 本工序是通過(guò)在基材膜的至少單面涂覆含有聚乙烯醇系樹脂的涂覆液后使之干 燥而形成聚乙烯醇系樹脂層并得到層疊膜的工序。該聚乙烯醇系樹脂層是經(jīng)過(guò)拉伸工序和 染色工序而成為偏光膜的層。聚乙烯醇系樹脂層能夠通過(guò)在基材膜的單面或兩面涂覆含有 聚乙烯醇系樹脂的涂覆液并使涂覆層干燥而形成。通過(guò)這樣的涂覆而形成聚乙烯醇系樹脂 層的方法在容易得到薄膜的偏光膜的方面是有利的。
[0025] 基材膜可由熱塑性樹脂構(gòu)成，其中優(yōu)選由透明性、機(jī)械強(qiáng)度、熱穩(wěn)定性和拉伸性等 優(yōu)異的熱塑性樹脂構(gòu)成。作為這樣的熱塑性樹脂的具體例，例如，可舉出鏈狀聚烯烴系樹脂 和環(huán)狀聚烯烴系樹脂等聚烯烴系樹脂；聚酯系樹脂；（甲基）丙烯酸系樹脂；三乙酸纖維素 和二乙酸纖維素等纖維素酯系樹脂；聚碳酸酯系樹脂；聚乙烯醇系樹脂；聚乙酸乙烯酯系 樹脂；聚芳酯系樹脂；聚苯乙烯系樹脂；聚醚砜系樹脂；聚砜系樹脂；聚酰胺系樹脂；聚酰 亞胺系樹脂；及它們的混合物、共聚物等。本說(shuō)明書中，所謂"（甲基）丙烯酸"，表示選自丙 烯酸和甲基丙烯酸中的至少一者。關(guān)于"（甲基）丙烯?；?，也是同樣的。
[0026] 基材膜可以是由1種或2種以上的熱塑性樹脂構(gòu)成的由1個(gè)樹脂層形成的單層結(jié) 構(gòu)，也可以是重疊多個(gè)由1種或2種以上的熱塑性樹脂構(gòu)成的樹脂層而成的多層結(jié)構(gòu)。
[0027] 作為鏈狀聚烯烴系樹脂，可舉出聚乙烯樹脂和聚丙烯樹脂等鏈狀烯烴的均聚物， 除此之外，還可舉出由2種以上的鏈狀烯烴構(gòu)成的共聚物。由鏈狀聚烯烴系樹脂構(gòu)成的基 材膜在容易穩(wěn)定地以高倍率進(jìn)行拉伸的方面是優(yōu)選的。其中，更優(yōu)選基材膜由聚丙烯系樹 脂（作為丙烯的均聚物的聚丙烯樹脂、以丙烯為主體的共聚物）、聚乙烯系樹脂（作為乙烯 的均聚物的聚乙烯樹脂、以乙烯為主體的共聚物）構(gòu)成。
[0028] 作為優(yōu)選用作構(gòu)成基材膜的熱塑性樹脂的例子之一的以丙烯為主體的共聚物是 丙烯和可與其共聚的其它單體的共聚物。作為可與丙烯共聚的其它單體，例如，可舉出乙 烯、α-烯烴。作為α-烯烴，優(yōu)選使用碳原子數(shù)4以上的α_烯烴，更優(yōu)選為碳原子4~ 10的α-烯烴。碳原子4~10的α-烯烴，例如，可舉出1-丁烯、1-戊烯、1-己烯、1-庚 烯、1-辛烯和1-癸烯等直鏈狀單烯烴；3-甲基-1- 丁烯、3-甲基-1-戊烯和4-甲基-1-戊 烯等支鏈狀單烯烴；乙烯基環(huán)己烷等。丙烯和可與其共聚的其它單體的共聚物可以為無(wú)規(guī) 共聚物，也可以為嵌段共聚物。
[0029] 其它單體的含量在共聚物中例如為0. 1~20重量％，優(yōu)選為0.5~10重量％。 共聚物中的其它單體的含量可以通過(guò)根據(jù)在"高分子分析手冊(cè)"（1995年，紀(jì)伊國(guó)屋書店發(fā) 行）的第616頁(yè)中記載的方法進(jìn)行紅外（IR)光譜測(cè)定而求得。
[0030] 在上述之中，作為聚丙烯系樹脂，優(yōu)選使用丙烯的均聚物、丙烯-乙烯的無(wú)規(guī)共聚 物、丙烯-1- 丁烯無(wú)規(guī)共聚物或丙烯-乙烯-1- 丁烯無(wú)規(guī)共聚物。
[0031] 聚丙烯系樹脂的立構(gòu)規(guī)整性優(yōu)選實(shí)質(zhì)上為全同立構(gòu)或間同立構(gòu)。由實(shí)質(zhì)上具有全 同立構(gòu)或間同立構(gòu)的立構(gòu)規(guī)整性的聚丙烯系樹脂構(gòu)成的基材膜，其操作性相對(duì)良好，并且 在高溫環(huán)境下的機(jī)械強(qiáng)度優(yōu)異。
[0032] 聚酯樹脂是具有酯鍵的樹脂，一般是由多元羧酸或其衍生物與多元醇的縮聚物構(gòu) 成的樹脂。作為多元羧酸或其衍生物，可使用2元的二羧酸或其衍生物，例如，可舉出對(duì)苯 二甲酸、間苯二甲酸和對(duì)苯二甲酸二甲酯、萘二羧酸二甲酯等。作為多元醇，可使用2元的 二醇，例如，可舉出乙二醇、丙二醇、丁二醇、新戊二醇和環(huán)己烷二甲醇等。
[0033] 作為聚酯系樹脂的代表例，可舉出作為對(duì)苯二甲酸與乙二醇的縮聚物的聚對(duì)苯二 甲酸乙二醇酯。聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯是結(jié)晶性的樹脂，但是在結(jié)晶化處理前的狀態(tài)下容 易實(shí)施拉伸等處理。如果需要，則可以通過(guò)拉伸時(shí)或拉伸后的熱處理來(lái)進(jìn)行結(jié)晶化處理。另 外，也優(yōu)選使用通過(guò)在聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯的骨架上進(jìn)一步共聚其它種類的單體而使結(jié) 晶性降低（或者形成非晶性）而得到的共聚聚酯。作為這樣的樹脂的例子，例如，可舉出使 環(huán)己烷二甲醇、間苯二甲酸共聚而得到的樹脂。這些樹脂也由于拉伸性優(yōu)異，因此可以優(yōu)選 使用。
[0034] 如果舉出聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯及其共聚物以外的聚酯系樹脂的具體例，則例 如，可舉出聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸丁二醇酯、聚對(duì)苯二 甲酸丙二醇酯、聚萘二甲酸丙二醇酯、聚對(duì)苯二甲酸環(huán)己烷二甲醇酯、聚萘二甲酸環(huán)己烷二 甲醇酯和它們的混合物、共聚物等。
[0035] (甲基）丙烯酸系樹脂是以具有（甲基）丙烯?；幕衔餅橹饕獦?gòu)成單體的樹 月旨。作為（甲基）丙烯酸系樹脂，例如，可舉出聚甲基丙烯酸甲酯等聚（甲基）丙烯酸酯；甲 基丙烯酸甲酯_(甲基）丙烯酸共聚物；甲基丙烯酸甲酯_(甲基）丙烯酸酯共聚物；甲基丙 烯酸甲酯-丙烯酸酯_(甲基）丙烯酸共聚物；（甲基）丙烯酸甲酯-苯乙烯共聚物（MS樹 脂等）；甲基丙烯酸甲酯和具有脂環(huán)族烴基的化合物的共聚物（例如甲基丙烯酸甲酯-甲 基丙烯酸環(huán)己酯共聚物、甲基丙烯酸甲酯_(甲基）丙烯酸降冰片酯共聚物）等。作為（甲 基）丙烯酸系樹脂，優(yōu)選以烷基的碳原子數(shù)為1~6的聚（甲基）丙烯酸烷基酯為主成分 的聚合物，更優(yōu)選以甲基丙烯酸甲酯為主成分（50~100重量％，優(yōu)選70~100重量％ ) 的甲基丙烯酸甲酯系樹脂。
[0036] 聚碳酸酯系樹脂是由介由碳酸酯基鍵合單體單元而得到的聚合物構(gòu)成的工程 塑料，是具有高的耐沖擊性、耐熱性、阻燃性、透明性的樹脂。聚碳酸酯系樹脂可以是為 了減小光彈性系數(shù)而對(duì)聚合物骨架進(jìn)行修飾而得到的被稱為改性聚碳酸酯的樹脂、對(duì) 波長(zhǎng)依賴性進(jìn)行改良而得到的共聚聚碳酸酯等。聚碳酸酯系樹脂可使用適當(dāng)?shù)氖惺?品。作為市售品，均以商品名表示，可舉出帝人化成株式會(huì)社制的"Panlite(注冊(cè)商 標(biāo)）"、Mitsubishi Engineering-Plastics 株式會(huì)社制的 " Iupilon (注冊(cè)商標(biāo)）"、Sumika Styron Polycarbonate 株式會(huì)社制的 "SD Polyca(注冊(cè)商標(biāo)）"、Dow Chemical 公司制的 "CALIBRE (注冊(cè)商標(biāo)）"等。
[0037] 以上之中，從拉伸性、耐熱性等觀點(diǎn)考慮，優(yōu)選使用聚丙烯系樹脂。
[0038] 作為基材膜使用的環(huán)狀聚烯烴系樹脂和纖維素酯系樹脂可引用對(duì)保護(hù)膜記述的 事項(xiàng)。另外，關(guān)于基材膜而以上記述的鏈狀聚烯烴系樹脂、聚酯系樹脂、（甲基）丙烯酸系 樹脂和聚碳酸酯系樹脂也可以作為保護(hù)膜的構(gòu)成材料使用。
[0039] 在基材膜中除了上述的熱塑性樹脂以外，還可以添加任意的適當(dāng)?shù)奶砑觿?。作?添加劑，例如，可舉出紫外線吸收劑、抗氧化劑、潤(rùn)滑劑、增塑劑、脫模劑、抗著色劑、阻燃劑、 成核劑、抗靜電劑、顏料和著色劑等。基材膜中的熱塑性樹脂的含量?jī)?yōu)選為50~100重 量％，更優(yōu)選為50~99重量％，進(jìn)一步優(yōu)選為60~98重量％，特別優(yōu)選70~97重量％。 基材膜中的熱塑性樹脂的含量小于50重量％時(shí)，可能無(wú)法充分體現(xiàn)熱塑性樹脂原本具有 的高透明性。
[0040] 基材膜的厚度可適當(dāng)?shù)貨Q定，但是一般從強(qiáng)度、操作性等作業(yè)性的觀點(diǎn)考慮，優(yōu)選 1~500 μ m，更優(yōu)選300 μ m以下，進(jìn)一步優(yōu)選200 μ m以下，最優(yōu)選5~150 μ m。
[0041] 基材膜的拉伸彈性模量在80 °C時(shí)優(yōu)選1 OOMPa~1500MPa，更優(yōu)選140MPa~ lOOOMPa，進(jìn)一步優(yōu)選150MPa~500MPa。拉伸彈性模量過(guò)小時(shí)，在拉伸加工時(shí)基材膜的硬度 不足而容易產(chǎn)生褶皺等的缺陷發(fā)生，過(guò)高時(shí)，拉伸中的加工性變差。
[0042] 拉伸彈性模量可以通過(guò)將基材膜切出規(guī)定大小的試驗(yàn)片并進(jìn)行拉伸試驗(yàn)而求得。 為了求出在80°C時(shí)的拉伸彈性模量，使用具備恒溫槽的拉伸試驗(yàn)機(jī)。
[0043] 含有被涂覆于基材膜上的聚乙烯醇系樹脂的涂覆液優(yōu)選為使聚乙烯醇系樹脂粉 末溶解在良溶劑中（例如水）而得到的聚乙烯醇系樹脂溶液。涂覆液根據(jù)需要可含有增塑 劑、表面活性劑等添加劑。作為增塑劑，可使用多元醇或其縮合物，例如有甘油、二甘油、三 甘油、乙二醇、丙二醇和聚乙二醇等。添加劑的配合量?jī)?yōu)選為聚乙烯醇系樹脂的20重量％ 以下。
[0044] 將涂覆液涂覆于基材膜上的方法可適當(dāng)選自線棒涂布法；逆轉(zhuǎn)涂布和凹版涂布等 輥式涂布法；模涂法；逗號(hào)涂布法；模唇涂布法；旋轉(zhuǎn)涂布法；絲網(wǎng)涂布法；噴注式涂布法 (Fountain coating method);浸漬法；噴霧法等公知的方法。對(duì)基材膜的兩面涂覆涂覆液 時(shí)，可以使用上述方法依次對(duì)每個(gè)單面進(jìn)行，也可以使用浸漬法、噴涂法、其它特殊的裝置 同時(shí)對(duì)基材膜的兩面進(jìn)行涂覆。
[0045] 涂覆層（干燥前的聚乙烯醇系樹脂層）的干燥溫度和干燥時(shí)間可根據(jù)涂覆液中含 有的溶劑的種類來(lái)進(jìn)行設(shè)定。干燥溫度例如為50~200°C，優(yōu)選為60~150°C。溶劑含有 水時(shí)，優(yōu)選干燥溫度為80°C以上。干燥時(shí)間例如為2~20分鐘。
[0046] 聚乙烯醇系樹脂層可以僅在基材膜的單面形成，也可以在兩面形成。在兩面形成 時(shí)，能夠抑制可在制造偏振性層疊膜時(shí)產(chǎn)生的膜的卷曲，并且能夠由1張偏振性層疊膜得 到2張偏振片，因此從偏振片的生成效率的方面考慮也是有利的。
[0047] 層疊膜中的聚乙稀醇系樹脂層的厚度優(yōu)選為3~60 μ m，更優(yōu)選為3~30 μ m，進(jìn) 一步優(yōu)選為5~20 μm。如果為該范圍內(nèi)的厚度，則能夠得到二色性色素的染色性良好、偏 振性能優(yōu)異且厚度足夠小的偏光膜。如果聚乙烯醇系樹脂層的厚度超過(guò)60 μπι，則有時(shí)偏光 膜的厚度超過(guò)20 μ m，另外，如果聚乙烯醇系樹脂層的厚度小于3 μ m，則有拉伸后變得過(guò)薄 而染色性惡化的趨勢(shì)。
[0048] 在涂覆液的涂覆之前，為了提高基材膜與聚乙烯醇系樹脂層的密合性，可以至少 對(duì)形成有聚乙烯醇系樹脂層的一側(cè)的基材膜的表面實(shí)施電暈處理、等離子體處理和火焰 (flame)處理等。
[0049] 另外，在涂覆液的涂覆之前，為了提高基材膜與聚乙烯醇系樹脂層的密合性，也可 以在基材膜上介由等離子體層、粘接劑層而形成聚乙烯醇系樹脂層。
[0050] 等離子體層可以通過(guò)在基材膜的表面涂覆等離子體層形成用涂覆液后使之干燥 而形成。等離子體層形成用涂覆液含有對(duì)基材膜和聚乙烯醇系樹脂層這兩方均發(fā)揮一定程 度的強(qiáng)密合力的成分。等離子體層形成用涂覆液通常含有這樣的樹脂成分和溶劑。作為樹 脂成分，優(yōu)選使用透明性、熱穩(wěn)定性和拉伸性等優(yōu)異的熱塑性樹脂，例如，可舉出（甲基）丙 烯系樹脂、聚乙烯醇系樹脂等。其中，優(yōu)選使用可賦予良好的密合力的聚乙烯醇系樹脂。
[0051] 作為聚乙烯醇系樹脂，例如，可舉出聚乙烯醇樹脂及其衍生物。作為聚乙烯醇樹脂 的衍生物，除聚乙烯醇縮甲醛、聚乙烯醇縮醛（Polyvinyl acetal)等以外，還可舉出將聚乙 烯醇樹脂用乙烯和丙烯等烯烴改性而得到的樹脂；將聚乙烯醇樹脂用丙烯酸、甲基丙烯酸 和巴豆酸等不飽和羧酸改性而得到的樹脂；將聚乙烯醇樹脂用不飽和羧酸的