CN102439496B - 粘合型光学薄膜、其制造方法和图像显示装置以及粘合剂涂布液及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明的粘合型光学薄膜在光学薄膜的至少单侧层叠有粘合剂层,且所述粘合剂层是通过涂布溶解氧浓度为0.02~3mg/L的粘合剂涂布液之后干燥而形成的。所述粘合型光学薄膜能够满足加热耐久性、加湿耐久性、高对比度。
Description
技术领域
本发明涉及粘合型光学薄膜及其制造方法。进一步,本发明涉及使用前述粘合型光学薄膜的液晶显示装置、有机EL显示装置等图像显示装置。作为前述光学薄膜,可以使用偏光板、相位差板、光学补偿薄膜、增光膜以及它们的层叠物。此外,本发明涉及用于形成粘合型光学薄膜的粘合剂层的粘合剂涂布液及其制造方法。
背景技术
在形成液晶显示装置等图像显示装置时,形成该装置的偏光板、相位差板等各种光学薄膜经由粘合剂层贴合在液晶单元等被粘物上。由于具有能够将前述光学薄膜瞬时固定在液晶单元等显示面板上、不需要使光学薄膜固着的干燥工序等优点,因此,粘合剂在很多情况下预先作为粘合剂层而设置在光学薄膜的单面上。
要求前述粘合剂对于作为环境促进试验通常进行的加热和加湿等耐久试验不发生因粘合剂引起的发泡、剥离等不利情况。
另外,要求上述液晶显示装置等具有高对比度的显示。由于液晶显示装置等中的图像显示通过光学薄膜与粘合剂层进行,因此,为了获得高对比度的显示,还要求粘合剂层具有高品质的涂布外观。例如,粘合剂层中存在气泡、异物等缺陷时,构成图像显示的缺陷,作为图像显示装置的商品价值降低。
迄今,作为用于形成上述用途的粘合剂层的粘合剂,使用有机溶剂型粘合剂、水分散型粘合剂等。近年来,从环境负荷的观点考虑,期望减低有机溶剂的使用,期望由有机溶剂型粘合剂转换为使用水作为分散介质,使粘合剂成分分散在水中的水分散型粘合剂。作为水分散型粘合剂,例如从耐热性、耐湿性的观点来看,提出了使用磷酸系单体的水分散型的丙烯酸系粘合剂(专利文献1)。然而,水分散型粘合剂除了粘合剂成分以外还含有用于使该粘合剂成分分散在水中的表面活性剂,因此具有容易起泡的性质,在通过水分散型粘合剂获得的粘合剂层中容易混入微细气泡,难以满足高对比度。另外,在加热耐久试验中,微细气泡容易形成加热发泡的核,从加热耐久性的观点来看也是不优选的。尤其,近年来,随着图像显示装置的大型化,在可应用于大型尺寸的光学薄膜的粘合剂层中,从生产效率等观点来看,要求形成高成品率、涂布外观良好的粘合剂层。因此,水分散型粘合剂难以应用于光学用途。
另一方面,有人提出,通过自动控制将含有水分散型的丙烯酸系粘合剂的各种粘合剂等处理液中含有的气泡脱泡,另外,根据处理液的溶解氧浓度的值控制利用该自动控制的脱泡(专利文献2)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2007-186661号公报
专利文献2:日本特开2006-102608号公报
发明内容
发明要解决的问题
然而,在形成粘合型光学薄膜的粘合剂层时,仅将粘合剂中的气泡脱泡,使溶解氧浓度无限接近零,难以获得能够满足加热耐久性、加湿耐久性、高对比度的粘合型光学薄膜。
本发明的目的是提供能够满足加热耐久性、加湿耐久性、高对比度的粘合型光学薄膜及其制造方法。此外,本发明的目的是提供用于形成粘合型光学薄膜的粘合剂层的粘合剂涂布液及其制造方法。
另外,本发明的目的是提供使用前述粘合型光学薄膜的图像显示装置。
用于解决问题的方案
本发明人等为了解决前述课题而反复深入研究,结果发现,在形成粘合型光学薄膜的粘合剂层时,仅将粘合剂中的气泡脱泡,使溶解氧浓度无限接近零,难以满足加热耐久性、加湿耐久性、高对比度。另一方面发现,粘合剂涂布液具有最低限度(所需量)的溶解氧浓度时,能够满足加热耐久性、加湿耐久性、高对比度,从而发现粘合剂涂布液含有规定范围的溶解氧浓度是重要的,结果发现了下述粘合型光学薄膜等,从而完成了本发明。
即,本发明涉及一种粘合型光学薄膜,其特征在于,该粘合型光学薄膜在光学薄膜的至少一侧层叠有粘合剂层,
前述粘合剂层是通过涂布溶解氧浓度为0.02~3mg/L的粘合剂涂布液之后干燥而形成的。
通过将粘合剂涂布液的溶解氧浓度控制在前述规定范围内,可以获得能满足加热耐久性、加湿耐久性、高对比度的粘合型光学薄膜。另外,溶液中的溶解氧浓度从阻碍乳液聚合时的聚合的观点考虑而成为氮气置换的目标,或者为了阻碍紫外线固化型材料的固化(聚合)而被作为基准,但通过控制粘合剂涂布液(尤其水分散型的粘合剂涂布液)的溶解氧浓度来满足所得粘合剂层的涂布外观以及粘合型光学薄膜的加热耐久性、加湿耐久性、高对比度的认识尚未已知。
加热耐久性涉及在加热环境下有无发生气泡,粘合剂涂布液的溶解氧浓度越小越好。另一方面,溶解氧浓度超过3mg/L时,在形成粘合剂层之后,粘合剂涂布液中含有的气泡成为起点(发泡的核),加热环境下的气泡产生增多,因而不优选。
加湿耐久性涉及加湿环境下有无粘合剂层的剥离,即使粘合剂涂布液的溶解氧浓度高,也难以发生粘合剂层的剥离。另一方面,溶解氧浓度低于0.02mg/L时,虽然明确理由是不明的,但据推测,在形成粘合剂层之后,氧气也变得过少,粘合剂涂布液中含有的残留自由基活化。结果,据认为,该残留自由基与残留单体反应,生成低分子聚合物(低聚物),发生粘合剂层的剥离。然而,本发明不受该推测的任何限制、限定。
高对比度涉及没有因所形成的粘合剂层引起的对比度的恶化。粘合剂涂布液的溶解氧浓度低于0.02mg/L时,通常,在脱泡时实施剧烈的搅拌,但过度搅拌时,例如在水分散型的粘合剂涂布液(乳液)中,对乳液颗粒施加大的剪切力,分散液(乳液)的分散状态不稳定。通常,在稳定的分散液中,乳液颗粒的各颗粒单独而均匀地分散,而在不稳定的分散液中,乳液颗粒形成二次聚集体、三次聚集体,成为不均匀的分散状态。将所述不稳定分散液涂布、干燥而获得的粘合剂层的表面由于前述聚集体而导致平滑性变差,结果,对比度恶化。另外,在有机溶剂型粘合剂中,在粘合剂涂布液的溶解氧浓度低于0.02mg/L时,需要长时间或高真空度下的脱泡处理。这样,脱泡处理过程中的有机溶剂、反应性稀释剂挥发,结果,粘合剂涂布液的粘度上升,粘合剂层的涂膜表面的平滑性变差,对比度变差。另一方面,溶解氧浓度超过3mg/L时,因所形成的粘合剂层的外观气泡(大的气泡)引起的漫反射,对比度变差。
在前述粘合型光学薄膜中,作为粘合剂涂布液,例如使用由在水中至少分散含有基础聚合物的分散液形成的水分散型粘合剂。
在前述粘合剂涂布液为水分散型粘合剂时,从加热耐久性、加湿耐久性、高对比度的观点考虑,该水分散型粘合剂的溶解氧浓度优选为0.05~2mg/L,更优选为0.1~1mg/L,进一步优选为0.1~0.5mg/L。
作为前述水分散型粘合剂中的基础聚合物,(甲基)丙烯酸系聚合物是优选的。另外,作为前述基础聚合物的(甲基)丙烯酸系聚合物优选通过乳液聚合来获得。
在前述粘合型光学薄膜中,作为粘合剂涂布液,例如可以使用由在有机溶剂中至少溶解有基础聚合物的溶液形成的有机溶剂型粘合剂。
在前述粘合剂涂布液为有机溶剂型粘合剂时,从加热耐久性、加湿耐久性、高对比度的观点考虑,该有机溶剂型粘合剂的溶解氧浓度优选为0.1~2mg/L,进一步优选为0.5~1mg/L。
有机溶剂型粘合剂不像水分散型粘合剂那样含有乳化剂等亲水性成分,因此,由有机溶剂型粘合剂形成的粘合剂层的吸水率低于由水分散型粘合剂形成的粘合剂层的吸水率。加热耐久性的发泡除了受溶解氧浓度影响以外,还受上述粘合剂层的吸水率影响。即,粘合剂层的吸水率高则容易引起发泡。由此,由有机溶剂型粘合剂形成的粘合剂层的吸水率低于由水分散型粘合剂形成的粘合剂层的吸水率,因此由有机溶剂型粘合剂形成的粘合剂层的加热耐久性(发泡)即使为相同的溶解氧浓度,也不容易受到吸水率的影响,相应地,在优选的范围内可以容许高的溶解氧浓度。
另外,本发明涉及粘合型光学薄膜的制造方法,其特征在于,其为前述粘合型光学薄膜的制造方法,该制造方法包括如下工序:
进行粘合剂涂布液的脱泡处理以使得溶解氧浓度为0.02~3mg/L的工序(1);
在支撑基材的单面或双面涂布进行过脱泡处理工序(1)的粘合剂涂布液的工序(2);以及
将涂布的粘合剂涂布液干燥而形成粘合剂层的工序(3)。
另外,本发明涉及一种图像显示装置,其特征在于,使用了至少一张前述粘合型光学薄膜。
另外,本发明涉及一种粘合剂涂布液,其特征在于,该粘合剂涂布液用于形成粘合型光学薄膜的粘合剂层,该粘合型光学薄膜在光学薄膜的至少一侧层叠有该粘合剂层,
该粘合剂涂布液的溶解氧浓度为0.02~3mg/L。
另外,本发明涉及粘合剂涂布液的制造方法,其特征在于,其为前述粘合剂涂布液的制造方法,该制造方法中,对粘合剂涂布液进行脱泡处理以使得溶解氧浓度为0.02~3mg/L。
发明的效果
通过控制粘合剂涂布液的溶解氧浓度为0.05~3mg/L,本发明的粘合型光学薄膜满足了加热耐久性、加湿耐久性、高对比度。
另外,在通过乳液聚合制造丙烯酸系聚合物的乳液时,对于乳液聚合时的溶解氧浓度,日本特开2005-42061号公报中记载为1.5ppm(1.5mg/L),日本特开2009-19181号公报中记载为4ppm(4mg/L)。然而,在该公报中记载的由乳液聚合获得的乳液的溶解氧浓度大于乳液聚合时的溶解氧浓度,如本发明那样,将溶解氧浓度控制在0.05~3mg/L而获得的乳液与以往的由乳液聚合获得的乳液有差别。
本发明的粘合型光学薄膜如上所述通过对粘合剂涂布液实施脱泡处理工序(1)以使得达到上述规定的溶解氧浓度,之后,实施涂布工序(2)和形成粘合剂层的工序(3),从而获得。
附图说明
图1所示为在本发明的粘合型光学薄膜的制造中将减压输送装置应用于粘合剂涂布液的输送时的粘合剂涂布系统的示意性说明图的一个例子。
图2所示为用粘合剂涂布系统进行的处理操作的流程图。
附图标记说明
1脱泡装置
2粘合剂涂布液
3缓冲罐
4连接管
5泵组罐
7真空泵
6连接管
11密闭罐
13真空阀
31密闭罐
51密闭罐
具体实施方式
本发明的粘合剂层是通过涂布调整至规定的溶解氧浓度的粘合剂涂布液之后干燥而形成的。
作为粘合剂的材料,可以使用各种材料,例如可列举出橡胶系粘合剂、丙烯酸系粘合剂、有机硅系粘合剂、氨基甲酸酯系粘合剂、乙烯基烷基醚系粘合剂、聚乙烯醇系粘合剂、聚乙烯吡咯烷酮系粘合剂、聚丙烯酰胺系粘合剂、纤维素系粘合剂等。
另外,作为粘合剂涂布液,能够以水分散型粘合剂、有机溶剂型粘合剂、热熔型粘合剂等各种形式使用。前述粘合剂的形式可以根据粘合剂的种类来选择。另外,前述各粘合剂还可以作为辐射线固化型粘合剂使用。
作为粘合剂涂布液,从环境负荷的观点考虑,优选使用水分散型粘合剂。水分散型粘合剂如上所述是水分散液,即使在其粘度为100mPa·s~10000mPa·s范围的高粘度的情况下也能适宜使用。所述具有高粘度的水分散型粘合剂从可形成粘合剂层来看是适宜的。水分散型粘合剂的粘度优选为1000mPa·s~5000mPa·s的范围。水分散型粘合剂的粘度值是使用HAAKE公司制造的粘度计(RheoStress1)在温度30℃、剪切速率=1(1/s)的条件下测定的值。
水分散型粘合剂是在水中至少分散含有基础聚合物的分散液。作为该分散液,通常使用在表面活性剂的存在下分散基础聚合物而获得的物质,只要是在水中分散含有基础聚合物的物质即可,可以使用通过自分散性基础聚合物的自分散而形成的分散液。
另外,分散液中的基础聚合物可列举出在表面活性剂的存在下将单体乳液聚合或分散聚合而获得的聚合物。
另外,分散液可通过将另行制造的基础聚合物在乳化剂的存在下在水中乳化分散来制造。作为乳化方法,可列举出以下方法:将聚合物与乳化剂预先加热熔融,或者不加热熔融,使用例如加压捏合机、胶体磨、高速搅拌轴等混合机施加高剪切,使它们与水均匀地乳化分散,然后,以使得分散颗粒不熔接聚集的方式冷却,获得所需水分散体的方法(高压乳化法);预先将聚合物溶解在苯、甲苯、醋酸乙酯等有机溶剂中,然后添加前述乳化剂和水,使用例如高速乳化机来施加高剪切使之均匀乳化分散,之后通过减压-加热处理等除去有机溶剂,形成所需水分散体的方法(溶剂溶解法)等。
有机溶剂型粘合剂是在有机溶剂中至少溶解有基础聚合物的溶液。溶液中的基础聚合物通过在有机溶剂中将单体溶液聚合来获得。另外,可以通过将另行制造的基础聚合物溶解在有机溶剂中来制造。有机溶剂的种类可以根据基础聚合物来适当选择和使用。
作为有机溶剂,例如可列举出苯、甲苯、二甲苯等芳香族烃类;醋酸乙酯等酯类;氯仿、二氯甲烷、二氯乙烷、四氯乙烷、三氯乙烯、四氯乙烯、氯苯等卤化烃类;丙酮、甲乙酮、甲基异丁基酮、环己酮、环戊酮等酮类;以及N-甲基-2-吡咯烷酮、吡啶、四氢呋喃、二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、二甲亚砜、乙腈、丁腈、二硫化碳等。
在前述粘合剂中,从光学透明性优异,显示了适宜的润湿性、聚集性和粘接性的粘合特性,耐候性、耐热性等优异的观点考虑,本发明优选使用丙烯酸系粘合剂。作为前述粘合剂涂布液,优选水分散型的丙烯酸系粘合剂。
丙烯酸系粘合剂以(甲基)丙烯酸系聚合物为基础聚合物,该(甲基)丙烯酸系聚合物以(甲基)丙烯酸烷基酯的单体单元为主骨架。其中,(甲基)丙烯酸烷基酯是指丙烯酸烷基酯和/或甲基丙烯酸烷基酯,本发明的(甲基)具有相同的含义。
作为构成(甲基)丙烯酸系聚合物的主骨架的(甲基)丙烯酸烷基酯,可列举出直链状或支链状的烷基碳数1~18的物质。例如,作为前述烷基,可列举出甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、异丁基、戊基、己基、环己基、庚基、2-乙基己基、异辛基、壬基、癸基、异癸基、十二烷基、异肉豆蔻基、月桂基、十三烷基、十五烷基、十六烷基、十七烷基、十八烷基等。这些可以单独使用或组合使用。这些烷基的平均碳数优选为3~9。
另外,可以使用(甲基)丙烯酸苯氧基乙酯之类的含有芳香族环的(甲基)丙烯酸烷基酯。含有芳香族环的(甲基)丙烯酸烷基酯聚合而形成的聚合物可以与前述例示的(甲基)丙烯酸系聚合物混合使用,从透明性的观点来看,优选使用含有芳香族环的(甲基)丙烯酸烷基酯与前述(甲基)丙烯酸烷基酯的共聚物。
为了改善粘接性、耐热性,可通过共聚在前述(甲基)丙烯酸系聚合物中引入一种以上的共聚单体,该共聚单体携带(甲基)丙烯酰基或乙烯基等具有不饱和双键的聚合性官能团。作为这种共聚单体的具体例子,可列举出例如(甲基)丙烯酸2-羟乙酯、(甲基)丙烯酸3-羟丙酯、(甲基)丙烯酸4-羟丁酯、(甲基)丙烯酸6-羟己酯、(甲基)丙烯酸8-羟辛酯、(甲基)丙烯酸10-羟癸酯、(甲基)丙烯酸12-羟基月桂酯、丙烯酸(4-羟甲基环己基)-甲酯等含羟基单体;(甲基)丙烯酸、(甲基)丙烯酸羧基乙酯、(甲基)丙烯酸羧基戊酯、衣康酸、马来酸、富马酸、巴豆酸等含羧基单体;马来酸酐、衣康酸酐等含酸酐基单体;丙烯酸的己内酯加成物;苯乙烯磺酸、烯丙基磺酸、2-(甲基)丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、(甲基)丙烯酰胺丙磺酸、(甲基)丙烯酸磺基丙酯、(甲基)丙烯酰氧基萘磺酸等含磺酸基单体;2-羟乙基丙烯酰基磷酸酯、聚氧亚烷基(甲基)丙烯酸酯磷酸酯等含磷酸基单体等。
另外,以下单体也可作为改性目的的单体实例列举:(甲基)丙烯酰胺、N,N-二甲基(甲基)丙烯酰胺、N-丁基(甲基)丙烯酰胺、N-羟甲基(甲基)丙烯酰胺、N-羟甲基丙烷(甲基)丙烯酰胺、N-羟乙基(甲基)丙烯酰胺等(N-取代)酰胺系单体;(甲基)丙烯酸氨基乙酯、(甲基)丙烯酸N,N-二甲基氨基乙酯、(甲基)丙烯酸叔丁基氨基乙酯等(甲基)丙烯酸烷基氨基烷基酯系单体;(甲基)丙烯酸甲氧基乙酯、(甲基)丙烯酸乙氧基乙酯等(甲基)丙烯酸烷氧基烷基酯系单体;N-(甲基)丙烯酰氧基亚甲基琥珀酰亚胺、N-(甲基)丙烯酰基-6-氧基六亚甲基琥珀酰亚胺、N-(甲基)丙烯酰基-8-氧基八亚甲基琥珀酰亚胺、N-丙烯酰基吗啉等琥珀酰亚胺系单体;N-环己基马来酰亚胺、N-异丙基马来酰亚胺、N-月桂基马来酰亚胺、N-苯基马来酰亚胺等马来酰亚胺系单体;N-甲基衣康酰亚胺、N-乙基衣康酰亚胺、N-丁基衣康酰亚胺、N-辛基衣康酰亚胺、N-2-乙基己基衣康酰亚胺、N-环己基衣康酰亚胺、N-月桂基衣康酰亚胺等衣康酰亚胺系单体等。
此外,作为改性单体,还可使用醋酸乙烯酯、丙酸乙烯酯、N-乙烯基吡咯烷酮、甲基乙烯基吡咯烷酮、乙烯基吡啶、乙烯基哌啶酮、乙烯基嘧啶、乙烯基哌嗪、乙烯基吡嗪、乙烯基吡咯、乙烯基咪唑、乙烯基噁唑、乙烯基吗啉、N-乙烯基羧酸酰胺类、苯乙烯、α-甲基苯乙烯、N-乙烯基己内酰胺等乙烯基系单体;丙烯腈、甲基丙烯腈等氰基丙烯酸酯系单体;(甲基)丙烯酸缩水甘油酯等含环氧基丙烯酸系单体;(甲基)丙烯酸聚乙二醇酯、(甲基)丙烯酸聚丙二醇酯、(甲基)丙烯酸甲氧基乙二醇酯、(甲基)丙烯酸甲氧基聚丙二醇酯等二醇系丙烯酸酯单体;(甲基)丙烯酸四氢糠酯、含氟(甲基)丙烯酸酯、(聚)硅氧烷(甲基)丙烯酸酯、丙烯酸2-甲氧基乙酯等丙烯酸酯系单体等。此外,可列举出异戊二烯、丁二烯、异丁烯、乙烯基醚等。
另外,作为共聚单体,还可使用乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、二乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、三丙二醇二(甲基)丙烯酸酯、四乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、1,6-己二醇二(甲基)丙烯酸酯、双酚A二缩水甘油醚二(甲基)丙烯酸酯、新戊二醇二(甲基)丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇四(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇五(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯、己内酯改性二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯等(甲基)丙烯酸与多元醇的酯化物等具有2个以上(甲基)丙烯酰基、乙烯基等不饱和双键的多官能性单体,或者在聚酯、环氧、氨基甲酸酯等骨架上加成2个以上作为与单体成分同样的官能团的(甲基)丙烯酰基、乙烯基等不饱和双键的聚酯(甲基)丙烯酸酯、环氧(甲基)丙烯酸酯、氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯等。
在总构成单体的重量比率中,(甲基)丙烯酸系聚合物以(甲基)丙烯酸烷基酯为主成分,对(甲基)丙烯酸系聚合物中的前述共聚单体的比例没有特别限制,但前述共聚单体的比例在总构成单体的重量比率中优选为0~20%左右,0.1~15%左右,进一步优选为0.1~10%左右。
在这些共聚单体中,从粘接性、耐久性的观点来看,优选使用含羟基单体、含羧基单体。这些共聚单体在水分散粘合剂含有交联剂时形成其与交联剂的反应点。含羟基单体、含羧基单体等由于与分子间交联剂的反应性高,因此优选用于提高所得粘合剂层的聚集性、耐热性。
作为共聚单体,在含有含羟基单体和含羧基单体时,这些共聚单体以前述共聚单体的比例使用,优选含有0.1~10重量%含羧基单体和0.01~2重量%含羟基单体。含羧基单体更优选为0.2~8重量%,进一步优选为0.6~6重量%。含羟基单体更优选为0.03~1.5重量%,进一步优选为0.05~1重量%。
这种(甲基)丙烯酸系聚合物的制造可以适当选择溶液聚合、本体聚合、乳液聚合、悬浮聚合、分散聚合等各种自由基聚合等公知的制造方法。另外,所得(甲基)丙烯酸系聚合物可以是无规共聚物、嵌段共聚物、接枝共聚物等的任何一种。
另外,在溶液聚合中,作为聚合溶剂,例如可使用醋酸乙酯、甲苯等有机溶剂。作为具体的溶液聚合例子,反应在氮气等非活性气体气流下,添加聚合引发剂,通常在50~70℃左右、5~30小时左右的反应条件下进行。
乳液聚合中,在乳化剂的存在下,使用适当的聚合引发剂根据常法进行,制备水分散液。乳液聚合通过普通的一起聚合、连续滴加聚合、分次滴加聚合等来进行。聚合温度可以为30~90℃左右。
对用于自由基聚合的聚合引发剂、链转移剂、乳化剂等没有特别限制,可以适当选择使用。其中,(甲基)丙烯酸系聚合物的重均分子量可以通过控制聚合引发剂、链转移剂的用量、反应条件等来控制,根据它们的种类可调整其适当用量。
作为聚合引发剂,例如可列举出2,2’-偶氮二异丁腈、2,2’-偶氮双(2-脒基丙烷)二盐酸盐、2,2’-偶氮双(N,N’-二亚甲基异丁基脒)、2,2’-偶氮双(2-甲基丙脒)二盐酸盐、2,2’-偶氮双[N-(2-羧基乙基)-2-甲基丙脒]水合物等偶氮系,过硫酸钾、过硫酸铵等过硫酸盐,过氧化苯甲酰、叔丁基过氧化氢等过氧化物系,过硫酸盐与亚硫酸氢钠等氧化还原系引发剂等。另外,为了调整所得聚合物的分子量,根据需要,可以使用以硫醇类、巯基丙酸酯类等为代表的适宜的链转移剂。
作为乳化剂,可以没有特别限制地使用用于乳液聚合的阴离子系乳化剂、非离子系乳化剂。例如可列举出月桂基硫酸钠、月桂基硫酸铵、十二烷基苯磺酸钠、聚氧亚乙基烷基醚硫酸钠、聚氧亚乙基烷基苯基醚硫酸钠等阴离子系乳化剂,聚氧亚乙基烷基醚、聚氧亚乙基烷基苯基醚等非离子系乳化剂等。另外,在阴离子系乳化剂和非离子系乳化剂的任何情况下,优选使用在乳化剂中引入了丙烯基、烯丙基、(甲基)丙烯酰基等反应性官能团的自由基聚合性乳化剂。自由基聚合性乳化剂例如在日本特开平4-50204号公报、日本特开平4-53802号公报中有记载。
对前述乳化剂的用量没有特别限制,相对于100重量份以前述(甲基)丙烯酸烷基酯为主成分的单体成分,优选为0.3~5重量份左右。乳化剂的用量更优选为0.7~4重量份。
本发明的(甲基)丙烯酸系聚合物通常使用重均分子量100万~300万范围的聚合物。考虑到耐久性,尤其耐热性,优选使用重均分子量100万~250万的聚合物。此外,更优选为170万~250万,进一步优选为180万~250万。重均分子量小于100万时,从耐热性的观点来看是不优选的。另外,重均分子量大于300万时,从贴合性、粘接力降低的观点来看是不优选的。另外,重均分子量是通过GPC(凝胶渗透色谱法)测定,根据聚苯乙烯换算而计算出的值。
前述水分散型粘合剂、有机溶剂型粘合剂可以作为辐射线固化型的粘合剂使用。作为辐射线固化型使用时,对于前述粘合剂的基础聚合物,使用具有(甲基)丙烯酰基、乙烯基等辐射线固化性官能团的辐射线固化性基础聚合物,或者在基础聚合物中(包括前述辐射线固化性基础聚合物的情况)进一步配混反应性稀释剂之后使用。另外,作为辐射线固化型的实施方式,例如包括如下情况:含有形成基础聚合物的单体或其部分聚合物,通过照射电子束、紫外线等辐射线,能够形成含有基础聚合物的粘合剂层(在该情况下,形成基础聚合物的单体或其部分聚合物被视为基础聚合物)。辐射线固化型的粘合剂可以含有聚合引发剂。以上记载了以水分散型或有机溶剂型使用辐射线固化型的粘合剂的情况,但辐射线固化型的粘合剂也能以无溶剂形式(包括热熔型的情况)应用。
辐射线固化性基础聚合物是通过使具有官能团a的基础聚合物和、带有与该官能团a具有反应性的官能团b以及(甲基)丙烯酰基、乙烯基等聚合性碳-碳双键的化合物反应而获得的。作为官能团a和官能团b,例如可列举出羧基、酸酐基、羟基、氨基、环氧基、异氰酸酯基、氮丙啶基等,可以从这些当中适当选择和使用可相互反应的组合。在辐射线固化型的情况下,作为粘合剂的基础聚合物,优选丙烯酸系聚合物。
反应性稀释剂使用具有至少一个前述辐射线固化性官能团的自由基聚合性等的单体和/或低聚物成分。
由辐射线固化型粘合剂形成的粘合剂层由于形成粘合剂层的树脂的吸水率低,因此,加热耐久性(发泡)的溶解氧浓度的基准在优选的范围内高于使用水分散型粘合剂的情况。另外,在辐射线固化型粘合剂中,粘合剂涂布液的溶解氧浓度低时,虽然也取决于光学薄膜(例如偏光板的透明保护薄膜)的材料,但基本上不发生氧阻碍,还存在照射辐射线的光学薄膜受到损伤、对比度降低的倾向。
本发明的粘合剂涂布液除了上述基础聚合物(辐射线固化型的情况下,基础聚合物以及形成基础聚合物的单体或其部分聚合物、反应性稀释剂)以外还可以含有交联剂。作为丙烯酸系粘合剂的情况下使用的交联剂,可以使用异氰酸酯系交联剂、环氧系交联剂、噁唑啉系交联剂、氮丙啶系交联剂、碳化二亚胺系交联剂、金属螯合物系交联剂等常用的交联剂。这些交联剂具有与通过使用含官能团的单体而在聚合物中引入的官能团反应而交联的效果。
对基础聚合物与交联剂的配混比例没有特别限制,通常,相对于100重量份基础聚合物(固体成分),以约10重量份以下的比例配混交联剂(固体成分)。前述交联剂的配混比例优选为0.001~10重量份,进一步优选为0.01~5重量份左右。
此外,本发明的粘合剂涂布液中,根据需要,在不偏离本发明的目的的范围内可以适当使用赋粘剂、增塑剂、玻璃纤维、玻璃珠、金属粉、其他无机粉末等构成的填充剂、颜料、着色剂、填料、抗氧化剂、紫外线吸收剂、硅烷偶联剂等各种添加剂。另外,可以含有微粒以形成显示光漫射性的粘合剂层等。另外,粘合剂涂布液为水分散液时,这些添加剂也可以作为分散液配混。
本发明的粘合型光学薄膜的粘合剂层通过上述粘合剂涂布液来形成。粘合剂涂布液的固体成分浓度通常为1~70重量%左右。所涂布的粘合剂涂布液如上所述使用将溶解氧浓度控制在0.02~3mg/L的物质。溶解氧浓度的控制可以通过对粘合剂涂布液实施脱泡处理的工序(1)来进行。脱泡处理工序(1)通过将脱泡装置的罐内减压至约10kPa以下、优选5kPa以下、进一步优选2kPa以下来进行。
接着,在支撑基材的单面或双面依次实施涂布进行过脱泡处理工序(1)的粘合剂涂布液的工序(2)以及将涂布的粘合剂涂布液干燥而形成粘合剂层的工序(3)。
在前述粘合型光学薄膜的制造方法中,前述脱泡处理工序(1)之后的粘合剂涂布液的溶解氧浓度优选为脱泡处理工序(1)之前的粘合剂涂布液的溶解氧浓度的10%以下。
通过前述脱泡处理工序(1),通过将粘合剂涂布液的溶解氧浓度控制在处理前的15%以下,可以大幅减低粘合剂层中产生的气泡。优选将溶解氧浓度设定为处理前的10%以下,更优选为处理前的8%以下,进一步优选为处理前的5%以下。
在前述粘合型光学薄膜的制造方法中,优选的是,进行前述脱泡处理工序(1)的脱泡装置的罐与用于向前述涂布工序(2)供给粘合剂涂布液的泵组罐经由连接管连接,设定各压力以使得泵组罐和连接管内的压力比脱泡装置的罐内的压力小1kPa~50kPa,将前述进行过脱泡处理工序(1)的粘合剂涂布液从脱泡装置的罐输送到泵组罐中。
另外,在前述粘合型光学薄膜的制造方法中,优选的是,进行前述脱泡处理工序(1)的脱泡装置的罐与用于向前述涂布工序(2)供给粘合剂涂布液的泵组罐经由缓冲罐且经由连接管连接,设定各压力以使得缓冲罐和连接管内的压力比脱泡装置的罐内的压力小1kPa~50kPa,将前述进行过脱泡处理工序(1)的粘合剂涂布液从脱泡装置的罐输送到缓冲罐中,且设定各压力以使得泵组罐和连接管内的压力比缓冲罐的压力小1kPa~50kPa,将缓冲罐内的粘合剂涂布液从缓冲罐输送到泵组罐中。
在上述制造方法中,对粘合剂涂布液实施脱泡处理工序(1)之后,实施涂布工序(2),接着实施粘合剂层的形成工序(3)。通过所述脱泡处理工序(1),除去粘合剂涂布液的气泡,以达到规定的溶解氧浓度,且脱泡处理过的粘合剂涂布液在减压下经由减压手段,利用压力差从脱泡装置输送到泵组罐中。这样,脱泡装置、连接管和泵组罐处于减压状态,经由连接管将粘合剂涂布液从脱泡装置输送到泵组罐中时,即使在系统内残留空气的情况下,也能可靠地防止空气作为气泡混入到粘合剂涂布液中或溶解到粘合剂涂布液中。另外,即使在气泡再混入到粘合剂涂布液中的情况下,也能容易地引导至气液界面上而使之破泡。另外,由于利用压力差来进行粘合剂涂布液的输送,因此可以容易地调整粘合剂涂布液的输送量。此外,不需要送液用的泵,由此,可以防止粘合剂涂布液的特性因泵的剪切、热的影响而变质。其中,各罐的压力差理想地是在1kPa~50kPa的范围内,更理想地是在5kPa~20kPa的范围内。另外,在最初的状态(无输送的水分散型粘合剂的状态)下,前述罐的压力差可以超过前述范围。
在形成上述粘合剂层时,将在脱泡处理工序(1)中脱泡处理的粘合剂涂布液在减压下经由减压手段,利用压力差从脱泡装置输送到泵组罐中,由此可以容易地将涂布工序(2)中的粘合剂涂布液的溶解氧浓度维持在规定的范围内。
迄今,提出了在将粘合剂涂布液脱气、脱泡的同时输送粘合剂涂布液的各种方法和装置。例如,在日本特开2004-249215号公报中记载了一种以如下方式构成的脱气系统:通过溶解氧浓度检测手段检测输送到脱气装置的脱气前的涂布液或从脱气装置排出的脱气后的涂布液的至少一方的溶解氧浓度,根据利用溶解氧浓度检测手段的检测结果,控制手段控制脱气调整手段,调整脱气装置的脱气度。另外,日本特开2000-262956号公报中记载了一种以如下方式构成的送液方法:在开始将涂布液输送到涂布头时,将涂布液供给涂布头的送液系统内减压,之后用液封液充满,此后用涂布液将液封液挤出置换。
前述专利文献中记载的脱气系统、送液方法中,涂布液经由脱气装置在线连续脱气。然而,所述方法限于涂布液的粘度一般低于100mPa·s的低粘度情况,在具有100mPa·s以上的粘度、尤其1000mPa·s以上的粘度的高粘度的涂布液的情况下,难以经由脱气装置在线连续脱气,一般,用间歇方式进行脱气、脱泡处理。
如上所述,用间歇方式将高粘度的涂布液脱气、脱泡处理时,可以将大量的高粘度的涂布液一下子进行脱气、脱泡处理,但这样脱气、脱泡的涂布液不会一齐使用。在该情况下,以如下方式构成:如上所述脱气、脱泡的涂布液暂时在缓冲罐等贮存罐中贮存,这样贮存的涂布液刚好在涂布之前经由泵输送到泵组罐等中,之后,供给涂布头。如上所述,高粘度的涂布液以间歇方式脱气、脱泡时,在供给涂布头之前,经多个罐输送,另外,由于使用泵输送涂布液,恐怕存在气泡在涂布液中溶解的可能。
气泡溶解于涂布液中时,气泡残留于用涂布头涂布而形成的粘合剂层中,外观变差,另外,粘合剂层的厚度产生不均匀。另外,在粘合剂层干燥之后,气泡残留。为了消除该问题,有必要将涂布液中溶解的空气再次脱气、脱泡,同时,对脱气、脱泡后的涂布液进行严格管理,在该情况下,进行额外的脱气、脱泡处理,在工序上产生了大的损耗。
在本发明中,即使以间歇方式进行脱气、脱泡处理的情况下,在输送粘合剂涂布液时,能可靠地防止气泡混入、溶解在粘合剂涂布液中,且可以形成上述粘合剂层。
可以按一系列工序进行前述工序(1)至工序(3),优选的是,进行前述脱泡处理工序(1)的脱泡装置的罐与用于向前述涂布工序(2)供给粘合剂涂布液的泵组罐经由连接管连接,前述进行过脱泡处理工序(1)的粘合剂涂布液利用各罐内的压力差,从脱泡装置输送到泵组罐中。另外,脱泡装置的罐与泵组罐之间可以有缓冲罐且可以有连接管,在该情况下,优选的是,粘合剂涂布液利用从脱泡装置到泵组罐的各罐内的压力差从脱泡装置输送到泵组罐中。
以下参照附图详细说明在形成本发明的粘合剂层时对粘合剂涂布液实施的脱泡处理工序(1)以及从脱泡处理工序(1)到涂布工序(2)的减压输送方法工序。图1所示为本实施方式的粘合剂涂布液的涂布系统的示意说明图,是脱泡装置的罐与泵组罐之间有缓冲罐且有连接管的情况。另外,在图1中,示出了设置一个缓冲罐的情况,但可以设置多个缓冲罐。在设置多个缓冲罐时,缓冲罐之间经由连接管连接,设定各压力以使得输送的缓冲罐和连接管内的压力比输送粘合剂涂布液的缓冲罐的压力小1kPa~50kPa,与前述同样地利用各缓冲罐内的压力差来输送粘合剂涂布液。该减压输送的涂布系统适合于粘合剂涂布液为水分散型粘合剂的情况。
在图1中,粘合剂涂布系统S基本上如下构成:以间歇方式进行投入到密闭罐11内的含有粘合剂的粘合剂涂布液2的脱泡处理的脱泡装置1,具有将在密闭罐11内脱泡的粘合剂涂布液2暂时贮存的密闭罐31的缓冲罐3,具有为了用于涂布而贮存从缓冲罐3的密闭罐31输送的粘合剂涂布液2的密闭罐51的泵组罐5,经由过滤器93将粘合剂涂布液2从泵组罐5的密闭罐51输送到涂布装置94的送液泵92,以及对脱泡装置1的密闭罐11、缓冲罐3的密闭罐31、泵组罐5的密闭罐51等进行减压的真空泵7。
在此处,脱泡装置1的密闭罐11与缓冲罐3的密闭罐31经由连接管4连接,通过所述连接管4,在密闭罐11侧安装排液阀14,在缓冲罐3的密闭罐31侧安装开闭阀41。另外,缓冲罐3的密闭罐31与泵组罐5的密闭罐51经由连接管6连接,通过所述连接管6,在缓冲罐3的密闭罐31侧安装排液阀33,在泵组罐5的密闭罐51侧安装开闭阀61。此外,在泵组罐5的下游侧安装排液阀53,与泵92连接。
另外,脱泡装置1的密闭罐11经由真空阀16,再通过吸引管8与真空泵7连接,另外,缓冲罐3的密闭罐31经由真空阀35,再通过吸引管8与真空泵7连接。进一步,泵组罐5的密闭罐51经由真空阀55,再通过吸引管8与真空泵7连接。
脱泡装置1具有密闭罐11,在所述密闭罐11内配设用于搅拌粘合剂涂布液2的搅拌叶片12。在密闭罐11的上部设置压力计13、泄漏阀15和安装于吸引管8的真空阀16。脱泡装置1的密闭罐11内的压力通过操纵和调整泄漏阀15和真空阀16的开度来调整。另外,将粘合剂涂布液2供给密闭罐11的装料罐91经由连接管96与脱泡装置1的密闭罐11连接,从装料罐91供给密闭罐11的粘合剂涂布液2的量通过控制开闭阀95的开闭来调整。
缓冲罐3具有密闭罐31,在所述密闭罐31的上部设置压力计32、泄漏阀34和安装于吸引管8的真空阀35。密闭罐31内的压力通过操纵和调整泄漏阀34和真空阀35的开度来调整。
泵组罐5具有密闭罐51,所述密闭罐51的上部设置压力计52、泄漏阀54和安装于吸引管8的真空阀55。密闭罐51内的压力通过操纵和调整泄漏阀54和真空阀55的开度来调整。
接着,根据图2说明用如上所述构成的粘合剂涂布系统S进行的处理操作。图2所示为用粘合剂涂布系统进行的处理操作的流程图。
首先,通过打开开闭阀95,粘合剂涂布液2从装料罐91投入到脱泡装置1的密闭罐11内(S1)。接着,用脱泡装置1进行粘合剂涂布液2的脱泡处理工序(1)(S2)。在所述脱泡时,真空阀16为开放状态,其他的泄漏阀15、开闭阀95、排液阀14为关闭状态。而且,通过真空泵7对密闭罐11内进行减压,同时,进行搅拌叶片12的旋转。由此,进行粘合剂涂布液2的脱泡处理。脱泡处理工序(1)通过将脱泡装置1的密闭罐11内减压至10kPa左右以下,优选5kPa以下,进一步优选2kPa以下来进行。
前述脱泡处理结束之后,停止搅拌叶片12的旋转,调整泄漏阀15的开度,将密闭罐11内的压力调整至规定的设定压力(S3)。此后,所有阀门设为关闭状态,脱泡装置1内保持为密闭系统。
接着,构成缓冲罐3的密闭罐31中设置的真空阀35和开闭阀41设为开放状态,经由真空泵7,对密闭罐31和连接管4进行减压。此时,减压的程度是用于确定送液系统内的残留空气量、防止气泡混入到粘合剂涂布液2内的重要因素,在本实施方式的减压输送装置中,绝对压力为50kPa以下,优选为20kPa以下,更优选为7kPa以下。送液路径中存在空气时,因此产生了气液界面,通过粘合剂涂布液2的移动,气泡引入到粘合剂涂布液2内部的可能性增高,因此,如上所述,有必要对送液系统内进行减压。另外,根据粘合剂涂布液2的性质的不同饱和蒸气压不同,因此,有必要依赖于送液时的温度而设定送液系统内的压力以使得粘合剂涂布液2不沸腾。
另外,通过操纵和调整泄漏阀34的开度,将密闭罐31和连接管4内调整至规定的设定压力(S4)。在该调整状态下,在密闭罐11的下游侧,安装于连接管4的排液阀14设为开放状态。此时,脱泡装置1的密闭罐11与缓冲罐3的密闭罐31和连接管4之间产生压力差,根据所述压力差,开始将粘合剂涂布液2从密闭罐11输送到密闭罐31中(S5)。此时,如上所述,通过压力差输送粘合剂涂布液2时,为了控制送液流量,送液的上游部与下游部的压力差成为重要的因素,例如,在本实施方式中,期望处于1kPa~50kPa的范围,进一步期望处于5kPa~20kPa的范围。在这里,压力差过大时,液流量增大,结果,气液界面的变动变快,容易引入气泡。在本实施方式的情况下,压力差达到50kPa以上时,气泡混入到粘合剂涂布液2内的情况增多,另外,压力差为1kPa以下时,送液流量变得极小,不适于生产。
在前述粘合剂涂布液2的输送中,通过调整脱泡装置1侧的泄漏阀15和缓冲罐3侧的泄漏阀34的开度,将脱泡装置1的密闭罐11与缓冲罐3的密闭罐31内分别调整至规定的设定压力(S6)。此时,粘合剂涂布液2从密闭罐11完全退出之前,排液阀14和开闭阀41设为关闭状态。由此,可以防止因粘合剂涂布液2完全退出时产生的空气流而混入气泡。
在此处,将输送到缓冲罐3的密闭罐31内的粘合剂涂布液2在密闭罐31内保存时,密闭罐31内可以为开放系统,也可以为密闭系统。另外,即使在密闭系统的情况下,缓冲罐3的密闭罐31内可以为常压,也可以为减压。其中,如果密闭罐31内为减压状态,可以促进静置脱泡。
接着,构成泵组罐5的密闭罐51的真空阀55和开闭阀61设为开放状态,经由真空泵7对密闭罐51和连接管6进行减压。另外,通过操纵和调整泄漏阀54的开度,能将密闭罐51和连接管6内调整至规定的设定压力(S7)。在该调整状态下,在密闭罐31的下游侧,安装于连接管6的排液阀33设为开放状态。此时,密闭罐31与密闭罐51和连接管6之间产生压力差,根据所述压力差,粘合剂涂布液2开始从密闭罐31输送到密闭罐51中(S8)。在该情况下,与上述同样地,送液的上游部与下游部的压力差理想地为1kPa~50kPa的范围,更理想地为5kPa~20kPa的范围。
在前述粘合剂涂布液2的输送中,通过调整缓冲罐3侧的泄漏阀34和泵组罐5侧的泄漏阀54的开度,缓冲罐3的密闭罐31与泵组罐5的密闭罐51内分别被调整至规定的设定压力。此时,在粘合剂涂布液2从密闭罐31完全退出之前,排液阀33和开闭阀61设为关闭状态。由此,可以防止因粘合剂涂布液2完全退出时产生的空气流而混入气泡。
如上所述,将粘合剂涂布液2输送到泵组罐5的密闭罐51中之后,排液阀53设为开放状态,同时,驱动送液泵92。由此,粘合剂涂布液2经由过滤器93从送液泵92输送到涂布装置94中。在涂布装置94中,实施在支撑基材的单面或双面涂布粘合剂涂布液2的工序(2),接着,实施将涂布的粘合剂涂布液2干燥而形成粘合剂层的工序(3)(S9)。其中,水分散型粘合剂2至涂布装置94的输送优选首先让水在过滤器93中流过,除去过滤器93的气泡,进一步使水分散型粘合剂2在密闭罐51中循环1~3小时左右,用水分散型粘合剂2置换过滤器93内的水之后进行。另外,虽然在图1中没有记载,水分散型粘合剂2的循环可以如下进行:在连接过滤器93与涂布装置94的送液管中设置阀门,且设置从该送液管分出并与密闭罐51连接的循环管,通过前述阀门的开闭来进行循环,或者使可拆卸的送液管直接连接于密闭罐51来进行。
其中,前述系统中的真空泵7、各种阀门的操作可以确认各压力计13、32、52的指针来手动进行,另外,可以根据基于各压力计13、32、52的指针的控制,通过遥控指示自动进行。另外,真空泵7可以为1个也可以为多个。
接着,如上所述,说明从粘合剂涂布液2的脱泡前至涂布时的粘合剂涂布液2中的溶解氧浓度的测定。在此处,着眼于粘合剂涂布液2中的溶解氧浓度的理由是,在空气溶解于粘合剂涂布液2中的情况下,在粘合剂涂布液2的干燥时,空气作为气泡产生,因该气泡而发生了各种问题,因此需要在脱泡到涂布之间严格管理粘合剂涂布液2的溶解氧浓度。其中,关于进行粘合剂涂布液2中溶解的空气量的定量,一般使用溶解氧浓度来表示粘合剂涂布液2中溶解的空气量。
粘合剂涂布液2中的溶解氧浓度在脱泡装置1中进行脱泡处理工序(1)之前(脱泡前)、进行脱泡处理之后(脱泡后)测定。在图1中,输送到缓冲罐3的密闭罐31中之后(输送后)测定。另外,涂布的粘合剂涂布液2的溶解氧浓度在涂布工序(2)之前测定。本发明中的粘合剂涂布液2的溶解氧浓度的测定具体地按照实施例的记载来进行。
如图1所示,在脱泡装置1的密闭罐11的底部配置溶解氧测定器100,经由所述溶解氧测定器100,可以在粘合剂涂布液2投入到密闭罐11内的脱泡前和粘合剂涂布液2的脱泡后测定粘合剂涂布液2的溶解氧浓度。另外,水分散型粘合剂2的溶解氧浓度的测定可以通过在脱泡前和脱泡后将水分散型粘合剂2作为样品取出到系统外,用测定器来测定。
另外,如图1所示,在缓冲罐3的密闭罐31的底部配置溶解氧测定器101,经由所述溶解氧测定器101,可以测定将粘合剂涂布液2输送到缓冲罐3中之后的粘合剂涂布液2的溶解氧浓度。与上述同样地,水分散型粘合剂2的溶解氧浓度的测定可以通过将水分散型粘合剂2作为样品取出到系统外,用测定器来测定。
此外,如图1所示,在泵组罐5的密闭罐51的底部配置溶解氧测定器102,经由所述溶解氧测定器102,在涂布工序(2)之前,可以测定粘合剂涂布液2的过滤器循环前和循环后的溶解氧浓度。此外,在涂布工序(2)之前,提取多个粘合剂涂布液样品,可以测定各粘合剂涂布液样品的溶解氧浓度以及涂布工序(2)之后的最终溶解氧浓度。另外,在图1中,在该涂布工序(2)之前的粘合剂涂布液2的溶解氧浓度是通过在涂布装置94跟前(涂布机附近的地点)对粘合剂涂布液2取样后测定的值。另外,涂布工序(2)之后的粘合剂涂布液2的溶解氧浓度是在涂布结束时对涂布装置94跟前(涂布机附近的地点)残留的粘合剂涂布液2取样后测定的值。
接着,说明上述涂布工序(2)和粘合剂层的形成工序(3)。通过这些工序,获得了在光学薄膜上形成粘合剂层的粘合型光学薄膜。支撑基材可以使用各种材料,例如可列举出光学薄膜、隔离膜。
在支撑基材为隔离膜时,例如将前述粘合剂涂布液涂布于隔离膜等上,干燥,形成粘合剂层。通过将在前述隔离膜上形成的粘合剂层转印到光学薄膜上,可获得粘合型光学薄膜。在使用光学薄膜作为支撑基材时,直接在光学薄膜上涂布前述粘合剂涂布液,干燥,在光学薄膜上形成粘合剂层,可获得粘合型光学薄膜。
在涂布工序(2)中,可使用各种方法。具体而言,可列举出例如辊涂法、辊舔式涂布法、照相凹版涂布法、逆向涂布法、辊刷法、喷涂法、浸入辊涂布法、棒涂法、刮刀涂布法、气刀涂布法、幕涂法、模唇涂布法、利用模头涂布机等的挤出涂布法等方法。
另外,在粘合剂层的形成工序(3)中,可采用适应粘合剂涂布液的通常条件。例如对于水分散型粘合剂,可采用干燥温度(例如40~150℃)、干燥时间(20秒~30分钟)。对于有机溶剂型粘合剂,可采用干燥温度(例如40~200℃)、干燥时间(20秒~30分钟)。另外,使用辐射线固化型的前述粘合剂时,在前述干燥工序的同时,或在干燥工序之后,照射电子束(加速电压5~300kV)、紫外线(例如100~500mJ/m2)等辐射线。
对粘合剂层的厚度没有特别限制,例如为1~100μm左右。优选为5~50μm,更优选为10~30μm。
作为隔离膜的构成材料,例如可列举出聚乙烯、聚丙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚酯薄膜等塑料薄膜,纸、布、无纺布等多孔材料,网、发泡薄片、金属箔和它们的层压体等适当的薄层体等,从表面平滑性优异的观点来看,优选使用塑料薄膜。
对该塑料薄膜没有特别限制,只要是可保护前述粘合剂层的薄膜即可,例如可列举出聚乙烯薄膜、聚丙烯薄膜、聚丁烯薄膜、聚丁二烯薄膜、聚甲基戊烯薄膜、聚氯乙烯薄膜、氯乙烯共聚物薄膜、聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜、聚对苯二甲酸丁二醇酯薄膜、聚氨酯薄膜、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物薄膜等。
前述隔离膜的厚度通常为5~200μm,优选为5~100μm左右。根据需要,还可以对前述隔离膜进行利用有机硅系、氟系、长链烷基系或脂肪酸酰胺系脱模剂、硅石粉等的脱模和防污处理或涂布型、混合型、蒸镀型等抗静电处理。尤其,通过对前述隔离膜的表面适当进行有机硅处理、长链烷基处理、氟处理等剥离处理,从而可以更加提高从前述粘合剂层剥离的剥离性。
在前述粘合剂层露出的情况下,在实用之前,可以用隔离膜保护粘合剂层。另外,在制作上述粘合部件时使用的剥离处理过的薄片可以直接作为粘合型光学薄膜的隔离膜使用,可实现工序上的简化。
另外,在支撑基材为光学薄膜的情况下,为了提高光学薄膜表面与粘合剂层之间的密合性,可以形成锚固层,或者可以在实施电晕处理、等离子处理等各种粘合改进处理之后形成粘合剂层。另外,可以对粘合剂层的表面进行粘合改进处理。
作为上述锚固层的形成材料,优选使用选自聚氨酯、聚酯、分子中含有氨基的聚合物类中的锚固剂,特别优选是分子中含有氨基的聚合物类。分子中含有氨基的聚合物类由于分子中的氨基显示了与粘合剂中的羧基等反应或离子性相互作用等相互作用,因此可确保良好的密合性。
作为分子中含有氨基的聚合物类,例如可列举出聚乙烯亚胺、聚烯丙基胺、聚乙烯胺、聚乙烯吡啶、聚乙烯吡咯烷酮、丙烯酸二甲基氨基乙酯等含氨基单体的聚合物等。
作为光学薄膜,使用用于形成液晶显示装置等图像显示装置的薄膜,对其种类没有特别限制。例如,作为光学薄膜,可列举出偏光板。偏光板一般使用在偏振片的单面或双面具有透明保护薄膜的材料。
对偏振片没有特别限制,可以使用各种偏振片。作为偏振片,例如可列举出使碘、二色性染料的二色性物质在聚乙烯醇系薄膜、部分缩甲醛化聚乙烯醇系薄膜、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物系部分皂化薄膜等亲水性高分子薄膜上吸附,进行单轴拉伸而获得的偏振片,聚乙烯醇的脱水处理物、聚氯乙烯的脱盐酸处理物等聚烯烃系取向薄膜等。在这些当中,优选的是由聚乙烯醇系薄膜与碘等二色性物质构成的偏振片。对这些偏振片的厚度没有特别限制,通常为5~80μm左右。
用碘染色聚乙烯醇系薄膜并单轴拉伸而得的偏振片例如可以通过将聚乙烯醇浸渍在碘的水溶液中进行染色,并拉伸至原长度的3~7倍来制作。根据需要,还可以在可含有硼酸、硫酸锌、氯化锌等的碘化钾等的水溶液中浸渍。此外,根据需要,可以在染色前将聚乙烯醇系薄膜浸渍在水中进行水洗。通过将聚乙烯醇系薄膜水洗,可以洗去聚乙烯醇系薄膜表面的污渍、防粘连剂,此外通过使聚乙烯醇系薄膜溶胀,也可有效防止染色不匀等不均匀。拉伸可以在用碘染色之后进行,也可以在染色的同时进行拉伸,另外也可以在拉伸之后用碘染色。也可以在硼酸、碘化钾等的水溶液、水浴中进行拉伸。
作为构成透明保护薄膜的材料,例如可以使用透明性、机械强度、热稳定性、水分遮断性、各向同性等优异的热塑性树脂。作为这种热塑性树脂的具体例子,可列举出三乙酰纤维素等纤维素树脂、聚酯树脂、聚醚砜树脂、聚砜树脂、聚碳酸酯树脂、聚酰胺树脂、聚酰亚胺树脂、聚烯烃树脂、(甲基)丙烯酸类树脂、环状聚烯烃树脂(降冰片烯系树脂)、聚芳酯树脂、聚苯乙烯树脂、聚乙烯醇树脂以及它们的混合物。另外,在偏振片的一侧,通过粘接剂层贴合透明保护薄膜,在另一侧,可以使用(甲基)丙烯酸系、氨基甲酸酯系、丙烯酸氨基甲酸酯系、环氧系、有机硅系等的热固化性树脂或紫外线固化型树脂作为透明保护薄膜。透明保护薄膜中可以含有一种以上的任意适当的添加剂。作为添加剂,例如可列举出紫外线吸收剂、抗氧化剂、润滑剂、增塑剂、脱模剂、防着色剂、阻燃剂、成核剂、抗静电剂、颜料、着色剂等。透明保护薄膜中的上述热塑性树脂的含量优选为50~100重量%,更优选为50~99重量%,进一步优选为60~98重量%,特别优选为70~97重量%。在透明保护薄膜中的上述热塑性树脂的含量为50重量%以下时,有可能不能充分表现热塑性树脂固有的高透明性等。
另外,作为光学薄膜,例如可列举出反射板、半透射板、相位差板(包括1/2、1/4等波长板)、视觉补偿薄膜、增光膜等用于形成液晶显示装置等的、构成光学层的薄膜。它们可以单独作为光学薄膜使用,此外,可以在实际使用时在前述偏光板上层叠一层或两层以上来使用。
在偏光板上层叠前述光学层的光学薄膜也可以在液晶显示装置等的制造过程中以依次各自层叠的方式来形成,但预先层叠而形成光学薄膜的方法具有品质的稳定性、组装作业等优良且可改善液晶显示装置等的制造工序的优点。层叠可以使用粘合层等适当的粘接手段。在将前述偏光板与其他光学层粘接时,它们的光学轴可以根据目标相位差特性等来形成适当的配置角度。
本发明的粘合型光学薄膜可以优选用于形成液晶显示装置等各种图像显示装置等。液晶显示装置的形成可以按照现有方法进行。即,通常,液晶显示装置可通过适当地组装液晶单元等显示面板和粘合型光学薄膜以及视需要而定的照明系统等构成部件并装入驱动电路等来形成,在本发明中,除了使用根据本发明的粘合型光学薄膜这一点以外,没有特别限定,可以根据现有方法来形成。对于液晶单元来说,例如可以使用TN型、STN型、π型、VA型、IPS型等任意类型的液晶单元。
可以形成在液晶单元等显示面板的单侧或双侧配置有粘合型光学薄膜的液晶显示装置、在照明系统中使用背光灯或反射板的装置等适宜的液晶显示装置。在该情况下,根据本发明的光学薄膜可以在液晶单元等显示面板的单侧或双侧上设置。在双侧设置光学薄膜的情况下,它们可以是相同的,也可以是不同的。此外,在液晶显示装置形成时,可以在适当位置配置一层或两层以上的例如漫射板、防眩层、防反射膜、保护板、棱镜阵列、透镜阵列片、光漫射板、背光灯等适当的部件。
实施例
以下通过实施例来具体地说明本发明,但本发明不受这些实施例限制。另外,各例中的份和%均为重量基准。
实施例1
(水分散型粘合剂的制备)
在设有冷却管、氮气导入管、温度计和搅拌装置的反应容器中,加入30份水和0.3份过硫酸铵,在搅拌下氮气置换1小时。此时的水溶液的溶解氧浓度为0.2mg/L。在80℃下经3小时在以上容器中滴加用70份水将95份丙烯酸丁酯、5份丙烯酸和作为乳化剂的1.0份(按固体成分换算)聚氧亚乙基月桂基醚硫酸铵(第一工业制药(株)的商品名“HITENOL LA-16”)乳化而获得的物质,进一步在80℃下进行2小时熟成。此后,冷却至室温,用10重量%氨水调整至pH8,获得固体成分39%的丙烯酸系共聚物乳液。其中,本乳液聚合时的溶解氧浓度在熟成完成阶段之前的任何工序中均为0.2mg/L。此后,冷却,不进行氮气置换,进行中和工序。这样,所得丙烯酸系共聚物乳液的溶解氧浓度为6.50mg/L。在该丙烯酸系共聚物乳液中相对于100份其固体成分(丙烯酸系共聚物)混合作为含有噁唑啉基的水溶性交联剂的0.1份(按固体成分换算)(株)日本触媒的商品名“EpocrosWS-700”(噁唑啉基当量:220g·固体/eq.),制备水分散型丙烯酸系粘合剂(包括交联剂在内的粘合剂的固体成分39%,粘度6000mPa·s)。
(水分散型粘合剂的脱泡处理)
按照图1,进行下述操作。首先,将上述水分散型粘合剂(80kg)2投入到脱泡装置1的密闭罐11内。在该状态下,对水分散型粘合剂2进行取样,经由溶解氧测定器100测定脱泡前的溶解氧浓度,结果为7.25mg/L。
对投入到密闭罐11内的水分散型粘合剂2进行30分钟脱泡处理。在这里,脱泡时,真空阀16设为开放状态,另外,其他与脱泡装置1连接的阀门全部设为关闭状态,将密闭罐11的内部压力设定为10kPa,通过使搅拌叶片12旋转进行减压脱泡。此后,将脱泡装置1的密闭罐11内的水分散型粘合剂2输送到缓冲罐3的密闭罐31中,接着,输送到泵组罐5的密闭罐51中。其中,在前述各输送工序中,利用各罐之间的压力差来输送水分散型粘合剂2。另外,通过送液泵92将输送到上述密闭罐51中的水分散型粘合剂2输送到涂布装置94中,形成粘合剂层。
其中,溶解氧浓度的测定如下进行:将取样的水分散型粘合剂(约150ml)投入到200ml的广口玻璃瓶中,在其中,使用溶解氧浓度计(Dissolved Oxgen Meter/model,Thermo ElectronCo.),投入其电极,边慢慢地搅拌边测量。测定温度为26℃。其他的溶解氧浓度的测定也同样进行。
(粘合剂层的形成和粘合型偏光板的制作)
通过模头涂布机,将上述输送的水分散型粘合剂2涂布于剥离处理过的由聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜(厚度38μm)构成的隔离膜的表面上,使得干燥后的厚度为20μm,之后,在120℃下干燥5分钟,形成粘合剂层。将该粘合剂层转印到偏光板(日东电工公司制造,3G-DU)上,获得粘合型偏光板。其中,所涂布的水分散型粘合剂2中的溶解氧浓度为2.98mg/L。该刚涂布之前的水分散型粘合剂2的溶解氧浓度在涂布装置94的跟前(涂布机附近的地点)对水分散型粘合剂2取样后测定。
实施例2~6、比较例1~4
除了在实施例1中如表1所示那样改变对水分散型粘合剂的脱泡处理条件以外,与实施例1同样地获得粘合型偏光板。
实施例7
(有机溶剂型粘合剂的制备)
在设有冷却管、氮气导入管、温度计和搅拌装置的反应容器中,与醋酸乙酯一起添加100份丙烯酸丁酯、5份丙烯酸、0.075份丙烯酸2-羟乙酯和0.3份2,2’-偶氮二异丁腈,制备溶液。接着,在该溶液中吹入氮气的同时进行搅拌,在60℃下反应4小时,获得含有重均分子量220万的丙烯酸系聚合物的溶液。进一步,在含有该(甲基)丙烯酸系聚合物的溶液中添加醋酸乙酯,获得固体成分浓度调整至30%的丙烯酸系聚合物溶液(A)。
相对于前述丙烯酸系聚合物溶液(A)的固体成分100份,依次配混作为交联剂的0.6份以具有异氰酸酯基的化合物为主成分的交联剂(日本聚氨酯(株)制造,商品名“CORONATE L”)和作为硅烷偶联剂的0.075份的γ-环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷(信越化学工业(株)制造,商品名“KMB-403”),制备有机溶剂型粘合剂。
(有机溶剂型粘合剂的脱泡处理和粘合剂层的形成)
除了在实施例1中使用上述制备的有机溶剂型粘合剂代替水分散型粘合剂以外,与实施例1同样地进行脱泡处理、输送处理,然后与实施例1同样地形成粘合剂层。另外,与实施例1同样地,将该粘合剂层转印到偏光板(日东电工公司制造,3G-DU)上,获得粘合型偏光板。
实施例8~11、比较例5~6
除了在实施例7中如表2所示改变有机溶剂型粘合剂的脱泡处理条件以外,与实施例7同样地,获得粘合型偏光板。
实施例12
(辐射线固化型的有机溶剂型粘合剂的制备)
相对于用与实施例7同样的方法制备的丙烯酸系聚合物溶液(A)的固体成分100份,添加4.5份甲基丙烯酸缩水甘油酯和作为催化剂的0.3份月桂酸二丁基锡,在常温常压下反应24小时,获得在前述丙烯酸系聚合物(A)中引入了甲基丙烯酰基的辐射线固化性基础聚合物。相对于该辐射线固化性基础聚合物的固体成分100份,配混0.4份光聚合引发剂(1-羟基环己基苯基酮),制备辐射线固化型的有机溶剂型粘合剂。
(辐射线固化型的有机溶剂型粘合剂的脱泡处理和粘合剂层的形成)
除了在实施例1中使用上述制备的辐射线固化型的有机溶剂型粘合剂代替水分散型粘合剂以外,与实施例1同样地进行脱泡处理、输送处理,然后,进行与实施例1同样的操作。此外,从隔离膜侧照射紫外线(高压汞灯120W灯,照射距离10cm,线速度5m/min),形成粘合剂层。另外,与实施例1同样地,将该粘合剂层转印到偏光板(日东电工公司制造,3G-DU)上,获得粘合型偏光板。
实施例13~16、比较例7~8
除了如表3所示改变实施例12中辐射线固化型的有机溶剂型粘合剂的脱泡处理的条件以外,与实施例12同样地,获得粘合型偏光板。
对上述实施例和比较例中获得的粘合型偏光板进行以下的评价。评价结果示于表1至表3中。
<加热耐久性>
将粘合型偏光板(15英寸大小)贴附在无碱玻璃(Corning1737,厚度0.7mm)上,在50℃、0.5MPa的高压釜中进行15分钟处理。接着,将该样品在80℃的条件下进行500小时的处理。根据下述基准,用光学显微镜观察处理过的样品(粘合型偏光板的粘合剂层)的气泡产生程度,确认其个数和大小,按照下述基准评价(其中,排除自处理前存在的气泡来进行评价。)
5:在1cm2中无最大长度100μm以上的气泡。
4:在1cm2中5个以下最大长度100μm以上的气泡。
3:在1cm2中6个~10个最大长度100μm以上的气泡。
2:在1cm2中11个~100个最大长度100μm以上的气泡。
1:在1cm2中101个以上最大长度100μm以上的气泡。
<加湿耐久性>
将粘合型偏光板(15英寸大小)贴附在无碱玻璃(Corning1737,厚度0.7mm)上,在50℃、0.5MPa的高压釜中进行15分钟处理。接着,将该样品在60℃、95%R.H.的环境下进行500小时的处理。目视确认处理过的样品的粘合型偏光板与无碱玻璃之间的剥离程度,根据下述基准评价。
5:未发生剥离。
4:在距粘合型偏光板的端部0.1mm以内的部位发生剥离。
3:在距粘合型偏光板的端部0.5mm以内的部位发生剥离。
2:在距粘合型偏光板的端部1.0mm以内的部位发生剥离。
1:在距粘合型偏光板的端部1.0mm以上的部位发生剥离。
<对比度>
从包括VA模式的液晶单元的市售的液晶显示装置(索尼公司制造,40英寸液晶电视,商品名“BraviaKDL-46V1”)取出液晶面板,除去所有在液晶单元的上下配置的偏光板等光学薄膜。对该液晶单元的玻璃板的表面和背面进行洗涤,获得液晶单元A。将实施例和比较例中获得的粘合型偏光板的粘合剂层侧贴合在该液晶单元A的观看侧上,使得偏光板的吸收轴方向与液晶单元A的长边方向基本上平行。接着,将与上述相同的实施例和比较例中获得的粘合型偏光板的粘合剂层侧贴合在液晶单元A的与观看侧相反一侧(背灯侧)上,使得偏光板的吸收轴方向与液晶单元A的长边方向基本上正交。以此作为液晶面板A。液晶面板A的观看侧的粘合型偏光板与背灯侧的粘合型偏光板的各偏光板的吸收轴方向基本上正交。将液晶面板A与原来的液晶显示装置的背灯单元结合,制作液晶显示装置A。
《对比度的测定》
液晶显示装置A的正面方向的对比度的测定方法:在23℃的暗室中点亮背灯之后经过30分钟之后,使用TopconCorporation制造的商品名“BM-5”,将透镜配置在面板上方的50cm位置上,测定显示白图像和黑图像时的XYZ显示体系的Y值。由白图像的Y值(YW:白亮度)和黑图像的Y值(YB:黑亮度)算出正面方向的对比度“YW/YB”。
对比度优选为2600以上,2700以上,2800以上,2900以上,更优选为3000以上。
表1
表2
表3
Claims (10)
1.一种粘合型光学薄膜,其特征在于,该粘合型光学薄膜在光学薄膜的至少一侧层叠有粘合剂层,
所述粘合剂层是通过涂布进行过脱泡处理后的溶解氧浓度为0.92~3mg/L的粘合剂涂布液之后干燥而形成的,
所述粘合剂涂布液为由在水中至少分散含有基础聚合物的分散液形成的水分散型粘合剂。
2.根据权利要求1所述的粘合型光学薄膜,其特征在于,所述水分散型粘合剂的溶解氧浓度为0.92~2mg/L。
3.根据权利要求1所述的粘合型光学薄膜,其特征在于,所述水分散型粘合剂的溶解氧浓度为0.92~1mg/L。
4.根据权利要求1所述的粘合型光学薄膜,其特征在于,所述水分散型粘合剂中的基础聚合物为(甲基)丙烯酸系聚合物。
5.根据权利要求4所述的粘合型光学薄膜,其特征在于,作为所述基础聚合物的(甲基)丙烯酸系聚合物通过乳液聚合来获得。
6.一种粘合型光学薄膜,其特征在于,该粘合型光学薄膜在光学薄膜的至少一侧层叠有粘合剂层,
所述粘合剂层是通过涂布进行过脱泡处理的溶解氧浓度为0.54~3mg/L的粘合剂涂布液之后干燥而形成的,
所述粘合剂涂布液为由在有机溶剂中至少溶解有基础聚合物的溶液形成的有机溶剂型粘合剂。
7.根据权利要求6所述的粘合型光学薄膜,其特征在于,所述有机溶剂型粘合剂的溶解氧浓度为0.54~2mg/L。
8.根据权利要求6所述的粘合型光学薄膜,其特征在于,所述有机溶剂型粘合剂的溶解氧浓度为0.54~1mg/L。
9.一种粘合型光学薄膜的制造方法,其特征在于,其为权利要求1~8的任一项所述的粘合型光学薄膜的制造方法,该制造方法包括如下工序:
粘合剂涂布液为水分散型粘合剂的情况下,进行该粘合剂涂布液的脱泡处理以使得溶解氧浓度为0.92~3mg/L,或者粘合剂涂布液为有机溶剂型粘合剂的情况下,进行该粘合剂涂布液的脱泡处理以使得溶解氧浓度为0.54~3mg/L的工序(1);
在支撑基材的单面或双面涂布进行过脱泡处理工序(1)的粘合剂涂布液的工序(2);以及
将涂布的粘合剂涂布液干燥而形成粘合剂层的工序(3)。
10.一种图像显示装置,其特征在于,使用了至少一张权利要求1~8的任一项所述的粘合型光学薄膜。
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