JP2008180765A - 偏光フィルムの製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】偏光子を水系接着剤を介して保護フィルムに貼合する貼合工程、及び前記貼合工程で得られた貼合品を乾燥する乾燥工程を有する偏光フィルムの製造方法において、前記乾燥工程が、前記貼合工程終了時から70秒までの温度範囲を40℃以下となる条件で前記貼合品を乾燥させる乾燥第1工程、及び、前記乾燥第1工程で得られた予備乾燥品を20〜60℃の温度範囲となる条件で完全乾燥させる乾燥第2工程を有することを特徴とする偏光フィルムの製造方法。
【選択図】図1
Description
水系接着剤の水分を乾燥する際の温度としては60℃に調整することが特許文献1に開示されている。
本発明の目的は、偏光フィルムを裁断する際に裁断端辺に微小な割れ及び反りが抑制された偏光フィルムの製造方法を提供することである。
本発明の前半の工程は、偏光子を水系接着剤を介して保護フィルムに貼合する貼合工程(以下、貼合工程という場合がある)である。貼合工程に用いられる偏光子とは、ポリビニルアルコール系の樹脂、ポリ酢酸ビニル樹脂、エチレン/酢酸ビニル(EVA)樹脂、ポリアミド樹脂、ポリエステル樹脂等の樹脂製偏光子基材に、二色性染料又はヨウ素を吸着配向させたものである。
ここで、ポリビニルアルコール系の樹脂には、ポリ酢酸ビニルの部分又は完全ケン化物であるポリビニルアルコール;ケン化EVA樹脂などの酢酸ビニルと他の共重合可能な単量体(例えば、エチレンやプロピレンのようなオレフィン類、クロトン酸やアクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸のような不飽和カルボン酸類、不飽和スルホン酸類、ビニルエーテル類等)との共重合体のケン化物;ポリビニルアルコールをアルデヒドで変性したポリビニルホルマールやポリビニルアセタール等が包含される。偏光子基材としては、ポリビニルアルコール系の樹脂のフィルム、特にポリビニルアルコール自体のフィルムが、染料の吸着性及び配向性の観点から好適に用いられる。
二色性染料としては、「液晶表示装置用二色性色素の開発」(栢根ら、住友化学、2002−II、23〜30頁)に記載されている化合物が挙げられる。
(式中、Meは銅原子、ニッケル原子、亜鉛原子および鉄原子から選ばれる金属原子を示す。A1は置換されていてもよいフェニル基または置換されていてもよいナフチル基を示す。B1は置換されていてもよいナフチル基を示す。R1およびR2はそれぞれ独立に炭素数1〜4のアルキル基、炭素数1〜4のアルコキシル基、カルボキシル基、スルホキシ基、スルホンアミド基、スルホンアルキルアミド基、アミノ基、アシルアミノ基、ハロゲン原子またはニトロ基を示す。)
で示される二色性染料、
(式中、A3およびB3はそれぞれ独立に置換されていてもよいフェニル基または置換されていてもよいナフチル基を示し、R3およびR4はそれぞれ独立に水素原子、炭素数1〜4のアルキル基、炭素数1〜4のアルコキシル基、カルボキシル基、スルホキシ基、スルホンアミド基、スルホンアルキルアミド基、アミノ基、ハロゲン原子またはニトロ基を示し、mは0または1を示す。)
で示される二色性染料、
Q1−N=N−Q2−X−Q3−N=N−Q4 (III)
〔式中、Q1およびQ4はそれぞれ独立に置換されていてもよいフェニル基または置換されていてもよいナフチル基を示し、Xは式(III−1)
または式(III−2)
で示される2価の残基を示す。Q2およびQ3はそれぞれ独立に置換されていてもよいフェニレン基を示す。〕
で示される二色性染料、
〔式中、Meは銅原子、ニッケル原子、亜鉛原子および鉄原子から選ばれる金属原子を示し、Q5およびQ6はそれぞれ独立に置換基を有していてもよいナフチル基を示し、Meと結合している酸素原子と−N=N−で示されるアゾ基とは、ベンゼン環上の炭素が互いに隣接位置にある炭素に結合している。Yは式(IV−1)
または、式(IV−2)
で示される2価の残基を示す。R5およびR6はそれぞれ独立に水素原子、炭素数1〜4のアルキル基、炭素数1〜4のアルコキシル基またはスルホキシ基を示す。〕
で示される二色性染料、並びに
かかる二色性染料はそれぞれ単独または2種以上を組み合わせて用いられる。
このようにして調製した染浴に偏光子基材を浸漬し染色を行う。染色温度は、好ましくは40〜80℃である。染料の配向は、染色の前の偏光フィルム基材または染色された偏光子基材を延伸することによって行われる。延伸する方法としては、例えば、湿式法または乾式法等で延伸する方法等が挙げられる。
偏光子の光線透過率、偏光度及び耐光性を向上させる目的で、ホウ酸処理等の後処理が施してもよい。ホウ酸処理は、用いる偏光子基材の種類や用いる染料の種類によって異なるが、通常、1〜15重量%、好ましくは5〜10重量%範囲の濃度に調製されたホウ酸水溶液を用いて、30〜80℃、好ましくは50〜80℃の温度範囲で偏光フィルム基材を浸漬させる。更に必要に応じて、カチオン系高分子化合物を含む水溶液でフィックス処理を併せて行ってもよい。
TACフィルムとしては、「フジタック(富士フィルム(株)の登録商標)TD80」、「同TD80UF」、「同TD80UZ」、「同TD40UZ」、コニカミノルタオプト(株)から販売されている「KC8UX2」、「KC8UY」、「KC4UY」などが市販されている。
環状シクロオレフィンフィルムとしては、例えば、登録商標ゼオノアとして日本ゼオンから、登録商標アートンとしてJSR社から市販されている。
中でも、TACフィルム、環状シクロオレフィンフィルムが光学特性の観点から好ましく、とりわけ、親水性が高いTACフィルムが好適である。
ニップロールへの接触により、水系接着剤層の厚みのムラが矯正され、偏光フィルムの表面を平滑とすることができる。
水系接着剤を塗工して得られる接着剤層の厚みとしては、通常、10nm〜25μmである。
乾燥第1工程における「前記貼合工程終了時から70秒まで」を図1を用いて具体的に説明すると、前記貼合工程におけるニップロールで終了した時点(P)をスタートとし、点線内の乾燥機に貼合品が通過する70秒間において、貼合品を40℃以下の雰囲気下で乾燥することを意味する。
通常は、乾燥機内部に貼合品が進むほど加熱されることから、Pから70秒後の乾燥機内の熱風の温度を40℃以下に調整して通風乾燥させればよい。
1平方メートル当りの含水率は、接着剤層及び保護フィルムが偏光子の両面に貼合された偏光フィルムについては、5cm×5cmのサイズに切り出した偏光フィルム(W0)を120℃の通風乾燥機内で該偏光フィルムが恒量となるまで行い、減量した偏光フィルムの重量(W1)を求め、(W0−W1)×400の値である。
温度範囲を20〜60℃に調整するには、60℃以下に調整された熱風を乾燥機内に導入して乾燥すればよい。
乾燥第2工程における乾燥時間としては、60℃に調整された熱風を乾燥機内に導入する場合、通常、180〜1,200秒程度である。
例中の粘度は、23℃55%RHにおいて振動式粘度計(株式会社 エー・アンド・デイ製 SV−10)で測定した値である。
透湿度は、JIS Z0208記載のカップ法により測定した値である。
<偏光子の製造例>
平均重合度約2,400、ケン化度99.9モル%以上で厚さ75μm のポリビニルアルコールフィルムを、乾式で約5倍に一軸延伸し、さらに緊張状態を保ったまま、60℃の純水に1分間浸漬した後、ヨウ素/ヨウ化カリウム/水の重量比が 0.05/5/100の水溶液に28℃で60秒間浸漬した。その後、ヨウ化カリウム/ホウ酸/水の重量比が8.5/8.5/100の水溶液に72℃で300秒間浸漬した。引き続き26℃の純水で20秒間洗浄した後、90℃で乾燥して、PVAにヨウ素が吸着配向された偏光子を得た。
<貼合工程>
変性ポリビニルアルコールの水溶液(日本合成化学工業株式会社製 特殊変性PVA Z200)3重量部に塩化亜鉛を0.35重量部添加した溶液Aと、別途調製された特殊変性PVA(Z200)3重量部、グリオキザール0.28重量部及び粘度調整剤としてポリビニルアルコール(クラレ株式会社製 PVA117H)3重量部を混合した溶液Bを調製し、溶液A及びBを混合して、接着剤とした。溶液A及びBを混合後60秒以内の粘度は8mPa・s(8cP)であった。
図1の装置を用いて、前記偏光子の片面(上面)に溶液A及びBの混合液を塗工し保護フィルムを貼合し、前記偏光子の残りの片面(下面)には、表面(偏光子との接着面)が自己粘着性を有するポリエチレンフィルムを2つの鏡面ロール(ニップロール)で貼合した。
該保護フィルムは、TACフィルム(富士フイルム社製 TD40UZ、厚さ40μm)の偏光子との非接着面にアクリル樹脂コートを施したものを用いた。該TACフィルムの40℃・90%RHにおける透湿度は450[g/(24h・m2)]であった。
貼合後、熱風による乾燥を行った。P(ニップロール)から70秒以内の熱風温度を37〜40℃に調整された乾燥機内で通風乾燥し(以上、乾燥第1工程)、70秒より後600秒以内においても同じく43〜47℃に調整された乾燥機内で通風乾燥し(乾燥第2工程)、含水率約2.1g/m2の偏光フィルムを得た。
図1のQまでが乾燥第1工程である。すなわち、実施例1では鏡面ロールの押し付けを3回行った。
得られた偏光フィルムを垂直落下式裁断機(萩野精機製作所製 スーパーカッターPN1-600)で裁断し、ルーペで微小な割れの発生を確認したところ、辺長さ200mm当たりの割れの発生個数は3個であった。また、偏光フィルム表面の形状を確認したところ、オレンジピールと呼ばれる凹凸の発生はなく、良好な外観を有していた。
乾燥第1工程の熱風温度を37〜40℃、乾燥第2工程の熱風温度を37〜40℃とする以外は実施例1と同様に行い、含水率約3.0g/m2の偏光フィルムを得た。
<評価>
辺長さ200mm当たりの割れの発生個数は3個であった。また、偏光フィルム表面の形状を確認したところ、オレンジピールと呼ばれる凹凸の発生はなく、良好な外観を有していた。
乾燥第1工程の熱風温度を48〜52℃、乾燥第2工程の熱風温度を48〜52℃とする以外は実施例1と同様に行い、含水率約2.6g/m2の偏光フィルムを得た。
<評価>
著しい反りが発生し、裁断機で正常に加工することができなかった。
乾燥第1工程の熱風温度を43〜47℃、乾燥第2工程の熱風温度を43〜47℃とする以外は実施例1と同様に行い、含水率2.2g/m2の偏光フィルムを得た。
<評価>
辺長さ200mm当たりの割れの発生個数は18個であった。また、偏光フィルム表面の形状を確認したところ、オレンジピールと呼ばれる凹凸の発生はなく、良好な外観を有していた。
(2)2つの鏡面ロール(ニップロール)
(3)保護フィルム
(4)偏光子
(5)通風乾燥機の一部(模式図)
Claims (6)
- 偏光子を水系接着剤を介して保護フィルムに貼合する貼合工程、及び前記貼合工程で得られた貼合品を乾燥する乾燥工程を有する偏光フィルムの製造方法において、前記乾燥工程が、前記貼合工程終了時から70秒までの温度範囲を40℃以下となる条件で前記貼合品を乾燥させる乾燥第1工程、及び、前記乾燥第1工程で得られた予備乾燥品を20〜60℃の温度範囲となる条件で完全乾燥させる乾燥第2工程を有することを特徴とする偏光フィルムの製造方法。
- 乾燥第2工程における温度範囲が、乾燥第1工程における最高温度よりも高いことを特徴とする請求項1に記載の製造方法。
- 保護フィルムとして、40℃・90%RHにおける透湿度が100[g/(24h・m2)]以上の保護フィルムを用いることを特徴とする請求項1又は2に記載の製造方法。
- 保護フィルムとして、アセチルセルロース系フィルムからなる保護フィルムを用いることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の製造方法。
- 水系接着剤として、23℃・55%RHにおける粘度が12mPa・s以下である水系接着剤を用いることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の製造方法。
- 乾燥第1工程において、貼合品を鏡面ロールに少なくとも1回、接触させることを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載の製造方法。
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