JP2011212550A - 積層フィルムの製造方法および偏光板の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】基材フィルムの一方の面にポリビニルアルコール系樹脂を含有する溶液を塗布して樹脂塗布層を形成する塗布工程と、上記樹脂塗布層を乾燥させて樹脂層を形成する乾燥工程とからなる樹脂層形成工程(S10)を有し、上記塗布工程において、上記基材フィルムの幅方向の両端から内側にそれぞれ0.5cm以上の領域において上記溶液を塗布しない未塗布部分を設ける、偏光板の製造方法である。
【選択図】図1
Description
図1は、本発明の偏光板の製造方法の第1の実施形態を示すフローチャートである。本実施形態の偏光板の製造方法は、基材フィルムの一方の表面上にポリビニルアルコール系樹脂からなる樹脂層を形成して積層フィルムとする樹脂層形成工程(S10)が存在する。この工程には、ポリビニルアルコール系樹脂溶液を塗布する塗布工程と塗布した樹脂溶液から溶媒を乾燥させて積層フィルムとする乾燥工程が含まれる。塗布工程においては、基材フィルムの幅方向の両端から内側にそれぞれ0.5cm以上の領域において前記溶液を塗布しない未塗布部分を設ける。未塗布部分は、好ましくは、基材フィルムの両端から内側にそれぞれ20cm以下である。
図3は、本発明の偏光板の製造方法の第2の実施形態を示すフローチャートである。本実施形態の偏光板の製造方法は、第1の実施形態とは、未塗布部分を除去する除去工程(S20)と延伸工程(S30)との順番が逆になっている点のみ異なる。同一内容の工程には同一の工程符号を付して繰り返しの説明を省略するとともに、以下における詳細な説明を共通の説明とする。
(樹脂層形成工程(S10))
ここでは、基材フィルムの一方の表面上にポリビニルアルコール系樹脂からなる樹脂層を形成する。形成する樹脂層の厚みは、3μm超かつ30μm以下であることが好ましく、さらには5〜20μmが好ましい。3μm以下であると延伸後に薄くなりすぎて染色性が著しく悪化してしまい、30μmを超えると、最終的に得られる偏光フィルムの厚みが10μmを超えてしまうので好ましくない。
第1および第2の実施形態では、樹脂層形成工程(S10)で未塗布部分を設けた結果、延伸工程において端部が波打つ不具合が生じた。この波打ちを回避するために、各実施形態では、延伸工程(S30)の前(第1の実施形態)、または後(第2の実施形態)に端部の除去工程(S20)を設ける。なお、第1および第2の実施形態では、除去工程(S20)を必須の工程として示したが、未塗布部分に波打ちが生じない場合には必ずしも除去工程を行なう必要はない。除去工程は、ロールなどの長尺を連続で処理できるものが好ましい。方法としては、特に限定されるものではないが、例えば、一般にスリッターと呼ばれている方法などを好適に用いることができる。
本実施形態で用いられる基材フィルムの材料としては、たとえば、透明性、機械的強度、熱安定性、延伸性などに優れる熱可塑性樹脂が用いられる。このような熱可塑性樹脂の具体例としては、セルローストリアセテート等のセルロースエステル系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリエーテルスルホン系樹脂、ポリスルホン系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリイミド系樹脂、ポリオレフィン系樹脂、(メタ)アクリル系樹脂、環状ポリオレフィン系樹脂(ノルボルネン系樹脂)、ポリアリレート系樹脂、ポリスチレン系樹脂、ポリビニルアルコール系樹脂、およびこれらの混合物などが挙げられる。基材フィルムの材料として、セルロースエステル系樹脂、ポリオレフィン系樹脂、環状ポリオレフィン系樹脂および(メタ)アクリル系樹脂からなる群から選択される少なくともいずれか1つが含まれることが好ましい。
本実施形態の樹脂層には、ポリビニルアルコール系樹脂が用いられる。本発明に用いるポリビニルアルコール系樹脂は、ケン化度が90モル%〜100モル%のものが好適に用いられ、一部が変性されている変性ポリビニルアルコールでもよい。例えば、ポリビニルアルコール樹脂をエチレン、プロピレン等のオレフィン、アクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸等の不飽和カルボン酸、不飽和カルボン酸のアルキルエステル、アクリルアミドなどで数%ほど変性したものなどが挙げられる。ポリビニルアルコール系樹脂の平均重合度も特に限定されるものではないが、100〜10000が好ましく、1500〜10000がより好ましい。
ここでは、基材フィルムおよび樹脂層からなる積層フィルムを、積層フィルムの元長に対して、5倍超の延伸倍率となるように一軸延伸することが好ましい。好ましくは、5倍超でかつ17倍以下の延伸倍率となるように一軸延伸する。さらに好ましくは5倍超でかつ8倍以下の延伸倍率となるように一軸延伸する。延伸倍率が5倍以下だと、ポリビニルアルコール系樹脂からなる樹脂層が十分に配向しないため、結果として、偏光フィルムの偏光度が十分に高くならない。一方、延伸倍率が17倍を超えると延伸時の積層フィルムの破断が生じ易くなると同時に、積層フィルムの厚みが必要以上に薄くなり、後工程での加工性・ハンドリング性が低下するおそれがある。延伸工程(S30)における一軸延伸処理は、一段での延伸に限定されることはなく多段で行うこともできる。多段で行う場合は、延伸処理の全段を合わせて5倍超えの延伸倍率となるように延伸処理を行うことが好ましい。
ここでは、積層フィルムの樹脂層を、二色性物質で染色する。二色性物質としては、たとえば、ヨウ素や有機染料などが挙げられる。有機染料としては、たとえば、レッドBR、レッドLR、レッドR、ピンクLB、ルビンBL、ボルドーGS、スカイブルーLG、レモンイエロー、ブルーBR、ブルー2R、ネイビーRY、グリーンLG、バイオレットLB、バイオレットB、ブラックH、ブラックB、ブラックGSP、イエロー3G、イエローR、オレンジLR、オレンジ3R、スカーレットGL、スカーレットKGL、コンゴーレッド、ブリリアントバイオレットBK、スプラブルーG、スプラブルーGL、スプラオレンジGL、ダイレクトスカイブルー、ダイレクトファーストオレンジS、ファーストブラックなどが使用できる。これらの二色性物質は、一種類でも良いし、二種類以上を併用して用いても良い。
ここでは、偏光性積層フィルムの偏光子層の基材フィルム側の面とは反対側の面に保護フィルムを貼合する。保護フィルムを貼合する方法としては、粘着剤で偏光子層と保護フィルムを貼合する方法、接着剤で偏光子層と保護フィルムを貼合する方法が挙げられる。
本実施形態に用いられる保護フィルムとしては、光学機能を有さない単なる保護フィルムであってもよいし、位相差フィルムや輝度向上フィルムといった光学機能を併せ持つ保護フィルムであってもよい。保護フィルムの材質としては、特に限定されるものではないが、例えば、環状ポリオレフィン系樹脂フィルム、トリアセチルセルロース、ジアセチルセルロースのような樹脂からなる酢酸セルロース系樹脂フィルム、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリブチレンテレフタレートのような樹脂からなるポリエステル系樹脂フィルム、ポリカーボネート系樹脂フィルム、アクリル系樹脂フィルム、ポリプロピレン系樹脂フィルムなど、当分野において従来より広く用いられてきているフィルムを挙げることができる。
保護フィルムと偏光子層との貼合に用いられる粘着剤は、通常、アクリル系樹脂、スチレン系樹脂、シリコーン系樹脂などをベースポリマーとし、そこに、イソシアネート化合物、エポキシ化合物、アジリジン化合物などの架橋剤を加えた組成物からなる。さらに微粒子を含有して光散乱性を示す粘着剤層とすることもできる。
保護フィルムと偏光子層との貼合に用いられる接着剤は、たとえば、ポリビニルアルコール系樹脂水溶液、水系二液型ウレタン系エマルジョン接着剤などを用いた水系接着剤が挙げられる。保護フィルムとしてケン化処理などで親水化処理された酢酸セルロース系フィルムを用いる場合、偏光子層との貼合用の水系接着剤として、ポリビニルアルコール系樹脂水溶液が好適に用いられる。接着剤として用いるポリビニルアルコール系樹脂には、酢酸ビニルの単独重合体であるポリ酢酸ビニルをケン化処理して得られるビニルアルコールホモポリマーのほか、酢酸ビニルとこれに共重合可能な他の単量体との共重合体をケン化処理して得られるビニルアルコール系共重合体、さらにはそれらの水酸基を部分的に変性した変性ポリビニルアルコール系重合体などがある。水系接着剤には、多価アルデヒド、水溶性エポキシ化合物、メラミン系化合物、ジルコニア化合物、亜鉛化合物などが添加剤として添加されてもよい。このような水系の接着剤を用いた場合、それから得られる接着剤層は、通常1μm以下となり、通常の光学顕微鏡で断面を観察しても、その接着剤層は事実上観察されない。
本実施形態の偏光板の製造方法では、図1または図3に示すように、保護フィルムを偏光フィルムに貼合する保護フィルム貼合工程(S50)の後、基材フィルムの剥離工程(S60)を行う。基材フィルムの剥離工程(S60)では、基材フィルムを積層フィルムから剥離する。基材フィルムの剥離方法は特に限定されるものでなく、通常の粘着剤付きの偏光板で行われる剥離フィルムの剥離工程と同様の方法で剥離できる。保護フィルムの貼合工程(S50)の後、そのまますぐ剥離してもよいし、一度ロール状に巻き取った後、別に剥離工程を設けて剥離してもよい。
以上のようして製造される第1および第2の実施形態の偏光板は、実用に際して他の光学層を積層した光学フィルムとして用いることができる。また、上記保護フィルムがこれらの光学層の機能を有していてもよい。他の光学層の例としては、ある種の偏光光を透過し、それと逆の性質を示す偏光光を反射する反射型偏光フィルム、表面に凹凸形状を有する防眩機能付きフィルム、表面反射防止機能付きフィルム、表面に反射機能を有する反射フィルム、反射機能と透過機能とを併せ持つ半透過反射フィルム、視野角補償フィルムが挙げられる。
(基材フィルム)
基材フィルムとして、厚み110μmの未延伸のポリプロピレン(PP)フィルム(融点:163℃)を用いた。
ポリビニルアルコール粉末(日本合成化学工業(株)製、平均重合度1100、ケン化度99.5モル%、商品名:Z−200)を95℃の熱水に溶解させ濃度3重量%の水溶液を調整した。得られた水溶液に架橋剤(住友化学(株)製、商品名:スミレーズ(登録商標)レジン650)をポリビニルアルコール粉末6重量部に対して5重量部を混ぜた。得られた混合水溶液をコロナ処理を施した基材フィルム上にマイクログラビアコーターを用いて塗工し、80℃で10分間乾燥させ厚み0.2μmのプライマー層を形成した。
ポリビニルアルコール粉末にPVA124(クラレ(株)製、平均重合度2400、ケン化度98.0〜99.0モル%)を用いて、これを95℃の熱水中に溶解させ濃度8重量%のポリビニルアルコール水溶液を調製した。得られた水溶液を上記プライマー層の上にリップコーターを用いて塗工し、連続して80℃で2分、70℃で2分、60℃で4分間乾燥させ、基材フィルム、プライマー層、樹脂層からなる三層の積層フィルムを作成した。樹脂層の塗布工程において、リップでの塗布幅を基材フィルムの幅よりも内側に設定して基材フィルムの両端に約0.7cmの未塗布部分を設けた。乾燥炉内、および、乾燥炉出口でフィルムの状態を確認したが、多少の端部の反り返りがあったものの折れ込むことはなく、問題なくロール状に巻き取ることが出来た。でき上がったフィルムには、フィルムの耳(未塗布部分)が両端部に約0.7cmできており、この時の、ポリビニルアルコール系樹脂層の厚みは8.1μmであった。
塗布工程において、基材フィルムの両端に約1.0cmの未塗布部分を設けた点以外は、実施例1と同様の方法で積層フィルムを作成した。乾燥炉内、および、乾燥炉出口でフィルムの状態を確認したが、多少の端部の反り返りがあったものの折れ込むことはなく、問題なくロール状に巻き取ることが出来た。乾燥後のポリビニルアルコール系樹脂層の厚みは14.5μmであった。
(延伸工程、除去工程)
実施例2で得られた積層フィルムを縦延伸機を用いて160℃で5.8倍の自由端一軸延伸を実施した。得られた延伸フィルムは、連続でレザー刃のスリッターを用いて、中空で端部除去しながらロール状に巻き取った。この際、スリットの位置は端部より1.5cm程度とした。得られたフィルムは端部の波打ちもほとんどなく、良好な巻き姿のロールが得られた。
(除去工程、延伸工程)
実施例2で得られた積層フィルムを、連続でレザー刃のスリッターを用いて、中空で端部除去しながらリワインドして、スリットされた積層フィルムを得た。この際、スリットの位置は端部より1.5cm程度とした。得られたスリットされた積層フィルムを縦延伸機を用いて160℃で5.8倍の自由端一軸延伸を実施してロール状に巻き取った。500m以上の長巻を連続で延伸したが、フィルムは破断することなく延伸性は良好であった。また、端部の波打ちもほとんどなく、良好な巻き姿のロールが得られた。
(染色工程)
さらに、実施例4で得られた延伸フィルムを、60℃の温浴に60秒浸漬し、30℃のヨウ素とヨウ化カリウムの混合水溶液である染色液に150秒ほど浸漬して染色した後、10℃の純水で余分なヨウ素液を洗い流した。次いで76℃のホウ酸とヨウ化カリウムの混合水溶液に600秒浸漬させた。その後10℃の純水で4秒間洗浄し、最後に50℃で300秒間乾燥させ、偏光子層、プライマー層、基材フィルムの三層からなる偏光性積層フィルムを得た。
ポリビニルアルコール粉末((株)クラレ製、平均重合度1800、商品名:KL−318)を95℃の熱水に溶解させ濃度3重量%の水溶液を調整した。得られた水溶液に架橋剤(住友化学(株)製、商品名:スミレーズ(登録商標)レジン650)をポリビニルアルコール粉末2重量部に対して1重量部を混ぜて接着剤溶液とした。上記偏光性積層フィルムの偏光子層の基材フィルム側の面とは反対側の面に上述のポリビニルアルコール系接着剤を塗布した後に保護フィルム(コニカミノルタオプト(株)製のTAC:KC4UY)を貼合し、保護フィルム、接着剤層、偏光子層、プライマー層、基材フィルムの五層からなる偏光板を得た。得られた偏光板から基材フィルムを剥離した。基材フィルムは容易に剥離され、保護フィルム、接着剤層、偏光子層、プライマー層の四層からなる偏光板を得た。このようにして得られた偏光板は、均一で光学特性に非常に優れたものであった。
塗布工程にて、基材フィルムの端まで、すなわち基材フィルムの表面全体にポリビニルアルコール系樹脂を塗布した点以外は実施例1と同じ方法で、積層フィルムを作成した。乾燥炉内、および、乾燥炉出口でフィルムの状態を確認したが、端部の反り返りが大きく、連続して流し続けるうちに端部の折れ込みが発生し、安定した連続生産ができなかった。乾燥後のポリビニルアルコール系樹脂層の厚みは11.5μmであった。
塗布工程にて、基材フィルムの両端に約0.2cmの未塗布部分を設けた点以外は実施例1と同じ方法で、積層フィルムを作成した。乾燥炉内、および、乾燥炉出口でフィルムの状態を確認したが、端部の反り返りが大きく、連続して流し続けるうちに端部の折れ込みが発生し、安定した連続生産ができなかった。乾燥後のポリビニルアルコール系樹脂層の厚みは14.5μmであった。
(延伸工程)
実施例2で得られた積層フィルムを端部を除去せずにそのまま縦延伸機を用いて160℃で5.8倍の自由端一軸延伸を実施した。得られた延伸フィルムは端部を除去せずにそのままロール状に巻き取った。得られたフィルムには、端部に酷い波打ちが存在し、ロール状に巻き取ることが困難であった。無理に巻き取ったロールは端部の著しい波打ちが中央部まで侵食して、ボコボコのロール巻きとなった。また、EPCを使用した場合には端部の波打ちの影響で余計に蛇行が生じて著しい巻きズレを生じた。
Claims (6)
- 基材フィルムの一方の面にポリビニルアルコール系樹脂を含有する溶液を塗布して樹脂塗布層を形成する塗布工程と、
前記樹脂塗布層を乾燥させて樹脂層を形成する乾燥工程と、を有し、
前記塗布工程において、前記基材フィルムの幅方向の両端から内側にそれぞれ0.5cm以上の領域において前記溶液を塗布しない未塗布部分を設ける、積層フィルムの製造方法。 - 前記未塗布部分は、前記両端から内側にそれぞれ20cm以下である、請求項1に記載の積層フィルムの製造方法。
- 請求項1または2に記載の製造方法により製造された積層フィルムを用意する工程と、
前記積層フィルムから、前記基材フィルムを切断することにより前記未塗布部分を除去する除去工程と、
前記積層フィルムを一軸延伸して延伸フィルムを得る延伸工程と、
前記延伸フィルムの前記樹脂層を二色性色素で染色して偏光子層を形成する染色工程と、をこの順で有する、偏光性積層フィルムの製造方法。 - 請求項1または2に記載の製造方法により製造された積層フィルムを用意する工程と、
前記積層フィルムを一軸延伸し延伸フィルムを得る延伸工程と、
前記延伸フィルムから、前記基材フィルムを切断することにより前記未塗布部分を除去する除去工程と、
前記積層フィルムの前記樹脂層を二色性色素で染色して偏光子層を形成する染色工程と、をこの順で有する、偏光性積層フィルムの製造方法。 - 前記延伸工程は、前記積層フィルムを5倍超の延伸倍率で一軸延伸する、請求項3または4に記載の偏光性積層フィルムの製造方法。
- 請求項3〜5のいずれかに記載の製造方法により製造された偏光性積層フィルムを用意する工程と、
前記偏光性積層フィルムにおける前記偏光子層の前記基材フィルム側の面とは反対側の面に保護フィルムを貼合して多層フィルムを得る貼合工程と、
前記多層フィルムから前記基材フィルムを剥離する剥離工程と、を有する偏光板の製造方法。
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