JP2012063773A - 水系プライマー組成物、これを含む偏光板及びプライマー層を備える光学フィルムの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、水系プライマー組成物、これを含む偏光板及びプライマー層を備える光学フィルムの製造方法に関する。
【解決手段】本発明は、プライマー組成物１００重量部に対してポリウレタン高分子１〜３０重量部と水分散性微粒子０．１〜１０重量部と残部の水とを含むプライマー組成物；当該プライマー組成物からなるプライマー層が偏光子と光学フィルムとの間に形成された偏光板；上記プライマー組成物を上記光学フィルムの少なくとも一面にコーティングする段階と当該コーティングされた光学フィルムを乾燥する段階とを含むプライマー層を備える光学フィルムの製造方法；を提供する。本発明のプライマー組成物は、接着性に優れ且つ光学フィルムの透明性を阻害せず、別途の工程や設備を設ける必要なく既存の偏光板貼り合わせ工程にそのまま適用されることができる。
【選択図】図２

Description

本発明は、水系プライマー組成物、これを含む偏光板及びプライマー層を備える光学フィルムの製造方法に関し、接着性に優れ且つ透明性を要する光学フィルムに用いることができるプライマー組成物、これを含む偏光板及びプライマー層を備える光学フィルムの製造方法を提供する。

一般に、偏光板は、図１に示されているように、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）偏光子の両面にトリアセチルセルロース（Ｔｒｉａｃｅｔｙｌ ｃｅｌｌｕｌｏｓｅ、以下、「ＴＡＣ」という）フィルムをＰＶＡ系水溶液からなる水系接着剤で積層させた構造を有する。このような構造の偏光板を別途の補償フィルムなしにＩＰＳ（Ｉｎ−Ｐｌａｎｅ Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）モードの液晶表示装置に適用する場合、視野角特性が弱いため、従来に用いられていた二枚のＴＡＣフィルムのうち一枚を厚さ方向位相差及び面内位相差が殆どないＴＡＣ（Ｚｅｒｏ Ｒｅｔａｒｄａｔｉｏｎ ＴＡＣ、以下、「Ｚ−ＴＡＣ」という）フィルムに代替して視野角を改善して用いることもある。

しかしながら、Ｚ−ＴＡＣは、基本的にＴＡＣ成分のフィルムが有している水分に対する脆性によって、長期間用いる場合、寸法変化による耐久性の問題をもたらす。このような短所を補完するために、シクロオレフィン（Ｃｙｃｌｉｃ Ｏｌｅｆｉｎ）系樹脂又はアクリル系樹脂等のように水分に対する抵抗性が高く且つ低い位相差特性を有する組成のフィルムを適用しようとする試みが行われてきている。特に、アクリル系組成のフィルムの場合、光学的特性及び耐久性のみならず費用の面においても長所を有するものと知られている。

保護フィルムとしてＴＡＣフィルムを用いて偏光板を製作する場合、ＰＶＡ成分の偏光子との接着のために、水系ＰＶＡ系接着剤を主に用いてきている。この際、接着力の向上のために、ＴＡＣフィルムの表面にアルカリ処理又はコロナ処理を施して用いる。しかしながら、アクリルフィルムと水系ＰＶＡ系接着剤を偏光板の製作に用いる場合、アルカリ処理又はコロナ処理等によって容易に接着力を確保することが困難となる。既存のＴＡＣフィルムの場合、アルカリ処理又はコロナ処理によってフィルムの表面にヒドロキシ基等の親水性基が導入されてＰＶＡ系接着剤との水素結合を介して接着力を容易に確保することができるが、アクリルフィルムの場合、表面にコロナ処理又はプラズマ処理を施しても、当該アクリルフィルムとＰＶＡ成分の偏光子との間に十分な接着力を確保することができない。

アクリルフィルムと偏光子とを接着させるためにアクリル系ＵＶ硬化型接着剤を用いることができるが、当該アクリル系ＵＶ硬化型接着剤を用いる場合、別途のＵＶ硬化工程が必要となり、揮発性の引火性モノマーの使用等によって防爆設備がさらに必要となる。また、既存の水系ＰＶＡ系接着剤は、固形粉含量調節及び工程管理を介して接着剤の厚さを１００ｎｍ内外に薄くできるのに対し、上記アクリル系ＵＶ硬化型接着剤は、一般に接着層の厚さを１ｍｍ以下に調節することが困難であるため、接着層の脆性（ｂｒｉｔｔｌｅｎｅｓｓ）の増加による偏光板の折れ等の問題が生じることがあり、アクリルフィルム側との接着は容易であるが、偏光子側との接着力の確保は容易ではない。偏光子との接着力を確保するために酸性反応基を多量含ませることもあるが、酸による腐食のため工程及び作業環境の面において好ましくない。

よって、既存の接着剤を用いて作業性を向上させるために、アクリルフィルムにプライマー層を備え、安定した接着力を提供できる透明なプライマー組成物の開発が求められている。

本発明の目的は、基材と接着層との接着性に優れ且つ光学フィルムの透明性を阻害しないプライマー組成物を提供することである。

本発明の他の目的は、上記プライマー組成物からなるプライマー層が偏光子と光学フィルムとの間に形成された偏光板を提供することである。

本発明のさらに他の目的は、上記プライマー層を備える光学フィルムの製造方法を提供することである。

本発明の一実施形態によると、プライマー組成物１００重量部に対して、ポリウレタン高分子１〜３０重量部と、水分散性微粒子０．１〜１０重量部と、残部の水と、を含むプライマー組成物を提供する。

上記ポリウレタン高分子の重量平均分子量は、３万〜１０万であることが好ましい。

上記ポリウレタン高分子は、３〜２０重量部で含まれることが好ましい。

上記ポリウレタン高分子は、カルボキシル基を含むことが好ましい。

上記ポリウレタン高分子は、ポリオールとイソシアネートとを反応させて得られることが好ましい。

上記ポリオールは、ポリエステルポリオール、ポリエテールポリオール及びポリカーボネートジオールからなる群から選択される少なくとも１種であることが好ましい。

上記イソシアネートは、トルエンジイソシアネート（ＴＤＩ）、４，４−ジフェニルメタンジイソシアネート（ＭＤＩ）、１，５−ナフタレンジイソシアネート（ＮＤＩ）、トリジンジイソシアネート（ＴＯＤＩ）、ヘキサメチレンジイソシアネート（ＨＤＩ）、イソホロンジイソシアネート（ＩＰＤＩ）、ｐ−フェニレンジイソシアネート、トランスシクロヘキサン、１，４−ジイソシアネート及びキシレンジイソシアネート（ＸＤＩ）からなる群から選択される少なくとも１種であることが好ましい。

上記水分散性微粒子は、シリカ、チタニア、アルミナ、ジルコニア及びアンチモン系微粒子からなる群から選択される１種以上の無機酸化物であることが好ましい。

上記水分散性微粒子は、シリコン系樹脂、フッ素系樹脂、（メタ）アクリル系樹脂、架橋ポリビニルアルコール及びメラミン系樹脂からなる群から選択される１種以上であることが好ましい。

上記水分散性微粒子の平均直径は、１０〜２００ｎｍであることが好ましい。

本発明の他の実施形態によると、上記プライマー組成物からなるプライマー層が少なくとも一面に形成された光学フィルムを提供する。

上記プライマー層の表面の水接触角は、４０〜１００度であることが好ましい。

上記光学フィルムは、アクリル系フィルムであることが好ましい。

上記アクリル系フィルムは、アルキル（メタ）アクリレート系単位とスチレン系単位とを含む共重合体と、主鎖にカーボネート部を有する芳香族系樹脂と、を含むフィルムであることが好ましい。

上記アクリル系フィルムは、アルキル（メタ）アクリレート系単位と、スチレン系単位と、少なくとも一つのカルボニル基に置換された３〜６元素ヘテロ環単位と、シアン化ビニル単位と、を含むフィルムであることが好ましい。

上記プライマー層の厚さは、５０〜１０００ｎｍであることが好ましい。

本発明のさらに他の実施形態によると、偏光子と、当該偏光子の一面又は両面に付着され上記プライマー組成物からなるプライマー層が少なくとも一面に形成された光学フィルムと、を含む偏光板を提供する。

上記偏光子の一面又は両面には、接着層が形成されることが好ましく、当該接着層は、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）系樹脂からなることが好ましい。

本発明のさらに他の実施形態によると、上記本発明のプライマー組成物を光学フィルムの少なくとも一面にコーティングする段階と、当該コーティングされた光学フィルムを乾燥する段階と、を含む、プライマー層を備える光学フィルムの製造方法を提供する。

上記プライマー層を備える光学フィルムの製造方法は、上記光学フィルムの少なくとも一面にアルカリ処理、コロナ処理及びプラズマ処理からなる群から選択される少なくとも一つの表面処理を行う段階をさらに含むことが好ましい。

本発明のプライマー組成物は、接着性に優れ且つ光学フィルムの透明性を阻害せず、別途の工程や設備を設ける必要なく既存の偏光板貼り合わせ工程にそのまま適用されることができる。特に、アクリルフィルムを偏光子の保護フィルムとして用いる場合、当該偏光子との優れた接着性を与え、偏光板の光学物性及び耐久性を阻害しない。

従来の偏光板の構造を示す図である。 本発明の一実施形態による偏光板の構造を示す図である。 本発明の他の実施形態による偏光板の構造を示す図である。

以下、本発明をより詳細に説明する。

本発明は、光学フィルムと接着層との接着力を向上させ、優れた耐水性の偏光板を製造するためのプライマー組成物を提供する。

本発明のプライマー組成物は、防爆設備の導入を必要としない点から、水溶性であることが好ましい。本発明のプライマー組成物は、プライマー組成物１００重量部に対して、ポリウレタン高分子１〜３０重量部と、水分散性微粒子０．１〜１０重量部と、残部の水と、を含み、好ましくはポリウレタン高分子を３〜２０重量部含み、より好ましくはポリウレタン高分子を５〜１５重量部含む。

ここで、「残部の水」とは、ポリウレタン高分子及び水分散性微粒子を上記重量部の範囲で含むが、プライマー組成物の総重量が１００重量％となるまで当該ポリウレタン高分子及び水分散性微粒子を除いた残部に満たされる水をいう。

上記ポリウレタン高分子がプライマー組成物１００重量部に対して１重量部未満で含まれると、接着性が低下し、３０重量部を超えると、粘度が高くなってコーティングの際にレベリングされず乾燥時間が長くなる問題がある。

上記水分散性微粒子がプライマー組成物１００重量部に対して０．１重量部未満で含まれると、巻き取りの際にフィルム間にスリップが生じないため、破断が生じることがあり、１０重量部を超えると、平均直径５０ｎｍ以上の水分散性微粒子の使用の際にヘイズ（Ｈａｚｅ）値が上昇してヘイズが０．３以下の透明フィルムを製造することが困難となる問題がある。

上記ポリウレタン高分子の重量平均分子量は、１万〜１０万であることが好ましい。上記ポリウレタン高分子の重量平均分子量が１万未満であると、接着力が低下し、１０万を超えると、水分散ウレタンを製造することが困難となる問題がある。

上記ウレタン高分子は、好ましくは、カルボキシル基を含む。上記ウレタン高分子にカルボキシル基が含まれると、ウレタンの製造時に陰イオン部を形成して水に分散させるため、偏光子との密着性を高める。

上記カルボキシル基を含むウレタン高分子は、例えば、ポリオールとポリイソシアネートに加えてガラスカルボキシル基を有する鎖延長剤を反応させることにより得られる。カルボキシル基を有する鎖延長剤としては、ジヒドロキシカルボン酸、ジヒドロキシコハク酸等が挙げられる。ジヒドロキシカルボン酸としては、例えば、ジメチロール酢酸、ジメチロールブタン酸、ジメチロールプロピオン酸、ジメチロール酪酸、ジメチロールペンタン酸等のジメチロールアルカン酸を含むジアルキロールアルカン酸が挙げられ、これらを単独で又は２種以上組み合わせて用いることができる。

上記ポリウレタン高分子は、ポリオールとポリイソシアネートとを反応させることにより得られる。上記ポリオールとしては、分子中にヒドロキシル基を二つ以上有するものであれば特に限定されず、任意の適切なものを用いることができる。例えば、上記ポリオールは、ポリエステルポリオール、ポリエテールポリオール、ポリカーボネートジオール等からなる群から選択される少なくとも１種であり、これらを単独で又は２種以上組み合わせて用いることができる。

上記ポリオールは、エチレングリコール、１，２−プロパノンジオール、１，３−プロパンジオール、１，３−ブタンジオール、１，４−ブタンジオール、ネオペンチルグリコール、ペンタンジオール、１，６−ヘキサンジオール、１，８−オクタンジオール、１，１０−デカンジオール、４，４'−ジヒドロキシフェニルプロパン、４，４'−ジヒドロキシメチルメタン、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、ポリエチレングリコール、ジプロピレングリコール、ポリプロピレングリコール、１，４−シクロヘキサンジメタノール、１，４−シクロヘキサンジオール、ビスフェノールＡ、ビスフェノールＦ、グリセリン、１，１，１−トリメチロールプロパン、１，２，５−ヘキサトリオール、ペンタエリトリオール、グルコース、スクロース及びソルビトールからなる群から選択される少なくとも１種であることが好ましい。

上記ポリエステルポリオールは、代表的には、多塩基酸成分とポリオール成分とを反応させることにより得られる。多塩基酸成分としては、例えば、オルト（ｏｒｔｈｏ）−フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、１，４−ナフタレンジカルボン酸、２，５−ナフタレンジカルボン酸、２，６−ナフタレンジカルボン酸、ビフェニルジカルボン酸、テトラヒドロフタル酸等の芳香族ジカルボン酸；シュウ酸、コハク酸、マロン酸、グルタル酸、アジピン酸、ピメリン酸、スベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、リノール酸、マレイン酸、フマル酸、メサコン酸、イタコン酸等の脂肪族ジカルボン酸；ヘキサヒドロフタル酸、テトラヒドロフタル酸、１，３−シクロヘキサンジカルボン酸、１，４−シクロヘキサンジカルボン酸等の脂環式ジカルボン酸；又はこれらの酸無水物、アルキルエステル、酸ハロゲン化物等の反応性誘導体等が挙げられ、これらを単独で又は２種以上組み合わせて用いることができる。さらに、ポリテトラメチレングリコール（ＰＴＭＧ）、ポリプロピレングリコール（ＰＰＧ）及びポリエチレングリコール（ＰＥＧ）からなる群から選択される少なくとも１種であることがより好ましい。

上記ポリカーボネートポリオールは、ポリ（ヘキサメチレンカーボネート）グリコール及びポリ（シクロヘキサンカーボネート）グリコールからなる群から選択される少なくとも１種であることが好ましい。

上記ポリエテールポリオールは、代表的には、多価アルコールにアルキレンオキシドを開環重合して加えることにより得られる。多価アルコールとしては、例えば、エチレングリコール、ジエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、グリセリン、トリメチロールプロパン等が挙げられ、これらを単独で又は２種以上組み合わせて用いることができる。

上記イソシアネートは、２以上のＮＣＯ基を有する化合物であれば特に限定されず、例えば、トルエンジイソシアネート（ＴＤＩ）、４，４−ジフェニルメタンジイソシアネート（ＭＤＩ）、１，５−ナフタレンジイソシアネート（ＮＤＩ）、トリジンジイソシアネート（ＴＯＤＩ）、ヘキサメチレンジイソシアネート（ＨＭＤＩ）、イソホロンジイソシアネート（ＩＰＤＩ）、ｐ−フェニレンジイソシアネート、トランスシクロヘキサン、１，４−ジイソシアネート及びキシレンジイソシアネート（ＸＤＩ）からなる群から選択される１種又は２種以上の混合物であることができる。

上記ウレタン樹脂の製造方法としては、当該技術分野における周知の任意の適切な方法を採用することができる。具体的には、上記各成分を１回で反応させるワンショット法、段階的に反応させる多段法が挙げられる。上記ウレタン樹脂がカルボキシル基を有する場合、当該カルボキシル基を容易に導入できる多段法により製造することが好ましい。さらに、上記ウレタン樹脂の製造時、任意の適切なウレタン反応触媒を用いることができる。

上記ウレタン樹脂の製造において、上述した成分に加えて他のポリオール及び／又は他の鎖延長剤を反応させることができる。

他のポリオールとしては、例えば、ソルビトール、グリセリン、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、ペンタエリトリトール等の水酸基の数が三つ以上のポリオールが挙げられる。

他の鎖延長剤としては、例えば、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、１，３−プロパンジオール、１，３−ブタンジオール、１，４−ブタンジオール、ネオペンチルグリコール、ペンタンジオール、１，６−ヘキサンジオール、プロピレングリコール等のグリコール類；エチレンジアミン、プロピレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン、１，４−ブタンジアミン、アミノエチルエタノールアミン等の脂肪族ジアミン；イソホロンジアミン、４，４'−ジシクロヘキシルメタンジアミン等の脂環族ジアミン；キシリレンジアミン、トリレンジアミン等の芳香族ジアミン等が挙げられる。

さらに、上記ウレタン樹脂の製造において、中和剤を用いることができる。上記中和剤を用いることにより、水中におけるウレタン樹脂の安定性が向上することができる。上記中和剤としては、例えば、アンモニアＮ−メチルモルホリン、トリエチルアミン、ジメチルエタノールアミン、メチルジエタノールアミン、トリエタノールアルキン、モルホリン、トリプロピルアミン、エタノールアミン、トリイソプロパノールアミン等が挙げられ、これらを単独で又は２種以上組み合わせて用いることができる。

上記ウレタン樹脂の製造において、上記ポリイソシアネートに対して不活性であり水と相溶する有機溶剤を用いることが好ましい。当該有機溶剤としては、酢酸エチル、エチルセロソルブアセテート等のエステル系溶剤；アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン等のケトン系溶剤；ジオキサンテトラヒドロフラン等のエテール系溶剤等が挙げられ、これらを単独で又は２種以上組み合わせて用いることができる。

本発明に使用可能な上記水分散性微粒子としては、任意の適切な微粒子を用い、好ましくは、水分散性の微粒子を用いることができる。具体的には、無機系微粒子及び有機系微粒子を全て用いることができる。上記無機系微粒子としては、例えば、シリカ、チタニア、アルミナ、ジルコニア、アンチモン系等の無機酸化物等が挙げられる。上記有機系微粒子としては、例えば、シリコン系樹脂、フッ素系樹脂、（メタ）アクリル系樹脂、架橋ポリビニルアルコール、メラミン系樹脂等が挙げられる。

上記水分散性微粒子の中でも、好ましくは、シリカを用いることができる。これは、上記シリカが、ブロッキング抑制能にさらに優れ且つ透明性にも優れてヘイズを生じさせず着色もないことから偏光板の光学特性に及ぶ影響がより小さく、また、プライマー組成物に対する分散性及び分散安定性が良好であることからプライマー層の形成時の作業性にもさらに優れるためである。

上記水分散性微粒子の平均直径（平均１次粒径）は、好ましくは１０〜２００ｎｍであり、より好ましくは２０〜７０ｎｍである。上記水分散性微粒子の平均直径が１０ｎｍより小さいと、表面エネルギーが高くなるため、プライマー溶液内でシリカの凝集によって沈殿が生じて溶液の安定性に問題があり、２００ｎｍより大きいと、プライマー溶液内でシリカが均一に分散されずに粒子が凝集して可視光線（４００〜８００ｎｍ）の波長よりサイズが大きくなるため、４００ｎｍ以上の光を散乱してヘイズが上昇する。上記のような範囲の粒径を有する微粒子を用いてプライマー層の表面に適宜凹凸を形成することにより、特にアクリル系フィルムとプライマー層との間及び／又はプライマー層間の接触面における摩擦力を効果的に低減させ、その結果、ブロッキング抑制能にさらに優れることができる。

本発明のプライマー組成物は、水系であるため、上記微粒子は、好ましくは水分散体として配合される。具体的には、上記微粒子としてシリカを用いる場合、好ましくは、コロイダルシリカとして配合される。上記コロイダルシリカとしては、当該技術分野における市販製品をそのまま用いることができ、例えば、日産化学工業社製のＳＮＯＷＴＥＸシリーズ、エアープロダクツ社製のＡＥＲＯＳＩＬシリーズ、日本触媒社製のｅｐｏｓｔａｒシリーズ及びｓｏｌｉｏｓｔａｒＲＡシリーズ、日本ランコ社製のＬＳＨシリーズ等を用いることができる。

また、本発明は、上記プライマー組成物からなるプライマー層が少なくとも一面に形成された光学フィルムを提供する。上記プライマー組成物は、上述した通りである。

本発明の上記プライマー層の表面の水接触角は、好ましくは４０〜１００度であり、より好ましくは５０〜９０度であり、さらに好ましくは６０〜８０度である。上記水接触角が４０度未満であると、プライマー層の親水性が強くなるため、偏光子のヨードと反応してヨード配列を阻害し単体色相が薄れ偏光度が阻害することがあり、１００度を超えると、プライマー層の疎水性が強くなるため、偏光子との接着が困難となる。

上記光学フィルムは、単一層であるか又は２層以上のフィルムが積層された構造であることができる。２層以上のフィルムが積層された構造の場合、積層されるフィルムは、同じか又は相違する材料からなることができる。本発明では、光学的機能を行うフィルムを通称して光学フィルムといい、光透過率が８０％以上の狭義の透明フィルムのみならず、偏光板のように特定の光学的機能を行うフィルムの場合に光透過率が５０％以下の光学フィルムも含む。

より詳細には、上記光学フィルムは、アクリル系フィルムであることが好ましく、（メタ）アクリレート系樹脂を含有することができる。上記（メタ）アクリレート系樹脂を含むフィルムは、例えば、（メタ）アクリレート系樹脂を主成分として含有する成形材料を押出成形法により成形することにより得られる。

上記アクリル系フィルムは、アルキル（メタ）アクリレート系単位とスチレン系単位とを含む共重合体と主鎖にカーボネート部を有する芳香族系樹脂とを含むフィルムであるか、又はアルキル（メタ）アクリレート系単位とスチレン系単位と少なくとも一つのカルボニル基に置換された３〜６元素ヘテロ環単位とシアン化ビニル単位とを含むフィルムであることができる。また、上記アクリル系フィルムは、ラクトン構造を有するアクリル系樹脂からなることができる。

ラクトン環構造を有する（メタ）アクリレート系樹脂としては、例えば、日本特開２０００−２３００１６号公報、日本特開２００１−１５１８１４号公報、日本特開２００２−１２０３２６号公報等に記載のラクトン環構造を有する（メタ）アクリレート系樹脂が挙げられる。

芳香族環を有する（メタ）アクリレート系樹脂としては、例えば、韓国特開１０−２００９−０１１５０４０号に記載の（ａ）１種以上の（メタ）アクリレート系誘導体を含む（メタ）アクリレート系ユニット、（ｂ）ヒドロキシ基含有部を有する鎖及び芳香族部を有する芳香族系ユニット及び（ｃ）１種以上のスチレン系誘導体を含むスチレン系ユニットを含む樹脂組成物が挙げられる。上記（ａ）〜（ｃ）のユニットは、それぞれ別途の共重合体の形態に樹脂組成物に含まれることもでき、当該（ａ）〜（ｃ）のユニットのうち二つ以上のユニットが一つの共重合体の形態に樹脂組成物に含まれることもできる。

上記（メタ）アクリレート系樹脂フィルムの製造方法は、特に限定されず、例えば、（メタ）アクリレート系樹脂とその他の重合体及び添加剤等を任意の適切な混合方法により十分に混合して熱可塑性樹脂組成物を製造した後にこれをフィルム成形して製造するか、又は（メタ）アクリレート系樹脂とその他の重合体及び添加剤等を別々に製造し混合して均一な混合液を形成した後にこれをフィルム成形して製造することができる。

上記熱可塑性樹脂組成物は、例えば、オムニミキサー等の任意の適切な混合器で上記フィルム原料をフリーブレンドした後に得られた混合物を押出混練することにより製造される。この場合、押出混練に用いられる混合器としては、特に限定されず、例えば、単軸押出機、２軸押出機等の押出機や加圧ニーダー等の任意の適切な混合器を用いることができる。

上記フィルム成形の方法としては、例えば、溶液キャスト法（溶液流延法）、溶融押出法、カレンダー法、圧縮成形法等の任意の適切なフィルム成形法が挙げられる。これらのフィルム成形法のうち、溶液キャスト法（溶液流延法）及び溶融押出法が好ましい。

上記溶液キャスト法（溶液流延法）に用いられる溶媒としては、例えば、ベンゼン、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素類；シクロヘキサン、デカリン等の脂肪族炭化水素類；酢酸エチル、酢酸ブチル等のエステル類；アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン等のケトン類；メタノール、エタノール、イソプロパノール、ブタノール、イソブタノール、メチルセロソルブ、エチルセロソルブ、ブチルセロソルブ等のアルコール類；テトラヒドロフラン、ジオキサン等のエテール類；ジクロロメタン、クロロホルム、四塩化炭素等のハロゲン化炭化水素類；ジメチルホルムアミド；ジメチルスルホキシド等が挙げられる。これらの溶媒を単独で又は２種以上を併用して用いても良い。

上記溶液キャスト法（溶液流延法）を行うための装置としては、例えば、ドラム式キャスティングマシン、バンド式キャスティングマシン、スピンコーター等が挙げられる。上記溶融押出法としては、例えば、Ｔダイ法、インフレーション法等が挙げられる。成形温度は、好ましくは１５０〜３５０℃、より好ましくは２００〜３００℃である。

上記Ｔダイ法でフィルムを成形する場合は、公知の単軸押出機や２軸押出機の先端部にＴダイを取り付け、フィルム状に押出されたフィルムを巻き取ることによりロール状のフィルムが得られる。この際、巻き取りロール温度を適切に調整して押出方向に延伸を加えることにより１軸延伸を行うこともできる。また、押出方向に垂直な方向にフィルムを延伸することにより同時２軸延伸、逐次２軸延伸等を行うこともできる。

上記アクリル系フィルムは、未延伸フィルム又は延伸フィルムのいずれかであることができる。延伸フィルムの場合は、１軸延伸フィルム又は２軸延伸フィルムであることができ、２軸延伸フィルムの場合は、同時２軸延伸フィルム又は逐次２軸延伸フィルムのいずれかであることができる。２軸延伸した場合は、機械的強度が向上してフィルムの性能が向上する。アクリル系フィルムは、他の熱可塑性樹脂を混合することにより、延伸する場合にも位相差の増大を抑制し光学的等方性を維持することができる。

延伸温度は、フィルムの原料である熱可塑性樹脂組成物のガラス転移温度近傍の範囲であることが好ましく、より好ましくは（ガラス転移温度−３０℃）〜（ガラス転移温度＋１００℃）、さらに好ましくは（ガラス転移温度−２０℃）〜（ガラス転移温度＋８０℃）の範囲内である。上記延伸温度が（ガラス転移温度−３０℃）未満であると、十分な延伸倍率が得られず、逆に、上記延伸温度が（ガラス転移温度＋１００℃）を超えると、樹脂組成物の流動（フロー）が生じて安定した延伸を行うことができない恐れがある。

面積比として定義された延伸倍率は、好ましくは１．１〜２５倍、より好ましくは１．３〜１０倍である。上記延伸倍率が１．１倍未満であると、延伸に伴う靭性の向上に繋がらず、上記延伸倍率が２５倍を超えると、当該延伸倍率を高めただけの効果が認められない恐れがある。

延伸速度は、一方向に、好ましくは１０〜２０,０００％／ｍｉｎ、より好ましくは１００〜１０,０００％／ｍｉｎである。上記延伸速度が１０％／ｍｉｎ未満であると、十分な延伸倍率を得るために長時間が必要とされて製造コストが高くなり、上記延伸速度が２０，０００％／ｍｉｎを超えると、延伸フィルムの破断等が生じる恐れがある。

上記アクリル系フィルムには、光学的等方性や機械的特性の安定化のために、延伸処理の後に熱処理（アニーリング）等が行われることができる。熱処理の条件としては、特に限定されず、当業界における周知の任意の適切な条件を採用することができる。

上記光学フィルムには、必要に応じて、接着力の向上のために表面処理が行われることができ、例えば、当該光学フィルムの少なくとも一面にアルカリ処理、コロナ処理及びプラズマ処理からなる群から選択される少なくとも一つの表面処理が行われることができる。

また、本発明は、偏光子と、当該偏光子の一面又は両面に付着され上記プライマー組成物からなるプライマー層が少なくとも一面に形成された光学フィルムと、を含む偏光板を提供する。即ち、本発明は、図２及び図３に示されているように、光学フィルム間に偏光子が挿入されて積層された構造を有する偏光板であって、上記少なくとも一つの光学フィルムと上記偏光子との間に本発明のプライマー組成物からなるプライマー層が備えられる偏光板を提供する。上記プライマー組成物及び当該プライマー組成物を適用できる光学フィルムは、上述した通りである。

上記偏光子の一面又は両面に接着層が形成されることができ、本発明の偏光板の製造に使用可能な接着層としては、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）系樹脂が好ましい。特に、アセトアセチル基等を含む変性ＰＶＡを用いる場合、接着性をさらに向上させることができる。具体的には、日本合成化学社製のＧｏｈｓｅｆｉｍｅｒ（商品名）Ｚ−１００、Ｚ−２００、Ｚ−２００Ｈ、Ｚ−２１０、Ｚ−２２０、Ｚ−３２０等を用いることができるが、これらに限定されるものではない。

上記本発明のプライマー層は、特に、水接触角が９０度に達する極疎水性のアクリルフィルムと水接触角が５０度以下の極親水性の偏光子又は水系接着剤との間に存在することにより、相違する表面特性を有する二つの極性のフィルムと偏光子との間で緩衝作用を行って接着力を与えることができる。

本発明による偏光板は、３５〜４５％の光透過率及び９８％以上の偏光度を有することが好ましい。

また、本発明は、上記本発明のプライマー組成物を光学フィルムの少なくとも一面にコーティングする段階と当該コーティングされた光学フィルムを乾燥する段階とを含む、プライマー層を備える光学フィルムの製造方法を提供する。本発明に使用可能な光学フィルムは、上述した通りである。

上記プライマー組成物を上記光学フィルムの上にバー（ｂａｒ）、グラビア、スロットダイコッターを用いて塗布し乾燥することによりプライマー層を形成することができる。上記プライマー層の厚さは、好ましくは５０〜１０００ｎｍであり、より好ましくは１００〜８００ｎｍであり、さらに好ましくは２００〜５００ｎｍである。上記プライマー層の厚さが５０ｎｍ未満であると、十分な接着力を確保できず、１０００ｎｍを超えると、乾燥が十分に行われないか又は水分散性微粒子がプライマー層に埋め込まれて十分なスリップ性を与えることができない問題がある。

上記乾燥する段階は、コンベクション（ｃｏｎｖｅｃｔｉｏｎ）オーブン等によって行われることができるが、これに限定されず、好ましくは１００〜１２０℃の温度で１〜５分間行われる。上記乾燥温度は、コーティングされる段階に応じて異なり、延伸が完了されたフィルムの場合はフィルムのガラス転移温度（Ｔｇ）を超えない範囲で行われ、延伸を含むフィルムの場合は延伸と同時に延伸温度で乾燥が行われフィルムの分解温度（Ｔｄ）を超えない範囲で行われる。

さらに、必要に応じて、接着力向上のための表面処理が行われることができ、例えば、上記光学フィルムの少なくとも一面にアルカリ処理、コロナ処理及びプラズマ処理からなる群から選択される少なくとも一つの表面処理を行う段階をさらに含むことができる。特に、本発明に用いられる光学フィルムがラクトン環を含まないアクリル系フィルムの場合は、上述した表面処理を行うことが好ましい。

上述したように、本発明によるプライマー組成物を用いて製造された偏光板等の光学部品では、本発明のプライマー組成物の優れた光透過率によって、当該光学部品で光透過率の低下が生じず、優れた接着力を提供して当該光学部品の耐久性を向上させることができる。特に、偏光板に適用する場合、プライマー組成物による偏光子の透過度、偏光度、色相等の光学物性の変化が、ポリビニルアルコール系接着剤のみを用いた場合と殆ど同じであるため、既存の工程条件を変えなくても量産ラインへの代替適用が可能であるという長所がある。

さらに、本発明のプライマー組成物又は偏光板を含む液晶表示素子等の多様な電子素子を種類に関係なく製造することができる。上記電子素子は、本発明によるプライマー組成物を用いて形成されたプライマー層を含むことを除いては、当該技術分野における周知の構成を有することができる。

以下、実施例を挙げて本発明をより詳細に説明する。しかしながら、下記の実施例は、本発明の例示のためのもので、これによって本発明の範囲が限定されるものではない。

＜実施例１＞
ＣＫ−ＰＵＤ−Ｆ（Ｃｈｏｋｗａｎｇ−Ｐｏｌｙ Ｕｒｅｔｈａｎｅ Ｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎ：固形粉３０％水溶液）３３．３ｇとコロイダルシリカ（固形粉２０％水溶液）１．４ｇと純水６５．３ｇとを混合して１０ｗｔ％のプライマー組成物を製造し、コロナ処理したアクリル系フィルムに＃３バー（ｂａｒ）で約３００ｎｍの厚さでコーティングした後、１００℃で５分間乾燥しプライマー処理したアクリル系フィルムを製造した。

上記アクリル系フィルムとしては、厚さ５０μｍの日本触媒社製のＡＸ−ｆｉｌｍを用い、当該フィルムの表面に５０Ｗ／ｍ^２／ｍｉｎの条件でコロナ処理を行った。偏光子の両面にポリビニルアルコール系接着剤を塗布し、一面にはアクリル系フィルムを、他面にはアルカリ処理したＴＡＣフィルムを配置した後、圧着ロールを用いて圧着し８０℃の温度で５分間熱風乾燥して偏光板を製造した。

＜実施例２＞
ＣＫ−ＰＵＤ−Ｆ（Ｃｈｏｋｗａｎｇ−Ｐｏｌｙ Ｕｒｅｔｈａｎｅ Ｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎ：固形粉３０％水溶液）３３．３ｇとコロイダルシリカ（固形粉２０％水溶液）１．４ｇと純水６５．３ｇとを混合して１０ｗｔ％のプライマー組成物を製造し、コロナ処理したアクリル系フィルムに＃５バー（ｂａｒ）で約５００ｎｍの厚さでコーティングしたことを除いては、実施例１と同様の工程によって偏光板を製造した。

＜実施例３＞
ＳＵＰＥＲＦＬＥＸ２１０（Ｎｉｐｐｏｎ Ｓｈｏｋｕｂａｉ−Ｐｏｌｙ Ｕｒｅｔｈａｎｅ Ｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎ：固形粉３０％水溶液）３３．３ｇとコロイダルシリカ（固形粉２０％水溶液）１．４ｇと純水６５．３ｇとを混合して１０ｗｔ％のプライマー組成物を製造し、コロナ処理したアクリル系フィルムに＃５バー（ｂａｒ）で約５００ｎｍの厚さでコーティングしたことを除いては、実施例１と同様の工程によって偏光板を製造した。

＜比較例１＞
純水にポリビニルアルコール樹脂（平均重合度２４００、鹸化度９９．９％）を溶かして４．５ｗｔ％のポリビニルアルコール水溶液を製造し、コロナ処理したアクリル系フィルムに＃５バー（ｂａｒ）で約５００ｎｍの厚さでコーティングしたことを除いては、実施例１と同様の工程によって偏光板を製造した。

＜比較例２＞
ＷＬＳ２０２（ＤＩＣ−Ｐｏｌｙ Ｕｒｅｔｈａｎｅ Ｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎ）１０ｗｔ％のプライマー組成物を、コロナ処理したアクリル系フィルムに＃５バー（ｂａｒ）で約５００ｎｍの厚さでコーティングしたことを除いては、実施例１と同様の工程によって偏光板を製造した。

＜比較例３＞
プライマー組成物を処理しないことを除いては、実施例１と同様の工程によって偏光板を製造した。

＜実験例１＞：偏光板の接着力及び耐水性の評価
１．接着力
アクリルフィルム面を幅が２ｃｍとなるように固定し、ＴＡ．ＸＴ．Ｐｌｕｓ（Ｓｔａｂｌｅ Ｍｉｃｒｏ Ｓｙｓｔｅｍｓ）ｔｅｘｔｕｒｅ ａｎａｌｙｓｅｒを用いて９０度ピール（ｐｅｅｌ）剥離力を測定した。測定距離は、５ｃｍであった。その結果を下記表１に示す。

接着力と関連し、偏光板と貼り合わせた時の剥離力が３．０Ｎ／２ｃｍ以上になってこそ、パネルに着脱させるリワーク（ｒｅｗｏｒｋ）作業を安定的に行うことができる。

２．耐水性
偏光板の一面を粘着剤でガラス板に付けた後に６０℃の恒温槽に浸漬した状態に放置して８時間後の偏光子の収縮及びアクリル保護フィルムの剥離の有無にて耐水性を評価し、その結果を下記表１に示す。

＊Ａ：アクリルフィルム
＊ＴＡＣ：トリアセチルセルロースフィルム
＊Ｐ１：ＣＫ−ＰＵＤ−Ｆ １０％
＊Ｐ２：ＳＦ２１０ １０％
＊Ｐ３：Ｐｏｌｙｖｉｎｙｌａｌｃｏｈｏｌ ４．５％
＊Ｐ４：ＷＬＳ２０２ １０％

上記表１に示されるように、本発明のプライマー組成物を用いる場合、接着力が３．０Ｎ／２ｃｍ以上であるため、リワーク（ｒｅｗｏｒｋ）作業を安定的に行うことができ、耐水性が向上した偏光板の製造が可能となる。

１ ＰＶＡ偏光子
２ 接着層
３ ＴＡＣフィルム
４ アクリルフィルム
５ プライマー層

Claims (26)

1. プライマー組成物１００重量部に対して、ポリウレタン高分子１〜３０重量部と、水分散性微粒子０．１〜１０重量部と、残部の水と、を含む、プライマー組成物。
2. 前記ポリウレタン高分子の重量平均分子量は、３万〜１０万である、請求項１に記載のプライマー組成物。
3. 前記ポリウレタン高分子は、３〜２０重量部で含まれる、請求項１に記載のプライマー組成物。
4. 前記ポリウレタン高分子は、カルボキシル基を含む、請求項１に記載のプライマー組成物。
5. 前記ポリウレタン高分子は、ポリオールとイソシアネートとを反応させて得られる、請求項１に記載のプライマー組成物。
6. 前記ポリオールは、ポリエステルポリオール、ポリエテールポリオール及びポリカーボネートジオールからなる群から選択される少なくとも１種である、請求項５に記載のプライマー組成物。
7. 前記イソシアネートは、トルエンジイソシアネート（ＴＤＩ）、４，４−ジフェニルメタンジイソシアネート（ＭＤＩ）、１，５−ナフタレンジイソシアネート（ＮＤＩ）、トリジンジイソシアネート（ＴＯＤＩ）、ヘキサメチレンジイソシアネート（ＨＤＩ）、イソホロンジイソシアネート（ＩＰＤＩ）、ｐ−フェニレンジイソシアネート、トランスシクロヘキサン、１，４−ジイソシアネート及びキシレンジイソシアネート（ＸＤＩ）からなる群から選択される少なくとも１種である、請求項５に記載のプライマー組成物。
8. 前記水分散性微粒子は、シリカ、チタニア、アルミナ、ジルコニア及びアンチモン系微粒子からなる群から選択される１種以上の無機酸化物である、請求項１に記載のプライマー組成物。
9. 前記水分散性微粒子は、シリコン系樹脂、フッ素系樹脂、（メタ）アクリル系樹脂、架橋ポリビニルアルコール及びメラミン系樹脂からなる群から選択される１種以上である、請求項１に記載のプライマー組成物。
10. 前記水分散性微粒子の平均直径は、１０〜２００ｎｍである、請求項１に記載のプライマー組成物。
11. 請求項１から１０のいずれか一項に記載のプライマー組成物からなるプライマー層が光学フィルムの少なくとも一面に形成される、光学フィルム。
12. 前記プライマー層の表面の水接触角は、４０〜１００度である、請求項１１に記載の光学フィルム。
13. 前記光学フィルムは、アクリル系フィルムである、請求項１１に記載の光学フィルム。
14. 前記アクリル系フィルムは、アルキル（メタ）アクリレート系単位とスチレン系単位とを含む共重合体と、主鎖にカーボネート部を有する芳香族系樹脂と、を含むフィルムである、請求項１３に記載の光学フィルム。
15. 前記アクリル系フィルムは、アルキル（メタ）アクリレート系単位と、スチレン系単位と、少なくとも一つのカルボニル基に置換された３〜６元素ヘテロ環単位と、シアン化ビニル単位と、を含むフィルムである、請求項１３に記載の光学フィルム。
16. 前記プライマー層の厚さは、５０〜１０００ｎｍである、請求項１１に記載の光学フィルム。
17. 偏光子と、
    前記偏光子の一面又は両面に付着され請求項１から１０のいずれか一項に記載のプライマー組成物からなるプライマー層が少なくとも一面に形成された光学フィルムと
    を含む、偏光板。
18. 前記プライマー層の表面の水接触角は、４０〜１００度である、請求項１７に記載の偏光板。
19. 前記光学フィルムは、アクリル系フィルムである、請求項１７に記載の偏光板。
20. 前記アクリル系フィルムは、アルキル（メタ）アクリレート系単位とスチレン系単位とを含む共重合体と、主鎖にカーボネート部を有する芳香族系樹脂と、を含むフィルムである、請求項１７に記載の偏光板。
21. 前記アクリル系フィルムは、アルキル（メタ）アクリレート系単位と、スチレン系単位と、少なくとも一つのカルボニル基に置換された３〜６元素ヘテロ環単位と、シアン化ビニル単位と、を含むフィルムである、請求項１７に記載の偏光板。
22. 前記偏光子の一面又は両面に接着層が形成される、請求項１７に記載の偏光板。
23. 前記接着層は、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）系樹脂からなる、請求項２２に記載の偏光板。
24. 前記プライマー層の厚さは、５０〜１０００ｎｍである、請求項１７に記載の偏光板。
25. 請求項１から１０のいずれか一項に記載のプライマー組成物を光学フィルムの少なくとも一面にコーティングする段階と、
    前記コーティングされた光学フィルムを乾燥する段階と
    を含む、プライマー層を備える光学フィルムの製造方法。
26. 前記光学フィルムの少なくとも一面にアルカリ処理、コロナ処理及びプラズマ処理からなる群から選択される少なくとも一つの表面処理を行う段階をさらに含む、請求項２５に記載のプライマー層を備える光学フィルムの製造方法。

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