JP2017201401A - 粘着剤層付偏光フィルム、その製造方法、および画像表示装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】偏光子、アンカーコート層および粘着剤層を、この順で有する粘着剤層付偏光フィルムであって、前記アンカーコート層は、水系樹脂およびヒドロキシル基と反応可能な第一級のアルコールを分子末端に少なくとも一つ有する化合物(a)を含有する水系樹脂組成物から形成されたものであり、前記粘着剤層は、ヒドロキシル基を有するベースポリマー、およびメルカプト基含有シランカップリング剤を含有する粘着剤組成物から形成されたものである。
【選択図】図1
Description
前記アンカーコート層は、水系樹脂およびヒドロキシル基と反応可能な第一級のアルコールを分子末端に少なくとも一つ有する化合物(a)を含有する水系樹脂組成物から形成されたものであり、
前記粘着剤層は、ヒドロキシル基を有するベースポリマー、およびメルカプト基含有シランカップリング剤を含有する粘着剤組成物から形成されたものであることを特徴とする粘着剤層付偏光フィルム、に関する。
P>−(100.929T−42.4−1)×100(ただし、T<42.3)、及び、
P≧99.9(ただし、T≧42.3)、の条件を満足するように構成されていることが好ましい。
偏光子上に、水系樹脂およびヒドロキシル基と反応可能な第一級のアルコールを分子末端に少なくとも一つ有する化合物(a)を含有する水系樹脂組成物を塗工し、次いで、乾燥して、アンカーコート層を形成する工程と、
前記アンカーコート層上に、ヒドロキシル基を有するベースポリマー、およびメルカプト基含有シランカップリング剤を含有する粘着剤組成物から粘着剤層を形成する工程、
を有することを特徴とする粘着剤層付偏光フィルムの製造方法、に関する。
前記アンカーコート層は、ヒドロキシル基と反応可能な第一級のアルコールを分子末端に少なくとも一つ有する化合物(a)、例えば、メチロールメラミンを含有し、前記粘着剤層は、メルカプト基含有シランカップリング剤を含有する。前記アンカーコート層中のメチロールメラミン等の末端の第一級のアルコールは、アンカーコート層の水系樹脂(例えば、ポリビニルアルコール系樹脂)と反応し、一方では、粘着剤層中のメルカプト基含有シランカップリング剤のシラノール基と反応すると考えられる。さらには、アンカーコート層が、直接、偏光子に設けられている場合には、アンカーコート層中のメチロールメラミン等の末端の第一級のアルコールは、偏光子中のポリビニルアルコール系樹脂に由来するヒドロキシル基と反応すると考えられる。また、メルカプト基含有シランカップリング剤のシラノール基は、粘着剤層中のベースポリマーに由来するヒドロキシル基と反応すると考えられる。また、メルカプト基含有シランカップリング剤は粘着剤層中でメルカプト基(−SH,チオール基)同士の反応により自己縮合によりスルフィド結合を形成して粘着剤層の架橋を高めることができると考えられる。このように、前記アンカーコート層と前記粘着剤層中の各材料が反応することによって結合されることで、前記粘着剤層がイソシアネート系架橋剤を含有していなくとも、前記アンカーコート層と前記粘着剤層とは良好な投錨性を有しているものと考えられる。
偏光子は、特に限定されず、各種のものを使用できる。偏光子としては、例えば、ポリビニルアルコール系フィルム、部分ホルマール化ポリビニルアルコール系フィルム、エチレン・酢酸ビニル共重合体系部分ケン化フィルム等の親水性高分子フィルムに、ヨウ素や二色性染料の二色性物質を吸着させて一軸延伸したもの、ポリビニルアルコールの脱水処理物やポリ塩化ビニルの脱塩酸処理物等ポリエン系配向フィルム等が挙げられる。これらの中でも、ポリビニルアルコール系フィルムとヨウ素などの二色性物質からなる偏光子が好適である。これらの偏光子の厚さは特に制限されないが、一般的には2〜25μmである。
特許第4751486号明細書、
特許第4751481号明細書、
特許第4815544号明細書、
特許第5048120号明細書、
特許第5587517号明細書、
国際公開第2014/077599号パンフレット、
国際公開第2014/077636号パンフレット、
等に記載されている薄型偏光膜(偏光子)またはこれらに記載の製造方法から得られる薄型偏光膜(偏光子)を挙げることができる。
P>−(100.929T−42.4−1)×100(ただし、T<42.3)および
P≧99.9(ただし、T≧42.3)の条件を満足するように構成されたことが好ましい。前記条件を満足するように構成された偏光膜は、一義的には、大型表示素子を用いた液晶テレビ用のディスプレイとして求められる性能を有する。具体的にはコントラスト比1000:1以上かつ最大輝度500cd/m2以上である。他の用途としては、例えば有機EL表示装置の視認側に貼り合される。
前記保護フィルムを構成する材料としては、透明性、機械的強度、熱安定性、水分遮断性、等方性などに優れるものが好ましい。例えば、ポリエチレンテレフタレートやポリエチレンナフタレートなどのポリエステル系ポリマー、ジアセチルセルロースやトリアセチルセルロースなどのセルロース系ポリマー、ポリメチルメタクリレートなどのアクリル系ポリマー、ポリスチレンやアクリロニトリル・スチレン共重合体(AS樹脂)などのスチレン系ポリマー、ポリカーボネート系ポリマー等が挙げられる。また、ポリエチレン、ポリプロピレン、シクロ系ないしはノルボルネン構造を有するポリオレフィン、エチレン・プロピレン共重合体の如きポリオレフィン系ポリマー、塩化ビニル系ポリマー、ナイロンや芳香族ポリアミドなどのアミド系ポリマー、イミド系ポリマー、スルホン系ポリマー、ポリエーテルスルホン系ポリマー、ポリエーテルエーテルケトン系ポリマー、ポリフェニレンスルフィド系ポリマー、ビニルアルコール系ポリマー、塩化ビニリデン系ポリマー、ビニルブチラール系ポリマー、アリレート系ポリマー、ポリオキシメチレン系ポリマー、エポキシ系ポリマー、または上記ポリマーのブレンド物なども上記保護フィルムを形成するポリマーの例として挙げられる。これら保護フィルムは、通常、接着剤層により、偏光子に貼り合わせられる。また、前記保護フィルムは、(メタ)アクリル系、ウレタン系、アクリルウレタン系、エポキシ系、シリコーン系等の熱硬化性樹脂または紫外線硬化型樹脂を用いて、これらを偏光子に塗布し、硬化させることにより形成すことができる。
前記保護フィルムと偏光子は接着剤層、粘着剤層、下塗り層(プライマー層)などの介在層を介して積層される。この際、介在層により両者を空気間隙なく積層することが望ましい。
アンカーコート層は、水系樹脂を含有する。アンカーコート層は、例えば、水系樹脂を含有する水系樹脂組成物を、偏光子に塗布することにより形成することができる。前記水系樹脂としては、例えば、ポリビニルアルコール系樹脂、ポリウレタン系樹脂、およびオキサゾリン基含有ポリマーから選ばれるいずれ少なくとも1つを用いることができる。これらのなかでも、図1、図2のように、偏光子に直接アンカーコート層を形成する場合には、貫通クラックの発生を抑制する観点から前記水系樹脂としては、ポリビニルアルコール系樹脂が好ましい。一方、図3のように、保護フィルムにアンカーコート層を形成する場合には、保護フィルムに対する塗膜形成性や濡れ性の観点から前記水系樹脂としては、ポリウレタン系樹脂、オキサゾリン基含有ポリマーが好ましい。
粘着剤層は、ヒドロキシル基を有するベースポリマー、およびメルカプト基含有シランカップリング剤を含有する粘着剤組成物から形成されたものである。粘着剤層の形成には、ヒドロキシル基を有する適宜な粘着剤を用いることができ、その種類について特に制限はない。粘着剤としては、ゴム系粘着剤、アクリル系粘着剤、シリコーン系粘着剤、ウレタン系粘着剤、ビニルアルキルエーテル系粘着剤、ポリビニルアルコール系粘着剤、ポリビニルピロリドン系粘着剤、ポリアクリルアミド系粘着剤、セルロース系粘着剤などが挙げられる。これら粘着剤に応じて各種のベースポリマーを用いることができる。
粘着剤層付偏光フィルムには、表面保護フィルムを設けることができる。表面保護フィルムは、通常、基材フィルムおよび粘着剤層を有し、当該粘着剤層を介して偏光子を保護する。
本発明の粘着剤層付偏光フィルムは、実用に際して他の光学層と積層した光学フィルムとして用いることができる。その光学層については特に限定はないが、例えば反射板や半透過板、位相差板(1/2や1/4などの波長板を含む)、視角補償フィルムなどの液晶表示装置などの形成に用いられることのある光学層を1層または2層以上用いることができる。特に、本発明の粘着剤層付偏光フィルムに更に反射板または半透過反射板が積層されてなる反射型偏光フィルムまたは半透過型偏光フィルム、偏光フィルムに更に位相差板が積層されてなる楕円偏光フィルムまたは円偏光フィルム、偏光フィルムに更に視角補償フィルムが積層されてなる広視野角偏光フィルム、あるいは偏光フィルムに更に輝度向上フィルムが積層されてなる偏光フィルムが好ましい。
(メタ)アクリル系ポリマーの重量平均分子量は、GPC(ゲル・パーミエーション・クロマトグラフィー)により測定した。
・分析装置:東ソー社製、HLC−8120GPC
・カラム:東ソー社製、G7000HXL+GMHXL+GMHXL
・カラムサイズ:各7.8mmφ×30cm 計90cm
・カラム温度:40℃
・流量:0.8ml/min
・注入量:100μl
・溶離液:テトラヒドロフラン
・検出器:示差屈折計(RI)
・標準試料:ポリスチレン
吸水率0.75%、Tg75℃の非晶質のイソフタル酸共重合ポリエチレンテレフタレート(IPA共重合PET)フィルム(厚み:100μm)基材の片面に、コロナ処理を施し、このコロナ処理面に、ポリビニルアルコール(重合度4200、ケン化度99.2モル%)およびアセトアセチル変性PVA(重合度1200、アセトアセチル変性度4.6%、ケン化度99.0モル%以上、日本合成化学工業社製、商品名「ゴーセファイマーZ200」)を9:1の比で含む水溶液を25℃で塗布および乾燥して、厚み11μmのPVA系樹脂層を形成し、積層体を作製した。
得られた積層体を、120℃のオーブン内で周速の異なるロール間で縦方向(長手方向)に2.0倍に自由端一軸延伸した(空中補助延伸処理)。
次いで、積層体を、液温30℃の不溶化浴(水100重量部に対して、ホウ酸を4重量部配合して得られたホウ酸水溶液)に30秒間浸漬させた(不溶化処理)。
次いで、液温30℃の染色浴に、偏光板が所定の透過率となるようにヨウ素濃度、浸漬時間を調整しながら浸漬させた。本実施例では、水100重量部に対して、ヨウ素を0.2重量部配合し、ヨウ化カリウムを1.0重量部配合して得られたヨウ素水溶液に60秒間浸漬させた(染色処理)。
次いで、液温30℃の架橋浴(水100重量部に対して、ヨウ化カリウムを3重量部配合し、ホウ酸を3重量部配合して得られたホウ酸水溶液)に30秒間浸漬させた(架橋処理)。
その後、積層体を、液温70℃のホウ酸水溶液(水100重量部に対して、ホウ酸を4重量部配合し、ヨウ化カリウムを5重量部配合して得られた水溶液)に浸漬させながら、周速の異なるロール間で縦方向(長手方向)に総延伸倍率が5.5倍となるように一軸延伸を行った(水中延伸処理)。
その後、積層体を液温30℃の洗浄浴(水100重量部に対して、ヨウ化カリウムを4重量部配合して得られた水溶液)に浸漬させた(洗浄処理)。
以上により、厚み5μmの偏光子を含む光学フィルム積層体を得た。
保護フィルム:厚み40μmのラクトン環構造を有する(メタ)アクリル樹脂フィルムの易接着処理面にコロナ処理を施して用いた。
N−ヒドロキシエチルアクリルアミド(HEAA)40重量部とアクリロイルモルホリン(ACMO)60重量部と光開始剤「IRGACURE 819」(BASF社製)3重量部を混合し、紫外線硬化型接着剤を調製した。
上記光学フィルム積層体の偏光膜の表面に、上記紫外線硬化型接着剤を硬化後の接着剤層の厚みが0.5μmとなるように塗布しながら、上記保護フィルムを貼合せたのち、活性エネルギー線として、紫外線を照射し、接着剤を硬化させた。紫外線照射は、ガリウム封入メタルハライドランプ、照射装置:Fusion UV Systems,Inc社製のLight HAMMER10、バルブ:Vバルブ、ピーク照度:1600mW/cm2、積算照射量1000/mJ/cm2(波長380〜440nm)を使用し、紫外線の照度は、Solatell社製のSola−Checkシステムを使用して測定した。次いで、非晶性PET基材を剥離し、薄型偏光膜を用いた片保護偏光フィルムAを作製した。得られた片保護偏光フィルムの光学特性は、透過率42.8%、偏光度99.99%であった。
重合度2500、ケン化度99.7モル%のポリビニルアルコール樹脂100部と、メチロールメラミン(DIC社製、商品名「ウォーターゾル:S−695」)5部とを純水に溶解し、固形分濃度4重量%の水溶液を調製した。
攪拌羽根、温度計、窒素ガス導入管、冷却器を備えた4つ口フラスコに、ブチルアクリレート99部およびアクリル酸2−ヒドロキシエチル1部を含有するモノマー混合物を仕込んだ。さらに、前記モノマー混合物(固形分)100部に対して、重合開始剤として2,2´−アゾビスイソブチロニトリル0.1部を酢酸エチルと共に仕込み、緩やかに攪拌しながら窒素ガスを導入して窒素置換した後、フラスコ内の液温を60℃付近に保って7時間重合反応を行った。その後、得られた反応液に、酢酸エチルを加えて、固形分濃度30%に調整した、重量平均分子量140万のアクリル系ポリマーの溶液を調製した。
上記アクリル系ポリマー溶液の固形分100部に対して、オリゴマー型のメルカプト基含有シランカップリング剤(アルコキシ基量:30重量%,メルカプト当量:450g/mol,信越化学工業(株)製のX−41−1810)0.2部およびジベンゾイルパーオキサイド0.42部を配合して、アクリル系粘着剤溶液を調製した。
次いで、上記アクリル系粘着剤溶液を、シリコーン系剥離剤で処理されたポリエチレンテレフタレートフィルム(セパレータフィルム)の表面に均一に塗工し、155℃の空気循環式恒温オーブンで2分間乾燥し、セパレータフィルムの表面に厚さ20μmの粘着剤層を形成した。
<アンカーコート層付の片保護偏光フィルムを作製>
上記片保護偏光フィルムの偏光膜(偏光子)の面(保護フィルムが設けられていない偏光子面)に、25℃に調整した上記ポリビニルアルコール系樹脂組成物をワイヤーバーコーターで乾燥後の厚みが1μmになるように塗布した後、90℃で20秒間熱風乾燥して、アンカーコート層付の片保護偏光フィルムを作製した。
次いで、片保護偏光フィルムに形成したアンカーコート層に、上記離型シート(セパレータ)の剥離処理面に形成した粘着剤層を貼り合わせて、粘着剤層付偏光フィルムを作製した。
実施例1において、アンカーコート層に配合する水系樹脂の種類、メチロールメラミンの配合量(配合部は水系樹脂100部に対する値である)、粘着剤組成物中のシランカップリング剤、架橋剤の種類と配合量(配合部はアクリル系ポリマー100部に対する値である)を表1に示すように変えたこと以外は、実施例1と同様にして、アンカーコート層付の片保護偏光フィルムおよび粘着剤層付偏光フィルムを作製した。
作製して1分間以内のセパレータフィルムの剥離処理面に形成した粘着剤層から約0.1gを掻きとったものをサンプル1とした。前記サンプル1を0.2μm径を有するテフロン(登録商標)フィルム(商品名「NTF1122」,日東電工株式会社製)に包んだ後、凧糸で縛り、これをサンプル2とした。下記試験に供する前のサンプル2の重量を測定し、これを重量Aとした。なお、前記重量Aは、サンプル1(粘着剤層)と、テフロン(登録商標)フィルムと、凧糸との総重量である。また、前記テフロン(登録商標)フィルムと凧糸との総重量を重量Bとした。次に、前記サンプル2を、酢酸エチルで満たした50ml容器に入れ、23℃にて1週間静置した。その後、容器からサンプル2を取り出し、130℃で2時間、乾燥機中で乾燥して酢酸エチルを除去した後、サンプル2の重量を測定した。前記試験に供した後のサンプル2の重量を測定し、これを重量Cとした。そして、下記式からゲル分率を算出した。
ゲル分率(重量%)=(C−B)/(A−B)×100
粘着剤層の初期のゲル分率は、80%以上であるのが好ましい。ゲル分率が低いことは打痕が残りやすいなどの不具合につながる。
実施例、及び比較例で得られた粘着剤層付偏光フィルムを25mm×150mmの大きさにカットし、これの粘着剤層面と、50μm厚のポリエチレンテレフタレートフィルム表面にインジウム−酸化錫を蒸着させた蒸着フィルムの蒸着面とが接するよう貼り合わせた。その後、前記ポリエチレンテレフタレートフィルムの端部を手で剥離し、粘着剤層がポリエチレンテレフタレートフィルム側に付着しているのを確認した上で、島津製作所製の引っ張り試験機AG−1を用いて180°方向に300mm/分の速度で剥離した際の応力(N/25mm)を測定(25℃)した。
投錨力が15N/25mm以上であることが、リワーク時の糊残りや、加工時の糊欠けや糊脱落がなく、良好である。また、前記の剥離の際の破壊状態を「凝集破壊(アンカーコート層または粘着剤層の破壊)」または「界面剥離(アンカーコート層と粘着剤層の界面での剥離)」で示す。なお、比較例7では、粘着剤層の架橋剤としてイソシアネート系架橋剤のみを用いた場合のため、48時間のエージング後に測定した投錨力である。実施例および他の比較例は粘着剤層付偏光フィルムを作製後24時間以内(エージングをしていない)に測定した値である。
イソシアネー系は、商品名:タケネートD110N、キシリレンジイソシアネートのトリメチロールプロパン付加物、三井化学(株)製;
X−41−1810:オリゴマー型のメルカプト基含有シランカップリング剤、アルコキシ基量:30重量%、メルカプト当量:450g/mol,信越化学工業(株)製;
KBM‐802:モノマー型のメルカプト基含有シランカップリング剤、信越化学工業(株)製;
KBM‐803:モノマー型のメルカプト基含有シランカップリング剤、信越化学工業(株)製;
X−41−1056:オリゴマー型のエポキシ基含有シランカップリング剤、アルコキシ基量:17重量%、エポキシ当量:280g/mol、信越化学工業(株)製;
を示す。
また、実施例10の架橋剤はイソシアネート系架橋剤と過酸化物架橋剤の併用系である。
オキサゾリン基含有ポリマー:エポクロスWS−700((株)日本触媒製);
ポリウレタン系樹脂:タケラックW−6020(三井化学ポリウレタン(株)製);
エポキシ樹脂:セロキサイド2021P((株)ダイセル製);を示す。
2 アンカーコート層(ポリビニルアルコール系樹脂が主成分)
3 粘着剤層
4 セパレータ
5、5´ 保護フィルム
10 粘着剤層付偏光フィルム
11 粘着剤層付偏光フィルム
Claims (19)
- 偏光子、アンカーコート層および粘着剤層を、この順で有する粘着剤層付偏光フィルムであって、
前記アンカーコート層は、水系樹脂およびヒドロキシル基と反応可能な第一級のアルコールを分子末端に少なくとも一つ有する化合物(a)を含有する水系樹脂組成物から形成されたものであり、
前記粘着剤層は、ヒドロキシル基を有するベースポリマー、およびメルカプト基含有シランカップリング剤を含有する粘着剤組成物から形成されたものであることを特徴とする粘着剤層付偏光フィルム。 - 前記水系樹脂が、ポリビニルアルコール系樹脂、ポリウレタン系樹脂、エポキシ系樹脂およびオキサゾリン基含有ポリマーから選ばれるいずれ少なくとも1つであることを特徴とする請求項1記載の粘着剤層付偏光フィルム。
- 前記水系樹脂が、ポリビニルアルコール系樹脂であることを特徴とする請求項2記載の粘着剤層付偏光フィルム。
- 前記ポリビニルアルコール系樹脂は、ケン化度が96モル%以上、平均重合度が2000以上であることを特徴とする請求項3のいずれかに記載の粘着剤層付偏光フィルム。
- 前記水系樹脂組成物は、前記水系樹脂100重量部に対して、前記化合物(a)を0.2〜20重量部含有することを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の粘着剤層付偏光フィルム。
- 前記化合物(a)がメチロールメラミンであることを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載の粘着剤層付偏光フィルム。
- 前記アンカーコート層は、厚みが0.05μm以上6μm以下であることを特徴とする請求項1〜6のいずれかに記載の粘着剤層付偏光フィルム。
- 前記ヒドロキシル基を有するベースポリマーが、ヒドロキシル基を有する(メタ)アクリル系ポリマーであることを特徴とする請求項1〜7のいずれかに記載の粘着剤層付偏光フィルム。
- 前記粘着剤組成物は、前記ヒドロキシル基を有するベースポリマー100重量部に対して、前記メルカプト基含有シランカップリング剤を0.01〜5重量部含有することを特徴とする請求項1〜8のいずれかに記載の粘着剤層付偏光フィルム。
- 前記粘着剤組成物が、架橋剤を含有することを特徴とする請求項1〜9のいずれかに記載の粘着剤層付偏光フィルム。
- 前記架橋剤が、ヒドロキシル基と反応しない架橋剤(b)を含有することを特徴とする請求項10記載の粘着剤層付偏光フィルム。
- 前記ヒドロキシル基と反応しない架橋剤(b)が、過酸化物であることを特徴とする請求項11記載の粘着剤層付偏光フィルム。
- 前記ヒドロキシル基と反応しない架橋剤(b)を、前記ヒドロキシル基を有するベースポリマー100重量部に対して、0.01〜2重量部含有することを特徴とする請求項11または12記載の粘着剤層付偏光フィルム。
- 前記偏光子は、厚みが15μm以下であることを特徴とする請求項1〜13のいずれかに記載の粘着剤層付偏光フィルム。
- 前記偏光子は、単体透過率T及び偏光度Pによって表される光学特性が、下記式、
P>−(100.929T−42.4−1)×100(ただし、T<42.3)、及び、
P≧99.9(ただし、T≧42.3)、の条件を満足するように構成されたことを特徴とする請求項1〜14のいずれかに記載の粘着剤層付偏光フィルム。 - 前記偏光子の少なくとも片側に保護フィルムを有することを特徴とする請求項1〜15のいずれかに記載の粘着剤層付偏光フィルム。
- 前記粘着剤層には、セパレータが積層されていることを特徴とする請求項1〜16のいずれかに記載の粘着剤層付偏光フィルム。
- 請求項1〜17のいずれかに記載の粘着剤層付偏光フィルムの製造方法であって、
偏光子上に、水系樹脂およびヒドロキシル基と反応可能な第一級のアルコールを分子末端に少なくとも一つ有する化合物(a)を含有する水系樹脂組成物を塗工し、次いで、乾燥して、アンカーコート層を形成する工程と、
前記アンカーコート層上に、ヒドロキシル基を有するベースポリマー、およびメルカプト基含有シランカップリング剤を含有する粘着剤組成物から粘着剤層を形成する工程、
を有することを特徴とする粘着剤層付偏光フィルムの製造方法。 - 請求項1〜17のいずれかに記載の粘着剤層付偏光フィルムを有する画像表示装置。
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