JP5721286B2 - 薄型偏光膜の製造方法 - Google Patents
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Description
好ましい実施形態においては、上記熱可塑性樹脂基材が、非晶質のポリエチレンテレフタレート系樹脂から構成されている。
好ましい実施形態においては、上記ホウ酸水中延伸の前に、上記積層体を95℃以上で空中延伸する工程を含む。
好ましい実施形態においては、上記水中延伸工程を経た上記積層体の最大延伸倍率が、上記積層体を空中延伸のみで延伸した場合の最大延伸倍率よりも高い。
好ましい実施形態においては、上記該積層体の最大延伸倍率が5.0倍以上である。
本発明の別の局面によれば、薄型偏光膜が提供される。この薄型偏光膜は、上記製造方法により得られる。
本発明のさらに別の局面によれば、上記薄型偏光膜を有する光学積層体が提供される。
本発明のさらに別の局面によれば、積層体が提供される。この積層体は、吸水率が0.2%以上3.0%以下、ガラス転移温度(Tg)が60℃以上の熱可塑性樹脂基材と、該熱可塑性樹脂基材上に形成されたPVA系樹脂層とを有する。
A.製造方法
本発明の薄型偏光膜の製造方法は、吸水率が0.2%以上3.0%以下、ガラス転移温度(Tg)が60℃以上100℃以下の熱可塑性樹脂基材上にPVA系樹脂層を形成して、積層体を作製する工程(工程A)と、この積層体をホウ酸水溶液中で水中延伸する工程(工程B)(ホウ酸水中延伸)とを含む。以下、各々の工程について説明する。
図1は、本発明の好ましい実施形態による積層体の概略断面図である。積層体10は、熱可塑性樹脂基材11とPVA系樹脂層12とを有し、熱可塑性樹脂基材にPVA系樹脂層12を形成することにより作製される。PVA系樹脂層12の形成方法は、任意の適切な方法を採用し得る。好ましくは、熱可塑性樹脂基材11上に、PVA系樹脂を含む塗布液を塗布し、乾燥することにより、PVA系樹脂層12を形成する。
上記工程Bでは、上記積層体を水中延伸(ホウ酸水中延伸)する。水中延伸によれば、上記熱可塑性樹脂基材やPVA系樹脂層のガラス転移温度(代表的には、80℃程度)よりも低い温度で延伸し得、PVA系樹脂層を、その結晶化を抑えながら、高倍率に延伸することができる。その結果、優れた光学特性(例えば、偏光度)を有する薄型偏光膜を作製することができる。
本発明の薄型偏光膜の製造方法は、上記工程Aおよび工程B以外に、その他の工程を含み得る。その他の工程としては、例えば、不溶化工程、染色工程、架橋工程、上記工程Bとは別の延伸工程、洗浄工程、乾燥(水分率の調節)工程等が挙げられる。その他の工程は、任意の適切なタイミングで行い得る。
本発明の薄型偏光膜は、上記製造方法により得られる。本発明の薄型偏光膜は、実質的には、二色性物質が吸着配向されたPVA系樹脂膜である。薄型偏光膜の厚みは、10μm以下であり、好ましくは7μm以下、さらに好ましくは5μm以下である。一方、薄型偏光膜の厚みは、好ましくは0.5μm以上、より好ましくは1.5μm以上である。薄型偏光膜は、好ましくは、波長380nm〜780nmのいずれかの波長で吸収二色性を示す。薄型偏光膜の単体透過率は、好ましくは40.0%以上、より好ましくは41.0%以上、さらに好ましくは42.0%以上である。薄型偏光膜の偏光度は、好ましくは99.8%以上、より好ましくは99.9%以上、さらに好ましくは99.95%以上である。
本発明の光学積層体は、上記薄型偏光膜を有する。図3(a)および(b)は、本発明の好ましい実施形態による光学フィルム積層体の概略断面図である。光学フィルム積層体100は、熱可塑性樹脂基材11’と薄型偏光膜12’と粘着剤層13とセパレータ14とをこの順で有する。光学フィルム積層体200は、熱可塑性樹脂基材11’と薄型偏光膜12’と接着剤層15と光学機能フィルム16と粘着剤層13とセパレータ14とをこの順で有する。本実施形態では、上記熱可塑性樹脂基材を、得られた薄型偏光膜12’から剥離せずに、そのまま光学部材として用いている。熱可塑性樹脂基材11’は、例えば、薄型偏光膜12’の保護フィルムとして機能し得る。
1.厚み
デジタルマイクロメーター(アンリツ社製、製品名「KC−351C」)を用いて測定した。
2.熱可塑性樹脂基材の吸水率
JIS K 7209に準じて測定した。
3.熱可塑性樹脂基材のガラス転移温度(Tg)
JIS K 7121に準じて測定した。
(工程A)
熱可塑性樹脂基材として、吸水率0.60%、Tg80℃の非晶質ポリエチレンテレフタレート(A−PET)フィルム(三菱樹脂社製、商品名「ノバクリア」、厚み:100μm)を用いた。
熱可塑性樹脂基材の片面に、重合度2600、ケン化度99.9%のポリビニルアルコール(PVA)樹脂(日本合成化学工業社製、商品名「ゴーセノール(登録商標)NH−26」)の水溶液を60℃で塗布および乾燥して、厚み7μmのPVA系樹脂層を形成した。このようにして積層体を作製した。
次いで、液温30℃の染色浴(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2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(染色工程)。
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(架橋工程)。
その後、積層体を、液温60℃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)に一軸延伸を行った(工程B)。ホウ酸水溶液への浸漬時間は120秒であり、積層体が破断する直前まで延伸した。
その後、積層体を洗浄浴(水100重量に対して、ヨウ化カリウムを3重量部配合して得られた水溶液)に浸漬させた後、60℃の温風で乾燥させた(洗浄・乾燥工程)。
このようにして、熱可塑性樹脂基材上に薄型偏光膜が形成された光学フィルム積層体を得た。
実施例1−1と同様にして作製した積層体を、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倍に一軸延伸した(空中補助延伸工程)。その後、実施例1−1と同様にして、不溶化工程、染色工程、架橋工程、工程Bおよび洗浄・乾燥工程を行い、光学フィルム積層体を得た。
実施例1−1と同様にして作製した積層体を、積層体が破断する直前まで100℃のオーブン内で空中延伸した。
その後、実施例1−1と同様に、染色工程、架橋工程および洗浄・乾燥工程をこの順で行い薄型偏光膜を得た。
熱可塑性樹脂基材として、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)を用いたこと以外は、実施例1−1と同様にして薄型偏光膜を得た。
熱可塑性樹脂基材として、上記IPA共重合PETフィルムを用いたこと以外は、実施例1−2と同様にして薄型偏光膜を得た。
熱可塑性樹脂基材として上記IPA共重合PETフィルムを用いたこと以外は、比較例1と同様にして薄型偏光膜を得た。
熱可塑性樹脂基材として、吸水率0.1%、Tg110℃のポリエチレンテレフタレート(PET)フィルム(帝人デュポン社製、商品名「テイジンテトロン」、厚み:100μm)を用いたこと、および、工程Bにおいてホウ酸水溶液の温度を80℃としたこと以外は、実施例1−1と同様にして積層体の延伸を試みたが、全く延伸することができなかった。
熱可塑性樹脂基材として上記PETフィルムを用いたこと、および、130℃で空中延伸したこと以外は、比較例1と同様にして薄型偏光膜を得た。
熱可塑性樹脂基材として、吸水率0.03%、Tg80℃の未延伸ポリスチレンフィルム(厚み:100μm)を用いたこと、および、工程Bにおいてホウ酸水溶液の温度を80℃としたこと以外は、実施例1−1と同様にして薄型偏光膜を得た。
熱可塑性樹脂基材として上記ポリスチレンフィルムを用いたこと、および、90℃で空中延伸したこと以外は、比較例1と同様にして薄型偏光膜を得た。
熱可塑性樹脂基材として、吸水率0.03%、Tg−10℃の未延伸ポリプロピレンフィルム(東セロ株式会社製、RXCシリーズ、厚み:70μm)を用いたこと以外は、実施例1−1と同様にして薄型偏光膜の作製を試みた。
熱可塑性樹脂基材として上記ポリプロピレンフィルムを用いたこと、および、60℃で空中延伸したこと以外は、比較例1と同様にして薄型偏光膜の作製を試みた。
熱可塑性樹脂基材として、吸水率3.5%、Tg65℃のナイロン6フィルム(無延伸ナイロンフィルム、三菱樹脂社製、商品名「ダイアミロン C」、厚み:100μm)を用いたこと以外は、実施例1−1と同様にして薄型偏光膜の作製を試みた。
熱可塑性樹脂基材として上記ナイロン6フィルムを用いたこと以外は、比較例1と同様にして薄型偏光膜の作製を試みた。
熱可塑性樹脂基材として、吸水率0.35%、Tg75℃の非晶質のシクロヘキサンジメタノール共重合ポリエチレンテレフタレート(CHDM−PET)フィルム(三菱樹脂社製、商品名「ノバクリアー SH046」、厚み:150μm)を用いたこと、および、工程Bにおいてホウ酸水溶液の温度を70℃としたこと以外は、実施例1−1と同様にして薄型偏光膜を得た。
熱可塑性樹脂基材として、上記CHDM−PETフィルムを用いたこと、および、工程Bにおいてホウ酸水溶液の温度を70℃としたこと以外は、実施例1−2と同様にして薄型偏光膜を得た。
熱可塑性樹脂基材として上記CHDM−PETフィルムを用いたこと以外は、比較例1と同様にして薄型偏光膜を得た。
(外観の評価基準)
○:良好である
×:凹凸やタルミの発生、変形・寸法変化により外観不良である
(偏光度の測定方法)
紫外可視分光光度計(日本分光社製、製品名「V7100」)を用いて、薄型偏光膜の単体透過率(Ts)、平行透過率(Tp)および直交透過率(Tc)を測定し、偏光度(P)を次式により求めた。
偏光度(P)(%)={(Tp−Tc)/(Tp+Tc)}1/2×100
なお、上記Ts、TpおよびTcは、JIS Z 8701の2度視野(C光源)により測定し、視感度補正を行ったY値である。
比較例3−1では水中延伸をすることができなかった。比較例3−2、比較例4−1および比較例4−2では、外観には優れるものの、十分な光学特性を得ることができなかった。
ガラス転移温度の低い熱可塑性樹脂基材を用いた比較例5−1および比較例5−2では、高倍率に延伸することは可能であったが、PVA系樹脂層の形成(塗布・乾燥)時に熱可塑性樹脂基材にシワが発生し、さらには、延伸時の温度により積層体に凹凸やタルミが発生して、光学用途に耐え得る外観を得ることができなかった。
吸水率の高い熱可塑性樹脂基材を用いた比較例6−1および比較例6−2では、PVA樹脂の水溶液の塗布時に寸法変化が生じ、さらに、比較例6−1では水中延伸の際にシワが発生し、優れた外観を得ることができなかった。
図5および図6から、水中延伸では、空中延伸に比べて、熱可塑性樹脂基材の延伸応力が大幅に低下していることがわかる。このことから、水が可塑剤的な働きをして、熱可塑性樹脂基材が可塑化しているといえる。
11 熱可塑性樹脂基材
12 PVA系樹脂層
Claims (5)
- 吸水率が0.2%以上3.0%以下、ガラス転移温度(Tg)が60℃以上100℃未満の熱可塑性樹脂基材上にポリビニルアルコール系樹脂層を形成して、積層体を作製する工程と、
該積層体をホウ酸水溶液中で水中延伸する工程と
を含み、得られる偏光膜の厚みが10μm以下である、薄型偏光膜の製造方法。 - 前記熱可塑性樹脂基材が、非晶質のポリエチレンテレフタレート系樹脂から構成されている、請求項1に記載の薄型偏光膜の製造方法。
- 前記ホウ酸水中延伸の前に、前記積層体を95℃以上で空中延伸する工程を含む、請求項1または2に記載の薄型偏光膜の製造方法。
- 前記水中延伸工程を経た前記積層体の最大延伸倍率が、前記積層体を空中延伸のみで延伸した場合の最大延伸倍率よりも高い、請求項1から3のいずれかに記載の薄型偏光膜の製造方法。
- 前記積層体の最大延伸倍率が5.0倍以上である、請求項1から4のいずれかに記載の薄型偏光膜の製造方法。
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