TW202124999A - 偏光膜之製造方法及偏光薄膜之製造方法 - Google Patents
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Abstract
一種偏光膜之製造方法,包含以下步驟:步驟(I-1),係一邊將聚乙烯醇系薄膜沿長邊方向輸送,一邊對前述聚乙烯醇系薄膜施行至少染色步驟、交聯步驟及延伸步驟,而製造含有水之偏光膜;步驟(I-2),係對所得含有水之偏光膜在偏光膜之水分率為20重量%以上之狀態下施行塗佈液體之步驟,而製造浸潤有液體中之成分的偏光膜;及步驟(I-3),對所得浸潤有液體中之成分的偏光膜施行乾燥步驟,而製造乾燥後之偏光膜。本發明偏光膜之製造方法可簡便且充分使偏光膜含有任意成分。
Description
本發明涉及偏光膜之製造方法及偏光薄膜之製造方法。
以往,用於液晶顯示裝置或有機EL顯示裝置等各種影像顯示裝置之偏光膜(偏光件),出於兼具高透射率與高偏光度而使用經染色處理之(含有碘或二色性染料等二色性物質之)聚乙烯醇系薄膜。該偏光膜係於浴(處理浴)中對聚乙烯醇系薄膜施行例如染色、交聯、延伸等各處理後進行乾燥來製造。又,前述偏光膜通常係以於其單面或兩面使用接著劑貼合有三醋酸纖維素等之保護薄膜的偏光薄膜(偏光板)之形式來使用。
作為偏光膜之製造方法,例如專利文獻1~2中揭示了藉由將包含鋅、銅、鋁等之金屬鹽等成分添加至處理浴中,使偏光膜中含有該等成分,以使偏光膜之耐久特性提升。又,專利文獻3~4中揭示一種將有機鈦化合物等成分添加至處理浴中的偏光膜之製造方法。
先前技術文獻
專利文獻
專利文獻1:國際公開第2016/117659號
專利文獻2:日本專利特開2006-047978號公報
專利文獻3:日本專利特開2008-46257號公報
專利文獻4:日本專利特開平6-172554號公報
發明欲解決之課題
然而,在偏光膜之製造方法中,在將如上述之成分添加於處理浴中時,會有其使用量變得龐大、需要進行處理液之廢液處理等問題。
有鑑於如以上所述情事,本發明之目的即在於提供可簡便且充分使偏光膜含有任意成分之偏光膜之製造方法。
並且,本發明之目的在於提供一種偏光薄膜之製造方法,其使用了以上述偏光膜之製造方法獲得之偏光膜。
用以解決課題之手段
亦即,本發明涉及一種偏光膜之製造方法,該偏光膜之製造方法包含以下步驟:步驟(I-1),係一邊將聚乙烯醇系薄膜沿長邊方向輸送,一邊對前述聚乙烯醇系薄膜施行至少染色步驟、交聯步驟及延伸步驟,而製造含有水之偏光膜;步驟(I-2),係對所得含有水之偏光膜在偏光膜之水分率為20重量%以上之狀態下施行塗佈液體之步驟,而製造浸潤有液體中之成分的偏光膜;及步驟(I-3),對所得浸潤有液體中之成分的偏光膜施行乾燥步驟,而製造乾燥後之偏光膜。
又,本發明涉及一種偏光膜之製造方法,該偏光膜之製造方法包含以下步驟:步驟(II-0),係於長條狀熱塑性樹脂基材之單側形成含聚乙烯醇系樹脂之聚乙烯醇系樹脂層來準備積層體;步驟(II-1),係一邊將所得積層體沿長邊方向輸送,一邊對前述積層體施行至少空中輔助延伸處理步驟、染色處理步驟及水中延伸處理步驟,而製造具有含有水之偏光膜的積層體;步驟(II-2),係對所得具有含有水之偏光膜的積層體在偏光膜之水分率為20重量%以上之狀態下施行塗佈液體之步驟,而製造具有浸潤有液體中之成分的偏光膜之積層體;及步驟(II-3),對所得具有浸潤有液體中之成分的偏光膜之積層體施行乾燥處理步驟,而製造乾燥後之偏光膜。
又,本發明涉及一種偏光薄膜之製造方法,其包含以下步驟:於以前述偏光膜之製造方法獲得之偏光膜之至少單面透過接著劑層貼合透明保護薄膜。
發明效果
雖本發明偏光膜之製造方法之效果的作用機制的細節尚有不明瞭的部分,但吾等推測如下。惟,本發明亦可不限定以該作用機制解釋。
本發明偏光膜之製造方法包含以下步驟:步驟(I-1),係一邊將聚乙烯醇系薄膜沿長邊方向輸送,一邊對前述聚乙烯醇系薄膜施行至少染色步驟、交聯步驟及延伸步驟,而製造含有水之偏光膜;步驟(I-2),係對所得含有水之偏光膜在偏光膜之水分率為20重量%以上之狀態下施行塗佈液體之步驟,而製造浸潤有液體中之成分的偏光膜;及步驟(I-3),對所得浸潤有液體中之成分的偏光膜施行乾燥步驟,而製造乾燥後之偏光膜。或者,本發明偏光膜之製造方法包含以下步驟:步驟(II-0),係於長條狀熱塑性樹脂基材之單側形成含聚乙烯醇系樹脂之聚乙烯醇系樹脂層來準備積層體;步驟(II-1),係一邊將所得積層體沿長邊方向輸送,一邊對前述積層體施行至少空中輔助延伸處理步驟、染色處理步驟及水中延伸處理步驟,而製造具有含有水之偏光膜的積層體;步驟(II-2),係對所得具有含有水之偏光膜的積層體在偏光膜之水分率為20重量%以上之狀態下施行塗佈液體之步驟,而製造具有浸潤有液體中之成分的偏光膜之積層體;及步驟(II-3),對所得具有浸潤有液體中之成分的偏光膜之積層體施行乾燥處理步驟,而製造乾燥後之偏光膜。以往之偏光膜之製造方法中,係在對聚乙烯醇系薄膜施行至少染色步驟、交聯步驟及延伸步驟後,接著施行乾燥步驟。或者,在以往之偏光膜之製造方法中,包含一於長條狀熱塑性樹脂基材之單側形成含聚乙烯醇系樹脂之聚乙烯醇系樹脂層來準備積層體的步驟,並且對所得積層體施行至少空中輔助延伸處理步驟、染色處理步驟及水中延伸處理步驟後,接著施行乾燥處理步驟。另一方面,在本發明偏光膜之製造方法中,如上所述,係製造含有水之偏光膜、或具有含有水之偏光膜的積層體。該含有水之偏光膜或具有含有水之偏光膜的積層體中之偏光膜,係在偏光膜之水分率為20重量%以上之狀態下施行塗佈液體之步驟,因此可簡便且充分使該含有水之偏光膜浸潤液體中所含之任意成分。
<偏光膜之製造方法>
本發明偏光膜之製造方法包含以下步驟:步驟(I-1),係一邊將聚乙烯醇系薄膜沿長邊方向輸送,一邊對前述聚乙烯醇系薄膜施行至少染色步驟、交聯步驟及延伸步驟,而製造含有水之偏光膜;步驟(I-2),係對所得含有水之偏光膜在偏光膜之水分率為20重量%以上之狀態下施行塗佈液體之步驟,而製造浸潤有液體中之成分的偏光膜;及步驟(I-3),對所得浸潤有液體中之成分的偏光膜施行乾燥步驟,而製造乾燥後之偏光膜。
<製造含有水之偏光膜的步驟(I-1)>
本發明偏光膜之製造方法包含步驟(I-1),其係一邊將聚乙烯醇系薄膜沿長邊方向輸送,一邊對前述聚乙烯醇系薄膜施行至少染色步驟、交聯步驟及延伸步驟,而製造含有水之偏光膜。
前述聚乙烯醇(PVA)系薄膜可無特別限制地使用在可見光區域具有透光性且可分散吸附碘或二色性染料等二色性物質者。又,一般作為原板使用之PVA系薄膜之厚度宜為1~100μm左右,1~50μm左右較佳,而寬度宜為100~5000mm左右。
作為前述聚乙烯醇系薄膜的材料,可舉聚乙烯醇或其衍生物。前述聚乙烯醇之衍生物可舉例如聚乙烯醇縮甲醛、聚乙烯縮醛;經乙烯、丙烯等烯烴、丙烯酸、甲基丙烯酸、巴豆酸等不飽和羧酸及其烷基酯、丙烯酸醯胺等改質者等。前述聚乙烯醇之平均聚合度宜為100~10,000左右,1,000~10,000左右較佳,1,500~4,500左右更佳。又,前述聚乙烯醇之皂化度宜為80~100莫耳%左右,95莫耳%~99.95莫耳左右較佳。另,前述平均聚合度及前述皂化度可依循JIS K 6726求得。
前述聚乙烯醇系薄膜中亦可含有塑化劑或界面活性劑等添加劑。前述塑化劑可舉例如甘油、二甘油、三甘油、乙二醇、丙二醇、聚乙二醇等多元醇及其縮合物等。前述添加劑之使用量無特別限制,但例如宜在聚乙烯醇系薄膜中為20重量%以下左右。
<染色步驟>
前述染色步驟係將聚乙烯醇系薄膜浸漬於染色浴之處理步驟,其可使碘或二色性染料等二色性物質吸附、定向於聚乙烯醇系薄膜。前述染色液一般宜為碘水溶液,且含有碘及作為溶解助劑之碘化物。此外,前述碘化物可舉:碘化鉀、碘化鋰、碘化鈉、碘化鋅、碘化鋁、碘化鉛、碘化銅、碘化鋇、碘化鈣、碘化錫、碘化鈦等。該等中又以碘化鉀為佳。
前述染色浴中,碘濃度宜為0.01~1重量%左右,0.02~0.5重量%左右較佳。前述染色浴中,前述碘化物之濃度宜為0.01~10重量%左右,0.05~5重量%左右較佳。
前述染色浴之溫度宜為10~50℃左右,15~45℃左右較佳。又,因聚乙烯醇系薄膜之染色程度會受染色浴溫度的影響,故浸漬於前述染色浴之浸漬時間不能一概決定,而宜為10~300秒鐘左右,20~240秒鐘左右較佳。前述染色步驟可僅實施1次,亦可因應需要實施複數次。
<交聯步驟>前述交聯步驟係將經前述染色步驟染色之聚乙烯醇系薄膜浸漬於含硼化合物之處理浴(交聯浴)中的處理步驟,可透過硼化合物使聚乙烯醇系薄膜交聯而將碘分子或染料分子吸附至該交聯結構。前述硼化合物可舉例如硼酸、硼酸鹽、硼砂等。前述交聯浴一般為水溶液,但例如亦可為與水有混合性之有機溶劑及水的混合溶液。又,前述交聯浴可包含碘化鉀等碘化物。
前述交聯浴中,前述硼化合物之濃度宜為1~15重量%左右,1.5~10重量%左右較佳,2~5重量%左右更佳。又,於前述交聯浴中使用碘化鉀等碘化物時,前述交聯浴中碘化鉀等碘化物之濃度宜為1~15重量%左右,1.5~10重量%左右較佳。
前述交聯浴之溫度宜為20~70℃左右,30~60℃左右較佳。又,因聚乙烯醇系薄膜之交聯程度會受交聯浴溫度的影響,故浸漬於前述交聯浴之浸漬時間不能一概決定,而宜為5~300秒鐘左右,10~200秒鐘左右較佳。前述交聯步驟可僅實施1次,亦可因應需要實施複數次。
<延伸步驟>
前述延伸步驟係將聚乙烯醇系薄膜沿至少一方向延伸預定倍率的處理步驟。一般而言,係將聚乙烯醇系薄膜沿輸送方向(長邊方向)進行單軸延伸。前述延伸方法並無特別限制,可採用濕潤延伸法與乾式延伸法中之任一方法。前述延伸步驟可僅實施1次,亦可因應需要實施複數次。前述延伸步驟可於偏光膜之製造中在任一階段進行。
前述濕潤延伸法之處理浴(延伸浴)一般可使用水或與水有混合性之有機溶劑及水的混合溶液等之溶劑。前述延伸浴宜包含碘化鉀等碘化物。於前述延伸浴中使用碘化鉀等碘化物時,該延伸浴中碘化鉀等碘化物之濃度宜為1~15重量%左右,2~10重量%左右較佳。又,為了提升交聯度,前述處理浴(延伸浴)中可包含前述硼化合物,此時該延伸浴中前述硼化合物之濃度宜為1~15重量%左右,1.5~10重量%左右較佳。
前述延伸浴之溫度宜為25~80℃左右,40~75℃左右較佳。又,因聚乙烯醇系薄膜之延伸程度會受延伸浴溫度之影響,故浸漬於前述延伸浴之浸漬時間不能一概決定,而宜為10~800秒鐘左右,30~500秒鐘左右較佳。此外,前述濕潤延伸法之延伸處理亦可與前述染色步驟、前述交聯步驟、後述膨潤步驟及後述洗淨步驟中之任1個以上處理步驟一同施行。
前述乾式延伸法可舉例如輥間延伸方法、加熱輥延伸方法、壓縮延伸方法等。此外,前述乾式延伸法亦可與後述乾燥步驟一同施行。
施於前述聚乙烯醇系薄膜之總延伸倍率(累積延伸倍率)可因應目的適當設定,而宜為2~7倍左右,3~6.8倍左右較佳,3.5~6.5倍左右更佳。
製造前述含有水之偏光膜的步驟中,對前述聚乙烯醇系薄膜除了施行前述染色步驟、前述交聯步驟及前述延伸步驟外,可施行膨潤步驟,亦可施行洗淨步驟。
<膨潤步驟>
前述膨潤步驟係將聚乙烯醇系薄膜浸漬於膨潤浴中之處理步驟,其可去除聚乙烯醇系薄膜表面的污垢及抗結塊劑,並且,使聚乙烯醇系薄膜膨潤可抑制染色參差。前述膨潤浴一般可使用水、蒸餾水、純水等以水為主成分之介質。前述膨潤浴亦可依循一般方法適當添加有界面活性劑、醇等。
前述膨潤浴之溫度宜為10~60℃左右,15~45℃左右較佳。又,因聚乙烯醇系薄膜之膨潤程度會受膨潤浴溫度的影響,故浸漬於前述膨潤浴之浸漬時間不能一概決定,而宜為5~300秒鐘左右,10~200秒鐘左右較佳。前述膨潤步驟可僅實施1次,亦可因應需要實施複數次。
<洗淨步驟>
前述洗淨步驟係將聚乙烯醇系薄膜浸漬於洗淨浴中的處理步驟,其可去除殘存於聚乙烯醇系薄膜表面等的異物。前述洗淨浴一般可使用水、蒸餾水、純水等以水為主成分之介質。又,可於前述洗淨浴中使用碘化鉀等碘化物,此時前述洗淨浴中碘化鉀等碘化物之濃度宜為1~10重量%左右,2~4重量%左右較佳,1.6~3.8重量%左右更佳。
前述洗淨浴之溫度宜為5~50℃左右,10~40℃左右較佳,15~30℃左右更佳。又,因聚乙烯醇系薄膜之洗淨程度會受洗淨浴溫度之影響,故浸漬於前述洗淨浴之浸漬時間不能一概決定,而宜為1~100秒鐘左右,2~50秒鐘左右較佳,3~20秒鐘左右更佳。前述膨潤步驟可僅實施1次,亦可因應需要實施複數次。
並且,前述膨潤步驟、前述染色步驟、前述交聯步驟、前述延伸步驟及前述洗淨步驟中之各處理浴中亦可含有如鋅鹽、pH調整劑、pH緩衝劑、其他鹽類之添加劑。前述鋅鹽可舉例如氯化鋅、碘化鋅等鹵化鋅;硫酸鋅、乙酸鋅等無機鋅鹽等。前述pH調整劑可舉例如鹽酸、硫酸、硝酸等強酸或氫氧化鈉、氫氧化鉀等強鹼。前述pH緩衝劑可舉例如乙酸、草酸、檸檬酸等羧酸及其鹽、或如磷酸、碳酸之無機弱酸及其鹽。前述其他鹽類可舉例如氯化鈉、氯化鉀、氯化鋇等氯化物、如硝酸鈉、硝酸鉀之硝酸鹽、如硫酸鈉、硫酸鉀之硫酸鹽及鹼金屬、鹼土族金屬之鹽等。
<製造浸潤有液體中之成分的偏光膜的步驟(I-2)>
本發明偏光膜之製造方法包含步驟(I-2),其係對在上述所得含有水之偏光膜在偏光膜之水分率為20重量%以上之狀態下施行塗佈液體之步驟,而製造浸潤有液體中之成分的偏光膜。於此,前述液體中之成分通常係溶液中所含之溶質。又,溶質只要為可於溶劑中溶解或分散等之物質即可,單體的化合物亦可為氣態物質、液態物質、固態物質中之任一者。此外,溶質為液態物質(例如25℃、1大氣壓之條件下)時,液態物質自身(液態物質本身)亦可為液體及液體中之成分。
在前述步驟(I-2)中,由可易使液體中所含成分浸潤而更容易往偏光膜之厚度方向滲透之觀點來看,宜為偏光膜的水分率為22重量%以上之狀態,偏光膜之水分率為25重量%以上之狀態較佳,而由防止輸送時之皺褶之觀點來看,宜為偏光膜之水分率為70重量%以下之狀態,偏光膜之水分率為60重量%以下之狀態較佳。
前述塗佈液體之步驟中的塗佈(塗敷)方法可應用以往之塗佈(塗敷)方法,可舉例如輥塗法、旋塗法、線棒塗佈法、浸塗法、模塗法、簾塗法、噴塗法、刮刀塗佈法(缺角輪塗佈法等)等塗覆方法等。另,偏光膜之塗佈面可為單面亦可為兩面。
由使成分易浸潤至前述含有水之偏光膜中之觀點來看,前述液體中之成分亦可為水溶性化合物。另外,上述水溶性化合物係指對在25℃下的水100g之溶解性為1g以上者。
前述液體中之成分可舉例如鋅鹽(氯化鋅、碘化鋅等鹵化鋅;硫酸鋅、乙酸鋅等無機鋅鹽等);有機鈦化合物(鈦烷氧化物、鈦螯合物、鈦螯合物銨鹽、鈦螯合物醯化物等)、有機鋯(氧鋯烷氧化物、氧鋯螯合物、氧鋯螯合物銨鹽、氧鋯醯化物)、鹼金屬鹽、鹼土族金屬鹽、金屬鹵化物等。
又,前述液體中之成分可舉具有自由基捕捉功能之化合物(亦稱自由基捕捉劑)。前述具有自由基捕捉功能之化合物可捕捉偏光膜之聚乙烯醇因加熱而產生的自由基,抑制多烯化,因此可提升偏光膜對熱之耐久性。由可易抑制多烯化之觀點來看,前述具有自由基捕捉功能之化合物例如宜為具有氮氧自由基或氮氧基之化合物。
前述具有氮氧自由基或氮氧基之化合物可舉例如具有以下結構之有機基的化合物等。
[化學式1]…(1)
(通式(1)中,R1
表示氧自由基,R2
至R5
獨立表示氫原子或碳原子數1~10烷基,n表示0或1)。此外,通式(1)中虛線部之左邊表示任意的有機基。
具有上述有機基之化合物可舉例如以下通式(2)~(5)所示化合物等。
[化學式2]…(2)
(通式(2)中,R1
~R5
及n與上述相同,R6
表示氫原子或碳原子數1~10烷基、醯基或芳基)。
[化學式3]…(3)
(通式(3)中,R1
至R5
及n與上述相同,R7
及R8
獨立表示氫原子或碳原子數1~10烷基、醯基或芳基)。
[化學式4]…(4)
(通式(4)中,R1
至R5
及n與上述相同,R9
至R11
獨立表示氫原子或碳原子數1~10烷基、醯基、胺基、烷氧基、羥基或芳基)。
[化學式5]…(5)
(通式(5)中,R1
至R5
及n與上述相同,R12
表示氫原子或碳原子數1~10烷基、胺基、烷氧基、羥基或芳基)。
前述通式(1)~(5)中,R2
至R5
由取得容易度之觀點來看,宜為碳原子數1~6烷基,碳原子數1~3烷基較佳。又,前述通式(2)中,由取得容易度之觀點來看,R6
宜為氫原子或碳原子數1~10烷基,氫原子較佳。又,前述通式(3)中,由取得容易度之觀點來看,R7
及R8
宜獨立為氫原子或碳原子數1~10烷基,氫原子較佳。又,前述通式(4)中,由取得容易度之觀點來看,R9
至R11
宜為氫原子或碳原子數1~10烷基。又,前述通式(5)中,由取得容易度之觀點來看,R12
宜為羥基、胺基或烷氧基。前述通式(1)~(5)中,n由取得容易度之觀點來看宜為1。
又,前述液體中之成分可舉具有交聯功能之化合物(亦稱交聯劑)。前述具有交聯功能之化合物會與偏光膜之聚乙烯醇的羥基反應形成交聯結構,而可提升偏光膜對加濕的耐久性。前述具有交聯功能之化合物由提升加濕耐久性之觀點來看,可舉例如具有異氰酸酯基、異氰酸酯衍生官能基、環氧基、羰基、 環、乙烯基醚基、乙烯碸基、㗁唑啉基之有機化合物之外,還可舉有機鈦化合物(鈦烷氧化物、鈦螯合物、鈦螯合物銨鹽、鈦螯合物醯化物等)等。
又,前述液體中之成分可舉具有賦予塑性功能之化合物(亦稱塑化劑)。前述具有賦予塑性功能之化合物可藉由對偏光膜賦予塑性,來減輕因壓入之力產生之凹痕等品質上之不良情況。前述具有賦予塑性功能之化合物可舉例如乙二醇、聚乙二醇、其他乙二醇衍生物、丙三醇等。
又,前述液體中之成分可舉染料系化合物(亦稱染料)。前述染料系化合物可賦予偏光膜之色相調整或圖案印刷等特性。前述染料系化合物可舉例如偶氮化合物、蒽醌系、喹啉黃系化合物等。
前述液體會受上述塗佈(塗敷)之形態影響故不能一概決定,惟由有效率地使液體中之成分滲透的觀點來看,液體中之成分濃度宜為0.1重量%以上,1.0重量%以上較佳,並且,由防止液體中之成分析出造成不良情況的觀點來看,宜為30重量%以下,20重量%以下較佳。
前述溶劑可舉水;甲醇、乙醇、乙二醇、聚乙二醇、其他乙二醇衍生物、丙三醇、二甲亞碸等水溶性溶劑等。
自前述步驟(I-1)後至前述步驟(I-2)開始為止之時間(實際機械製造時之偏光膜的輸送期間),由維持含有水之偏光膜中所含水分之觀點、或由生產性之觀點來看,在溫度為15℃~35℃左右、較宜在溫度為20℃~30℃左右下為300秒以下為佳,180秒以下較佳,60秒以下更佳,10秒以下又更佳。
又,前述步驟(I-2)中,亦可因應需要在施行將液體塗佈於前述含有水之偏光膜的步驟後,使一部分之液體浸潤並施行去除剩餘的液體之步驟。液體之去除方法可列舉使用廢布或海綿輥等進行擦拭去除方法、抽吸去除方法、利用送風進行的去除方法、利用棒或凹版輥進行刮除去除之方法等。
<製造乾燥後之偏光膜的步驟(I-3)>
本發明偏光膜之製造方法包含步驟(I-3),其係對上述所得浸潤有液體中之成分的偏光膜施行乾燥步驟,而製造乾燥後之偏光膜。
前述乾燥步驟係將上述所得浸潤有液體中之成分的偏光膜乾燥而獲得偏光膜之步驟,藉由乾燥可獲得具有所期望之水分率的偏光膜。前述乾燥可利用任意適當之方法進行,可舉例如自然乾燥、送風乾燥、加熱乾燥。
前述乾燥溫度宜為20~150℃左右,25~100℃左右較佳。又,因偏光膜之乾燥程度會受乾燥溫度之影響,故前述乾燥時間不能一概決定,而宜為10~600秒鐘左右,30~300秒鐘左右較佳。前述乾燥步驟可僅實施1次,亦可因應需要實施複數次。
由防止伴隨塑化性消失產生之凹痕等品質不良之觀點來看,前述乾燥後之偏光膜的水分率宜為10重量%以上,12重量%以上較佳,而由使偏光度等光學特性提升之觀點來看,水分率宜為20重量%以下,16重量%以下較佳。另外,當前述乾燥後之偏光膜為後述厚度為8μm左右以下之乾燥後的偏光膜時,由防止伴隨塑化性消失產生之凹痕等品質不良之觀點來看,水分率宜為2重量%以上,3重量%以上較佳,而由使偏光度等光學特性提升之觀點來看,水分率宜為20重量%以下,10重量%以下較佳。
前述乾燥後之偏光膜厚度宜為1~30μm左右,5~25μm左右較佳,5~20μm更佳。尤其是為了獲得厚度為8μm左右以下之乾燥後之偏光膜,可應用以下薄型偏光膜之製造方法,該薄型偏光膜係使用包含在熱塑性樹脂基材上製膜而成之聚乙烯醇系樹脂層的積層體作為前述聚乙烯醇系薄膜。
<偏光膜(薄型偏光膜)之製造方法>
偏光膜(薄型偏光膜)之製造方法包含以下步驟:步驟(II-0),係於長條狀熱塑性樹脂基材之單側形成含聚乙烯醇系樹脂之聚乙烯醇系樹脂層來準備積層體;步驟(II-1),係一邊將所得積層體沿長邊方向輸送,一邊對前述積層體施行至少空中輔助延伸處理步驟、染色處理步驟及水中延伸處理步驟,而製造具有含有水之偏光膜的積層體;步驟(II-2),係對所得具有含有水之偏光膜的積層體在偏光膜之水分率為20重量%以上之狀態下施行塗佈液體之步驟,而製造具有浸潤有液體中之成分的偏光膜之積層體;及步驟(II-3),對所得具有浸潤有液體中之成分的偏光膜之積層體施行乾燥處理步驟,而製造乾燥後之偏光膜。
<準備積層體之步驟(II-0)>
本發明偏光膜(薄型偏光膜)之製造方法包含步驟(II-0),其係於長條狀熱塑性樹脂基材之單側形成含聚乙烯醇系樹脂(PVA系樹脂)之聚乙烯醇系樹脂層(PVA系樹脂層)來準備積層體。
製作前述積層體之方法可採用任意適當之方法,可舉例如於前述熱塑性樹脂基材表面塗佈含前述PVA系樹脂之塗佈液並乾燥之方法。前述熱塑性樹脂基材之厚度宜為20~300μm左右,50~200μm左右較佳。前述PVA系樹脂層之厚度宜為3~40μm左右,3~20μm左右較佳。
前述熱塑性樹脂基材由可吸收水而大幅降低延伸應力從而高倍率延伸之觀點來看,吸水率宜為0.2%左右以上,0.3%左右以上較佳。另一方面,由可防止熱塑性樹脂基材的尺寸穩定性顯著降低而造成所得偏光膜的外觀變差等不良情況之觀點來看,前述熱塑性樹脂基材之吸水率宜為3%左右以下,1%左右以下較佳。另外,前述吸水率例如可藉由將改質基導入前述熱塑性樹脂基材之構成材料中來調整。前述吸水率係依循JIS K 7209求得之值。
由可抑制PVA系樹脂層之結晶化,同時充分確保積層體之延伸性之觀點來看,前述熱塑性樹脂基材之玻璃轉移溫度(Tg)宜為120℃左右以下。並且,考慮到利用水使熱塑性樹脂基材塑化與可良好進行水中延伸,前述玻璃轉移溫度(Tg)宜為100℃左右以下,90℃左右以下較佳。另一方面,由可防止熱塑性樹脂基材在塗佈、乾燥塗佈液時變形等不良情況而製作出良好的積層體之觀點來看,熱塑性樹脂基材的玻璃轉移溫度宜為60℃左右以上。另外,前述玻璃轉移溫度例如可藉由使用可將改質基導入前述熱塑性樹脂基材之構成材料的結晶化材料進行加熱來調整。前述玻璃轉移溫度(Tg)係依循JIS K 7121求得之值。
前述熱塑性樹脂基材之構成材料可採用任意適當的熱塑性樹脂。前述熱塑性樹脂可舉例如聚對苯二甲酸乙二酯系樹脂等酯系樹脂、降莰烯系樹脂等環烯烴系樹脂、聚丙烯等烯烴系樹脂、聚醯胺系樹脂、聚碳酸酯系樹脂及其等之共聚物樹脂等。該等之中又以降莰烯系樹脂、非晶質(非晶性)聚對苯二甲酸乙二酯系樹脂較佳,並且,由熱塑性樹脂基材不僅延伸性極優異,亦可抑制延伸時之結晶化的觀點來看,較宜使用非晶質(非晶性)聚對苯二甲酸乙二酯系樹脂。非晶質(非晶性)聚對苯二甲酸乙二酯系樹脂可舉包含間苯二甲酸及/或環己烷二羧酸作為二羧酸的共聚物、或是包含環己烷二甲醇或二乙二醇作為甘醇的共聚物。
在形成PVA系樹脂層之前,可對前述熱塑性樹脂基材施行表面處理(例如電暈處理等),也可於熱塑性樹脂基材上形成易接著層。藉由進行所述處理,可提升熱塑性樹脂基材與PVA系樹脂層之密著性。且,前述熱塑性樹脂基材亦可在形成PVA系樹脂層前已經過延伸。
前述塗佈液係使PVA系樹脂溶解於溶劑中之溶液。作為前述溶劑,可舉例如水、二甲亞碸、二甲基甲醯胺、二甲基乙醯胺、N-甲基吡咯啶酮、各種甘醇類、三羥甲丙烷等多元醇類、伸乙二胺、二伸乙三胺等胺類,而宜為水。該等可單獨使用或可將二種以上組合來使用。由可形成密著於熱塑性樹脂基材之均勻的塗佈膜之觀點來看,前述塗佈液之PVA系樹脂濃度相對於溶劑100重量份宜為3~20重量份左右。
由可透過延伸提升聚乙烯醇分子之定向性的觀點來看,前述塗佈液中宜摻混有鹵化物。前述鹵化物可採用任意適當之鹵化物,可舉例如碘化物及氯化鈉等。前述碘化物可舉例如碘化鉀、碘化鈉及碘化鋰等,而宜為碘化鉀。前述塗佈液中前述鹵化物之濃度相對於PVA系樹脂100重量份宜為5~20重量份左右,10~15重量份左右較佳。
又,前述塗佈液中亦可摻混添加劑。前述添加劑可舉例如乙二醇或丙三醇等塑化劑;非離子界面活性劑等界面活性劑等。
前述塗佈液之塗佈方法可採用任意適當之方法,可舉例如輥塗法、旋塗法、線棒塗佈法、浸塗法、模塗法、簾塗法、噴塗法、刮刀塗佈法(缺角輪塗佈法等)等。又,前述塗佈液之乾燥溫度宜為50℃左右以上。
<製造具有含有水之偏光膜的積層體之步驟(II-1)>
本發明偏光膜(薄型偏光膜)之製造方法包含步驟(II-1),其係一邊將上述所得積層體沿長邊方向輸送,一邊對前述積層體施行至少空中輔助延伸處理步驟、染色處理步驟及水中延伸處理步驟,而製造具有含有水之偏光膜的積層體。
前述空中輔助延伸處理步驟可一邊抑制熱塑性樹脂基材結晶化一邊進行延伸,因此可將積層體高倍率延伸。前述空中輔助延伸處理步驟之延伸方法可為固定端延伸(例如使用拉幅延伸機進行延伸之方法),亦可為自由端延伸(例如使積層體通過周速相異之輥間進行單軸延伸之方法),而由獲得高光學特性之觀點來看,宜為自由端延伸。
前述空中輔助延伸處理步驟之延伸倍率宜為2~3.5倍左右。前述空中輔助延伸處理可在一階段中進行亦可分多階段進行。分多階段進行時,延伸倍率為各階段之延伸倍率之積。
前述空中輔助延伸處理步驟之延伸溫度可因應熱塑性樹脂基材之形成材料、延伸方式等設定成任意適當之值,例如宜為熱塑性樹脂基材之玻璃轉移溫度(Tg)以上,前述玻璃轉移溫度(Tg)+10℃以上較佳,前述玻璃轉移溫度(Tg)+15℃以上更佳。另一方面,由抑制PVA系樹脂之結晶化急速進展,從而可抑制結晶化所造成的不良情況(例如,因延伸而妨礙PVA系樹脂層之定向)之觀點來看,延伸溫度之上限宜為170℃左右。
亦可因應需要於前述空中輔助延伸處理步驟後且於染色處理步驟或水中延伸處理步驟前施行不溶解處理步驟。前述不溶解處理步驟代表上係將PVA系樹脂層浸漬於硼酸水溶液中來進行。藉由施行不溶解處理步驟,可賦予PVA系樹脂層耐水性,防止浸漬於水中時PVA之定向降低。該硼酸水溶液之濃度相對於水100重量份宜為1~5重量份左右。不溶解處理浴之液溫宜為20~50℃左右。
前述染色處理步驟係以碘將PVA系樹脂層染色來進行。該吸附方法可舉例如:使PVA系樹脂層(積層體)浸漬於含碘之染色液中的方法、將該染色液塗敷於PVA系樹脂層上的方法、及將該染色液噴霧至PVA系樹脂層上的方法等,而宜為使PVA系樹脂層(積層體)浸漬於含碘之染色液中的方法。
前述染色浴中碘之摻混量相對於水100重量份宜為0.05~0.5重量份左右。為了提高碘對水的溶解度,宜於碘水溶液中摻混前述碘化物。相對於水100重量份,前述碘化物之摻混量宜為0.1~10重量份左右,0.3~5重量份左右較佳。為了抑制PVA系樹脂溶解,染色浴的液溫宜為20~50℃左右。又,由確保PVA系樹脂層之透射率之觀點來看,浸漬時間宜為5秒~5分鐘左右,30秒~90秒左右較佳。由獲得具有良好光學特性之偏光膜的觀點來看,碘水溶液中碘及碘化物之含量比宜為1:5~1:20左右,1:5~1:10左右較佳。
亦可因應需要於前述染色處理步驟後且於水中延伸處理步驟前施行交聯處理步驟。前述交聯處理步驟代表上係藉由使PVA系樹脂層浸漬於硼酸水溶液中來進行。藉由施行交聯處理步驟,可賦予PVA系樹脂層耐水性,防止在之後的水中延伸中浸漬於高溫的水中時PVA之定向降低。該硼酸水溶液之硼酸濃度相對於水100重量份宜為1~5重量份左右。又,進行交聯處理步驟時,宜進一步於交聯浴中摻混前述碘化物。藉由摻混前述碘化物,可抑制已吸附於PVA系樹脂層之碘的溶出。前述碘化物之摻混量相對於水100重量份宜為1~5重量份左右。交聯浴(硼酸水溶液)之液溫宜為20~50℃左右。
前述水中延伸處理步驟係使積層體浸漬於延伸浴來進行。藉由水中延伸處理步驟,可在比上述熱塑性樹脂基材或PVA系樹脂層之玻璃轉移溫度(代表上為80℃左右)更低的溫度下延伸,而可一邊抑制PVA系樹脂層結晶化一邊進行高倍率延伸。前述水中延伸處理步驟之延伸方法可為固定端延伸(例如使用拉幅延伸機進行延伸之方法),亦可為自由端延伸(例如使積層體通過周速相異之輥間進行單軸延伸之方法),而由獲得高光學特性之觀點來看,宜為自由端延伸。
前述水中延伸處理步驟宜使積層體浸漬於硼酸水溶液中來進行(硼酸水中延伸)。藉由使用硼酸水溶液作為延伸浴,可對PVA系樹脂層賦予得以承受延伸時所施加之張力的剛性與不溶於水的耐水性。硼酸水溶液之硼酸濃度相對於水100重量份,宜為1~10重量份,2.5~6重量份較佳。又,亦可於前述延伸浴(硼酸水溶液)中摻混碘化物。延伸浴之液溫宜為40~85℃左右,60℃~75℃左右較佳。積層體浸漬於延伸浴之浸漬時間宜為15秒~5分鐘左右。
前述水中延伸處理步驟之延伸倍率宜為1.5倍左右以上,3倍左右以上較佳。
此外,積層體之總延伸倍率相對於積層體的原長,宜為5倍左右以上,5.5倍左右以上較佳。
宜於前述水中延伸處理步驟後施行洗淨處理步驟。前述洗淨處理步驟代表上係藉由使PVA系樹脂層浸漬於碘化鉀水溶液中來進行。
並且,前述染色處理步驟、前述水中延伸處理步驟、前述不溶解處理步驟、前述交聯處理步驟及前述洗淨處理步驟之各處理浴中,亦可含有如鋅鹽、pH調整劑、pH緩衝劑、其他鹽類之添加劑。前述鋅鹽可舉例如氯化鋅、碘化鋅等鋅鹵化物;硫酸鋅、乙酸鋅等無機鋅鹽等。前述pH調整劑可舉例如鹽酸、硫酸、硝酸等強酸或氫氧化鈉、氫氧化鉀等強鹼。前述pH緩衝劑可舉例如乙酸、草酸、檸檬酸等羧酸及其鹽、或如磷酸、碳酸之無機弱酸及其鹽。前述其他鹽類可舉例如氯化鈉、氯化鉀、氯化鋇等氯化物、如硝酸鈉、硝酸鉀之硝酸鹽、如硫酸鈉、硫酸鉀之硫酸鹽及鹼金屬、鹼土族金屬之鹽等。
<製造具有浸潤有液體中之成分的偏光膜之積層體的步驟(II-2)>
本發明偏光膜(薄型偏光膜)之製造方法包含步驟(II-2),其係對在上述所得具有含有水之偏光膜的積層體在偏光膜之水分率為20重量%以上之狀態下施行塗佈液體之步驟,而製造具有浸潤有液體中之成分的偏光膜之積層體。在該步驟(II-2)中,可整個應用上述製造浸潤有液體中之成分的偏光膜之步驟(I-2)。惟,前述液體塗佈(塗敷)於偏光膜之面上。
在前述步驟(II-2)中,由容易使液體中所含成分浸潤而更容易往偏光膜之厚度方向滲透之觀點來看,宜為偏光膜的水分率為22重量%以上之狀態,偏光膜之水分率為25重量%以上之狀態較佳,而由防止輸送時之皺褶之觀點來看,宜為偏光膜之水分率為70重量%以下之狀態,偏光膜之水分率為60重量%以下之狀態較佳。
自前述步驟(II-1)後至前述步驟(II-2)開始為止之時間(實際機械製造時之具有偏光膜之積層體的輸送期間),由維持含有水之偏光膜中所含水分之觀點、或由生產性之觀點來看,以在溫度為15℃~35℃左右、較宜在溫度為20℃~30℃左右下300秒以下為佳,且以180秒以下較佳,60秒以下更佳,10秒以下又更佳。
<製造乾燥後之偏光膜的步驟(II-3)>
本發明偏光膜(薄型偏光膜)之製造方法包含步驟(II-3),其係對上述所得具有浸潤有液體中之成分的偏光膜之積層體施行乾燥處理步驟,而製造乾燥後之偏光膜。
前述乾燥處理步驟可以任意適當之方法進行,可舉例如自然乾燥、送風乾燥、加熱乾燥。又,前述乾燥處理步驟可透過將區域整體加熱所進行之區域加熱來進行,亦可透過將輸送輥加熱(所謂使用加熱輥)來進行。藉由使用加熱輥使其乾燥,可有效率地抑制積層體之加熱捲曲,而可製造外觀優異的偏光膜,且可一邊在使積層體維持平整之狀態下一邊進行乾燥,因此不僅可抑制捲曲,還可抑制其起皺。又,於乾燥處理步驟時,藉由使其於寬度方向收縮,可使所得偏光膜之光學特性提升,由此觀點來看,積層體因進行乾燥處理步驟所致之寬度方向之收縮率宜為1~10%左右,2~8%左右較佳。
藉由調整輸送輥之加熱溫度(加熱輥之溫度)、加熱輥之數量及與加熱輥的接觸時間等,可控制乾燥條件。加熱輥之溫度宜為60~120℃左右,65~100℃左右較佳,70~80℃更佳。由使熱塑性樹脂之結晶化度良好增加以可良好地抑制捲曲之觀點來看,輸送輥一般係設置2個~40個左右,且宜設置4個~30個左右。積層體與加熱輥之接觸時間(總接觸時間)宜為1~300秒左右,1~20秒較佳,1~10秒更佳。
加熱輥可設置於加熱爐內亦可設置於一般的製造產線(室溫環境下)。宜設置於具備送風機構的加熱爐內。藉由併用以加熱輥進行之乾燥與熱風乾燥,可抑制在加熱輥間急遽的溫度變化,而可易控制寬度方向之收縮。熱風乾燥之溫度宜為30~100℃左右。且,熱風乾燥時間宜為1~300秒左右。
<偏光薄膜之製造方法>
本發明偏光薄膜之製造方法包含以下步驟:於以前述偏光膜之製造方法獲得之偏光膜之至少單面透過接著劑層貼合透明保護薄膜。
前述透明保護薄膜無特別限制,可使用可用於偏光薄膜之各種透明保護薄膜。構成前述透明保護薄膜之材料可使用例如透明性、機械強度、熱穩定性、水分阻斷性、各向同性等優異之熱塑性樹脂。前述熱塑性樹脂可舉例如:三醋酸纖維素等纖維素酯系樹脂、聚對苯二甲酸乙二酯或聚萘二甲酸乙二酯等聚酯系樹脂、聚醚碸系樹脂、聚碸系樹脂、聚碳酸酯系樹脂、尼龍或芳香族聚醯胺等聚醯胺系樹脂、聚醯亞胺系樹脂、如聚乙烯、聚丙烯、乙烯・丙烯共聚物之聚烯烴系樹脂、(甲基)丙烯酸系樹脂、環系或具有降莰烯結構之環狀聚烯烴系樹脂(降莰烯系樹脂)、聚芳酯系樹脂、聚苯乙烯系樹脂、聚乙烯醇系樹脂及該等的混合物。又,前述透明保護薄膜可使用由(甲基)丙烯酸系、胺甲酸酯系、丙烯酸胺甲酸酯系、環氧系、聚矽氧系等熱硬化性樹脂或紫外線硬化型樹脂形成之硬化層。該等中宜為纖維素酯系樹脂、聚碳酸酯系樹脂、(甲基)丙烯酸系樹脂、環狀聚烯烴系樹脂、聚酯系樹脂。
前述透明保護薄膜之厚度可適當決定,惟一般由強度或處置性等作業性、薄層性等觀點來看,宜為1~500μm左右,1~300μm左右較佳,5~100μm左右更佳。
將前述透明保護薄膜貼合於前述偏光膜之兩面時,其兩面透明保護薄膜可相同亦可互異。
前述透明保護薄膜可使用具有正面相位差為40nm以上及/或厚度方向相位差為80nm以上之相位差的相位差板。正面相位差通常係控制在40~200nm之範圍,厚度方向相位差通常係控制在80~300nm之範圍。使用相位差板作為前述透明保護薄膜時,該相位差板亦可發揮作為透明保護薄膜的功能,故能謀求薄型化。
作為前述相位差板,可舉例如將高分子素材進行單軸或雙軸延伸處理而成之雙折射性薄膜、液晶聚合物之定向薄膜、以薄膜支持液晶聚合物之定向層者等。相位差板之厚度並無特別限制,一般為20~150μm左右。此外,亦可於不具相位差之透明保護薄膜貼合前述相位板來使用。
前述透明保護薄膜中亦可包含有紫外線吸收劑、抗氧化劑、滑劑、塑化劑、脫模劑、抗著色劑、阻燃劑、抗靜電劑、顏料、著色劑等任意適當之添加劑。
前述透明保護薄膜之不貼合偏光膜的面上可設置硬塗層、抗反射層、抗黏著層、擴散層或防眩層等機能層。另,上述硬塗層、抗反射層、抗黏著層、擴散層或防眩層等機能層除了可設置在保護薄膜其本身以外,還可另外設置成與保護薄膜分開的個體。
前述偏光膜與前述透明保護薄膜、或前述偏光膜與前述機能層一般係透過黏著劑層或接著劑層貼合。
形成前述黏著劑層之黏著劑可應用可用於偏光薄膜之各種黏著劑,可舉例如橡膠系黏著劑、丙烯酸系黏著劑、聚矽氧系黏著劑、胺甲酸酯系黏著劑、乙烯基烷基醚系黏著劑、聚乙烯醇系黏著劑、聚乙烯基吡咯啶酮系黏著劑、聚丙烯醯胺系黏著劑、纖維素系黏著劑等。該等中宜為丙烯酸系黏著劑。
形成黏著劑層之方法可例示如以下方法等:將前述黏著劑塗佈於經剝離處理之分離件等,並進行乾燥而形成黏著劑層後,再轉印至偏光膜等之方法;或將前述黏著劑塗佈於偏光膜等,並進行乾燥而形成黏著劑層之方法。前述黏著劑層的厚度無特別限制,例如為1~100μm左右,且宜為2~50μm左右。
形成前述接著劑層之接著劑可應用可用於偏光薄膜之各種接著劑,可舉例如異氰酸酯系接著劑、聚乙烯醇系接著劑、明膠系接著劑、乙烯基系乳膠系、水系聚酯等。該等接著劑通常係以由水溶液構成之接著劑來使用,含有0.5~60重量%之固體成分而成。
前述接著劑除上述外,還可舉紫外線硬化型接著劑、電子束硬化型接著劑等活性能量射線硬化型接著劑。前述活性能量射線硬化型接著劑可舉例如(甲基)丙烯酸酯系接著劑。前述(甲基)丙烯酸酯系接著劑之硬化性成分可舉例如具有(甲基)丙烯醯基之化合物、具有乙烯基之化合物。又,陽離子聚合硬化型接著劑亦可使用具有環氧基或氧雜環丁烷基之化合物。具有環氧基之化合物只要是分子內具有至少2個環氧基者,則無特別限制,可使用一般已知的各種硬化性環氧化合物。
前述接著劑的塗佈可對前述透明保護薄膜側(或前述機能層側)、前述偏光膜側之任一者進行,亦可對兩者進行。於貼合後,施行乾燥步驟,形成由塗佈乾燥層構成之接著劑層。可於前述乾燥步驟後,因應需要照射紫外線或電子束。前述接著劑層之厚度無特別限制,於使用水系接著劑等時,宜為30~5000nm左右,100~1000nm左右較佳,而於使用紫外線硬化型接著劑、電子束硬化型接著劑等時,宜為0.1~100μm左右,0.5~10μm左右較佳。
前述透明保護薄膜與前述偏光膜或前述偏光膜與前述機能層亦可隔著表面改質處理層、易接著劑層、阻隔層、折射率調整層等中介層而積層。
形成前述表面改質層之表面改質處理可舉例如電暈處理、電漿處理、底漆處理、皂化處理等。
形成前述易接著層之易接著劑可舉例如包含具有下述骨架之各種樹脂的形成材:聚酯骨架、聚醚骨架、聚碳酸酯骨架、聚胺甲酸酯骨架、聚矽氧系、聚醯胺骨架、聚醯亞胺骨架、聚乙烯醇骨架等。前述易接著層通常會事先設於保護薄膜上,並藉由前述黏著劑層或前述接著劑層將該保護薄膜之易接著層側與偏光膜積層。
前述阻隔層係具有用來防止從透明保護薄膜等溶出之寡聚物或離子等不純物移動(侵入)至偏光膜中之功能的層。前述阻隔層只要是具有透明性且可防止從透明保護薄膜等溶出之不純物的層即可,形成阻隔層之材可舉例如胺甲酸酯預聚物系形成材、氰基丙烯酸酯系形成材、環氧系形成材等。
前述折射率調整層係為了抑制伴隨在前述透明保護薄膜與偏光膜等折射率不同之層間的反射而透射率降低所設置之層。形成前述折射率調整層之折射率調整材可舉例如包含具有二氧化矽系、丙烯酸系、丙烯酸-苯乙烯系、三聚氰胺系等之各種樹脂及添加劑的形成劑。
前述偏光薄膜之偏光度宜為99.98%以上,偏光度為99.99%以上較佳。
實施例
以下列舉實施例來更詳細說明本發明,惟本發明不僅受限於該等實施例。
<實施例1>
<製造偏光膜>
<製造含有水之偏光膜(I-1)>
準備平均聚合度為2,400、皂化度為99.9莫耳%且厚度為45μm之聚乙烯醇薄膜。在周速比相異之輥間將聚乙烯醇薄膜浸漬於20℃之膨潤浴(水浴)中30秒鐘使其膨潤並同時往輸送方向延伸成2.2倍(膨潤步驟),接著在30℃之染色浴(碘濃度為0.03重量%且碘化鉀濃度為0.3重量%之水溶液)中浸漬30秒進行染色並同時以原本的聚乙烯醇薄膜(完全未沿輸送方向延伸的聚乙烯醇薄膜)為基準往輸送方向延伸成3.3倍(染色步驟)。接著,將已染色之聚乙烯醇薄膜在40℃之交聯浴(硼酸濃度為3.0重量%且碘化鉀濃度為3.0重量%之水溶液)中浸漬28秒鐘,並以原本的聚乙烯醇薄膜為基準沿輸送方向延伸至3.6倍為止(交聯步驟)。再將所得聚乙烯醇薄膜於61℃之延伸浴(硼酸濃度為4.0重量%且碘化鉀濃度為5.0重量%之水溶液)中浸漬60秒,並以原本的聚乙烯醇薄膜為基準沿輸送方向延伸至6.0倍為止(延伸步驟)後,在20℃之洗淨浴(碘化鉀濃度為2.0重量%之水溶液)中浸漬5秒鐘(洗淨步驟),製作出含有水之偏光膜。
<製造浸潤有液體中之成分的偏光膜(I-2)>
使用線棒(第一理化股份公司製,No.3),於上述獲得之含有水的偏光膜塗佈液體A(下述化學式(9)所示化合物10重量%水溶液),並靜置於25℃下3秒鐘後,拭去殘存於表面之液體A,製造出浸潤有液體中之成分的偏光膜。在此,利用以下測定方法求得之含有水的偏光膜之水分率為33.0重量%。
[化學式9]…(9)
[偏光膜中之水分率(重量%)之測定方法]
量測約0.2g之偏光膜,並使其在120℃下乾燥2小時後,測定乾燥後之重量,並根據下述式算出偏光膜中的水分率(W)。
偏光膜之水分率 W(重量%)={(M0
-M1
)/M0
}×100
M0
:測得之偏光膜重量(g)
M1
:在120℃下乾燥2小時後之偏光膜重量(g)
<製造乾燥後之偏光膜(I-3)>
將上述所得浸潤有液體中之成分的偏光膜在60℃下乾燥4分鐘,而製作出乾燥後之偏光膜(以下亦僅稱為偏光膜)。利用上述測定方法求得之乾燥後之偏光膜的水分率為11.3重量%。利用以下測定方法求得之偏光膜中之化學式(9)所示化合物之含量(MH
)為0.27重量%,每單位面積之化學式(9)所示化合物之含量(mH
)為5.8μg/cm2
。又,偏光膜之厚度(T)為18μm。
[偏光膜中之化學式(9)所示化合物之含量(重量%)的測定方法]
採取約20mg的偏光膜並定量,於水1mL中加熱溶解後,以甲醇4.5mL稀釋,再將所得萃取液以膜濾器過濾,並將濾液使用HPLC(Waters公司製 ACQUITY UPLC H-class Bio)測定化學式(9)所示化合物之濃度。
[偏光膜中之每單位面積之化學式(9)所示化合物之含量(μg/cm2
)的測定方法]
根據下述式算出每單位面積之化學式(9)所示化合物之含量(mH
)。
mH
=1.2×T×MH
(μg/cm2
)
T:偏光膜的厚度(μm)
MH
:偏光膜中之化學式(9)所示化合物之含量(重量%)
<製造偏光薄膜>
接著劑係使用以下水溶液:以重量比3:1含有含乙醯乙醯基之聚乙烯醇樹脂(平均聚合度1,200,皂化度98.5莫耳%,乙醯乙醯基化度5莫耳%)與羥甲基三聚氰胺者。使用該接著劑以輥貼合機將具有硬塗層的厚度40μm之三醋酸纖維素薄膜(透濕度為342g/(m2
・24h),Konica Minolta製,商品名「KC4UYW」)貼合至上述所得偏光膜之兩面後,接著於烘箱內使其加熱乾燥(溫度為60℃,時間為4分鐘),而製作出於偏光膜之兩面貼合有透明保護薄膜的偏光薄膜。
[偏光度之測定方法]
偏光薄膜之偏光度可使用分光光度計(日本分光製,製品名「V7100」)來測定。偏光度之具體測定方法,可測定偏光膜之平行透射率(H0)及正交透射率(H90),並由式:偏光度(%)={(H0-H90)/(H0+H90)}1/2×100來求得。平行透射率(H0)係平行型積層偏光膜的透射率之值,該平行型積層偏光膜係將兩片相同偏光膜疊合成雙方的吸收軸平行而製成者。又,正交透射率(H90)係正交型積層偏光膜的透射率之值,該正交型積層偏光膜係將兩片相同偏光膜疊合成雙方的吸收軸正交而製成者。此外,該等透射率係以JIS Z 8701-1982之2度視野(C光源)進行視感度校正所得之Y值。
[加熱耐久性評估(A)]
將上述獲得之偏光薄膜以使偏光膜之吸收軸與長邊平行之方式裁切成5.0×4.5cm之尺寸,並透過厚度20μm之丙烯酸系黏著劑層將玻璃板(模擬影像顯示單元)貼合於偏光薄膜的影像顯示單元側之保護薄膜面,再於50℃、0.5MPa下進行15分鐘高壓釜處理,而製作出積層體。將所得積層體靜置於溫度110℃之熱風烘箱內,以肉眼按以下基準判定至著色為止之時間。
○:500小時以上未著色。
△:於300小時以上且少於500小時著色。
×:於少於300小時著色。
<實施例2>
<製造偏光膜及偏光薄膜>
將洗淨步驟後的偏光膜靜置於25℃下30秒鐘後獲得含有水之偏光膜後,塗佈液體A,除此之外依與實施例1相同操作,製作出偏光膜及偏光薄膜並進行上述測定。將結果列於表1。
<實施例3>
<製造偏光膜及偏光薄膜>
將洗淨步驟後的偏光膜靜置於25℃下1分鐘後獲得含有水之偏光膜後,塗佈液體A,除此之外依與實施例1相同操作,製作出偏光膜及偏光薄膜並進行上述測定。將結果列於表1。
<比較例1>
<製造偏光膜及偏光薄膜>
將洗淨步驟後的偏光膜靜置於25℃下3分鐘後獲得含有水之偏光膜後,塗佈液體A,除此之外依與實施例1相同操作,製作出偏光膜及偏光薄膜並進行上述測定。將結果列於表1。
<比較例2>
<製造偏光膜及偏光薄膜>
將洗淨步驟後的偏光膜於60℃下乾燥1分鐘後,塗佈液體A,除此之外依與實施例1相同操作,製作出偏光膜及偏光薄膜並進行上述測定。將結果列於表1。
<實施例4>
<製造偏光膜及偏光薄膜>
使用厚度為30μm之聚乙烯醇薄膜,將染色浴之碘濃度調整成最後獲得之偏光膜的單體透射率成為相同程度,除此之外依與實施例1相同操作,製作出偏光膜及偏光薄膜並進行上述及下述測定。將結果列於表2。此外,偏光膜之厚度(T)為12μm。
[加熱耐久性評估(B)]
將上述獲得之偏光薄膜以使偏光膜之吸收軸與長邊平行之方式裁切成5.0×4.5cm之尺寸,並透過厚度20μm之丙烯酸系黏著劑層將玻璃板(模擬影像顯示單元)貼合於偏光薄膜的影像顯示單元側之保護薄膜面,再於50℃、0.5MPa下進行15分鐘高壓釜處理,而製作出積層體。將所得積層體靜置於溫度105℃之熱風烘箱內,以肉眼按以下基準判定至著色為止之時間。
○:750小時以上未著色。
△:於750小時以上且少於500小時著色。
×:於少於500小時著色。
<比較例3>
<製造偏光膜及偏光薄膜>
將洗淨步驟後的偏光膜於60℃下乾燥1分鐘後,塗佈液體A,除此之外依與實施例4相同操作,製作出偏光膜及偏光薄膜並進行上述測定。將結果列於表2。
<實施例5>
<製造偏光膜>
<製造(準備)積層體(II-0)>
熱塑性樹脂基材是使用長條狀且吸水率0.75%、Tg約75℃之非晶質間苯二甲酸共聚聚對苯二甲酸乙二酯薄膜(厚度:100μm)。並對樹脂基材之單面施行了電暈處理。在以9:1混合聚乙烯醇(聚合度4200,皂化度99.2莫耳%)及乙醯乙醯基改質PVA(日本合成化學工業公司製,商品名「GOHSEFIMER Z410」)而成之PVA系樹脂100重量份中,添加碘化鉀13重量份,而調製出PVA水溶液(塗佈液)。於樹脂基材之電暈處理面塗佈上述PVA水溶液並在60℃下乾燥,藉此形成厚度13μm之PVA系樹脂層,而製作(準備)出積層體。
<製造具有含有水之偏光膜的積層體之步驟(II-1)>
將所得積層體於130℃之烘箱內在周速相異之輥間沿縱方向(長邊方向)進行自由端單軸延伸成2.4倍(空中輔助延伸處理步驟)。接著,使積層體浸漬於液溫40℃的不溶解浴(相對於水100重量份摻混4重量份之硼酸而得的硼酸水溶液)中30秒(不溶解處理步驟)。接著,調整液溫30℃的染色浴(相對於水100重量份,以1:7之重量比摻混碘與碘化鉀而得之碘水溶液)之濃度以使最後所得偏光膜的單體透射率(Ts)成為相同程度同時於其中浸漬60秒(染色處理步驟)。接著,使其浸漬於液溫40℃的交聯浴(相對於水100重量份摻混3重量份的碘化鉀並摻混5重量份的硼酸而獲得之硼酸水溶液)中30秒(交聯處理步驟)。然後,一邊使積層體浸漬於液溫70℃的硼酸水溶液(硼酸濃度:4.0重量%)中,一邊在周速相異的輥間沿縱方向(長邊方向)進行單軸延伸成總延伸倍率成為5.5倍(水中延伸處理步驟)。之後,使積層體浸漬於液溫20℃的洗淨浴(相對於水100重量份,摻混4重量份的碘化鉀而得之水溶液)中,而製作出具有含有水之偏光膜的積層體(洗淨處理步驟)。
<製造具有浸潤有液體中之成分的偏光膜之積層體(II-2)>
使用線棒(第一理化股份公司製,No.3),於上述獲得之具有含有水的偏光膜之積層體的偏光膜面塗佈液體A(化學式(9)所示化合物10重量%水溶液),並靜置於25℃下3秒鐘後,拭去殘存於表面之液體A,製造出具有浸潤有液體中之成分的偏光膜之積層體。此處,以上述測定方法求得之含有水的偏光膜之水分率為35.5重量%。
<製造乾燥後之偏光膜(II-3)>
於經保持於95℃之烘箱中乾燥10分鐘(乾燥處理步驟)。經由以上程序,於樹脂基材上形成了厚度5μm之偏光膜。利用上述測定方法求得之乾燥後之偏光膜的水分率為9.9重量%。偏光膜中之化學式(9)所示化合物之含量(MH
)為0.41重量%,每單位面積之化學式(9)所示化合物之含量(mH
)為2.5μg/cm2
。
<製造偏光薄膜>
接著劑係使用以下水溶液:以重量比3:1含有含乙醯乙醯基之聚乙烯醇樹脂(平均聚合度1,200,皂化度98.5莫耳%,乙醯乙醯基化度5莫耳%)與羥甲基三聚氰胺者。使用該接著劑以輥貼合機將具有硬塗層的厚度40μm之三醋酸纖維素薄膜(透濕度為342g/(m2
・24h),Konica Minolta製,商品名「KC4UYW」)貼合至上述所得偏光膜之與樹脂基材相反之面後,接著於烘箱內使其加熱乾燥(溫度為60℃,時間為4分鐘),而製作出於偏光膜之單面貼合有透明保護薄膜的偏光薄膜。接著,剝離樹脂基材,並於經剝離後之面使用上述接著劑以輥貼合機貼合上述三醋酸纖維素薄膜後,接著於烘箱內進行加熱乾燥(溫度為60℃,時間為4分鐘),製造出於偏光膜之兩面貼合有透明保護薄膜的偏光薄膜。
[加熱耐久性評估(C)]
將上述獲得之偏光薄膜以使偏光膜之吸收軸與長邊平行之方式裁切成5.0×4.5cm之尺寸,並透過厚度20μm之丙烯酸系黏著劑層將玻璃板(模擬影像顯示單元)貼合於偏光薄膜的影像顯示單元側之保護薄膜面,再於50℃、0.5MPa下進行15分鐘高壓釜處理,而製作出積層體。將所得積層體靜置於溫度95℃之熱風烘箱內,以肉眼按以下基準判定至著色為止之時間。
○:750小時以上未著色。
△:於750小時以上且少於500小時著色。
×:於少於500小時著色。
<比較例4>
<製造偏光膜及偏光薄膜>
將洗淨處理步驟後的偏光膜於95℃下乾燥10分鐘後,塗佈液體A,除此之外依與實施例5相同操作,製作出偏光膜及偏光薄膜並進行上述測定。將結果列於表3。
<實施例6>
<製造偏光膜及偏光薄膜>
在製造偏光膜時,洗淨浴之碘化鉀濃度設為4.0重量%,並使用液體B(包含硫酸鋅七水合物10重量%及Olfine EXP.4200(日信化學工業股份公司製)0.2重量%之水溶液)取代液體A,除此之外依與實施例1相同操作而製作出偏光膜及偏光薄膜,並進行上述及下述之測定。將結果列於表4。
[測定偏光膜中之鋅含量(重量%)
於鐵氟龍(註冊商標)容器秤量約25mg之偏光膜,加入酸並蓋緊後照射微波,在最高200℃下進行加壓酸分解。完全分解後,加入超純水定容為50mL,並使用ICP-MS(Agilent Technologies製之Agilent8800)測定鋅濃度。分解裝置係使用CEM製之MARS5。
[加熱耐久性評估(D)]
將上述獲得之偏光薄膜以使偏光膜之吸收軸與長邊平行之方式裁切成5.0×4.5cm之尺寸,並透過厚度20μm之丙烯酸系黏著劑層將玻璃板(模擬影像顯示單元)貼合於偏光薄膜的影像顯示單元側之保護薄膜面,再於50℃、0.5MPa下進行15分鐘高壓釜處理,而製作出積層體。將所得積層體靜置於溫度105℃之熱風烘箱內500小時,將試驗後之試料配置於正交偏光鏡後,以上述分光光度計(V7100)分別測定波長700nm之正交透射率(%),並以下述基準判定。
○:無加熱紅變(在105℃且500小時之加熱試驗前後在波長700nm下之正交透射率的差小於1%)。
×:有加熱紅變(在105℃且500小時之加熱試驗前後在波長700nm下之正交透射率之差為1%以上)。
<比較例5>
<製造偏光膜及偏光薄膜>
將洗淨步驟後的偏光膜於60℃下乾燥1分鐘後,塗佈液體B,除此之外依與實施例6相同操作,製作出偏光膜及偏光薄膜並進行上述測定。將結果列於表4。
上述加熱耐久性試驗會受到偏光膜之膜厚影響,因此只要比較具有相同程度之膜厚的偏光膜彼此即可,可知實施例之偏光膜較比較例之偏光膜更充分含有之液體中之成分,因此加熱耐久性優異。
(無)
Claims (8)
- 一種偏光膜之製造方法,特徵在於包含以下步驟: 步驟(I-1),係一邊將聚乙烯醇系薄膜沿長邊方向輸送,一邊對前述聚乙烯醇系薄膜施行至少染色步驟、交聯步驟及延伸步驟,而製造含有水之偏光膜; 步驟(I-2),係對所得含有水之偏光膜在偏光膜之水分率為20重量%以上之狀態下施行塗佈液體之步驟,而製造浸潤有液體中之成分的偏光膜;及 步驟(I-3),對所得浸潤有液體中之成分的偏光膜施行乾燥步驟,而製造乾燥後之偏光膜。
- 一種偏光膜之製造方法,特徵在於包含以下步驟: 步驟(II-0),係於長條狀熱塑性樹脂基材之單側形成含聚乙烯醇系樹脂之聚乙烯醇系樹脂層來準備積層體; 步驟(II-1),係一邊將所得積層體沿長邊方向輸送,一邊對前述積層體施行至少空中輔助延伸處理步驟、染色處理步驟及水中延伸處理步驟,而製造具有含有水之偏光膜的積層體; 步驟(II-2),係對所得具有含有水之偏光膜的積層體在偏光膜之水分率為20重量%以上之狀態下施行塗佈液體之步驟,而製造具有浸潤有液體中之成分的偏光膜之積層體;及 步驟(II-3),對所得具有浸潤有液體中之成分的偏光膜之積層體施行乾燥處理步驟,而製造乾燥後之偏光膜。
- 如請求項1或2之偏光膜之製造方法,其中前述液體為溶液,前述液體中之成分為溶質。
- 如請求項1至3中任一項之偏光膜之製造方法,其中前述乾燥後之偏光膜之水分率為20重量%以下。
- 如請求項1至4中任一項之偏光膜之製造方法,其中前述液體中之成分為水溶性化合物。
- 如請求項1至5中任一項之偏光膜之製造方法,其中前述液體中之成分係選自於由自由基捕捉劑、交聯劑、塑化劑及染料所構成群組中之至少1者。
- 如請求項1至6中任一項之偏光膜之製造方法,其中前述液體中之成分為自由基捕捉劑。
- 一種偏光薄膜之製造方法,特徵在於包含以下步驟:於以如請求項1至7中任一項之偏光膜之製造方法獲得之偏光膜之至少單面透過接著劑層貼合透明保護薄膜。
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