JP2022048646A - 偏光板の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】外観不良が抑制された片面保護偏光板の製造方法を提供する。【解決手段】偏光フィルム5の一方の面に水系接着剤層を介して保護フィルム20を貼合するとともに、前記偏光フィルムの他方の面に、揮発性液体を介して剥離フィルム10を積層する第1工程と、加熱により、前記水系接着剤層を乾燥させるとともに、前記揮発性液体を揮発させる第2工程と、を含み、前記剥離フィルムは、偏光フィルム側表面のJISB0601-2001に規定する最大高さRzが70nm以下である、偏光板の製造方法である。【選択図】図5
Description
本発明は、偏光フィルムの一方の面に保護フィルムが貼合された偏光板の製造方法に関する。
偏光板は、液晶表示装置等の表示装置における偏光の供給素子として、また偏光の検出素子として広く用いられている。偏光板としては、偏光フィルムに接着剤を用いて保護フィルムを貼合した構成が一般的である。
偏光板薄膜軽量化の市場要求に伴って、これを実現し得る偏光板の構成として種々のものが提案されており、その代表例の1つが、偏光フィルムの片面のみに保護フィルムを貼合した片面保護偏光板である(例えば特許文献1)。
片面保護偏光板を製造するにあたっては、偏光フィルムの一方の面に接着剤層を介して保護フィルムを貼合するとともに、保護フィルムが貼合されない偏光フィルムの他方の面を仮保護するために、剥離可能な剥離フィルムを当該他方の面に積層しておくのが一般的である。この剥離フィルムは、例えば片面保護偏光板を液晶セルに貼合する工程で剥離除去される。
しかしながら、剥離フィルムが剥離された偏光板は、剥離フィルムが積層されていた面に凹み等の欠陥が生じ、外観の不良が発生するという問題があった。本発明は、外観不良が抑制された片面保護偏光板の製造方法を提供することを目的とする。
本発明は、以下に例示する偏光板の製造方法及び片面保護偏光板を提供する。
[1] 偏光フィルムの一方の面に水系接着剤層を介して保護フィルムを貼合するとともに、前記偏光フィルムの他方の面に、揮発性液体を介して剥離フィルムを積層する第1工程と、
加熱により、前記水系接着剤層を乾燥させるとともに、前記揮発性液体を揮発させる第2工程と、を含み、
前記剥離フィルムは、偏光フィルム側表面のJIS B0601-2001に規定する最大高さRzが70nm以下である、偏光板の製造方法。
[2] 前記剥離フィルムは、偏光フィルム側表面にコーティング層が形成されている、[1]に記載の偏光板の製造方法。
[3] 前記剥離フィルムのコーティング層の厚みは、30μm以下である、[2]に記載の偏光板の製造方法。
[4] 前記剥離フィルムのコーティング層は、(メタ)アクリル系樹脂の硬化物からなる、[2]又は[3]に記載の偏光板の製造方法。
[5] 前記保護フィルム及び前記剥離フィルムの少なくとも一方は、透湿度が400g/m2・24hr以上である、[1]~[4]のいずれかに記載の偏光板の製造方法。
[6] 前記水系接着剤層の厚みは、10nm以上1μm以下である、[1]~[5]のいずれかに記載の偏光板の製造方法。
[7] 前記保護フィルムの厚みは、1μm以上90μm以下である、[1]~[6]のいずれかに記載の偏光板の製造方法。
[8] 前記偏光フィルムの厚みは、1μm以上40μm以下である、[1]~[7]のいずれかに記載の偏光板の製造方法。
[9] 前記剥離フィルムを前記偏光フィルムから剥離する第3工程をさらに含む、[1]~[8]のいずれかに記載の偏光板の製造方法。
[10] 前記第3工程において、前記偏光フィルムと前記剥離フィルムとの間の剥離力は、0.01N/25mm以上2.0N/25mm以下である、[9]に記載の偏光板の製造方法。
[11] 偏光フィルムと、前記偏光フィルムの片面に貼合された保護フィルムと、を有し、
前記偏光フィルムは、前記保護フィルムとは反対側表面のJIS B0601-2001に規定する最大高さRzが60nm以下である、片面保護偏光板。
[12] 偏光フィルムと、前記偏光フィルムの片面に貼合された保護フィルムと、を有し、
前記偏光フィルムは、前記保護フィルムとは反対側表面において、幅が0.5mm以上2.0mm以下、かつ深さが0.1μm以上1.0μm以下の凹みが10個/m2以下である、片面保護偏光板。
[1] 偏光フィルムの一方の面に水系接着剤層を介して保護フィルムを貼合するとともに、前記偏光フィルムの他方の面に、揮発性液体を介して剥離フィルムを積層する第1工程と、
加熱により、前記水系接着剤層を乾燥させるとともに、前記揮発性液体を揮発させる第2工程と、を含み、
前記剥離フィルムは、偏光フィルム側表面のJIS B0601-2001に規定する最大高さRzが70nm以下である、偏光板の製造方法。
[2] 前記剥離フィルムは、偏光フィルム側表面にコーティング層が形成されている、[1]に記載の偏光板の製造方法。
[3] 前記剥離フィルムのコーティング層の厚みは、30μm以下である、[2]に記載の偏光板の製造方法。
[4] 前記剥離フィルムのコーティング層は、(メタ)アクリル系樹脂の硬化物からなる、[2]又は[3]に記載の偏光板の製造方法。
[5] 前記保護フィルム及び前記剥離フィルムの少なくとも一方は、透湿度が400g/m2・24hr以上である、[1]~[4]のいずれかに記載の偏光板の製造方法。
[6] 前記水系接着剤層の厚みは、10nm以上1μm以下である、[1]~[5]のいずれかに記載の偏光板の製造方法。
[7] 前記保護フィルムの厚みは、1μm以上90μm以下である、[1]~[6]のいずれかに記載の偏光板の製造方法。
[8] 前記偏光フィルムの厚みは、1μm以上40μm以下である、[1]~[7]のいずれかに記載の偏光板の製造方法。
[9] 前記剥離フィルムを前記偏光フィルムから剥離する第3工程をさらに含む、[1]~[8]のいずれかに記載の偏光板の製造方法。
[10] 前記第3工程において、前記偏光フィルムと前記剥離フィルムとの間の剥離力は、0.01N/25mm以上2.0N/25mm以下である、[9]に記載の偏光板の製造方法。
[11] 偏光フィルムと、前記偏光フィルムの片面に貼合された保護フィルムと、を有し、
前記偏光フィルムは、前記保護フィルムとは反対側表面のJIS B0601-2001に規定する最大高さRzが60nm以下である、片面保護偏光板。
[12] 偏光フィルムと、前記偏光フィルムの片面に貼合された保護フィルムと、を有し、
前記偏光フィルムは、前記保護フィルムとは反対側表面において、幅が0.5mm以上2.0mm以下、かつ深さが0.1μm以上1.0μm以下の凹みが10個/m2以下である、片面保護偏光板。
本発明によれば、外観不良が抑制された片面保護偏光板を製造することができる。
<偏光板の製造方法>
本発明は、片面保護偏光板の製造方法に関するものである。本発明において「片面保護偏光板」とは、偏光フィルムの片面のみに保護フィルムを貼合した偏光板であり、この保護フィルムは通常、接着剤層を介して偏光フィルムに貼合される。片面保護偏光板の基本的構成を図1に示す。図1に示される片面保護偏光板1のように、本発明に係る片面保護偏光板は、偏光フィルム5と、その一方の面に第1接着剤層25を介して貼合される第1保護フィルム20とを基本的構成として含むものである。
本発明は、片面保護偏光板の製造方法に関するものである。本発明において「片面保護偏光板」とは、偏光フィルムの片面のみに保護フィルムを貼合した偏光板であり、この保護フィルムは通常、接着剤層を介して偏光フィルムに貼合される。片面保護偏光板の基本的構成を図1に示す。図1に示される片面保護偏光板1のように、本発明に係る片面保護偏光板は、偏光フィルム5と、その一方の面に第1接着剤層25を介して貼合される第1保護フィルム20とを基本的構成として含むものである。
後で詳述するように、本発明に係る製造方法は、偏光フィルムの一方の面に水系接着剤層を介して保護フィルム(第1保護フィルム)を貼合するとともに、他方の面に揮発性液体を介して剥離フィルムを積層する第1工程と、加熱によって水系接着剤層を乾燥させるとともに揮発性液体を揮発させる第2工程とを含む。これらの第1及び第2工程を経て得られる片面保護偏光板は、図2に示される剥離フィルム付片面保護偏光板2のように、偏光フィルム5の他方の面に積層される剥離フィルム10をさらに備える。
剥離フィルム10は、偏光フィルム5から剥離することが可能なフィルムであり、これを必要なときに(例えば、片面保護偏光板を液晶セルに貼合するときに)剥離除去することによって図1の片面保護偏光板1が得られる。例えば液晶セルに貼合するために、本発明に係る片面保護偏光板は、図3に示される粘着剤層付片面保護偏光板3のように、偏光フィルム5の他方の面に積層される粘着剤層30をさらに備えることができる。
また、本発明に係る片面保護偏光板1及び剥離フィルム付片面保護偏光板2は、偏光フィルムの両面に保護フィルムが貼合された両面保護偏光板の製造中間体としても好適に利用できるものであり、図4を参照して、偏光フィルム5における第1保護フィルム20とは反対側の面に第2接着剤層26を介して第2保護フィルム21を貼合することにより両面保護偏光板4を得ることができる。
剥離フィルム10は、偏光フィルム5側表面のJIS B0601-2001に規定する最大高さRzが70nm以下であり、好ましくは50nm以下であり、より好ましくは30nm以下であり、さらに好ましくは20nm以下である。第1工程において偏光フィルム5に積層される剥離フィルム10の表面粗さが上述の範囲にあるとき、製造された片面保護偏光板1は、偏光フィルム5側表面の凹みが抑制され、外観不良が抑制された片面保護偏光板を得ることができる。片面保護偏光板の外観不良を抑制することにより、片面保護偏光板の製造における収率の悪化を抑制することができる。
以下、図5を参照しながら、実施の形態を示して本発明に係る片面保護偏光板の製造方法について詳細に説明する。本発明に係る片面保護偏光板の製造方法は、次の工程:
(1)偏光フィルムの一方の面に水系接着剤層を介して第1保護フィルムを貼合するとともに、該偏光フィルムの他方の面に、揮発性液体からなる層を介して剥離フィルムを積層する第1工程、及び
(2)加熱により、上記水系接着剤層を乾燥させるとともに、上記揮発性液体を揮発させる第2工程、
を含む。
(1)偏光フィルムの一方の面に水系接着剤層を介して第1保護フィルムを貼合するとともに、該偏光フィルムの他方の面に、揮発性液体からなる層を介して剥離フィルムを積層する第1工程、及び
(2)加熱により、上記水系接着剤層を乾燥させるとともに、上記揮発性液体を揮発させる第2工程、
を含む。
図5は、本発明に係る片面保護偏光板の製造方法及びそれに用いる製造装置の一例を模式的に示す側面図である。一般に、片面保護偏光板のような偏光板は、図5に示されるように、長尺のフィルムを連続的に巻き出して搬送しながら各工程における処理を施すことにより、長尺品として連続的に製造することができる。ただし本発明の製造方法は、このような長尺のフィルムを用いた連続生産に限定されるものではなく、枚葉フィルムを用いた方法であってもよい。
(1)第1工程
図5を参照して、本工程ではまず、長尺の偏光フィルム5のロール(巻回品)、長尺の第1保護フィルム20のロール及び長尺の剥離フィルム10のロールを用意し、これらを図示しない巻き出し装置を用いて連続的に巻き出しながらフィルム搬送を行う。各フィルムは、それらの長手方向が搬送方向となるように搬送される。フィルムの搬送経路には適宜、走行するフィルムを支持するガイドロール60が設けられる。図5における矢印は、フィルムの搬送方向又は各種ロールの回転方向を示す。通常、偏光フィルム5の搬送方向(フィルム長手方向)と第1保護フィルム20の搬送方向(フィルム長手方向)と剥離フィルム10の搬送方向(フィルム長手方向)とは平行である。
図5を参照して、本工程ではまず、長尺の偏光フィルム5のロール(巻回品)、長尺の第1保護フィルム20のロール及び長尺の剥離フィルム10のロールを用意し、これらを図示しない巻き出し装置を用いて連続的に巻き出しながらフィルム搬送を行う。各フィルムは、それらの長手方向が搬送方向となるように搬送される。フィルムの搬送経路には適宜、走行するフィルムを支持するガイドロール60が設けられる。図5における矢印は、フィルムの搬送方向又は各種ロールの回転方向を示す。通常、偏光フィルム5の搬送方向(フィルム長手方向)と第1保護フィルム20の搬送方向(フィルム長手方向)と剥離フィルム10の搬送方向(フィルム長手方向)とは平行である。
本工程では、偏光フィルム5の一方の面に水系接着剤層である第1接着剤層25(図5において図示せず)を介して第1保護フィルム20を貼合するとともに、偏光フィルム5の他方の面に、揮発性液体50からなる層を介して剥離フィルム10を積層する。第1保護フィルム20の貼合及び剥離フィルム10の積層は、図5に示されるように、第1保護フィルム20、偏光フィルム5及び剥離フィルム10を、それらの長手方向(搬送方向)が平行となるように重ねて一対の貼合ロール40,40間に通すことにより、貼合ロール40,40で積層されたフィルムを上下から押圧することによって行うことができる。
この際、貼合ロール40,40間に通す手前で、注入装置80、81を用いて、偏光フィルム5と第1保護フィルム20との間に水系接着剤55を注入するとともに、偏光フィルム5と剥離フィルム10との間に揮発性液体50を注入することにより、これらのフィルム間に水系接着剤55からなる層(第1接着剤層25)、揮発性液体50からなる層をそれぞれ介在させることができる。
なお、水系接着剤55からなる層(第1接着剤層25)及び揮発性液体50からなる層を介在させるための装置は、図5に示されるような注入装置80,81に限定されるものではなく、例えば水系接着剤55及び揮発性液体50の粘度等に応じて、ドクターブレード法、ワイヤーバーコート法、ダイコート法、カンマコーター法、グラビアコート法、ディップコート法、流延法のような塗工方式を適宜選択し、水系接着剤55及び揮発性液体50を、重ね合わされる少なくとも一方のフィルムの貼合面に塗工するようにしてもよい。
従来の片面保護偏光板の製造方法においては、偏光フィルム面に特段の層を介在させることなく直接剥離フィルムを積層していたことに起因して、片面保護偏光板を製造する工程中に、偏光フィルムが破断しやすいという問題があった。偏光フィルムの片面に水系接着剤層を介して保護フィルムが貼合される場合、片面保護偏光板を得るためには、水系接着剤層を乾燥させる工程が必要になるが、従来の製造方法においては、とりわけこの乾燥工程において偏光フィルムの破断が生じやすかった。
これに対して、偏光フィルム5と剥離フィルム10との間に揮発性液体50からなる層を介在させて剥離フィルム10を偏光フィルム5に積層する本発明の製造方法によれば、水系接着剤55からなる層(第1接着剤層25)を乾燥させる工程(第2工程)においても、偏光フィルム5の破断を効果的に抑制することができる。また、偏光フィルム5と剥離フィルム10との間に揮発性液体50からなる層を介在させることは、片面保護偏光板を製造する工程中に片面保護偏光板にシワが生じることを抑制する効果もある。
介在する揮発性液体50は、第1接着剤層25を乾燥させる工程(第2工程)中に揮発させることができるので、本発明の製造方法においては、揮発性液体50を揮発除去するための別途の工程を要しない。
偏光フィルム5に第1保護フィルム20を貼合するにあたり、偏光フィルム5及び/又は第1保護フィルム20の貼合面には、接着性を向上させるために、プラズマ処理、コロナ処理、紫外線照射処理、フレーム(火炎)処理、ケン化処理のような易接着処理を行うことができる。これらの中では、プラズマ処理、コロナ処理又はケン化処理を行うことが好ましい。例えば第1保護フィルム20が環状ポリオレフィン系樹脂からなる場合には、第1保護フィルム20の貼合面にプラズマ処理やコロナ処理を施すことができる。また、第1保護フィルム20がセルロースエステル系樹脂からなる場合には、第1保護フィルム20の貼合面にケン化処理を施すことができる。ケン化処理としては、水酸化ナトリウムや水酸化カリウムのようなアルカリ水溶液に浸漬する方法が挙げられる。
〔偏光フィルム〕
偏光フィルム5は、一軸延伸されたポリビニルアルコール系樹脂フィルムに二色性色素を吸着配向させたものであることができる。ポリビニルアルコール系樹脂フィルムを構成するポリビニルアルコール系樹脂としては、ポリ酢酸ビニル系樹脂をケン化したものを用いることができる。ポリ酢酸ビニル系樹脂としては、酢酸ビニルの単独重合体であるポリ酢酸ビニルのほか、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が例示される。酢酸ビニルに共重合可能な他の単量体としては、例えば、不飽和カルボン酸類、オレフィン類、ビニルエーテル類、不飽和スルホン酸類、アンモニウム基を有する(メタ)アクリルアミド類等が挙げられる。
偏光フィルム5は、一軸延伸されたポリビニルアルコール系樹脂フィルムに二色性色素を吸着配向させたものであることができる。ポリビニルアルコール系樹脂フィルムを構成するポリビニルアルコール系樹脂としては、ポリ酢酸ビニル系樹脂をケン化したものを用いることができる。ポリ酢酸ビニル系樹脂としては、酢酸ビニルの単独重合体であるポリ酢酸ビニルのほか、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が例示される。酢酸ビニルに共重合可能な他の単量体としては、例えば、不飽和カルボン酸類、オレフィン類、ビニルエーテル類、不飽和スルホン酸類、アンモニウム基を有する(メタ)アクリルアミド類等が挙げられる。
なお、本明細書において「(メタ)アクリル」とは、アクリル及びメタクリルから選択される少なくとも一方を意味する。「(メタ)アクリロイル」や「(メタ)アクリレート」などというときについても同様である。
ポリビニルアルコール系樹脂のケン化度は、80.0~100.0モル%の範囲であることができるが、好ましくは90.0~99.5モル%の範囲であり、より好ましくは94.0~99.0モル%の範囲である。ケン化度が80.0モル%未満であると、得られる片面保護偏光板の耐水性及び耐湿熱性が低下する。ケン化度が99.5モル%を超えるポリビニルアルコール系樹脂を使用した場合、染色速度が遅くなり、生産性が低下するとともに十分な偏光性能を有する偏光フィルム5が得られない場合がある。
ケン化度とは、ポリビニルアルコール系樹脂の原料であるポリ酢酸ビニル系樹脂に含まれる酢酸基(アセトキシ基:-OCOCH3)がケン化工程により水酸基に変化した割合をユニット比(モル%)で表したものであり、下記式:
ケン化度(モル%)=100×(水酸基の数)/(水酸基の数+酢酸基の数)
で定義される。ケン化度は、JIS K 6726(1994)に準拠して求めることができる。ケン化度が高いほど、水酸基の割合が高いことを示しており、従って結晶化を阻害する酢酸基の割合が低いことを示している。
ケン化度(モル%)=100×(水酸基の数)/(水酸基の数+酢酸基の数)
で定義される。ケン化度は、JIS K 6726(1994)に準拠して求めることができる。ケン化度が高いほど、水酸基の割合が高いことを示しており、従って結晶化を阻害する酢酸基の割合が低いことを示している。
ポリビニルアルコール系樹脂の平均重合度は、好ましくは100~10000であり、より好ましくは1500~8000であり、さらに好ましくは2000~5000である。ポリビニルアルコール系樹脂の平均重合度もJIS K 6726(1994)に準拠して求めることができる。平均重合度が100未満では好ましい偏光性能を得ることが困難であり、10000超では溶媒への溶解性が悪化し、ポリビニルアルコール系樹脂フィルムの形成が困難になってしまう。
偏光フィルム5は、ポリビニルアルコール系樹脂フィルムを一軸延伸する工程;ポリビニルアルコール系樹脂フィルムを二色性色素で染色することにより、二色性色素を吸着させる工程;二色性色素が吸着されたポリビニルアルコール系樹脂フィルムをホウ酸水溶液で処理する工程;及び、ホウ酸水溶液による処理後に水洗する工程、を経て製造することができる。
ポリビニルアルコール系樹脂フィルムは、上述したポリビニルアルコール系樹脂を製膜したものである。製膜方法は、特に限定されるものではなく、溶融押出法、溶剤キャスト法のような公知の方法を採用することができる。ポリビニルアルコール系樹脂フィルムの厚みは、例えば1~150μm程度である。
ポリビニルアルコール系樹脂フィルムの一軸延伸は、二色性色素の染色前、染色と同時、又は染色の後に行うことができる。一軸延伸を染色の後で行う場合、この一軸延伸は、ホウ酸処理の前又はホウ酸処理中に行ってもよい。また、これらの複数の段階で一軸延伸を行ってもよい。
一軸延伸にあたっては、周速の異なるロール間で一軸に延伸してもよいし、熱ロールを用いて一軸に延伸してもよい。また、一軸延伸は、大気中で延伸を行う乾式延伸であってもよいし、溶剤を用い、ポリビニルアルコール系樹脂フィルムを膨潤させた状態で延伸を行う湿式延伸であってもよい。延伸倍率は通常、3~8倍程度である。
ポリビニルアルコール系樹脂フィルムを二色性色素で染色する方法としては、例えば、ポリビニルアルコール系樹脂フィルムを二色性色素が含有された水溶液(染色溶液)に浸漬する方法が採用される。ポリビニルアルコール系樹脂フィルムは、染色処理の前に水への浸漬処理(膨潤処理)を施しておくことが好ましい。
偏光フィルム5に含有(吸着配向)される二色性色素は、ヨウ素又は二色性有機染料であることができる。二色性色素としてヨウ素を用いる場合は、通常、ヨウ素及びヨウ化カリウムを含有する水溶液に、ポリビニルアルコール系樹脂フィルムを浸漬して染色する方法が採用される。この染色水溶液におけるヨウ素の含有量は通常、水100重量部あたり0.01~1重量部程度である。また、ヨウ化カリウムの含有量は通常、水100重量部あたり0.5~20重量部程度である。染色水溶液の温度は通常、20~40℃程度である。また、染色水溶液への浸漬時間(染色時間)は通常、20~1800秒程度である。
一方、二色性色素として二色性有機染料を用いる場合は、通常、水溶性の二色性有機染料を含む染色水溶液に、ポリビニルアルコール系樹脂フィルムを浸漬して染色する方法が採用される。染色水溶液における二色性有機染料の含有量は通常、水100重量部あたり1×10-4~10重量部程度であり、1×10-3~1重量部程度が好ましい。この染色水溶液は、硫酸ナトリウム等の無機塩を染色助剤として含有していてもよい。染色水溶液の温度は通常、20~80℃程度である。また、染色水溶液への浸漬時間(染色時間)は通常、10~1800秒程度である。
二色性色素による染色後のホウ酸処理は、染色されたポリビニルアルコール系樹脂フィルムをホウ酸含有水溶液に浸漬することにより行うことができる。
ホウ酸含有水溶液におけるホウ酸の量は通常、水100重量部あたり、2~15重量部程度であり、5~12重量部が好ましい。二色性色素としてヨウ素を用いる場合には、このホウ酸含有水溶液はヨウ化カリウムを含有することが好ましい。ホウ酸含有水溶液におけるヨウ化カリウムの量は通常、水100重量部あたり、0.1~15重量部程度であり、5~12重量部程度が好ましい。ホウ酸含有水溶液への浸漬時間は通常、60~1200秒程度であり、150~600秒程度が好ましく、200~400秒程度がより好ましい。ホウ酸含有水溶液の温度は通常、50℃以上であり、50~85℃が好ましく、60~80℃がより好ましい。
ホウ酸処理後のポリビニルアルコール系樹脂フィルムは通常、水洗処理される。水洗処理は、例えば、ホウ酸処理されたポリビニルアルコール系樹脂フィルムを水に浸漬することにより行うことができる。水洗処理における水の温度は通常、1~40℃程度である。また、浸漬時間は通常、1~120秒程度である。
水洗後は乾燥処理が施されて、偏光フィルム5が得られる。乾燥処理は、熱風を吹き付ける方法、熱ロールに接触させる方法、IRヒーターで加熱する方法など、種々の方法があるが、いずれも好適に用いることができる。熱ロールに接触させて乾燥させる方法は、乾燥効率が向上するため乾燥時間を短縮化することができ、またフィルムの幅方向の収縮を抑制して広幅化が可能である等の点で好適である。なお、乾燥工程における乾燥温度とは、熱風を吹き付ける方法やIRヒーターなどのように乾燥炉を設ける乾燥設備の場合には乾燥炉内の雰囲気温度を意味し、熱ロールのような接触型の乾燥設備の場合には、熱ロールの表面温度を意味する。乾燥処理の温度は通常、30~100℃程度であり、50~80℃が好ましい。乾燥処理の時間は通常、60~600秒程度であり、120~600秒が好ましい。
乾燥処理によって、偏光フィルム5の水分率は実用程度にまで低減される。その水分率は通常5~45重量%となるように調整され、より好ましくは8~40重量%に調整される。5重量%より低い場合、偏光フィルム5の可撓性が失われ、偏光フィルム5がその乾燥後に損傷したり、破断したりする場合がある、45重量%より高い場合、保護フィルムとの密着性が十分に発現し難くなり、外観の不良やフィルムがライン中で破断して工程を汚染するといった問題が発生し易くなる。
偏光フィルム5の厚みは通常、1~40μm程度であり、好ましくは2~20μmであり、より好ましくは2~10μmである。偏光フィルム5の厚みは、偏光板の薄膜化の観点から薄いことが好ましいが、通常、偏光フィルム5の厚みが薄くなると偏光フィルム5に生じる凹みに起因した外観不良が顕著化しやすい。本発明によれば、厚みが薄い偏光フィルムを用いた場合でも、偏光板に生じる外観不良を抑制することができる。
〔第1保護フィルム〕
第1保護フィルム20は、熱可塑性樹脂、例えば、鎖状ポリオレフィン系樹脂(ポリプロピレン系樹脂等)、環状ポリオレフィン系樹脂(ノルボルネン系樹脂等)のようなポリオレフィン系樹脂;セルローストリアセテート、セルロースジアセテートのようなセルロースエステル系樹脂;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ポリエステル系樹脂;ポリカーボネート系樹脂;ポリメタクリル酸メチル系樹脂のような(メタ)アクリル系樹脂;又はこれらの混合物、共重合物等からなる透明樹脂フィルムであることができる。
第1保護フィルム20は、熱可塑性樹脂、例えば、鎖状ポリオレフィン系樹脂(ポリプロピレン系樹脂等)、環状ポリオレフィン系樹脂(ノルボルネン系樹脂等)のようなポリオレフィン系樹脂;セルローストリアセテート、セルロースジアセテートのようなセルロースエステル系樹脂;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ポリエステル系樹脂;ポリカーボネート系樹脂;ポリメタクリル酸メチル系樹脂のような(メタ)アクリル系樹脂;又はこれらの混合物、共重合物等からなる透明樹脂フィルムであることができる。
鎖状ポリオレフィン系樹脂としては、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂のような鎖状オレフィンの単独重合体の他、2種以上の鎖状オレフィンからなる共重合体を挙げることができる。より具体的な例は、ポリプロピレン系樹脂(プロピレンの単独重合体であるポリプロピレン樹脂や、プロピレンを主体とする共重合体)、ポリエチレン系樹脂(エチレンの単独重合体であるポリエチレン樹脂や、エチレンを主体とする共重合体)を含む。
環状ポリオレフィン系樹脂は、環状オレフィンを重合単位として重合される樹脂の総称であり、例えば、特開平1-240517号公報、特開平3-14882号公報、特開平3-122137号公報等に記載されている樹脂が挙げられる。環状ポリオレフィン系樹脂の具体例を挙げれば、環状オレフィンの開環(共)重合体、環状オレフィンの付加重合体、環状オレフィンとエチレン、プロピレンのような鎖状オレフィンとの共重合体(代表的にはランダム共重合体)、及びこれらを不飽和カルボン酸やその誘導体で変性したグラフト重合体、並びにそれらの水素化物等である。中でも、環状オレフィンとしてノルボルネンや多環ノルボルネン系モノマー等のノルボルネン系モノマーを用いたノルボルネン系樹脂が好ましく用いられる。
セルロースエステル系樹脂は、セルロースと脂肪酸とのエステルである。セルロースエステル系樹脂の具体例は、セルローストリアセテート、セルロースジアセテート、セルローストリプロピオネート、セルロースジプロピオネートを含む。また、これらの共重合物や、水酸基の一部が他の置換基で修飾されたものを用いることもできる。これらの中でも、セルローストリアセテート(トリアセチルセルロース:TAC)が特に好ましい。
ポリエステル系樹脂は、エステル結合を有する樹脂であり、多価カルボン酸又はその誘導体と多価アルコールとの重縮合体からなるものが一般的である。多価カルボン酸又はその誘導体としては2価のジカルボン酸又はその誘導体を用いることができ、例えばテレフタル酸、イソフタル酸、ジメチルテレフタレート、ナフタレンジカルボン酸ジメチル等が挙げられる。多価アルコールとしては2価のジオールを用いることができ、例えばエチレングリコール、プロパンジオール、ブタンジオール、ネオペンチルグリコール、シクロヘキサンジメタノール等が挙げられる。好適なポリエステル系樹脂の例は、ポリエチレンテレフタレートを含む。
ポリカーボネート系樹脂は、カルボナート基を介してモノマー単位が結合された重合体からなるエンジニアリングプラスチックであり、高い耐衝撃性、耐熱性、難燃性、透明性を有する樹脂である。ポリカーボネート系樹脂は、光弾性係数を下げるためにポリマー骨格を修飾したような変性ポリカーボネートと呼ばれる樹脂や、波長依存性を改良した共重合ポリカーボネート等であってもよい。
(メタ)アクリル系樹脂は、(メタ)アクリロイル基を有する化合物を主な構成モノマーとする樹脂である。(メタ)アクリル系樹脂の具体例は、例えば、ポリメタクリル酸メチルのようなポリ(メタ)アクリル酸エステル;メタクリル酸メチル-(メタ)アクリル酸共重合体;メタクリル酸メチル-(メタ)アクリル酸エステル共重合体;メタクリル酸メチル-アクリル酸エステル-(メタ)アクリル酸共重合体;(メタ)アクリル酸メチル-スチレン共重合体(MS樹脂等);メタクリル酸メチルと脂環族炭化水素基を有する化合物との共重合体(例えば、メタクリル酸メチル-メタクリル酸シクロヘキシル共重合体、メタクリル酸メチル-(メタ)アクリル酸ノルボルニル共重合体等)を含む。好ましくは、ポリ(メタ)アクリル酸メチルのようなポリ(メタ)アクリル酸C1-6アルキルエステルを主成分とする重合体が用いられ、より好ましくは、メタクリル酸メチルを主成分(50~100重量%、好ましくは70~100重量%)とするメタクリル酸メチル系樹脂が用いられる。
第1保護フィルム20は、位相差フィルム、輝度向上フィルムのような光学機能を併せ持つ保護フィルムであることもできる。例えば、上記材料からなる透明樹脂フィルムを延伸(一軸延伸又は二軸延伸等)したり、該フィルム上に液晶層等を形成したりすることにより、任意の位相差値が付与された位相差フィルムとすることができる。
第1保護フィルム20の偏光フィルム5とは反対側の表面には、ハードコート層、防眩層、反射防止層、帯電防止層、防汚層のような表面処理層(コーティング層)を形成することもできる。保護フィルム表面に表面処理層を形成する方法は特に限定されず、公知の方法を用いることができる。
第1保護フィルム20の厚みは、好ましくは1~90μm以下であり、より好ましくは1~60μmであり、さらに好ましくは1~50μmである。
第1保護フィルム及び後述する剥離フィルムの少なくとも一方は、透湿度が400g/m2・24hr以上であることが好ましい。第1保護フィルム20の透湿度は、400g/m2・24hr以上であることが好ましく、420g/m2・24hr以上であることがより好ましい。透湿度がこの範囲であると、後の第2工程において水系接着剤55からなる層を効率良く乾燥させることができるため、生産性を高めることができる。
〔水系接着剤〕
第1接着剤層25を形成する水系接着剤55は、接着剤成分を水に溶解したもの又は水に分散させたものである。好ましく用いられる水系接着剤は、例えば、主成分としてポリビニルアルコール系樹脂又はウレタン樹脂を用いた接着剤組成物である。水系接着剤から形成される第1接着剤層25の厚みは、通常10nm~1μm以下である。
第1接着剤層25を形成する水系接着剤55は、接着剤成分を水に溶解したもの又は水に分散させたものである。好ましく用いられる水系接着剤は、例えば、主成分としてポリビニルアルコール系樹脂又はウレタン樹脂を用いた接着剤組成物である。水系接着剤から形成される第1接着剤層25の厚みは、通常10nm~1μm以下である。
接着剤の主成分としてポリビニルアルコール系樹脂を用いる場合、当該ポリビニルアルコール系樹脂は、部分ケン化ポリビニルアルコール、完全ケン化ポリビニルアルコールのほか、カルボキシル基変性ポリビニルアルコール、アセトアセチル基変性ポリビニルアルコール、メチロール基変性ポリビニルアルコール、アミノ基変性ポリビニルアルコールのような変性されたポリビニルアルコール系樹脂であってもよい。ポリビニルアルコール系樹脂は、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ポリビニルアルコール系共重合体であってもよい。
ポリビニルアルコール系樹脂を接着剤成分とする水系接着剤は通常、ポリビニルアルコール系樹脂の水溶液である。接着剤中のポリビニルアルコール系樹脂の濃度は、水100重量部に対して、通常1~10重量部、好ましくは1~5重量部である。
ポリビニルアルコール系樹脂の水溶液からなる接着剤には、接着性を向上させるために、多価アルデヒド、メラミン系化合物、ジルコニア化合物、亜鉛化合物、グリオキザール、水溶性エポキシ樹脂のような硬化性成分や架橋剤を添加することが好ましい。水溶性エポキシ樹脂としては、例えばジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン等のポリアルキレンポリアミンと、アジピン酸等のジカルボン酸との反応で得られるポリアミドアミンに、エピクロロヒドリンを反応させて得られるポリアミドポリアミンエポキシ樹脂を好適に用いることができる。かかるポリアミドポリアミンエポキシ樹脂の市販品としては、「スミレーズレジン650」(田岡化学工業株式会社製)、「スミレーズレジン675」(田岡化学工業株式会社製)、「WS-525」(日本PMC株式会社製)等が挙げられる。これら硬化性成分や架橋剤の添加量(硬化性成分及び架橋剤として共に添加する場合にはその合計量)は、ポリビニルアルコール系樹脂100重量部に対して、通常1~100重量部、好ましくは1~50重量部である。上記硬化性成分や架橋剤の添加量がポリビニルアルコール系樹脂100重量部に対して1重量部未満である場合には、接着性向上の効果が小さくなる傾向にあり、また、上記硬化性成分や架橋剤の添加量がポリビニルアルコール系樹脂100重量部に対して100重量部を超える場合には、接着剤層が脆くなる傾向にある。
また、接着剤の主成分としてウレタン樹脂を用いる場合、適当な接着剤組成物の例として、ポリエステル系アイオノマー型ウレタン樹脂とグリシジルオキシ基を有する化合物との混合物を挙げることができる。ポリエステル系アイオノマー型ウレタン樹脂とは、ポリエステル骨格を有するウレタン樹脂であって、その中に少量のイオン性成分(親水成分)が導入されたものである。かかるアイオノマー型ウレタン樹脂は、乳化剤を使用せずに直接、水中で乳化してエマルジョンとなるため、水系の接着剤として好適である。
〔剥離フィルム〕
剥離フィルム10は、偏光フィルム5に積層した後、所望のタイミングで剥離可能なフィルムである。「剥離可能」とは、偏光フィルム5及び剥離フィルム10を破損又は傷めることなく、偏光フィルム5と剥離フィルム10とを分離できることを意味する。
剥離フィルム10は、偏光フィルム5に積層した後、所望のタイミングで剥離可能なフィルムである。「剥離可能」とは、偏光フィルム5及び剥離フィルム10を破損又は傷めることなく、偏光フィルム5と剥離フィルム10とを分離できることを意味する。
剥離フィルム10は、ハンドリング性、透明性、廉価性等に鑑み、例えば、ポリエチレン系樹脂、ポリプロピレン系樹脂のような鎖状ポリオレフィン系樹脂;セルローストリアセテート、セルロースジアセテートのようなセルロースエステル系樹脂;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ポリエステル系樹脂;ポリメタクリル酸メチル系樹脂のような(メタ)アクリル系樹脂又はこれらの混合物、共重合物等からなる透明樹脂フィルムであることができる。これらの1種又は2種以上を単層又は多層状に成形したフィルムを剥離フィルム10として用いることもできる。中でも、ポリエチレンテレフタレート、セルローストリアセテート、ポリメタクリル酸メチル系樹脂からなるフィルムを好適に用いることができる。
偏光フィルム5と剥離フィルム10との間の剥離力は、例えば0.01N/25mm~2.0N/25mmであり、好ましくは0.01N/25mm~0.5N/25mmである。剥離力が0.01N/25mm以上であるとき、偏光フィルム5と剥離フィルム10との部分的な剥がれを防止できる。剥離力が2.0N/25mm以下であるとき、後述する第3工程において偏光フィルム5から剥離フィルム10を剥離しやすい。
上記剥離力は、剥離フィルム10が積層された片面保護偏光板を25mm幅にカットして測定サンプルを取得し、株式会社島津製作所製の精密万能試験機「オートグラフAGS-50NX」を用いて、測定サンプルの剥離フィルム10と片面保護偏光板とを掴み、180°方向に剥がすときの力を測定することにより求められる。剥離力の測定は、剥離速度300mm/minで温度23±2℃、相対湿度50±5%の環境下で行われる。
剥離フィルム10の厚みは、例えば5~100μm程度であり、好ましくは10~80μm程度であり、より好ましくは10~60μmである。
剥離フィルム10の透湿度は、好ましくは400g/m2・24hr以上、より好ましくは420g/m2・24hr以上、さらに好ましくは450g/m2・24hr以上、さらにより好ましくは500g/m2・24hr以上である。透湿度がこの範囲であると、後の第2工程において揮発性液体50を効率良く揮発除去させることができるため、乾燥不良による光学特性の劣化や外観不良などの品質面の不具合を防止することができる。
剥離フィルム10は、80℃にて5分間加熱したときの収縮率(加熱収縮率)が0.15%以下であることが好ましく、0.1%以下であることがより好ましい。剥離フィルム10の加熱収縮率が大きいと、第2工程での加熱処理において剥離フィルム10にシワが生じやすくなり、これに伴い、片面保護偏光板にシワが生じやすくなる。加熱収縮率が上記範囲内となる樹脂材料の例は、ポリエチレンテレフタレート、セルローストリアセテート、ポリメタクリル酸メチル系樹脂を含む。「加熱収縮率が0.15%以下である」とは、MD収縮率及びTD収縮率の双方が0.15%以下であることを意味する。
剥離フィルム10における偏光フィルム5側表面の揮発性液体50に対する接触角を50~80°、好ましくは50~75°とすることは、偏光フィルム5と剥離フィルム10との間の剥離力を上記範囲内の適度なものとし、剥離フィルム10を比較的剥離し易くできる点において有利である。同様の理由で、偏光フィルム5における剥離フィルム10側表面の揮発性液体50に対する接触角は、50~110°であることが好ましく、50~100°であることがより好ましい。接触角は、例えば以下の方法で測定できる。測定対象面(偏光フィルムにおける剥離フィルム側表面又は剥離フィルムにおける偏光フィルム側表面)を外側にして、偏光フィルム又は剥離フィルムをガラス基板に粘着剤を用いて貼合して測定サンプルとする。測定対象表面が上面となるように、測定サンプルを接触角計(協和界面科学株式会社製の画像処理式接触角計:FACE CA-X型)に水平にセットし、測定対象表面に1マイクロリットルの揮発性液体を滴下し、揮発性液体に対する接触角を測定する。
剥離フィルム10は、偏光フィルム5側表面にコーティング層が形成されていてもよい。剥離フィルム10の表面にコーティング層が形成されることで表面粗さが小さい剥離フィルムを容易に得ることができる。剥離フィルム表面には剥離フィルム起因の微小な異物(添加物やフィルム屑等)が付着しやすいため、偏光フィルム表面に凹みを生じさせる原因となり得るが、コーティング層でこれらの異物を覆うことで、偏光フィルム表面の凹みを抑制することができる。また、コーティング層が形成された剥離フィルム10は、偏光フィルム5との間の剥離力が良好であり、該剥離力は例えば0.01N/25mm~2.0N/25mmであり、好ましくは0.05N/25mm~0.5N/25mmである。コーティング層は、剥離フィルムの両面に形成されていてもよい。
コーティング層は、例えば紫外線硬化型樹脂の硬化層である。紫外線硬化型樹脂としては、例えば(メタ)アクリル系樹脂、シリコーン系樹脂、ポリエステル系樹脂、ウレタン系樹脂、アミド系樹脂、エポキシ系樹脂等が挙げられる。コーティング層は、硬度を向上させるために、添加剤を含んでいてもよい。添加剤は限定されることはなく、無機系微粒子、有機系微粒子又はこれらの混合物が挙げられる。
剥離フィルムのコーティング層の厚みは、好ましくは1μm以上30μm以下、より好ましくは1μm以上20μm以下、さらに好ましくは1μm以上15μm以下である。コーティング層の厚みが1μm以上であるとき、上記剥離フィルムの異物に起因する偏光フィルム表面の凹みを抑制しやすい。コーティング層が厚すぎると透湿度が低下しやすいため、透湿度が良好である剥離フィルムを得る観点からは、コーティング層の厚みは30μm以下であることが好ましい。
〔揮発性液体〕
偏光フィルム5と剥離フィルム10との間に介在させる揮発性液体50は、第2工程での加熱処理によって揮発し得る液体であり、好ましくは偏光フィルム5に悪影響を与えない液体である。悪影響を与えないのであれば、帯電防止剤を添加してもよい。本発明において使用し得る揮発性液体50の例を挙げれば、例えば、水や、水と親水性液体との混合物等である。親水性液体は、第2工程での加熱処理後に残留しないものであることが好ましく、例えば、メタノール、エタノール、1-ブタノール、テトロヒドロフラン、アセトン、アセトニトリル、N,N-ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド、ギ酸、酢酸等が挙げられる。
偏光フィルム5と剥離フィルム10との間に介在させる揮発性液体50は、第2工程での加熱処理によって揮発し得る液体であり、好ましくは偏光フィルム5に悪影響を与えない液体である。悪影響を与えないのであれば、帯電防止剤を添加してもよい。本発明において使用し得る揮発性液体50の例を挙げれば、例えば、水や、水と親水性液体との混合物等である。親水性液体は、第2工程での加熱処理後に残留しないものであることが好ましく、例えば、メタノール、エタノール、1-ブタノール、テトロヒドロフラン、アセトン、アセトニトリル、N,N-ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド、ギ酸、酢酸等が挙げられる。
(2)第2工程
本工程は、加熱によって、水系接着剤層である第1接着剤層25を乾燥させるとともに、揮発性液体50を揮発除去する工程である。この加熱処理によって、剥離フィルム10は、偏光フィルム5の表面に直接、適度な密着力をもって積層される。
本工程は、加熱によって、水系接着剤層である第1接着剤層25を乾燥させるとともに、揮発性液体50を揮発除去する工程である。この加熱処理によって、剥離フィルム10は、偏光フィルム5の表面に直接、適度な密着力をもって積層される。
図5を参照して、上記加熱処理は、貼合ロール40,40間を通過した、第1保護フィルム20、偏光フィルム5及び剥離フィルム10からなる積層フィルムを乾燥装置70に導入することによって行うことができる。これにより、剥離フィルム付片面保護偏光板2が得られる。乾燥装置70としては、特に制限されず、熱風乾燥機や遠赤外線ヒーター等を用いることができる。
乾燥温度は、好ましくは30~90℃である。30℃未満であると、得られた剥離フィルム付片面保護偏光板2において、第1保護フィルム20が偏光フィルム5から剥離しやすくなる傾向がある。また乾燥温度が90℃を超えると、熱によって偏光フィルム5の偏光性能が劣化するおそれがある。乾燥時間は10~1000秒程度とすることができ、生産性の観点からは、好ましくは60~750秒、より好ましくは150~600秒である。
(3)その他の工程
上記第2工程の後、室温以上の温度で少なくとも半日、通常は数日間以上の養生を施して十分な接着強度を得てもよい。かかる養生は、典型的には、ロール状に巻き取られた状態で行われる。好ましい養生温度は、30~50℃の範囲であり、さらに好ましくは35~45℃である。養生温度が50℃を超えると、ロール巻き状態において、いわゆる「巻き締まり」が起こりやすくなる。なお、養生時の湿度は、特に限定されないが、相対湿度が0~70%RH程度の範囲となるように選択されることが好ましい。養生時間は、通常1~10日程度、好ましくは2~7日程度である。
上記第2工程の後、室温以上の温度で少なくとも半日、通常は数日間以上の養生を施して十分な接着強度を得てもよい。かかる養生は、典型的には、ロール状に巻き取られた状態で行われる。好ましい養生温度は、30~50℃の範囲であり、さらに好ましくは35~45℃である。養生温度が50℃を超えると、ロール巻き状態において、いわゆる「巻き締まり」が起こりやすくなる。なお、養生時の湿度は、特に限定されないが、相対湿度が0~70%RH程度の範囲となるように選択されることが好ましい。養生時間は、通常1~10日程度、好ましくは2~7日程度である。
上記第2工程の後、剥離フィルム10を剥離フィルム付片面保護偏光板2の偏光フィルム5から剥離除去する第3工程、及び偏光フィルム5における剥離フィルム10が積層されていた面に粘着剤層30を積層する第4工程を設けて、図3に示される粘着剤層付片面保護偏光板3とすることもできる。この粘着剤層30は、片面保護偏光板を液晶セルに貼合するために用いることができる。
粘着剤層30に用いられる粘着剤としては、従来公知の適宜の粘着剤を用いることができ、例えば(メタ)アクリル系粘着剤、ウレタン系粘着剤、シリコーン系粘着剤、ポリエステル系粘着剤、ポリアミド系粘着剤、ポリエーテル系粘着剤、フッ素系粘着剤、ゴム系粘着剤などが挙げられる。中でも、透明性、粘着力、信頼性、リワーク性などの観点から、(メタ)アクリル系粘着剤が好ましく用いられる。粘着剤層30は、粘着剤を、例えば有機溶剤溶液の形態で用い、それを偏光フィルム5上にダイコーターやグラビアコーター等によって塗工し、乾燥させる方法によって設けることができる他、離型処理が施されたプラスチックフィルム(セパレートフィルムと呼ばれる。)上に形成されたシート状粘着剤を偏光フィルム5に転写する方法によっても設けることができる。いずれの方法をとっても、粘着剤層30の表面にセパレートフィルムが貼着されていることが好ましい。粘着剤層30の厚みは、例えば2~40μmであることができる。
あるいは、上記第4工程を設ける代わりに、偏光フィルム5における剥離フィルム10が積層されていた面に、第2接着剤層26を介して第2保護フィルム21を貼合することにより両面保護偏光板4を得ることもできる。第2接着剤層26は、第1接着剤層25と同様に水系接着剤層であってもよいし、他の接着剤からなる層であってもよい。他の接着剤としては、紫外線、可視光、電子線、X線のような活性エネルギー線の照射によって硬化し得る活性エネルギー線硬化性接着剤を挙げることができる。この場合、第2接着剤層26は、当該接着剤の硬化物層である。
第2保護フィルム21は、位相差フィルム、輝度向上フィルムのような光学機能を併せ持つ保護フィルムであることもできる。両面保護偏光板4は、第1保護フィルム20又は第2保護フィルム21の外面に積層した粘着剤層30を用いて液晶セルに貼合することができる。
中でも、第2接着剤層26を形成する接着剤としては、カチオン重合によって硬化するエポキシ系化合物を硬化性成分とする活性エネルギー線硬化性接着剤をより好ましく用いることができ、さらに好ましくはかかるエポキシ系化合物を硬化性成分とする紫外線硬化性接着剤である。ここでいうエポキシ系化合物とは、分子内に平均1個以上、好ましくは2個以上のエポキシ基を有する化合物を意味する。エポキシ系化合物は、1種のみを単独で使用してもよいし、あるいは2種以上を併用してもよい。
好適に使用できるエポキシ系化合物の例は、芳香族ポリオールの芳香環に水素化反応を行って得られる脂環式ポリオールに、エピクロロヒドリンを反応させることにより得られる水素化エポキシ系化合物(脂環式環を有するポリオールのグリシジルエーテル);脂肪族多価アルコール又はそのアルキレンオキサイド付加物のポリグリシジルエーテルのような脂肪族エポキシ系化合物;脂環式環に結合したエポキシ基を分子内に1個以上有するエポキシ系化合物である脂環式エポキシ系化合物を含む。
活性エネルギー線硬化性接着剤は、硬化性成分としてラジカル重合性である(メタ)アクリル系化合物をさらに含有することもできる。(メタ)アクリル系化合物としては、分子内に少なくとも1個の(メタ)アクリロイルオキシ基を有する(メタ)アクリレートモノマー;官能基含有化合物を2種以上反応させて得られ、分子内に少なくとも2個の(メタ)アクリロイルオキシ基を有する(メタ)アクリレートオリゴマー等の(メタ)アクリロイルオキシ基含有化合物を挙げることができる。
活性エネルギー線硬化性接着剤は、カチオン重合によって硬化するエポキシ系化合物を硬化性成分として含む場合、光カチオン重合開始剤を含有することが好ましい。光カチオン重合開始剤としては、例えば、芳香族ジアゾニウム塩;芳香族ヨードニウム塩や芳香族スルホニウム塩等のオニウム塩;鉄-アレン錯体等を挙げることができる。また、活性エネルギー線硬化性接着剤が(メタ)アクリル系化合物のようなラジカル重合性硬化性成分を含有する場合は、光ラジカル重合開始剤を含有することが好ましい。光ラジカル重合開始剤としては、例えば、アセトフェノン系開始剤、ベンゾフェノン系開始剤、ベンゾインエーテル系開始剤、チオキサントン系開始剤、キサントン、フルオレノン、カンファーキノン、ベンズアルデヒド、アントラキノン等を挙げることができる。
活性エネルギー線硬化性接着剤を用いる場合には、これよりなる接着剤層を硬化させる硬化工程を実施する。当該接着剤層の硬化は、活性エネルギー線を照射することにより行うことができる。活性エネルギー線は、好ましくは紫外線である。
活性エネルギー線の光源は特に限定されないが、波長400nm以下に発光分布を有する活性エネルギー線が好ましく、具体的には、低圧水銀灯、中圧水銀灯、高圧水銀灯、超高圧水銀灯、ケミカルランプ、ブラックライトランプ、マイクロウェーブ励起水銀灯、メタルハライドランプ等が好ましく用いられる。
活性エネルギー線硬化性接着剤からなる接着剤層への活性エネルギー線照射強度は、接着剤の組成によって適宜決定されるが、重合開始剤の活性化に有効な波長領域の照射強度が0.1~6000mW/cm2となるように設定されることが好ましい。照射強度が0.1mW/cm2以上である場合、反応時間が長くなりすぎず、6000mW/cm2以下である場合、光源から輻射される熱及び接着剤の硬化時の発熱による接着剤層の黄変や偏光フィルム5の劣化を生じるおそれが少ない。
活性エネルギー線の照射時間についても、接着剤の組成によって適宜決定されるが、上記照射強度と照射時間との積として表される積算光量が10~10000mJ/cm2となるように設定されることが好ましい。積算光量が10mJ/cm2以上である場合、重合開始剤由来の活性種を十分量発生させて硬化反応をより確実に進行させることができ、10000mJ/cm2以下である場合、照射時間が長くなりすぎず、良好な生産性を維持できる。
第2保護フィルム21の材質や構成については、第1保護フィルム20について記述した内容が引用される。第1保護フィルム20と第2保護フィルム21とは、同種のフィルムであってもよいし、異種のフィルムであってもよい。
<片面保護偏光板>
本発明の一実施形態に係る片面保護偏光板1は、偏光フィルム5と、偏光フィルム5の片面に貼合された保護フィルム20と、を有する。偏光フィルム5は、保護フィルム20とは反対側表面のJIS B0601-2001に規定する最大高さRzが60nm以下であり、好ましくは50nm以下であり、より好ましくは30nm以下であり、さらに好ましくは20nm以下である。このような片面保護偏光板は、外観不良が抑制されている。片面保護偏光板は、上述の偏光板の製造方法に従って製造することができる。
本発明の一実施形態に係る片面保護偏光板1は、偏光フィルム5と、偏光フィルム5の片面に貼合された保護フィルム20と、を有する。偏光フィルム5は、保護フィルム20とは反対側表面のJIS B0601-2001に規定する最大高さRzが60nm以下であり、好ましくは50nm以下であり、より好ましくは30nm以下であり、さらに好ましくは20nm以下である。このような片面保護偏光板は、外観不良が抑制されている。片面保護偏光板は、上述の偏光板の製造方法に従って製造することができる。
本発明の一実施形態に係る片面保護偏光板1は、偏光フィルム5と、偏光フィルム5の片面に貼合された保護フィルム20と、を有する。偏光フィルム5は、保護フィルム20とは反対側表面において、幅が0.5mm以上2.0mm以下、かつ深さが0.1μm以上1.0μm以下の凹みが10個/m2以下であり、より好ましくは5個/m2以下である。このような片面保護偏光板は、外観不良が抑制されている。片面保護偏光板は、上述の偏光板の製造方法に従って製造することができる。凹みの幅は、偏光フィルムの面方向の長さの最大値をいう。凹みの深さは、偏光フィルムの表面からの深さ(偏光フィルムに垂直な方向の長さ)の最大値をいう。
以下、実施例を挙げて本発明をより詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。実施例における透湿度、厚み、剥離力及び表面粗さは、以下の方法に従って測定した。
(1)保護フィルム及び剥離フィルムの透湿度
JIS Z0208-1976に準拠し、40℃での透湿度(g/m2・24hr)を測定した。
JIS Z0208-1976に準拠し、40℃での透湿度(g/m2・24hr)を測定した。
(2)層の厚み
フィルムの厚みは、接触式膜厚測定装置(株式会社ニコン製:MS-5C)を用いて測定した。接着剤層の厚みは、レーザー顕微鏡(オリンパス株式会社製:OLS3000)を用いて測定した。
フィルムの厚みは、接触式膜厚測定装置(株式会社ニコン製:MS-5C)を用いて測定した。接着剤層の厚みは、レーザー顕微鏡(オリンパス株式会社製:OLS3000)を用いて測定した。
(3)偏光フィルムと剥離フィルムとの間の剥離力
剥離力は、剥離フィルムが積層された片面保護偏光板を25mm幅にカットして測定サンプルを取得し、株式会社島津製作所製の精密万能試験機「オートグラフAGS-50NX」を用いて、測定サンプルの剥離フィルムと片面保護偏光板とを掴み、180°方向に剥がすときの力を測定することにより求めた。剥離力の測定は、剥離速度300mm/minで温度23±2℃、相対湿度50±5%の環境下で行った。
剥離力は、剥離フィルムが積層された片面保護偏光板を25mm幅にカットして測定サンプルを取得し、株式会社島津製作所製の精密万能試験機「オートグラフAGS-50NX」を用いて、測定サンプルの剥離フィルムと片面保護偏光板とを掴み、180°方向に剥がすときの力を測定することにより求めた。剥離力の測定は、剥離速度300mm/minで温度23±2℃、相対湿度50±5%の環境下で行った。
(4)表面粗さ
偏光フィルム及び剥離フィルムの表面粗さ(JIS B0601-2001に規定する最大高さRz)は、原子間力顕微鏡(AFM、株式会社島津製作所製:SPM-9700HT)を用いて測定した。
偏光フィルム及び剥離フィルムの表面粗さ(JIS B0601-2001に規定する最大高さRz)は、原子間力顕微鏡(AFM、株式会社島津製作所製:SPM-9700HT)を用いて測定した。
(5)偏光フィルム表面の凹凸の測定
光学顕微鏡(株式会社キーエンス製:型番VHX-6000)を用いて、偏光フィルムの表面にある幅0.5mm~2.0mm、深さ0.1μm~1.0μmの凹みの数を測定した。
光学顕微鏡(株式会社キーエンス製:型番VHX-6000)を用いて、偏光フィルムの表面にある幅0.5mm~2.0mm、深さ0.1μm~1.0μmの凹みの数を測定した。
<実施例1>
(A)偏光フィルムの作製
平均重合度約2400、ケン化度99.9モル%以上で厚み20μmのポリビニルアルコールフィルムを、乾式で約4倍に一軸延伸し、さらに緊張状態を保ったまま、40℃の純水に1分間浸漬した後、ヨウ素/ヨウ化カリウム/水の重量比が0.1/5/100の水溶液に28℃で60秒間浸漬した。その後、ヨウ化カリウム/ホウ酸/水の重量比が10.5/7.5/100の水溶液に68℃で300秒間浸漬した。引き続き、5℃の純水で5秒間洗浄した後、70℃で180秒間乾燥して、一軸延伸されたポリビニルアルコールフィルムにヨウ素が吸着配向された偏光フィルムを得た。偏光フィルムの厚みは8μmであった。
(A)偏光フィルムの作製
平均重合度約2400、ケン化度99.9モル%以上で厚み20μmのポリビニルアルコールフィルムを、乾式で約4倍に一軸延伸し、さらに緊張状態を保ったまま、40℃の純水に1分間浸漬した後、ヨウ素/ヨウ化カリウム/水の重量比が0.1/5/100の水溶液に28℃で60秒間浸漬した。その後、ヨウ化カリウム/ホウ酸/水の重量比が10.5/7.5/100の水溶液に68℃で300秒間浸漬した。引き続き、5℃の純水で5秒間洗浄した後、70℃で180秒間乾燥して、一軸延伸されたポリビニルアルコールフィルムにヨウ素が吸着配向された偏光フィルムを得た。偏光フィルムの厚みは8μmであった。
(B)水系接着剤の調製
ポリビニルアルコール粉末(株式会社クラレ製の商品名「KL-318」、平均重合度1800)を95℃の熱水に溶解し、濃度3重量%のポリビニルアルコール水溶液を調製した。得られた水溶液に架橋剤(田岡化学工業株式会社製の商品名「スミレーズレジン650」)をポリビニルアルコール粉末2重量部に対して1重量部の割合で混合して、水系接着剤とした。
ポリビニルアルコール粉末(株式会社クラレ製の商品名「KL-318」、平均重合度1800)を95℃の熱水に溶解し、濃度3重量%のポリビニルアルコール水溶液を調製した。得られた水溶液に架橋剤(田岡化学工業株式会社製の商品名「スミレーズレジン650」)をポリビニルアルコール粉末2重量部に対して1重量部の割合で混合して、水系接着剤とした。
(C)保護フィルム
保護フィルムは、厚み27μmの環状ポリオレフィン系樹脂(COP)フィルムを用いた。保護フィルムの透湿度は、5.5g/m2・24hrであった。
保護フィルムは、厚み27μmの環状ポリオレフィン系樹脂(COP)フィルムを用いた。保護フィルムの透湿度は、5.5g/m2・24hrであった。
(D)剥離フィルム
剥離フィルムは、厚み42μmのトリアセチルセルロール(TAC)フィルムに厚み4μmのメタアクリル系樹脂硬化物のコーティング層を有するフィルム(HC-TAC)を用いた。剥離フィルムの透湿度は、540g/m2・24hrであった。
剥離フィルムは、厚み42μmのトリアセチルセルロール(TAC)フィルムに厚み4μmのメタアクリル系樹脂硬化物のコーティング層を有するフィルム(HC-TAC)を用いた。剥離フィルムの透湿度は、540g/m2・24hrであった。
(E)剥離フィルム付片面保護偏光板及び片面保護偏光板の作製
図5に示される偏光板製造装置と同様の装置を用いて、次の手順で剥離フィルム付片面保護偏光板を作製した。上記(A)で得られた偏光フィルムを連続的に搬送するとともに、保護フィルムのロールから保護フィルムを連続的に巻き出し、また、剥離フィルムのロールから剥離フィルムを連続的に巻き出した。次いで、偏光フィルムと保護フィルムとの間に上記(B)で得られた水系接着剤を注入するとともに、偏光フィルムと剥離フィルムとの間に純水を注入し、貼合ロール40,40間に通して保護フィルム/水系接着剤層/偏光フィルム/純水/剥離フィルムからなる積層フィルムとした(第1工程)。引き続き、積層フィルムを搬送し、乾燥装置70に通して80℃、300秒の加熱処理を行うことにより、水系接着剤層の乾燥とともに、偏光フィルムと剥離フィルムの間に介在する純水を揮発除去して、剥離フィルム付片面保護偏光板を得た(第2工程)。水系接着剤層の厚みは75nmであった。剥離フィルムを偏光フィルムから剥離除去し、片面保護偏光板を得た(第3工程)。
図5に示される偏光板製造装置と同様の装置を用いて、次の手順で剥離フィルム付片面保護偏光板を作製した。上記(A)で得られた偏光フィルムを連続的に搬送するとともに、保護フィルムのロールから保護フィルムを連続的に巻き出し、また、剥離フィルムのロールから剥離フィルムを連続的に巻き出した。次いで、偏光フィルムと保護フィルムとの間に上記(B)で得られた水系接着剤を注入するとともに、偏光フィルムと剥離フィルムとの間に純水を注入し、貼合ロール40,40間に通して保護フィルム/水系接着剤層/偏光フィルム/純水/剥離フィルムからなる積層フィルムとした(第1工程)。引き続き、積層フィルムを搬送し、乾燥装置70に通して80℃、300秒の加熱処理を行うことにより、水系接着剤層の乾燥とともに、偏光フィルムと剥離フィルムの間に介在する純水を揮発除去して、剥離フィルム付片面保護偏光板を得た(第2工程)。水系接着剤層の厚みは75nmであった。剥離フィルムを偏光フィルムから剥離除去し、片面保護偏光板を得た(第3工程)。
剥離フィルム付片面保護偏光板の製造中、偏光フィルムの破断及び偏光板のシワは生じなかった。実施例1の偏光板の作製に用いた偏光フィルム、保護フィルム及び剥離フィルムの厚み、剥離力及び表面粗さの測定結果を表1に示す。
<比較例1及び比較例2>
剥離フィルムの種類を変更したこと以外は実施例1と同じ方法で、比較例1及び比較例2の片面保護偏光板を作製した。比較例1はコーティング層無しの厚み60μmのTACフィルムを剥離フィルムとして用いた。比較例2はコーティング層無しの厚み25μmのTACフィルムを剥離フィルムとして用いた。保護フィルム及び剥離フィルムの厚み、剥離力及び表面粗さの測定結果を表1に示す。
剥離フィルムの種類を変更したこと以外は実施例1と同じ方法で、比較例1及び比較例2の片面保護偏光板を作製した。比較例1はコーティング層無しの厚み60μmのTACフィルムを剥離フィルムとして用いた。比較例2はコーティング層無しの厚み25μmのTACフィルムを剥離フィルムとして用いた。保護フィルム及び剥離フィルムの厚み、剥離力及び表面粗さの測定結果を表1に示す。
製造された片面保護偏光板について、保護フィルムとは反対側の偏光フィルム表面の最大高さ及び偏光フィルム表面の凹みを測定した。結果を表1に示す。
実施例1で製造された片面保護偏光板は、比較例1及び比較例2の片面保護偏光板と比較して、保護フィルムとは反対側の偏光フィルム表面の凹みが抑制されていた。実施例1及び比較例1の片面保護偏光板において、剥離フィルムを剥がした表面を原子間力顕微鏡(株式会社島津製作所製:SPM-9700HT)で観察した像を図6及び図7にそれぞれ示す。
<参考例1>
剥離フィルムの種類を変更したこと以外は実施例1と同じ方法で、参考例1の片面保護偏光板を作製した。参考例1はコーティング層無しの厚み60μmのポリメタクリル酸メチル系樹脂(PMMA)フィルムを剥離フィルムとして用いた。当該剥離フィルムの透湿度は60g/m2・24hrであった。
剥離フィルムの種類を変更したこと以外は実施例1と同じ方法で、参考例1の片面保護偏光板を作製した。参考例1はコーティング層無しの厚み60μmのポリメタクリル酸メチル系樹脂(PMMA)フィルムを剥離フィルムとして用いた。当該剥離フィルムの透湿度は60g/m2・24hrであった。
実施例1で製造された片面保護偏光板は、参考例1の片面保護偏光板と比較して、光学特性が良好であった。実施例1の剥離フィルムは、参考例1の剥離フィルムと比較して、透湿度が高かったためと推測される。
1 片面保護偏光板、2 剥離フィルム付片面保護偏光板、3 粘着剤層付片面保護偏光板、4 両面保護偏光板、5 偏光フィルム、10 剥離フィルム、20 第1保護フィルム、21 第2保護フィルム、25 第1接着剤層、26 第2接着剤層、30 粘着剤層、40 貼合ロール、50 揮発性液体、55 水系接着剤、60 ガイドロール、70 乾燥装置、80,81 注入装置。
Claims (12)
- 偏光フィルムの一方の面に水系接着剤層を介して保護フィルムを貼合するとともに、前記偏光フィルムの他方の面に、揮発性液体を介して剥離フィルムを積層する第1工程と、
加熱により、前記水系接着剤層を乾燥させるとともに、前記揮発性液体を揮発させる第2工程と、を含み、
前記剥離フィルムは、偏光フィルム側表面のJIS B0601-2001に規定する最大高さRzが70nm以下である、偏光板の製造方法。 - 前記剥離フィルムは、偏光フィルム側表面にコーティング層が形成されている、請求項1に記載の偏光板の製造方法。
- 前記剥離フィルムのコーティング層の厚みは、30μm以下である、請求項2に記載の偏光板の製造方法。
- 前記剥離フィルムのコーティング層は、(メタ)アクリル系樹脂の硬化物からなる、請求項2又は3に記載の偏光板の製造方法。
- 前記保護フィルム及び前記剥離フィルムの少なくとも一方は、透湿度が400g/m2・24hr以上である、請求項1~4のいずれか1項に記載の偏光板の製造方法。
- 前記水系接着剤層の厚みは、10nm以上1μm以下である、請求項1~5のいずれか1項に記載の偏光板の製造方法。
- 前記保護フィルムの厚みは、1μm以上90μm以下である、請求項1~6のいずれか1項に記載の偏光板の製造方法。
- 前記偏光フィルムの厚みは、1μm以上40μm以下である、請求項1~7のいずれか1項に記載の偏光板の製造方法。
- 前記剥離フィルムを前記偏光フィルムから剥離する第3工程をさらに含む、請求項1~8のいずれか1項に記載の偏光板の製造方法。
- 前記第3工程において、前記偏光フィルムと前記剥離フィルムとの間の剥離力は、0.01N/25mm以上2.0N/25mm以下である、請求項9に記載の偏光板の製造方法。
- 偏光フィルムと、前記偏光フィルムの片面に貼合された保護フィルムと、を有し、
前記偏光フィルムは、前記保護フィルムとは反対側表面のJIS B0601-2001に規定する最大高さRzが60nm以下である、片面保護偏光板。 - 偏光フィルムと、前記偏光フィルムの片面に貼合された保護フィルムと、を有し、
前記偏光フィルムは、前記保護フィルムとは反対側表面において、幅が0.5mm以上2.0mm以下、かつ深さが0.1μm以上1.0μm以下の凹みが10個/m2以下である、片面保護偏光板。
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