JP6178427B2 - 延伸積層体、薄型偏光子の製造方法、これを用いて製造される薄型偏光子及びこれを含む偏光板 - Google Patents
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Description
まず、本発明の延伸積層体は、未延伸高密度ポリエチレンフィルム; 及び上記未延伸高密度ポリエチレンフィルムの少なくとも一面に貼り付けられる未延伸ポリビニルアルコール系フィルムを含む積層体が延伸処理されている延伸積層体であって、このとき、本発明の延伸積層体は、延伸後のポリビニルアルコール系フィルムの厚さが10μm以下である。
本発明の上記積層体に含まれる上記高密度ポリエチレンフィルムは、延伸過程でポリビニルアルコール系フィルムが破断することを防止するためのものであって、このとき、上記高密度ポリエチレンフィルムの比重は、0.93以上、好ましくは0.93ないし0.98程度、より好ましくは0.94ないし0.97程度であってもよい。上記比重の数値範囲を満足するとき、ポリエチレンフィルムの結晶化度が高く、融点と剛性が増大して、高配率延伸を用いた優れた光学物性を有する薄型偏光子の製造が可能であるという長所がある。また、この場合、最終的に製造される薄型偏光子を、基材として用いられるポリエチレンフィルムから剥離するのが容易であるという長所がある。一方、上記比重は、4℃の水(密度0.999973g/cm3)を標準物質として用いた値である。
上記高密度ポリエチレンフィルムの少なくとも一面に積層される上記ポリビニルアルコール系フィルムは、延伸及び染着工程などを経た後、ポリビニルアルコール系薄型偏光子として使用されるものであって、ポリビニルアルコール樹脂またはその誘導体を含むものであれば、特に制限なく使用可能である。このとき、上記ポリビニルアルコール樹脂の誘導体としては、これに限定されるものではないが、ポリビニルホルマール樹脂、ポリビニルアセタール樹脂などが挙げられる。または、上記ポリビニルアルコール系フィルムは、当該技術分野において偏光子の製造に使用される市販のポリビニルアルコール系フィルム、例えば、日本合成社のM2000、M2001、M2005、M3000、M6000、Kurary社のP30、PE20、PE30、PE60などを使用することもできる。
次に、上記延伸積層体を用いる本発明の薄型偏光子の製造方法は、具体的に、未延伸高密度ポリエチレンフィルムの少なくとも一面に未延伸ポリビニルアルコール系フィルムを貼り付けて積層体を形成するステップ;及び上記ポリビニルアルコール系フィルムの厚さが10μm以下になるように上記積層体を延伸するステップを含む。
本発明において、上記高密度ポリエチレンフィルムとポリビニルアルコール系フィルムとの貼り付け方法は特に制限されない。例えば、上記高密度ポリエチレンフィルムとポリビニルアルコール系フィルムとを当該技術分野に知られている多様な接着剤を用いて貼り付ける方法で積層体を形成することができる。例えば、上記接着剤は、水系接着剤または紫外線硬化型接着剤であってもよい。
高密度ポリエチレンフィルム上にポリビニルアルコール系フィルムを積層して積層体が形成されると、上記積層体を延伸する。このとき、上記延伸は、ポリビニルアルコール系フィルムの厚さが10μm以下になるように行うことが好ましく、例えば、ポリビニルアルコール系フィルムの厚さが1μmないし10μm、または3μmないし8μm程度になるように行うことが好ましい。
一方、本発明の薄型偏光子の製造方法は、上記積層体を延伸する前に、未延伸ポリビニルアルコール系フィルムにヨウ素及び/または二色性染料を染着するステップをさらに行うことができ、好ましくは、上記未延伸ポリビニルアルコール系フィルムを膨潤させるステップ及び上記膨潤された未延伸ポリビニルアルコール系フィルムにヨウ素及び/または二色性染料を染着するステップをさらに行うことができる。
上記のような方法によって製造された本発明の偏光子は、その厚さが10μm以下、好ましくは1μmないし10μm程度、より好ましくは3μmないし8μm程度と非常に薄い。また、このように薄い厚さでも、単体透過度が40%ないし45%程度であり、偏光度が99.0%以上と非常に優れた光学物性を示す。
高密度ポリエチレンフィルムとして比重が0.96であるR&F社のRF5500AL gradeを使用し、上記高密度ポリエチレンフィルムを厚さ90μmとして、両面にKuraray社のPE30 grade 30μmのPVAフィルムを貼り付けて積層体を形成した。上記積層体に対して、25℃の純水溶液で膨潤(swelling)工程を15秒間経た後、0.3wt%濃度及び25℃のヨウ素溶液で60秒間染着工程を進行した。その後、25℃のホウ酸1wt%溶液で15秒間洗浄工程を経た後、52℃のホウ酸2.5wt%溶液で7倍の延伸倍率で上記積層体を延伸して延伸積層体を製造した。延伸後、5wt%のヨウ化カリウム(KI)溶液で補色工程を経た後、80℃のオーブンで5分間乾燥工程を進行した。乾燥工程後、高密度ポリエチレンフィルムからPVAフィルムを剥離させることで、最終的に厚さ6.8μmの薄型偏光子を製造した。
高密度ポリエチレンフィルムとして比重が0.94であるR&F社のRF5500AL gradeを使用し、上記高密度ポリエチレンフィルムを厚さ90μmとして、両面にポリビニルアルコール系フィルムを貼り付けた積層体を用いたことを除いては、実施例1と同一の方法で最終的に厚さ6.3μmの薄型偏光子を製造した。
低密度ポリエチレンフィルムとして比重が0.91であるR&F社のRF7500AS gradeを使用し、上記低密度ポリエチレンフィルムを厚さ75μmとして、両面にポリビニルアルコール系フィルムを貼り付けた積層体を用いたことを除いては、実施例1と同一の方法で最終的に厚さ5.8μmの薄型偏光子を製造した。
ポリエチレンテレフタレートフィルム(MGC社 NOVA−Clear SG007 grade)の両面にポリビニルアルコール系フィルムを貼り付けた積層体を形成し、6倍以上の高配率で延伸したことを除く残りの製造方法は実施例1と同一にして、薄型偏光子を製造したが、高配率延伸が不可能であって、下記図2のようにポリビニルアルコール系ポリマーフィルムが損傷した。
PVAフィルム(日本合成社 M−grade、平均重合度2400、平均ケン化度99mol%)を100℃純水に溶解させてPVA水溶液を形成した後、ポリエチレンテレフタレートフィルム(MGC社 NOVA−Clear SG007 grade)上にリップコーターを用いてコーティングし、80℃のオーブンで10分間乾燥して、PVAコーティング層が形成されたフィルムを形成した。このとき、上記PVAコーティング層の厚さは10μmであった。上記フィルムを25℃の純水溶液で膨潤(swelling)工程を15秒間経た後、0.3wt%濃度及び25℃のヨウ素溶液で60秒間染着工程を進行した。その後、ホウ酸1wt%、25℃の溶液で15秒間洗浄工程を経た後、ホウ酸2.5wt%、52℃の溶液で5.5倍の延伸工程を進行した。延伸後に5wt%のKI溶液で補色工程を経た後、80℃のオーブンで5分間乾燥させた。しかし、延伸過程でPVAコーティング層が剥がれて薄型PVAフィルムを製造するのが不可能だった。図2には、比較例3の方法によって製造されたフィルムの状態が示されている。
PVAフィルム(日本合成社 M−grade、平均重合度2400、平均ケン化度99mol%)を100℃純水に溶解させてPVA水溶液を形成した後、ポリエチレンテレフタレートフィルム(MGC社 NOVA−Clear SG007 grade)上にリップコーターを用いてコーティングし、80℃のオーブンで10分間乾燥して、PVAコーティング層が形成されたフィルムを形成した。このとき、上記PVAコーティング層の厚さは10μmであった。上記フィルムを25℃のホウ酸1.0wt%水溶液で膨潤(swelling)工程を15秒間経た後、ヨウ素濃度0.3wt%及びホウ酸濃度3.0wt%、25℃のヨウ素溶液で60秒間染着工程を進行した。その後、ホウ酸1wt%、25℃の溶液で15秒間洗浄工程を経た後、ホウ酸2.5wt%、60℃の溶液で5.5倍の延伸工程を進行した。延伸後に5wt%のKI溶液で補色工程を経た後、100℃のオーブンで8分間乾燥させた。乾燥工程の後、ポリエチレンテレフタレートフィルムからPVAフィルムを剥離させることで、最終的に厚さ4.5μmの薄型偏光子を製造した。
上記実施例と比較例で製造された偏光子の光学特性をJASCO V-7100 Spectrophotometerで測定し、その結果は下記表1に記載する。
上記実施例と比較例で製造された偏光子の剥離力を測定し、その結果を下記表2に示す。一方、貼付力はテクスチャーアナライザー(Texture Analyzer) (モデル名:TA−XT Plus、製造社:Stable Micro Systems)を用いて測定した。
A:ポリビニルアルコール系フィルム
B:高分子フィルム
MD:縦延伸方向
Claims (7)
- 未延伸高密度ポリエチレンフィルムの少なくとも一面に未延伸ポリビニルアルコール系フィルムを貼り付けて積層体を形成するステップであって、
前記高密度ポリエチレンフィルムの比重は、4℃の水(密度0.999973g/cm3)を標準物質としたとき、0.93以上であり、
前記貼り付けは、接着剤を用いるものであり、
前記接着剤は、ポリビニルアルコール系樹脂、アクリル系樹脂及び酢酸ビニル系樹脂からなる群より選択された1種以上を含む水系接着剤であり、
または、前記接着剤は、ホモポリマーのガラス転移温度が120℃以上の第1エポキシ化合物、ホモポリマーのガラス転移温度が60℃以下の第2エポキシ化合物、及びカチオン性光重合開始剤を含む紫外線硬化型接着剤である、ステップ;及び
前記ポリビニルアルコール系フィルムの厚さが10μm以下になるように前記積層体を延伸するステップを含み、
前記積層体を延伸するステップの後に、延伸されたポリビニルアルコール系フィルムと延伸された高密度ポリエチレンフィルムとの間の貼付力が、2N/2cm以下である、薄型偏光子の製造方法。 - 前記積層体を延伸するステップは、20℃ないし80℃の温度で5倍ないし15倍の延伸倍率で行われるものである請求項1に記載の薄型偏光子の製造方法。
- 前記積層体を延伸するステップは、乾式延伸または湿式延伸で行われるものである請求項1に記載の薄型偏光子の製造方法。
- 前記積層体を延伸するステップは、ホウ酸濃度が1重量%ないし5重量%であるホウ酸水溶液内で行われるものである請求項1に記載の薄型偏光子の製造方法。
- 前記積層体を延伸するステップの前に、未延伸ポリビニルアルコール系フィルムにヨウ素及び二色性染料のうち少なくとも一つを染着させるステップをさらに含む請求項1に記載の薄型偏光子の製造方法。
- 前記積層体を延伸するステップの後に、延伸されたポリビニルアルコール系フィルムを延伸された高密度ポリエチレンフィルムから分離するステップをさらに含む請求項1に記載の薄型偏光子の製造方法。
- 前記延伸されたポリビニルアルコール系フィルムを延伸された高密度ポリエチレンフィルムから分離するステップは、2N/2cm以下の剥離力を加えて行われるものである請求項6に記載の薄型偏光子の製造方法。
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