偏振性层叠膜和偏振片的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种偏振性层叠膜和偏振片的制造方法。
【背景技术】
[0002] 偏振片被广泛用作在液晶显示装置等显示装置中的偏振光的供给元件，另外，被 广泛用作偏振光的检测元件。作为偏振片，一般是在偏光膜的单面或两面使用粘接剂来贴 合保护膜而得的构成。近年来，伴随着液晶显示装置的薄型化，也要求偏振片的薄型化。 [0003] 专利文献1中记载了在基材膜上形成聚乙烯醇系树脂层，对该层叠体实施拉伸、 染色等而得到偏振性层叠膜，对其层叠保护膜来制作偏振片的方法。根据该方法，虽然能够 制造薄壁且收缩力小的偏光膜，但是伴随着薄壁化而偏振性层叠膜和偏光膜的强度降低， 因此存在处理性降低等问题。
[0004] 对于偏光膜，为了抑制耐热试验时的赤变，要求在波长700nm的吸光度高。然而， 发明人等发现如下趋势：迄今为止，如果偏振片的波长700nm的吸光度变高，则偏光膜沿吸 收轴方向开裂时的每单位膜厚的穿刺强度下降。具体而言，发现了如下趋势：使偏光膜的色 相相同时，如果提高拉伸倍率，则偏光膜沿吸收轴方向开裂时的每单位膜厚的穿刺强度下 降而波长700nm的吸光度增加。另外，通过减小单质色相b值而使透射色相变蓝，也能够增 加波长700nm的吸光度，但优选尽可能不使色相改变。即，需要在尽可能不使色相改变的前 提下，兼得穿刺强度的增大和波长700nm的吸光度的提高，对于偏振片，寻求兼具这些要求 的偏振片。
[0005] 现有技术文献
[0006] 专利文献
[0007] 专利文献1 :日本特开2013-72951号公报
【发明内容】
[0008] 本发明在于提供一种制造薄壁且强度优异的偏振性层叠膜的方法
[0009] 即，本发明包含以下内容：
[0010] [1] -种偏振性层叠膜的制造方法，其特征在于，是在基材膜上具有偏光膜层的偏 振性层叠膜的制造方法，上述制造方法具备如下工序：
[0011] 在基材膜上形成聚乙烯醇系树脂层的工序，
[0012] 将在形成上述树脂层的工序中得到的层叠体进行拉伸的工序，和
[0013] 在上述拉伸的工序之后，用二色性色素将上述聚乙烯醇系树脂层进行染色而形成 偏光膜层的工序；
[0014] 形成上述偏光膜层的工序包含在用二色性色素将上述聚乙烯醇系树脂层进行染 色后，由干燥温度（°C )和干燥时间（分钟）的积表示的温度参数为220~350的干燥处 理。
[0015] [2]根据[1]所述的偏振性层叠膜的制造方法，其中，上述干燥处理至少包含在 50~90°C的温度下实施的干燥处理。
[0016] [3] -种偏振片的制造方法，是具备在[1]或[2]所述的偏振性层叠膜的偏光膜层 上层叠第1保护膜的工序的偏振片的制造方法，上述制造方法包含如下工序：
[0017] 得到在[1]或[2]所述的偏振性层叠膜的偏光膜层上层叠第1保护膜的层叠膜的 工序；
[0018] 剥离除去基材膜而得到带有单面保护膜的偏振片的工序。
[0019] [4]根据[3]所述的偏振片的制造方法，其中，进一步包含在偏光膜层面贴合第2 保护膜而得到带有两面保护膜的偏振片的贴合工序。
[0020] 根据本发明，能够制造薄壁且施加热时的收缩率小的偏振片。该偏振片可在反复 出现高温和低温这样的环境下抑制偏光膜所产生的裂纹，耐久性优异。
【具体实施方式】
[0021] 本发明的特征在于，是制造在基材膜上具有偏光膜层的偏振性层叠膜的方法，具 备如下工序：在基材膜上形成聚乙烯醇系树脂层的工序（树脂层形成工序）、将在树脂层形 成工序中得到的层叠体进行拉伸的工序（拉伸工序）、和在拉伸工序之后用二色性色素将 聚乙烯醇系树脂层进行染色而形成偏光膜层的工序（染色工序），染色工序包含在用二色 性色素将聚乙烯醇系树脂层进行染色后，由干燥温度（°c)和干燥时间（分钟）的积表示的 温度参数为220~350的干燥处理。制成的偏振性层叠膜能够通过具备在偏光膜层上层叠 保护膜的工序而制造偏振片。
[0022][偏振性层叠膜的制造方法]
[0023](树脂层形成工序）
[0024] 本工序是通过在基材膜的至少单面涂覆含有聚乙烯醇系树脂的涂覆液后使之干 燥而形成聚乙烯醇系树脂层并得到层叠膜的工序。该聚乙烯醇系树脂层是经过拉伸工序和 染色工序而成为偏光膜的层。聚乙烯醇系树脂层能够通过在基材膜的单面或两面涂覆含有 聚乙烯醇系树脂的涂覆液并使涂覆层干燥而形成。通过这样的涂覆而形成聚乙烯醇系树脂 层的方法在容易得到薄膜的偏光膜的方面是有利的。
[0025] 基材膜可由热塑性树脂构成，其中优选由透明性、机械强度、热稳定性和拉伸性等 优异的热塑性树脂构成。作为这样的热塑性树脂的具体例，例如，可举出链状聚烯烃系树脂 和环状聚烯烃系树脂等聚烯烃系树脂；聚酯系树脂；（甲基）丙烯酸系树脂；三乙酸纤维素 和二乙酸纤维素等纤维素酯系树脂；聚碳酸酯系树脂；聚乙烯醇系树脂；聚乙酸乙烯酯系 树脂；聚芳酯系树脂；聚苯乙烯系树脂；聚醚砜系树脂；聚砜系树脂；聚酰胺系树脂；聚酰 亚胺系树脂；及它们的混合物、共聚物等。本说明书中，所谓"（甲基）丙烯酸"，表示选自丙 烯酸和甲基丙烯酸中的至少一者。关于"（甲基）丙烯酰基"，也是同样的。
[0026] 基材膜可以是由1种或2种以上的热塑性树脂构成的由1个树脂层形成的单层结 构，也可以是重叠多个由1种或2种以上的热塑性树脂构成的树脂层而成的多层结构。
[0027] 作为链状聚烯烃系树脂，可举出聚乙烯树脂和聚丙烯树脂等链状烯烃的均聚物， 除此之外，还可举出由2种以上的链状烯烃构成的共聚物。由链状聚烯烃系树脂构成的基 材膜在容易稳定地以高倍率进行拉伸的方面是优选的。其中，更优选基材膜由聚丙烯系树 脂（作为丙烯的均聚物的聚丙烯树脂、以丙烯为主体的共聚物）、聚乙烯系树脂（作为乙烯 的均聚物的聚乙烯树脂、以乙烯为主体的共聚物）构成。
[0028] 作为优选用作构成基材膜的热塑性树脂的例子之一的以丙烯为主体的共聚物是 丙烯和可与其共聚的其它单体的共聚物。作为可与丙烯共聚的其它单体，例如，可举出乙 烯、α-烯烃。作为α-烯烃，优选使用碳原子数4以上的α_烯烃，更优选为碳原子4~ 10的α-烯烃。碳原子4~10的α-烯烃，例如，可举出1-丁烯、1-戊烯、1-己烯、1-庚 烯、1-辛烯和1-癸烯等直链状单烯烃；3-甲基-1- 丁烯、3-甲基-1-戊烯和4-甲基-1-戊 烯等支链状单烯烃；乙烯基环己烷等。丙烯和可与其共聚的其它单体的共聚物可以为无规 共聚物，也可以为嵌段共聚物。
[0029] 其它单体的含量在共聚物中例如为0. 1~20重量％，优选为0.5~10重量％。 共聚物中的其它单体的含量可以通过根据在"高分子分析手册"（1995年，纪伊国屋书店发 行）的第616页中记载的方法进行红外（IR)光谱测定而求得。
[0030] 在上述之中，作为聚丙烯系树脂，优选使用丙烯的均聚物、丙烯-乙烯的无规共聚 物、丙烯-1- 丁烯无规共聚物或丙烯-乙烯-1- 丁烯无规共聚物。
[0031] 聚丙烯系树脂的立构规整性优选实质上为全同立构或间同立构。由实质上具有全 同立构或间同立构的立构规整性的聚丙烯系树脂构成的基材膜，其操作性相对良好，并且 在高温环境下的机械强度优异。
[0032] 聚酯树脂是具有酯键的树脂，一般是由多元羧酸或其衍生物与多元醇的缩聚物构 成的树脂。作为多元羧酸或其衍生物，可使用2元的二羧酸或其衍生物，例如，可举出对苯 二甲酸、间苯二甲酸和对苯二甲酸二甲酯、萘二羧酸二甲酯等。作为多元醇，可使用2元的 二醇，例如，可举出乙二醇、丙二醇、丁二醇、新戊二醇和环己烷二甲醇等。
[0033] 作为聚酯系树脂的代表例，可举出作为对苯二甲酸与乙二醇的缩聚物的聚对苯二 甲酸乙二醇酯。聚对苯二甲酸乙二醇酯是结晶性的树脂，但是在结晶化处理前的状态下容 易实施拉伸等处理。如果需要，则可以通过拉伸时或拉伸后的热处理来进行结晶化处理。另 外，也优选使用通过在聚对苯二甲酸乙二醇酯的骨架上进一步共聚其它种类的单体而使结 晶性降低（或者形成非晶性）而得到的共聚聚酯。作为这样的树脂的例子，例如，可举出使 环己烷二甲醇、间苯二甲酸共聚而得到的树脂。这些树脂也由于拉伸性优异，因此可以优选 使用。
[0034] 如果举出聚对苯二甲酸乙二醇酯及其共聚物以外的聚酯系树脂的具体例，则例 如，可举出聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸丁二醇酯、聚对苯二 甲酸丙二醇酯、聚萘二甲酸丙二醇酯、聚对苯二甲酸环己烷二甲醇酯、聚萘二甲酸环己烷二 甲醇酯和它们的混合物、共聚物等。
[0035] (甲基）丙烯酸系树脂是以具有（甲基）丙烯酰基的化合物为主要构成单体的树 月旨。作为（甲基）丙烯酸系树脂，例如，可举出聚甲基丙烯酸甲酯等聚（甲基）丙烯酸酯；甲 基丙烯酸甲酯_(甲基）丙烯酸共聚物；甲基丙烯酸甲酯_(甲基）丙烯酸酯共聚物；甲基丙 烯酸甲酯-丙烯酸酯_(甲基）丙烯酸共聚物；（甲基）丙烯酸甲酯-苯乙烯共聚物（MS树 脂等）；甲基丙烯酸甲酯和具有脂环族烃基的化合物的共聚物（例如甲基丙烯酸甲酯-甲 基丙烯酸环己酯共聚物、甲基丙烯酸甲酯_(甲基）丙烯酸降冰片酯共聚物）等。作为（甲 基）丙烯酸系树脂，优选以烷基的碳原子数为1~6的聚（甲基）丙烯酸烷基酯为主成分 的聚合物，更优选以甲基丙烯酸甲酯为主成分（50~100重量％，优选70~100重量％ ) 的甲基丙烯酸甲酯系树脂。
[0036] 聚碳酸酯系树脂是由介由碳酸酯基键合单体单元而得到的聚合物构成的工程 塑料，是具有高的耐冲击性、耐热性、阻燃性、透明性的树脂。聚碳酸酯系树脂可以是为 了减小光弹性系数而对聚合物骨架进行修饰而得到的被称为改性聚碳酸酯的树脂、对 波长依赖性进行改良而得到的共聚聚碳酸酯等。聚碳酸酯系树脂可使用适当的市售 品。作为市售品，均以商品名表示，可举出帝人化成株式会社制的"Panlite(注册商 标）"、Mitsubishi Engineering-Plastics 株式会社制的 " Iupilon (注册商标）"、Sumika Styron Polycarbonate 株式会社制的 "SD Polyca(注册商标）"、Dow Chemical 公司制的 "CALIBRE (注册商标）"等。
[0037] 以上之中，从拉伸性、耐热性等观点考虑，优选使用聚丙烯系树脂。
[0038] 作为基材膜使用的环状聚烯烃系树脂和纤维素酯系树脂可引用对保护膜记述的 事项。另外，关于基材膜而以上记述的链状聚烯烃系树脂、聚酯系树脂、（甲基）丙烯酸系 树脂和聚碳酸酯系树脂也可以作为保护膜的构成材料使用。
[0039] 在基材膜中除了上述的热塑性树脂以外，还可以添加任意的适当的添加剂。作为 添加剂，例如，可举出紫外线吸收剂、抗氧化剂、润滑剂、增塑剂、脱模剂、抗着色剂、阻燃剂、 成核剂、抗静电剂、颜料和着色剂等。基材膜中的热塑性树脂的含量优选为50~100重 量％，更优选为50~99重量％，进一步优选为60~98重量％，特别优选70~97重量％。 基材膜中的热塑性树脂的含量小于50重量％时，可能无法充分体现热塑性树脂原本具有 的高透明性。
[0040] 基材膜的厚度可适当地决定，但是一般从强度、操作性等作业性的观点考虑，优选 1~500 μ m，更优选300 μ m以下，进一步优选200 μ m以下，最优选5~150 μ m。
[0041] 基材膜的拉伸弹性模量在80 °C时优选1 OOMPa~1500MPa，更优选140MPa~ lOOOMPa，进一步优选150MPa~500MPa。拉伸弹性模量过小时，在拉伸加工时基材膜的硬度 不足而容易产生褶皱等的缺陷发生，过高时，拉伸中的加工性变差。
[0042] 拉伸弹性模量可以通过将基材膜切出规定大小的试验片并进行拉伸试验而求得。 为了求出在80°C时的拉伸弹性模量，使用具备恒温槽的拉伸试验机。
[0043] 含有被涂覆于基材膜上的聚乙烯醇系树脂的涂覆液优选为使聚乙烯醇系树脂粉 末溶解在良溶剂中（例如水）而得到的聚乙烯醇系树脂溶液。涂覆液根据需要可含有增塑 剂、表面活性剂等添加剂。作为增塑剂，可使用多元醇或其缩合物，例如有甘油、二甘油、三 甘油、乙二醇、丙二醇和聚乙二醇等。添加剂的配合量优选为聚乙烯醇系树脂的20重量％ 以下。
[0044] 将涂覆液涂覆于基材膜上的方法可适当选自线棒涂布法；逆转涂布和凹版涂布等 辊式涂布法；模涂法；逗号涂布法；模唇涂布法；旋转涂布法；丝网涂布法；喷注式涂布法 (Fountain coating method);浸渍法；喷雾法等公知的方法。对基材膜的两面涂覆涂覆液 时，可以使用上述方法依次对每个单面进行，也可以使用浸渍法、喷涂法、其它特殊的装置 同时对基材膜的两面进行涂覆。
[0045] 涂覆层（干燥前的聚乙烯醇系树脂层）的干燥温度和干燥时间可根据涂覆液中含 有的溶剂的种类来进行设定。干燥温度例如为50~200°C，优选为60~150°C。溶剂含有 水时，优选干燥温度为80°C以上。干燥时间例如为2~20分钟。
[0046] 聚乙烯醇系树脂层可以仅在基材膜的单面形成，也可以在两面形成。在两面形成 时，能够抑制可在制造偏振性层叠膜时产生的膜的卷曲，并且能够由1张偏振性层叠膜得 到2张偏振片，因此从偏振片的生成效率的方面考虑也是有利的。
[0047] 层叠膜中的聚乙稀醇系树脂层的厚度优选为3~60 μ m，更优选为3~30 μ m，进 一步优选为5~20 μm。如果为该范围内的厚度，则能够得到二色性色素的染色性良好、偏 振性能优异且厚度足够小的偏光膜。如果聚乙烯醇系树脂层的厚度超过60 μπι，则有时偏光 膜的厚度超过20 μ m，另外，如果聚乙烯醇系树脂层的厚度小于3 μ m，则有拉伸后变得过薄 而染色性恶化的趋势。
[0048] 在涂覆液的涂覆之前，为了提高基材膜与聚乙烯醇系树脂层的密合性，可以至少 对形成有聚乙烯醇系树脂层的一侧的基材膜的表面实施电晕处理、等离子体处理和火焰 (flame)处理等。
[0049] 另外，在涂覆液的涂覆之前，为了提高基材膜与聚乙烯醇系树脂层的密合性，也可 以在基材膜上介由等离子体层、粘接剂层而形成聚乙烯醇系树脂层。
[0050] 等离子体层可以通过在基材膜的表面涂覆等离子体层形成用涂覆液后使之干燥 而形成。等离子体层形成用涂覆液含有对基材膜和聚乙烯醇系树脂层这两方均发挥一定程 度的强密合力的成分。等离子体层形成用涂覆液通常含有这样的树脂成分和溶剂。作为树 脂成分，优选使用透明性、热稳定性和拉伸性等优异的热塑性树脂，例如，可举出（甲基）丙 烯系树脂、聚乙烯醇系树脂等。其中，优选使用可赋予良好的密合力的聚乙烯醇系树脂。
[0051] 作为聚乙烯醇系树脂，例如，可举出聚乙烯醇树脂及其衍生物。作为聚乙烯醇树脂 的衍生物，除聚乙烯醇缩甲醛、聚乙烯醇缩醛（Polyvinyl acetal)等以外，还可举出将聚乙 烯醇树脂用乙烯和丙烯等烯烃改性而得到的树脂；将聚乙烯醇树脂用丙烯酸、甲基丙烯酸 和巴豆酸等不饱和羧酸改性而得到的树脂；将聚乙烯醇树脂用不饱和羧酸的