偏振片及其制造方法

专利名称：偏振片及其制造方法
技术领域：
本发明涉及一种在由聚乙烯醇系树脂构成的偏振片上粘接有环烯烃系树脂薄膜的偏振片、及其制造方法。
背景技术：
通常偏振片具有如下结构，即，在由吸附二色性色素并取向的聚乙烯醇系树脂构成的偏振薄膜的一面或两面，通过介入粘接剂层层叠透明树脂薄膜，如以三乙酰纤维素为代表的醋酸纤维素系的保护薄膜而成。之后根据需要而介助其他的光学薄膜并用粘合剂将所述偏振片贴在液晶单元上，从而构成为液晶显示装置的构成部件。
随着用途的扩大，液晶显示装置被用于各种环境中，因此对其构成部件提出了高耐环境性的要求。例如，在以手机为代表的移动用途的液晶显示装置中，要求其在湿热条件下也能够使用，因而对使用于其中的偏振片也提出了高耐湿热耐久性的要求。但是，以往结构的偏振片在湿热环境下长时间暴露后，其偏振性能容易下降，而且会产生偏振薄膜和醋酸纤维素薄膜间的界面容易剥离的问题。
为解决上述问题，作为偏振片的保护薄膜，有人提出了使用热塑性环烯烃系树脂的方法。例如特开平5-212828号公报(专利文献1)中，记载了在聚乙烯醇系薄片的至少一面通过丙烯酸类粘合剂层叠热塑性饱和降冰片烯系树脂薄片，然后加热压接成为偏振片的方法。特开平6-51117号公报(专利文献2)中，记载了在聚乙烯醇系偏振薄膜的至少一面层叠由热塑性饱和降冰片烯系树脂构成的保护薄膜，从而作成偏振片的方法，作为用于其中的粘接剂举出了混合聚氨酯系树脂溶液和聚异氰酸酯树脂溶液后形成的干式层叠用粘接剂、苯乙烯-丁二烯橡胶类粘接剂、环氧类双液固化型粘接剂等。另外，特开2000-321430号公报(专利文献3)中记载了在聚乙烯醇系偏振薄膜的至少一面，通过介入作为聚乙烯醇系粘接剂和双液型粘接剂的混合物的粘接剂层，来层叠由环状烯烃系树脂构成的保护薄膜，从而作成偏振片的方法。再有，特开2000-321432号公报(专利文献4)中，记载了用聚氨酯类粘接剂将聚乙烯醇系偏振薄膜和由热塑性饱和降冰片烯系树脂构成的保护薄膜粘接，从而作成偏振片的方法。
但是，使用丙烯酸类等粘合剂(也称作压敏粘接剂)时，其本身的厚度为10～50μm，因此必定具有一定的厚。而干式层叠用粘接剂和苯乙烯-丁二烯橡胶类粘接剂、环氧类双液固化型粘接剂等中含有有机溶剂，因此对环境及操作者的健康会有不良影响。进而当将上述含有有机溶剂的粘接剂适用于以往的不用有机溶剂的偏振片制造设备时，会带来防爆设备的加设等设备改造问题。另外，使用一般所熟知的聚乙烯醇系和聚氨酯类、丙烯酸类、醋酸乙烯类等粘接剂，将聚乙烯醇系偏振薄膜和环烯烃系树脂薄膜粘接时，在两种膜的不同的组合条件下，粘接性也未必都很充分。
另一方面，还有人提出了试着将以往的三乙酰纤维素等作为保护薄膜使用的方法，并对其与聚乙烯醇系偏振薄膜的粘接也提出了各种方案。例如特开平8-101307号公报(专利文献5)中，公开了聚乙烯醇系偏振薄膜和支持体(保护薄膜)通过由聚酯多元醇和脂肪族多价异氰酸酯所构成的粘接剂被层叠而形成的偏振片。
专利文献1特开平5-212828号公报专利文献2特开平6-51117号公报专利文献3特开2000-321430号公报专利文献4特开2000-321432号公报专利文献5特开平8-101307号公报发明内容本发明的目的是，在聚乙烯醇系偏振薄膜上层叠由环烯烃系树脂构成的保护薄膜而制作偏振片时，通过使用合适的粘接剂来提高两者间的粘接力。本发明的另一目的是，使用实质上不含有机溶剂的水系的粘接剂，制造聚乙烯醇系偏振薄膜和环烯烃系树脂薄膜牢固粘接的偏振片。
本发明者们根据上述目的进行了深入的研究，结果发现在聚乙烯醇系偏振薄膜上层叠由环烯烃系树脂构成的保护薄膜时，通过作为粘接剂使用配合了特定成分的混合物时，能够获得偏振薄膜和保护薄膜的粘接性优良的偏振片，从而完成了本发明。
即本发明提供一种偏振片，它是在由聚乙烯醇系树脂构成的偏振薄膜的至少一面通过介入粘接剂层层叠环烯烃系树脂薄膜而成的偏振片，该粘接剂层中至少含有氧杂环丁烷化合物。
其中，构成粘接剂层的聚氨酯树脂优选为聚酯系离聚物型聚氨酯树脂。环烯烃系树脂薄膜可以配置在偏振薄膜的一面，也可以配置在偏振薄膜的两面。当在偏振薄膜的一面层叠环烯烃系树脂薄膜时，其另一面可以层叠由环烯烃系树脂以外的树脂构成的保护薄膜，如醋酸纤维素系薄膜。
本发明还提供一种偏振片的制造方法，该方法中，在由聚乙烯醇系树脂构成的偏振薄膜上，通过介入配合了聚氨酯树脂和氧杂环丁烷化合物及环氧化合物的水系粘接剂，来层叠环烯烃系树脂薄膜。其中水系粘接剂能够以实质上不含有机溶剂的形式使用。
与使用以往的粘接剂的情况相比，本发明能够制造出聚乙烯醇系偏振薄膜和由环烯烃系树脂构成的保护薄膜的粘接性优良的偏振片。另外在制造该偏振片时，由于不需要使用有机溶剂，因而在环境及安全卫生方面具有优点，同时可以用和以往的由透明保护薄膜/偏振薄膜所构成的偏振片相同的设备制造，不需要大的设备投资。
具体实施例方式
以下详述本发明。偏振片是在由聚乙烯醇系树脂构成的偏振薄膜的一面或两面，通过介入粘接剂层层叠透明保护薄膜来制造的。由聚乙烯醇系树脂构成的偏振薄膜具体是在经单向拉伸的聚乙烯醇系树脂薄膜上吸附二色性色素并取向的材料。本发明中，作为层叠在所述偏振薄膜的至少一面的保护薄膜，采用的是环烯烃系树脂薄膜，并且粘接剂层可由配合了聚氨酯树脂、氧杂环丁烷化合物和环氧化合物的组合物得到。
构成偏振薄膜的聚乙烯醇系树脂可通过对聚醋酸乙烯酯系树脂实施皂化而得到。作为聚醋酸乙烯酯系树脂，除了醋酸乙烯酯的均聚物即聚醋酸乙烯酯之外，还可列举醋酸乙烯酯和能够与之共聚的其他单体的共聚物等。作为能与醋酸乙烯酯共聚的其他单体，可举出不饱和羧酸类、不饱和磺酸类、烯烃类、乙烯基醚类、具有铵基的丙烯酰胺类等。聚乙烯醇系树脂的皂化度通常为85～100mol％，优选98％以上。该聚乙烯醇系树脂还可以进一步改性，例如也可使用用醛类改性的聚乙烯醇缩甲醛可聚乙烯醇缩乙醛等。另外，聚乙烯醇系树脂的聚合度通常为1,000～10,000，优选1,500～5,000。
将该聚乙烯醇系树脂制成膜后的薄膜可被用作偏振薄膜的原材料薄膜。对于将聚乙烯醇系树脂制成膜的方法没有特殊限定，可以用公知的方法制膜。对聚乙烯醇系原材料薄膜的膜厚没有特殊限定，例如为10μm～150μm。
偏振薄膜通常经过以下工序制造将上述聚乙烯醇系树脂薄膜单向拉伸的工序；用二色性色素对聚乙烯醇系树脂薄膜进行染色，使之吸附该二色性色素的工序；用硼酸水溶液处理吸附了二色性色素的聚乙烯醇系树脂薄膜的工序；以及用该硼酸水溶液处理后进行水洗的工序。
单向拉伸可以在染色之前进行，也可以和染色同时进行，还可以在染色之后进行。在染色之后进行单向拉伸时，该单向拉伸可以在硼酸处理之前进行，也可以在硼酸处理中进行。当然，也可以在上述多个步骤中进行单向拉伸。单向拉伸时，可以在圆周速度不同的辊之间进行单向拉伸，也可以用热辊进行单向拉伸。另外，可以采用大气中进行拉伸的干式拉伸，也可以采用在用溶剂使之溶胀后进行拉伸的湿式拉伸。拉伸倍率通常为3～8倍。
用二色性色素对聚乙烯醇系树脂薄膜进行染色时，例如将聚乙烯醇系树脂薄膜浸渍在含有二色性色素的水溶液中即可。作为二色性色素，具体可以使用碘或二色性染料。另外，在染色处理前最好预先对聚乙烯醇系树脂薄膜进行水中的浸渍处理。
作为二色性色素使用碘时，通常采用将聚乙烯醇系树脂薄膜浸渍在含有碘和碘化钾的水溶液中进行染色的方法。该水溶液中碘的含量通常为每100重量份水中含0.01～1重量份，碘化钾的含量通常为每100重量份水中含0.5～20重量份。用于染色的水溶液的温度通常为20～40℃，在该水溶液中浸渍的时间(染色时间)通常为20～1,800秒。
另一方面，作为二色性色素使用二色性染料时，通常采用将聚乙烯醇系树脂薄膜浸渍在含有水溶性二色性染料的水溶液中进行染色的方法。该水溶液中二色性染料的含量通常为每100重量份水中含1×10-4～10重量份，优选1×10-3～1重量份。该水溶液中还可以含有作为染色助剂的硫酸钠等无机盐。用于染色的水溶液的温度通常为20～80℃，在该水溶液中浸渍的时间(染色时间)通常为10～1,800秒。
用二色性色素染色后的硼酸处理，是通过将被染色的聚乙烯醇系树脂薄膜浸渍在含有硼酸的水溶液中来进行的。含有硼酸的水溶液中硼酸的量通常为每100重量份水中含2～15重量份，优选5～12重量份。作为二色性色素使用碘时，该含有硼酸的水溶液最好含有碘化钾。含有硼酸的水溶液中碘化钾的量通常为每100重量份水中含0.1～15重量份，优选5～12重量份。在含有硼酸的水溶液中的浸渍时间通常为60～1,200秒，优选150～600秒，更优选200～400秒。含有硼酸的水溶液的温度通常为50℃以上，优选50～85℃，更优选60～80℃。
硼酸处理后的聚乙烯醇系树脂薄膜通常要经过水洗处理。水洗处理是通过将经硼酸处理的聚乙烯醇系树脂薄膜浸渍在水中来进行的。水洗处理中水的温度通常为5～40℃，浸渍时间通常为1～120秒。水洗后实施干燥处理，得到偏振薄膜。干燥处理通常使用热风干燥机或远红外加热器进行。干燥处理的温度通常为30～100℃，优选50～80℃。干燥处理的时间通常为60～600秒，优选120～600秒。
如上所述地对聚乙烯醇系树脂薄膜进行单向拉伸、二色性色素染色和硼酸处理后，可得到偏振薄膜。该偏振薄膜的厚度为5～40μm。本发明中，在该偏振薄膜的至少一面，通过介入粘接剂层层叠环烯烃系树脂薄膜，形成为偏振片。
环烯烃系树脂是指具有由降冰片烯或多环降冰片烯系单体等环状烯烃(环烯烃)所构成的单体的单元的热塑性树脂。该环烯烃系树脂除了可以是所述环烯烃的开环聚合物或使用2种以上环烯烃的开环共聚物的加氢物，还可以是环烯烃和链状烯烃或具有乙烯基的芳香族化合物的加成共聚物。另外，导入有极性基团的物质也有效。
当制作成环烯烃和链状烯烃或具有乙烯基的芳香族化合物的加成共聚物时，作为链状烯烃可举出乙烯或丙烯等，而作为具有乙烯基的芳香族化合物例如可举出苯乙烯、α-甲基苯乙烯、核烷基取代苯乙烯等。上述共聚物中，由环烯烃构成的单体的单元为50mol％以下，例如可以是15～50mol％。特别是当环烯烃系树脂为环烯烃和链状烯烃及具有乙烯基的芳香族化合物的三元共聚物时，由环烯烃构成的单体的单元可以是上述的比较少的量。在所述三元共聚物中，由链状烯烃构成的单体的单元通常为5～80mol％，由具有乙烯基的芳香族化合物构成的单体的单元通常为5～80mol％。
作为市售的热塑性环烯烃系树脂的例子，可举出由德国的Ticona公司销售的“Topas”、由JSR(株)销售的“ア-トン”、日本ZEON(株)销售的“ZEONOR”和“ZEONEX”、三井化学(株)销售的“アペル”等。可以将上述的环烯烃系树脂制成薄膜使用，制膜时可适当采用溶剂浇注法、熔融挤出法等公知的方法。作为制成膜的环烯烃系树脂薄膜也有市售品，例如有积水化学工业(株)销售的“エスシ-ナ”和“SCA40”、(株)オプテス销售的“ゼオノア薄膜”等。
保护薄膜的厚度越薄越好，但是如果太薄，强度会下降，加工性变差；而如果太厚，透明性会下降，会导致偏振片的重量变重等问题。因此，保护薄膜特别是环烯烃系树脂薄膜的适宜厚度为5～200μm，优选10～150μm，更优选20～100μm。
由该环烯烃系树脂构成的保护薄膜，可以粘贴在偏振薄膜的一面，也可以粘贴在两面。在偏振薄膜的两面粘贴由环烯烃系树脂构成的保护薄膜时，2张保护薄膜可以是相同种类，也可以是不同种类。在偏振薄膜的一面粘贴由环烯烃系树脂构成的保护薄膜时，可以在其相反的一面粘贴由环烯烃系树脂以外的树脂构成的保护薄膜。作为由环烯烃系树脂以外的树脂构成的适宜的保护薄膜，可以举出以往被广泛用于偏振片的保护薄膜的醋酸纤维素系树脂薄膜。醋酸纤维素系树脂薄膜可以是三乙酰纤维素薄膜或二乙酰纤维素薄膜等。三乙酰纤维素膜可以是由富士胶片(株)公司销售的“フジタツクTD80”、“フジタツクTD80UF”和“フジタツクTD80UZ”；由コニカミノルタオプト(株)公司销售的“KC8UX2M”和“KC8UY”等。醋酸纤维素系保护薄膜的厚度为20～200μm。另外，作为由环烯烃系树脂以外的树脂构成的保护薄膜的其它例子，可列举由聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯等聚酯系树脂构成的薄膜、由聚碳酸酯系树脂构成的薄膜等光学透明性优良的薄膜。
另外，在所述保护薄膜中，还可以对和与偏振薄膜粘贴的一面相反的一面实施防眩处理、硬膜处理、防静电处理、防反射处理等表面处理。另外，也可以形成由液晶性化合物或高分子量化合物等构成的涂层。当在偏振薄膜的两面粘贴由环烯烃系树脂构成的保护薄膜时，可以在其中一侧薄膜的表面实施上述的表面处理或形成涂层，当在偏振薄膜的一面粘贴由环烯烃系树脂构成的保护薄膜，而在另一面粘贴由除此之外的树脂构成的保护薄膜时，可以在任一侧保护薄膜的表面实施上述的表面处理或形成涂层。
本发明中，在如上所述的由聚乙烯醇系树脂构成的偏振薄膜的至少一面，通过介入粘接剂层层叠如上所述的环烯烃系树脂薄膜，从而作成偏振片。也可以在偏振薄膜的一面层叠环烯烃系树脂薄膜，另一面层叠由环烯烃系树脂以外的树脂构成的保护薄膜。其中使用的粘接剂，特别是用于和环烯烃系树脂薄膜的粘接的粘接剂为，配合了聚氨酯树脂、氧杂环丁烷化合物和环氧化合物的组合物。在偏振薄膜的一面层叠由环烯烃系树脂以外的树脂构成的保护薄膜时，该粘接剂并不限于上述规定的物质，但是从施工方便方面考虑，一般在两面用相同的粘接剂为宜。
作为聚氨酯树脂，可举出聚醚类聚氨酯树脂、聚酯系聚氨酯树脂、丙烯酸类聚氨酯树脂等，其中优选聚酯系离聚物型聚氨酯树脂。聚酯系离聚物型聚氨酯树脂是指，具有聚酯结构的聚氨酯树脂，并且其中导入有少量的离子性成分(亲水成分)。该离聚物型聚氨酯树脂在不使用乳化剂的条件下可直接在水中乳化成为乳液，因此适合作为水系的粘接剂。聚酯系离聚物型聚氨酯树脂其本身是公知的，例如特开平7-97504号公报中，记载了其被用作使酚系树脂分散在水性介质中的高分子分散剂的例子。如上所述的聚酯系离聚型聚氨酯树脂可以用如下的方法制造。
(1)将含有亲水基的化合物(A)、聚酯型多元醇(B)和聚异氰酸酯(C)进行反应得到的含有亲水基的聚氨酯树脂在水中乳化，得到离聚物树脂的方法；(2)将使含有亲水基的化合物(A)、聚酯型多元醇(B)和聚异氰酸酯(C)进行反应而导入了亲水基的含有末端异氰酸根的聚氨酯分散在水中，并使之与聚胺反应而得到离聚物树脂的方法等。
其中使用的含有亲水基的化合物(A)例如为2-羟基乙烷磺酸、磺基琥珀酸、磺胺酸、2，4-二氨基甲苯磺酸等含有磺酸基的化合物、2，2-二羟甲基丙酸、二羟基马来酸、3，4-二氨基安息香酸等含有羧基的化合物、聚合物中至少有1个活泼氢的聚亚氧乙基二醇或聚氧化乙烯-聚氧化丙烯共聚物二醇等。
聚酯型多元醇(B)，除了由二醇成分和酸成分的脱水缩合反应得到的聚酯，还可以是由ε-己内酯的环状酯化合物的开环聚合反应得到的聚酯、或其共聚聚酯。用于聚酯型多元醇的二醇成分例如有乙二醇、丙二醇、1，3-丙二醇、1，4-丁二醇、1，5-戊二醇、3-甲基-1，5-戊二醇、1，6-己二醇、新戊二醇、二甘醇、三甘醇、四甘醇、聚乙二醇(分子量300～6,000)、二丙二醇、三丙二醇、2，2-二乙基-1，3-丙二醇、2-丁基-2-乙基-1，3-丙二醇、2-戊基-2-丙基-1，3-丙二醇、2-丁基-2-己基-1，3-丙二醇、2-乙基-1，3-己二醇、双羟基乙氧基苯、1，4-环己二醇、1，4-环己烷二甲醇、双酚A、氢化双酚A、对苯二酚以及它们的烯化氧加成物等。作为酸成分例如可举出琥珀酸、己二酸、壬二酸、癸二酸、十二烷二羧酸、马来酸、富马酸、1，3-环戊烷二羧酸、1，4-环己烷二羧酸、对苯二甲酸、间苯二甲酸、邻苯二甲酸、1，4-萘二羧酸、2，5-萘二羧酸、2，6-萘二羧酸、萘二甲酸、联苯二羧酸、1，2-双(苯氧基)乙烷-p，p′-二羧酸、及上述二羧酸的酸酐或酯形成性衍生物、p-羟基安息香酸、p-(2-羟基乙氧基)安息香酸及这些羟基羧酸的酯形成性衍生物等。
另外，聚酯系离聚物型聚氨酯树脂中，除了上述的聚酯型多元醇，在不影响本发明效果的范围内还可以并用其他的高分子量多元醇成分或低分子量的含有活泼氢的化合物。作为高分子量多元醇例如有聚醚多元醇、聚碳酸酯多元醇、聚缩醛多元醇、聚丙烯酸酯多元醇、聚酯酰胺多元醇、聚硫醚多元醇等。作为低分子量的含有活泼氢的化合物例如有乙二醇、新戊二醇、1，6-己二醇、丙三醇、三羟甲基丙烷等多羟基化合物、乙撑二胺、哌嗪等二胺化合物等。其中，并用低分子量的含有活泼氢的化合物是较理想的形式。
上述的聚异氰酸酯(C)是分子内具有至少2个异氰酸根的化合物，具体为2，4-甲苯撑二异氰酸酯、苯撑二异氰酸酯、4，4′-二苯基甲烷二异氰酸酯、1，6-己撑二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯等。
上述含有亲水基的化合物(A)、聚酯型多元醇(B)和聚异氰酸酯(C)的反应可以在无溶剂下进行，也可以在有机溶剂中进行。得到的树脂可以用氢氧化钠或氢氧化钾等非挥发性碱、三乙胺或二甲基乙醇胺等胺类、或氨进行中和，之后通过向其中添加水就可得到聚酯系离聚物型聚氨酯树脂的水性分散液。
当因反应中使用有机溶剂等而在得到的聚酯系离聚物型聚氨酯树脂中含有有机溶剂时，最好通过蒸馏等除去该有机溶剂后再使用。由于该聚氨酯树脂是离聚物型，因而在水中能够形成极其微细并且稳定的胶体，成为不含机溶剂的水系粘接剂。
聚酯系离聚物型聚氨酯树脂的重均分子量优选为5,000以上，更优选的重均分子量为10,000以上300,000以下。其重均分子量为5,000以下时，不能获得充分的粘接层的强度，而高于300,000时，使其成为水分散液时的粘度较大，不容易操作。
该聚酯系离聚物型聚氨酯树脂在分散于水中的状态下可成为水系粘接剂。从便于操作方面考虑，该水系粘接剂的粘度优选为2,000mPa·sec以下，更优选1,000mPa·sec以下，特别优选500mPa·sec以下。粘度越低粘接剂的涂布越容易进行，而且得到的偏振片的外观也越好。该水系粘接剂中聚酯系离聚物型聚氨酯树脂的固体成分浓度，从粘度和粘接强度方面考虑，优选为10～70重量％的范围，特别优选20重量％以上且50重量％以下。
在聚酯系离聚物型聚氨酯树脂的水分散液中还可以进一步添加聚乙二醇和聚氧化乙烯等表面活性剂。进而还可以添加聚羟乙基甲基丙烯酸酯、聚羟乙基丙烯酸酯、聚丙烯酸、聚乙烯醇系树脂等水溶性树脂。
作为适合用于本发明的市售的聚酯系离聚物型聚氨酯树脂，例如有由大日本油墨化学工业(株)公司销售的“ハイドランAP-20”、“ハイドランAPX-101H”等。
本发明中使用的粘接剂是，除上述的聚氨酯树脂，优选为聚酯系离聚物型聚氨酯树脂之外，还含有氧杂环丁烷化合物和环氧化合物的水系粘接剂。通过并用氧杂环丁烷化合物和环氧化合物，可以提高偏振薄膜和环烯烃系树脂薄膜之间的粘接性。
氧杂环丁烷化合物是分子内具有4员环醚、即氧杂环丁烷环的化合物。作为其例，可举出3-乙基-3-羟甲基氧杂环丁烷、1，4-双[{(3-乙基-3-氧杂环丁烷基)甲氧基}甲基]苯、3-乙基-3-(苯氧基甲基)氧杂环丁烷、双[(3-乙基-3-氧杂环丁烷基)甲基]醚、3-乙基-3-(2-乙基己氧基甲基)氧杂环丁烷、3-乙基-3-[(3-三乙氧基硅烷基丙氧基)甲基]氧杂环丁烷、氧杂环丁烷基silsesquioxane、酚醛清漆氧杂环丁烷等。其中，氧杂环丁烷基silsesquioxane是指具有氧杂环丁烷基的硅烷化合物，例如有通过使上述的3-乙基-3-[(3-三乙氧基硅烷基丙氧基)甲基]氧杂环丁烷水解缩合而得到的、具有多个氧杂环丁烷基的网状聚硅氧烷化合物。上述氧杂环丁烷化合物中，优选水中的分散性能优良的3-乙基-3-羟甲基氧杂环丁烷。氧杂环丁烷的市售品例如有由东亚合成(株)公司销售的“OXT-101”等。
环氧化合物是指分子内具有3员环醚、即环氧环的化合物。例如可举出聚乙二醇二环氧丙基醚、聚丙二醇二环氧丙基醚、聚丁撑二醇二环氧丙基醚、新戊二醇二环氧丙基醚、二丙三醇二环氧丙基醚、乙二醇二环氧丙基醚、丙二醇二环氧丙基醚、1，4-丁二醇二环氧丙基醚、1，6-己二醇二环氧丙基醚、双酚A二环氧丙基醚、双酚F二环氧丙基醚、间苯二酚二环氧丙基醚、丙三醇三环氧丙基醚、三羟甲基丙烷三环氧丙基醚、山梨糖醇多环氧丙基醚、山梨糖醇酐多环氧丙基醚、季戊四醇多环氧丙基醚、聚甘油多环氧丙基醚、2-(3，4-环氧环己基)乙基三甲氧基硅烷、3-环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷、3-环氧丙氧基丙基三乙氧基硅烷、3-环氧丙氧基丙基甲基二乙氧基硅烷等。其中，优选在水中的分散性能优良的物质。环氧化合物的市售品例如有由大日本油墨化学工业(株)公司销售的“CR-5L”、由共荣社化学(株)公司销售的“エポライト40E”和“エポライト80MF”、由信越化学工业(株)公司销售的“KBM-303”、“KBM-403”、“KBE-403”等。
聚氨酯树脂、氧杂环丁烷化合物和环氧化合物的混合比，以聚氨酯树脂的固体成分100重量份为基准，氧杂环丁烷化合物和环氧化合物分别优选5～100重量份的范围，氧杂环丁烷化合物和环氧化合物进一步优选的范围为5～60重量份，特别优选5～30重量份的范围。如果使氧杂环丁烷化合物和环氧化合物的比率过分下降，就不能获得足够的粘接强度，而如果该比率太大，不仅粘接剂的稳定性会下降，粘接剂的粘度也会变大而难以操作。
如上所述，本发明的特征在于，使用含有聚氨酯树脂、氧杂环丁烷化合物和环氧化合物的水系粘接剂。由于该水系粘接剂中实质上不需要使用有机溶剂，因而不用担心会给环境和操作者的健康带来损害，同时通过并用氧杂环丁烷化合物和环氧化合物，能够获得高的粘接力。
用粘接剂粘接偏振薄膜和由环烯烃系树脂构成的保护薄膜的方法，以有在偏振薄膜的一面层叠由环烯烃系以外的树脂构成的保护薄膜的情况下使两者粘接的方法，可以采用通常所公知的方法，例如可用流延法、迈尔棒涂(マイヤ-バ-コ-ト)法、雕刻滚筒涂布法、模涂法、浸涂法、喷雾法等在偏振薄膜和/或保护薄膜的粘接面上涂布粘接剂，并使两者重叠在一起。流延法是使作为被涂布物的偏振薄膜或保护薄膜沿大致垂直方向、大致水平方向、或两者之间的斜方向移动的同时，将粘接剂流在其表面上进行涂布的方法。涂布粘接剂后，用夹持辊等夹住偏振薄膜和保护薄膜，使它们粘贴在一起。
另外，为了提高粘接性，还可以对偏振薄膜和/或保护薄膜的粘接表面适当地进行等离子体处理、电晕处理、紫外线照射处理、火焰处理、皂化处理等表面处理。作为皂化处理例如有浸渍在氢氧化钠或氢氧化钾等碱的水溶液中的方法。
将偏振薄膜和保护薄膜层叠后，进行干燥处理。干燥处理例如可通过吹热风的方式进行，此时的温度为40～100℃，优选60～100℃的范围。干燥时间为20～1200秒。干燥后最好进一步在室温或稍高于室温的温度下，例如20～50℃温度下熟化12～600小时。干燥后粘接层的厚度通常为0.001～5μm，优选0.01μm以上，并且优选2μm以下，更优选1μm以下。粘接层的厚度如果厚于5μm，则偏振片的外观容易变差。
本发明的偏振片中，还可以在保护薄膜的表面，通过介入粘接剂粘贴光学功能性薄膜。作为光学功能性薄膜例如有基材表面涂布有液晶性化合物并经取向的光学补偿薄膜、可透过某种偏振光而反射与之性质相反的偏振光的反射型偏振分离薄膜、由聚碳酸酯系树脂构成的相位差薄膜、由环状聚烯烃系树脂构成的相位差薄膜、表面具有凹凸形状的带有防眩功能的薄膜、表面已实施了防反射处理的薄膜、表面具有反射功能的反射薄膜、兼有反射功能和透过功能的半透过反射薄膜等。作为相当于基材表面涂布有液晶性化合物并经取向的光学补偿薄膜的市售品有由富士胶片(株)公司销售的“WV薄膜”、由新日本石油(株)公司销售的“NH薄膜”和“NR薄膜”(均为商品名)等。作为相当于透过某种偏振光而反射与之性质相反的偏振光的反射型偏振分离薄膜的市售品有由Minnesota Mining andManufacturing公司(3M社)(在日本是住友3M(株))销售的“DBEF”(商品名)等。另外，作为相当于由环状聚烯烃系树脂构成的相位差薄膜的市售品有由JSR(株)公司销售的“ア-トン”、由积水化学工业(株)公司销售的“エスシ-ナ”、由(株)オプテス销售的“ゼオノア薄膜”(均为商品名)等。
实施例下面通过实施例详述本发明，但是本发明并不限于实施例。例中表示含量及使用量的％和份，只要没有特别标记都以重量基准。
实施例1将平均聚合度约为2400、皂化度为99.9mol％以上并且厚75μm的聚乙烯醇薄膜，用干式法单向拉伸5倍，进而在保持拉伸状态的条件下，在60℃纯水中浸渍1分钟，之后，在碘/碘化钾/水的重量比为0.05/5/100的水溶液中于28℃浸渍60秒。之后在碘化钾/硼酸/水的重量比为8.5/8.5/100的水溶液中于72℃浸渍300秒。接着用26℃的纯水洗涤20秒，之后，在65℃干燥，得到聚乙烯醇中吸附了碘并取向的偏振薄膜。
另外，在聚酯系离聚物型聚氨酯树脂的水性乳液(大日本油墨化学工业(株)制的“ハイドランAP-20”，固体成分浓度30％，粘度30mPa·sec)100份中，加入东亚合成(株)制的氧杂环丁烷化合物“OXT-101”(化学名3-乙基-3-羟甲基氧杂环丁烷)5份、信越化学工业(株)制的环氧化合物“KBM-303”(化学名2-(3，4-环氧环己基)乙基三甲氧基硅烷)5份，并以此作成粘接剂。通过介入所述粘接剂将经电晕处理的由降冰片烯系树脂所构成的厚40μm的保护薄膜((株)オプテス制的“ゼオノア薄膜”)粘贴在前面得到的偏振薄膜的两面上，在80℃干燥5分钟，得到偏振片。之后在40℃熟化6天。在该偏振片的表面，以相对于薄膜法线方向倾斜45°的角度沿透过轴方向插入切割刀，进行偏振薄膜和该保护薄膜的剥离试验，结果完全没有剥离。
实施例2将粘贴在偏振薄膜上的保护薄膜设为，一面是经电晕处理的由降冰片烯系树脂所构成的厚100μm的“ゼオノア薄膜”，另一面是经表面皂化处理的由三乙酰纤维素所构成的厚80μm的薄膜(富士胶片(株)制的“フジタツク薄膜”)，在40℃熟化8天，除此以外，同实施例1同样地制作偏振片。对得到的偏振片进行和实施例1同样的剥离试验，两面都完全没有剥离。
实施例3除了用大日本油墨化学工业(株)制的另一环氧化合物“CR-5L”(多官能环氧丙基醚)代替环氧化合物“KBM-303”之外，和实施例1同样地制作偏振片。对得到的偏振片进行和实施例1同样的剥离试验，结果完全没有剥离。
比较例1除了在粘接剂中不配合环氧化合物“KBM-303”之外，和实施例1同样地制作偏振片。得到的偏振片的保护薄膜容易被剥离。
比较例2在水100份中添加羧基改性聚乙烯醇((株)クラレ制的“クラレポバ-ルKL318”)3份和水溶性聚酰胺环氧树脂(住友化学工业(株)制的“スミレ-ズ树脂650”(固体成分浓度30％的水溶液)1.5份，作成粘接剂，并在40℃熟化4天，除此以外，同实施例1同样地制作偏振片。得到的偏振片的保护薄膜容易被剥离。
权利要求
1.一种偏振片，是在由聚乙烯醇系树脂构成的偏振薄膜的至少一面上通过介入粘接剂层层叠环烯烃系树脂薄膜而成的偏振片，其特征在于，该粘接剂层中至少含有氧杂环丁烷化合物。
2.如权利要求1所述的偏振片，其中，粘接剂层中含有聚氨酯树脂、氧杂环丁烷化合物和环氧化合物。
3.如权利要求2所述的偏振片，其中，聚氨酯树脂是聚酯系离聚物型聚氨酯树脂。
4.如权利要求1～3之中任一项所述的偏振片，其中，在偏振薄膜的一面上层叠有所述环烯烃系树脂薄膜，另一面上层叠有醋酸纤维素系薄膜。
5.如权利要求1～3之中任一项所述的偏振片，其中，在偏振薄膜的两面层叠有环烯烃系树脂薄膜。
6.一种偏振片的制造方法，其特征在于，在由聚乙烯醇系树脂构成的偏振薄膜上，通过介入配合有聚氨酯树脂和氧杂环丁烷化合物及环氧化合物的水系粘接剂，层叠环烯烃系树脂薄膜。
7.如权利要求6所述的方法，其中，水系粘接剂中实质上不含有机溶剂。
8.一种偏振片，是在由聚乙烯醇系树脂构成的偏振薄膜的至少一面上通过介入粘接剂层层叠环烯烃系树脂薄膜而成的偏振片，其特征在于，该粘接剂层是由至少配合了聚氨酯树脂、氧杂环丁烷化合物和环氧化合物的组合物得到的。
全文摘要
一种偏振片，是在由聚乙烯醇系树脂所构成的偏振薄膜的至少一面上通过介入粘接剂层层叠环烯烃系树脂薄膜而成的偏振片，其中该粘接剂层由配合了聚氨酯树脂、氧杂环丁烷化合物和环氧化合物的组合物构成。聚氨酯树脂优选为聚酯系离聚物型聚氨酯树脂。本发明还提供一种偏振片的制造方法，该方法是在由聚乙烯醇系树脂构成的偏振薄膜上，通过介入配合了聚氨酯树脂和氧杂环丁烷化合物及环氧化合物的水系粘接剂，层叠环烯烃系树脂薄膜。根据本发明，在聚乙烯醇系偏振薄膜上层叠由环烯烃系树脂构成的保护薄膜而制作偏振片时，可通过使用合适的粘接剂来提高两者间的粘接力。
文档编号B32B27/28GK1637442SQ20041008190
公开日2005年7月13日 申请日期2004年12月16日 优先权日2003年12月22日
发明者武藤清, 林成年, 桥本由美子 申请人:住友化学株式会社