专利名称：薄型偏光膜、具有薄型偏光膜的光学层压体以及薄型偏光膜的生产方法
技术领域：
本发明涉及薄型偏光膜、具有薄型偏光膜的光学层压体以及薄型偏光膜的生产方法。
背景技术：
具有偏光膜的光学层压体设置在作为代表性图像显示装置的液晶显示装置的液晶晶胞的两侧各侧上，所述设置归因于该装置的图像形成方式。光学层压体代表性地具有通过使聚乙烯醇(PVA)类薄膜吸附二色性物质并单轴拉伸该薄膜而获得的偏光膜，以及设置在该偏光膜两侧的保护膜。通过单轴拉伸聚乙烯醇类薄膜而获得的偏光膜代表性地具有数十微米的厚度。然而，随着近年全球环保意识高涨，所有领域均要求仅具有较小的环境负担的工业制品。例如，在欧盟，为了人体健康及环境保护，需要将工业制品所含化学物质对人体健康和地球环境的影响进行评价、申请和注册(REACH)，而偏光膜所含的硼酸即为其中对象物的候选物质。另外，硼酸具有阻燃功能。当偏光膜中硼酸含量高时，成为产业废弃物的具有偏光膜的光学层压体在焚化处理期间的焚化效率低，结果产生较大的环境负担。此外，在涉及回收焚化期间所产生的热能的热回收中，当偏光膜中硼酸含量高时，回收效率低。另外，碘通常用作要吸附于偏光膜的二色性物质。然而，当偏光膜中碘含量高时，焚化处理期间从焚化炉的烟囟排出的淡紫色气体，会引发周围居民的不安。作为解决上述问题的方法的使偏光膜的厚度薄型化，必然降低偏光膜中硼酸含量及碘含量。作为稳定生产薄型偏光膜的方法，已提出了以下方法(参见专利文献1-3)。将热塑性树脂基材与聚乙烯醇类树脂层的层压体进行空中拉伸(in-airstretching),接着在染色液中浸溃，从而得到薄型偏光膜。然而，此类方法仍涉及所得薄型偏光膜的光学特性(例如偏光度及单片透射率(single axis transmittance))不足的问题。文献列表专利文献[PTL1] JP2001-343521A[PTL2] JP4279944B2[PTL3] JP51-069644A
发明内容
发明要解决的问题为了解决常规问题而进行本发明，本发明的主要目的为提供对环境负担小，且具有优良光学特性的薄型偏光膜。用于解决问题的方案根据本发明的一个方面，提供一种薄型偏光膜。所述薄型偏光膜通过在热塑性树脂基材上形成聚乙烯醇类树脂层而生产。所述薄型偏光膜的厚度为10 μ m以下、单片透射率为42.0%以上、偏光度为99.95%以上以及通过离子色谱法测定的碘含量为17.6克/(400X700平方毫米)以下。在本发明的一个实施方案中，所述薄型偏光膜的硼酸含量1.5克/(400X700平方毫米)以下。根据本发明的另一方面，提供一种薄型偏光膜的生产方法。所述薄型偏光膜的生产方法包括在热塑性树脂基材上形成聚乙烯醇类树脂层从而制备层压体，用碘将所述聚乙烯醇类树脂层染色，以及将所述层压体在硼酸水溶液中进行水中拉伸(underwaterstretching)。在本发明的一个实施方案中，所述层压体的最大拉伸比为5.0倍以上。在本发明的另一实施方案中，所述薄型偏光膜的生产方法进一步包括在所述染色和硼酸水中拉伸前将所述层压体进行95 °C以上的空中拉伸。发明的效果根据本发明，通过使用硼酸水溶液进行水中拉伸(硼酸水中拉伸)，从而使其中已形成有聚乙烯醇类树脂层的层压体高比例地且以良好方式地拉伸。结果，可生产光学特性极为优良的薄型偏光膜。另外，所得薄型偏光膜具有极低的碘和硼酸的含量，因而可有利地抑制其对环境的负担。
图1为根据本发明优选实施方案的层压体的示意性截面图。图2为说明本发明薄型偏光膜的生产方法的实例的示意图。图3各自为根据本发明优选实施方案的光学薄膜层压体的剖面示意图。图4各自为根据本发明另一优选实施方案的光学功能性薄膜层压体的示意性截面图。
具体实施例方式以下，描述本发明的优选实施方案。然而，本发明不受这些实施方案的限制。A.生产方法本发明的薄型偏光膜的生产方法包括:在热塑性树脂基材上形成PVA类树脂层，从而制备层压体(步骤A);用碘将PVA类树脂层染色(步骤B);以及将层压体在硼酸水溶液中进行水中拉伸(步骤C)。以下，描述各步骤。A-1.步骤 A图1为根据本发明优选实施方案的层压体的示意性截面图。层压体10具有热塑性树脂基材11及PVA类树脂层12，且通过在热塑性树脂基材11上形成PVA类树脂层12而制得。作为PVA类树脂层12的形成方法，可采用任意的适当方法。优选通过将含有PVA类树脂的涂布液涂布在热塑性树脂基材11上并将该涂布液干燥来形成PVA类树脂层12。可采用任意的适当材料作为热塑性树脂基材用构成材料。在一个实施方案中，无定形(非结晶化)聚对苯二甲酸乙二酯类树脂各自优选用作热塑性树脂基材用构成材料。这些中，特别优选使用非晶性(难结晶化)聚对苯二甲酸乙二酯类树脂。非晶性聚对苯二甲酸乙二酯类树脂的具体实例包括进一步含有间苯二甲酸作为二羧酸的共聚物，和进一步包含环己烷二甲醇作为二醇的共聚物。热塑性树脂基材在后述的步骤C中吸收水，水起到可塑化作用，从而使基材塑化。结果，可使拉伸应力大幅下降。因此，可高比例地进行拉伸，并且热塑性树脂基材的拉伸性比空中拉伸时的拉伸性更加优良。结果，可生产具有优良光学特性(例如偏光度)的薄型偏光膜。热塑性树脂基材的吸水率优选0.2%以上、更优选0.3%以上。同时，热塑性树脂基材的吸水率优选3.0%以下、更优选1.0%以下。使用此类热塑性树脂基材可防止例如以下不便。生产时热塑性树脂基材的尺寸稳定性显著下降，因而所得薄型偏光膜外观劣化。另夕卜，使用此类热塑性树脂基材可防止在水中拉伸时基材断裂和PVA类树脂层从热塑性树脂基材剥离等。应注意的是，吸水率为根据JIS K7209测定的值。热塑性树脂基材的玻璃化转变温度(Tg)优选170°C以下。使用此类热塑性树脂基材可在抑制PVA类树脂层结晶化的同时，充分确保层压体的拉伸性。另外，考虑到由水所造成的热塑性树脂基材的塑化以及水中拉伸的有利进行，玻璃化转变温度更优选120°C以下。在一个实施方案中，热塑性树脂基材的玻璃化转变温度优选60°C以上。使用此类热塑性树脂基材可防止在涂布和干燥包含PVA类树脂的涂布液期间，例如热塑性树脂基材变形(例如，发生凹凸、松弛或起皱等)的不便，从而能够良好地生产层压体。另外，使用此类热塑性树脂基材能够在适当温度下(例如，约60°C)良好地进行PVA类树脂层的拉伸。热塑性树脂基材的玻璃化转变温度，可通过例如将变性基团(denaturation group)导入构成材料或加热由结晶材料构成的基材来调整。应注意的是，玻璃化转变温度(Tg)为根据JIS K7121测定的值。在另一实施方案中，允许低于60°C的玻璃化转变温度，只要在涂布和干燥含PVA类树脂的涂布液期间热塑性树脂基材不会变形即可。此时，热塑性树脂基材的构成材料的实例包括烯烃类树脂如聚丙烯和聚甲基戊烯。热塑性树脂基材的拉伸前厚度优选20 μ m-300 μ m、更优选50 μ m-200 μ m。当厚度小于20 μ m时，可难以形成PVA类树脂层。当厚度超过300 μ m时，例如在步骤B中，对于热塑性树脂基材吸收水可能需要长时间，并且拉伸时会需要过大的负载。可采用任意的适当树脂作为PVA类树脂。树脂的实例包括聚乙烯醇和乙烯-乙烯醇共聚物。聚乙烯醇通过皂化聚醋酸乙烯酯而得。乙烯-乙烯醇共聚物通过皂化乙烯-醋酸乙烯酯共聚物而得。PVA类树脂的皂化度，通常为85mOl%-100mOl%、优选95.0mol%-99.95mol%、更优选 99.0mol%-99.93mol%。皂化度可根据 JIS K6726-1994 测定。使用具有此类皂化度的PVA类树脂，可提供耐久性优良的薄型偏光膜。当皂化度过高时，树脂可凝胶化。PVA类树脂的平均聚合度可依赖于目的而适当选择。平均聚合度典型地为
1,000-10，000、优选1,200-4，500、更优选1，500-4，300。应注意的是，平均聚合度可根据JIS K6726-1994 测定。涂布液典型地为通过将PVA类树脂溶解在溶剂中所制备的溶液。溶剂的实例包括水、二甲基亚砜、二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮、各种二元醇、多元醇如三羟甲基丙烷以及胺类如乙二胺和二亚乙基三胺。这些溶剂可单独一种使用，或可将其两种以上组合使用。这些中，优选水。溶液的PVA类树脂浓度相对于100重量份溶剂优选为3重量份至20重量份。在这样的树脂浓度下，能够形成与热塑性树脂基材紧密接触的均一涂膜。涂布液可与添加剂配混。添加剂的实例包括增塑剂和表面活性剂。增塑剂的实例包括多元醇如乙二醇和丙三醇。表面活性剂的实例包括非离子表面活性剂。为了额外改进待获得的PVA类树脂层的均一性、染色性或拉伸性的目的可以使用这些添加剂。作为涂布液的涂布法，可采用任何适当的方法。所述方法的实例包括辊涂法、旋涂法、线棒涂布法、浸涂法、模压涂布法、帘式涂布法、喷涂法和刮刀涂布法(逗点涂布法等)。涂布液优选在50°C以上的温度下涂布和干燥。PVA类树脂层的拉伸前厚度优选20 μ m以下。另一方面，拉伸前厚度优选2 μ m以上、更优选4μπι以上。当厚度过薄时，所得薄型偏光膜的光学特性可降低。在形成PVA类树脂层前，可对热塑性树脂基材实施表面处理(例如，电晕处理等)。可选地，可在热塑性树脂基材上形成易粘合层。进行此类处理可改进热塑性树脂基材与PVA类树脂层之间的粘合性。Α-2.步骤 B在步骤B中，用碘将PVA类树脂层染色。具体地，通过使PVA类树脂层吸附碘而进行染色。吸附方法，例如，包括使PVA类树脂层(层压体)浸溃于含碘染色液的方法、包括将染色液涂布于PVA类树脂层的方法或包括将染色液喷涂于PVA类树脂层的方法。这些中，优选包括使层压体浸溃于染色液的方法。这是因为碘可良好地吸附至层。染色液优选碘水溶液。碘的配混量相对于100重量份水优选0.1重量份-0.5重量份。为提高碘在水中的溶解度，优选使碘水溶液与碘化物配混。碘化物的实例包括碘化钾、碘化锂、碘化钠、碘化锌、碘化铝、碘化铅、碘化铜、碘化钡、碘化钙、碘化锡和碘化钛等。这些中，优选碘化钾。碘化物的配混量相对于100重量份水优选0.02重量份-20重量份、更优选0.1重量份-10重量份。染色时染色液的液温优选20°C -50°C，从而可抑制PVA类树脂的溶解。当使PVA类树脂层浸溃于染色液时，浸溃时间优选5秒飞分钟，从而可确保PVA类树脂层的透射率。另外，可将染色条件(浓度、液温和浸溃时间)设定为可使得最终获得的偏光膜的偏光度或单片透射率落入预定范围内。在一个实施方案中，可设定浸溃时间而使所得偏光膜的偏光度为99.98%以上。在另一实施方案中，可设定浸溃时间而使所得偏光膜的单片透射率为40%-44%。步骤B优选在后述步骤C之前进行。A-3.步骤 C在步骤C中，将上述层压体进行水中拉伸(硼酸水中拉伸)。根据水中拉伸，可在与热塑性树脂基材和PVA类树脂层各自的玻璃化转变温度(代表性地约80°C )相比更低的温度下进行拉伸，因而可使PVA类树脂层在抑制其结晶化的同时进行高比例的拉伸。结果，可生产具有优良光学特性(例如，偏光度)的薄型偏光膜。可采用任意的适当方法作为层压体的拉伸方法。具体地，可采用固定端拉伸，或者可采用自由端拉伸(例如，包括使层压体在具有不同圆周速度的辊之间通过，从而单轴拉伸层压体的方法)。层压体的拉伸可在一个阶段进行，或可在多阶段进行。当多阶段进行拉伸时，下述的拉伸比为各阶段拉伸比的乘积。水中拉伸优选通过使层压体浸溃于硼酸水溶液来进行(硼酸水中拉伸)。使用硼酸水溶液作为拉伸浴可赋予PVA类树脂层足以承受拉伸时所受张力的刚性，以及所述层不在水中溶解的耐水性。具体地，硼酸可在水溶液中生成四羟基硼酸根阴离子，从而与PVA类树脂通过氢键交联。结果，在赋予PVA类树脂层刚性与耐水性的辅助下可良好地进行拉伸，并因而能够生产具有优良光学特性(例如偏光度)的薄型偏光膜。硼酸水溶液优选通过将硼酸和/或硼酸盐溶解在作为溶剂的水中而获得。硼酸的浓度相对于100重量份水优选I重量份-10重量份。通过将硼酸浓度设为I重量份以上，能有效地抑制PVA类树脂层的溶解，从而能够生产具有更高特性的薄型偏光膜。应注意的是，还可使用通过将硼化合物如硼砂、乙二醛或戊二醛等以及硼酸或硼酸盐溶解于溶剂而获得的水溶液。当预先已通过染色步骤(步骤B)使PVA类树脂层吸附碘时，优选将拉伸浴(硼酸水溶液)与碘化物配混。将浴和碘化物配混可抑制已吸附于PVA类树脂层中碘的溶出。碘化物的实例如上所述。碘化物的浓度相对于100重量份水优选O. 05重量份-15重量份、更优选O. 5重量份-8重量份。步骤C中的拉伸温度(拉伸浴的液温)优选40°C _85°C、更优选50°C _85°C。在此温度下，可在抑制PVA类树脂层的溶解同时进行高比例的拉伸。如上所述，在一个实施方案中，热塑性树脂基材的玻璃化转变温度(Tg)，与PVA类树脂层的形成有关，优选60°C以上。在该情况下，当拉伸温度低于40°C时，即使考虑由水引起的热塑性树脂基材的可塑化，也可能存在无法良好拉伸的风险。另一方面，随着拉伸浴的温度升高，PVA类树脂层的溶解度会升高，因而可能会无法得到优良光学特性。层压体优选在拉伸浴中浸溃15秒-5分钟。当采用水中拉伸(硼酸水中拉伸)时，可进行高比例的拉伸，因而可生产具有优良光学特性(例如，偏光度)的薄型偏光膜。具体地，最大拉伸比相对于层压体的原长优选
5.O倍以上。本说明书中所使用的术语“最大拉伸比”是指层压体即将断裂前的拉伸比。单独确认层压体断裂时的拉伸比，而低于该值O. 2的值为最大拉伸比。A-4.其他步骤根据本发明的薄型偏光膜的生产方法，除了步骤A、步骤B和步骤C以外，还可包括任何其他步骤。其他步骤的实例包括不溶化步骤、交联步骤、与上述步骤C不同的拉伸步骤、洗涤步骤和干燥(含水量的调节)步骤等。其他步骤可在任意适当的时机进行。不溶化步骤代表性地通过将PVA类树脂层浸溃于硼酸水溶液而进行。通过使PVA类树脂层进行不溶化处理，可赋予该层耐水性。硼酸水溶液的浓度相对于100重量份水优选I重量份-4重量份。不溶化浴(硼酸水溶液)的液温优选20°C-50°c。不溶化步骤优选在制备层压体之后和步骤B或步骤C之前进行。交联步骤代表性地通过将PVA类树脂层浸溃于硼酸水溶液而进行。通过使PVA类树脂层进行交联处理，可赋予该层耐水性。该硼酸水溶液的浓度相对于100重量份水优选I重量份-4重量份。另外，当在染色步骤后进行交联步骤时，溶液优选进一步与碘化物配混。通过将溶液与碘化物配混，可抑制吸附于PVA类树脂层中碘的溶出。碘化物的配混量相对于100重量份水优选为I重量份-5重量份。碘化物的具体实例如上所述。交联浴(硼酸水溶液)的液温优选20°C-50°C。交联步骤优选在步骤C之前进行。在优选实施方案中，依序进行步骤B、交联步骤及步骤C。不同于步骤C的拉伸步骤为，例如使层压体在高温(例如，
95°C以上)下进行空中拉伸的步骤。此类空中拉伸步骤优选在硼酸水中拉伸(步骤C)和染色步骤之前进行。此类空中拉伸步骤在下文中称为“空中辅助拉伸(preliminaryin-air stretching) ”,这是因为该步骤对硼酸水中拉伸可定位为预备性或辅助性的拉伸。当将空中辅助拉伸与硼酸水中拉伸结合时，某些情况下层压体可更高比例地拉伸。结果，可生产具有更优良光学特性(例如，偏光度)的薄型偏光膜。例如，当使用聚对苯二甲酸乙二酯类树脂作为热塑性树脂基材时，可良好拉伸热塑性树脂基材，同时与仅有硼酸水中拉伸的情况相比，空中辅助拉伸与硼酸水中拉伸相结合抑制了其取向(orientation)。随着热塑性树脂基材的取向性的提升,其拉伸张力会变大，因此稳定的拉伸变得困难，或者热塑性树脂基材断裂。因此，通过抑制热塑性树脂基材的取向并同时拉伸，可以以更高比例拉伸层压体。另外，当空中辅助拉伸与硼酸水中拉伸结合时，改进了 PVA类树脂的取向性，因而也可改进甚至在硼酸水中拉伸后的PVA类树脂的取向性。具体地，预先通过空中辅助拉伸改进PVA类树脂的取向性，从而在硼酸水中拉伸期间PVA类树脂会变得易与硼酸交联。然后，在硼酸作为结点(junction)的状态下进行拉伸，因而可预期即使在硼酸水中拉伸后PVA类树脂的取向性也高。结果，可生产具有优良光学特性(例如偏光度)的薄型偏光膜。与上述步骤C相同地，空中辅助拉伸的拉伸方法可为固定端拉伸，或者可为自由端拉伸(例如，包括使层压体在具有不同圆周速度的辊之间通过，从而单轴拉伸层压体的方法)。另外，拉伸可在一个阶段进行，或可在多阶段进行。当多阶段进行拉伸时，下述的拉伸比为各阶段拉伸比的乘积。优选该步骤中的拉伸方向与步骤C中的拉伸方向基本相同。空中辅助拉伸中的拉伸比优选3.5倍以下。空中辅助拉伸中的拉伸温度优选等于或高于PVA类树脂的玻璃化转变温度。拉伸温度优选95°C-150°C。应注意的是，空中辅助拉伸与硼酸水中拉伸彼此结合时的最大拉伸比，相对于层压体的原长，优选为5.0倍以上、更优选5.5倍以上、还更优选6.0倍以上。洗涤步骤代表性地通过使PVA类树脂层浸溃在碘化钾水溶液中而进行。干燥步骤的干燥温度优选30°C -1OO0C。图2为说明本发明薄型偏光膜的生产方法的实例的示意图。将层压体10由进给部100进给，然后通过辊111和112使其在硼酸水溶液浴110中浸溃(不溶化步骤)。其后，通过辊121及122使层压体在碘与碘化钾的水溶液浴120中浸溃(步骤B)。接着，通过辊131和132使层压体在硼酸与碘化钾的水溶液浴130中浸溃(交联步骤)。其后，使层压体10在硼酸水溶液浴140中浸溃的同时，通过利用速度比不同的辊141和142沿其纵向(长度方向)施加张力来拉伸层压体10 (步骤C)。将经拉伸处理的层压体10通过辊151和152使其在碘化钾水溶液浴150中浸溃(洗涤步骤)，然后进行干燥步骤(未示出)。其后，将层压体通过卷绕部160卷绕。B.薄型偏光膜可通过所述生产方法获得本发明的薄型偏光膜。本发明的薄型偏光膜，实质上为吸附和取向二色性物质的PVA类树脂膜。薄型偏光膜的厚度优选10 μ m以下、更优选7.5 μ m以下、还更优选5 μ m以下。与此同时，薄型偏光膜的厚度优选0.5 μ m以上、更优选1.5 μ m以上。当厚度过薄时，所得薄型偏光膜的光学特性可降低。薄型偏光膜优选在380nm-780nm的波长范围内的任意波长下显示吸收二色性。薄型偏光膜的单片透射率优选40.0%以上、更优选41.0%以上、还更优选42.0%以上。薄型偏光膜的偏光度优选99.8%以上、更优选99.9%以上、还更优选99.95%以上。本发明薄型偏光膜的碘含量优选3.3kcps以下、更优选3.2kcps以下。另一方面，薄型偏光膜的每单位厚度的碘含量优选0.30kcps/ μ m以上。碘含量为通过由荧光X射线分析法测定的荧光X射线光谱强度所得的值。具体地，碘含量可基于所得光谱强度和标准样品的强度而定量化。代表性地使用基本参数法(FP法)，该方法为利用物理常数如质量吸收系数、荧光产率和X射线源的光谱分布，由荧光X射线强度的理论表达式求得理论X射线强度，并对比理论X射线强度与所测定的X射线强度，从而算出含有率(content ratio)。薄型偏光膜的碘含量可通过例如滴定或离子色谱法以及前述方法来定量化。例如，碘含量可通过将其中收集通过燃烧薄型偏光膜而产生的气体的捕集液(trap liquid),进行离子色谱法测定来定量化。在该情况下，薄型偏光膜的碘含量优选17.6克/ (400 X 700平方毫米)以下、更优选15克/(400X700平方毫米)以下、还更优选13克/(400X700平方毫米)以下。另一方面，薄型偏光膜的碘含量优选2克/(400X700平方毫米)以上、更优选4克/(400X700平方毫米)以上。薄型偏光膜的硼酸含量优选1.5克/(400X700平方毫米)以下。硼酸含量为通过溶解薄型偏光膜以提供溶液并用NaOH水溶液中和滴定该溶液所测得的值。应注意的是，除前述以外，例如可通过FT-1R ATR法基于归属于硼酸的吸收峰来定量化硼酸的含量。根据本发明，在如上所述实现优良光学特性的同时，可实现碘和硼酸含量的极大降低，因而可良好地抑制其对环境的负担。作为薄型偏光膜的使用方法，可采用任意的适当方法。具体地，薄型偏光膜可以在与热塑性树脂基材一体化的状态下使用，或者可在从热塑性树脂基材转印至任何其他部件后使用。C.光学层压体本发明的光学层压体具有薄型偏光膜。图3A和3B各自为根据本发明优选实施方案的光学薄膜层压体的剖面示意图。光学薄膜层压体100依序具有热塑性树脂基材11’、薄型偏光膜12’、压敏粘合剂层13和隔离膜14。光学薄膜层压体200依序具有热塑性树脂基材11’、薄型偏光膜12’、粘合剂层15、光学功能性薄膜16、压敏粘合剂层13和隔离膜14。在该实施方案中，热塑性树脂基材在不从所得薄型偏光膜12’剥离的情况下直接用作光学构件。热塑性树脂基材11’可起到例如薄型偏光膜12’用保护膜的作用。图4A和4B各自为根据本发明另一优选实施方案的光学功能性薄膜层压体的示意性截面图。光学功能性薄膜层压体300依序具有隔离膜14、压敏粘合剂层13、薄型偏光膜12’、粘合剂层15、及光学功能性薄膜16。光学功能性薄膜层压体400除了光学功能性薄膜层压体300的构成之外，还具有通过压敏粘合剂层13设置于薄型偏光膜12’和隔离膜14之间的第2光学功能性薄膜16’。在该实施方案中，已移除了热塑性树脂基材。构成本发明光学层压体的各层的层压不仅限于所示实例，可使用任意的适当压敏粘合剂层或粘合剂层。压敏粘合剂层代表性地由丙烯酸类压敏粘合剂形成。粘合剂层代表性地由乙烯醇系粘合剂形成。光学功能性薄膜可起到例如偏光膜用保护薄膜或相位差膜的作用。实施例
以下，借助实施例具体描述本发明。然而，本发明并不受限于这些实施例。应注意的是，各特性的测定方法如下所述。1.厚度使用数字测微计(由Anritsu Corporation生产，商品名:“KC_351C “)测定。2.热塑性树脂基材的吸水率根据JIS K7209进行测定。3.热塑性树脂基材的玻璃化转变温度(Tg)根据JIS K7121进行测定。(实施例1)(步骤A)作为热塑性树脂基材，使用吸水率为0.60%和玻璃化转变温度(Tg)为80°C的无定形聚对苯二甲酸乙二酯(A-PET)薄膜(由Mitsubishi Plastics, Inc.生产，商品名“N0VACLEAR”，厚度:IOOym) 将聚合度为2，600、皂化度为99.9%的聚乙烯醇(PVA)树脂(由The NipponSynthetic Chemical Industry C0., Ltd.生产，商品名“Gohsenol (注册商标)NH-26”)的水溶液在60°C下涂布在热塑性树脂基材的一个表面上并干燥，从而形成厚度为7 μ m的PVA类树脂层。因此制备层压体。
将所得层压体浸溃于液温为30°C的不溶化浴(通过将100重量份水和3重量份硼酸配混所得的硼酸水溶液)中30秒(不溶化步骤)。接着，将层压体在液温为30°C的染色浴(通过将100重量份水与0.1重量份碘和
0.7重量份碘化钾配混所得的碘水溶液)中浸溃，从而使最终获得的薄型偏光膜的单片透射率(Ts)为40-44% (步骤B)。接着，将层压体在液温为30°C的交联浴(通过将100重量份水与3重量份碘化钾和3重量份硼酸配混所得的硼酸水溶液)中浸溃60秒(交联步骤)。其后，将层压体浸溃于液温为60°C的硼酸水溶液(通过将100重量份水与4重量份的硼酸和5重量份的碘化钾配混所得的水溶液)，同时将其在圆周速度不同的辊之间沿其纵向(长度方向)单轴拉伸(步骤C)。将层压体浸溃于硼酸水溶液的时间为120秒，并拉伸至即将断裂前。最大拉伸比为5.0倍。其后，将层压体浸溃于洗涤浴(通过将100重量份水与3重量份的碘化钾配混所得的水溶液)，然后以60°C的暖风将其干燥(洗涤和干燥步骤)。因此，获得了其中在热塑性树脂基材上形成具有厚度为3μπι的薄型偏光膜的光学薄膜层压体。(实施例2)除了将Tg为30°C的聚甲基戍烯薄膜(由Mitsui Chemicals, Inc.生产，商品名“TPX”，厚度:100μπι)用作热塑性树脂基材以外，以与实施例1相同的方式获得薄型偏光膜。步骤C中的最大拉伸比为5.5倍，所得薄型偏光膜的厚度为3 μ m。(实施例3)除了在制备层压体时，形成PVA类树脂层以使其厚度为ΙΟμπι以外，以与实施例1相同的方式获得薄型偏光膜。步骤C中的最大拉伸比为5.0倍，所得薄型偏光膜的厚度为5 μ m。(实施例4)除了形成厚度为ΙΟμπι的PVA类树脂层以外，以与实施例1相同的方式制备层压体，将所得层压体在110°C烘箱内在圆周速度不同的辊之间沿其纵向(长度方向)进行2.0倍单轴拉伸(空中辅助拉伸步骤)。其后，以与实施例1相同的方式进行不溶化步骤、步骤B、交联步骤、步骤C及洗涤干燥步骤。因而，获得薄型偏光膜。步骤C中，包括空中辅助拉伸的总拉伸比(最大拉伸比)为6.5倍，所得薄型偏光膜的厚度为5 μ m。(实施例5)除了形成厚度为6μπι的PVA类树脂层以外，以与实施例1相同的方式制备层压体，将所得层压体在110°C烘箱内在圆周速度不同的辊之间沿其纵向(长度方向)进行2.0倍单轴拉伸(空中辅助拉伸步骤)。其后，以与实施例1相同的方式进行不溶化步骤、步骤B、交联步骤、步骤C及洗涤干燥步骤。因而，获得薄型偏光膜。步骤C中，包括空中辅助拉伸的总拉伸比(最大拉伸比)为6.5倍，所得薄型偏光膜的厚度为2.5μπι。(比较例I)将厚度为75μπι并且包含PVA类树脂作为主组分的聚合物薄膜(由KurarayC0., Ltd.生产，商品名“VF-PS#7500”)，在下述条件(1)-(5)的5种浴中同时沿薄膜的纵向施加张力来依次浸溃，并拉伸以使最终拉伸比相对于薄膜原长为6.2倍。使该拉伸薄膜在40°C的空气循环式干燥箱内干燥I分钟。因此，生产厚度为30 μ m的偏光膜。〈条件〉(I)溶胀浴:30°C的纯水(2)染色浴:相对于100重量份水含有0.032重量份的碘和0.2重量份的碘化钾的30°C的水溶液(3)第一交联浴:含有3重量％的碘化钾和3重量％的硼酸的40°C的水溶液(4)第二交联浴:含有5重量％的碘化钾和4重量％的硼酸的60°C的水溶液(5)洗涤浴:含有3重量％的碘化钾的25 °C的水溶液(比较例2)除了使用厚度为60 μ m并且包含PVA类树脂作为主组分的聚合物薄膜以外，以与比较例I相同的方式生产偏光膜。所得偏光膜的厚度为22 μ m。(比较例3)除了使用厚度为40 μ m并且包含PVA类树脂作为主组分的聚合物薄膜以外，以与比较例I相同的方式生产偏光膜。所得偏光膜的厚度为17 μ m。(比较例4)将以与实施例1相同的方式制备的层压体在110°C烘箱内进行空中拉伸(纵向单轴拉伸)至层压体即将断裂前。该情况下的最大拉伸比为4.0倍。其后，以与实施例1相同的方式依序进行染色步骤、交联步骤及洗涤和干燥步骤。因而，获得薄型偏光膜。所得薄型偏光膜的厚度为4 μ m。
(比较例5)将以与实施例1相同的方式制备的层压体以与实施例1相同的方式进行染色步骤，然后以60°C暖风将其干燥。其后，将层压体在90°C烘箱内进行空中拉伸(纵向单轴拉伸)至其即将断裂前。该情况下的最大拉伸比为4.5倍，所得薄型偏光膜的厚度为4 μ m。测定各所得偏光膜的偏光度。偏光度的测定方法如下所述。表I示出测定结果。(偏光度的测定方法)用紫外可见光分光光度计(由JASCO Corporation制造，商品名“V7100”)测定各偏光膜的单片透射率(Ts)、平行透射率(Tp)和正交(cross)透射率(Tc)，然后由下式求得偏光度⑵。偏光度(P)(%) = {(Tp-Tc) / (Tp+Tc)}1/2 X 100应注意的是 ，Ts、Tp和Tc是在JISZ8701的2度视野(C光源)内测定并进行可见度校正(visibility correction)的 Y 值。通过测定荧光X射线光谱的强度来定量各所得偏光膜的碘和碘化合物的含量。测定条件如下所述。表I示出测定结果。 分析装置:由Rigaku Corporation制造的突光X射线分析仪(XRF),商品名“ZSXlOOe”.测定样品:直径为IOmm的圆形样品 对阴极:铑.分光结晶(dispersive crystal):氟化锂 激发光能量:40kV-90mA 碘测定线:1-LA 定量法:FP法.2 Θ 角峰:103.078 度(碘)，136.别7 度(钾) 测定时间:40秒用离子色谱法通过以下步骤测定各所得偏光膜的碘和碘化合物的含量。从所得偏光膜切出尺寸为400mmX700mm的试验片，并测定试验片的重量。其后，用自动样品燃烧系统(由Misubishi Chemical Analytech C0., Ltd.制造，产品名:AQF-100)使试验片燃烧从而产生气体，将气体用IOmL的吸收液收集。将所得捕集液调整为体积为15mL，并用纯水稀释100倍。其后，将稀释液注入离子色谱仪中进行测定。测定条件如下所述。表I示出测定结果。.分析装置:由DIONEX制造，商品名“DX-320”.分离柱:1n Pac ASll.保护柱:1n Pac ASll.移除系统:ASRS-300 检测器:电导检测器 洗脱液:KOH水溶液.洗脱液流量:1.2ml/min.样品注入量:250 μ I
通过下述步骤测定所得偏光膜的硼酸含量。从各所得偏光膜切出尺寸为400_X700mm的试验片。测定所切出的试验片的重量，然后在IL的温水中将试验片完全溶解。收集适量溶液，并用lmol/L的NaOH水溶液进行中和滴定，从而测定硼酸浓度(重量％)。通过将所得硼酸浓度(重量％)乘以试验片重量计算出硼酸含量(克八400X700平方毫米))。表I示出结果。[表 I]
权利要求
1.一种薄型偏光膜，其通过在热塑性树脂基材上形成聚乙烯醇类树脂层来生产， 其中所述薄型偏光膜的厚度为 ο μ m以下、单片透射率为42.0%以上、偏光度为99.95%以上以及通过离子色谱法测定的碘含量为17.6克/(400X700平方毫米)以下。
2.根据权利要求1所述的薄型偏光膜，其中所述薄型偏光膜的硼酸含量为1.5克/(400X700平方毫米)以下。
3.—种根据权利要求1或2所述的薄型偏光膜的生产方法,其包括: 在热塑性树脂基材上形成聚乙烯醇类树脂层，从而制备层压体； 用碘将所述聚乙烯醇类树脂层染色；和 将所述层压体在硼酸水溶液中进行水中拉伸。
4.根据权利要求3所述的薄型偏光膜的生产方法，其中所述层压体的最大拉伸比为5.0倍以上。
5.根据权利要求3或4所述的薄型偏光膜的生产方法，其进一步包括在所述染色和所述硼酸水中拉伸前将 所述层压体进行95°C以上的空中拉伸。
全文摘要
提供一种对环境影响小、且具有优良光学特性的薄型偏光膜。所述薄型偏光膜通过在热塑性树脂基材(11)上形成聚乙烯醇类树脂层(12)来生产，并所述薄型偏光膜的厚度为10μm以下、单片透射率为42.0%以上、偏光度为99.95%以上以及通过离子色谱法测定的碘含量为17.6克/(400×700平方毫米)以下。
文档编号B32B27/30GK103080790SQ20118004170
公开日2013年5月1日 申请日期2011年9月2日 优先权日2010年9月3日
发明者伊崎章典, 喜多川丈治, 后藤周作, 上条卓史, 森智博, 宫武稔 申请人:日东电工株式会社