专利名称：起偏振片及其生产方法
技术领域：
本发明涉及一种碘吸附在其中/其上并取向的起偏振片，以及一种生产这种起偏振片的方法。具体地，本发明涉及一种包括所谓的碘型偏振膜的起偏振片，该偏振膜包括聚乙烯醇树脂膜并且碘吸附在其中/其上。
背景技术：
最近，通常使用一种碘型起偏振片或一种染料型起偏振片，其每种都包括一碘型膜或染料型膜作为起偏器和一保护膜粘附到起偏器的至少一面，使其间具有一粘合层，例如，碘型膜包括聚乙烯醇树脂膜并且碘在膜中/膜上吸附和取向，以及染料型膜包括聚乙烯醇膜并且二色染料在膜中/膜上吸附和取向。保护膜可以是一种三乙酰纤维素膜。在这些起偏振片中，碘型起偏振片被广泛使用，由于其具有较高的透光率和较高的极化度，即比染料型起偏振片更好的对比度。可是，碘型起偏振片的光学耐久性比染料型起偏振片差，虽然前者比后者光学特性好。例如，当碘型起偏振片保持在干热条件下，其会遭遇一些如透光率减小，起偏振片变色等问题。
JP-B-60-33245公开了一种用含有锌离子和碘化钾的硼酸水溶液处理聚乙烯醇膜的处理方法，使碘吸附和取向在其膜中/膜上。在该方法中，偏振膜在用碘染色该膜后用含有锌离子的硼酸水溶液处理以在被碘染色的聚乙烯醇起偏器中提供锌。这种方法在保持在干燥条件下后可有效地改善膜的缺点，但是它需要将锌盐如氯化锌加入硼酸处理液，并且控制锌盐的浓度是麻烦的。因此，从经济的观点来看，这种方法应该进一步改善。
发明内容
本发明的一个目的是提供耐久性改进了的碘型起偏振片，其不需要使用含有锌盐的硼酸处理液。
本发明的另一个目的是提供一种生产这种碘型起偏振片的方法。
本发明提供一种包括聚乙烯醇树脂膜和保护膜的碘型起偏振片，其中碘在该膜中/膜上吸附和取向，保护膜粘附到具有透明粘合层的树脂膜的至少一面上，该透明粘合层含锌量为每1平方米(m2)起偏振片为约30mg-90mg。
而且，本发明提供一种包括聚乙烯醇树脂膜和保护膜的碘型起偏振片，其中碘在该膜中/膜上吸附和取向，保护膜粘附到具有透明粘合层的树脂膜的至少一面上，该透明粘合层含锌量为基于粘合层重量的约6％-18％。
此外，本发明提供一种生产碘型起偏振片的方法，包括步骤提供一种碘吸附和取向在其中/其上的聚乙烯醇树脂膜和将一保护膜粘附到具有透明粘合剂的树脂膜的至少一面上，该粘合剂含锌量为基于粘合剂中的全部固体重量的约6％-18％。
本发明解决了上面提到的问题如在干热条件下起偏振片变色，和避免了控制处理液中锌盐浓度的麻烦。
图1是当利用电子探针X射线微量分析器(EPMA)分析起偏振片横截面中锌的浓度分布时所得光谱的一个典型例子。
本发明的起偏振片包括一种聚乙烯醇树脂膜，其被单轴拉伸和碘在其中/其上吸附和取向，以及粘附到具有透明粘合层的树脂膜的至少一面上的一保护膜。在本发明中，粘合层含有锌，并且从一个观点来看，粘合层中的锌量为每平方米起偏振片约30mg到约9mg，或从另一个观点来看，约为基于粘合层重量的6％-18％。
一般，根据本发明聚乙烯醇树脂构成偏振膜可以通过使聚醋酸乙烯酯皂化制备。聚醋酸乙烯酯树脂的例子包括醋酸乙烯酯均聚物，即，聚醋酸乙烯酯、以及醋酸乙烯酯和其它与醋酸乙烯酯可共聚的单体的共聚物。其它与醋酸乙烯酯可共聚的单体例子包括不饱和羧酸(例如丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酸乙酯、丙烯酸正丙酯、甲基丙烯酸甲酯等)，烯烃(例如乙烯、丙烯、1-丁烯、2-甲基丙烯等)，乙烯醚(即乙基乙烯醚、甲基乙烯醚、正丙基乙烯醚、异丙基乙烯醚等)，不饱和磺酸(例如乙烯基磺酸盐、乙烯基磺酸钠等)，等等。
聚乙烯醇树脂的皂化度可约为85％-100％摩尔，优选约为98％-100％摩尔。
根据本发明使用的聚乙烯醇树脂可以被进一步改性，并且可以使用那些用乙醛改性的，如聚乙烯基缩甲醛和聚乙烯醇缩乙醛。
聚乙烯醇树脂可以具有聚合度约为1,000-10,000，优选约为1,500-10,000。
本发明的碘型起偏振片可以通过一种方法制备，包括步骤为单轴拉伸聚乙烯醇树脂膜，用碘染色聚乙烯醇树脂膜以使碘吸附在该膜中/膜上，用硼酸水溶液处理聚乙烯醇树脂膜，碘吸附在该膜中/膜上，用水清洗该膜，以及将保护膜粘合到聚乙烯醇树脂膜的至少一面上，该树脂膜在前面的步骤中已经被加工。
聚乙烯醇树脂膜在用碘染色之前、之间或之后被单轴拉伸，当该膜在用碘染色后被单轴拉伸时，可以在用硼酸处理之前或期间进行单轴拉伸，单轴拉伸可以在那些步骤中的两个或更多中进行。
可以用优先速度不同的辊、或加热辊单轴拉伸聚乙烯醇树脂膜，拉伸可以是在空气中进行的干拉伸，或在用溶剂溶胀膜时进行的湿拉伸。
拉伸比可以是约4倍-8倍。
碘被吸附和取向在聚乙烯醇树脂膜中/上可以通过将树脂膜浸入一种含有碘和碘化钾的水溶液中，以便用碘染色该膜。
水溶液中的碘量可以是每100重量份水为约0.01-0.5重量份，优选为0.02-0.1重量份，以及碘化钾的量可以是每100重量份水为约0.5-10重量份，优选为1-8重量份。
水溶液的温度可以是约20℃-40℃，优选为约25℃-35℃，该膜浸入水溶液的时间可以是30-300秒，优选为约40-200秒。
用碘染色的聚乙烯醇树脂膜然后可以通过将树脂膜浸入硼酸水溶液被硼酸处理，在水溶液中的硼酸量可以是每100重量份水约为2-15重量份，优选为约5-12重量份。优选地，硼酸水溶液含有碘化钾，碘化钾的量优选为每100重量份水约为1-20重量份，更优选为约2-15重量份。
树脂膜浸入在硼酸水溶液中的时间可以是约为100-1,200秒，优选为约150-600秒，更优选为约200-400秒。
在被浸入硼酸水溶液中之后，聚乙烯醇树脂膜可以用水清洗，例如，通过将树脂膜浸入水中。在被水清洗后，树脂膜可以被干燥以得到碘吸附和取向在其中/其上的聚乙烯醇树脂膜，即，碘型偏振膜。
然后，在本发明中，保护膜层合在通过上述步骤得到的偏振膜的至少一面上以得起偏振片。保护膜的例子包括醋酸纤维素酯膜(如三乙酰纤维素，二乙酰纤维素等等)，丙烯酸树脂膜，聚酯树脂膜，聚丙烯酸酯树脂膜，聚醚砜树脂膜，环状聚烯烃树脂膜(例如聚降冰片烯树脂膜等)，等等。
保护膜的厚度可以是约为30μm-200μm，优选为约35μm-150μm。
将保护膜层合到偏振膜上，可以使用光学各向同性透明粘合剂，根据本发明，粘合剂含有锌以使约为30mg-90mg，优选为约40mg-85mg的锌能够存在于每平方米(m2)起偏振片中。当保护膜被粘附到起偏振片的两面上时，锌的量是包含在两粘合层中的全部锌量。
当利用电子探针X射线微量分析仪(EPMA)分析起偏振片横截面中的锌浓度分布时，光谱中指示有锌的输出峰出现在保护膜和聚乙烯醇树脂膜之间的界面区附近(见图1)。用本发明的起偏振片，当利用电子探针X射线微量分析仪在束径为1μm下分析起偏振片横截面中的锌浓度分布，以及利用相应于保护膜区的强度作为基准(基础)值测量光谱强度的最小局部最小值(b)和最大局部最大值(a)时，最大局部最大值(a)与最小局部最小值(b)的比值(a/b)优选为至少1.5，更优选为至少2。当比值a/b在这个范围时，粘合剂的色调变化能够被抑制。
粘合剂中的锌含量优选为基于粘合剂中的固体总重量约为6％-18％重量，更优选为约8％-17％。
当锌量小于上述下限时，不可以有效地防止在干热条件下偏振膜变色。当锌量超过上述上限时，粘合层可变得易碎，结果偏振膜和保护膜可能分层。
透明粘合层的无限制例子包括聚乙烯醇粘合剂、丙烯酸粘合剂、聚氨酯粘合剂等等。聚乙烯醇粘合剂，特别是优选于那些粘合剂之中的，可以是部分或完全皂化的聚乙烯醇，或改性聚乙烯醇的水溶液如乙酰乙酰基改性聚乙烯醇、羧基改性聚乙烯醇等等。粘合剂可任选含有一种交联剂如水溶性环氧化合物、二醛、异氰酸酯等等。粘合剂可以是一种乳液型粘合剂。作为用于粘合剂的溶剂，水是优选的，同时水可任选含有小量亲水的有机溶剂如醇。
用于将锌加入粘合剂中的最简单的方法包括将水溶性锌盐加入粘合剂以得含锌粘合剂，水溶性锌盐的例子是锌的无机盐如卤化锌(例如氯化锌等等)、硫酸锌、硝酸锌等等，在它们之中，氯化锌是最优选的，此外，锌络合物的盐或锌络合物溶液可以被加入粘合剂中。
在偏振膜用粘合剂层合到保护膜后，层压材料可以被干燥以除去溶剂并最终得到起偏振片，干燥层压材料可以用约为40℃-100℃的热空气，优选约为45℃-90℃。干燥时间可以是约为20-1,200秒，干燥后粘合层的厚度可以是约为0.01μm-4μm，优选约为0.05μm-2μm。
在本发明的起偏振片中，粘合层和任意其它层中可以含有锌，例如，偏振膜可以包括含有小量锌的聚乙烯醇树脂，并且保护膜用含有锌的粘合剂粘合到其上，按照用碘染色后硼酸-处理液浓度控制麻烦的观点，有利的是起偏振片中含有的锌总量与粘合剂中含有的锌量相应。
本发明中的起偏振片，例如可具有硬除层、防反射层、防闪光层等等在其表面上。而且，在起偏振片的至少一面上可以提供自粘合层。
具体实施例方式
实施例本发明将通过下面的实施例说明，其不以任何方式限制本发明的范围。在实施例中，“％”用于表示材料的含量或量是“％重量”，除非另有说明。
起偏振片横截面中锌浓度分布是利用由Shimadzu Corporation生产的电子探针X射线微量分析仪EPM-810在下面的测量条件下分析加速电压15KV样品吸收电流0.05μA束径1μm样品移动速度3μm/min.
图移动速度1cm/min.
扫描距离100μm光谱结晶Kα2-PET实施例1平均聚合度为2,400、皂化度为99.9％摩尔或更大及厚度为75μm的聚乙烯醇膜在干燥状态下以拉伸比为5被单轴拉伸，以及在28℃被浸入水溶液60秒，该水溶液具有重量比为碘∶碘化钾∶水为0.05∶5∶100，同时保持薄膜的拉伸状态。然后，在74℃薄膜被浸入水溶液300秒，该水溶液具有重量比为碘化钾∶硼酸∶水为10∶9.5∶100，此后，薄膜用纯水在26℃清洗20秒，然后在65℃干燥以得厚度约为26μm的聚乙烯醇基偏振膜。
分别地，一定量的氯化锌加入平均聚合度约为1,700和皂化度为99.6％或更大的聚乙烯醇水溶液以得含有聚乙烯醇、水和氯化锌且重量比为4∶100∶1.5的粘合剂，在该粘合剂中锌含量基于粘合剂中的固体总重量约为13％。
这种粘合剂被施加到前面步骤中制备的偏振膜的两面上，然后厚度为80μm的各三乙酰纤维素保护膜，其表面被皂化(“FUJITACK T80UZ”，由Fuji PhotoFilm Co.，Ltd.得到)，被粘合到偏振膜的各自表面，接着在70℃干燥4分钟以得起偏振片。
制备起偏振片通过用硫酸分解，灰化和溶解在硝酸中，并然后用火焰原子吸收光谱测定法分析，锌含量为每平方米起偏振片68mg(g/m2)。
各粘合层的厚度不能用薄膜厚度仪测量，由粘合剂中锌含量(约为13％重量)假定，各粘合层厚度约为0.2μm。
由此获得的一对起偏振片在80℃于干燥空气中保持500小时，然后，该起偏振片彼此重叠以使起偏振片的吸收轴彼此垂直，以及利用荧光灯在照明箱上观察透射光的颜色，结果示于表1，而且，通过用EPMA分析而得的最大局部最大值(a)与最小局部最小值(b)的比值报告在表1中。
实施例2用与实施例1中相同的方法制备起偏振片，除了粘合剂组合物被改变以使聚乙烯醇∶水∶氯化锌重量比为4∶100∶2，且由此粘合剂中的锌含量约为16％，该起偏振片中的锌含量和该起偏振片的评估结果示于表1中，而且，通过用EPMA分析而得的最大局部最大值(a)与最小局部最小值(b)的比值报告在表1中。
对比例1用与实施例1中相同的方法制备起偏振片，除了使用氯化锌，起偏振片的评估结果示于表1中。
对比例2用与实施例1中相同的方法制备起偏振片，除了粘合剂中的锌含量被改变成基于粘合剂的固体含量为约5％，起偏振片中的锌含量和起偏振片的评估结果示于表1中，而且，通过用EPMA分析而得的最大局部最大值(a)与最小局部最小值(b)的比值报告在表1中。
表1
如能够从表1中的结果所见，本发明的碘型起偏振片在干热后受到较小的破坏，并且耐久性好，因此，本发明能够通过比传统方法简单的方法改善碘型起偏振片的耐久性。
权利要求
1.一种包括聚乙烯醇树脂膜和保护膜的碘型起偏振片，其中碘在该膜上吸附和取向，保护膜粘附到具有透明粘合层的所述树脂膜的至少一面上，该透明粘合层含锌量为基于粘合层重量约6％-18％重量。
2.根据权利要求1的碘型起偏振片，其中保护膜粘合到所述树脂膜的两面上。
3.根据权利要求1或2的碘型起偏振片，其中所述粘合剂包括聚乙烯醇。
4.根据权利要求1-3中任一项的起偏振片，其中所述起偏振片中的总含锌量与所述粘合剂中的含锌量相应。
全文摘要
提供一种碘型起偏振片，该起偏振片包括聚乙烯醇树脂膜，其中碘在该膜中/膜上吸附和取向，和粘附到具有透明粘合层的树脂膜的至少一面上的保护膜，该透明粘合层含锌量为每1平方米(m2)起偏振片为约30mg－90mg或含锌量为基于粘合层重量约为6％－18％重量。
文档编号G02B1/10GK1749784SQ200510108538
公开日2006年3月22日 申请日期2002年5月10日 优先权日2001年5月10日
发明者松元浩二, 林成年, 植田智生 申请人:住友化学株式会社, 大仓工业株式会社