KR100631178B1

KR100631178B1 - 폴리비닐알콜 복합 수지조성물과 이를 이용한 폴리비닐알콜필름

Info

Publication number: KR100631178B1
Application number: KR1020050021152A
Authority: KR
Inventors: 임봉현; 권대룡; 엄인호; 인용성; 김종수; 양세인
Original assignee: 동양제철화학 주식회사
Priority date: 2005-03-14
Filing date: 2005-03-14
Publication date: 2006-10-02
Also published as: CN1834146A; CN1834146B; KR20060099742A; TWI377228B; TW200632023A

Abstract

본 발명은 폴리비닐알콜 복합 수지조성물과 이를 이용한 폴리비닐알콜 필름에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 검화 과정 중인 폴리비닐알콜 수지에, 특정의 음이온성과 비이온성 친수성 증진제 및 가소제를 일정 성분비로 함침시켜 분자 사슬간의 간격을 넓혀 수소 결합이 억제된 폴리비닐알콜 복합 수지조성물과, 상기 폴리비닐알콜 복합 수지조성물을 압출법으로 가공하여, 표면장력, 접촉각, 편광율 및 투과율이 동등이상으로 향상되고, 특히 미용해물 개수 및 색편차 등이 월등히 향상되어 액정디스플레이의 편광용에 적합한 폴리비닐알콜 필름에 관한 것이다.

음이온성과 비이온성 친수성 증진제, 가소제, 편광용, 폴리비닐알콜 필름

Description

폴리비닐알콜 복합 수지조성물과 이를 이용한 폴리비닐알콜 필름{Composition of Polyvinyl Alcohol Resin and Film of Polyvinyl Alcohol using them}

본 발명은 폴리비닐알콜 복합 수지조성물과 이를 이용한 폴리비닐알콜 필름에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 검화 과정 중인 폴리비닐알콜 수지에, 특정의 음이온성과 비이온성 친수성 증진제 및 가소제를 일정 성분비로 함침시켜 분자 사슬간의 간격을 넓혀 수소 결합이 억제된 폴리비닐알콜 복합 수지조성물과, 상기 복합 수지조성물을 압출법으로 가공하여, 표면장력, 접촉각, 편광율 및 투과율이 동등이상으로 향상되고, 특히 미용해물 개수 및 색편차 등이 월등히 향상되어 액정디스플레이의 편광용에 적합한 폴리비닐알콜 필름에 관한 것이다.

편광판은 폴리비닐알콜 필름(이하, 'PVA'이라 함)을 한 축으로 늘리는 연신과 염색하여 제조한 편광필름의 양면에 3-아세트산셀룰로스(TAC)막 등의 보호판이 부착된 구성으로 되어 있으며, 액정디스플레이에 사용된다. 일반적으로 편광성능의 균일성을 위해서는 두께가 균일한 PVA 필름 사용, 이색성 염료의 균일한 염 색, 얼룩 없이 부착 등의 여러 주의사항이 있으나, PVA 필름의 성능에 따라 크게 죄우된다. PVA 필름은 잔류된 미용해물 없고, 색편차가 발생되지 않는 것을 사용하는 것이 핵심이며, 이는 주 성분인 폴리비닐알콜 수지에 따라 달라진다.

폴리비닐알콜 수지는 일반적인 열가소성 수지들과는 달리 융점과 열분해 온도가 매우 근접하여 있어 단순한 가열 용융법에 의한 필름성형이 불가능하다. 따라서, 폴리비닐알콜 수지를 이용하여 필름을 제조하기 위해서 물, 다가알콜 등과 같은 가소제를 다량 혼합 사용하여 가공온도를 낮추고 성형하는 방법이 일반적으로 수행되고 있다.

폴리비닐알콜 필름을 제조하는 방법으로는 용액 주조법과 압출법 등이 알려져 있다.

용액 주조법은 교반조에서 폴리비닐알콜 수지를 물과 같은 용매와 장시간 교반시켜 5 ∼ 20 중량% 정도의 저농도 용액을 제조한 후, 제막하는 공정을 수행하는 것으로, 최종 필름 대비 수분이 수백 중량% 정도로 다량 함유되어, 이를 건조시키기 위한 공정이 수반되고, 또한 경제적으로 효율적이지 못하였다.

용액 주조법이 경제적이지 못하다는 단점 때문에 편광용 폴리비닐알콜 필름 제조 시 보편적으로 주로 사용되고 있는 압출법은 압출기를 사용하여 제막하는 공정을 수행하는 것으로, 종래의 용액 주조법에 비하여 제한된 가공시간 및 고농도로 인하여 필연적으로 미용해물들이 발생되었다. 이에, 충분한 혼련을 통한 미용해물의 발생을 최소화시키기 위하여 일축 혹은 다축압출기를 직렬로 2대 이상을 연결하여 사용하거나, 발생된 미용해물을 다수의 필터에 의해 제거하는 방법들이 현 재 이용되고 있다. 그러나 이 같은 방법은 다량의 미용해물들이 형태 변환을 통해 필터를 쉽게 통과하고, 고점도의 용액을 여과 시킬 수 있는 기술 또한 제한되어 있기 때문에 최종 제품에 다수의 미용해물 잔류를 방지 못하고 있다. 이러한 방법을 사용한 일본특허 공개 제2000-120600호에 공지된 바로는 종래의 편광필름들은 입자면적 기준 300 ㎛² 이상크기의 미용해물들이 ㎡당 100개 이상 잔류되고 있다.

또한, 폴리비닐알콜 필름은 팽윤, 연신, 염착, 고정, 수세 및 건조 과정 등의 연속 공정을 거치면서 편광필름으로 제조된다. 팽윤 과정은 종류에 따라 건식 및 습식으로 나누어지게 되는데, 이 과정에서 필름은 짧은 시간 내에 균일하게 팽윤되기 어려우며, 또한 불균일한 팽윤도는 이후의 연신 공정 수행 시 주름이 발생하거나 염착 공정 수행 시 불균일한 염착의 원인이 되어 색편차를 발생시키게 된다. 뿐만 아니라, 필름 표면에 묻은 염착액 이나 고정액을 제거하는 수세 공정에서 필름표면의 표면수는 특성상 균일하게 분포되기보다 수적의 상태로 존재하게 되는데, 이는 건조 시 수적 부분과 주변의 염색농도 차이를 발생시켜 색편차가 발생되게 된다.

이상에서 살펴본 바와 같이, 미용해물과 색편차는 폴리비닐알콜의 편광필름 용도로 적용 시 큰 단점으로 작용되고 있으며, 특히, 액정 디스플레이 제품 등이 점차로 광폭화 및 고품질화 되어감에 따라 그 중요성은 더욱 강조되고 있는 실정이다.

이에 본 발명자들은 압출법에 의해 제조된 폴리비닐알콜 필름의 잔류 미용해물 및 색편차 등으로 인한 편광성능 문제를 해결하기 위하여 연구 노력하였다.

그 결과, (A) 검화 과정 중인 폴리비닐알콜 수지에, 특정의 음이온성과 비이온성 친수성 증진제 및 가소제를 일정 성분비로 함침시켜, 수지를 팽윤 시켜 분자 사슬간의 간격을 넓혀 수소 결합을 억제된 폴리비닐알콜 복합 수지조성물과, 상기 수지를 이용하여 제조된 필름이 표면장력, 접촉각, 편광율, 투과율, 미용해물 개수 및 색편차 등의 물성이 종래에 비해 동등이상으로 향상된다는 것을 알게 되어 본 발명을 완성하게 되었다.

따라서, 본 발명은 검화 과정 중인 폴리비닐알콜 수지에, 특정의 성분을 함유한 폴리비닐알콜 복합 수지조성물과, 상기 수지를 이용하여 표면장력, 접촉각, 편광율 및 투과율이 동등이상으로 향상되고, 특히 미용해물 개수 및 색편차 등이 월등히 향상된 폴리비닐알콜 필름을 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명은 (A) 검화도가 75.0 ∼ 99.8 몰%인 폴리비닐알콜 수지 100 중량부에, (B) 다음 화학식 1로 표시되는 음이온성 친수성 증진제 0.001 ∼ 0.3 중량부; (C) 다음 화학식 2로 표시되는 비이온성 친수성 증진제 0.001 ∼ 0.3 중량부; 및 (D) 물, 다가 알콜류 및 프탈레이트계 화합물 중에서 선택된 2종 이상의 가소제 1.0001 ∼ 385 중량부를 함유시켜 검화된 검화도가 99.9 몰% 이상인 폴리비닐알콜 복합 수지조성물에 그 특징이 있다.

[화학식 1]

[화학식 2]

상기 화학식 1 또는 화학식 2에서, R¹은 H 또는 탄소수 1 내지 20인 알킬기이고, R²는 H, 또는 COOR¹이고, M은 알칼리 금속 또는 알칼리 토금속 원자이고, m은 1 ∼ 20 의 정수이고, n은 0 ∼ 20의 정수이고, x는 0 ∼ 7의 정수이며, x + y는 9 ∼ 11의 정수를 나타낸다.

또한, 본 발명은 상기 폴리비닐알콜 복합 수지조성물을 압출 성형하여 제조된 폴리비닐알콜 필름에 또 다른 특징이 있다.

이하, 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명은 폴리비닐알콜 필름의 편광성능을 향상시키기 위하여, 검화반응 중인 폴리비닐알콜 수지에, 특정의 음이온성과 비이온성 친수성 증진제와 가소제를 일정 성분비로 함침시켜 검화가 완료되기 이전에 수지를 팽윤 시켜 분자 사슬간의 간격을 효율적으로 넓혀 수소 결합을 억제된 폴리비닐알콜 복합 수지조성물과, 상기 폴리비닐알콜 복합수지를 압출하여 표면장력, 접촉각, 편광율, 투과율이 동등 이상을 향상되고, 특히, 미용해물 개수 및 색편차 등의 월등히 향상되어 편광판으로 적용시 효과적인 폴리비닐알콜 필름 및 이의 제조방법에 관한 것이다.

본 발명에 따른 폴리비닐알콜 복합 수지조성물과 상기 조성물을 이용한 폴리비닐알콜 필름 및 이의 제조방법에 대하여 보다 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

본 발명은 폴리비닐알콜 수지의 제조 시 수행되는 검화 반응 중에, 특정의 음이온성과 비이온성 친수성 증진제와 가소제를 일정성분비로 함유하여 검화 반응을 완료시킨 폴리비닐알콜 복합 수지조성물에 기술구성상의 특징이 있다.

검화도는 폴리비닐알콜 수지의 분자 사슬 내 아세테이트기들이 하이드록시기로 치환된 정도 일컫는 것으로, 분자량이 같은 경우에도 이러한 검화도 차이에 따라 수용성, 난용성, 불용성으로 나누어진다. 즉, 상대적으로 관능기 크기가 큰 아세테이트기가 하이드록시기로 치환될수록 분자사슬간 간격이 좁아지고 또한 분자사슬 간에 하이드록시기들에 의한 강력한 수소결합을 형성되어 상기와 같이 구분되어 진다.

이로부터, 압출법으로 제조된 폴리비닐알콜 필름 중에 잔류되는 미용해물의 주요 발생원인은 필름의 압출 공정 이전에 기 형성된 폴리비닐알콜 수지 내 분자 사슬간 강력한 수소결합에 의한 것이다. 특히, 수용성이나 이형용 용도와 달리 검화도가 99.9 몰% 이상인 편광용 폴리비닐알콜 수지는 보다 강력한 분자 사슬간 결합 구조를 갖기 때문에 단시간의 압출 공정만으로는 미용해물 없는 완벽한 용융 체의 제조가 어렵다.

따라서, 압출법에 의해 가공되기 전에 폴리비닐알콜 수지의 분자 사슬간 수소결합 구조를 갖는 것을 최대한 억제 시켜야 한다. 본 발명은 폴리비닐알콜 수지를 제조의 중간공정인 검화 공정 중 수지의 검화도가 99.9몰% 되기 이전에 상기 화학식 1로 표시되는 음이온성 친수성 증진제와 상기 화학식 2로 표시되는 비이온성 친수성 증진제 및 가소제를 투입하여 함침시킨 후 검화 공정을 완료한다.

상기 투입되는 친수성 증진제는 폴리비닐알콜 수지의 표면장력과 접촉각 개선하기 위하여 상기 화학식 1의 음이온성 친수성 증진제와 화학식 2의 비이온성 친수성 증진제를 사용한다. 상기 화학식 2에서, 보다 바람직하기로는 m은 3 ∼ 18의 정수인 것을 사용하는 것이 좋다. 상기 친수성 증진제는 폴리비닐알콜 100 중량부에 대해 각각 0.001 ∼ 0.3 중량부, 바람직하기로는 0.002 ∼ 0.1 중량부를 사용한다. 상기 각각의 친수성 증진제의 사용량이 0.001 중량부 미만이면 표면장력 및 접촉각등의 향상 효과가 미미하고, 0.3 중량부를 초과하는 경우에는 필름표면으로 이행되어 장기 보관 시 필름 간 점착에 의한 주름이 발생하기 쉽기 때문에 상기 범위를 유지하는 것이 바람직하며, 이 같은 경우 균일한 팽윤, 염착 및 건조를 가능하게 하여 색편차가 없는 편광판의 제조가 가능하게 한다.

또한, 상기 친수성 증진제 이외에 가공 시 온도를 저하시키기 위하여 당 분야에서 통상적으로 사용되는 가소제를 사용하는 바, 본 발명에서는 상기 역할 이외에 이들은 수지 분자 사슬간 수소결합 억제 및 분자사슬 간격을 유지시키는 핵심적인 역할을 수행한다. 상기 가소제는 다가 알콜류, 물 및 프탈레이트화합물 중 에서 선택된 2종 이상을 사용할 수 있으며, 구체적으로 예를 들면 다가알콜류는 글리세린, 에틸렌글리콜, 프로필렌 글리콜, 디에틸렌글리콜 및 트리에틸렌 글리콜 등이 사용될 수 있고, 프탈레이트 화합물은 다이부틸 프탈레이트, 다이아이소부틸프탈 레이트, 다이옥틸프탈레이트, 다이아이소옥틸프탈레이트, 다이노닐프탈레이트, 다이 아이소노닐프탈레이트 및 다이아이소데실프탈레이트 등이 사용될 수 있다.

이러한 가소제는 상기 폴리비닐알콜 수지 100 중량부에 대하여, 다가 알콜류는 1 ∼ 35 중량부, 바람직하기로는 5 ∼ 25 중량부 사용되고, 물은 30 ∼ 350 중량부, 바람직하기로는 80 ∼ 250 중량부 및 프탈레이트계 화합물은 1 ∼ 100 ppm, 바람직하기로는 3 ∼ 50 ppm 혼합 사용한다. 상기 가소제 중 다가알콜의 사용량이 1 중량부 미만이면 그 효과가 미미하고 35 중량부를 초과하는 경우에는 편광판 제조시 완전히 제거되지 않고 잔류하여 광학특성 저하 및 너무 유연하여 취급이 어려운 문제가 발생하므로 상기 범위를 유지하는 것이 바람직하다. 상기 가소제중 물의 사용량이 30 중량부 미만이면 폴리비닐알콜의 열분해가 쉽게 일어나고 350 중량부를 초과하는 경우에는 압출기내에서 이송 등의 취급이 어렵고, 제거해야할 수분량이 너무 많아 공정이 비효율적인 문제가 발생하므로 상기 범위를 유지하는 것이 바람직하다. 상기 가소제중 프탈레이트계 화합물의 사용량이 1 ppm 미만이면 그 효과가 미미하고 100 ppm을 초과하는 경우에는 필름의 투과도를 저하시키는 문제가 발생하므로 상기 범위를 유지하는 것이 바람직하다.

특히, 글리세린과 같은 다가 알콜류와 프탈레이트계 가소제는 물만을 단독 사용했을 시에 비해 휘발성이 낮아 원료 중 수소 결합 방지에 보다 효과적이고 안 정성 및 장기 보전성을 증대 시켜주며, 또한 함수된 원료간의 점착성을 감소시켜 입자의 흐름성을 개선시키는 역할을 수행한다. 이러한 역할은 압출 공정 시 피더에서 균일한 원료 공급을 가능하게 하여 주고 결과적으로 균일한 두께의 필름 제조를 가능하게 한다.

한편, 상기와 같이 검화 과정 중에 친수성 증진제와 가소제를 함침시켜 제조된 폴리비닐알콜 복합 수지조성물을 당 분야에서 사용되는 통상적인 방법을 사용하여 압출된다. 이때, 압출온도 50 ∼ 150 ℃로, 바람직하기는 80 ∼ 120 ℃ 범위로 조절된 다축 압출기에 투입하여 용융시켜 미용해물 발생이 거의 없이 균일하게 혼합 용융된다. 상기 온도가 50 ℃ 미만이면 용융이 되지 않아 압출가공이 불가능하고 150 ℃를 초과하는 경우에는 폴리비닐알콜 수지가 부분 열분해 되어 변색하는 문제가 발생하므로 상기 범위를 유지하는 것이 좋다.

상기에서 용융된 용융체는 이물질을 제거하기 위한 목적으로 설치한 필터와 연이어 기어펌프, 다이를 통과하면서 필름 형태로 변화 된 후, 연속으로 회전하는 캐스팅 롤에 주조되게 된다. 이후에 주조된 필름은 캐스팅 롤에서 1차 건조되는데 이때 함유한 수분은 폴리비닐알콜 수지 100 중량부에 대해 5 ∼ 70 중량부로 낮추어 박리시킨다. 이때, 짧은 시간동안 급격히 많은 양의 수분을 제거할 경우에는 주조 특성상 필름의 주조면과 대기면 간의 수분율 구배로 인하여 필름 뒤틀림 발생의 주요 원인이 되고 반대로 충분한 양의 수분이 제거되지 못했을 경우에는 박리 시 필름에 작용된 힘에 의해 필름 변형의 원인이 된다. 박리된 필름은 공정 특성상 내·외부가 불균일한 수분 함량을 갖게 되는데 이는 다음 단계의 건조 과정에서 전기한 뒤틀림의 원인이 될 수 있다. 따라서, 캐스팅롤 이후에 작은 직경의 수개의 건조롤을 배치함으로써 불균일한 수분을 안정화시킬 수 있다. 롤 건조기를 통과함으로써 수분의 안정화를 이룬 필름은 궁극적으로 다수의 에어 노즐로 구성되어 있고 30 ∼ 180 ℃로 유지되고 있는 플로팅 드라이어를 거침으로써 궁극적으로 원하는 수분 함량을 갖는 필름을 얻게 된다. 일정 수분 함량까지 건조된 필름은 불균일한 두께를 가진 가장자리 부분을 절단하고 권취기에서 롤에 감게 된다. 이때, 필름의 변형과 필름간의 접착을 최소화하기 위해 무장력 상태로 권취 하게 된다.

상기와 같이 본 발명에 따라 제조된 폴리비닐알콜 필름은 팽윤, 연신, 염착, 고정, 수세 및 건조과정을 거처 편광필름을 제조하게 되며, 각각의 과정을 구체적으로 살펴보면 다음과 같다. 팽윤과정은 건식 및 습식 모두가 가능하나, 폴리비닐알콜 필름은 짧은 시간 내 균일한 팽윤 특성을 갖는 것이 중요하다. 만약, 시간이 길어질 경우에는 연신공정에서 필름 표면에 주름이 발생되어 색 불균일성의 주요 원인이 된다. 이러한 팽윤성은 필름의 표면장력을 낮춤으로써 향상이 가능하다.

또한, 연신과정은 1축 연신을 행하게 되며, 팽윤조 및 염착조 내에서 연신이 가능하며, 염착과정은 요오드나 2 색성 염료를 사용하여 실시하는데 최종 편광판의 색편차가 발생되지 않도록 균일한 염착을 수행하는 것이 중요하다.

흡착된 염료를 안정화시키는 고정 과정은 붕소나 붕소화합물 존재하에서 실시하며, 표면에 잔류한 염착 및 고정액을 제거하기 위하여 수세과정을 실시하고 수세 후 표면에 남은 물은 건조과정을 거쳐 제거한다. 이때, 필름의 접촉각이 충분히 낮아야 건조 시 수분이 수적 형태로 존재하지 않고 이로 인한 색편차를 발생시키지 않게 된다.
상기 폴리비닐알콜 복합 수지조성물을 압출 성형하여 제조된 폴리비닐알콜 필름은 편광율은 95 ∼ 100 이고, 투과율은 42 ∼ 45 및 단위면적(㎡)당 300 ㎛²이상의 입자면적을 가지는 미용해물의 개수가 10개 이하를 유지한다.

이와 같은 본 발명을 실시예에 의거하여 보다 구체적으로 설명하겠는바. 본 발명이 다음 실시예에 의하여 한정되는 것은 아니다.

실시예 1

검화도 99.98몰%, 중합도 2,400의 폴리비닐알콜(이하, 'PVA'이라 함)제조에 있어서, 검화 과정 중에 PVA 100 중량부에 대해 가소제로 글리세린 11 중량부, 물 150 중량부, 다이옥틸프탈레이트 30 ppm 및 친수성 증진제로 다이부틸소디움설퍼아디페이트 0.050 중량부, 폴리옥시에틸렌도 데실에테르 0.050 중량부를 주입하여 함침시켰다.

상기 함침된 원료를 100 ℃로 온도가 설정된 다축 압출기 호퍼에 투입시켜 복합 수지조성물을 제조하였다. 상기 압출기에서 균일 혼합 용융된 복합 수지조성물은 T 다이를 통과하면서 필름으로 형태 변형된 후 85 ℃의 캐스팅 롤에 토출되어 1차 건조과정을 수행하였다. 상기 건조된 필름은 다시 다수의 에어노즐이 상하에 장착된 플로팅 드라이어에서 2차 건조된 후 가장자리의 불균일한 부분을 절단한 후 권취기에서 롤에 권취시킨 폴리비닐알콜 필름이 제조하였다.

상기에서 제조된 폴리비닐알콜 필름의 압출방향 두께 편차, 표면장력, 접촉 각, 편광율, 투과율 미용해물 개수 및 색편차를 하기의 방법으로 측정하여, 그 결과를 다음 표 2에 나타내었다.

[물성 측정방법]

(1) 표면장력 : 20℃, 폴리비닐알콜필름 1중량% 용액의 표면장력(크루스사 모델 K10T).

(2) 접촉각 : 폴리비닐알콜필름의 접촉각 측정(페이스사 모델 CA-DT).

(3) 미용해물 개수, 색편차 : 1 평방제곱미터 크기의 편광판을 폴라리스스코프를 이용 색편차와, 입자면적 기준 300 ㎛² 이상 크기의 미용해물을 측정(피티지 인스트루먼사의 모델 243).

실시예 2

상기 실시에 1과 동일하게 실시하되, 검화도 99.95몰%와 중합도 1,700의 PVA 100 중량부, 가소제로 글리세린 9 중량부, 물 100 중량부, 다이옥틸프탈레이트 30 ppm 및 친수성 증진제로 다이부틸소디움설퍼아디페이트 0.050 중량부, 폴리옥시에틸렌도 데실에테르 0.050 중량부를 사용하고, 다축압출기의 온도를 90 ℃로 설정하여 폴리비닐알콜 필름을 제조하였다.

상기에서 제조된 폴리비닐알콜 필름의 압출방향 두께 편차, 표면장력, 접촉각, 편광율, 투과율 미용해물 개수 및 색편차를 측정하여, 그 결과를 다음 표 2에 나타내었다.

실시예 3

상기 실시예 1과 동일하게 실시하되, 검화도 99.98몰%, 중합도 2,400의 PVA 100 중량부, 가소제로 글리세린 11 중량부, 물 150 중량부, 다이옥틸프탈레이트 30 ppm 및 친수성 증진제로 라우릴산칼륨 0.050 중량부, 폴리옥시에틸렌도데실에테르 0.050 중량부를 사용하여 폴리비닐알콜 필름을 제조하였다.

실시예 4

상기 실시예 1과 동일하게 실시하되, 검화도 99.98몰%, 중합도 2,400의 PVA 100 중량부, 가소제로 글리세린 11 중량부, 물 150 중량부, 다이옥틸프탈레이트 30 ppm 및 친수성 증진제로 다이부틸소디움설퍼아디페이트 0.050 중량부, 올레인산디에탄올아미드 0.050 중량부를 사용하여 폴리비닐알콜 필름을 제조하였다.

비교예 1

상기 실시예 1과 동일하게 실시하되, PVA 수지 검화 과정 중에 가소제 및 친수성 증진제를 함침 시키지 않고, 바로 압출기에 투입하여 폴리비닐알콜 필름을 제조하였다.

상기에서 제조된 폴리비닐알콜 필름의 압출방향 두께 편차, 표면장력, 접촉각, 편광율, 투과율 미용해물 개수 및 색편차를 측정하여, 그 결과를 다음 표 2에 나타내었다. 이때, 200 개의 미용해물이 발견되었고 이로 인해 염색 불균일도에 의한 폭 5 ∼ 10 ㎜, 길이 50 ∼ 100 ㎜의 긴 줄무늬상의 색편차가 발생되었다.

비교예 2

상기 실시예 1과 동일하게 실시하되, PVA 수지 검화 과정 중에 가소제 및 친수성 증진제를 함침 시키지 않고, 검화가 완료된 건조 수지에 주입 함침 시켜 폴리비닐알콜 필름을 제조하였다.

상기에서 제조된 폴리비닐알콜 필름의 압출방향 두께 편차, 표면장력, 접촉각, 편광율, 투과율 미용해물 개수 및 색편차를 측정하여, 그 결과를 다음 표 2에 나타내었다. 이때, 110 개의 미용해물이 발견되었고, 이로 인해 염색 불균일도에 의한 폭 3 ∼ 6 ㎜, 길이 30 ∼ 60 ㎜의 긴 줄무늬상의 색편차가 발생되었다.

비교예 3

상기 실시예 1과 동일하게 실시하되, 친수선 증진제인 다이부틸소디움설퍼아 디페이트와 폴리옥시 에틸렌도데실에테르를 사용하지 않고 수행하여 폴리비닐알콜 필름을 제조하였다.

상기에서 제조된 폴리비닐알콜 필름의 압출방향 두께 편차, 표면장력, 접촉각, 편광율, 투과율 미용해물 개수 및 색편차를 측정하여, 그 결과를 다음 표 2에 나타내었다. 이때, 40 개의 미용해물이 발견되었고 염색 불균일도에 의한 폭 5 ∼ 20 ㎜, 길이 30 ∼ 300 ㎜의 긴 타원 상의 색편차가 발생되었다.

상기 실시예 1 ∼ 4 및 비교예 1 ∼ 3에서 사용된 PVA 수지, 가소제 및 친수성 증진제 등의 사용성분, 사용량, 검화 중의 성분 주입 여부 등을 간략하게 정리하면 다음 표 1과 같다.

구 분	수지 중합도	수지 검화도 (몰%)	검화공정 중 주입 여부	친수성 증진제 (중량부)		가소제 (중량부)
구 분	수지 중합도	수지 검화도 (몰%)	검화공정 중 주입 여부	음이온성	비이온성	알콜류	물	프탈레이트계 (ppm)
실시예 1	2400	99.98	Ｏ	BS (0.05)	OE (0.05)	11	150	30
실시예 2	1700	99.95	Ｏ	BS (0.05)	OE (0.05)	9	100	30
실시예 3	2400	99.98	Ｏ	LK (0.05)	OE (0.05)	11	150	30
실시예 4	2400	99.98	Ｏ	BS (0.05)	OA (0.05)	11	150	30
비교예 1	2400	99.98	×	BS (0.05)	OE (0.05)	11	150	30
비교예 2	2400	99.98	×	BS (0.05)	OE (0.05)	11	150	30
비교예 3	2400	99.98	Ｏ	사용하지 않음		11	150	30
BS : 다이부틸소디움설퍼아디페이트 OE : 폴리옥시에틸렌도데실에테르 LK : 라우릴산칼륨 OA : 올레인산디에탄올아미드

구 분	압출방향필름 두께편차 (㎛)	표면장력 (dyne/㎝)	접촉각 (도)	편광율 (%)	투과율 (%)	미용해물 개수	색편차
실시예 1	75 ± 0.5	35	11	99.3	44.1	5	없음
실시예 2	75 ± 0.5	36	13	98.4	43.5	4	없음
실시예 3	75 ± 1.0	36	12	97.3	43.3	9	없음
실시예 4	75 ± 2.0	36	12	97.1	43.0	8	없음
비교예 1	75 ± 5.0	40	18	95.6	40.5	200	있음
비교예 2	75 ± 3.0	38	17	96.7	41.1	110	있음
비교예 3	75 ± 3.0	69	38	94.6	42.3	40	있음

상기 표 2에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 따른 특정의 성분을 사용하고 이를 PVA 검화 과정 중에 주입하여 제조된 실시예 1 ∼ 4의 폴리비닐알콜 필름이, 비교예 1 ∼ 3에 비해 표면장력, 접촉각, 편광율, 투과율, 미용해물 개수 및 색편차 등에서 동등 이상의 우수성을 나타낸 다는 것을 확인 할 수 있었다. 특히, 종래의 폴리비닐알콜을 이용한 편광용 필름이 잔류된 미용해물과 색편차로 인하여 광폭화에 장애요인으로 작용하였으나, 본 발명에 따른 폴리비닐알콜 필름은 미용해물 개수와 색편차가 현저하게 감소되어 보다 우수한 효과를 가져올 수 있다는 것을 확인할 수 있었다.

상기에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따라 PVA 수지 검화 과정 중에 가소제 및 특정의 음이온성 및 비이온성 친수성 중진제를 일정 성분비로 혼합 사용하여 제조하여, 표면장력, 접촉각, 편광율, 투과율, 미용해물 개수 및 색편차 등에서 동등 이상의 우수성을 나타내고 특히, 미용해물 개수 및 색편차에서 월등히 향상된 효과를 보여 여러 가지 LCD 적용분야의 편광판으로 적용 시 그 효과가 우수할 것으로 기대된다.

Claims

(A) 검화도가 75.0 ∼ 99.8 몰%인 폴리비닐알콜 수지 100 중량부에,

(B) 다음 화학식 1로 표시되는 음이온성 친수성 증진제 0.001 ∼ 0.3 중량부;

(C) 다음 화학식 2로 표시되는 비이온성 친수성 증진제 0.001 ∼ 0.3 중량부; 및

(D) 물, 다가 알콜류 및 프탈레이트계 화합물 중에서 선택된 2종 이상의 가소제 1.0001 ∼ 385 중량부

를 함유시켜 검화된 것임을 특징으로 하는 검화도가 99.9 몰% 이상인 폴리비닐알콜 복합 수지조성물.

[화학식 1]

[화학식 2]

상기 화학식 1 또는 화학식 2에서, R¹은 H 또는 탄소수 1 내지 20인 알킬기이고, R²는 H, 또는 COOR¹이고, M은 알칼리 금속 또는 알칼리 토금속 원자이고, m은 1 ∼ 20 의 정수이고, n은 0 ∼ 20의 정수이고, x는 0 ∼ 7의 정수이며, x + y는 9 ∼ 11의 정수를 나타낸다.
제 1 항에 있어서, 상기 가소제는 폴리비닐알콜 수지 100 중량부에 대하여

물 30 ∼ 350 중량부, 다가 알콜류 1 ∼ 35 중량부, 및 프탈레이트계 화합물 1 ∼ 100 ppm인 것임을 특징으로 하는 폴리비닐알콜 복합 수지조성물.
제 1 항에 있어서, 상기 다가 알콜류는 글리세린, 에틸렌글리콜, 프로필렌 글리콜, 디에틸렌글리콜 및 트리에틸렌 글리콜 중에서 선택된 것임을 특징으로 하는 폴리비닐알콜 복합 수지조성물.
제 1 항에 있어서, 상기 프탈레이트계 화합물은 다이부틸 프탈레이트, 다이아이소부틸 프탈레이트, 다이옥틸 프탈레이트, 다이아이소옥틸 프탈레이트, 다이노닐 프탈레이트, 다이아이소노닐 프탈레이트 및 다이아이소데실 프탈레이트 중에서 선택된 것임을 특징으로 하는 폴리비닐알콜 복합 수지조성물.
청구항 1 내지 청구항 4 중에서 선택된 어느 한 항의 폴리비닐알콜 복합 수지조성물을 압출 성형하여 제조된 폴리비닐알콜 필름으로

편광율은 95 ∼ 100 이고, 투과율은 42 ∼ 45 및 단위면적(㎡)당 300 ㎛²이상의 입자면적을 가지는 미용해물의 개수가 10개 이하인 것임을 특징으로 하는 편광용 폴리비닐알콜 필름.