KR100635444B1

KR100635444B1 - 폴리비닐 알코올계 중합체 필름

Info

Publication number: KR100635444B1
Application number: KR1020050032825A
Authority: KR
Inventors: 히데유키 하다; 아키라 시라이시; 다카노리 이소자키
Original assignee: 가부시키가이샤 구라레
Priority date: 2004-04-21
Filing date: 2005-04-20
Publication date: 2006-10-17
Also published as: JP2005306981A; TWI278390B; TW200603997A; KR20060047285A; CN1690115A; CN1311025C; JP4578140B2

Abstract

본 발명은 필름의 전장에 걸쳐 조면화의 정도가 낮고 매끄러운 절단 단면을 가지고, 길이 방향으로 1축 연신했을 때 절단 단부에서의 균열이나 필름의 파단이 생기지 않고, 편광 필름을 제조할 때의 원반 필름으로서 바람직한 폴리비닐 알코올계 중합체 필름, 및 회전형 둥근 날을 이용하여 폴리비닐 알코올계 중합체 필름을 길이 방향을 따라 절단하여 상기 필름을 얻는 방법을 제공한다.

폴리비닐 알코올계 중합체, 편광 필름, 표면 조도, 1축 연신, 회전형 둥근 날

Description

폴리비닐 알코올계 중합체 필름{A POLYVINYL ALCOHOL FILM}

도 1은 길이 방향을 따라 절단 단부(端部)를 가진 본 발명의 PVA계 중합체 필름의 일부를 모식적으로 나타낸 도면이다.

도 2는 필름의 길이 방향을 따른 절단 단면(端面)의 "최대 높이(Ry)" 및 "산술평균 조도(Ra)"를 구하는 방법을 나타내는 도면이다.

도 3은 본 발명에서 이용하는 회전형 둥근 날의 일례를 나타내는 도면(단면도)이다.

도 4는 본 발명에서 바람직하게 이용되는 홈을 가진 롤의 일례 및 홈을 가진 롤을 이용한 PVA계 중합체 필름의 절단 방법의 일례를 나타내는 도면이다.

도 5는 본 발명의 절단 방법의 일례를 나타내는 도면이다.

[부호의 설명]

1: 길이 방향으로 절단 단부를 가진 긴 PVA계 중합체 필름,

2: 회전형 둥근 날, 3: 회전형 둥근 날의 칼날 선단,

4: 회전형 둥근 날의 칼날 부분의 연마된 테이퍼면,

4': 회전형 둥근 날의 칼날 부분의 연마된 테이퍼면,

5: 회전형 둥근 날의 칼날 부분의 수직 면,

6: 회전형 둥근 날의 칼날 부분의 연마된 테이퍼면,

7: 둥근 날 장착 부재, 8: 회전축, 9: 베어링, 10: 홈을 가진 롤,

10a: 홈을 가진 롤의 대직경부, 10b: 홈을 가진 롤의 소직경부, 11: 롤,

12: 롤

[특허문헌 1] 일본 특개 2002-144418호 공보

[특허문헌 2] 일본 특개 2003-12827호 공보

본 발명은, 필름의 길이 방향을 따라 매끄러운 절단 단면을 가진 폴리비닐 알코올계 중합체 필름, 및 그와 같은 폴리비닐 알코올계 중합체 필름을 얻기 위한 폴리비닐 알코올계 중합체 필름의 절단 방법에 관한 것이다. 본 발명의 폴리비닐 알코올계 중합체 필름은, 길이 방향을 따른 절단 단면이 매끄럽고, 조면화(粗面化)의 정도가 매우 작기 때문에, 필름을 길이 방향으로 연신했을 때 필름의 절단 단부에서의 균열의 발생 및 그에 수반하는 필름의 파단이 발생되기 매우 어렵다고 하는 우수한 특성을 가지며, 그와 같은 우수한 특성을 살려 편광 필름을 비롯하여, 연신 처리를 수반하는 필름 용도에 효과적으로 사용할 수 있다.

광의 투과 및 차단 기능을 가진 편광판은, 광의 스위칭 기능을 가진 액정과 함께, 액정 디스플레이스(LCD)의 기본적인 구성 요소이다. 이 LCD의 적용분야도, 개발 초기의 전자계산기 및 손목 시계 등의 소형 기기로부터, 근래에는, 랩탑 퍼스 널 컴퓨터, 워드프로세서, 액정 컬러 프로젝터, 차량 탑재용 내비게이션 시스템, 액정 텔레비전, 퍼스널폰 및 옥내외의 계측기기 등의 광범위한 분야로 확대되고 있어, 이러한 점에서 보다 고품질이고 저렴한 편광판이 요구되고 있다.

편광판은 일반적으로, 폴리비닐 알코올계 중합체 필름을 염색 후에 1축 연신하거나 염색하면서 1축 연신하거나 또는 1축 연신한 후에 염색하여, 염색된 1축 연신 필름을 만들고, 그것을 붕소화합물로 고정 처리하는 방법, 및 상기 1축 연신, 염색 처리 시에 염색과 동시에 붕소화합물로 고정 처리를 행하는 방법 등에 의해 편광 필름을 제조한 후, 그 편광 필름의 표면에 트리아세트산 셀룰로오즈(TAC) 필름, 아세트산ㆍ부티르산 셀룰로오즈(CAB) 필름 등의 보호막을 붙임으로써 제조된다.

편광판의 제조에 있어서는, 생산비의 저감 등을 위해, 긴 폴리비닐 알코올계 중합체 필름을 롤형으로 감은 원반 필름을 사용하여, 1축 연신, 염색, 고정, 보호막의 접합 등의 공정을 연속적으로 행하는 방법이 널리 채용되고 있다.

폴리비닐 알코올계 중합체 필름으로서는, 막 제조 후의 폴리비닐 알코올계 중합체 필름의 폭 방향의 양단부는, 중앙부와 두께가 다르거나, 건조의 정도가 달라서, 폭 방향의 양단부를 남긴 채로 1축 연신하면 안정된 연신이 곤란하므로, 필름의 폭 방향의 양단부를 절단 제거한 후 롤형으로 감아 편광판 메이커 등의 수요처에 공급하는 것이 일반적이다.

또, 편광판 메이커 등 수요처의 요구에 합치한 필름 폭을 가진 것을 제공하기 위해서, 막으로 제조된 폴리비닐 알코올계 중합체 필름을, 귀부의 절단 제거와 동시에 또는 귀부의 절단 제거를 행하지 않고서, 필름의 폭 방향의 중앙부나 기타 위치에서 길이 방향으로 절단하여, 필름을 요구되는 소정의 폭으로 하고, 그것을 롤형으로 감아 수요처에 납입하는 방법도 필요에 따라 행하여지고 있다.

폴리비닐 알코올계 중합체 필름을 길이 방향을 따라 절단할 때에, 필름의 길이가 별로 길지 않은 경우는, 절단 종료한 동안에도 절단 칼날의 마모의 정도가 작고, 절단 개시 시와 동일하게 필름의 절단이 양호하게 행하여져, 필름의 전장에 걸쳐 매끄러운 절단 단면이 형성된다. 그러나 근래, 편광판 메이커 등에 납입되는 폴리비닐 알코올계 중합체 필름은 보다 길어지고 있어, 3000m 이상의 긴 필름의 상태로 납입되는 것도 많다.

필름이 길면, 필름의 절단에 사용되는 절단 칼날이 서서히 마모되고, 그에 수반하여 절단 칼날의 커팅이 서서히 저하되어, 처음에는 매끄럽던 절단 단면도 서서히 조면화의 정도가 커지고, 필름의 전장에 걸쳐 매끄러운 절단 단면을 형성할 수 없다고 하는 문제가 발생한다.

폴리비닐 알코올계 중합체 필름으로부터 편광 필름을 제조함에 있어서, 높은 편광 성능을 얻기 위해서, 폴리비닐 알코올계 중합체 필름을 높은 연신 배율로 길이 방향으로 1축 연신하는 것이 일반적으로 행하여지고 있지만, 필름의 절단 단면이 조면화되어 있으면, 1축 연신 시에 거친 면 부분이 균열 발생의 기점이 되어 단부에 균열이 발생하고, 심한 경우에는 그 균열 부분으로부터 필름이 파단된다고 하는 문제를 일으키는 경우가 있다. 필름의 파단이 생긴 경우는, 1축 연신 처리를 일시 정지하여 파단 부분을 제거하고 나서 다시 연신 처리를 행할 필요가 있기 때 문에, 생산성의 대폭적인 저하, 편광 필름의 수율 저하를 초래한다. 이러한 점에서, 연신 시에 균열의 발생이나 파단이 발생하지 않는, 필름의 전장을 따라 매끄러운 절단 단면을 가진 폴리비닐 알코올계 중합체 필름이 요구된다.

이 때문에, 매끄러운 절단 단면을 가진 폴리비닐 알코올계 중합체 필름을 얻는 것을 목적으로 하여, 폴리비닐 알코올계 중합체 필름의 양단 부분(귀 부분)의 절단 방법을 고안하고자 종래부터 시도되고 있다.

그와 같은 종래 기술로는, 예를 들면, 고정 칼날을 사용하여, 폴리비닐 알코올계 중합체 필름의 습도 조절 조건, 날붙이(cutlery)의 형상, 날붙이의 위치를 조정하여 폴리비닐 알코올계 중합체 필름의 폭 방향의 양단부를 절단 제거하는 방법(특허문헌 1), 특정한 칼날끝 각도를 가지고, 또한 특정한 재질로 이루어지는 윗날 및 아랫날로 구성되는 전단(剪斷) 날을 이용하여 폴리비닐 알코올계 중합체 필름을 절단하여, 절단 단면의 표면 평균 조도(Ra)를 5㎛ 이하로 하는 방법(특허문헌 2) 등이 알려져 있다.

상기 특허문헌 1 및 2에 기재되어 있는 바와 같은 종래 기술은, 길이가 그다지 크지 않은 폴리비닐 알코올계 중합체 필름의 절단 방법으로는 적합하지만, 길이가 1000m 이상, 특히 3000m 이상인 폴리비닐 알코올계 중합체 필름의 절단에 채용했을 때는, 절단 칼날이 서서히 마모되고, 절단 작업의 끝으로 가까이 갈수록 절단 칼날의 마모가 커져, 필름의 절단 단면의 조면화 정도가 서서히 증대되므로, 필름의 길이 전체에 걸쳐 매끄러운 절단 단면을 형성하기 어려웠다.

구체적으로는, 특허문헌 1에 기재되어 있는 고정 칼날을 이용하는 방법에서 는, 고정 칼날의 1개소만으로 필름의 절단이 항상 행하여지기 때문에, 칼날의 마모가 대단히 빠르고, 단기간에 칼날의 커팅이 저하되고, 필름의 길이가 커질수록 절단 단면의 거칠기가 점점 커지기 쉽다고 하는 문제가 있었다.

또, 전단 날을 사용하는 특허문헌 2의 방법에 의한 경우는, 2개의 칼날의 사이에 필름을 끼워넣으면서 전단에 의해서 절단한다고 하는 구조 때문에, 긴 필름을 장시간에 걸쳐 절단했을 때에 칼날의 마모가 커지고 절단 단면의 거칠기가 점차 커진다고 하는 문제가 있었다.

또, 근래, LCD의 대화면화에 따라 그것에 이용하는 편광판도 대면적화되고 있어, 편광판의 제조에 이용되는 PVA 필름의 폭이 종래보다 커지고, 폭이 3m를 넘는 폴리비닐 알코올계 중합체 필름도 제조할 수 있게 되어 있다. 폴리비닐 알코올계 중합체 필름의 폭이 커짐에 따라서, 편광 필름을 제조하기 위한 1축 연신 시의 인장장력도 커져서, 필름의 폭 방향의 단부에서의 균열의 발생, 발생한 균열을 기점으로 하는 필름의 파단 문제도 생기기 쉽게 되어 있다. 이러한 점에서도, 종래보다 더욱 매끄러운 절단 단면을 가진 폴리비닐 알코올계 중합체 필름 및 그것을 얻기 위한 절단 방법이 강하게 요구되고 있다.

그러나, 1OOOm 이상, 특히 수천m의 길이에 걸쳐 매끄러운 절단 단면을 가진 폴리비닐 알코올계 중합체 필름, 및 그와 같은 필름을 얻기 위한 절단 방법은 종래 알려져 있지 않았다.

본 발명의 목적은, 필름의 전장에 걸쳐 조면화의 정도가 낮고, 매끄러운 절 단 단면을 가지며, 길이 방향으로 연신했을 때에도 필름의 절단 단부에서의 균열의 발생, 균열을 기점으로 하는 필름의 파단 등이 생기지 않고, 편광 필름 등을 제조하기 위한 연신 공정을 원활히 행할 수 있는, 긴 폴리비닐 알코올계 중합체 필름을 제공하는 것이다.

또한, 본 발명의 목적은, 전장에 걸쳐 조면화의 정도가 낮고 매끄러운 절단 단면을 형성할 수 있는 폴리비닐 알코올계 중합체 필름의 절단 방법을 제공하는 것이다.

본 발명자들은, 상기 목적을 달성하기 위해 여러 가지 검토를 거듭하였다. 그 결과, 폴리비닐 알코올계 중합체 필름을 길이 방향을 따라 절단할 때에, 고정 칼날이나 전단 날을 이용하는 대신에, 회전하고 있는 둥근 날을 사용하여 긴 폴리비닐 알코올계 중합체 필름을 이송하면서 절단하면, 필름의 전장에 걸쳐 조면화의 정도가 매우 낮고 매끄러운 절단 단면을 가진 폴리비닐 알코올계 중합체 필름이 얻어지는 것을 발견했다.

또한, 본 발명자들은, 그 경우에 둥근 날을 구동 장치 등에 우ㅏ햐 적극적으로 구동 회전시키는 것이 아니라, 필름의 이송에 따라 자유 회전시키면서 절단을 행하면, 필름의 절단이 보다 원활하게 행하여지고, 또한 둥근 날의 마모가 매우 적어져, 폴리비닐 알코올계 중합체 필름의 길이가, 예를 들면, 3000m 이상이더라도, 최후까지 양호한 절단을 행할 수 있어, 필름의 전장에 걸쳐 매끄러운 절단 단면을 가진 필름이 얻어지는 것을 발견했다.

또, 본 발명자들은, 상기의 절단에 있어서, 둥근 날의 직경이 40mm 이상이면, 둥근 날의 마모를 보다 저감할 수 있고, 보다 긴 폴리비닐 알코올계 중합체 필름의 절단을 양호하게 행할 수 있는 것을 발견했다.

또한, 본 발명자들은, 회전형 둥근 날을 이용하여 폴리비닐 알코올계 중합체 필름을 길이 방향을 따라 절단할 때에, 롤 축 방향으로 필름이 접촉하는 대직경부(大直徑部)와 필름이 접촉하지 않은 소직경부(小直徑部)를 교대로 가진 홈을 가진 롤을 사용하고, 홈을 가진 롤의 대직경부의 표면에 폴리비닐 알코올계 중합체 필름을 접촉시켜 이송하면서, 홈을 가진 롤의 소직경부의 위치에서 회전형 둥근 날에 의해서 폴리비닐 알코올계 중합체 필름을 길이 방향을 따라 절단하는 방법이 절단의 안정성 등의 관점에서 바람직한 것을 발견했다. 또, 그 경우, 폴리비닐 알코올계 중합체 필름을 홈을 가진 롤의 원주에 소정의 각도로 접촉시켜(필름을 홈을 가진 롤로 끌어 들여) 필름에 장력이 걸린 상태에서 절단을 행하면, 안정된 상태로 절단이 행하여져, 절단 단면이 한층 매끄럽게 되는 것, 또한 절단 시의 폴리비닐 알코올계 중합체 필름의 이송 속도는 40m/분 이하인 것이 바람직한 것 등을 발견했다.

그리고, 회전형 둥근 날을 이용하여 상기 절단 방법에 의해서 얻어진 폴리비닐 알코올계 중합체 필름에 대해, 그 절단 단면의 거칠기 정도를 조사한바, 조면화의 정도가 종래의 절단 필름에 비해 매우 낮고, 종래에 없는 매우 높은 매끄러움을 가지고 있어, 길이 방향으로 연신했을 때에 절단 단부에서의 균열의 발생, 균열의 발생에 수반한 필름의 파단이 없음을 발견하고, 그러한 여러 가지 지견에 따라 본 발명을 완성하였다.

즉, 본 발명은,

(1) 필름의 길이 방향을 따른 2개의 단부 중 적어도 한 쪽이 절단 칼날에 의해서 형성된 절단 단부인 긴 폴리비닐 알코올계 중합체 필름으로서, 상기 절단 단부의 절단 단면의 표면 조도가, 필름의 전장에 걸쳐, 하기의 식(1);

최대 높이(Ry) ≤ 50㎛ (1)

[식에서, "최대 높이(Ry)"는, JIS B 0601-1994 "표면 조도-정의"에 규정되어 있는 "최대 높이(Ry)"를 나타냄]

을 만족시키는 것을 특징으로 하는 폴리비닐 알코올계 중합체 필름이다.

그리고, 본 발명은,

(2) 상기 절단 단부의 절단 단면의 표면 조도가, 필름의 전장에 걸쳐, 하기의 식(2);

산술평균 조도(Ra) ≤ 1.4㎛ (2)

[식에서, "산술평균 조도(Ra)는, JIS B 0601-1994 "표면 조도 정의"에 규정되어 있는 "산술평균 조도(Ra)"를 나타냄]

을 또한 만족시키는 상기 (1)의 폴리비닐 알코올계 중합체 필름;

(3) 상기 절단 단부의 절단 단면에서의 "최대 높이(Ry)"와 "산술평균 조도(Ra)"의 비(Ry/Ra)가, 필름의 전장에 걸쳐 17∼40인 상기 (1) 또는 (2)의 폴리비닐 알코올계 중합체 필름;

(4) 필름의 길이가 1000m 이상이며, 롤형으로 감겨 있는 상기 (1)∼(3) 중 어느 하나의 폴리비닐 알코올계 중합체 필름; 및,

(5) 편광 필름용인 상기 (1)∼(4) 중 어느 하나의 폴리비닐 알코올계 중합체 필름이다.

또한, 본 발명은,

(6) 긴 폴리비닐 알코올계 중합체 필름을 이송하면서, 하나의 절단 단부의 형성을 위해 각 1개의 회전형 둥근 날을 사용하여, 필름을 길이 방향을 따라 평행하게 절단하는 것을 특징으로 하는 폴리비닐 알코올계 중합체 필름의 절단 방법이다.

그리고, 본 발명은,

(7) 긴 폴리비닐 알코올계 중합체 필름의 폭 방향의 2개소를, 각각 1개의 회전형 둥근 날에 의해서 길이 방향을 따라 절단하여, 필름의 길이 방향을 따른 양쪽의 단부가 절단에 의해 형성된 절단 단부인 폴리비닐 알코올계 중합체 필름을 형성하는 상기 (6)의 절단 방법;

(8) 긴 폴리비닐 알코올계 중합체 필름의 이송에 따라 둥근 날을 자유 회전시키면서 폴리비닐 알코올계 중합체 필름을 길이 방향을 따라 절단하는 상기 (6) 또는 (7)의 절단 방법;

(9) 둥근 날의 직경이 40mm 이상인 상기 (6)∼(8) 중 어느 하나의 절단 방법;

(10) 폴리비닐 알코올계 중합체 필름을 40m/분 이하의 속도로 이송하면서 회전형 둥근 날에 의해 절단하는 상기 (6)∼(9) 중 어느 하나의 절단 방법; 및,

(11) 폴리비닐 알코올계 중합체 필름의 휘발분 함량을 O.1∼10질량%로 하고, 회전형 둥근 날에 의해 온도 10∼70℃에서 절단을 행하는 상기 (6)∼(10) 중 어느 하나의 절단 방법;

이다.

또한, 본 발명은,

(12) 폴리비닐 알코올계 중합체 필름의 이송 시에 필름이 접촉하는 대직경부와 필름이 접촉하지 않은 소직경부를 롤 축 방향으로 교대로 가진, 홈을 가진 롤을 사용하고, 홈을 가진 롤의 대직경부의 표면에 폴리비닐 알코올계 중합체 필름을 접촉시켜 이송하면서, 홈을 가진 롤의 소직경부의 위치로 회전형 둥근 날에 의해서 폴리비닐 알코올계 중합체 필름을 길이 방향을 따라 절단하는 상기 (6)∼(11) 중 어느 하나의 절단 방법;

(13) 둥근 날의 칼날 부분에서의 비(非)테이퍼형 기부(基部)의 두께가 0.05∼1mm이며, 홈을 가진 롤의 롤 축 방향에서의 소직경부의 폭이 둥근 날의 칼날 부분에서의 비테이퍼형 기부 두께의 2∼50배인 상기 (12)의 절단 방법; 및,

(14) 홈을 가진 롤의 원주를 따라 폴리비닐 알코올계 중합체 필름을 10°∼100°의 각도로 접촉시키면서, 회전형 둥근 날에 의해서 폴리비닐 알코올계 중합체 필름을 길이 방향을 따라 절단하는 상기 (12) 또는 (13)의 절단 방법;

이다.

이하에 본 발명에 대해 상세하게 설명한다.

본 발명의 폴리비닐 알코올계 중합체 필름은, 필름의 길이 방향을 따른 한쪽 단부만이 절단 칼날에 의한 절단에 의해서 형성된 절단 단부를 이루는 장착 필름일 수도 있고, 또는 필름의 길이 방향을 따른 양쪽의 단부가 절단 칼날에 의한 절단에 의해서 형성된 절단 단부를 이루는 긴 PVA계 중합체 필름일 수도 있고, 일반적으로는, 필름의 길이 방향을 따른 양쪽 단부가 절단 단부를 이루고 있다(이하, "폴리비닐 알코올"을 "PVA", "폴리비닐 알코올계 중합체"를 "PVA계 중합체", "폴리비닐 알코올계 중합체 필름"을 "PVA계 중합체 필름"이라 함).

본 발명의 PVA계 중합체 필름은, 필름의 길이 방향을 따른 상기 절단 단부에서의 절단 단면의 표면 조도가, 필름의 전장에 걸쳐, 하기의 식(1);

최대 높이(Ry) ≤ 50㎛ (1)

[식에서, "최대 높이(Ry)"는, JIS B 0601-1994 "표면 조도-정의"에 규정되어 있는 "최대 높이(Ry)"를 나타냄]을 만족시킨다.

상기 규정은, 본 발명의 PVA계 중합체 필름이, 예를 들면 3000m의 길이를 가지고, 롤형으로 감긴 것인 경우에, 감는 초기(필름의 선두 부분)부터 감는 마지막(필름의 말미 부분)까지 3000m의 길이 전체에 걸쳐, 그 절단 단부의 절단 단면의 "최대 높이(Ry)"가 50㎛ 이하로 되어 있는 것을 의미한다.

여기에서, "필름의 길이 방향을 따른 절단 단부에서의 절단 단면"이란, 도 1에 도시한 바와 같이, PVA계 중합체 필름(1)의 길이 방향을 따른 절단 단부 A, A'(도 1은 PVA계 중합체 필름(1)의 길이 방향의 양쪽의 단부가 절단 단부인 경우를 나타냄)에서의, 필름(1)의 두께 부분에 상당하는 면(절단면) B, B'를 의미하며, 따라서 본 발명의 PVA계 중합체 필름은, 필름의 전장에 걸쳐 상기 절단면 B, B'의 "최 대 높이(Ry)"가 50㎛ 이하로 되어 있다.

상기 "최대 높이(Ry)"는, 절단 단면의 표면 조도를, 초심도(超深度) 형상측정 현미경 등을 사용하여, 절단 단면의 길이 방향을 따라 소정 길이(L)의 범위에서 측정하여, 예를 들면, 도 2에 도시한 바와 같은 거칠기 곡선을 구하고, 그 거칠기 곡선의 평균선 m(필름의 길이 방향에서의 평균선)의 상방 부분의 최대 높이 Rp와 하방 부분의 최대 높이(최대 깊이) Rv의 합계(Ry = Rp + Rv)로 얻어지는 값이며, 그 상세한 설명은, JIS B 0601-1994 "표면 조도-정의"에서의 "최대 높이(Ry)"의 항에 기재되어 있는 바와 같다. 본 발명에서는, "최대 높이(Ry)"를 구하기 위한 "거칠기 곡선"(도 2에 예시하는 것과 같은 거칠기 곡선)은, 절단 단면의 두께 전체를 측정하여 얻어지는 거칠기 곡선을 말한다.

본 발명의 PVA계 중합체 필름은, 필름의 길이 방향을 따른 절단 단부에서의 절단 단면(이하 단순히 "절단 단면"이라고 하는 경우가 있다)의 "최대 높이(Ry)"가 필름의 전장에 걸쳐 50㎛ 이하이므로, 절단 단면은 조면화의 정도가 매우 낮아 매끄러움이 우수하다. 이로 인해, 필름을 길이 방향으로 고연신 배율로 연신한 경우에, 절단 단부에서의 균열의 발생이나, 그에 수반한 필름의 파단이 생기지 않는다.

PVA계 중합체 필름의 절단 단면의 "최대 높이(Ry)"가 50㎛을 넘으면, 절단 단면의 조면화의 정도가 높아지고, PVA계 중합체 필름을 길이 방향으로 연신했을 때에 균열이나 필름의 파단이 발생하기 쉬워진다.

절단 단면의 최대 높이(Ry)는 30㎛ 이하인 것이 바람직하고, 20㎛ 이하인 것이 더욱 바람직하고, 10㎛ 이하인 것이 특히 바람직하다.

본 발명의 PVA계 중합체 필름은, 절단 단면의 "최대 높이(Ry)"가 50㎛ 이하라고 하는 상기한 요건을 만족시키는 동시에, 상기 절단 단면이 필름의 전장에 걸쳐 하기의 식(2);

산술평균 조도(Ra) ≤ 1.4㎛ (2)

[식에서, "산술평균 조도(Ra)는, JIS B 0601-1994 "표면 조도 정의"에 규정되어 있는 "산술평균 조도(Ra)"를 나타냄]을 또한 만족시키는 "산술평균 조도(Ra)"를 가지고 있는 것이 바람직하다.

본 발명의 PVA계 중합체 필름에서의 절단 단면이, "최대 높이(Ry)" 50㎛ 이하인 요건 및 "산술평균 조도(Ra)" 1.4㎛ 이하인 요건을 모두 만족시키는 경우에는, 절단 단면의 매끄러움이 한층 향상되어, 길이 방향으로 연신했을 때에 균열, 필름의 파단의 발생이 더욱 어려워진다. 절단 단면의 "산술평균 조도(Ra)"는 1.2㎛ 이하인 것이 바람직하고, 1.0㎛ 이하인 것이 더욱 바람직하다.

여기에서, 상기 "산술평균 조도(Ra)"는, 절단 단면의 표면 조도를, 초심도 형상측정 현미경 등을 사용하여, 절단 단면의 길이 방향을 따라 소정 길이(L)의 범위에서 측정하여, 예를 들면 도 2에 도시한 바와 같은 거칠기 곡선을 구하고, 그 거칠기 곡선의 평균선 m(필름의 길이 방향에서의 평균선)의 방향(필름의 길이 방향)을 X축으로 하고, X축과 직교하는 방향(필름의 두께 방향)을 Y축으로 하여, 상기 거칠기 곡선을 y = f(x)로 나타내었을 때에, 하기의 식(3)으로부터 구할 수 있는 값이며, 그 상세한 설명은, JIS B 0601-1994 "표면 조도-정의"에서의 "산술평균 조도(Ra)"의 항에 기재되어 있는 바와 같다.

(3)

본 발명의 PVA계 중합체 필름은, 절단 단면에서의 "최대 높이(Ry)"와 "산술평균 조도(Ra)"의 비(Ry/Ra)가 필름의 전장에 걸쳐 17∼40인 것이 바람직하고, 20∼30인 것이 보다 바람직하다.

Ry/Ra는, PVA계 중합체 필름의 절단에 이용하는 칼날의 마모 정도의 지표이며, 칼날의 마모가 심할 때에는 Ry/Ra가 17 미만으로 되는 경우가 많고, 그에 따라 절단 단면의 조면화의 정도가 커진다. 또, Ry/Ra가 40을 넘는 경우는, "산술평균 조도(Ra)"로서 구해지는 절단 단면의 미세한 매끄러움은 거의 변하지 않지만, 연신 시 절단의 요인이 될 가능성이 높은 흠을 가진 비교적 요철 변동이 큰 절단 단면으로 되기 쉽고, 연신 시에 필름의 파단 등이 생기기 쉬운 경향을 갖는다.

필름의 길이 방향을 따른 적어도 한 쪽 단부가 절단 단부를 이루는 본 발명의 PVA계 중합체 필름의 두께는, 실용성, 필름의 제조의 용이함, 연신 처리의 용이성 등의 점에서, 5∼150㎛인 것이 바람직하고, 30∼80㎛인 것이 보다 바람직하다.

또, 필름의 길이 방향을 따른 적어도 한 쪽 단부가 절단 단부인 본 발명의 PVA계 중합체 필름의 폭은, PVA계 중합체 필름의 용도, PVA계 중합체 필름의 수요처의 요구 등에 따라 선택할 수 있지만, 일반적으로는 2m 이상인 것이 바람직하고, 2.5m 이상인 것이 보다 바람직하고, 3m 이상인 것이 더욱 바람직하다. 길이 방향을 따른 단부가 절단 단부인 PVA계 중합체 필름의 폭이 지나치게 좁으면, 편광 필름을 제조하기 위해서 길이 방향으로 1축 연신했을 때에, 필름 중앙부 부근까지 1 축 연신 시의 네크인(폭 방향의 수축)의 영향을 받기 쉽고, 폭이 넓고 광학 성능이 균일한 편광 필름을 얻기 어려워진다.

절단 단면의 "최대 높이(Ry)"가 50㎛ 이하인 본 발명의 PVA계 중합체 필름은, 긴 PVA계 중합체 필름을 연속적으로 이송하면서, 하나의 절단 단부의 형성을 위해 각각 1개의 회전형 둥근 날을 사용하여, 필름을 길이 방향을 따라 절단하는 본 발명의 절단 방법에 의해서 원활히 제조할 수 있다.

본 발명에서 이용하는 둥근 날은, 축의 주위를 회전하는 원판형 본체의 전체 둘레에, 필름을 절단하기 위한 칼날을 가진 날붙이이다. 둥근 날의 적어도 칼날 부분은, 금속 또는 세라믹으로 되어 있는 것이 바람직하고, 구체적으로는 철, 철합금, 고속도 공구강, 합금 공구강, 스테인리스강, 마르텐사이트 스테인리스강, 텅스텐강 등을 들 수 있다. 또, 둥근 날의 칼날 부분은 상기 재료로 되어 있고, 또한 그 표면이 질화티탄, 탄화티탄, 탄화텅스텐 등으로 처리되어 있을 수도 있다. 특히, 텅스텐강으로 이루어지는 둥근 날이 마모되기 어려워 내구성이 우수하고, 또한 절단 단면의 매끄러움이 양호한 점에서 바람직하다.

둥근 날의 직경[도 3(a) 및 3(b)에 예시하는 둥근 날(2)의 두께 방향에서의 단면도에서 Ea의 길이]은, 15mm 이상인 것이 바람직하고, 20mm 이상인 것이 보다 바람직하고, 40mm 이상인 것이 더욱 바람직하다. 둥근 날의 직경이 너무 작으면, 단시간에 마모가 진행되어, 긴 PVA계 중합체 필름의 전장에 걸쳐 평활한 절단 단면을 형성하기 어려워진다. 둥근 날의 직경의 상한은 특별히 제한되지 않지만, 둥근 날의 직경이 지나치게 커지면, 둥근 날 자체의 질량이 커지고, PVA계 중합체 필름 을 절단할 때에 자유 회전이 어려워지고, 또한 파손 방지를 위해 칼날끝 기부의 두께를 크게 할 필요가 있기 때문에, 둥근 날의 직경은 200mm 이하인 것이 바람직하고, 120mm 이하인 것이 보다 바람직하다.

둥근 날의 칼날끝의 형상은, 도 3(a)에 예시한 바와 같이, 중앙의 칼날끝 선단(3)에 양측이 연마된 면(4, 4')이 테이퍼형으로 수렴하는 산형(山形) 형상(양날)일 수도 있고, 또는 도 3(b)에 예시한 바와 같이, 수직인 한 쪽 면(5)의 선단에 있는 칼날끝 선단(3)을 향하여 또 한 쪽의 연마된 테이퍼형의 면(6)이 수렴하는 한쪽 날 형상일 수도 있다. 그 중에서도, 둥근 날의 칼날끝은, 도 3(a)에 도시한 바와 같은 산형 형상인 것이, PVA계 중합체 필름의 절단이 안정적으로 이루어지고, 매끄러움에 의해 우수한 절단 단면이 형성되는 점에서 바람직하다.

둥근 날의 칼날끝의 각도[도 3(a) 및 3(b)에 나타내는 각도 α]는, 3°∼20°, 특히 8°∼15°인 것이, 칼날끝의 마모를 억제하면서 양호한 절단을 장시간에 걸쳐 유지할 수 있고, 그에 따라 PVA계 중합체 필름의 길이가 길어도, 필름의 전장에 걸쳐 조면화의 정도가 작고 매끄러운 절단 단면을 형성할 수 있는 점에서 바람직하다. 둥근 날의 칼날끝의 각도가 지나치게 작으면, 칼날끝의 강도가 낮아지는 동시에 칼날끝의 마모가 빨라져서, PVA계 중합체 필름의 길이가 긴 경우는, 필름의 전장에 걸쳐 매끄러운 절단 단면을 형성하기 어려워진다. 한편, 둥근 날의 칼날끝의 각도가 지나치게 크면, 절단이 둔해져서 조면화의 정도가 낮은, 매끄러운 절단 단면을 형성하기 어려워진다.

둥근 날에서의 칼날끝 기부의 두께[두께가 칼날끝 선단을 향해 점진적으로 작아지기 직전의 두께; 도 3(a) 및 3(b)에 나타낸 d의 치수]는, 0.05∼1mm인 것이 바람직하고, 0.1∼0.5mm인 것이 보다 바람직하다. 칼날끝 기부의 두께가 지나치게 얇으면 둥근 날 자체가 파손되기 쉬워지고, 한편 지나치게 두꺼우면 PVA계 중합체 필름을 길이 방향을 따라 깨끗하게 절단하기 어려워지므로, 절단 단면의 조면화의 정도가 커지고, 절단 단부의 매끄러움이 저하된다.

둥근 날에서의 칼날의 길이[칼날끝 기부에서 칼날끝 선단까지의 거리: 도 3(a) 및 3(b)에 나타낸 e의 치수]는, 절단 처리를 행하는 PVA계 중합체 필름의 두께의 1∼50배, 특히 5∼30배인 것이 바람직하다. 칼날의 길이가 지나치게 짧으면, PVA계 중합체 필름의 절단 단면이 칼날끝 기부에서 손상될 가능성이 높아지고, 한 쪽 칼날의 길이가 지나치게 길면, 칼날의 부분의 마모나 파손이 생기기 쉽다.

둥근 날을 회전시키면서 PVA계 중합체 필름을 길이 방향을 따라 절단함에 있어, 둥근 날을 적극적으로 구동 회전시키면서 필름을 절단할 수도 있지만, 둥근 날의 회전 속도와 필름의 이송 속도의 차이가 커지면, 절단이 원활히 이루어지지 않게 되어 절단 단면의 조면화의 정도가 커지고, 매끄러움이 상실되는 경우가 있다. 이러한 점에서, PVA계 중합체 필름을 길이 방향을 따라 절단함에 있어서는, 둥근 날을 적극적으로 구동 회전하는 것보다는, PVA계 중합체 필름의 이송에 따라 둥근 날을 자유 회전시키면서 절단을 행하는 것이 바람직하다. 둥근 날을 자유 회전시키면서 절단을 행하면, 둥근 날의 회전 속도와 PVA계 중합체 필름의 이송 속도 사이에 큰 차이가 생기는 것을 방지할 수 있고, 그에 따라 PVA계 중합체 필름을 무리 없이 원활하게 절단하여, 조면화의 정도가 낮은 매끄러운 절단 단면을 형성할 수 있다.

둥근 날을 자유 회전시키기 위한 방식은 특별히 제한되지 않고, 예를 들면, 도 3의 모식적인 도면(둥근 날을 두께 방향으로 절단한 단면도)에 예시한 바와 같이, 둥근 날(2)을 원판형의 둥근 날 장착 부재(7)에 고정하여 장착하고, 원판형의 둥근 날 장착 부재(7)의 중앙(중심 위치)으로 회전축(8)을 일체로 또는 고정하여 연장 설치하고, 회전축(8)의 주위에 볼베어링 등의 베어링(9)을 배치하여, 회전축(8), 둥근 날 장착 부재(7) 및 둥근 날(2)을 일체 상태로 자유 회전시키는 방식 등을 채용할 수 있다.

둥근 날을 이용하여 PVA계 중합체 필름을 길이 방향을 따라 절단할 때의 필름의 이송 속도는, 40m/분 이하인 것이 바람직하고, 30m/분 이하인 것이 보다 바람직하고, 20m/분 이하인 것이 더욱 바람직하다. 회전형 둥근 날에 의해서 PVA계 중합체 필름을 길이 방향을 따라 절단할 때에, 필름의 이송 속도가 너무 빠르면, 절단 단면의 조면화의 정도가 커져 매끄러운 절단 단면을 형성하기 어렵게 되고, 그러한 PVA계 중합체 필름을 길이 방향으로 연신했을 때에 절단 단부에서의 균열의 발생, 그에 따른 필름의 파단이 생길 우려가 있다. 한편, 회전형 둥근 날에 의해서 PVA계 중합체 필름을 절단할 때의 필름의 이송 속도가 너무 늦으면, 절단에 걸리는 시간이 너무 길어지므로 생산성이 저하된다. 이러한 점에서, 회전형 둥근 날에 의해서 PVA계 중합체 필름을 길이 방향으로 절단할 때의 필름의 이송 속도는 5m/분 이상인 것이 바람직하다.

또, 회전형 둥근 날에 의해서 PVA계 중합체 필름을 길이 방향으로 절단할 때 에, 필름은 휘발분을 0.1∼10질량%, 특히 2∼6질량%의 비율로 함유하는 것이 바람직하다. 절단 시에 PVA계 중합체 필름 중의 휘발분 함량이 상기 범위보다 지나치게 적으면, 필름이 단단해져서 양호하게 절단되지 않고 파손되는 경우가 있다. 또, 휘발분 함량이 상기 범위를 넘어 지나치게 많으면, PVA계 중합체 필름이 과도하게 부드러워져, 둥근 날에 의한 절단이 원활히 이루어지기 어렵게 되어, 조면화의 정도가 낮은 매끄러운 절단 단면을 형성하기 어려워진다.

또, 본 명세서에서 말하는 "PVA계 중합체 필름 중에 포함되는 휘발분 "이란, PVA계 중합체 필름을 제조할 때에 사용한 유기 용매나 물 등의 용매, PVA계 중합체 필름의 제조 후에 흡습에 의해서 필름 중에 혼입된 수분 등과 같은 휘발성 성분을 말한다.

PVA계 중합체 필름의 휘발분 함량의 조정은, 가열 금속 롤이나 플로팅 드라이어 등을 단독으로 이용하거나 또는 1종 또는 2종 이상을 조합하여, 목적으로 하는 수준까지 건조하여 행할 수도 있고, 휘발분 함량이 상기의 범위보다 적은 PVA계 중합체 필름을 가습기 등으로 처리하여 소정의 휘발분을 필름 중에 함유시킬 수도 있어, 그 조정 방법은 특별히 제한되지 않는다.

또, 본 명세서에서 말하는 "절단 시의 PVA계 중합체 필름의 휘발분 함량"이란, 절단에 사용하는 PVA계 중합체 필름을 온도 50℃, 압력 0.lkPa 이하의 진공 건조기 중에서 질량의 감소가 빨리 없어져 일정한 질량이 될 때까지 건조했을 때의 질량 감소율을 의미한다.

또, 회전형 둥근 날을 이용하여 PVA계 중합체 필름을 길이 방향을 따라 절단 할 때의 필름 온도는, 10∼70℃인 것이 바람직하고, 20∼60℃인 것이 보다 바람직하다. 회전형 둥근 날에 의한 절단할 때에, PVA계 중합체 필름의 온도가 지나치게 낮으면, 필름이 단단해져서 절단 시에 파손되는 경우가 있다. 또한 PVA계 중합체 필름을 냉각하기 위한 냉각롤 표면에서 결로(結露)가 일어나, PVA계 중합체 필름에 물방울이 부착되어, 절단 처리 후의 PVA계 중합체 필름을 롤형으로 감아 저장했을 때에 블록킹되는 경우가 있다. 또한, PVA계 중합체 필름을 연신했을 때 물방울이 부착된 부분으로부터 파단이 발생하는 경우가 있다. 한편, 회전형 둥근 날에 의한 절단 시에 PVA계 중합체 필름의 온도가 지나치게 높으면 PVA계 중합체 필름이 지나치게 부드러워져서 절단이 원활히 이루어지기 어렵게 되어, 조면화의 정도가 낮은 매끄러운 절단 단면을 형성하기 어려워진다.

본 발명에서는, PVA계 중합체 필름을 길이 방향을 따라 절단할 때의 PVA계 중합체 필름의 온도는, 스폿형 디지털 방사 온도계(미놀타 가부시키가이샤제 "온도계 505A")를 이용하여 측정한 온도를 말한다.

본 발명에서는, 둥근 날을 사용하여 PVA계 중합체 필름을 길이 방향을 따라 절단할 때의 절단 방법으로는,

(1) 도 4의 도식적인 도면에 예시한 바와 같이[도 4(a)는 정면도, 4(b)는 측면도를 나타냄], PVA계 중합체 필름(1)이 접촉하는 대직경부(볼록부)(10a)와 필름(1)이 접촉하지 않은 소직경부(오목부)(10b)를 롤 축 방향으로 교대로 구비한 홈을 가진 롤(10)을 이용하여, 홈을 가진 롤(10)의 대직경부(10a) 표면에 PVA계 중합체 필름(1)을 접촉시켜 이송하면서, 홈을 가진 롤(10)의 소직경부(10b)의 위치에서 회 전형 둥근 날(2)에 의해서 PVA계 중합체 필름을 길이 방향을 따라 절단하는 방법;

(2) 도 5의 도식적인 도면에 예시한 바와 같이, PVA계 중합체 필름(1)을, 소정 이하의 간격을 두고 서로 평행으로 배치한 2개의 롤(11, 12)의 표면에 접촉시켜 이송하면서 롤(11)과 롤(12) 사이의 위치에 회전형 둥근 날(2)을 배치하여 절단하는 방법;

등을 채용할 수 있다.

그 중에서도, 홈을 가진 롤을 사용하는 상기 (1)의 방법이, 둥근 날의 위치 어긋남이 적고, PVA계 중합체 필름을 그 폭 방향의 소정의 위치로 길이 방향을 따라 정확하고도 원활히 절단할 수 있기 때문에 바람직하게 채용된다.

상기 (1)의 절단 방법에서 사용하는 홈을 가진 롤은, 통상 필름 제조에 이용되는 재질의 금속이면 특히 한정되지 않지만, 특히 크롬 도금되어 있는 것이, 롤의 표면경도가 높아져, 손상의 발생을 방지할 수 있는 점 등에서 바람직하다. 홈을 가진 롤로는, 홈을 가진 롤의 축 방향으로, 대직경부(볼록부)(도 4에서의 10a)를 적어도 3개 가지고, 대직경부와 대직경부 사이에 소직경부(홈, 오목부)(도 4에서의 10b)를 가진 홈을 가진 롤(즉 소직경부를 적어도 2개 가진 롤)을 사용할 수 있다.

홈을 가진 롤에서의 복수의 대직경부는, PVA계 중합체 필름을 평탄한 상태로 유지하면서 상기 복수의 대직경부의 표면에 접촉시켜 이송하기 때문에, 모두 동일 직경인 것이 필요하다. 홈을 가진 롤의 대직경부의 직경(도 4에서의 Eb의 치수)은 5∼30cm, 특히 7.5∼20cm인 것이, PVA계 중합체 필름의 이송이 양호하게 이루어지는 점, 홈을 가진 롤에서의 PVA계 중합체 필름의 절단이 양호하게 이루어지는 점, 홈을 가진 롤의 제조비 등의 점에서 바람직하다. 홈을 가진 롤의 대직경부의 직경이 지나치게 작으면 PVA계 중합체 필름의 균일한 절단이 이루어지기 어렵게 되고, 한 쪽이 지나치게 크면 홈을 가진 롤의 제작비가 높아진다. 홈을 가진 롤의 소직경부의 직경(도 4에서의 Ec의 치수)은, 대직경부의 직경보다 0.5∼2cm 만큼 작은 치수, 특히 1∼1.5cm 작은 치수인 것이, 둥근 날의 파손 방지, 소직경부에서의 PVA계 중합체 필름의 절단의 원활성, 홈을 가진 롤에서의 홈의 가공의 용이함 등의 점에서 바람직하다.

홈을 가진 롤의 대직경부의 폭(축 방향의 길이)(도 4에서의 Wa의 치수)은 1mm 이상, 특히 3∼10mm인 것이, PVA계 중합체 필름의 이송성, 필름의 슬릿폭(절단 후의 폭)의 사이즈를 자유롭게 변경할 수 있는 점 등에서 바람직하다. 홈을 가진 롤에서 복수의 대직경부의 폭은, 모든 대직경부에 있어서 같을 수도 있고 다를 수도 있다.

홈을 가진 롤의 소직경부의 폭(축 방향의 길이)(도 4에서의 Wb의 치수)은 대직경부의 폭과 동일하거나 또는 그 이하인 것이 바람직하다. 또, 소직경부의 폭은, 둥근 날의 칼날 부분에서의 비테이퍼형 기부의 두께(도 3에서의 d의 치수)의 2∼50배인 것이 바람직하고, 5∼30배인 것이 보다 바람직하며, 그에 따라 둥근 날의 칼날끝이 홈을 가진 롤에 접촉하지 않고 PVA계 중합체 필름의 절단을 안정된 상태에서 양호하게 행할 수 있다. 소직경부의 폭이 지나치게 좁으면, 둥근 날의 칼날끝이 홈을 가진 롤에 접촉함으로써 생기는 칼날끝의 마모나 칼날끝의 파손이 일어나기 쉬워진다. 한편, 소직경부의 폭이 지나치게 넓으면, 필름의 절단점이 변화되 기 쉬워지고, 필름의 폭 방향의 동일 위치로 절단이 이루어지기 어렵게 되어, 필름의 전장에 걸쳐 매끄러운 절단 단면을 형성하기 어려워진다.

홈을 가진 롤의 소직경부에 회전형 둥근 날을 배치하여 PVA계 중합체 필름을 절단함에 있어는, 홈을 가진 롤의 대직경부의 둘레 속도와 필름의 이송 속도를 동일하게 하고, 또한 필름이 홈을 가진 롤 상에서 이완되지 않고 긴장된 상태로 이송되는 것이, 조면화 정도가 낮고 매끄러운 절단 단면을 형성하는 데에 있어서 중요하다. 이러한 점에서, 홈을 가진 롤의 원주를 따라 PVA계 중합체 필름을 10°∼100°의 각도[도 4(b)에 나타낸 접촉각도 β]로 접촉시켜 PVA계 중합체 필름을 홈을 가진 롤에 따르게 한 상태(둘러싸게 한 상태)로 하여, 홈을 가진 롤의 소직경부에 배치한 회전형 둥근 날에 의해서 필름을 절단하는 것이 바람직하다. 그 경우에, 둥근 날은, 상기 접촉각도 β의 중앙 또는 대략 중앙에 배치하는 것이 바람직하다. 이와 같이 함으로써, 절단 처리 시에 홈을 가진 롤의 둘레 속도와 PVA계 중합체 필름의 이송 속도가 실질적으로 동일하게 되고, 또한 PVA계 중합체 필름이 긴장된 상태로 홈부에 의해 이송되면서 홈을 가진 롤의 소직경부에 배치한 회전형 둥근 날에 의해서 절단되기 때문에, 조면화의 정도가 낮은, 매끄러운 절단 단면을 형성할 수 있다.

또, 도 5에 예시한 바와 같은, 평행하게 배치한 2개의 롤(11, 12)의 표면에 PVA계 중합체 필름(1)을 접촉시켜 이송하면서 롤(11)과 롤(12) 사이의 위치에 둥근 날(2)을 배치하여 절단하는 상기 (2)의 방법에 의해서 PVA계 중합체 필름을 길이 방향을 따라 절단하는 경우는, 롤(11)에서의 PVA계 중합체 필름의 접촉점 Pa와 롤 (12)에서의 PVA계 중합체 필름의 접촉점 Pb의 거리를 80cm 이하, 특히 30∼50cm으로 하여, 둥근 날(2)의 칼날이 PVA계 중합체 필름에 접촉하는 위치와 매우 가까운 롤에 대한 PVA계 중합체 필름의 접촉점(Pa 또는 Pb 중 어느 하나 가까운 쪽)과의 거리를 0.5∼15cm, 특히 1∼1Ocm로 하여 필름의 절단을 행하면, 절단을 원활히 이루어져, 매끄러운 절단 단면을 형성할 수 있다.

어느 방법에 의한 경우나, 회전형 둥근 날에 의한 PVA계 중합체 필름의 길이 방향을 따른 절단은, PVA계 중합체 필름의 제조 공정에 이어서 행할 수도 있고, 또는 PVA계 중합체 필름을 제조하여 롤형으로 감은 후에, 필름을 롤로부터 되감으면서 행할 수도 있다.

본 발명의 PVA계 중합체 필름은, 예를 들면, 비닐에스테르를 중합하여 얻어진 폴리비닐에스테르를 비누화하여 얻어지는 폴리비닐 알코올(PVA), 다른 성분을 그래프트 공중합한 변성 PVA계 중합체, 비닐에스테르와 공중합 가능한 모노머를 공중합하여 얻은 변성 폴리비닐에스테르를 비누화하여 얻어진 변성 PVA계 중합체, 미변성 또는 변성 PVA계 중합체의 수산기의 일부를 알데히드류로 가교한 이른바 폴리비닐아세탈 수지 등으로 형성되어 있을 수 있다.

PVA계 중합체의 제조에 사용되는 상기 비닐에스테르로는, 예를 들면, 아세트산비닐, 포름산비닐, 프로피온산비닐, 부티르산비닐, 피발린산비닐, 버사틱산비닐, 라우르산비닐, 스테아르산비닐, 벤조산비닐 등을 들 수 있다.

또, 비닐에스테르와 공중합하여 변성 PVA계 중합체를 얻기 위한 상기 공중합 가능한 모노머로는, 올레핀류, 아크릴산과 그의 염 및 니트릴류, 아크릴산에스테르 류, 메타아크릴산과 그의 염 및 니트릴류, 메타아크릴산에스테르류, 말레산과 그의 염 및 니트릴류, 말레산에스테르류, 이타콘산과 그의 염 및 니트릴류, 이타콘산에스테르류, 아크릴아미드와 그의 유도체, 메타크릴아미드와 그의 유도체, N-비닐아미드류, 비닐에테르류, 할로겐화 비닐류, 알릴 화합물, 비닐실릴 화합물, 아세트산, 이소프로페닐 등을 들 수 있고, 변성 PVA계 중합체는 상기 모노머의 1종 또는 2종 이상에 유래하는 구조 단위를 가질 수 있다.

본 발명의 PVA계 중합체 필름이, 변성 PVA계 중합체로 형성되어 있는 경우는, 필름을 구성하는 변성 PVA계 중합체에서의 다른 모노머에 의한 변성량은 15mol% 이하인 것이 바람직하고, 5mol% 이하인 것이 보다 바람직하다. 그 때의 변성용 모노머로는, α-올레핀이 바람직하고, 에틸렌이 보다 바람직하다.

본 발명의 PVA계 중합체 필름을 형성하고 있는 PVA계 중합체의 비누화도는, 본 발명의 PVA계 중합체 필름을 1축 연신하여 편광 필름을 제조했을 때에, 편광성능 및 내구성이 우수한 편광 필름이 얻어지는 점에서, 95mol% 이상인 것이 바람직하고, 99.5mol% 이상인 것이 보다 바람직하다.

본 발명에서 말하는 "비누화도"란, 비누화에 의해 비닐알코올 단위로 변환될 수 있는 단위 중에서, 실제로 비닐알코올 단위로 비누화되어 있는 단위의 비율(mol%)을 말하고, JIS K 6726에 기재되어 있는 방법에 의해 측정한 비누화도를 의미한다.

본 발명의 PVA계 중합체 필름은, 필름을 1축 연신하여 편광 필름을 제조했을 때에, 편광 성능 및 내구성이 우수한 편광 필름이 얻어지도록, 중합도가 1000 이상 인 PVA계 중합체로 형성된 것이 바람직하고, 중합도 2500 이상의 PVA계 중합체로 형성된 것이 보다 바람직하다. 또, 균질한 PVA계 중합체 필름하기 위한 제조의 용이성, 연신성 등의 점에서, PVA계 중합체 필름을 형성하는 PVA계 중합체의 중합도는 8000 이하, 특히 6000 이하인 것이 바람직하다.

본 명세서로 말하는 PVA계 중합체의 중합도는, JIS K 6726에 준하여 측정한 중합도를 말한다.

길이 방향을 따른 적어도 한 쪽 단부가 절단 단부인 본 발명의 PVA계 중합체 필름의 제조에 사용하는 절단 전 PVA계 중합체 필름의 제법은 특별히 제한되지 않고, 종래 공지된 방법으로 제조할 수 있다. 일반적으로는, PVA계 중합체를 액상 매체 또는 용융 보조제 등으로 혼합하거나, 액상 매체나 용융 보조제 등을 포함하는 펠릿을 이용하여, 제막용 원액 또는 용융액을 조제하고, 그 원액 또는 용융액을 이용하여 제막함으로써 제조된다.

제막용 원액이나 용융액을 조제하기 위한 액상 매체로는, 예를 들면, 디메틸설폭사이드, 디메틸포름아미드, 디메틸아세트아미드, N-메틸피롤리돈, 에틸렌디아민, 디에틸렌트리아민, 물 등을 들 수 있고, 이들 중에서 1종 또는 2종 이상을 사용할 수 있다. 이 중에서도, 디메틸설폭사이드, 물, 그의 혼합물이 바람직하게 이용되고, 특히 물이 보다 바람직하게 사용된다.

PVA계 중합체 필름의 제조에서는, 상기 원액 또는 용융액 중에 필요에 따라 또한 가소제, 계면활성제, 2색성 염료 등을 함유시킬 수도 있다.

특히 가소제는, PVA계 중합체 필름의 취급성, 염색성, 연신성 등을 향상시키 기 때문에, PVA계 중합체 필름의 제조 시에 가소제를 이용하는 것이 바람직하다.

가소제로는, 다가 알코올계 가소제가 PVA계 중합체와의 친화성 측면에서 바람직하게 이용된다. 다가 알코올계 가소제의 예로서는, 에틸렌글리콜, 글리세린, 프로필렌글리콜, 디에틸렌글리콜, 디글리세린, 트리에틸렌글리콜, 테트라에틸렌글리콜, 트리메틸롤프로판 등을 들 수 있고, 이들 중에서 1종 또는 2종 이상을 사용할 수 있다. 이 중에서도 연신성의 향상 효과, 취급성 등의 점에서, 글리세린, 디글리세린 및 에틸렌글리콜의 1종 또는 2종 이상이 바람직하게 사용된다.

가소제의 사용량은, PVA계 중합체 100질량부에 대하여, 1∼30질량%인 것이 바람직하고, 5∼20질량%인 것이 보다 바람직하다. 가소제의 사용량이 적으면, 염색성이나 연신성이 저하되는 경우가 있고, 반면에 지나치게 많으면 PVA계 중합체 필름이 지나치게 부드러워져, 취급성, 둥근 날에서 길이 방향을 따라 절단할 때의 균일한 절단성 등이 저하되는 경우가 있다.

또, 절단 처리 전 PVA계 중합체 필름의 제조에 있어서는, PVA계 중합체 필름의 취급성, 금속롤로부터의 박리성의 향상 등을 고려할 때, 계면활성제를 첨가하는 것이 바람직하다. 계면활성제의 종류는 특별히 제한되지 않지만, 음이온계 계면활성제 또는 비이온계 계면활성제가 박리성의 향상의 점에서 바람직하게 이용된다. 음이온계 계면활성제로는, 카르복시산형이나 황산에스테르형이나 술폰산형 음이온계 계면활성제가 적절하다. 비이온계 계면활성제로는, 알킬에테르형, 알킬페닐에테르형, 알킬에스테르형, 알킬아미드형, 폴리프로필렌글리콜에테르형, 알카놀아미드형, 알릴페닐에테르형 등의 비이온계 계면활성제가 적절하다. 이들 계면활성제 의 1종 또는 2종 이상을 조합하여 사용할 수 있다.

계면활성제의 첨가량은, PVA l00질량부에 대하여 0.01∼1질량부인 것이 바람직하고, 0.05∼0.3질량부인 것이 보다 바람직하다. 계면활성제의 첨가량이 지나치게 많으면, 계면활성제가 PVA계 중합체 필름 표면에 용출하여, 블록킹의 원인이 되어 취급성이 저하되는 경우가 있다.

PVA계 중합체 필름을 얻기 위한 제막 방법으로는, 압출기 속에서 함수 PVA계 중합체(유기 매체나 가소제 등을 함유하고 있을 수도 있다. 이하 동일함)를 가열용융시켜 압출하는 용융압출 방법, PVA계 중합체를 함유하는 원액을 롤이나 벨트 상에 유연(流延)하여 제막하는 유연 제막법, PVA계 중합체의 원액을 빈용매 중에 필름형으로 토출하여 응고시키는 습식 제막법, PVA계 중합체의 원액을 일단 냉각 겔화하여 겔형 필름을 제조한 후에 용매를 추출 제거하는 겔 제막법, 및 이들 조합에 의한 방법 등을 채용할 수 있다. 이 중에서도, 복수의 건조용 금속롤을 이용하는 유연 제막법 및 용융압출 제막법이, 양호한 편광 필름을 부여하는 PVA계 중합체 필름을 원활히 제조할 수 있으므로 바람직하게 채용된다.

복수의 건조용 금속롤을 이용하여 제막하는 상기 유연 제막법에 있어서, 건조용 금속롤의 가열 방식은 특별히 제한되지 않고, 예를 들면, 스팀, 열매체, 온수, 전기 히터 등을 이용하여 가열할 수 있다. 또, 온풍이나 냉풍 등을 PVA계 중합체 필름에 내뿜거나, PVA계 중합체 필름의 주위의 공기나 증기 등을 흡인하는 등의 보조수단을 병용할 수도 있다. 또, 금속롤 상에 유연한 PVA계 중합체막을, 금속롤로 덜 마른 상태로 될 때까지 건조한 후에, 텐터 방식이나 프리 방식 등의 플 로팅 드라이어 등의 가열 금속롤 이외의 건조 방법을 이용하여 건조하여, PVA계 중합체 필름을 제조하는 것도 가능하다.

필름의 길이 방향을 따른 적어도 한 쪽 단부, 특히 양쪽의 단부가 절단 단부를 이루는 본 발명의 PVA계 중합체 필름은, 상기 절단 단부의 절단 단면의 "최대 높이(Ry)"가 5O㎛ 이하로서, 그 절단 단면은 조면화의 정도가 매우 낮고, 매끄러움이 우수하기 때문에, 길이 방향으로 연신했을 때에, 절단 단부(필름의 폭 방향의 단부)에 균열이 발생하기 어렵고, 그 결과 필름의 파단이 생기기 어렵다. 이러한 점에서, 본 발명의 PVA계 중합체 필름은, 편광 필름(편광판)을 제조하기 위한 원반 필름으로서 매우 유효하다.

본 발명의 PVA계 중합체 필름을 이용하여 편광 필름을 제조할 때의 제법은 특별히 제한되지 않고, 종래부터 알려져 있는 방법으로 제조할 수 있다. 예를 들면, 본 발명의 PVA계 중합체 필름을 이용하여, 염색 처리, 1축 연신 처리, 고정 처리, 건조 처리, 또 필요에 따라 열 처리 등을 행하여 편광 필름을 제조할 수 있고, 그 경우, 염색 처리, 1축 연신 처리, 고정 처리 등의 조작의 순서는 특별히 제한되지 않는다. 또, 필요에 따라, 상기 처리 공정 중 하나 또는 둘 이상을 2회 이상 행할 수도 있다.

구체적으로, 염색 처리는 1축 연신 처리 전, 1축 연신 처리와 동시, 1축 연신 처리 후 중 어느 단계에서나 행할 수도 있다. 또, 염색 처리에 사용하는 염료로는, 요오드-요오드화칼륨, 각종 2색성 염료 중 1종 또는 2종 이상의 혼합물을 사용할 수 있다. 염색 처리는, 일반적으로, 염료를 함유하는 용액 중에 PVA계 중합 체 필름을 침지시켜 행하지만, 그것에 한정되는 것이 아니라, 예를 들면, PVA계 중합체 필름 상에 염료를 도포하는 방법, PVA계 중합체 필름용 원료 중에 염료를 첨가해 두고, 염색된 PVA계 중합체 필름을 제막에 의해서 직접 제조하는 방법 등을 채용할 수도 있다. 염색 처리 시의 처리 조건이나 구체적인 처리 방법 등은 특별히 제한되지 않는다.

또, PVA계 중합체 필름의 1축 연신 처리는, 습식 연신법 또는 건열 연신법 중 어느 방법으로든 행할 수도 있다. 또한, 1축 연신 처리는, 붕산을 포함하는 온수 중에서 행할 수도 있고, 상기 염료를 함유하는 용액 중이나 후기 고정 처리욕 중에서도 되고, 흡수 후의 PVA계 중합체 필름을 이용하여 공기 중에서 행할 수도 있고, 기타 방법으로 행할 수도 있다. 1축 연신 처리할 때의 연신 온도는 특별히 한정되지 않지만, PVA계 중합체 필름을 온수 중에서 연신(습식 연신)하는 경우는 30∼90℃의 온도가 바람직하게 채용되고, 건열 연신하는 경우는 50∼180℃의 온도가 바람직하게 채용된다. 또, 1축 연신 처리의 연신 배율(다단으로 1축 연신을 행하는 경우는 합계 연신 배율)은, 편광 성능을 고려할 때 4배 이상인 것이 바람직하고, 5배 이상인 것이 보다 바람직하다. 연신 배율의 상한은 특별히 없지만, 균일한 연신을 행하기 위해서는 8배 이하인 것이 바람직하다.

또, 연신 후의 PVA계 중합체 필름(편광 필름)의 두께는, 3∼75㎛, 특히 5∼50㎛인 것이, 편광 성능, 취급성, 내구성 등의 점에서 바람직하다.

편광 필름의 제조에 있어서는, 1축 연신된 PVA계 중합체 필름에 대한 염료의 흡착을 견고하게 하기 위해서 고정 처리를 행하는 경우가 많다. 고정 처리는, 붕 산 및/또는 붕소화합물을 첨가한 처리욕 중에 PVA계 중합체 필름을 침지하는 방법이 일반적으로 널리 채용되고 있다. 그 경우, 필요에 따라 처리욕 중에 요오드화합물을 첨가할 수도 있다.

1축 연신 처리, 또는 1축 연신과 고정 처리가 행해진 PVA계 중합체 필름(편광 필름)을 계속해서 건조 처리(열 처리)한다. 건조 처리(열 처리)의 온도는 30∼150℃, 특히 50∼140℃인 것이 바람직하다. 건조 처리(열 처리)의 온도가 너무 낮으면, 얻어지는 편광 필름의 치수 안정성이 저하되기 쉽고, 한편 지나치게 높으면 염료의 분해 등에 따른 편광 성능의 저하가 일어나기 쉽다.

이상과 같이 하여 얻어진 편광 필름은, 통상, 그 양면 또는 편면에 광학적으로 투명하고, 또한 기계적 강도를 가진 보호막을 붙여, 편광판의 형태로서 각종 기기에 이용된다. 그 경우의 보호막으로는, 트리아세트산 셀룰로오즈(TAC) 필름, 아세트산ㆍ부티르산 셀룰로오즈(CAB) 필름, 아크릴계 필름, 폴리에스테르계 필름 등이 사용된다. 또, 보호막을 붙이기 위한 접착제로는, PVA계 접착제나 우레탄계 접착제 등이 일반적으로 사용되고, 그 중에서도 PVA계 접착제가 바람직하게 이용된다.

[실시예]

이하에, 실시예 등에 의해 본 발명을 구체적으로 설명하지만, 본 발명은 이하의 예에 의해 전혀 한정되지 않는다.

이하의 예에 있어서, 각 물성의 평가는 다음 방법으로 행했다.

(1) PVA 필름의 절단 단면의 "최대 높이(Ry)" 및 "산술평균 조도(Ra)"의 측 정:

필름을 길이 방향을 따라 절단한 후에 롤형으로 감은 PVA 필름(길이 방향을 따른 절단 단부를 가진 PVA 필름)의 롤에서 가장 바깥층의 필름 부분(특히 마지막 감기에 가까운 필름 부분)으로부터, 필름의 길이 방향을 따라 길이 30mm의 절단 단부를 포함하는 샘플을 채취하고(샘플의 채취점수 3), 채취한 샘플의 절단 단면의 임의의 위치에서 필름의 길이 방향을 따라 10O㎛의 길이에 걸쳐 기엔스사제의 초심도 형상측정 현미경 "VK-8500"을 이용하여 절단 단면의 두께 방향 전체의 조면화 정도를 측정하여, 도 2에 예시한 바와 같은 조도 곡선을 구하고, JIS B 060l-1994 "표면 조도-정의"에 규정되어 있는 "최대 높이(Ry)" 및 "산술평균 조도(Ra)"의 산출법에 따라서 절단 단면의 "최대 높이(Ry)" 및 "산술평균 조도(Ra)"를 각각 산출하여, 3개소의 평균값을 채택했다.

또, 절단의 개시 시점 및 중간의 단계에서는, 절단 칼날의 칼날끝의 마모가 없거나 또는 작고, 조면화의 정도가 낮은 매끄러운 절단 단면이 형성되기 때문에, 롤에 감기 시작할 때 및 권취의 중간 시점에서 절단 단면의 조면화 정도의 측정은 생략하고, 절단 칼날의 마모가 가장 커지는 절단의 종료 직전의 시점[절단 처리 후에 롤형으로 감은 PVA 필름에서의 롤의 가장 바깥층의 부분(마지막 감기의 부분)]에 대해 절단 단면의 "최대 높이(Ry)" 및 산술평균 조도(Ra)를 구하여, 절단 단면의 조면화의 정도를 평가했다.

(2) 절단 처리에 제공한 PVA 필름 중의 휘발분 함량의 측정:

길이 방향으로의 절단 처리에 제공하는 PVA 필름의 일부(약 2g)를 샘플로서 채취한 후, 그 샘플을 온도 50℃, 압력 0.1kPa 이하의 진공 건조기 중에 넣고 질량의 감소가 빨리 없어져, 일정한 질량이 될 때까지 건조하여(건조 소요 시간 약 4시간), 하기의 식으로부터 휘발분의 함유율을 구했다.

PVA계 중합체 필름 중의 휘발분의 함유율(%)={(W₀-W₁)/W₁}×100

[식에서, W₀는 진공 건조기에 넣기 전 샘플의 질량(g), W₁은 진공 건조한 후의 샘플의 질량(g)을 나타냄]

(3) 절단 처리한 PVA 필름의 연신 시 파단 발생의 유무 확인(필름 파단 시의 연신 배율):

(i) 길이 방향을 따른 절단 단부를 가진 PVA 필름이 연신 처리 시에 파단하는지 여부의 확인은, 원래, 편광 필름을 제조할 때의 연속 연신 조작에서 행할 필요가 있지만, 연신 처리 시 필름의 파단은 통상 수시간에 1회 발생하는 정도의 빈도가 있고, 실제 사용에 의거한 시험을 행하는 것은 곤란하기 때문에, 이하의 (ⅱ)의 모델 시험에 의해 평가했다.

(ⅱ) 필름의 길이 방향을 따라 절단한 후에 롤형으로 감은 PVA 필름(길이 방향을 따른 절단 단부를 가진 PVA 필름)의 롤의 가장 바깥층의 필름 부분(특히 마지막 감기에 가까운 필름 부분)으로부터, 도 1에 도시한 바와 같이, 필름의 길이 방향으로 평행하게, 샘플의 종방향의 1변(장변)이 절단 단부가 되도록 하여, 세로×가로 = 15cm×1Ocm 직사각형의 샘플(도 1에 나타낸 샘플 S)을 얻었다(샘플의 채취점수 3). 또, 그 경우 절단 단부에 상당하는 변 이외의 3개의 변의 커팅은, 조면 화되지 않은 매끄러운 절단면이 형성되도록 하나의 변의 커팅마다 잘 끊어지도록 칼날끝을 갱신한 커터나이프(엔티가부시키가이샤제 "A 칼날")을 사용하여 커팅 작업을 행했다.

(ⅲ) 상기 (ⅱ)에서 채취한 샘플의 세로 방향의 양단(2개의 가로변) 부분으로 샘플을 한 쌍의 척에 의해 척간 거리 4cm로 붙잡고 배치(batch) 연신기에 장착, 샘플 전체를 30℃의 수중에 1분간 침지시켜 물로 팽윤시킨 후, 물에서 꺼내어 즉시 샘플 전체를 50℃의 붕산 4% 수용액 중에 침지하고, 침지한 후 1분 후에 그대로 붕산 수용액 중에서 연신 속도 0.15m/분의 조건 하에 연신하여, 샘플이 파단되었을 때의 척간 거리를 측정하여, 하기의 식으로부터 파단 시의 연신 배율을 구하고, 3개의 샘플의 평균값을 채택했다.

파단 시의 연신 배율(배) = 샘플 파단 시의 척간 거리(cm)÷4(cm)

(iv) 대조로서, 상기 (ⅱ)에서 샘플을 채취한 것과 동일한 롤형으로 감은 PVA 필름(길이 방향을 따른 절단 단부를 가진 PVA 필름)의 롤에서 가장 바깥층의 필름 부분(특히 마지막 감기에 가까운 필름 부분)의 폭 방향의 대략 중앙 부분으로부터, 필름의 길이 방향으로 평행하게, 세로×가로=15cm×10cm 크기의 필름편상 샘플을 채취했다(길이 방향을 따른 절단 단면을 갖지 않는 샘플)(샘플의 수득점수 3). 또, 이 (iv)의 샘플 채취에 있어서는, 샘플의 종횡 4개의 변(4개의 컷 단부면)이 조면화되지 않고 매끄럽게 마무리되도록, 하나의 변의 컷마다 잘 끊어지도록 칼날끝을 갱신한 커터나이프(엔티가부시키가이샤제 "A 칼날")을 사용하여 커팅 작업을 행했다.

(v) 상기 (iv)에서 얻어진 대조용 샘플을 이용하여, 상기 (ⅲ)와 동일한 습도 조절 처리 및 연신 처리를 행하여, 샘플 파단 시의 연신 배율을 구하고, 3개의 샘플의 평균값을 채택했다.

(실시예 1)

(1) PVA 칩(PVA의 중합도 2400, 비누화도 99.9mol%) 100질량부에 대하여 글리세린 12질량부 및 물 220질량부를 함침시킨 후, 함침 후의 PVA 칩을 압출기에 공급하여 가열 감압하에 융해하여 용융 원액을 제조하고, 그 용융 원액을 제1 금속롤(금속롤의 표면 온도 95℃, 금속롤의 직경 3.8m) 상에 압출한 후, 추가로 10개의 금속롤 상에서 표리면(表裏面)을 교대로 건조하여, PVA 필름을 연속적으로 제조했다(필름의 폭 3m, 두께 75㎛).

(2) 필름을 롤형으로 감기 위한 와인더의 상류측에, 도 4에 예시한 바와 같은 홈을 가진 롤(10)(금속제; 대직경부의 직경 Eb=20cm, 소직경부의 직경 Ec=19cm; 대직경부 Eb의 폭 Wa=8mm, 소직경부의 폭 Wb=2mm)을 배치하는 동시에, 홈을 가진 롤(7)의 폭 방향의 양단 근방 소직경부의 위치에 볼베어링에 의해서 자유 회전하는 도 3(a)에 예시된 신품의 양날형의 둥근 날(SKS-7 텅스텐제; 둥근 날의 직경=45mm; 칼날 부분에서의 비테이퍼형 기부의 두께 d=0.3mm; 칼날끝의 각도 α= 20°; 칼날끝 기부에서 칼날끝 선단까지의 거리 e=0.85mm)을 각각 1개 배치했다.

(3) 상기 (1)에서 제조한 PVA 필름(필름 중의 휘발분의 함유율=3%)을, 상기 (2)에서 준비한 절단 장치에 공급하고, 그 경우 홈을 가진 롤(10)의 원주 표면에 대한 PVA의 접촉각도 β를 90°로 하여 PVA 필름을 홈을 가진 롤(10)의 원주의 일 부에 따르게 한 상태(둘러싼 상태)로 PVA 필름을 홈을 가진 롤(10)의 대직경부의 표면에 접촉시키면서 15m/분의 속도로 이송하여 자유 회전하는 신품의 갱신한 둥근 날에 의해서 PVA 필름의 양단 부분을 길이 방향을 따라 절단하고, 폭 2.6m의 필름으로 만드는 동시에, 와인더로 알루미늄관(직경 약 15.2cm) 상에 롤형으로 연속적으로 감아, 길이 방향을 따른 양단부에 절단 단면을 가진 전장 100m(권취 길이 100m)의 PVA 필름을 얻었다. 회전형 둥근 날에 의한 절단 처리 시 PVA 필름의 온도를 상기 방법으로 측정한 바, 35℃였다. 또, 이 절단 처리 시에, 홈을 가진 롤(7)의 회전 속도(둘레 속도)는 PVA 필름의 이송 속도와 대략 동일한 15m/분이며, (PVA 필름의 이송 속도보다 둥근 날의 둘레 속도가 약간 느렸음), 둥근 날은 볼베어링에 의해서 자유 회전하면서 필름의 절단이 이루어졌다.

(4) 상기 (3)에서 얻어진 100m의 길이로 감은 PVA 필름에서, 롤의 최상층의 필름 부분에 대해, 길이 방향을 따른 절단 단면의 "최대 높이(Ry)" 및 "산술평균 조도(Ra)"를 상기 방법으로 측정한 바, 최대 높이(Ry)는 9.18㎛, 산술평균 조도(Ra)는 0.394㎛, Ry/Ra는 23이고, 길이 방향(전장)에 따른 절단 단면은 조면화의 정도가 매우 낮고, 매끄러움이 우수했다.

(5) 또, 상기 (3)에서 얻어진 PVA 필름에서의 롤의 최상층의 필름 부분에서, 파단 시의 연신 배율을 상기 방법으로 측정한 바, 10.5배였다. 한편, 대조의 샘플(PVA 필름의 폭 방향의 중앙부에서 채취한 샘플)에서의 파단 시의 연신 배율도 10.5배였다. 이러한 결과로부터, 이 실시예 1에 의해 얻어진 PVA 필름에서는, 필름의 길이 방향(전장)에 따른 절단 단면은 매끄럽고 조면화의 정도가 낮다는 사실 을 뒷받침한다.

(실시예 2)

(1) 실시예 1의 (3)에 있어서, 필름의 길이 방향을 따른 절단 길이를 5000m로 바꾸로, 전장(권취 길이)이 5000m인 폭 방향의 양단부에 길이 방향을 따른 절단 단부를 가진 PVA 필름의 롤형물을 제작한 것 이외에는, 실시예 1에서 사용한 것과 동일 형식의 신품 둥근 날을 사용하여 실시예 1의 (1)∼(3)과 동일한 공정 및 조작을 행했다.

(2) 상기 (1)에서 얻어진 5000m의 길이로 감은 PVA 필름에서, 롤의 최상층의 필름 부분에 대해, 길이 방향을 따른 절단 단면의 "최대 높이(Ry)" 및 "산술평균 조도(Ra)"를 상기 방법으로 측정한 바, 최대 높이(Ry)는 15.2㎛, 산술평균 조도(Ra)는 0.640㎛, Ry/Ra는 24이고, 각각 1개의 회전형 둥근 날을 이용하여 PVA 필름의 폭 방향의 양단 부분을 매우 긴 길이로 따라 절단했음에도 불구하고, 그 길이 방향(전장)에 따른 절단 단면은 5000m의 절단 처리 후에도 조면화의 정도가 매우 낮고, 매끄러움이 우수했다.

(3) 또, 상기 (1)에서 얻어진 PVA 필름에서 롤의 최상층 필름 부분에 있어서, 파단 시의 연신 배율을 상기 방법으로 측정한 바, 10.4배였다. 한편, 대조의 샘플(PVA 필름의 폭 방향의 중앙부에서 채취한 샘플)에서의 파단 시 연신 배율은 10.5배이며, 이러한 결과로부터도, 이 실시예 2에 의해 얻어진 PVA 필름에서는, 필름의 길이 방향(전장)에 따른 절단 단면은 매끄럽고 조면화의 정도가 낮다는 사실을 뒷받침한다.

(실시예 3)

(1) 실시예 1의 (3)에 있어서, 필름의 길이 방향을 따른 절단 길이를 10000m로 바꾸고, 전장(권취 길이)이 1O,OOOm 인, 폭 방향의 양단부에 길이 방향을 따른 절단 단부를 가진 PVA 필름의 롤형물을 제작한 것 이외에는, 실시예 1에서 사용한 것과 동일한 형식의 신품 둥근 날을 사용하여, 실시예 1의 (1)∼(3)과 동일한 공정 및 조작을 행했다.

(2) 상기 (1)에서 얻어진 10,000m의 길이로 감은 PVA 필름에서, 롤의 최상층의 필름 부분에 대해, 길이 방향을 따른 절단 단면의 "최대 높이(Ry)" 및 "산술평균 조도(Ra)"를 상기 방법으로 측정한 바, 최대 높이(Ry)는 19.1㎛, 산술평균 조도(Ra)는 0.873㎛, Ry/Ra는 22이고, 각각 1개의 회전형 둥근 날을 이용하여 PVA 필름의 폭 방향의 양단 부분을 매우 긴 길이로 따라 절단했음에도 불구하고, 그 길이 방향(전장)에 따른 절단 단면은 1O,OOOm의 절단 처리 후에도 조면화의 정도가 매우 낮고, 매끄러움이 우수했다.

(3) 또, 상기 (1)에서 얻어진 PVA 필름에서의 롤의 최상층의 필름 부분에서, 파단 시의 연신 배율을 상기 방법으로 측정한 바, 10.4배였다. 한편, 대조의 샘플(PVA 필름의 폭 방향의 중앙부에서 채취한 샘플)에서의 파단 시의 연신 배율은 10.5배이며, 이러한 결과로부터도, 이 실시예 3에 의해 얻어진 PVA 필름에서는, 필름의 길이 방향(전장)에 따른 절단 단면은 매끄럽고 조면화의 정도가 낮다는 사실이 뒷받침 되었다.

(실시예 4)

(1) 실시예 1의 (3)에 있어서, 회전형 둥근 날로 절단 처리할 때의 PVA 필름의 이송 속도를 6m/분으로 바꾸고, 필름의 길이 방향을 따라 절단 길이를 5000m로 바꾼 것 이외에는, 실시예 1에서 사용한 것과 동일한 형식의 신품 둥근 날을 사용하여, 실시예 1의 (1)∼(3)과 동일한 공정 및 조작을 행했다. 그 경우, 홈을 가진 롤의 회전 속도(둘레 속도)는 필름의 이송 속도와 동일하게 6m/분이며, 둥근 날은 베어링에 의해 자유 회전하여 절단 처리가 양호하게 이루어졌다.

(2) 상기 (1)에서 얻어진 5000m의 길이로 감은 PVA 필름에서, 롤의 최상층의 필름 부분에 대해, 길이 방향을 따른 절단 단면의 "최대 높이(Ry)" 및 "산술평균 조도(Ra)"를 상기 방법으로 측정한 바, 최대 높이(Ry)는 7.04㎛, 산술평균 조도(Ra)는 0.409㎛, Ry/Ra는 17이고, 각각 1개의 둥근 날을 이용하여 PVA 필름의 폭 방향의 양단 부분을 큰 길이를 따라 절단했음에도 불구하고, 그 길이 방향(전장)에 따른 절단 단면은 5000m의 절단 처리 후에도 조면화의 정도가 매우 낮고, 매끄러움이 우수했다.

(3) 또, 상기 (1)에서 얻어진 PVA 필름에서의 롤의 최상층의 필름 부분에서, 파단 시의 연신 배율을 상기 방법으로 측정한 바, 10.5배였다. 한편, 대조의 샘플(PVA 필름의 폭 방향의 중앙부에서 채취한 샘플)에서의 파단 시의 연신 배율도 10.5배이며, 이러한 결과로부터, 이 실시예 4에 의해 얻어진 PVA 필름에서는, 필름의 길이 방향(전장)에 따른 절단 단면은 매끄럽고 조면화의 정도가 낮다는 사실이 뒷받침 되었다.

(실시예 5)

(1) 실시예 1의 (3)에 있어서, 둥근 날로 절단 처리할 때의 PVA 필름의 이송 속도를 30m/분으로 바꾸고, 또한 필름의 길이 방향을 따른 절단 길이를 5000m로 바꾸고, 전장(권취 길이)이 5000m인, 폭 방향의 양단부에 길이 방향을 따른 절단 단부를 가진 PVA 필름의 롤형물을 제작한 것 이외에는, 실시예 1에서 사용한 것과 동일한 형식의 신품 둥근 날을 이용하여, 실시예 1의 (1)∼(3)과 동일한 공정 및 조작을 행했다. 그 때, 홈을 가진 롤의 회전 속도(둘레 속도)는 필름의 이송 속도와 동일하게 30m/분이며, 둥근 날은 베어링에 의해 자유 회전하여 절단 처리가 양호하게 이루어졌다.

(2) 상기 (1)에서 얻어진 5000m의 길이로 감은 PVA 필름에 대해, 롤의 최상층의 필름 부분에 대해, 길이 방향을 따른 절단 단면의 "최대 높이(Ry)" 및 "산술평균 조도(Ra)"를 상기 방법으로 측정한 바, 최대 높이(Ry)는 45.5㎛, 산술평균 조도(Ra)는 0.550㎛, Ry/Ra는 83이고, 각각 1개의 둥근 날을 이용하여 PVA 필름의 폭 방향의 양단 부분을 큰 길이에 따라 절단했음에도 불구하고, 그 길이 방향(전장)에 따른 절단 단면은 5000m의 절단 처리 후에도 조면화의 정도가 매우 낮고, 매끄러움이 우수했다.

(3) 또, 상기 (1)에서 얻어진 PVA 필름에서의 롤의 최상층의 필름 부분에서, 파단 시의 연신 배율을 상기 방법으로 측정한 바, 10.2배였다. 한편, 대조 샘플(PVA 필름의 폭 방향의 중앙부에서 채취한 샘플)에서의 파단 시의 연신 배율은 10.5배이며, 이러한 결과로부터도, 이 실시예 5에 의해 얻어진 PVA 필름에서는, 필름의 길이 방향(전장)에 따른 절단 단면은 매끄럽고 조면화의 정도가 낮다는 사실 이 뒷받침 되었다.

(비교예 1)

(1) PVA 필름을 롤형으로 감기 위한 와인더의 상류측에, 필름의 폭 방향의 양단부를 절단하기 위한 신품의 전단 날을 배치했다. 이 전단 날은, SKH-2 고속도공구강으로 이루어지는 직경 118mm의 원판형 윗날과, SKD-11 합금 공구강으로 이루어지는 직경 92mm의 원판형 아랫날의 조합으로 이루어지고, PVA 필름의 절단 처리 시에, 상하의 칼날이 같이 구동에 의해서 회전하여, 상하의 칼날의 전단력에 의해서 PVA 필름의 절단이 이루어지도록 설계되어 있고, 인용문헌 2의 발명에서 사용하는 것에 상당한다.

(2) 실시예 1의 (1)과 동일한 공정 및 조작을 행하여 제조한 PVA 필름을, 상기 (1)에서 준비한 전단 날을 배치한 절단 장치에 공급하고, 그 경우 PVA 필름의 이송 속도 6m/분, 전단 날의 아랫날의 회전 속도(둘레 속도) 6m/분, 윗날의 회전 속도(둘레 속도) 6.5m/분의 조건 하에, 전단 날에 의해서 PVA 필름의 양단 부분을 길이 방향을 따라 절단하여 폭 2.6m의 필름으로 만든 후, 와인더로 알루미늄관(직경 약 152cm) 상에 롤형으로 연속적으로 감아, 길이 방향을 따른 양단부에 절단 단면을 가진 전장 5000m(권취 길이 5000m)의 PVA 필름을 얻었다.

(3) 상기 (2)에서 얻어진 5000m의 길이로 감은 PVA 필름에 대해, 롤의 최상층의 필름 부분에 대해, 길이 방향을 따른 절단 단면의 "최대 높이(Ry)" 및 "산술평균 조도(Ra)"를 상기 방법으로 측정한 바, 최대 높이(Ry)는 71.2㎛, 산술평균 조도(Ra)는 4.39㎛, Ry/Ra는 16로서, 실시예 1∼5에 비해 절단 단면의 조면화 정도가 높았다.

(4) 또, 상기 (2)에서 얻어진 PVA 필름에서의 롤의 최상층의 필름 부분에 대해, 파단 시의 연신 배율을 상기 방법으로 측정한 바 9.8배로서, 실시예 1∼5에 비해 연신 시에 파단되기 쉬운 것이었다.

(비교예 2)

(1) 비교예 1의 (2)에 있어서, PVA 필름의 폭 방향의 양단부를 전단 날로 절단할 때의 PVA 필름의 이송 속도를 30m/분으로 바꾸고, 전단 날 중 아랫날의 회전 속도(둘레 속도)를 30m/분, 윗날의 회전 속도(둘레 속도)를 32m/분으로 바꾼 것 이외에는, 비교예 1에서 사용한 것과 동일한 형식의 신품 전단 날을 사용하여, 비교예 1의 (1), (2)와 동일한 공정 및 조작을 행하여, 폭 2.6m의 필름으로 만든 후, 와인더로 알루미늄관(직경 약 15.2cm) 상에 롤형으로 연속적으로 감아, 길이 방향을 따른 양단부에 절단 단면을 가진 전장 5000m(권취 길이 5000m)의 PVA 필름을 얻었다.

(2) 상기 (1)에서 얻어진 5000m의 길이로 감은 PVA 필름에서, 롤의 최상층의 필름 부분에 대해, 길이 방향을 따른 절단 단면의 "최대 높이(Ry)" 및 산술평균 조도(Ra)를 상기 방법으로 측정한 바, 최대 높이(Ry)는 100㎛, "산술평균 조도(Ra)"는 13.6㎛, Ry/Ra는 7.4로서, 실시예 1∼5에 비해 절단 단면의 조면화의 정도가 대폭적으로 높았다.

(3) 또, 상기 (1)로 얻어진 PVA 필름에서의 롤의 최상층의 필름 부분에서, 파단 시의 연신 배율을 상기 방법으로 측정한 바 9.6배이며, 실시예 1∼5에 비해 연신 시에 파단되기 쉬운 것이었다.

(비교예 3)

(1) PVA 필름을 롤형으로 감기 위한 와인더의 상류측에, 실시예 1의 (1)에서 사용한 것과 동일한 홈을 가진 롤(7)을 배치하는 동시에, 홈을 가진 롤(7)의 폭 방향의 양단 근방의 소직경부의 위치에, 필름의 폭 방향의 양단부를 절단하기 위한 신품의 탄소공구강 SK-2제 레이저 날(칼날 부분에서의 비테이퍼형 기부의 두께=0.25mm, 칼날끝의 각도=17°, 한쪽 날, 비테이퍼형 기부에서 칼날끝까지의 길이 e=0.85mm)를 각각 1개 고정 배치했다.

(2) 실시예 1의 (1)과 동일한 공정 및 조작을 행하여 제조한 PVA 필름을, 상기 (1)에서 준비한 레이저 날이 배치된 절단 장치에 공급하고, 그 경우 PVA 필름을 15m/분의 이송 속도로 이송하면서, 홈을 가진 롤을 회전 속도(대직경부의 둘레 속도) 15m/분으로 회전하면서, 홈을 가진 롤의 소직경부의 위치에서 레이저 날에 의해서 PVA 필름의 양단 부분을 길이 방향을 따라 절단하고, 폭 2.6m의 필름으로 만든 후, 와인더로 지지관 상에 롤형으로 연속적으로 감아, 길이 방향을 따른 양단부에 절단 단면을 가진 전장 5000m(권취 길이 5000m)의 PVA 필름을 얻었다.

(3) 상기 (2)에서 얻어진 5000m의 길이로 감은 PVA 필름에 대해, 롤의 최상층의 필름 부분에 대해, 길이 방향을 따른 절단 단면의 "최대 높이(Ry)" 및 "산술평균 조도(Ra)"를 상기 방법으로 측정한 바, 최대 높이(Ry)는 56.8㎛, 산술평균 조도(Ra)는 4.10㎛, Ry/Ra는 13.9로서, 실시예 1∼5에 비해 절단 단면의 조면화의 정도가 높았다.

(4) 또, 상기 (2)에서 얻어진 PVA 필름에서의 롤의 최상층의 필름 부분에서, 파단 시의 연신 배율을 상기 방법으로 측정한 바 9.9배로서, 실시예 1∼5에 비해 연신 시에 파단되기 쉬운 것이었다.

[산업상 이용 가능성]

본 발명의 PVA계 중합체 필름은, 필름의 전장에 걸쳐 조면화의 정도가 매우 낮고 매끄러운 절단 단면을 가지고 있기 때문에, 길이 방향으로 연신했을 때에 길이 방향을 따른 절단 단부(폭 방향의 단부)에서의 균열의 발생이나 균열을 기점으로 하는 필름의 파단 등이 매우 생기기 어렵다. 이로 인해, 본 발명의 PVA계 중합체 필름은, 길이 방향으로 1축 연신하여 편광 필름을 제조할 때의 원반 필름 등으로 하여 유용하다.

본 발명의 절단 방법에 의해, 상기와 같은 우수한 특성을 가진 길이 방향으로 절단 단부를 가진 PVA계 중합체 필름을 공업적으로 원활히 생산성 양호하게 제조할 수 있다.

본 발명의 폴리비닐 알코올계 중합체 필름은, 필름의 길이가 3000m 이상인 매우 긴 경우라도, 필름의 전장에 걸쳐 조면화의 정도가 매우 낮고, 매끄러운 절단 단면을 가지고 있다. 이 때문에, 본 발명의 폴리비닐 알코올계 중합체 필름을 편광 필름 등의 제조 목적에서, 길이 방향으로 고연신 배율로 연신했을 때에, 길이 방향을 따른 절단 단부에서의 균열의 발생이나, 균열을 기점으로 하는 필름의 파단 등을 일으키지 않고, 연신 공정을 연속적으로 생산성 양호하게 행할 수 있다.

본 발명의 폴리비닐 알코올계 중합체 필름은, 길이 방향으로 연신했을 때에 균열의 발생 등을 일으키지 않고 균일한 연신이 이루어지기 때문에, 편광 성능이 우수한 편광 필름을 제조할 수 있다.

본 발명의 절단 방법에 의한 경우는, 필름의 길이가 예를 들면 3000m 이상과 같이 매우 긴 경우에도, 필름의 전장에 걸쳐 조면화의 정도가 매우 낮고 매끄러운 절단 단면을 가진 폴리비닐 알코올계 중합체 필름을, 양호한 작업성 및 양호한 생산성으로 제조할 수 있다.

Claims

필름의 길이 방향을 따른 2개의 단부 중 적어도 한 쪽이 절단 칼날에 의해서 형성한 절단 단부(端部)인 긴 폴리비닐 알코올계 중합체 필름으로서, 상기 절단 단부의 절단 단면의 표면 조도(粗度)가, 필름의 전장(全長)에 걸쳐 하기의 식(1);

최대 높이(Ry)≤ 50㎛ (1)

[상기 식에서, "최대 높이(Ry)"는, JIS B 0601-1994 "표면 조도-정의"에 규정되어 있는 "최대 높이(Ry)"를 나타냄]

을 만족시키는 것을 특징으로 하는 폴리비닐 알코올계 중합체 필름.
제1항에 있어서,

상기 절단 단부의 절단 단면의 표면 조도가, 필름의 전장에 걸쳐 하기의 식(2);

산술평균 조도(Ra)≤ 1.4㎛ (2)

[상기 식에서, "산술평균 조도(Ra)는, JIS B 0601-1994 "표면 조도 정의"에 규정되어 있는 "산술평균 조도(Ra)"를 나타냄]

을 또한 만족시키는 것을 특징으로 하는 폴리비닐 알코올계 중합체 필름.
제1항 또는 제2항에 있어서,

상기 절단 단부의 절단 단면에서의 "최대 높이(Ry)" 및 "산술평균 조도(Ra)" 의 비(Ry/Ra)가 필름의 전장에 걸쳐 17∼40인 것을 특징으로 하는 폴리비닐 알코올계 중합체 필름.
제1항 또는 제2항에 있어서,

필름의 길이가 1000m 이상이며, 롤형으로 감기는 것을 특징으로 하는 폴리비닐 알코올계 중합체 필름.
제1항 또는 제2항에 있어서,

편광 필름용으로 이용되는 것을 특징으로 하는 폴리비닐 알코올계 중합체 필름.
긴 폴리비닐 알코올계 중합체 필름을 이송하면서, 하나의 절단 단부를 형성하기 위해 각각 1개의 회전형 둥근 날을 사용하여, 필름을 길이 방향을 따라 평행하게 절단하는 것을 특징으로 하는 폴리비닐 알코올계 중합체 필름의 절단 방법.
제6항에 있어서,

상기 긴 폴리비닐 알코올계 중합체 필름의 폭 방향의 2개소를, 각각 1개의 상기 회전형 둥근 날에 의해서 길이 방향을 따라 절단하여, 상기 필름의 길이 방향을 따른 양쪽의 단부가 절단에 의해 형성된 절단 단부인 폴리비닐 알코올계 중합체 필름을 형성하는 것을 특징으로 하는 절단 방법.
제6항 또는 제7항에 있어서,

상기 긴 폴리비닐 알코올계 중합체 필름의 이송에 따라 상기 둥근 날을 자유 회전시키면서 상기 폴리비닐 알코올계 중합체 필름을 길이 방향을 따라 절단하는 것을 특징으로 하는 절단 방법.
제6항 또는 제7항에 있어서,

상기 둥근 날의 직경이 40mm 이상인 것을 특징으로 하는 절단 방법.
제6항 또는 제7항에 있어서,

상기 폴리비닐 알코올계 중합체 필름을 40m/분 이하의 속도로 이송하면서 상기 회전형 둥근 날에 의해 절단하는 것을 특징으로 하는 절단 방법.
제6항 또는 제7항에 있어서,

상기 폴리비닐 알코올계 중합체 필름의 휘발분 함량을 O.1∼10질량%로 하고, 상기 회전형 둥근 날에 의해 10∼70℃의 온도에서 절단을 행하는 것을 특징으로 하는 절단 방법.
제6항 또는 제7항에 있어서,

상기 폴리비닐 알코올계 중합체 필름의 이송 시에 필름이 접촉하는 대직경부와 필름이 접촉하지 않는 소직경부를 롤 축 방향으로 교대로 가진, 홈을 가진 롤을 사용하고, 상기 홈을 가진 롤의 대직경부의 표면에 상기 폴리비닐 알코올계 중합체 필름을 접촉시켜 이송하면서, 상기 홈을 가진 롤의 소직경부의 위치에서 회전형 둥근 날에 의해서 폴리비닐 알코올계 중합체 필름을 길이 방향을 따라 절단하는 것을 특징으로 하는 절단 방법.
제12항에 있어서,

상기 둥근 날의 칼날 부분에서의 비(非)테이퍼형 기부(基部)의 두께가 0.05∼1mm이며, 상기 홈을 가진 롤의 롤 축 방향에서의 소직경부의 폭이 상기 둥근 날의 칼날 부분에서의 상기 비테이퍼형 기부 두께의 2∼50배인 것을 특징으로 하는 절단 방법.
제12항에 있어서,

상기 홈을 가진 롤의 원둘레를 따라 상기 폴리비닐 알코올계 중합체 필름을 10°∼100°의 각도로 접촉시키면서, 상기 회전형 둥근 날에 의해서 상기 폴리비닐 알코올계 중합체 필름을 길이 방향을 따라 절단하는 것을 특징으로 하는 절단 방법.