KR101544626B1

KR101544626B1 - 폴리비닐알코올 필름 및 그 제조법

Info

Publication number: KR101544626B1
Application number: KR1020107003672A
Authority: KR
Inventors: 다카시 네리오; 데츠시 하야시; 사토루 후지타
Original assignee: 가부시키가이샤 구라레
Priority date: 2007-08-24
Filing date: 2008-08-08
Publication date: 2015-08-17
Also published as: KR20100049604A; JP2015003524A; TWI445718B; JP5943974B2; CN101784590A; CN101784590B; JP5649820B2; TW200914469A; JPWO2009028141A1; WO2009028141A1; CN102789022B; CN102789022A

Abstract

주름이 없는 편광 필름의 제조에 유용한 폴리비닐알코올 필름을 제공한다. 상기 폴리비닐알코올 필름은, 폴리비닐알코올계 수지를 주원료로 하는 광학 필름으로서, 필름의 막 폭 방향 전체에 걸친 광학축의 기울기가, 필름 길이 방향에 대해 45 ∼ 135 °이다. 또, 상기 폴리비닐알코올 필름의 한계 연신 배율은, 6.0 초과 8.0 이하이어도 되고, 그 팽윤 신장률은 100 ∼ 124 ％ 정도여도 된다.

Description

폴리비닐알코올 필름 및 그 제조법{POLYVINYL ALCOHOL FILM AND METHOD FOR PRODUCING THE SAME}

관련출원

본원은 일본에서 2007년 8월 24일에 출원된, 일본 특허출원 2007-218544의 우선권을 주장하는 것으로서, 그 전체를 참조하여 본 출원의 일부를 이루는 것으로서 인용한다.

본 발명은 고성능인 편광 필름의 제조에 바람직하게 사용할 수 있는 폴리비닐알코올 필름 및 그 제조법에 관한 것이다.

광의 투과 및 차폐 기능을 갖는 편광판은, 광의 스위칭 기능을 갖는 액정과 함께, 액정 디스플레이 (LCD) 의 기본적인 구성 요소이다. 이 LCD 의 적용 분야도, 초기 무렵의 전자 계산기 및 손목 시계 등의 소형 기기에서, 최근 랩톱 PC, 워드프로세서, 액정 컬러 프로젝터, 차재용 내비게이션 시스템, 액정 텔레비전 등으로 광범위하게 확산되어, 밝고 선명한 화면에서 사용되게 되었기 때문에, 종래품 이상으로 편광 성능이 우수한 편광판이 요구되고 있다.

편광판은, 일반적으로 폴리비닐알코올 필름 (이하, 「PVA 필름」으로 약칭한다) 을 팽윤 처리한 후, 1 축 연신 및 염색함으로써 제조된 편광 필름의 양면에, 3아세트산 셀룰로오스 (TAC) 막 등의 보호막을 부착함으로써 제조된다.

최근에는, 화상 표시 장치의 기능 향상이나 정세화 및 화질의 향상에 따라, 그에 사용되는 편광판도 보다 고도의 편광도 등의 광학 특성 및 면 내에서의 균일성이 요구되고 있다. PVA 필름을 연신 및 염색하여 편광 필름을 제조할 때 염색 얼룩이 발생하고, 이것이 광학 특성이나 면 내에서의 균일성을 저하시키는 원인이 됨과 함께, 이와 같은 편광 필름을 사용하여 얻어지는 편광판을 화상 표시 장치에 적용했을 때, 화면의 표시 얼룩이 되어 나타나기 때문에, 이것을 없애기 위한 여러 가지 연구가 시도되고 있다.

상기와 같은 염색 얼룩에서 기인하는 표시 얼룩은, 편광 필름의 길이 방향으로 연속된 줄 무늬 형상의 것이나, 필름의 막 폭 방향으로 연속된 활형상의 줄 무늬 형상의 것 (이하 「보잉 얼룩」이라고 함) 등이 문제시되고 있다. 전자에 관해서는 PVA 필름의 팽윤 처리시에, 필름의 막 폭 방향으로의 확대에 의해 발생하는 주름에 의한 영향이 하나의 요인으로 생각된다. 이것을 감소시키기 위해 특허문헌 1 에서는, 1 축 연신 및 염색의 각 공정을 거쳐 PVA 필름으로 편광 필름을 제조할 때, 이들 공정에 앞선 PVA 필름의 팽윤 처리시에 스펀지 고무 폭 확대롤을 사용하는 것이 제안되고, 또 특허문헌 2 에서는 PVA 필름의 팽윤 처리시에 곡률 3 ％ 이상의 크라운롤을 사용하여 TD 방향 (필름의 막 폭 방향) 으로 연신한 후, 1 축 연신 및 염색하여 편광 필름을 제조하는 것이 제안되어 있다. 그러나, 이 방법에 의해서도 또한 편광 필름의 제조시에 발생하는 주름을 완전히 해소하지 못하여, 더 나은 개선이 요구되고 있다.

한편, 최근들어 후자와 같은 보잉 얼룩은, PVA 필름이 그 길이 방향으로 갖는 미세한 요철 (후박 (厚薄) 얼룩) 에 의해 발생하는 염색 얼룩에서 유래하는 것이 하나의 요인인 것으로 알려졌다. 그래서, 특허문헌 3 에서는, 후박 얼룩을 저감시키기 위해, 2 개 이상의 건조롤을 갖는 드럼 제막 (製膜) 기를 이용하여 PVA 필름을 제조할 때, 최상류측에 위치하는 건조롤의 PVA 필름의 휘발분율이 10 ∼ 50 질량％ 에 도달한 시점에서 필름을 건조롤로부터 박리하고, 또한 최상류측에 위치하는 건조롤의 주 (周) 속도 (V₁) 와, PVA 필름의 휘발분이 처음으로 10 질량％ 미만으로 된 시점에 위치하는 건조롤의 주속도 (V₂) 의 주속도비 (V₂/V₁) 를 1.0 ∼ 1.3 으로 하고 있다. 이로써, PVA 필름의 후박 얼룩을 저감시킬 수 있어, 편광 필름의 보잉 얼룩의 저감을 달성할 수 있다.

또한 편광판의 편광 성능을 향상시키기 위해서는, 편광 필름의 가공 공정에 있어서의 약액 처방이나 연신 방법 등의 가공 조건이 중요하지만, 편광 필름의 소재가 되는 PVA 필름의 고연신성도 중요시해야 할 항목이다. 그래서, 특허문헌 4 에서는, PVA 필름 제조시의 최상류측에 위치하는 건조롤의 주속도 (V₃) 와 필름의 권취롤의 주속도 (V₄) 의 주속도비 (V₄/V₃) 를 0.8 ∼ 1.3 으로 하는 것이 제안되었고, 또 특허문헌 5 에서는, 필름의 휘발분율이 10 ％ 이하가 되는 시점에 위치하는 건조롤의 주속도 (V₅) 와 권취롤의 주속도 (V₆) 의 주속도비 (V₆/V₅) 를 0.9 ∼ 1.1 로 하는 방법이 제안되고, 그리고 특허문헌 6 에서는, 제막 원액의 토출 폭 (W1) 과 제막 후의 필름 폭 (W2) 의 수축도 (W1-W2)/W1 이 0 ∼ 0.15 가 되도록 폭 수축을 억제하는 것이 제안되어, 이들 방법에 의해 연신성이 우수한 필름의 제조가 달성되었다. 그러나, 상기 문헌에 기재된 방법으로는, 더 나은 고연신성을 부여한 광학 필름을 제조하기가 여전히 불충분하였다.

한편, 특허문헌 7 에서는, 제막 원액이 토출된 제 1 건조롤의 주속도 (V₇) 와, 그 다음의 제 2 건조롤의 주속도 (V₈) 의 비 (V₈/V₇) 를 1.000 ∼ 1.100 으로 하고, 제 2 건조롤의 주속도 (V₈) 와, 필름의 휘발분율이 8 질량％ 가 되기까지 위치하는 건조롤의 주속도 (V₁₀) 의 비 (V₁₀/V₈) 를 0.995 ∼ 1.050 의 범위에서 실시하고, 필름의 휘발분율이 13 질량％ 가 되는 시점에 위치하는 건조롤의 주속도 (V₁₁) 와, 그 다음에 위치하는 건조롤의 주속도 (V₁₂) 의 비 (V₁₂/V₁₁) 를 0.950 ∼ 0.999 의 범위로 함으로써, 고연신한 경우에 얻어지는 편광 필름에 미세한 크랙이나 보이드가 발생하지 않아, 높은 수율로 편광 필름을 제조할 수 있는 PVA 필름이 제안되고 있다.

또한, 특허문헌 8 에 있어서, 열가소성 수지 필름으로 구성되는 광학 필름에 대하여 용융 압출기로부터의 압출 방향과 각 점에 있어서의 지상축이 이루는 각

, 각 점에 있어서의 리타데이션값의 크기를 Re 로 했을 때, [sin²2

] × [sin²(π·Re/550)]

4.0 × 10^- ⁵ 를 만족하는 광학 필름에 의해 광학적 변형을 저감시키는 것이 제안되고, 또 특허문헌 9 에 있어서도, 비정성 (非晶性) 열가소성 수지를 사용한 광학 필름에 대하여, 필름의 막 폭 방향에 있어서의 중앙부의 배향각을 80 ∼ 90 °로 함으로써, 위상차 편차를 저감시키는 것이 제안되어 있다. 그러나, 특허문헌 8, 9 에 기재된 방법은, 편광판의 구성 재료의 하나인 보호 필름의 배향각을 제어함으로써 필름의 위상차 편차를 저감시키는 방법으로서, 편광 소자로서의 특성을 제어하는 방법은 아니다. 또한, 특허문헌 8, 9 에 기재된 제조 방법으로는, 편광 소자로서 사용되는 폴리비닐알코올 (이하, 「PVA」라고 한다) 계 수지를 사용한 필름의 제조는 불가능하다.

일본 공개특허공보 2005-227649호 일본 공개특허공보 2005-284047호 일본 공개특허공보 2002-79531호 일본 공개특허공보 2001-315141호 일본 공개특허공보 2001-315146호 일본 공개특허공보 2002-28942호 일본 공개특허공보 2005-324355호 국제공개 03/081299호 팜플렛 일본 공개특허공보 2005-134768호

이러한 지견을 감안하여, 본 발명에서는 팽윤 처리 등을 실시해도, 막 폭 방향으로의 확산을 억제할 수 있을 뿐만 아니라, 고연신성을 갖는 PVA 필름을 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명에서는 PVA 필름의 팽윤 처리시의 주름 등에서 유래하는 줄무늬 형상의 표시 얼룩이 발생하기 어려워, 광학 특성이 우수하고, 막 폭 방향으로 균일한 편광 필름을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명자들이 상기 과제를 달성하기 위해 여러 가지 연구를 거듭한 결과, PVA 필름의 성질이, 필름의 길이 방향에 대한 배향각 45 °및 135 °부근을 경계로 하여 급변하는 것을 알아내었다. 그리고, 필름의 배향각을 45 ∼ 135 °범위 내로 함으로써, 필름의 길이 방향에 있어서의 잔류 응력을 저감시키고, 그 결과, 1 축 연신을 실시했을 때 보다 연신성을 향상시킬 수 있는 것을 알 수 있었다. 또, 필름의 배향각을 상기 범위 내로 함으로써, 막 폭 방향으로의 잔류 응력을 증대시킬 수 있고, 그 결과, 사용자 가공 공정에 있어서의 팽윤 처리시의 막 폭 방향으로의 확산을 억제할 수 있는 것도 분명해졌다.

즉, 본 발명은 PVA 계 수지를 주원료로 하는 광학 필름으로서, 필름의 막 폭 방향 전체에 걸친 광학축의 기울기 (배향각) 가, 필름 길이 방향에 대해 45 ∼ 135 °인 것을 특징으로 하는 PVA 필름이다.

본 발명의 PVA 필름을 사용함으로써, 특히 팽윤시에 있어서의 PVA 필름의 막 폭 방향으로의 확산을 억제할 수 있고, 사용자 가공 공정에 있어서의 팽윤 처리시에 PVA 필름에 주름이 발생하는 것을 저감시킬 수 있다. 이로써, 길이 방향에 존재하는 줄무늬 형상의 염색 얼룩 (광학 얼룩) 을 저감시킬 수 있어, 광학 특성이 우수하고, 막 폭 방향으로 균일한 편광 필름을 제공할 수 있다.

이 발명은 첨부의 도면을 참고한 이하의 바람직한 실시형태의 설명으로부터 보다 명료하게 이해될 것이다. 그러나, 실시형태 및 도면은 단순한 도시 및 설명을 위한 것으로서, 이 발명의 범위를 정하기 위해 이용되어야 하는 것이 아니다. 이 발명의 범위는 첨부하는 청구범위에 의해 정해진다.
도 1 은 본 발명의 PVA 필름의 배향각의 측정 범위를 나타내는 개략도이다.
도 2 는 본 발명의 PVA 필름의 제조에 사용하는 드럼형 제막기의 개략 구성 도이다.

발명을 실시하기 위한 최선의 형태

이하, 본 발명에 대하여 상세히 설명한다.

본 발명의 PVA 필름은, PVA 계 수지를 주원료로 하는 광학 필름으로서, 필름의 막 폭 방향 전체에 걸친 광학축의 기울기 (배향각) 가, 필름의 길이 방향에 대해 45 ∼ 135 °이다.

본 발명의 PVA 필름의 배향각은, 평행 니콜 회전법에 기초하여 측정된 것으로서, 본 명세서에서는 배향각을 0 ∼ 180 °로 나타내는 것으로 한다. 본 발명에 있어서는, PVA 필름의 막 폭 방향 전체에 걸쳐, 그 배향각은 필름의 길이 방향에 대해 45 ∼ 135 °인 것이 필요하고, 55 ∼ 125 °인 것이 바람직하며, 60 ∼ 120 °것이 더욱 바람직하다. 배향각이 45 °미만이거나 또는 135 °를 초과하는 경우에는, 편광 필름의 팽윤 처리시에 막 폭 방향으로의 확산을 억제할 수 없을 뿐만 아니라, 연신성이 저하된다.

또, 본 발명의 PVA 필름은, 막 폭 방향 전체에 걸쳐 이와 같은 특정한 배향각을 갖고 있기 때문에 연신성이 특히 우수하다. 예를 들어, 본 발명의 PVA 필름에서는, 후술하는 측정 방법에 의해 측정한 한계 연신 배율이, 바람직하게는 6.0 초과 8.0 이하이고, 더욱 바람직하게는 6.1 ∼ 7.0 이다. 한계 연신 배율이 6.0 이하인 경우, 양호한 편광 성능이 발현되지 않게 되는 경향이 있다. 한편, 한계 연신 배율이 8.0 을 초과하면, 필름의 넥인이 커지기 때문에, 폭 수율이 나빠질 가능성이 있다.

본 발명의 PVA 필름을 제조하는 방법으로는, 예를 들어 PVA 를 함유하는 제막 원액을 사용한, 드럼 제막법, 벨트 제막법, 습식 제막법 (빈용매 중으로의 토출), 겔 제막법 (냉각 겔화한 후, 용매를 추출 제거) 등을 들 수 있다. 이들 중에서도 드럼 제막법이 바람직하다. 이하에, 본 발명의 PVA 필름을 드럼 제막법에 의해 제조하는 방법에 대하여 설명한다.

본 발명의 PVA 필름은, 회전축이 서로 평행한 복수의 건조롤을 구비하는 드럼 제막기를 사용하여, 휘발분율 50 ∼ 90 질량％ 의 PVA를 함유하는 제막 원액을 호퍼 플레이트, T-다이, I-다이, 립코터 다이 등 이미 알려진 토출 장치로부터 토출하여 드럼 제막기의 제 1 건조롤 상으로 막 형상으로 토출 (유연 : 流延) 하고, 이 드럼 상에서 물이나 유기 용제 등의 휘발분을 증발시키면서 제 2 건조롤에 의해 박리하고, 또한 하류의 건조롤의 둘레면을 통과시키면서 순차 건조시켜, 최종적으로 권취함으로써 제조할 수 있다. 각각의 롤의 구동에는 모터나 변속기 등을 적절히 사용하여, 속도를 조정할 수도 있다.

드럼 제막기에 있어서의 건조롤의 수는 3 개 이상인 것이 바람직하고, 4 개 이상인 것이 보다 바람직하며, 5 ∼ 30 개인 것이 더욱 바람직하다. 복수의 건조롤은, 예를 들어, 니켈, 크롬, 구리, 철, 스테인리스 스틸 등의 금속으로 형성되어 있는 것이 바람직하고, 특히 롤 표면이 부식되기 어렵고, 게다가 경면 광택을 갖는 금속 재료로 형성되어 있는 것이 보다 바람직하다. 또, 건조롤의 내구성을 높이기 위해 니켈층, 크롬층, 니켈/크롬 합금층 등을 단층 또는 2 층 이상 조합하여 도금한 건조롤을 사용하는 것이 더욱 바람직하다.

또, 그 드럼 제막기는, 복수의 건조롤과 함께, 플로팅 건조 장치 및/또는 조습 장치를 부설하고 있어도 된다. 플로팅 건조 장치 및/또는 조습 (調濕) 장치가 부설되는 경우, 이들 장치는, 건조롤을 통과한 후의 필름에 대해 적용되는 경우가 많다. 플로팅 건조 장치란, 필름 하부, 상부 또는 그 양방으로부터 열풍을 분사하여 필름을 부유시킨 상태에서 건조시키는 장치를 말한다. 이 때, 건조 섹션을 여러 개로 분리해도 지장없다. 또, 부유 상태는, 클립 텐터, 핀 텐터 등에 의해, 필름의 양 단부 (端部) 를 고정시키거나, 또 자유롭게 하는 등의 방법을 들 수 있지만, 특별히 제한은 없다. 또, 조습 장치란, 온도 20 ∼ 80 ℃, 습도 50 ∼ 95 ％RH 로 조습된 실내를 통과시켜 연속적으로 필름을 조습할 수 있는 장치라면 특별히 제한은 없다.

본 발명의 PVA 필름에 있어서, 막 폭 방향 전체에 걸친 배향각을 45 ∼ 135 °로 제어하기 위해, 상기 토출 장치로부터 토출된 필름 형상의 제막 원액을, 복수의 건조롤을 구비한 드럼 제막기에 의해 건조시키고, PVA 필름의 휘발분율이 16 질량％ 에서 8 질량％ 까지 저하되는 구간에서, 이 구간에서의 필름의 길이 방향의 치수 변화율을 R_MD (％), 필름의 막 폭 방향의 치수 변화율을 R_TD (％) 로 한 경우, R_MD 및 R_TD 가 하기 식

R_MD/R_TD ＜ 1.000

을 만족하도록 건조시키는 것이 바람직하다.

또한, 이하, 장척의 원반 필름에 있어서, MD (Machinery Direction) 는 길이 방향을 나타내고, TD (Transverse Direction) 는 막 폭 방향을 나타내는 것으로 한다.

본 발명에 있어서의 R_MD/R_TD 의 값은, 1.000 미만이면 특별히 제한되지 않지만, 생산성의 관점에서는 0.800 ∼ 0.999 가 바람직하고, 0.900 ∼ 0.995 가 보다 바람직하며, 0.950 ∼ 0.990 이 더욱 바람직하다. R_MD/R_TD 값이 0.800 보다 작은 경우에는, 생산성의 관점에서 현실적이지는 않다.

상기 치수 변화율을 조정하는 방법으로는, 휘발분율이 16 질량％ 로 된 직후에 위치하는 건조롤의 주속도를 S, 휘발분율이 8 질량％ 로 된 직후에 위치하는 건조롤의 주속도를 S' 로 한 경우, 그 주속비 S'/S 가 0.950 ∼ 0.990 이 되도록 제어하면 되고, 0.960 ∼ 0.987 이 보다 바람직하고, 0.965 ∼ 0.985 가 더욱 바람직하다. 또한, 플로팅 건조 장치 내에서 휘발분율이 8 질량％ 에 도달한 경우에는, 플로팅 건조 장치 출구에서의 PVA 필름의 반송 속도를 S' 로 한다.

주속비 S'/S 가 0.990 을 초과하면, 제막시에 길이 방향으로 가해지는 필름의 장력이 강해지기 때문에, 본 발명의 PVA 필름이 얻어지지 않을 우려가 있다. 한편, 주속비 S'/S 가 0.950 미만이면, 각 건조롤을 통과할 때 필름이 느슨해져, 주름이 발생하거나, 건조롤에 감겨 단지 (斷紙) 될 우려가 있다.

본 발명의 PVA 필름은 팽윤 처리시에 TD 방향으로의 확산을 억제할 수 있기 때문에, 이 확산에서 유래하는 주름의 발생을 억제하고, 나아가서는 염색 얼룩 (광학 얼룩) 을 저감시킬 수 있다. 여기에서 말하는 TD 방향으로의 확산 (이하, 팽윤 신장률이라고 한다) 이란, 팽윤 전의 막 폭 (원반 필름의 막 폭) 을 L, 30 ℃ 의 수중에서 필름을 5 분간 침지·팽윤한 후의 막 폭을 L' 로 하면,

팽윤 신장률 = L'/L × 100 (％)

로 나타내는 것으로 한다.

본 발명의 PVA 필름의 팽윤 신장률은 100 ∼ 124 ％ 인 것이 바람직하고, 102 ∼ 123 ％ 인 것이 보다 바람직하며, 104 ∼ 122 ％ 인 것이 더욱 바람직하다. 팽윤 신장률이 124 ％ 를 초과하는 경우에는, 팽윤 후의 필름에 주름이 발생하여, 염색 얼룩을 발생시킬 우려가 있다. 한편, 100 ％ 미만인 경우에는, 팽윤되는 필름의 특성, 제조법의 관점에서 현실적이지는 않다.

본 발명에서 사용되는 PVA 계 수지는, 예를 들어, 비닐에스테르를 중합하여 얻어진 폴리비닐에스테르를 비누화하여 얻어지는 PVA 나, PVA 의 주사술에 불화 카르복실산 또는 그 유도체, 불포화 술폰산 또는 그 유도체, 탄소수 2 ∼ 30 의

-올레핀 등을 그래프트 공중합시킨 변성 PVA 계 중합체, 비닐에스테르와 불포화 카르복실산 또는 그 유도체, 불포화 술폰산 또는 그 유도체, 탄소수 2 ∼ 30 의

-올레핀 등을 공중합시킨 변성 폴리비닐에스테르를 비누화함으로써 제조시킨 변성 PVA 계 중합체, 미변성 PVA 또는 변성 PVA 계 중합체의 수산기의 일부를 포르말린, 부틸알데히드, 벤즈알데히드 등의 알데히드류로 가교하여 이른바 폴리비닐아세탈 수지 등을 들 수 있다.

PVA 계 수지의 제조에 사용되는 상기 비닐 에스테르로는, 예를 들어, 아세트산비닐, 포름산비닐, 라우르산비닐, 프로피온산비닐, 부티르산비닐, 피발산비닐, 버사틱산비닐, 스테아르산비닐, 벤조산비닐 등을 들 수 있다. 이들 비닐에스테르는, 단독으로 또는 조합하여 사용할 수 있다. 이들 비닐에스테르 중, 아세트산비닐이 생산성의 관점에서 바람직하다.

또, 이와 같은 비닐 에스테르계 모노머와 공중합 가능한 코모노머로는, 예를 들어, 에틸렌, 프로필렌, 1-부텐, 이소부텐 등의 탄소수 2 ∼ 30 의 올레핀류 ; 아크릴산 및 그 염 ; 아크릴산메틸, 아크릴산에틸, 아크릴산n-프로필, 아크릴산i-프로필, 아크릴산n-부틸, 아크릴산i-부틸, 아크릴산t-부틸, 아크릴산2-에틸헥실, 아크릴산도데실, 아크릴산옥타데실 등의 아크릴산에스테르류 (예를 들어, 아크릴산-C_1-18알킬에스테르) ; 메타크릴산 및 그 염 ; 메타크릴산메틸, 메타크릴산에틸, 메타크릴산n-프로필, 메타크릴산i-프로필, 메타크릴산n-부틸, 메타크릴산i-부틸, 메타크릴산t-부틸, 메타크릴산2-에틸헥실, 메타크릴산도데실, 메타크릴산옥타데실 등의 메타크릴산에스테르류 (예를 들어, 메타크릴산-C₁ _- ₁₈알킬에스테르) ; 아크릴아미드, N-메틸아크릴아미드, N-에틸아크릴아미드, N,N-디메틸아크릴아미드, 디아세톤아크릴아미드, 아크릴아미드프로판술폰산 및 그 염, 아크릴아미드프로필디메틸아민 및 그 염, N-메틸올아크릴아미드 및 그 유도체 등의 아크릴아미드 유도체 ; 메타크릴아미드, N-메틸메타크릴아미드, N-에틸메타크릴아미드, 메타크릴아미드프로판술폰산 및 그 염, 메타크릴아미드프로필디메틸아민 및 그 염, N-메틸올메타크릴아미드 및 그 유도체 등의 메타크릴아미드 유도체 ; N-비닐포름아미드, N-비닐아세트아미드, N-비닐피롤리돈 등의 N-비닐아미드류 ; 메틸비닐에테르, 에틸비닐에테르, n-프로필비닐에테르, i-프로필비닐에테르, n-부틸비닐에테르, i-부틸비닐에테르, t-부틸비닐에테르, 도데실비닐에테르, 스테아릴비닐에테르 등의 비닐에테르류 ; 아크릴로니트릴, 메타크릴로니트릴 등의 니트릴류 ; 염화 비닐, 염화 비닐리덴, 불화 비닐, 불화 비닐리덴 등의 할로겐화 비닐류 ; 아세트산알릴, 염화 알릴 등의 알릴 화합물 ; 말레산, 이타콘산 등의 불포화 카르복실산, 및 그 염 또는 그 에스테르 등의 유도체 ; 비닐트리메톡시실란 등의 비닐실릴 화합물 ; 아세트산이소프로페닐을 들 수 있다. 이들 중에서도

-올레핀이 바람직하고, 특히 에틸렌이 바람직하다.

또, 변성 PVA 계 중합체에 있어서의 변성량은 15 몰％ 미만인 것이 바람직하고, 5 몰％ 이하인 것이 보다 바람직하다.

본 발명의 PVA 필름을 형성하는 PVA 계 수지의 평균 중합도는, 얻어지는 편광 필름의 편광 성능 및 내구성 등의 면에서, 1000 이상이 바람직하고, 1500 이상이 보다 바람직하고, 2000 이상이 더욱 바람직하다. 한편, PVA 계 수지의 평균 중합도의 상한은, 균질인 PVA 필름의 제조의 용이성, 연신성 등의 면에서 8000 이하가 바람직하고, 특히 6000 이하가 바람직하다.

본 명세서에 있어서의 「평균 중합도」는, JIS K 6726 에 준하여 측정되는 중합도를 말하며, PVA 계 수지를 다시 비누화하고, 정제시킨 후에 30 ℃ 의 수중에서 측정한 극한 점도로부터 구해진다.

본 발명의 PVA 필름을 형성하는 PVA 계 수지의 비누화도는, 얻어지는 편광 필름의 편광 성능 및 내구성 등의 면에서, 95.0 몰％ 이상이 바람직하고, 98.0 몰％ 이상이 보다 바람직하고, 99.0 몰％ 이상이 더욱 바람직하고, 99.3 몰％ 이상이 가장 바람직하다.

본 명세서에 있어서의 「비누화 도」란, 비누화에 의해 비닐알코올 단위로 변환될 수 있는 단위 중에서, 실제로 비닐알코올 단위로 비누화된 단위의 비율을 나타낸 것으로서, JIS K 6726 에 기재된 방법에 의해 측정한 비누화도를 의미한다.

본 발명의 PVA 필름을 제조할 때에는, PVA 계 수지의 용매에 대한 용해나 용융의 촉진, 필름 제조시의 공정성의 향상, 얻어지는 PVA 필름의 연신성 향상 등의 면에서, 제막 원액에 가소제를 첨가하는 것이 바람직하다. 가소제로는 다가 알코올이 바람직하고, 예를 들어, 에틸렌글리콜, 글리세린, 디글리세린, 프로필렌글리콜, 디에틸렌글리콜, 트리에틸렌글리콜, 테트라에틸렌글리콜, 트리메틸올프로판 등을 들 수 있고, 이들 가소제는, 단독으로 또는 2 종 이상을 조합하여 사용할 수 있다. 이들 중에서도 연신성의 향상 효과가 우수한 점에서, 글리세린, 디글리세린, 또는 에틸렌글리콜이 보다 바람직하게 사용된다.

가소제의 첨가량으로는, PVA 계 수지 100 질량부에 대해 1 ∼ 30 질량부가 바람직하고, 3 ∼ 25 질량부가 보다 바람직하고, 5 ∼ 20 질량부가 특히 바람직하다. 1 질량부보다 적으면, 염색성이나 연신성이 저하되는 경우가 있고, 30 질량부보다 많으면, 필름이 지나치게 유연해져 취급성이 저하되는 경우가 있다.

본 발명에 있어서의 PVA 필름을 제조할 때에는, 제조시의 건조롤로부터의 박리성의 향상, 얻어지는 PVA 필름의 취급성 등의 면에서, 제막 원액에 계면활성제를 첨가하는 것이 바람직하다. 계면활성제의 종류로는 특별히 한정되지는 않지만, 아니온성 또는 노니온성 계면활성제가 바람직하게 사용된다. 아니온성 계면활성제로는, 예를 들어, 라우르산칼륨 등의 카르복실산형, 옥틸술페이트 등의 황산에스테르형, 도데실벤젠술포네이트 등의 술폰산형의 아니온성 계면활성제가 바람직하다. 노니온성 계면활성제로는, 예를 들어, 폴리옥시에틸렌올레일에테르 등의 알킬에테르형, 폴리옥시에틸렌옥틸페닐에테르 등의 알킬페닐에테르형, 폴리옥시에틸렌라울레이트 등의 알킬에스테르형, 폴리옥시에틸렌라우릴아미노에테르 등의 알킬아민형, 폴리옥시에틸렌라우르산아미드 등의 알킬아미드형, 폴리옥시에틸렌폴리옥시프로필렌에테르 등의 폴리프로필렌글리콜에테르형, 올레산디에탄올아미드 등의 알칸올아미드형, 폴리옥시알킬렌알릴페닐에테르 등의 알릴페닐에테르형 등의 노니온성 계면활성제가 바람직하다. 이들 계면활성제는 단독으로 또는 2 종 이상 조합하여 사용할 수 있다.

계면활성제의 첨가량으로는, PVA 계 수지 100 질량부에 대해 0.01 ∼ 1 질량부가 바람직하고, 0.02 ∼ 0.5 질량부가 보다 바람직하고, 0.05 ∼ 0.3 질량부가 특히 바람직하다. 0.01 질량부보다 적으면, 제막성, 박리성 향상의 효과가 나타나기 어려워지는 경우가 있고, 한편, 1 질량부보다 많으면, 필름 표면에 용출되어 블로킹의 원인이 되어, 취급성이 저하되는 경우가 있다.

제막 원료는, 본 발명의 PVA 필름의 특성을 저해시키지 않는 범위에서, 각종 첨가제, 예를 들어, 안정화제 (예를 들어, 산화 방지제, 자외선 흡수제, 열안정제등), 상용화제, 블로킹 방지제, 난연제, 대전 방지제, 활제, 분산제, 유동화제, 항균제 등을 함유하고 있어도 된다. 이들 첨가제는, 단독으로 또는 2 종 이상 조합하여 사용할 수 있다.

본 발명의 PVA 필름을 제조할 때 사용되는 제막 원액의 휘발분율은 50 ∼ 90 질량％ 가 바람직하고, 55 ∼ 80 질량％ 가 보다 바람직하다. 휘발분율이 50 질량％ 보다 작으면, 점도가 높아지기 때문에 여과나 탈포가 곤란해지는 것 외에, 제막 자체가 곤란해지는 경우가 있다. 휘발분율이 90 질량％ 보다 크면, 점도가 지나치게 낮아져 PVA 필름 두께의 균일성이 손상되는 경우가 있다.

또한, 본 명세서에서 말하는 「제막 원액의 휘발분율」이란, 하기의 식에 의해 구한 휘발분율을 말한다.

제막 원액의 휘발분율 (질량％) = {(Wa-Wb)/Wa} × 100

Wa : 제막 원액의 질량 (g)

Wb : Wa (g) 의 제막 원액을 105 ℃ 의 전열 건조기 중에서 16 시간 건조시킨 후의 질량 (g)

본 발명의 PVA 필름의 두께는, 실용성, 필름 제조의 용이성, 연신 처리의 용이성 등의 면에서, 20 ∼ 150 ㎛ 가 바람직하고, 25 ∼ 120 ㎛ 가 보다 바람직하고, 30 ∼ 100 ㎛ 가 더욱 바람직하다. PVA 필름의 두께가 20 ㎛ 미만이면, 편광 필름을 제조하기 위한 1 축 연신시에 파단되기 쉬워진다. 한편, PVA 필름의 두께가 150 ㎛ 이상이 되면 편광 필름을 제조하기 위한 1 축 연신시에 연신 얼룩이 발생하기 쉬워진다.

본 발명의 PVA 필름을 제조하기 위한 제막 원액은, PVA 계 수지를 용매와 혼합하여 용액으로 하거나 용매 등을 함유한 PVA 계 펠릿 등을 용융하여 용융액으로 함으로써 조제할 수 있다. PVA 계 수지의 용매에 대한 용해, 용매 등을 함유하는 PVA 계 펠릿의 용융은, 교반식 혼합 장치, 용융 압출기 등을 사용하여 실시할 수 있다. 그 때 사용하는 용매로는, 예를 들어, 물, 디메틸술폭시드, 디메틸포름아미드, 디메틸아세트아미드, N-메틸피롤리돈, 에틸렌디아민, 디에틸렌트리아민 등을 들 수 있고, 이들 용매는 단독으로 또는 2 종 이상을 조합하여 사용할 수 있다. 이들 중에서도 물, 디메틸술폭시드, 또는 양자의 혼합물이 바람직하게 사용되고, 특히 물이 보다 바람직하게 사용된다.

본 발명의 PVA 필름으로 편광 필름을 제조하기 위해서는, 예를 들어 PVA 필름을 염색, 1 축 연신, 고정 처리, 건조 처리, 또한 필요에 따라 열처리하면 된다. 각 공정 순서는 특별히 한정되지 않고, 또 염색 1 축 연신 등의 2 가지 공정을 동시에 실시해도 상관없다. 또, 각 공정을 복수 회 반복해도 된다.

염색에 사용하는 염료로는, 요오드 또는 2 색성 유기 염료 (예를 들어, Direct Black 17, 19, 154 ; Direct Brown 44, 106, 195, 210, 223 ; Direct Red 2, 23, 28, 31, 37, 39, 79, 81, 240, 242, 247 ; Direct Blue 1, 15, 22, 78, 90, 98, 151, 168, 202, 236, 249, 270 ; Direct Violet 9, 12, 51, 98 ; Direct Green 1, 85 ; Direct Yellow 8, 12, 44, 86, 87 ; Direct Orange 26, 39, 106, 107 등의 2 색성 염료) 등을 사용할 수 있다. 이들 염료는, 단독으로 또는 2 종 이상 조합하여 사용할 수 있다. 염색은, 통상 PVA 필름을 상기 염료를 함유하는 용액 중에 침지시킴으로써 실시할 수 있지만, 그 처리 조건이나 처리 방법은 특별히 제한되지 않는다.

상기 PVA 필름의 길이 방향에 대해 실시하는 1 축 연신은, 예를 들어, 습식 연신법이어도 되고, 습식 연신은, 온수 중 (상기 염료를 함유하는 용액이나 후술하는 고정 처리욕 중이어도 된다) 에서 실시해도 되고, 또는 흡수 후의 PVA 필름을 사용하여 공기 중에서 실시해도 된다. 연신은 PVA 필름이 절단되기 직전까지, 가능한 한 연신하는 것이 바람직하고, 구체적으로는 4.0 배 이상이 바람직하고, 5.0 배 이상이 보다 바람직하고, 6.0 배 이상이 더욱 바람직하다. 연신 배율이 4.0 배보다 작으면, 실용적이고 또한 충분한 편광 성능이나 내구성능을 얻기 어렵다. 또, 연신 배율의 상한은 특별히 없지만, 균일한 연신을 실시하기 위해서는 8.0 배 이하인 것이 바람직하다. 또, 연신 온도는 특별히 한정되지 않지만, 30 ∼ 90 ℃ 가 바람직하고, 40 ∼ 70 ℃ 가 보다 바람직하며, 45 ∼ 65 ℃ 가 더욱 바람직하다. 그리고, 연신 후의 PVA 필름의 두께는, 3 ∼ 75 ㎛ 가 바람직하고, 10 ∼ 50 ㎛ 가 보다 바람직하다.

편광 필름의 제조에 있어서는, 1 축 연신된 PVA 필름에 대한 염료의 흡착을 강고히 하기 위해 고정 처리하는 경우가 많다. 고정 처리에 사용하는 처리욕에는, 통상, 붕산 및 붕소 화합물이 첨가된다. 또, 필요에 따라 처리욕 중에 요오드 화합물을 첨가해도 된다.

이상과 같이 하여 얻어진 편광 필름은, 통상, 그 양면 또는 편면에, 광학적으로 투명하고, 또한 기계적 강도를 가진 보호막을 부착하여 편광판으로서 사용된다. 보호막으로는, 통상, 셀룰로오스 아세테이트계 필름, 아크릴계 필름, 시클로올레핀계 필름, 폴리에스테르계 필름 등이 사용된다. 또, 보호막을 부착하기 위한 접착제로는, PVA 계 접착제가 바람직하게 사용된다.

이상과 같이 하여 얻어진 편광판은, 아크릴계 점착제 등을 도포한 후, 유리 기판에 부착하여 액정 디스플레이 장치의 부품으로서 사용된다. 편광판을 유리 기판에 부착할 때, 위상차 필름, 시야각 향상 필름, 휘도 향상 필름 등을 동시에 부착해도 된다.

실시예

이하, 실시예를 들어 본 발명을 구체적으로 설명하지만, 본 발명은 이들에 의해 전혀 한정되지 않는다. 이 발명의 범위는 첨부하는 청구범위에 의해 정해진다.

실시예, 비교예에 기재되어 있는 R_MD/R_TD 의 값, PVA 필름의 배향각, 제막 공정에 있어서의 휘발분율, 두께, 팽윤 신장률, 한계 연신 배율, 주름 및 염색 얼룩, 편광 필름의 투과율의 측정은 이하의 방법에 의해 실시하였다.

(R_MD/R_TD 의 측정 방법)

휘발분율이 16 질량％ 가 된 직후에 위치하는 건조롤의 주속도를 S, 이 건조롤의 둘레면을 통과하는 PVA 필름의 전체 막 폭을 T 로 하고, 휘발분율이 8 질량％ 가 된 직후에 위치하는 건조롤의 주속도를 S', 이 건조롤의 둘레면을 통과하는 PVA 필름의 전체 막 폭을 T' 로 하면,

R_MD/R_TD = {(S'/S) × 100}/{(T'/T) × 100}

에 의해 산출하였다.

(PVA 필름의 배향각의 측정 방법)

배향각은, 오지 계측 기기 주식회사 제조의 위상차 측정기 (KOBRA-WFD) 를 이용하여, MD 40 ㎜ × TD 전체 폭의 필름 샘플을 채취하고, 제막시 제 1 건조롤에 접하고 있던 면을 위로 하여, 위로부터 광 (λ = 590 ㎚) 이 닿도록 하고, 0 ∼ 180 °범위에서 막 폭 방향으로 50 ㎜ 피치로 측정하였다.

또한 측정은, 파장판의 방위 (지상축) 를 0 °로 한 상태에서 평상시 시료와의 중첩 측정을 실시하고, 그 결과 얻어지는 외관 상의 리타데이션 (R') 과 배향각 (φ') 으로부터, 이하의 식에 따라 시료의 리타데이션 (Rs) 과 배향각 (φs) 을 산출하였다.

Rs = {(R' － Ro)² ＋ Di² × φ'²}^1/2

φs = 1/2 cos^-1 {(R' － Ro)/Rs}

Ro : 파장판의 리타데이션

Di : 측정 파장과 Ro 에 의해 정해지는 계수

(PVA 필름의 휘발분율)

건조롤 상의 PVA 필름을 막 폭 방향으로 10 등분하고, 그 등분한 막 폭 방향의 중앙점의 휘발분율을 파이버식 적외선 수분계 (주식회사 후지 워크 제조 「IM-3SCV MODEL-1900(L)」를 사용하여 측정하고, 그 10 점의 평균값을 취하여 PVA 필름의 휘발분율로 하였다. 또한, 측정에 있어서는, 미리 5 ∼ 25 질량％ 의 영역에서의 휘발분율이 이미 알려진 PVA 필름을 사용하여, 적외선 수분계의 검량선을 작성해 두고, 얻어진 측정값으로부터 휘발분율을 산출하였다.

(PVA 필름의 팽윤 신장률의 측정 방법)

PVA 필름의 팽윤 신장률은, 막 폭 중앙부에서 650 ㎜ 폭으로 슬릿 재단한 롤 형상의 PVA 필름을 사용하고, 팽윤 처리하는 팽윤조의 출구/입구의 속도비를 1.2 로 설정하여 30 ℃ 의 순수 중에서 5 분간 팽윤 처리하고, 팽윤조 출구의 막 폭을 측정하였다. 팽윤조 입구의 막 폭을 L (=650 ㎜), 팽윤조 출구의 막 폭을 L' (㎜) 로 하고, 하기 식으로 나타내는 수치를 팽윤 신장률로 하였다.

팽윤 신장률 = L'/L × 100 (％)

또한, 본 발명에 있어서 규정하는 「막 폭 중앙부」란, 필름 전체 폭에 대한 중심점으로부터 좌우로 동일하게 25 ％ 의 길이씩 확산된 합계 50 ％ 까지의 범위로 하고, 전체 폭에 있어서의 나머지 부분을 「단부」라고 한다.

(PVA 필름의 한계 연신 배율)

MD 130 ㎜ × TD 40 ㎜ 인 필름 샘플을 막 폭 중앙부로부터 2 장 채취하여, 척 간 (연신 간) 거리를 40 ㎜ 로 하고, 그 샘플을 30 ℃ 의 요오드 0.05 ％, 요오드화 칼륨 5 ％ 의 수용액 중에 1 분 침지시킨 후, 2.2 m/초의 속도로 50 ℃ 의 붕산 4 ％ 수용액 중에서 바로 길이 방향으로 2 장을 동시에 연신하고, 2 장 중 1 장이 절단된 시점에서의 신장량을 원래의 치수 (40 ㎜) 로 나누고, 이것을 PVA 필름의 한계 연신 배율로 하였다.

(주름 및 염색 얼룩의 평가 방법)

막 폭 중앙부에서 650 ㎜ 폭으로 재단한 PVA 필름을 사용하여, 이것에, 팽윤, 염색, 연신, 고정, 건조의 각 처리 공정을 이 차례로 실시하고, 롤 형상의 편광 필름을 연속적으로 제조하였다. 각 처리를 실시함에 있어 채용한 조건은 하기와 같다.

<팽윤 처리 공정> 30 ℃ 의 순수 중에 3 분간 침지시켰다.

<염색 처리 공정> 33 ℃ 의 요오드/요오드화 칼륨의 농도비 1/33 의 수용액 중에 5 분간 침지시켰다.

<연신 처리 공정> 50 ℃ 의 요오드화 칼륨 4 질량％＋ 붕산 4 질량％ 수용액 중에서, 총 연신 배율 6.0 배까지 1 축 연신하였다.

<고정 처리 공정> 40 ℃ 의 요오드화 칼륨 4 질량％＋ 붕산 2 질량％ 수용액 중에 30 초간 침지시켰다.

<건조 처리 공정> 장력을 유지한 상태로 60 ℃ 에서 2 분간 건조시켰다.

주름의 측정은, 상기 팽윤 처리 공정에 있어서, 팽윤조 출구에서의 주름의 발생 유무를 육안으로 관찰하였다.

염색 얼룩의 평가는, 얻어진 편광 필름의 막 폭 방향에 대하여, 5 ㎜ 간격으로 요오드-PVA 착물량을 측정하고, 편광막 전체 폭에 있어서의 요오드-PVA 착물량의 최대값과 최소값의 차를 염색 얼룩으로서 나타내었다. 또한, 착물량의 측정은 하기와 같이 실시하였다.

요오드-PVA 착물은 X 선 회절에 의해 회절각 29 °부근에 회절 피크를 발생시키는 것으로 알려져 있다. 이것을 이용하여, 리가쿠 전기 제조 X 선 회절 장치 RU-300 (40 kV, 100 mA, 슬릿계 : 1/2, 0.15, 1/2, X 선 파장 CuK

1 = 1.5404 Å) 에 의해 막 폭 방향을 폭 5 ㎜ 간격으로 절단한 시료 각각에 대해, 자오선 방향의 투과법에 의한 회절 강도 곡선 (0.02 °마다 20 초간 적산) 을 얻었다. 얻어진 회절 강도 곡선의 회절각 약 27 ∼ 30 °까지의 피크 면적을 착물량 (counts) 으로 하고, 이 실측 강도를 적분 시간 (20 초) 과 X 선 조사 면적 {시료 폭 (5 ㎜) × 슬릿 폭 1 ㎜} 로 나눠, 단위 면적당 착물량 C (cps/㎜²) 를 산출하였다. 얻어진 편광 필름의 막 폭 방향 전체 폭에 있어서, 단위 면적당의 착물량 C 의 최대값을 C_MAX, 최소값을 C_MIN 으로 했을 때, C_MAX 에서 C_MIN 을 뺀 차를 하기 식 (I) 로 하고, 그 크기를 염색 얼룩의 강도로 나타내는 것으로 하였다.

(편광 필름의 투과율의 측정 방법)

주름 및 염색 얼룩의 평가용으로 제조한 편광 필름의 폭 방향의 중앙부로부터, 편광 필름의 연신축 방향으로 평행한 1 변을 갖는 40 ㎜ × 40 ㎜ 인 정사각형의 편광 필름 샘플을 2 장 채취하였다. 각각의 편광 필름 샘플에 대하여 히타치 하이테크노로지즈 주식회사 제조의 분광 광도계 U-4100 (적분구 (積分球) 부속) 을 이용하여, JIS Z 8722 (물체색의 측정 방법) 에 준거하여, C 광원, 2 도 시야의 가시광 영역의 시감도를 보정한 후, 1 장의 편광 필름 샘플에 대하여, 연신축 방향에 대해 ＋45 도 기울인 경우의 광의 투과율과 ―45 도 기울인 경우 광의 투과율을 측정하여, 그들의 평균값 (Y1) 을 구하였다.

다른 한 장의 편광 필름 샘플에 대해서도, 상기와 동일하게 하여 연신축 방향에 대해 ＋45 도 기울인 경우의 광의 투과율과 ―45 도 기울인 경우의 광의 투과율을 측정하여, 그들의 평균값 (Y2) 을 구하였다.

상기에서 구한 Y1 과 Y2 를 평균하여 편광 필름의 투과율 (Y)(％) 로 하였다.

(실시예 1)

도 2 의 드럼 제막기를 사용하여, 비누화도 99.9 몰％, 평균 중합도 2400 의 PVA 100 질량부, 글리세린 12 질량부, 라우르산디에탄올아미드 0.1 질량부, 및 물로 이루어지는 휘발분율 66 질량％ 의 제막 원액 (2) 을 T 다이 (1) 로부터 제 1 건조롤 (3) (표면 온도 94 ℃, 주속도 14 m/min) 로 토출하고, 그 후 제 2 건조롤 (4a) 에 의해 박리하고, 제 2 건조롤 이후, 평균 85 ℃ 에서 건조시켰다. 그 때, 휘발분율이 16 질량％ 가 된 직후의 건조롤은 제 5 건조롤이고, 휘발분율이 8 질량％ 가 된 직후의 건조롤은 제 10 건조롤이었다. 이 구간에서의 건조롤 (제 5 건조롤의 주속도 : S, 제 10 건조롤의 주속도 : S') 의 주속비 S'/S 를 0.970 으로 함으로써, R_MD/R_TD 를 0.989 로 하였다. 계속하여, 후속 건조롤 (∼ 4b) 로 건조시키고, 마지막에 권취 장치 (6) 로 권취함으로써 PVA 필름 (5) (두께 75.3 ㎛, 막 폭 3000 ㎜) 을 얻었다. 얻어진 필름의 평가 결과를 표 1 에 기재한다.

(실시예 2)

도 2 의 드럼 제막기를 사용하여, 비누화도 99.9 몰％, 평균 중합도 2400 의 PVA 100 질량부, 글리세린 12 질량부, 라우르산디에탄올아미드 0.1 질량부, 및 물로 이루어지는 휘발분율 66 질량％ 의 제막 원액 (2) 을 T 다이 (1) 로부터 제 1 건조롤 (3) (표면 온도 93 ℃, 주속도 14 m/min) 로 토출하고, 그 후 제 2 건조롤 (4a) 에 의해 박리하고, 제 2 건조롤 이후, 평균 80 ℃ 에서 건조시켰다. 그 때, 휘발분율이 16 질량％ 가 된 직후의 건조롤은 제 6 건조롤이며, 휘발분율이 8 질량％ 가 된 직후의 건조롤은 제 11 건조롤이었다. 이 구간에서의 건조롤 (제 6 건조롤의 주속도 : S, 제 11 건조롤의 주속도 : S') 의 주속비 S'/S 를 0.975 로 함으로써, R_MD/R_TD 를 0.987 로 하였다. 계속하여, 후속 건조롤 (∼ 4b) 로 건조시키고, 마지막에 권취 장치 (6) 로 권취함으로써 PVA 필름 (5) (두께 75.7 ㎛ 막 폭 3000 ㎜) 을 얻었다. 얻어진 필름의 평가 결과를 표 1 에 기재한다.

(실시예 3)

도 2 의 드럼 제막기를 사용하여, 비누화도 99.9 몰％, 평균 중합도 2400 의 PVA 100 질량부, 글리세린 12 질량부, 라우르산디에탄올아미드 0.1 질량부, 및 물 로 이루어지는 휘발분율 66 질량％ 의 제막 원액 (2) 을 T 다이 (1) 로부터 제 1 건조롤 (3) (표면 온도 93 ℃, 주속도 14 m/min) 로 토출하고, 그 후 제 2 건조롤 (4a) 에 의해 박리하고, 제 2 건조롤 이후, 평균 80 ℃ 에서 건조시켰다. 그 때, 휘발분율이 16 질량％ 가 된 직후의 건조롤은 제 6 건조롤이며, 휘발분율이 8 질량％ 가 된 직후의 건조롤은 제 11 건조롤이었다. 이 구간에서의 건조롤 (제 6 건조롤의 주속도 : S, 제 11 건조롤의 주속도 : S') 의 주속비 S'/S 를 0.985 로 함으로써, R_MD/R_TD 를 0.998 로 하였다. 계속하여, 후속 건조롤 (∼ 4b) 로 건조시키고, 마지막에 권취 장치 (6) 로 권취함으로써 PVA 필름 (5) (두께 75.4 ㎛, 막 폭 3000 ㎜) 를 얻었다. 얻어진 필름의 평가 결과를 표 1 에 기재한다.

(실시예 4)

도 2 의 드럼 제막기를 사용하여, 비누화도 99.9 몰％, 평균 중합도 2400 의 PVA 100 질량부, 글리세린 12 질량부, 라우르산디에탄올아미드 0.1 질량부, 및 물로 이루어지는 휘발분율 66 질량％ 의 제막 원액 (2) 을 T 다이 (1) 로부터 제 1 건조롤 (3) (표면 온도 95 ℃, 주속도 15 m/min) 로 토출하고, 그 후 제 2 건조롤 (4a) 에 의해 박리하고, 제 2 건조롤 이후, 평균 80 ℃ 에서 건조시켰다. 그 때, 휘발분율이 16 질량％ 가 된 직후의 건조롤은 제 7 건조롤이며, 휘발분율이 8 질량％ 가 된 직후의 건조롤은 제 12 건조롤이었다. 이 구간에서의 건조롤 (제 7 건조롤의 주속도 : S, 제 12 건조롤의 주속도 : S') 의 주속비 S'/S 를 0.973 으로 함으로써, R_MD/R_TD 를 0.985 로 하였다. 계속하여, 후속 건조롤 (∼ 4b) 로 건조시키고, 마지막에 권취 장치 (6) 로 권취함으로써 PVA 필름 (5) (두께 77.2 ㎛, 막 폭 3000 ㎜) 을 얻었다. 얻어진 필름의 평가 결과를 표 1 에 기재한다.

(비교예 1)

실시예 1 에 있어서, 건조롤의 주속비 S'/S 를 0.995 로 함으로써, R_MD/R_TD 를 1.007 로 한 것 이외에는 동일하게 하여, PVA 필름 (5) (두께 75.7 ㎛, 막 폭 3000 ㎜) 을 얻었다. 얻어진 필름의 평가 결과를 표 1 에 기재한다.

(비교예 2)

실시예 2 에 있어서, 건조롤의 주속비 S'/S 를 1.000 으로 함으로써, R_MD/R_TD 를 1.007 로 한 것 이외에는 동일하게 하여, PVA 필름 (5) (두께 76.4 ㎛, 막 폭 3000 ㎜) 을 얻었다. 얻어진 필름의 평가 결과를 표 1 에 기재한다.

(비교예 3)

실시예 3 에 있어서, 건조롤의 주속비 S'/S 를 0.995 로 함으로써, R_MD/R_TD 를 1.007 로 한 것 이외에는 동일하게 하여, PVA 필름 (5) (두께 75.0 ㎛, 막 폭 3000 ㎜) 를 얻었다. 얻어진 필름의 평가 결과를 표 1 에 기재한다.

(비교예 4)

실시예 3 에 있어서, 건조롤의 주속비 S'/S 를 0.991 로 함으로써, R_MD/R_TD 를 1.003 으로 한 것 이외에는 동일하게 하여, PVA 필름 (5) (두께 75.0 ㎛, 막 폭 3000 ㎜) 을 얻었다. 얻어진 필름의 평가 결과를 표 1 에 기재한다.

표 1 에 나타내는 바와 같이, 본 발명의 PVA 필름은, 배향각을 막 폭 방향 전체에 걸쳐 45 ∼ 135 °범위 내로 함으로써, 높은 연신 배율을 가능으로 하게 한다. 또, 팽윤시의 필름 막 폭 방향에 대한 신장률을 억제할 수 있기 때문에, 팽윤 가공 공정에서의 주름 해소가 우수하고, 그 결과 염색 얼룩 강도도 저감되어, 높은 광학 특성을 발현할 수 있는 것이다.

산업상 이용가능성

본 발명에 의해, 편광 필름 제조의 팽윤 공정에 있어서, PVA 필름의 수중에서의 막 폭 방향으로의 확산이 적고, 고연신성도 우수한 PVA 필름이 제공된다. 또, 본 발명의 PVA 필름은, 연신 가공함으로써, 높은 광학 특성을 갖고, 또한 막 폭 방향으로 균일 (염색 얼룩이 없는) 한 편광 필름을 제조할 수 있는 원료 필름으로서도 유용하다.

이상과 같이, 도면을 참조하면서 바람직한 실시예를 설명하였지만, 당업자라면, 본건 명세서를 보고, 자명한 범위 내에서 여러 가지의 변경 및 수정을 용이하게 상정할 수 있을 것이다.

따라서, 그와 같은 변경 및 수정은, 청구범위로부터 정해지는 발명의 범위 내의 것으로 해석된다.

Claims

폴리비닐알코올계 수지를 함유하는 광학 필름으로서,
필름의 막 폭 방향 전체에 걸친 광학축의 기울기가, 필름의 길이 방향에 대해 45 ∼ 135 °인, 폴리비닐알코올 필름.
제 1 항에 있어서,
폴리비닐알코올 필름의 한계 연신 배율이 6.0 초과 8.0 이하인, 폴리비닐알코올 필름.
제 1 항에 있어서,
폴리비닐알코올 필름의 팽윤 신장률이 100 ∼ 124 ％ 인, 폴리비닐알코올 필름.
제 1 건조롤 및 제 2 건조롤의 뒤에, 복수의 건조롤을 구비한 드럼 제막기를 사용하여, 제막 원액으로 폴리비닐알코올 필름을 제조하는 방법으로서, 제막 원액의 휘발분율은 50 ∼ 90 질량％ 이고, 상기 복수의 건조롤에 의해 순차 건조시킨 폴리비닐알코올 필름의 휘발분율이 16 질량％ 에서 8 질량％ 까지 저하되는 구간에서, 이 구간에서의 필름의 길이 방향의 치수 변화율을 R_MD, 필름 막 폭 방향의 치수 변화율을 R_TD 로 한 경우, R_MD 및 R_TD 가 하기 식
R_MD/R_TD ＜ 1.000
을 만족하는 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 기재된 폴리비닐알코올 필름의 제조법.
제 4 항에 있어서,
복수의 건조롤에 의해 순차 건조시킨 폴리비닐알코올 필름의 휘발분율이 16 질량％ 가 된 직후에 위치하는 건조롤의 주속도를 S 로 하고, 휘발분율이 8 질량％ 가 된 직후에 위치하는 건조롤의 주속도를 S' 로 한 경우, 그 주속비 S'/S 가 0.950 ∼ 0.990 을 만족하는, 폴리비닐알코올 필름의 제조법.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 기재된 폴리비닐알코올 필름으로 제조되는, 편광 필름.