KR101740763B1 - 편광성 적층 필름 및 편광판의 제조 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 두께가 50 ㎛ 이하인 폴리비닐알코올계 수지로 이루어지는 수지 필름을 기재 필름의 한쪽 면에 접합하여 적층 필름을 얻는 수지 필름 접합 공정과, 상기 적층 필름을 일축 연신하는 연신 공정과, 상기 일축 연신 적층 필름의 상기 수지 필름을 이색성 색소로 염색하여 편광자층을 형성하는 염색 공정을 이 순으로 포함하는, 기재 필름과, 이 기재 필름의 한쪽 면에 형성된 편광자층을 구비하는 편광성 적층 필름의 제조 방법을 제공한다. 본 발명에 의하면, 기재 필름의 단부가 접혀 들어가 버리는 문제점을 초래하지 않고, 박형의 편광자층을 갖는 편광성 적층 필름을 제조하는 방법을 제공할 수 있다.

Description

편광성 적층 필름 및 편광판의 제조 방법{METHODS FOR PRODUCING POLARIZING LAMINATE FILM AND POLARIZING PLATE}

본 발명은, 편광성 적층 필름 및 편광판의 제조 방법에 관한 것이다.

편광판은, 액정 표시 장치 등의 표시 장치에서의 편광의 공급 소자 등으로서 널리 이용되고 있다. 이러한 편광판으로서, 종래부터, 폴리비닐알코올계 수지로 이루어지는 편광자층과 트리아세틸셀룰로오스 등의 보호 필름이 적층된 것이 사용되고 있다. 편광자층(편광 필름)에서는, 높은 광학 성능이 요구되고, 최근, 액정 표시 장치의 노트형 퍼스널 컴퓨터나 휴대전화 등 모바일 기기에의 전개 등에 따라, 박육 경량화가 요구되고 있다.

편광판의 제조 방법의 일례로서, 폴리비닐알코올계 수지로 이루어지는 필름을 단독으로 연신한 후, 또는 연신하면서, 염색 처리나 가교 처리를 실시하여 편광 필름을 제작하고, 이것을 보호 필름 등에 적층함으로써 편광판을 제조하는 방법이 알려져 있다(예컨대 JPH11-49878-A 참조).

편광판의 제조 방법의 다른 일례로서, 기재 필름의 표면에 폴리비닐알코올계 수지를 포함하는 용액을 도포하여 수지층을 설치한 후, 기재 필름과 수지층으로 이루어지는 적층 필름을 연신하고, 이어서 염색하여, 수지층으로부터 편광자층을 형성하며, 편광자층을 갖는 편광성 적층 필름을 얻는 방법이 제안되어 있다(예컨대 JP2000-33829-A 참조). 이것을 그대로 편광판으로서 이용하거나, 이 필름에 보호 필름을 접합한 후, 기재 필름을 박리한 것을 편광판으로서 이용하거나 하는 방법이 개시되어 있다.

편광판의 제조 방법의 다른 일례로서, 보호 필름용 수지와 폴리비닐알코올계 수지를 공압출하여 적층 필름을 제작하고, 이 적층 필름을 연신하며, 이어서 염색하는 것에 의해, 편광자층과 보호 필름으로 이루어지는 편광판을 얻는 방법이 제안되어 있다(예컨대 JP2009-25821-A 참조).

그러나, 폴리비닐알코올계 수지로 이루어지는 필름을 단독으로 연신·염색·가교 처리를 실시하여 편광 필름을 제조하는 방법에서는, 파단이나 주름 등이 생기기 쉽기 때문에 50 ㎛ 이하의 박형의 필름을 취급하는 것이 어렵고, 따라서 편광 필름의 박형화의 실현이 곤란하다.

기재 필름의 표면에 폴리비닐알코올계 수지를 포함하는 용액을 도포하여 수지층을 설치하는 방법에서는, 폴리비닐알코올계 수지를 포함하는 용액의 건조 수축에 의해 수지층이 줄어들기 쉽고, 그 결과 기재 필름의 양단이 수지층측으로 젖혀지는 현상이 생기는 경우가 있으며, 이 상태 그대로 연속으로 수지층을 구비한 기재 필름을 계속 흘리면, 건조로 안이나 건조로 출구에서 기재 필름의 단부가 접혀 들어가 버리는 문제점을 야기하는 경우가 있다.

보호 필름용 수지와 폴리비닐알코올계 수지를 공압출하여 적층 필름을 제조하는 방법에서는, 통상 폴리비닐알코올계 수지를 용매와 함께 용융하여 압출을 행하기 때문에, 전술과 마찬가지로 건조 수축에 의해 기재 필름의 단부가 접혀 들어가 버리는 문제점을 초래하는 경우가 있다.

그래서, 본 발명의 목적은, 기재 필름의 단부가 접혀 들어가 버리는 문제점을 초래하지 않고, 박형의 편광자층을 갖는 편광성 적층 필름 및 편광판을 제조하는 방법을 제공하는 것에 있다.

본 발명은, 하기의 것을 포함한다.

[1] 두께가 50 ㎛ 이하인 폴리비닐알코올계 수지로 이루어지는 수지 필름을 기재 필름의 한쪽 면에 접합하여 적층 필름을 얻는 수지 필름 접합 공정과,

상기 적층 필름을 일축 연신하는 연신 공정과,

상기 일축 연신 적층 필름의 상기 수지 필름을 이색성 색소로 염색하여 편광자층을 형성하는 염색 공정을 이 순으로 포함하는, 기재 필름과, 이 기재 필름의 한쪽 면에 형성된 편광자층을 구비하는 편광성 적층 필름의 제조 방법.

[2] 상기 수지 필름 접합 공정에서, 점착제층 또는 접착제층을 통해 상기 수지 필름을 상기 기재 필름의 한쪽 면에 접합하는, [1]에 기재된 방법.

[3] 상기 수지 필름 접합 공정에서, 상기 수지 필름의 두께가 15 ㎛ 이상인 인, [1] 또는 [2]에 기재된 방법.

[4] 상기 수지 필름 접합 공정에서 이용되는 상기 수지 필름은, 폴리비닐알코올계 수지로 이루어지는 수지층을 지지체 위에 형성하는 수지층 형성 공정과,

이 수지층을 건조하는 제1 건조 공정과, 이 수지층을 이 지지체로부터 박리하여 이 수지층을 취득하는 수지층 분리 공정과,

이 수지층을 제1 건조 공정에서의 온도보다 높은 건조 온도에서 건조하는 제2 건조 공정을, 이 순으로 포함하는 제조 방법에 의해 제조된 수지 필름인, [1]∼[3] 중 어느 1항에 기재된 방법.

[5] [1]에 기재된 방법에 의해 편광성 적층 필름을 제조한 후,

이 편광성 적층 필름에서의 상기 편광자층의 상기 기재 필름측의 면과는 반대측 면에 보호 필름을 접합하는 보호 필름 접합 공정과,

이 편광성 적층 필름으로부터 상기 기재 필름을 박리하는 기재 필름 박리 공정을 이 순으로 포함하는 편광자층과, 이 편광자층의 한쪽 면에 형성된 보호 필름을 구비하는 편광판의 제조 방법.

본 발명에 의하면, 제조 공정에서 기재 필름의 단부가 접혀 들어가지 않고, 박형의 편광자층을 갖는 편광성 적층 필름 및 편광판을 제조할 수 있다.

도 1은 본 발명의 편광성 적층 필름의 제조 방법의 일 실시형태를 도시하는 흐름도이다.
도 2는 본 발명의 편광판의 제조 방법의 일 실시형태를 도시하는 흐름도이다.
도 3은 폴리비닐알코올계 수지 필름의 제조 방법의 일 실시형태를 도시하는 흐름도이다.

이하, 도면을 참조하면서, 본 발명에 따른 편광성 적층 필름의 제조 방법 및 편광판의 제조 방법의 바람직한 실시형태를 상세히 설명한다.

〔편광성 적층 필름의 제조 방법〕

도 1은, 본 발명에 따른 편광성 적층 필름의 제조 방법의 일 실시형태를 도시하는 흐름도이다. 본 실시형태에서 제조하는 편광성 적층 필름은, 기재 필름과, 기재 필름의 한쪽 면에 형성된 편광자층을 구비한다. 본 실시형태의 편광성 적층 필름의 제조 방법에서는, 폴리비닐알코올계 수지로 이루어지는 수지 필름을 기재 필름의 한쪽 면에 접합하여 적층 필름을 얻는 수지 필름 접합 공정(S10)과, 이 적층 필름을 일축 연신하는 연신 공정(S20)과, 이 적층 필름의 수지 필름을 이색성 색소로 염색하여 편광자층을 형성하는 염색 공정(S30)을, 통상 이 순으로 실시한다.

본 명세서에서는, 기재 필름의 한쪽 면에 폴리비닐알코올계 수지로 이루어지는 수지 필름(이하, 「폴리비닐알코올계 수지 필름」이라고도 함)이 접합된 적층체를 「적층 필름」, 편광자로서의 기능을 갖는 폴리비닐알코올계 수지 필름을 「편광자층」, 기재 필름의 한쪽 면에 편광자층을 구비한 적층체를 「편광성 적층 필름」이라고 한다. 그리고, 편광자층의 한쪽 면에 보호 필름을 구비한 적층체를 「편광판」이라고 한다.

상기한 제조 방법에 의해, 기재 필름 위에, 충분한 편광 성능을 갖는, 예컨대 두께 25 ㎛ 이하의 편광자층을 구비한 편광성 적층 필름을 얻을 수 있다. 상기한 제조 방법에 의해 얻는 편광성 적층 필름의 편광자층의 두께는, 바람직하게는 25 ㎛ 이하이고, 보다 바람직하게는 20 ㎛ 이하이다. 이 편광성 적층 필름은, 후술하는 바와 같이, 편광자층을 보호 필름에 전사하기 위한 중간체 제품으로서 이용할 수도 있고, 또한 기재 필름이 보호 필름의 기능을 갖는 경우는, 이 편광성 적층 필름을 그대로 편광판으로서 이용할 수도 있다.

〔편광판의 제조 방법〕

도 2는, 본 발명에 따른 편광판의 제조 방법의 일 실시형태를 도시하는 흐름도이다. 본 실시형태에서 제조하는 편광판은, 편광자층과, 편광자층의 한쪽 면에 형성된 보호 필름을 구비한다. 본 실시형태의 편광판의 제조 방법은, 폴리비닐알코올계 수지 필름을 기재 필름의 한쪽 면에 접합하여 적층 필름을 얻는 수지 필름 접합 공정(S10)과, 이 적층 필름을 일축 연신하는 연신 공정(S20)과, 이 적층 필름의 폴리비닐알코올계 수지 필름을 이색성 색소로 염색하여 편광자층을 형성하는 염색 공정(S30)을, 통상 이 순으로 실시하여 편광성 적층 필름을 얻은 후, 편광성 적층 필름에서의 편광자층의 기재 필름측의 면과는 반대측 면에 보호 필름을 접합하는 보호 필름 접합 공정(S40)과, 편광성 적층 필름으로부터 기재 필름을 박리하는 기재 필름 박리 공정(S50)을, 통상 이 순으로 갖는다.

상기한 제조 방법에 의해, 보호 필름 위에 충분한 편광 성능을 갖는, 예컨대 두께 25 ㎛ 이하의 편광자층을 구비한 편광판을 얻을 수 있다. 상기한 제조 방법에 의해 얻는 편광판의 편광자층의 두께는, 바람직하게는 25 ㎛ 이하이고, 보다 바람직하게는 20 ㎛ 이하이다. 이 편광판은, 예컨대 감압식 접착제를 통해 다른 광학 필름이나 액정셀에 접합시키는 등을 하여 이용할 수 있다.

이하, 도 1 및 도 2에서의 S10∼S50의 각 공정에 대해서 상세히 설명한다. 또한 도 1 및 도 2의 S10∼S30의 각 공정은 같은 공정이다.

<수지 필름 접합 공정(S10)>

기재 필름의 한쪽 면에 폴리비닐알코올계 수지 필름을 접합한다. 기재 필름과 폴리비닐알코올계 수지 필름의 접합 방법은, 뒤의 연신 공정(S20), 염색 공정(S30)을 경유하여도 박리되지 않는 방법이면 특별히 한정되지 않는다. 예컨대 폴리비닐알코올계 수지 필름 및/또는 기재 필름의 접합면에 점착제층 또는 접착제층을 형성하고, 점착제층 또는 접착제층을 통해 양자를 접합한다.

(폴리비닐알코올계 수지 필름)

수지 필름 접합 공정에서 이용하는 폴리비닐알코올계 수지 필름의 두께는 50 ㎛ 이하로 한다. 폴리비닐알코올계 수지 필름은, 뒤의 연신 공정 및 염색 공정을 경유하여 편광자층을 형성하게 되지만, 수지 필름 접합 공정(S10)에서의 폴리비닐알코올계 수지 필름, 즉 연신 전의 폴리비닐알코올계 수지 필름의 두께가 50 ㎛를 초과하는 경우, 본 발명과 같이 기재 필름과 접합하지 않아도 연신 공정·염색 공정의 핸들링을 할 수 있기 때문에, 본 발명에 의한 메리트가 작다. 또한 폴리비닐알코올계 수지 필름의 두께가 50 ㎛를 초과하는 경우, 편광자층의 두께를 25 ㎛ 이하의 박막으로 형성하는 것이 어려운 경우가 있다. 또한 폴리비닐알코올계 수지 필름(연신 전)의 두께는, 바람직하게는 10 ㎛ 이상, 보다 바람직하게는 15 ㎛ 이상으로 한다. 폴리비닐알코올계 수지 필름의 두께가 10 ㎛ 미만의 경우는, 폴리비닐알코올계 수지 필름을 단독으로 얻는 것이 어렵다. 폴리비닐알코올계 수지 필름의 두께는, 15 ㎛∼45 ㎛인 것이 보다 바람직하다.

폴리비닐알코올계 수지 필름을 형성하는 폴리비닐알코올계 수지로서는, 폴리아세트산비닐계 수지를 비누화한 것을 이용할 수 있다. 폴리아세트산비닐계 수지로서는, 아세트산비닐의 단독 중합체인 폴리아세트산비닐 외에, 아세트산비닐과 공중합 가능한 다른 단량체와의 공중합체 등이 예시된다. 아세트산비닐에 공중합 가능한 다른 단량체로서는, 예컨대 불포화카르복실산류, 올레핀류, 비닐에테르류, 불포화술폰산류, 암모늄기를 갖는 아크릴아미드류 등을 들 수 있다.

폴리비닐알코올계 수지는, 완전 비누화품인 것이 바람직하다. 비누화도의 범위는, 80몰%∼100몰%인 것이 바람직하고, 90몰%∼100몰%의 범위인 것이 보다 바람직하며, 더 나아가서는 94몰%∼100몰%의 범위인 것이 가장 바람직하다. 비누화도가 80몰% 미만이면 편광자층을 형성한 후의 내수성·내습열성이 현저히 뒤떨어지는 문제점이 있다.

여기서 말하는 비누화도란, 폴리비닐알코올계 수지의 원료인 폴리아세트산비닐계 수지에 포함되는 아세트산기가 비누화 공정에 의해 수산기로 변화된 비율을 유닛비(몰%)로 나타낸 것이고, 하기 식으로 정의되는 수치이다. JIS K 6726(1994)으로 규정되어 있는 방법으로 구할 수 있다.

비누화도(몰%)=(수산기의 수)÷(수산기의 수 + 아세트산기의 수)×100

비누화도가 높을수록, 수산기의 비율이 높은 것을 나타내고 있고, 즉 결정화를 저해하는 아세트산기의 비율이 낮은 것을 나타내고 있다.

또한 폴리비닐알코올계 수지는, 일부가 변성되어 있는 변성 폴리비닐알코올이어도 좋다. 예컨대 폴리비닐알코올계 수지를 에틸렌, 프로필렌 등의 올레핀, 아크릴산, 메타크릴산, 크로톤산 등의 불포화카르복실산, 불포화카르복실산의 알킬에스테르, 아크릴아미드 등으로 변성한 것 등을 들 수 있다. 변성의 비율은 30몰% 미만인 것이 바람직하고, 10% 미만인 것이 보다 바람직하다. 30몰%를 초과하는 변성을 행한 경우에는, 이색성 색소를 흡착하기 어려워져, 편광 성능이 낮아져 버리는 문제점을 발생시킨다.

폴리비닐알코올계 수지의 평균 중합도도 특별히 한정되는 것이 아니지만, 100∼10000이 바람직하고, 1500∼8000이 보다 바람직하며, 더 나아가서는 2000∼5000인 것이 특히 바람직하다. 여기서 말하는 평균 중합도도 JIS K 6726(1994)에 의해 정해진 방법에 의해 구해지는 수치이다.

이러한 특성을 갖는 폴리비닐알코올계 수지로서는, 예컨대 (주)쿠라레제의 PVA124(비누화도: 98.0몰%∼99.0몰%), PVA117(비누화도: 98.0몰%∼99.0몰%), PVA624(비누화도: 95.0몰%∼96.0몰%) 및 PVA617(비누화도: 94.5몰%∼95.5몰%); 예컨대 니혼고세이가가쿠고교(주) 제조의 AH-26(비누화도: 97.0몰%∼98.8몰%), AH-22(비누화도: 97.5몰%∼98.5몰%), NH-18(비누화도: 98.0몰%∼99.0몰%), 및 N-300(비누화도: 98.0몰%∼99.0몰%); 예컨대 니혼사쿠비·포바루(주)의 JC-33(비누화도: 99.0몰% 이상), JM-33(비누화도: 93.5몰%∼95.5몰%), JM-26(비누화도: 95.5몰%∼97.5몰%), JP-45(비누화도: 86.5몰%∼89.5몰%), JF-17(비누화도: 98.0몰%∼99.0몰%), JF-17L(비누화도: 98.0몰%∼99.0몰%), 및 JF-20(비누화도: 98.0몰%∼99.0몰%) 등을 들 수 있고, 이들은 본 발명의 폴리비닐알코올계 수지 필름의 형성에서 적합하게 이용할 수 있다.

상기와 같은 폴리비닐알코올계 수지를 제막함으로써, 폴리비닐알코올계 수지 필름이 형성된다. 폴리비닐알코올계 수지 필름의 제막 방법으로서는, 특별히 한정되는 것이 아니다. 예컨대 폴리비닐알코올계 수지 용액을 지지체 위에 도포하여 건조시키는 용제 캐스트법, 또는 물을 포함하는 폴리비닐알코올계 수지를 용융 혼련하여 압출기로 지지체 위에 압출하는 용융 압출법, 더 나아가서는, 폴리비닐알코올계 수지 수용액을 빈용매(저용해성 용매)중에 토출하는 겔 제막법 등을 들 수 있다. 이들 중에서도, 보다 투명한 필름이 얻어지기 때문에, 캐스트법 또는 용융 압출법이 바람직하다.

이하, 폴리비닐알코올계 수지 필름의 제조 방법의 바람직한 실시형태를 설명한다. 도 3은, 본 실시형태의 폴리비닐알코올계 수지 필름의 제조 방법의 흐름도를 도시한다. 본 실시형태에서는, 폴리비닐알코올계 수지로 이루어지는 수지층을 지지체 위에 형성하는 수지층 형성 공정(S110)과, 이 수지층을 건조하는 제1 건조 공정(S120)과, 상기 수지층을 상기 지지체로부터 박리하여 상기 수지층을 취득하는 수지층 분리 공정(S130)과, 이 수지층을 제1 건조 공정에서의 온도보다 높은 온도에서 건조하는 제2 건조 공정(S140)을, 통상 이 순으로 실시한다.

여기서 말하는 지지체로서는, 예컨대 이형 필름, 스테인리스 벨트, 칠롤(chill roll)을 들 수 있다. 수지층 형성 공정(S110)에서의 수지층을 지지체 위에 형성하는 방법으로서, 전술한 용제 캐스트법, 용융 압출법이 예시된다. 예컨대 폴리비닐알코올계 수지의 분말을 양용매(고용해성 용매)에 용해시켜 얻은 폴리비닐알코올계 수지 용액을 지지체의 한쪽 표면 위에 도공하고, 용제를 증발시켜 건조하는 것에 의해 형성하는 용제 캐스트법이 적합하다. 폴리비닐알코올계 수지층을 이와 같이 하여 형성하는 것에 의해, 두께가 10 ㎛∼50 ㎛의 폴리비닐알코올계 수지층을 형성하는 것이 가능해진다.

폴리비닐알코올계 수지 용액을 지지체 위에 도공하는 방법으로서는, 와이어바 코팅법, 리버스 코팅법 및 그라비아 코팅 등의 롤 코팅법, 다이코트법, 콤마코터법, 립코트법, 스핀 코팅법, 스크린 코팅법, 파운틴 코팅법, 디핑법, 스프레이법 등의 공지의 방법을 적절하게 선택하여 채용할 수 있다.

이들 방법에서 이용하는 폴리비닐알코올계 수지 용액은, 예컨대 80℃∼90℃로 가온한 물에 폴리비닐알코올계 수지를 용해시킴으로써 얻을 수 있다.

폴리비닐알코올계 수지의 고형분 농도는 6 wt%∼50 wt%의 범위인 것이 바람직하다. 고형분의 농도가 6 wt% 미만의 경우, 점도가 너무 낮아지고 수지층 형성시의 유동성이 너무 높아져, 균일한 필름을 얻는 것이 어려워진다. 한편, 고형분의 농도가 50 wt%를 초과하면, 점도가 너무 높아지고 수지층 형성시의 유동성이 낮아지기 때문에, 제막이 곤란하게 된다.

폴리비닐알코올계 수지 용액에는, 가소제를 첨가할 수 있다. 그 중에서도 다가 알코올은 적합하게 이용되고, 예컨대 에틸렌글리콜, 글리세린, 프로필렌글리콜, 디에틸렌글리콜, 트리에틸렌글리콜, 테트라에틸렌글리콜, 트리메틸올프로판 등을 들 수 있다. 복수를 조합시켜도 좋다. 특히 에틸렌글리콜이나 글리세린은 적합하게 이용된다. 또한 필요에 따라, 계면활성제 등의 블로킹 방지제 등도 병용할 수도 있다.

수지층 형성 공정(S110) 후, 제1 건조 공정(S120)에서, 저온, 통상은 60℃ 이하의 건조 온도에서, 지지체 위에 형성된 수지층을 지지체로부터 박리할 수 있는 정도로 건조시킨다. 지지체로부터 박리할 수 있는 정도란, 도포액이 어느 정도 고체형이 되고, 필름으로서 박리할 수 있는 상태이다. 수분율을 통상, 30 wt% 이하까지 건조시킨 상태로 하면, 필름 전체를 안정적으로 박리할 수 있다. 20 wt% 이하까지 건조시키면 보다 용이하게 박리할 수 있기 때문에 바람직하다. 여기서 말하는, 수분율이란, 건조 중량법으로 구해지는 수분량을 나타내고, 이하의 방법으로 구할 수 있다.

·박리 후의 PVA 필름을 상온 하(대략 25℃ 55% RH)에 30분 이상 방치한 후, 필름 중량을 측정한다.

·그 후, 105℃에서 60분간 건조 처리를 한 후 꺼낸 후, 필름 온도가 상온에 복귀할 때까지 수분간 방치한다.

·수분간 방치 후, 필름의 중량을 재측정한다.

·얻어진 값을 하기의 식에 대입하여.

수분율=(건조 전의 중량-건조 후의 중량)/건조 전의 중량×100(wt/wt%)

지지체 위에 형성된 수지층을 지지체로부터 박리할 수 있는 정도로 건조시키는 구체적인 방식으로서, 예컨대 실제 제조에서는, 이 박리 가능한 상태에 도달하는 건조 조건을, 미리 예비 실험에서 확인해 두고, 그 조건으로 행하는 것이 바람직하다. 예컨대 40℃∼60℃의 온도 범위에서 1∼30분간 건조시키는 것이 바람직하고, 50℃에서 3∼20분 정도의 건조가 보다 바람직하다.

제1 건조 공정(S120)에서는, 저온에서 건조시키는 것에 의해, 또한 수지층을 완전히 건조시키는 것이 아니라 지지체로부터 박리할 수 있는 정도로 건조시키는 것에 의해, 수지층에서의 건조 수축이 생기기 어렵고, 지지체에서의 단부의 컬의 발생도 막을 수 있다.

다음에 수지층 분리 공정(S130)에서, 제1 건조 공정에서 건조된 수지층을 지지체로부터 박리하여 수지층을 취득한다. 그리고, 제2 건조 공정(S140)에서, 지지체로부터 박리된 수지층을 건조시킨다. 제2 건조 공정(S140)에서는, 수지층을 충분히 건조시킨다. 따라서, 제1 건조 공정과 비교하여 고온의 건조 온도에서 건조시킨다. 여기서 말하는 고온이란, 통상은 150℃ 이하이고, 바람직하게는 120℃ 이하이며, 보다 바람직하게는 100℃ 이하이고, 바람직하게는 60℃ 이상이며, 보다 바람직하게는 70℃ 이상이다. 건조 방법은, 열풍을 뿜어내는 방법, 열롤에 접촉시키는 방법, IR 히터로 가열하는 방법 등, 여러 가지의 방법이 있지만, 모두 적합하게 이용할 수 있다. 또한 제1 건조 공정 및 제2 건조 공정에서 말하는 건조 온도란, 열풍을 뿜어내는 방법이나 IR 히터 등과 같이 건조로를 설치하는 건조 설비의 경우에는 건조로 안의 분위기 온도를 의미하고, 열롤과 같은 접촉형의 건조 설비의 경우에는, 열롤의 표면 온도를 의미한다. 이상의 공정을 경유하여, 폴리비닐알코올계 수지 필름을 제조한다.

본 실시형태의 방법으로 제작한 폴리비닐알코올계 수지 필름은 컬이 억제된 양호한 것이 된다.

(기재 필름)

기재 필름에 이용하는 수지로서는, 예컨대 투명성, 기계적 강도, 열안정성, 연신성 등이 우수한 열가소성 수지가 이용되고, 이들의 유리 전이 온도 Tg 또는 융점 Tm에 따라 적절한 수지를 선택할 수 있다. 기재 필름은, 그 위에 적층하는 폴리비닐알코올계 수지 필름의 연신에 적합한 온도 범위에서 연신할 수 있는 것을 이용하는 것이 바람직하다.

열가소성 수지의 구체예로서는, 폴리올레핀계 수지, 폴리에스테르계 수지, 환형 폴리올레핀계 수지(노르보넨계 수지), (메트)아크릴계 수지, 셀룰로오스에스테르계 수지, 폴리카보네이트계 수지, 폴리비닐알코올계 수지, 아세트산비닐계 수지, 폴리아릴레이트계 수지, 폴리스티렌계 수지, 폴리에테르술폰계 수지, 폴리술폰계 수지, 폴리아미드계 수지, 폴리이미드계 수지, 및 이들의 혼합물, 공중합물 등을 들 수 있다.

기재 필름은, 전술한 수지 1종류만으로 이루어지는 필름이어도 상관없고, 수지를 2종류 이상을 블렌드하여 이루어지는 필름이어도 상관없다. 이 기재 필름은, 단층 필름이어도 좋고, 다층 필름이어도 좋다.

폴리올레핀계 수지로서는, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 등을 들 수 있고, 안정적으로 고배율로 연신하기 쉬워 바람직하다. 또한 프로필렌에 에틸렌을 공중합함으로써 얻어지는 프로필렌-에틸렌 공중합체 등도 이용할 수도 있다. 공중합은 다른 종류의 모노머여도 가능하고, 프로필렌에 공중합 가능한 다른 종의 모노머로서는, 예컨대 에틸렌, α-올레핀을 들 수 있다. α-올레핀으로서는, 탄소수 4 이상의 α-올레핀이 바람직하게 이용되고, 보다 바람직하게는 탄소수 4∼10의 α-올레핀이다. 탄소수 4∼10의 α-올레핀의 구체예는, 1-부텐, 1-펜텐, 1-헥센, 1-헵텐, 1-옥텐, 1-데센 등의 직쇄상 모노올레핀류; 3-메틸-1-부텐, 3-메틸-1-펜텐, 4-메틸-1-펜텐 등의 분기형 모노올레핀류; 비닐시클로헥산 등을 포함한다. 프로필렌과 이것에 공중합 가능한 다른 모노머와의 공중합체는, 랜덤 공중합체여도 좋고, 블록 공중합체여도 좋다. 공중합체중의 이 다른 모노머 유래의 구성 단위의 함유율은, 「고분자 분석 핸드북」(1995년, 키노쿠니야 서점 발행)의 제616 페이지에 기재되어 있는 방법에 따라, 적외선(IR) 스펙트럼 측정을 행하는 것에 의해 구할 수 있다.

상기 중에서도, 프로필렌계 수지 필름을 구성하는 프로필렌계 수지로서, 프로필렌의 단독 중합체, 프로필렌-에틸렌 랜덤 공중합체, 프로필렌-1-부텐 랜덤 공중합체, 및 프로필렌-에틸렌-1-부텐 랜덤 공중합체가 바람직하게 이용된다.

또한, 프로필렌계 수지 필름을 구성하는 프로필렌계 수지의 입체 규칙성은, 실질적으로 이소택틱 또는 신디오택틱인 것이 바람직하다. 실질적으로 이소택틱 또는 신디오택틱의 입체 규칙성을 갖는 프로필렌계 수지로 이루어지는 프로필렌계 수지 필름은, 그 취급성이 비교적 양호하고, 고온 환경하에서의 기계적 강도가 우수하다.

폴리에스테르계 수지는, 에스테르 결합을 갖는 폴리머이고, 주로, 다가 카르복실산과 다가 알코올의 중축합체이다. 다가 카르복실산으로서는, 주로 2가의 디카르복실산이 이용되고, 예컨대 이소프탈산, 테레프탈산, 디메틸테레프탈레이트, 나프탈렌디카르복실산디메틸 등이 있다. 또한, 이용되는 다가 알코올도 주로 2가의 디올이 이용되고, 프로판디올, 부탄디올, 네오펜틸글리콜, 시클로헥산디메탄올 등을 들 수 있다. 구체적인 수지로서는, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트, 폴리부틸렌나프탈레이트, 폴리트리메틸렌테레프탈레이트, 폴리트리메틸렌나프탈레이트, 폴리시클로헥산디메틸테레프탈레이트, 폴리시클로헥산디메틸나프탈레이트 등을 들 수 있다. 이들 블렌드 수지나, 공중합체도 적합하게 이용할 수 있다.

환형 폴리올레핀계 수지로서는, 바람직하게는 노르보넨계 수지가 이용된다. 환형 폴리올레핀계 수지는, 환형 올레핀을 중합 단위로서 중합되는 수지의 총칭이며, 예컨대 JPH01-240517-A, JPH03-14882-A, JPH03-122137-A 등에 기재되어 있는 수지를 들 수 있다. 구체예로서는, 환형 올레핀의 개환 (공)중합체, 환형 올레핀의 부가 중합체, 환형 올레핀과 에틸렌, 프로필렌 등의 α-올레핀과 그 공중합체(대표적으로는 랜덤 공중합체), 및 이들을 불포화카르복실산이나 그 유도체로 변성한 그래프트 중합체, 및 이들의 수소화물 등을 들 수 있다. 환형 올레핀의 구체예로서는, 노르보넨계 모노머를 들 수 있다.

환형 폴리올레핀계 수지로서는 여러 가지의 제품이 시판되고 있다. 구체예 로서는, Topas(등록상표)(Ticona사 제조), 아톤(등록상표)[JSR(주) 제조], 제오노아(ZEONOR)(등록상표)[니혼제온(주) 제조], 제오넥스(ZEONEX)(등록상표)[니혼제온(주) 제조], 아펠(등록상표)[미쓰이가가쿠(주) 제조] 등을 들 수 있다.

(메트)아크릴계 수지로서는, 임의의 적절한 (메트)아크릴계 수지를 채용할 수 있다. 예컨대 폴리메타크릴산메틸 등의 폴리(메트)아크릴산에스테르, 메타크릴산메틸-(메트)아크릴산 공중합체, 메타크릴산메틸-(메트)아크릴산에스테르 공중합체, 메타크릴산메틸-아크릴산에스테르-(메트)아크릴산 공중합체, (메트)아크릴산메틸-스티렌 공중합체(MS 수지 등), 지환족 탄화수소기를 갖는 중합체[예컨대 메타크릴산메틸-메타크릴산시클로헥실 공중합체, 메타크릴산메틸-(메트)아크릴산노르보르닐 공중합체 등] 등을 들 수 있다.

바람직하게는, 폴리(메트)아크릴산메틸 등의 폴리(메트)아크릴산 C1-6 알킬을 들 수 있다. (메트)아크릴계 수지로서, 보다 바람직하게는, 메타크릴산메틸을 주성분(50중량%∼100중량%, 바람직하게는 70중량%∼100중량%)으로 하는 메타크릴산메틸계 수지가 이용된다.

셀룰로오스에스테르계 수지는, 셀룰로오스와 지방산의 에스테르이다. 셀룰로오스에스테르계 수지의 구체예로서는, 셀룰로오스트리아세테이트, 셀룰로오스디아세테이트, 셀룰로오스트리프로피오네이트, 셀룰로오스디프로피오네이트 등을 들 수 있다.

또한, 이들의 공중합물이나, 수산기의 일부를 다른 종의 치환기 등으로 수식한 것 등도 들 수 있다. 이들 중에서도, 셀룰로오스트리아세테이트가 특히 바람직하다. 셀룰로오스트리아세테이트는 많은 제품이 시판되고 있고, 입수 용이성이나 비용의 점에서도 유리하다. 셀룰로오스트리아세테이트의 시판품의 예로서는, 후지태크(등록상표) TD80[후지필름(주) 제조], 후지태크(등록상표) TD80UF[후지필름(주) 제조], 후지태크(등록상표) TD80UZ[후지필름(주) 제조], 후지태크(등록상표) TD40UZ[후지필름(주) 제조], KC8UX2M[코니카미놀타옵트(주) 제조], KC4UY[코니카미놀타옵트(주) 제조] 등을 들 수 있다.

폴리카보네이트계 수지는, 카보네이트기를 통해 모노머 단위가 결합된 폴리머로 이루어지는 엔지니어링 플라스틱이고, 높은 내충격성, 내열성, 난연성을 갖는 수지이다. 또한 높은 투명성을 갖기 때문에 광학 용도로도 적합하게 이용된다. 광학 용도로서는 광탄성 계수를 내리기 위해 폴리머 골격을 수식한 변성 폴리카보네이트라고 불리는 수지나, 파장 의존성을 개량한 공중합 폴리카보네이트 등도 시판되고 있어, 적합하게 이용할 수 있다. 이러한 폴리카보네이트 수지는 널리 시판되고 있고, 예컨대 팬라이트(등록상표)[데이진카세이(주)], 유피론(등록상표)[미쓰비시엔지니어링 플라스틱(주)], SD 폴리카(등록상표)[스미토모다우(주)], 칼리버(등록상표)[다우케미컬(주)] 등을 들 수 있다.

기재 필름에는, 상기한 열가소성 수지 외에, 임의의 적절한 첨가제가 첨가되어 있어도 좋다. 이러한 첨가제로서는, 예컨대 자외선 흡수제, 산화 방지제, 윤활제, 가소제, 이형제, 착색 방지제, 난연제, 핵제, 대전 방지제, 안료, 착색제 등을 들 수 있다. 기재 필름중의 상기에서 예시한 열가소성 수지의 함유량은, 바람직하게는 50중량%∼100중량%, 보다 바람직하게는 50중량%∼99중량%, 더 바람직하게는 60중량%∼98중량%, 특히 바람직하게는 70중량%∼97중량%이다. 기재 필름중의 열가소성 수지의 함유량이 50중량% 미만인 경우, 열가소성 수지가 원래 갖는 고투명성 등이 충분히 발현되지 않을 우려가 있기 때문이다.

연신 전의 기재 필름의 두께는, 적절히 결정할 수 있지만, 일반적으로는 강도나 취급성 등의 작업성의 점에서, 바람직하게는 1 ㎛∼500 ㎛, 보다 바람직하게는 1 ㎛∼300 ㎛, 더 바람직하게는 5 ㎛∼200 ㎛, 특히 바람직하게는 5 ㎛∼150 ㎛이다.

기재 필름은, 폴리비닐알코올계 수지 필름과의 밀착성을 향상시키기 위해, 적어도 폴리비닐알코올계 수지 필름이 접합되는 측의 표면에, 코로나 처리, 플라즈마 처리, 화염 처리 등을 행하여도 좋다. 또한 밀착성을 향상시키기 위해, 기재 필름의 폴리비닐알코올계 수지 필름이 형성되는 측 표면에, 프라이머층 등의 박층을 형성하여도 좋다.

(프라이머층)

기재 필름의 폴리비닐알코올계 수지 필름이 접합되는 측 표면에 프라이머층이 형성되어 있어도 좋다. 프라이머층으로서는, 기재 필름과 폴리비닐알코올계 수지 필름의 양쪽에 어느 정도 강한 밀착력을 발휘하는 재료이면 특별히 한정되지 않는다. 예컨대 투명성, 열안정성, 연신성 등이 우수한 열가소성 수지가 이용된다. 구체적으로는, 아크릴계 수지, 폴리비닐알코올계 수지를 들 수 있지만, 이들에 한정되는 것은 아니다. 그 중에서도, 밀착성이 좋은 폴리비닐알코올계 수지는 바람직하게 이용된다.

프라이머층으로서 사용되는 폴리비닐알코올계 수지로서는, 예컨대 폴리비닐알코올 수지 및 그 유도체를 들 수 있다. 폴리비닐알코올 수지의 유도체로서는, 폴리비닐포르말, 폴리비닐아세탈 등 외, 폴리비닐알코올 수지를 에틸렌, 프로필렌 등의 올레핀, 아크릴산, 메타크릴산, 크로톤산 등의 불포화카르복실산, 불포화카르복실산의 알킬에스테르, 아크릴아미드 등으로 변성한 것을 들 수 있다. 전술한 폴리비닐알코올계 수지 재료 중에서도, 폴리비닐알코올 수지를 이용하는 것이 바람직하다.

프라이머층의 강도를 올리기 위해 상기한 열가소성 수지에 가교제를 첨가하여도 좋다. 열가소성 수지에 첨가하는 가교제는, 유기계, 무기계 등 공지의 것을 사용할 수 있다. 사용하는 열가소성 수지에 대하여, 보다 적절한 것을 적절하게 선택하면 좋다. 예컨대 에폭시계 가교제, 이소시아네이트계 가교제, 디알데히드계의 가교제, 금속 킬레이트계의 가교제 등의 저분자 가교제 외에도, 메틸올화멜라민 수지, 폴리아미드에폭시 수지 등의 고분자계의 가교제 등도 이용할 수 있다. 열가소성 수지로서 폴리비닐알코올계 수지를 사용하는 경우는, 가교제로서, 폴리아미드에폭시 수지, 메틸올화멜라민, 디알데히드, 금속 킬레이트 가교제 등을 이용하는 것이 특히 바람직하다.

프라이머층의 두께는, 바람직하게는 0.05 ㎛∼1 ㎛이고, 더 바람직하게는 0.1 ㎛∼0.4 ㎛이다. 0.05 ㎛보다 얇아지면 기재 필름과 폴리비닐알코올 필름과의 밀착력이 저하되어 버리고, 1 ㎛보다 두꺼워지면, 편광판이 두꺼워지기 때문에 바람직하지 못하다.

(점착제층)

점착제층을 구성하는 점착제는 감압 접착제라고도 불리고, 통상, 아크릴계 수지, 스티렌계 수지, 실리콘계 수지 등을 베이스 폴리머로 하고, 거기에, 이소시아네이트 화합물, 에폭시 화합물, 아지리딘 화합물 등의 가교제를 가한 조성물로 이루어진다. 또한 점착제중에 미립자를 배합하여, 광 산란성을 나타내는 점착제층을 형성할 수도 있다.

점착제층의 두께는 1 ㎛∼40 ㎛인 것이 바람직하지만, 가공성, 내구성의 특성을 손상하지 않는 범위에서, 얇게 도포하는 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 3 ㎛∼25 ㎛이다. 3 ㎛∼25 ㎛이면 양호한 가공성을 가지며, 편광 필름의 치수 변화를 억제한 후에도 적합한 두께이다. 점착제층이 1 ㎛ 미만이면 점착성이 저하되고, 40 ㎛를 초과하면 점착제가 비어져 나오는 등의 문제점을 발생시키기 쉬워진다.

기재 필름이나 폴리비닐알코올계 수지 필름 위에 점착제층을 형성하는 방법은 특별히 한정되는 것은 아니고, 기재 필름면, 또는 폴리비닐알코올계 수지 필름면에, 상기한 베이스 폴리머를 비롯한 각 성분을 포함하는 용액을 도포하고, 건조하여 점착제층을 형성한 후, 세퍼레이터나 다른 종의 필름과 접합시켜도 좋으며, 세퍼레이터 위에 점착제층을 형성한 후, 기재 필름면 또는 폴리비닐알코올계 수지 필름면에 접착하여 적층하여도 좋다. 또한 점착제층을 기재 필름 또는 폴리비닐알코올계 수지 필름면에 형성할 때는 필요에 따라 기재 필름면 또는 폴리비닐알코올계 수지 필름면, 또는 점착제층의 한쪽 또는 양쪽 모두에 밀착 처리, 예컨대 코로나 처리 등을 실시하여도 좋다.

(접착제층)

접착제층을 구성하는 접착제로서는, 예컨대 폴리비닐알코올계 수지 수용액, 수계 이액형 우레탄계 에멀전 접착제 등을 이용한 수계 접착제를 들 수 있다. 그 중에서도 폴리비닐알코올계 수지 수용액이 적합하게 이용된다. 접착제로서 이용하는 폴리비닐알코올계 수지에는, 아세트산비닐의 단독 중합체인 폴리아세트산 비닐을 비누화 처리하여 얻어지는 비닐알코올호모폴리머 외에, 아세트산비닐과 이것에 공중합 가능한 다른 단량체와의 공중합체를 비누화 처리하여 얻어지는 비닐알코올계 공중합체, 더 나아가서는 이들의 수산기를 부분적으로 변성한 변성 폴리비닐알코올계 중합체 등이 있다. 수계 접착제에는, 다가 알데히드, 수용성 에폭시 화합물, 멜라민계 화합물, 지르코니아 화합물, 아연 화합물 등이 첨가제로서 첨가되어도 좋다. 이러한 수계의 접착제를 이용한 경우, 그 다음에 얻어지는 접착제층은, 통상 1 ㎛보다 훨씬 얇고, 통상의 광학 현미경으로 단면을 관찰하여도 그 접착제층은 사실상 관찰되지 않는다.

수계 접착제를 이용한 필름의 접합 방법은 특별히 한정되는 것이 아니라, 기재 필름 또는 폴리비닐알코올계 수지 필름의 표면에 접착제를 균일하게 도포, 또는 유입시키고, 도포면에 다른 한쪽의 필름을 포개어 롤 등에 의해 접합하여, 건조하는 방법 등을 들 수 있다. 통상, 접착제는 그 조제 후, 15℃∼40℃의 온도하에서 도포되고, 접합 온도는 통상 15℃∼30℃의 범위이다.

수계 접착제를 사용하는 경우는, 필름을 접합한 후, 수계 접착제중에 포함되는 물을 제거하기 위해, 건조시킨다. 건조로의 온도는 30℃∼90℃가 바람직하다. 30℃ 미만이면 접착면이 박리되기 쉬워지는 경향이 있다. 90℃ 이상이면 열에 의해 편광자 등의 광학 성능이 열화될 우려가 있다. 건조 시간은 10∼1000초로 할 수 있다.

건조 후는 또한, 실온 또는 그보다 약간 높은 온도, 예컨대 20℃∼45℃ 정도의 온도에서 12∼600시간 정도 양생하여도 좋다. 양생시의 온도는, 건조시에 채용한 온도보다 낮게 설정되는 것이 일반적이다.

또한, 비수계의 접착제로서, 광경화성 접착제를 이용할 수도 있다. 광경화성 접착제로서는, 예컨대 광경화성 에폭시 수지와 광양이온 중합 개시제와의 혼합물 등을 들 수 있다.

광경화성 접착제로써 필름 접합하는 방법으로서는, 종래 공지의 방법을 이용할 수 있고, 예컨대 유연법, 메이어바코트법, 그라비아코트법, 코마코터법, 닥터블레이드법, 다이코트법, 딥코트법, 분무법 등에 의해, 필름의 접착면에 접착제를 도포하고, 2장의 필름을 중합시키는 방법을 들 수 있다. 유연법이란, 피도포물인 2장의 필름을, 대략 수직 방향, 대략 수평 방향, 또는 양자간의 경사 방향으로 이동시키면서, 그 표면에 접착제를 유하시켜 확산 분포시키는 방법이다.

필름의 표면에 접착제를 도포한 후, 닙롤 등으로 사이에 두고 필름 접합시키는 것에 의해 접착된다. 또한, 이 적층체를 롤 등으로 가압하여 균일하게 눌러 펴는 방법도 적합하게 사용할 수 있다. 이 경우, 롤의 재질로서는 금속이나 고무 등을 이용하는 것이 가능하다. 또한 이 적층체를 롤과 롤 사이에 통과시키고, 가압하여 눌러 펴는 방법도 바람직하게 채용된다. 이 경우, 이들 롤은 동일한 재질이어도 좋고, 상이한 재질이어도 좋다. 상기 닙롤 등을 이용하여 접합된 후의 접착제층의, 건조 또는 경화 전의 두께는, 5 ㎛ 이하 0.01 ㎛ 이상인 것이 바람직하다.

필름의 접착 표면에는, 접착성을 향상시키기 위해, 플라즈마 처리, 코로나 처리, 자외선 조사 처리, 프레임(화염) 처리, 비누화 처리 등의 표면 처리를 적절하게 실시하여도 좋다.

비누화 처리로서는, 수산화나트륨이나 수산화칼륨과 같은 알칼리의 수용액에 침지하는 방법을 들 수 있다.

접착제로서 광경화성 수지를 이용한 경우는, 필름을 적층한 후, 활성 에너지선을 조사하는 것에 의해 광경화성 접착제를 경화시킨다. 활성 에너지선의 광원은 특별히 한정되지 않지만, 파장 400 ㎚ 이하에 발광 분포를 갖는 활성 에너지선이 바람직하고, 구체적으로는, 저압 수은등, 중압 수은등, 고압 수은등, 초고압 수은등, 케미컬 램프, 블랙라이트 램프, 마이크로웨이브 여기 수은등, 메탈할라이드 램프 등이 바람직하게 이용된다.

광경화성 접착제에의 광조사 강도는, 광경화성 접착제의 조성에 의해 적절하게 결정되고, 특별히 한정되지 않지만, 중합 개시제의 활성화에 유효한 파장 영역의 조사 강도가 0.1 mW/㎠∼6000 mW/㎠인 것이 바람직하다. 조사 강도가 0.1 mW/㎠ 이상인 경우, 반응 시간이 너무 길어지지 않고, 6000 mW/㎠ 이하인 경우, 광원으로부터 복사되는 열 및 광경화성 접착제의 경화시의 발열에 의한 에폭시 수지의 황변이나 편광 필름의 열화를 발생시킬 우려가 적다. 광경화성 접착제에의 광조사 시간은, 경화시키는 광경화성 접착제에 따라 적용되는 것으로서 특별히 한정되지 않지만, 상기한 조사 강도와 조사 시간과의 곱으로서 나타내는 적산 광량이 10 mJ/㎠∼10000 mJ/㎠가 되도록 설정되는 것이 바람직하다. 광경화성 접착제에의 적산 광량이 10 mJ/㎠ 이상인 경우, 중합 개시제 유래의 활성종을 충분량 발생시켜 경화 반응을 보다 확실하게 진행시킬 수 있고, 10000 mJ/㎠ 이하인 경우, 조사 시간이 너무 길어지지 않아, 양호한 생산성을 유지할 수 있다. 또한 활성에너지선 조사 후의 접착제층의 두께는, 통상 0.001 ㎛∼5 ㎛ 정도이며, 바람직하게는 0.01 ㎛ 이상 2 ㎛ 이하, 더 바람직하게는 0.01 ㎛ 이상 1 ㎛ 이하이다.

활성에너지선의 조사에 의해 기재 필름이나 폴리비닐알코올계 수지 필름 위의 광경화성 접착제를 경화시키는 경우, 이들 필름의 투과율, 색상, 투명성 등, 전체 공정을 경유한 후의 편광판의 여러 기능이 저하되지 않는 조건으로 경화를 행하는 것이 바람직하다.

<연신 공정(S20)>

여기서는, 기재 필름 및 폴리비닐알코올계 수지 필름으로 이루어지는 적층 필름을 일축 연신한다. 바람직하게는, 5배 초과 17배 이하의 연신 배율이 되도록 일축 연신한다. 더 바람직하게는 5배 초과 8배 이하의 연신 배율이 되도록 일축 연신한다. 연신 배율이 5배 이하이면, 폴리비닐알코올계 수지 필름이 충분히 배향하지 않기 때문에, 결과적으로, 편광자층의 편광도가 충분히 높아지지 않는 문제점을 발생시키는 경우가 있다. 한편, 연신 배율이 17배를 초과하는 경우, 연신시의 적층 필름의 파단이 생기기 쉬워지기 때문에, 후속 공정에서의 가공성·핸들링성이 저하될 우려가 있다. 연신 공정(S20)에서의 연신 처리는, 일단에서의 연신에 한정되지 않고 다단으로 행할 수도 있다. 다단으로 행하는 경우는, 연신 처리의 전체단을 합쳐서 5배 초과의 연신 배율이 되도록 연신 처리를 행하는 것이 바람직하다.

본 발명에서의 연신 공정(S20)에서는, 적층 필름의 길이 방향에 대하여 행하는 세로 연신 처리나, 폭 방향에 대하여 연신하는 가로 연신 처리 등을 실시할 수 있다. 세로 연신 방식으로서는, 롤간 연신 방법, 압축 연신 방법 등을 들 수 있고, 가로 연신 방식으로서는 텐터법 등을 들 수 있다.

<염색 공정(S30)>

여기서는, 적층 필름의 수지층을, 이색성 색소로 염색한다. 이색성 색소로서는, 예컨대 요오드나 유기 염료를 들 수 있다. 유기 염료로서는, 예컨대 레드 BR, 레드 LR, 레드 R, 핑크 LB, 루빈 BL, 보르도 GS, 스카이블루 LG, 레몬옐로우, 블루 BR, 블루 2R, 네이비 RY, 그린 LG, 바이올렛 LB, 바이올렛 B, 블랙 H, 블랙 B, 블랙 GSP, 옐로우 3G, 옐로우 R, 오렌지 LR, 오렌지 3R, 스칼렛 GL, 스칼렛 KGL, 콩고레드, 브릴리언트 바이올렛 BK, 수프라블루 G, 수프라블루 GL, 수프라오렌지 GL, 다이렉트 스카이블루, 다이렉트 퍼스트 오렌지 S, 퍼스트블랙 등을 사용할 수 있다. 이들의 이색성 물질은, 1종류여도 좋고, 2종류 이상을 병용하여 이용하여도 좋다.

염색 공정은, 예컨대 이색성 색소를 함유하는 수용액(염색 용액)에, 연신 필름 전체를 침지하는 것에 의해 행한다. 염색 용액으로서는, 상기 이색성 색소를 용매에 용해한 용액을 사용할 수 있다. 염색 용액의 용매로서는, 일반적으로는 물이 사용되지만, 물과 상용성이 있는 유기 용매가 더 첨가되어도 좋다. 이색성 색소의 농도는, 0.01 중량%∼10 중량%인 것이 바람직하고, 0.02 중량%∼7 중량%인 것이 보다 바람직하며, 0.025 중량%∼5 중량%인 것이 특히 바람직하다.

이색성 색소로서 요오드를 사용하는 경우, 염색 효율을 한층 더 향상시킬 수 있기 때문에, 요오드화물을 더 첨가하는 것이 바람직하다. 이 요오드화물로서는, 예컨대 요오드화칼륨, 요오드화리튬, 요오드화나트륨, 요오드화아연, 요오드화알루미늄, 요오드화납, 요오드화구리, 요오드화바륨, 요오드화칼슘, 요오드화주석, 요오드화티탄 등을 들 수 있다. 이들 요오드화물의 첨가 비율은, 염색 용액에서, 0.01 중량%∼20 중량%인 것이 바람직하다. 요오드화물 중에서도, 요오드화칼륨을 첨가하는 것이 바람직하다. 요오드화칼륨을 첨가하는 경우, 요오드와 요오드화칼륨의 비율은 중량비로, 1:5∼1:100의 범위에 있는 것이 바람직하고, 1:6∼1:80의 범위에 있는 것이 보다 바람직하며, 1:7∼1:70의 범위에 있는 것이 특히 바람직하다.

염색 용액에의 연신 필름의 침지 시간은, 특별히 한정되지 않지만, 통상은 15초∼15분간의 범위인 것이 바람직하고, 1분∼3분간인 것이 보다 바람직하다. 또한 염색 용액의 온도는, 10℃∼60℃의 범위에 있는 것이 바람직하고, 20℃∼40℃의 범위에 있는 것이 보다 바람직하다.

<가교 공정>

염색 공정에 이어서 가교 처리를 행할 수 있다. 가교 처리는, 예컨대 가교제를 포함하는 용액(가교 용액)중에 연신 필름을 침지하는 것에 의해 행해진다. 가교제로서는, 종래 공지의 물질을 사용할 수 있다. 예컨대 붕산, 붕사 등의 붕소 화합물이나, 글리옥살, 글루타르알데히드 등을 들 수 있다. 이들은 1종류여도 좋고, 2종류 이상을 병용하여도 좋다.

가교 용액으로서, 가교제를 용매에 용해한 용액을 사용할 수 있다. 용매로서는, 예컨대 물을 사용할 수 있지만, 또한 물과 상용성이 있는 유기 용매를 포함하여도 좋다. 가교 용액에서의 가교제의 농도는, 이것에 한정되는 것은 아니지만, 1 중량%∼20 중량%의 범위에 있는 것이 바람직하고, 6 중량%∼15 중량%인 것이 보다 바람직하다.

가교 용액중에는, 요오드화물을 첨가하여도 좋다. 요오드화물의 첨가에 의해, 수지층의 면내에서의 편광 특성을 보다 균일화시킬 수 있다. 요오드화물로서는, 예컨대 요오드화칼륨, 요오드화리튬, 요오드화나트륨, 요오드화아연, 요오드화알루미늄, 요오드화납, 요오드화구리, 요오드화바륨, 요오드화칼슘, 요오드화주석, 요오드화티탄을 들 수 있다. 요오드화물의 함유량은, 0.05 중량%∼15 중량%, 보다 바람직하게는 0.5 중량%∼8 중량%이다.

가교 용액에의 적층 필름의 침지 시간은, 통상 15초∼20분간인 것이 바람직하고, 30초∼15분간인 것이 보다 바람직하다. 또한, 가교 용액의 온도는, 10℃∼80℃의 범위에 있는 것이 바람직하다.

<세정 공정>

가교 공정 후에는, 세정 공정을 행하는 것이 바람직하다. 세정 공정으로서는, 물 세정 처리를 실시할 수 있다. 물 세정 처리는, 통상 이온 교환수, 증류수 등의 순수에 적층 필름을 침지함으로써 행할 수 있다. 물 세정 온도는, 통상 3℃∼50℃, 바람직하게는 4℃∼20℃의 범위이다. 침지 시간은 통상 2∼300초간, 바람직하게는 3초∼240초간이다.

세정 공정은, 요오드화물 용액에 의한 세정 처리와 물 세정 처리를 조합시켜도 좋고, 적절히 메탄올, 에탄올, 이소프로필알코올, 부탄올, 프로판올 등의 액체 알코올을 배합한 용액을 이용할 수도 있다.

<건조 공정>

세정 공정 후에는, 건조 공정을 실시하여도 좋다. 건조 공정으로서는, 임의의 적절한 방법(예컨대 자연 건조, 송풍 건조, 가열 건조)을 채용할 수 있다. 예컨대 가열 건조의 경우의 건조 온도는, 통상 20℃∼95℃이며, 건조 시간은, 통상 1∼15분간 정도이다.

이상의 공정을 경유하여, 폴리비닐알코올계 수지 필름이 편광자층으로서의 기능을 갖게 되고, 기재 필름의 한쪽 면에 편광자층을 구비한 편광성 적층 필름이 제조된다.

(편광자층)

편광자층은, 구체적으로는, 일축 연신된 폴리비닐알코올계 수지 필름에 이색성 색소를 흡착 배향시킨 것이다. 연신 배율은, 바람직하게는 5배 초과, 더 바람직하게는 5배 초과 17배 이하이다.

편광자층의 두께(연신 후의 폴리비닐알코올계 수지 필름의 두께)는 바람직하게는 25 ㎛ 이하이고, 보다 바람직하게는 20 ㎛ 이하이며, 바람직하게는 2 ㎛ 이상이다. 편광자층의 두께를 25 ㎛ 이하로 하는 것에 의해, 박형의 편광성 적층 필름을 구성할 수 있다.

<보호 필름 접합 공정(S40)>

편광성 적층 필름에서의 편광자층의 기재 필름측의 면과는 반대측의 면에 보호 필름을 접합한다. 편광자층과 보호 필름의 접합 방법은, 특별히 한정되지 않는다. 예컨대 편광자층 및/또는 보호 필름의 접합면에 점착제층 또는 접착제층을 형성하고, 점착제층 또는 접착제층을 통해 양자를 접합한다. 점착제층이나 접착제층으로서 적합한 재료는, 전술한 수지 필름 접합 공정(S10)의 란에서 진술한 점착제층이나 접착제층과 유사하다.

(보호 필름)

보호 필름은, 광학 기능을 갖지 않는 단순한 보호 필름이어도 좋고, 위상차 필름이나 휘도 향상 필름이라고 하는 광학 기능을 더불어 갖는 보호 필름이어도 좋다.

보호 필름의 재료로서는, 특별히 한정되는 것은 아니지만, 예컨대 환형 폴리올레핀계 수지 필름, 트리아세틸셀룰로오스, 디아세틸셀룰로오스와 같은 수지를 포함하는 아세트산셀룰로오스계 수지 필름, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트와 같은 수지를 포함하는 폴리에스테르계 수지 필름, 폴리카보네이트계 수지 필름, 아크릴계 수지 필름, 폴리프로필렌계 수지 필름 등, 당분야에서 종래부터 널리 이용되고 있는 필름을 들 수 있다.

환형 폴리올레핀계 수지로서는, 적절한 시판품, 예컨대 Topas(등록상표)(Ticona사 제조), 아톤(등록상표)[JSR(주) 제조], 제오노아(ZEONOR)(등록상표)[니혼제온(주) 제조], 제오넥스(등록상표)(ZEONEX)[니혼제온(주) 제조], 아펠(등록상표)[미쓰이가가쿠(주) 제조] 등을 적합하게 이용할 수 있다. 이러한 환형 폴리올레핀계 수지를 제막하여 필름으로 할 때는, 용제 캐스트법, 용융 압출법 등의 공지의 방법이 적절하게 이용된다. 또한, 에스시나(등록상표)[세키스이가가쿠고교(주) 제조], SCA40[세키스이가가쿠고교(주) 제조], 제오노아(등록상표) 필름[(주)오프테스 제조] 등의 미리 제막된 환형 폴리올레핀계 수지제의 필름의 시판품을 이용하여도 좋다.

환형 폴리올레핀계 수지 필름은, 일축 연신 또는 이축 연신된 것이어도 좋다. 연신함으로써, 환형 폴리올레핀계 수지 필름에 임의의 위상차값을 부여할 수 있다. 연신은, 통상 필름 롤을 권출하면서 연속적으로 행해져, 가열로에서, 롤의 진행 방향, 그 진행 방향과 수직 방향, 또는 그 양쪽으로 연신된다. 가열로의 온도는, 통상 환형 폴리올레핀계 수지의 유리 전이 온도 근방으로부터 유리 전이 온도 + 100℃까지의 범위이다. 연신의 배율은, 하나의 방향에 대해 통상 1.1∼6배, 바람직하게는 1.1∼3.5배이다.

환형 폴리올레핀계 수지 필름은, 일반적으로 표면 활성이 뒤떨어지기 때문에, 편광자층과 접착시키는 표면에는, 플라즈마 처리, 코로나 처리, 자외선 조사 처리, 프레임(화염) 처리, 비누화 처리 등의 표면 처리를 행하는 것이 바람직하다. 그 중에서도, 비교적 용이하게 실시 가능한 플라즈마 처리, 코로나 처리가 적합하다.

아세트산셀룰로오스계 수지 필름으로서는, 적절한 시판품, 예컨대 후지태크(등록상표) TD80[후지필름(주) 제조], 후지태크(등록상표) TD80UF[후지필름(주) 제조], 후지태크(등록상표) TD80UZ[후지필름(주) 제조], 후지태크(등록상표) TD40UZ[후지필름(주) 제조], KC8UX2M[코니카미놀타옵트(주) 제조], KC4UY[코니카미놀타옵트(주) 제조] 등을 적합하게 이용할 수 있다.

아세트산셀룰로오스계 수지 필름의 표면에는, 시야각 특성을 개량하기 위해 액정층 등을 형성하여도 좋다. 또한, 위상차를 부여하기 위해 아세트산셀룰로오스계 수지 필름을 연신시킨 것이어도 좋다. 아세트산셀룰로오스계 수지 필름은, 편광 필름과의 접착성을 높이기 위해, 통상은 비누화 처리가 실시된다. 비누화 처리로서는, 수산화나트륨이나 수산화칼륨과 같은 알칼리의 수용액에 침지하는 방법을 채용할 수 있다.

전술한 바와 같은 보호 필름의 표면에는, 하드코트층, 방현층, 반사방지층 등의 광학층을 형성할 수도 있다. 보호 필름 표면에 이들의 광학층을 형성하는 방법은 특별히 한정되지 않고, 공지의 방법을 이용할 수 있다.

보호 필름의 두께는, 박형화의 요구로부터, 될 수 있는 한 얇은 것이 바람직하고, 90 ㎛ 이하가 바람직하며, 50 ㎛ 이하가 보다 바람직하다. 반대로 너무 얇으면 강도가 저하되어 가공성이 뒤떨어지기 때문에, 5 ㎛ 이상인 것이 바람직하다.

<기재 필름 박리 공정(S50)>

본 실시형태의 편광판의 제조 방법에서는, 도 2에 도시하는 바와 같이, 보호 필름을 편광자층에 접합하는 보호 필름 접합 공정(S40) 후, 기재 필름 박리 공정(S50)을 행한다. 기재 필름 박리 공정(S50)에서는, 기재 필름을 편광성 적층 필름으로부터 박리한다. 기재 필름의 박리 방법은 특별히 한정되는 것은 아니고, 통상의 점착제를 갖는 편광판에서 행해지는 박리 필름의 박리 공정과 같은 방법을 채용할 수 있다. 보호 필름 접합 공정(S40) 후, 그대로 바로 박리하여도 좋고, 한번 롤형으로 권취한 후, 별도로 박리 공정을 마련하여 박리하여도 좋다. 이상의 공정을 경유하여, 편광자층의 한쪽 면에 보호 필름을 구비한 편광판이 제조된다.

(다른 광학층)

상기 편광판은, 실용에 있어서 다른 광학층을 적층한 편광판으로서 이용할 수 있다.

또한, 상기 보호 필름이 이들의 광학층의 기능을 갖고 있어도 좋다.

다른 광학층의 예로서는, 어느 종의 편광광을 투과하고, 그것과 반대의 성질을 나타내는 편광광을 반사하는 반사형 편광 필름, 표면에 요철 형상을 갖는 방현 기능을 갖는 필름, 표면 반사 방지 기능을 갖는 필름, 표면에 반사 기능을 갖는 반사 필름, 반사 기능과 투과 기능을 더불어 갖는 반투과 반사 필름, 시야각 보상 필름 등을 들 수 있다.

어느 종의 편광광을 투과하고, 그것과 반대의 성질을 나타내는 편광광을 반사하는 반사형 편광 필름에 상당하는 시판품으로서는, 예컨대 DBEF[3M사 제조, 스미토모스리엠(주)으로부터 입수 가능], APF[3M사 제조, 스미토모스리엠(주)으로부터 입수 가능] 등을 들 수 있다. 시야각 보상 필름으로서는 기재 표면에 액정성 화합물이 도포되고, 배향되어 있는 광학 보상 필름, 폴리카보네이트계 수지로 이루어지는 위상차 필름, 환형 폴리올레핀계 수지로 이루어지는 위상차 필름 등을 들 수 있다. 기재 표면에 액정성 화합물이 도포되고, 배향되어 있는 광학 보상 필름에 상당하는 시판품으로서는, WV 필름[후지필름(주) 제조], NH 필름[신니혼세키유(주) 제조], NR 필름[신니혼세키유(주) 제조] 등을 들 수 있다. 또한, 환형 폴리올레핀계 수지로 이루어지는 위상차 필름에 상당하는 시판품으로서는, 아톤(등록상표) 필름[JSR(주) 제조], 에스시나(등록상표)[세키스이가가쿠고교(주) 제조], 제오노아(등록상표) 필름[(주)오프테스 제조] 등을 들 수 있다.

[실시예]

〔실시예 1〕

<폴리비닐알코올계 수지 필름의 제작>

쿠라레(주)로부터 판매되고 있는 완전 비누화 폴리비닐알코올 수지(상품명: PVA124)의 분말을 90℃의 온수에 용해시켜, 고형분 농도 10 wt%의 폴리비닐알코올 수지 수용액을 제작하였다. 얻어진 폴리비닐알코올 수지 수용액을 이형 처리가 실시된 PET 기재 위에 립코트법에 의해, 대략 400 ㎛ 두께로 도포하였다. 50℃에서 10분 건조한 후, PET 기재로부터 폴리비닐알코올계 수지 필름을 박리하여 취하고, 또한 80℃에서 5분 건조시켜 컬이 없는 폴리비닐알코올계 수지 필름을 얻었다. 건조 후의 두께는 41 ㎛였다.

<수지 필름 접합 공정>

열수에 폴리비닐알코올 분말과 가교제를 용해시켜 이하의 조성의 접착제 수용액을 준비하였다. 그리고, 폴리프로필렌 수지[상품명: FLX80E4, 스미토모가가쿠(주) 제조]로 이루어지는 110 ㎛ 두께의 기재 필름 위에 코로나 방전 처리를 실시하고, 전술한 접착제 수용액을 그라비아 코터를 이용하여 건조 후의 두께가 0.2 ㎛ 정도가 되도록 도포하였다. 그 후, 전술한 폴리비닐알코올계 수지 필름을 접합시킨 후, 50℃에서 3분 건조시켜, 적층 필름을 얻었다. 얻어진 적층 필름은 플랫이며, 핸들링이 용이했다.

(접착제 수용액)

물: 100 중량부, 폴리비닐알코올 수지 분말[(주)쿠라레 제조, 평균 중합도 18000, 상품명: KL-318]: 3중량부, 폴리아미드에폭시 수지[가교제, 스미카켐텍스(주) 제조, 상품명: SR650(30)]: 1.5 중량부.

<연신 공정>

상기 적층 필름을 텐터 장치를 이용하여 160℃에서 5.8배의 자유단 일축 연신을 실시하였다. 연신 후의 폴리비닐알코올계 수지 필름의 두께는 18 ㎛였다.

<염색 공정>

그 후, 적층 필름을 요오드와 요오드화칼륨의 혼합 수용액인 30℃의 염색 용액에 180초 정도 침지하여 폴리비닐알코올계 수지 필름을 염색한 후, 10℃의 순수로 여분의 요오드액을 씻어 버렸다. 이어서 76℃의 붕산과 요오드화칼륨의 혼합 수용액인 가교 용액에 300초 침지시켰다. 그 후 10℃의 순수로 4초간 세정하고, 마지막에 닙롤로 표면의 여분의 수분을 제거하였다. 각 층의 약액의 배합 비율은 이하와 같다. 염색 후의 적층 필름을 80℃에서 5분 건조시켜 편광성 적층 필름을 얻었다.

(염색 용액)

물: 100 중량부, 요오드: 0.6 중량부, 요오드화칼륨: 10 중량부.

(가교 용액)

물: 100 중량부, 붕산: 9.5 중량부, 요오드화칼륨: 5 중량부.

<보호 필름 접합 공정>

수지 필름 접합 공정과 같은 접착제 수용액을 조제하였다. 상기 편광성 적층 필름의 편광자층의 기재 필름측의 면과는 반대측의 면에 전술한 접착제 수용액을 도포한 후에 보호 필름[코니카미놀타옵트(주) 제조의 TAC: KC4UY]을 접합하고, 기재 필름, 접착제층, 편광자층, 접착제층, 보호 필름의 5층을 포함하는 편광판을 얻었다.

<기재 필름 박리 공정>

전술한 편광판을 80℃에서 5분 건조시켜, 편광판을 얻었다. 얻어진 편광판으로부터 기재 필름을 박리하였다. 기재 필름은 용이하게 박리되고, 접착제층, 편광자층, 접착제층, 보호 필름의 4층을 포함하는 편광판을 얻었다. 편광자층의 두께는 18 ㎛였다. 얻어진 편광판의 편광 성능을 니혼분코(주) 제조의 분광 광도계(V7100)로 측정하였다. 광의 입사 방향은 편광자층측으로부터 하였다. 시감도 보정 단체 투과율은 41.8%, 시감도 보정 편광도는 99.997%로 매우 편광 성능이 우수한 것이고, 편광판으로서 충분히 사용할 수 있는 성능이었다.

〔비교예 1〕

실시예 1과 동일한 기재 필름 위에 코로나 방전 처리를 실시한 후, 실시예 1에서 폴리비닐알코올계 수지 필름의 제작에 이용한 폴리비닐알코올 수지 수용액을, 갭코트법에 의해 직접 도포하였다. 그 후, 50℃에서 10분, 80℃에서 5분의 건조를 연속하여 실시했지만, 폴리비닐알코올 수지층의 건조 수축에 의해 현저한 컬이 발생하고, 건조로의 출구에서의 단부의 접혀 들어감이 발생하였다. 얻어진 폴리비닐알코올 수지층의 건조 후의 두께는 약 39 ㎛였다.

Claims (5)

1. 기재 필름과, 상기 기재 필름의 한쪽 면에 형성된 편광자층을 구비하는 편광성 적층 필름의 제조 방법으로서,
   두께가 50 ㎛ 이하인 폴리비닐알코올계 수지로 이루어지는 수지 필름을 기재 필름의 한쪽 면에 접합하여 적층 필름을 얻는 수지 필름 접합 공정과,
   상기 적층 필름을 일축 연신하는 연신 공정과,
   일축 연신된 적층 필름의 상기 수지 필름을 이색성 색소로 염색하여 편광자층을 형성하는 염색 공정을 이 순으로 포함하고,
   상기 수지 필름 접합 공정에서 이용되는 상기 수지 필름은,
   폴리비닐알코올계 수지로 이루어지는 수지층을 지지체 위에 형성하는 수지층 형성 공정과,
   지지체 위에 형성된 수지층을 건조하는 제1 건조 공정과,
   건조된 수지층을 상기 지지체로부터 박리하여 상기 수지층을 취득하는 수지층 분리 공정과,
   박리된 수지층을 상기 제1 건조 공정에서의 온도보다 높은 건조 온도에서 건조하는 제2 건조 공정을, 이 순으로 포함하는 제조 방법에 의해 제조된 수지 필름인, 편광성 적층 필름의 제조 방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 수지 필름 접합 공정에서, 점착제층 또는 접착제층을 통해 상기 수지 필름을 상기 기재 필름의 한쪽 면에 접합하는, 편광성 적층 필름의 제조 방법.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 수지 필름 접합 공정에서, 상기 수지 필름의 두께가 15 ㎛ 이상인, 편광성 적층 필름의 제조 방법.
4. 편광자층과, 상기 편광자층의 한쪽 면에 형성된 보호 필름을 구비하는 편광판의 제조 방법으로서,
   제1항에 기재된 제조 방법에 의해 편광성 적층 필름을 제조한 후,
   상기 편광성 적층 필름에서의 상기 편광자층의 상기 기재 필름측의 면과는 반대측의 면에 보호 필름을 접합하는 보호 필름 접합 공정과,
   상기 편광성 적층 필름으로부터 상기 기재 필름을 박리하는 기재 필름 박리 공정을 이 순으로 포함하는, 편광판의 제조 방법.
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