KR101802722B1 - 편광 필름의 제조 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 폴리비닐알코올계 수지 필름(10)으로부터 편광 필름(23)을 제작하는 편광 필름의 제조 방법으로서, 상기 폴리비닐알코올계 수지 필름을 처리조(13, 15, 17, 19)에 수용된 처리액에 침지시키는 침지 공정과, 상기 처리액에 침지된 상기 폴리비닐알코올계 수지 필름을 롤을 따라 반송시키는 반송 공정과, 상기 롤(32, 35, 38, 41, 51, 52, 53, 54)의 표면을 롤 세정액으로 세정하는 롤 세정 공정을 구비하는 편광 필름의 제조 방법에 관한 것이다.

Description

편광 필름의 제조 방법{POLARIZING FILM PRODUCTION METHOD}

본 발명은 편광판의 구성 부재로서 이용할 수 있는 편광 필름의 제조 방법에 관한 것이다.

편광 필름에는, 일축 연신된 폴리비닐알코올계 수지 필름에 요오드나 이색성 염료와 같은 이색성 색소를 흡착 배향시킨 것이 종래 이용되고 있다. 편광 필름은 통상, 그 한쪽 면 또는 양면에 접착제를 이용해서 보호 필름을 접합하여 편광판으로 되며, 액정 텔레비전, 퍼스널 컴퓨터용 모니터 및 휴대 전화 등의 액정 표시 장치로 대표되는 화상 표시 장치에 이용되고 있다.

일반적으로 편광 필름은, 연속적으로 반송되는 장척(長尺)의 폴리비닐알코올계 수지 필름을 팽윤욕(浴), 염색욕, 가교욕과 같은 처리욕에 순차 침지하는 처리를 실시하고, 이들 일련의 처리 사이에 연신 처리를 실시함으로써 제조된다(예컨대, 특허문헌 1).

일본 특허 공개 제2015-11151호 공보

편광 필름은, 폴리비닐알코올계 수지 필름의 원반(原反) 롤(권취품)로부터 필름을 연속적으로 권출하면서, 전술한 바와 같은 각종 처리욕 사이의 반송 경로에 폴리비닐알코올계 수지층을 반송하는 롤을 배치함으로써, 폴리비닐알코올계 수지층이 하나의 처리욕에 침지된 후에 인출되어 다음 처리욕에 침지되도록 반송되어, 연속 제조할 수 있다.

그러나, 연속 제조에 의해 제작된 편광 필름을 관찰하면, 그 표면에 오물이 부착되는 등의 결함이 발생하고 있는 경우가 있었다. 이러한 결함의 원인을 검토한 결과, 처리욕 사이의 반송 경로에 배치된 롤의 표면에 폴리비닐알코올계 수지 필름이 가지고 들어온 처리욕 중의 처리액이 부착되어, 처리액 중의 염 등이 석출되는 것 등에 의해 롤의 표면이 오염되는 것이 원인의 하나인 것을 알 수 있었다. 표면이 오염된 롤에 의해 반송됨으로써, 폴리비닐알코올계 수지 필름의 표면에 오물이 전사되어 있는 경우가 있었다. 특히, 염색욕 또는 가교욕 중의 처리액은 염을 용해시켜 조정되어 있기 때문에, 폴리비닐알코올계 수지 필름이 가지고 들어온 처리욕 중의 처리액에 기인하는 롤의 표면의 오염은, 염색욕 또는 가교욕으로부터 폴리비닐알코올계 수지 필름을 인출하기 위해서 배치된 롤의 표면에 있어서 발생하기 쉬운 것이었다. 또한, 폴리비닐알코올계 수지 필름은 친수성이며, 처리욕으로부터 인출한 직후는 처리액에 의해 팽윤된 상태로 되어 있기 때문에, 롤 표면의 오물의 전사나 롤 표면의 오물에 의한 변형이 발생하기 쉬웠다. 또한 폴리비닐알코올계 수지 필름으로부터의 용출 성분에 의해 롤 표면을 오염시키기 쉬웠다.

그래서, 본 발명은 각종 처리욕 사이의 반송 경로에 배치된 폴리비닐알코올계 수지 필름을 반송하는 롤의 표면의 오염을 억제하여, 오물 부착 등의 표면 결함의 발생이 억제된 편광 필름을 제조하는 방법의 제공을 목적으로 한다.

본 발명은 이하에 나타내는 편광 필름의 제조 방법을 제공한다.

[1] 폴리비닐알코올계 수지 필름으로부터 편광 필름을 제작하는 편광 필름의 제조 방법으로서,

상기 폴리비닐알코올계 수지 필름을 처리조에 수용된 처리액에 침지시키는 침지 공정과,

상기 처리액에 침지된 상기 폴리비닐알코올계 수지 필름을 롤을 따라 반송시키는 반송 공정과,

상기 롤의 표면을 롤 세정액으로 세정하는 롤 세정 공정을 구비하는 편광 필름의 제조 방법.

[2] 상기 롤 세정 공정에 있어서, 상기 롤 세정액으로서 상기 처리액을 이용하는 것인 상기 [1]에 기재된 편광 필름의 제조 방법.

[3] 상기 롤 세정액은 상기 롤 세정 공정 후에 상기 처리조 내에 회수되는 것인 상기 [2]에 기재된 편광 필름의 제조 방법.

[4] 상기 침지 공정은 상기 폴리비닐알코올계 수지 필름을 염색액에 침지시켜 이색성 색소로 염색하는 염색 처리 공정 또는 상기 폴리비닐알코올계 수지 필름을 가교액에 침지시켜 가교하는 가교 처리 공정인 상기 [1]~[3]에 기재된 편광 필름의 제조 방법.

[5] 상기 롤 세정 공정은 상기 롤의 표면에 상기 롤 세정액을 도출하는 공정 또는 상기 롤의 표면을 상기 롤 세정액에 침지시키는 공정을 포함하는 것인 상기 [1]~[4]에 기재된 편광 필름의 제조 방법.

본 발명의 방법에 의하면, 편광 필름의 연속 제조 중에, 처리욕 사이의 반송 경로에 배치된 롤의 표면이 오염되는 것을 억제할 수 있어, 오물 부착 등의 표면 결함이 억제된 편광 필름을 제조할 수 있다.

도 1은 본 발명의 제1 실시형태에 따른 편광 필름의 제조 방법 및 그것에 이용하는 편광 필름 제조 장치의 일례를 모식적으로 도시한 단면도이다.
도 2는 도 1에 도시된 닙 롤과 샤워의 관계의 일례를 도시한 사시도이다.
도 3은 본 발명의 제2 실시형태에 따른 편광 필름의 제조 방법 및 그것에 이용하는 편광 필름 제조 장치의 일례를 모식적으로 도시한 단면도이다.
도 4는 실시예 2 및 비교예 2에 있어서의 제1 가교욕의 붕산 함유량의 측정 결과를 도시한 그래프이다.
도 5는 실시예 2 및 비교예 2에 있어서의 제2 가교욕의 붕산 함유량의 측정 결과를 도시한 그래프이다.

<편광 필름의 제조 방법>

본 발명에 있어서 편광 필름은, 일축 연신된 폴리비닐알코올계 수지 필름에 이색성 색소(요오드나 이색성 염료)가 흡착 배향되어 있는 것이다. 폴리비닐알코올계 수지 필름을 구성하는 폴리비닐알코올계 수지는 통상, 폴리아세트산비닐계 수지를 비누화함으로써 얻어진다. 그 비누화도는, 통상 약 85 몰% 이상, 바람직하게는 약 90 몰% 이상, 보다 바람직하게는 약 99 몰% 이상이다. 폴리아세트산비닐계 수지는, 예컨대, 아세트산비닐의 단독 중합체인 폴리아세트산비닐 외에, 아세트산비닐과 이것에 공중합 가능한 다른 단량체와의 공중합체 등일 수 있다. 공중합 가능한 다른 단량체로서는, 예컨대, 불포화 카르복실산류, 올레핀류, 비닐에테르류, 불포화 술폰산류 등을 들 수 있다. 폴리비닐알코올계 수지의 중합도는, 통상 약 1000~10000, 바람직하게는 약 1500~5000 정도이다.

이들 폴리비닐알코올계 수지는 변성되어 있어도 좋고, 예컨대, 알데히드류로 변성된 폴리비닐포르말, 폴리비닐아세탈, 폴리비닐부티랄 등도 사용할 수 있다.

본 발명에서는, 편광 필름 제조의 개시 재료로서, 두께가 65 ㎛ 이하(예컨대 60 ㎛ 이하), 바람직하게는 50 ㎛ 이하, 보다 바람직하게는 35 ㎛ 이하, 더욱 바람직하게는 30 ㎛ 이하의 미연신의 폴리비닐알코올계 수지 필름(원반 필름)을 이용한다. 이에 의해 시장 요구가 점점 높아지고 있는 박막의 편광 필름을 얻을 수 있다. 원반 필름은, 사전에 기상(氣相) 중에서 연신 처리가 실시된 폴리비닐알코올계 수지 필름이어도 좋다.

원반 필름의 폭은 특별히 제한되지 않고, 예컨대 400~6000 ㎜ 정도일 수 있으나, 필름 폭이 클수록 연신 처리 시에 필름 파단을 발생시키기 쉬운 경향이 있다.

본 발명에 있어서 원반 필름은, 장척의 미연신 폴리비닐알코올계 수지 필름의 롤(원반 롤)로서 준비된다.

편광 필름은, 상기한 장척의 원반 필름을 원반 롤로부터 권출하면서, 편광 필름 제조 장치의 필름 반송 경로를 따라 연속적으로 반송시켜 소정의 처리 공정을 실시함으로써 장척의 편광 필름으로서 연속 제조할 수 있다. 소정의 처리 공정은, 원반 필름을, 처리조에 수용된 처리액(이하, 「처리욕」이라고도 한다)에 침지시키는 침지 공정과, 처리욕으로부터 인출된 원반 필름을 롤을 따라 반송시키는 반송 공정을 갖는다. 이러한 침지 공정과 반송 공정이, 상이한 처리욕에 대해 반복해서 행해져, 편광 필름이 제작된다.

본 발명에 있어서는, 폴리비닐알코올계 수지 필름으로부터 편광 필름을 제작하기 위한 침지 공정과 반송 공정과 함께, 처리욕으로부터 인출된 원반 필름을 반송하는 롤을 롤 세정액으로 세정하는 롤 세정 공정을 구비한다. 이러한 롤 세정 공정은, 편광 필름의 연속 제조 시에 병행하여 행해지고 있는 것이 바람직하다. 본 발명은 롤 세정 공정을 가짐으로써, 원반 필름을 반송하는 롤의 표면의 오염을 방지할 수 있고, 이러한 오염에 기인하여 편광 필름의 표면에 오물 부착 등의 결함이 발생하는 것을 방지할 수 있다.

롤 세정액으로서는, 순수(純水) 외에, 바로 앞의 처리조에 수용된 것과 동일한 처리액을 이용할 수 있으나, 처리액을 이용하는 것이 바람직하다. 롤 세정액으로서 처리액을 이용함으로써, 반송되는 폴리비닐알코올계 수지 필름이 롤 세정액에 직접 접촉한 경우라도, 또한 반송되는 폴리비닐알코올계 수지 필름이 롤 표면에 부착된 롤 세정액에 접촉한 경우라도, 폴리비닐알코올계 수지 필름에 결함을 초래하는 것을 방지할 수 있다. 롤 세정액으로서 처리액을 이용하는 경우에는, 롤 세정 공정 후에 처리액이 바로 앞의 처리조 내에 회수되는 수단을 구비하는 것이 바람직하다. 롤 세정액으로서 처리액을 이용하지 않는 경우에는, 롤 세정액이 폴리비닐알코올계 수지 필름에 접촉하면 폴리비닐알코올계 수지 필름 상의 처리액 농도가 변화하여, 얼룩 등의 결함이 발생할 우려가 있다. 따라서, 롤 세정액으로서 처리액을 이용하지 않는 경우에는 롤 세정액이 직접 폴리비닐알코올계 수지 필름에 접촉하지 않도록 롤 세정액을 롤 표면에 공급하는 것이 바람직하다. 또한, 롤 표면에 부착된 롤 세정액은 스크레이퍼 등으로 폴리비닐알코올계 수지 필름에 접촉하지 않도록 회수하는 것이 바람직하다.

상기 침지 공정으로서는, 구체적으로는, 원반 필름을 팽윤조에 수용된 팽윤액(이하, 「팽윤욕」이라고도 한다)에 침지시키는 팽윤 처리 공정, 그 후 반송 공정에 의해 팽윤욕으로부터 인출된 후의 필름을 염색조에 수용된 염색액(이하, 「염색욕」이라고도 한다)에 침지시키는 염색 처리 공정, 그 후 반송 공정에 의해 염색욕으로부터 인출된 후의 필름을 가교조에 수용된 가교액(이하, 「가교욕」이라고도 한다)에 침지시키는 가교 처리 공정, 그 후 반송 공정에 의해 가교욕으로부터 인출된 후의 필름을 필름 세정조에 수용된 필름 세정액(이하, 「필름 세정욕」이라고도 한다)에 침지시키는 필름 세정 공정 등을 들 수 있다. 이들의 일련의 침지 공정 및 반송 공정 사이(즉, 어느 하나 이상의 침지 공정의 전후 및/또는 어느 하나 이상의 침지 공정 중)에, 습식 또는 건식으로 일축 연신 처리를 실시한다. 필요에 따라, 다른 처리 공정을 부가해도 좋다. 상기한 각 침지 공정은, 하나의 조에 필름을 침지시키는 처리여도 좋고, 2 이상의 조에 순차 침지시키는 처리여도 좋다.

이하, 도 1~도 3을 참조하면서, 본 발명에 따른 편광 필름의 제조 방법에 대해 보다 상세히 설명한다.

[제1 실시형태]

도 1은 본 발명의 제1 실시형태에 따른 편광 필름의 제조 방법 및 그것에 이용하는 편광 필름 제조 장치의 일례를 모식적으로 도시한 단면도이다. 도 1에 도시된 편광 필름 제조 장치는, 폴리비닐알코올계 수지로 이루어지는 원반(미연신) 필름(10)을, 원반 롤(11)로부터 연속적으로 권출하면서 필름 반송 경로를 따라 반송시킴으로써, 필름 반송 경로 상에 설치되는 팽윤욕(13), 염색욕(15), 가교욕(17), 및 세정욕(19)을 순차 통과시키고, 마지막으로 건조로(乾燥爐; 21)를 통과시키도록 구성되어 있다. 얻어진 편광 필름(23)은, 예컨대, 그대로 다음의 편광판 제작 공정(편광 필름(23)의 한쪽 면 또는 양면에 보호 필름을 접합하는 공정)으로 반송할 수 있다. 도 1에서의 화살표는, 필름의 반송 방향을 나타내고 있다.

한편 도 1은 팽윤욕(13), 염색욕(15), 가교욕(17) 및 세정욕(19)을 각각 1조(槽)씩 설치한 예를 도시하고 있으나, 필요에 따라, 어느 하나 이상의 처리욕을 2조 이상 설치해도 좋다. 상기에 있어서 「처리조」는, 팽윤조, 염색조, 가교조 및 세정조를 포함하는 총칭이고, 「처리액」은, 팽윤액, 염색액, 가교액 및 세정액을 포함하는 총칭이며, 「처리욕」은, 팽윤욕, 염색욕, 가교욕 및 세정욕을 포함하는 총칭이다.

편광 필름 제조 장치의 필름 반송 경로는, 상기 처리욕 외에, 반송되는 필름을 지지하거나, 혹은 또한 필름 반송 방향을 변경할 수 있는 가이드 롤(30~41, 60, 61)이나, 반송되는 필름을 압박·협지(挾持)하여, 그 회전에 의한 구동력을 필름에 부여할 수 있거나, 혹은 또한 필름 반송 방향을 변경할 수 있는 닙 롤(50~55)을 적절한 위치에 배치함으로써 구축할 수 있다. 가이드 롤이나 닙 롤은, 각 처리욕의 전후나 처리욕 중에 배치할 수 있고, 이에 의해 처리욕에의 필름의 도입·침지 및 처리욕으로부터의 인출을 행할 수 있다〔도 1 참조〕. 예컨대, 각 처리욕 중에 1 이상의 가이드 롤을 설치하고, 이들 가이드 롤을 따라 필름을 반송시킴으로써, 각 처리욕에 필름을 침지시킬 수 있다.

도 1에 도시된 편광 필름 제조 장치는, 각 처리욕의 전후에 닙 롤이 배치되어 있고(닙 롤(50~54)), 이에 의해, 어느 하나 이상의 처리욕 중에서, 그 전후에 배치되는 닙 롤 사이에 주속차를 두어 세로 일축 연신을 행하는 롤간 연신을 실시하는 것이 가능하게 되어 있다.

도 1에 도시된 편광 필름 제조 장치는, 각 처리욕(13, 15, 17, 19) 뒤에 배치되어 있는 가이드 롤(32, 35, 38, 41) 및 닙 롤(51~54)에 대향하도록 샤워(71~78)가 설치되어 있다. 편광 필름의 연속 제조 중에, 샤워(71~78)에 의해 가이드 롤(32, 35, 38, 41) 및 닙 롤(51~54)의 표면에 롤 세정액을 도출하여, 가이드 롤(32, 35, 38, 41) 및 닙 롤(51~54)의 표면이 세정된다(롤 세정 공정). 이하, 각 공정에 대해 설명한다.

(팽윤 처리 공정)

팽윤 처리 공정은, 원반 필름(10) 표면의 이물 제거, 원반 필름(10) 중의 가소제 제거, 염색 용이성의 부여, 원반 필름(10)의 가소화 등의 목적으로 행해진다. 처리 조건은, 그 목적을 달성할 수 있는 범위에서, 또한 원반 필름(10)의 극단적인 용해나 실투(失透) 등의 문제점을 발생시키지 않는 범위에서 결정된다.

도 1을 참조하여, 팽윤 처리 공정은, 원반 필름(10)을 원반 롤(11)로부터 연속적으로 권출하면서, 필름 반송 경로를 따라 반송시켜, 원반 필름(10)을 팽윤욕(13)에 소정 시간 침지하고, 계속해서 인출함으로써 실시할 수 있다. 도 1의 예에 있어서, 원반 필름(10)을 권출하고 나서 팽윤욕(13)에 침지시키기까지의 사이에, 원반 필름(10)은, 가이드 롤(60, 61) 및 닙 롤(50)에 의해 구축된 필름 반송 경로를 따라 반송된다. 팽윤 처리에 있어서는, 가이드 롤(30~32)에 의해 구축된 필름 반송 경로를 따라 반송된다.

팽윤욕(13)의 팽윤액으로서는, 순수 외에, 붕산(일본 특허 공개 평성 제10-153709호 공보), 염화물(일본 특허 공개 평성 제06-281816호 공보), 무기산, 무기염, 수용성 유기 용매, 알코올류 등을 약 0.01~10 중량%의 범위에서 첨가한 수용액을 사용하는 것도 가능하다.

팽윤욕(13)의 온도는, 예컨대 10~50℃ 정도, 바람직하게는 10~40℃ 정도, 보다 바람직하게는 15~30℃ 정도이다. 원반 필름(10)의 침지 시간은, 바람직하게는 10~300초 정도, 보다 바람직하게는 20~200초 정도이다. 또한, 원반 필름(10)이 미리 기체 중에서 연신한 폴리비닐알코올계 수지 필름인 경우, 팽윤욕(13)의 온도는, 예컨대 20~70℃ 정도, 바람직하게는 30~60℃ 정도이다. 원반 필름(10)의 침지 시간은, 바람직하게는 30~300초 정도, 보다 바람직하게는 60~240초 정도이다.

팽윤 처리에서는, 원반 필름(10)이 폭 방향으로 팽윤하여 필름에 주름이 생긴다고 하는 문제가 발생하기 쉽다. 이 주름을 제거하면서 필름을 반송하기 위한 하나의 수단으로서, 가이드 롤(30, 31 및/또는 32)에 익스팬더 롤, 스파이럴 롤, 크라운 롤과 같은 확폭(擴幅) 기능을 갖는 롤을 이용하거나, 크로스 가이더, 벤드 바, 텐터 클립과 같은 다른 확폭 장치를 이용하거나 하는 것을 들 수 있다. 주름의 발생을 억제하기 위한 또 하나의 수단은 연신 처리를 실시하는 것이다. 예컨대, 닙 롤(50)과 닙 롤(51)의 주속차를 이용하여 팽윤욕(13) 중에서 일축 연신 처리를 실시할 수 있다.

팽윤 처리에서는, 필름의 반송 방향으로도 필름이 팽윤 확대되기 때문에, 필름에 적극적인 연신을 행하지 않는 경우에는, 반송 방향의 필름의 늘어짐을 없애기 위해서, 예컨대, 팽윤욕(13)의 전후에 배치하는 닙 롤(50, 51)의 속도를 컨트롤하는 등의 수단을 강구하는 것이 바람직하다. 또한, 팽윤욕(13) 중의 필름 반송을 안정화시킬 목적으로, 팽윤욕(13) 중에서의 수류를 수중 샤워로 제어하거나, EPC 장치(Edge Position Control 장치: 필름의 단부를 검출하여, 필름의 사행을 방지하는 장치) 등을 병용하거나 하는 것도 유용하다.

도 1에 도시된 예에 있어서, 팽윤욕(13)으로부터 인출된 필름은, 가이드 롤(32), 닙 롤(51)을 순서대로 통과하여 염색욕(15)에 도입된다.

(염색 처리 공정)

염색 처리 공정은, 팽윤 처리 후의 폴리비닐알코올계 수지 필름에 이색성 색소를 흡착, 배향시키는 등의 목적으로 행해진다. 처리 조건은, 그 목적을 달성할 수 있는 범위에서, 또한 필름의 극단적인 용해나 실투 등의 문제점이 발생하지 않는 범위에서 결정된다. 도 1을 참조하여, 염색 처리 공정은, 가이드 롤(33~35) 및 닙 롤(51)에 의해 구축된 필름 반송 경로를 따라 반송시켜, 팽윤 처리 후의 필름을 염색욕(15)(염색조에 수용된 처리액)에 소정 시간 침지하고, 계속해서 인출함으로써 실시할 수 있다. 이색성 색소의 염색성을 높이기 위해서, 염색 처리 공정에 제공되는 필름은, 적어도 어느 정도의 일축 연신 처리를 실시한 필름인 것이 바람직하고, 또는 염색 처리 전의 일축 연신 처리 대신에, 혹은 염색 처리 전의 일축 연신 처리에 더하여, 염색 처리 시에 일축 연신 처리를 행하는 것이 바람직하다.

이색성 색소로서 요오드를 이용하는 경우, 염색욕(15)의 염색액에는, 예컨대, 농도가 중량비로 요오드/요오드화칼륨/물=약 0.003~0.3/약 0.1~10/100인 수용액을 이용할 수 있다. 요오드화칼륨을 대신하여, 요오드화아연 등의 다른 요오드화물을 이용해도 좋고, 요오드화칼륨과 다른 요오드화물을 병용해도 좋다. 또한, 요오드화물 이외의 화합물, 예컨대, 붕산, 염화아연, 염화코발트 등을 공존시켜도 좋다. 붕산을 첨가하는 경우에는, 요오드를 포함하는 점에서 후술하는 가교 처리와 구별되며, 수용액이 물 100 중량부에 대해, 요오드를 약 0.003 중량부 이상 포함하고 있는 것이면, 염색욕(15)으로 간주할 수 있다. 필름을 침지할 때의 염색욕(15)의 온도는, 통상 10~45℃ 정도, 바람직하게는 10~40℃이고, 보다 바람직하게는 20~35℃이며, 필름의 침지 시간은, 통상 30~600초 정도, 바람직하게는 60~300초이다.

이색성 색소로서 수용성 이색성 염료를 이용하는 경우, 염색욕(15)의 염색액에는, 예컨대, 농도가 중량비로 이색성 염료/물=약 0.001~0.1/100인 수용액을 이용할 수 있다. 이 염색욕(15)에는, 염색 조제 등을 공존시켜도 좋고, 예컨대, 황산나트륨 등의 무기염이나 계면 활성제 등을 함유하고 있어도 좋다. 이색성 염료는 1종만을 단독으로 이용해도 좋고, 2종류 이상의 이색성 염료를 병용해도 좋다. 필름을 침지할 때의 염색욕(15)의 온도는, 예컨대 20~80℃ 정도, 바람직하게는 30~70℃이고, 필름의 침지 시간은, 통상 30~600초 정도, 바람직하게는 60~300초 정도이다.

전술한 바와 같이 염색 처리 공정에서는, 염색욕(15)에서 필름의 일축 연신을 행할 수 있다. 필름의 일축 연신은, 염색욕(15)의 전후에 배치한 닙 롤(51)과 닙 롤(52) 사이에 주속차를 두는 등의 방법에 의해 행할 수 있다.

염색 처리에 있어서도, 팽윤 처리와 마찬가지로 필름의 주름을 제거하면서 폴리비닐알코올계 수지 필름을 반송하기 위해서, 가이드 롤(33, 34 및/또는 35)에 익스팬더 롤, 스파이럴 롤, 크라운 롤과 같은 확폭 기능을 갖는 롤을 이용하거나, 크로스 가이더, 벤드 바, 텐터 클립과 같은 다른 확폭 장치를 이용하거나 할 수 있다. 주름의 발생을 억제하기 위한 또 하나의 수단은, 팽윤 처리와 마찬가지로, 연신 처리를 실시하는 것이다.

도 1에 도시된 예에 있어서, 염색욕(15)으로부터 인출된 필름은, 가이드 롤(35), 닙 롤(52)을 순서대로 통과하여 가교욕(17)에 도입된다.

(가교 처리 공정)

가교 처리 공정은, 가교에 의한 내수화나 색상 조정(필름이 푸른 빛을 띠게 되는 것을 방지하는 등) 등의 목적으로 행하는 처리이다. 도 1을 참조하여, 가교 처리는, 가이드 롤(36~38) 및 닙 롤(52)에 의해 구축된 필름 반송 경로를 따라 반송시켜, 가교욕(17)(가교조에 수용된 가교액)에 염색 처리 후의 필름을 소정 시간 침지하고, 계속해서 인출함으로써 실시할 수 있다.

가교욕(17)의 가교액으로서는, 물 100 중량부에 대해 붕산을 예컨대 약 1~10 중량부 함유하는 수용액일 수 있다. 가교액은, 염색 처리에서 사용한 이색성 색소가 요오드인 경우, 붕산에 더하여 요오드화물을 함유하는 것이 바람직하고, 그 양은, 물 100 중량부에 대해, 예컨대 1~30 중량부로 할 수 있다. 요오드화물로서는, 요오드화칼륨, 요오드화아연 등을 들 수 있다. 또한, 요오드화물 이외의 화합물, 예컨대, 염화아연, 염화코발트, 염화지르코늄, 티오황산나트륨, 아황산칼륨, 황산나트륨 등을 공존시켜도 좋다.

가교 처리에 있어서는, 그 목적에 따라, 붕산 및 요오드화물의 농도, 및 가교욕(17)의 온도를 적절히 변경할 수 있다. 예컨대, 가교 처리의 목적이 가교에 의한 내수화이며, 폴리비닐알코올계 수지 필름에 대해, 팽윤 처리, 염색 처리 및 가교 처리를 이 순서로 실시하는 경우, 가교욕의 가교제 함유액은, 농도가 중량비로 붕산/요오드화물/물=3~10/1~20/100의 수용액일 수 있다. 필요에 따라, 붕산을 대신하여 글리옥살 또는 글루타르알데히드 등의 다른 가교제를 이용해도 좋고, 붕산과 다른 가교제를 병용해도 좋다. 필름을 침지할 때의 가교욕의 온도는, 통상 50~70℃ 정도, 바람직하게는 53~65℃이고, 필름의 침지 시간은, 통상 10~600초 정도, 바람직하게는 20~300초, 보다 바람직하게는 20~200초이다. 또한, 팽윤 처리 전에 미리 연신한 폴리비닐알코올계 수지 필름에 대해 염색 처리 및 가교 처리를 이 순서로 실시하는 경우, 가교욕(17)의 온도는, 통상 50~85℃ 정도, 바람직하게는 55~80℃이다.

색상 조정을 목적으로 하는 가교 처리에 있어서는, 예컨대, 이색성 색소로서 요오드를 이용한 경우, 농도가 중량비로 붕산/요오드화물/물=1~5/3~30/100의 가교제 함유액을 사용할 수 있다. 필름을 침지할 때의 가교욕의 온도는, 통상 10~45℃ 정도이고, 필름의 침지 시간은, 통상 1~300초 정도, 바람직하게는 2~100초이다.

가교 처리는 복수 회 행해도 좋고, 통상 2~5회 행해진다. 이 경우, 사용하는 각 가교욕의 조성 및 온도는, 상기한 범위 내이면 동일해도 좋고, 상이해도 좋다. 가교에 의한 내수화를 위한 가교 처리 및 색상 조정을 위한 가교 처리는, 각각 복수의 공정에서 행해도 좋다.

닙 롤(52)과 닙 롤(53)의 주속차를 이용하여 가교욕(17) 중에서 일축 연신 처리를 실시할 수도 있다.

가교 처리에 있어서도, 팽윤 처리와 마찬가지로 필름의 주름을 제거하면서 폴리비닐알코올계 수지 필름을 반송하기 위해서, 가이드 롤(36, 37 및/또는 38)에 익스팬더 롤, 스파이럴 롤, 크라운 롤과 같은 확폭 기능을 갖는 롤을 이용하거나, 크로스 가이더, 벤드 바, 텐터 클립과 같은 다른 확폭 장치를 이용하거나 할 수 있다. 주름의 발생을 억제하기 위한 또 하나의 수단은, 팽윤 처리와 마찬가지로, 연신 처리를 실시하는 것이다.

도 1에 도시된 예에 있어서, 가교욕(17)으로부터 인출된 필름은, 가이드 롤(38), 닙 롤(53)을 순서대로 통과하여 필름 세정욕(19)에 도입된다.

(필름 세정 처리 공정)

본 발명의 제조 방법은, 가교 처리 공정 후의 필름 세정 처리 공정을 포함할 수 있다. 필름 세정 처리는, 폴리비닐알코올계 수지 필름에 부착된 여분의 붕산이나 요오드 등의 약제를 제거할 목적으로 행해진다. 필름 세정 처리는, 예컨대, 가교 처리한 폴리비닐알코올계 수지 필름을 필름 세정욕(19)에 침지, 또는 그 필름에 대해 필름 세정액을 분무, 혹은 이들을 병용함으로써 행할 수 있다.

도 1에는, 폴리비닐알코올계 수지 필름을 필름 세정욕(19)에 침지하여 세정 처리를 행하는 경우의 예를 도시하고 있다. 필름 세정 처리에 있어서의 필름 세정욕(19)의 온도는, 통상 2~40℃ 정도이고, 필름의 침지 시간은, 통상 2~120초 정도이다.

한편, 필름 세정 처리에 있어서도, 주름을 제거하면서 폴리비닐알코올계 수지 필름을 반송할 목적으로, 가이드 롤(39, 40 및/또는 41)에 익스팬더 롤, 스파이럴 롤, 크라운 롤과 같은 확폭 기능을 갖는 롤을 이용하거나, 크로스 가이더, 벤드 바, 텐터 클립과 같은 다른 확폭 장치를 이용하거나 할 수 있다. 또한, 필름 세정 처리에 있어서, 주름의 발생을 억제하기 위해서 연신 처리를 실시해도 좋다.

(연신 처리 공정)

전술한 바와 같이 원반 필름(10)은, 상기 일련의 처리 공정 사이(즉, 어느 하나 이상의 처리 공정의 전후 및/또는 어느 하나 이상의 처리 공정 중)에, 습식 또는 건식으로 일축 연신 처리된다. 일축 연신 처리의 구체적 방법은, 예컨대, 필름 반송 경로를 구성하는 2개의 닙 롤(예컨대, 처리욕의 전후에 배치되는 2개의 닙 롤) 사이에 주속차를 두어 세로 일축 연신을 행하는 롤간 연신, 일본 특허 제2731813호 공보에 기재되는 바와 같은 열 롤 연신, 텐터 연신 등일 수 있고, 바람직하게는 롤간 연신이다. 일축 연신 처리 공정은, 원반 필름(10)으로부터 편광 필름(23)을 얻기까지의 사이에 복수 회에 걸쳐 실시할 수 있다. 전술한 바와 같이 연신 처리는, 필름의 주름의 발생의 억제에도 유리하다.

원반 필름(10)을 기준으로 하는, 편광 필름(23)의 최종적인 누적 연신 배율은 통상, 4.5~7배 정도이고, 바람직하게는 5~6.5배이다.

연신 처리 공정은 어느 처리 공정에서 행해도 좋고, 2 이상의 처리 공정에서 연신 처리를 행하는 경우에 있어서도 연신 처리는 어느 처리 공정에서 행해도 좋다. 본 발명에 의하면, 팽윤 처리 공정 이후(팽윤 처리 공정을 포함한다)의 어느 단계에서 일축 연신 처리를 행하는 경우라도, 연신 처리 시에 있어서의 필름 파단을 효과적으로 억제할 수 있다.

(건조 처리 공정)

세정 처리 공정 후, 폴리비닐알코올계 수지 필름을 건조시키는 처리를 행하는 것이 바람직하다. 필름의 건조는 특별히 제한되지 않으나, 도 1에 도시된 예와 같이 건조로(21)를 이용하여 행할 수 있다. 건조 온도는, 예컨대 30~100℃ 정도이고, 건조 시간은, 예컨대 30~600초 정도이다. 이상과 같이 하여 얻어지는 편광 필름(23)의 두께는, 예컨대 약 5~30 ㎛ 정도이다.

(폴리비닐알코올계 수지 필름에 대한 그 외의 처리 공정)

상기한 처리 이외의 처리를 부가할 수도 있다. 추가될 수 있는 처리의 예는, 가교 처리 공정 후에 행해지는, 붕산을 포함하지 않는 요오드화물 수용액에의 침지 처리(보색(補色) 처리), 붕산을 포함하지 않고 염화아연 등을 함유하는 수용액에의 침지 처리(아연 처리)를 포함한다.

(롤 세정 공정)

롤 세정 공정은, 폴리비닐알코올계 수지 필름으로부터 편광 필름을 제작하는 전술한 연속 제조 중에, 2개의 처리욕 사이의 반송로에 배치된 각 롤을 롤 세정액으로 세정하는 세정 공정이다. 롤의 세정 방법은 특별히 한정되지 않으나, 도 1에 도시된 예와 같이, 각 롤(가이드 롤(32, 35, 38, 41) 및 닙 롤(51, 52, 53, 54))의 표면에 대향하도록 배치된 샤워(71~78)에 의해, 각 롤의 표면에 롤 세정액을 도출하여, 각 롤의 표면이 세정되도록 하는 방법을 적합하게 채용할 수 있다.

롤 세정액으로의 각 롤의 세정은, 편광 필름의 연속 제조 중에 실시되는 것이 바람직하고, 연속 제조 중에 상시 실시되는 것이 바람직하다. 이러한 롤 세정 공정에 의해, 반송되는 폴리비닐알코올계 수지 필름(10)이, 처리욕 중의 처리액을 가지고 들어와, 이것이 각 롤의 표면에 부착되어도, 롤 세정액에 의해 즉시 씻겨지기 때문에, 염 등의 석출에 의해 롤 표면이 오염되는 것을 방지할 수 있다. 샤워(71~78)의 롤에 대한 배치 위치, 롤 세정액의 도출량 및 도출 각도는 적절히 조정할 수 있으며, 롤에 대해 롤 세정액을 롤의 상측, 하측이나, 반송 방향의 상류측, 하류측 중 어느 하나 또는 임의로 조합하여 끼얹어도 좋으나, 반송되는 폴리비닐알코올계 수지 필름에 롤 세정액이 직접 끼얹어지는 일이 없도록 조정하는 것이 바람직하다. 또한, 롤 세정액의 도출량은, 적어도 롤 표면의 오염이 억제되기 위해서 필요한 양으로 한다.

도 1에 있어서는, 각 처리조 뒤에 배치된 모든 롤(가이드 롤(32, 35, 38, 41) 및 닙 롤(51, 52, 53, 54))에 대해, 이들을 세정하기 위한 샤워(71~78)가 설치되어 있는 구성을 예시하였으나, 오염되기 쉬운 롤의 표면에만 배치하는 구성이어도 좋고, 적어도 하나의 롤의 표면에 대향하여 배치하도록 구성한다. 오염되기 쉬운 롤로서는, 염색욕(15) 바로 뒤의 가이드 롤(35) 및 닙 롤(52), 및 가교욕(17) 바로 뒤의 가이드 롤(38) 및 닙 롤(53)을 들 수 있다. 염색욕(15) 중의 염색액 및 가교욕(17) 중의 가교액에는 다른 처리욕과 비교하여 염 농도가 높은 경우가 많기 때문에, 그 바로 뒤의 롤 표면에 이들 처리액이 부착된 경우에, 염이 석출되기 쉬운 상황에 있다.

도 2는 도 1에 있어서의 닙 롤(51, 52, 53, 54)의 상방측 롤과 샤워(72, 74, 76, 78)의 관계의 일례를 도시한 사시도이다. 샤워(72, 74, 76, 78)는, 롤(51, 52, 53, 54)의 폭 방향의 일단으로부터 타단을 향해 복수 개의 노즐이 등간격으로 배열되어 있는 구성을 갖고, 샤워(72, 74, 76, 78)로부터 롤 세정액이 도출되면, 롤 표면의 폭 방향 전역에 롤 세정액이 접촉된다. 따라서, 폴리비닐알코올계 수지 필름이 반송되고 있는 상태에서는 롤은 회전하고 있기 때문에, 샤워(72, 74, 76, 78)로부터의 롤 세정액의 도출이 계속되면, 롤(51, 52, 53, 54)의 전체 표면에 롤 세정액을 접촉시킬 수 있어, 롤 표면의 오염이 방지된다.

팽윤욕(13) 뒤에 배치되어 있는 가이드 롤(32) 및 닙 롤(51)을 세정하는 샤워(71, 72)에 이용되는 롤 세정액으로서는, 팽윤액이 적합하다. 그리고, 편광 필름 제조 장치는, 가이드 롤(32) 및 닙 롤(51)에 도출된 롤 세정액을 팽윤조 내에 회수하는 수단을 구비하는 것이 바람직하다.

염색욕(15) 뒤에 배치되어 있는 가이드 롤(35) 및 닙 롤(52)을 세정하는 샤워(73, 74)에 이용되는 롤 세정액으로서는, 염색액이 적합하다. 그리고, 편광 필름 제조 장치는, 가이드 롤(35) 및 닙 롤(52)에 도출된 롤 세정액을 염색조 내에 회수하는 수단을 구비하는 것이 바람직하다.

가교욕(17) 뒤에 배치되어 있는 가이드 롤(38) 및 닙 롤(53)을 세정하는 샤워(75, 76)에 이용되는 롤 세정액으로서는, 가교액이 적합하다. 그리고, 편광 필름 제조 장치는, 가이드 롤(38) 및 닙 롤(53)에 도출된 롤 세정액을 가교조 내에 회수하는 수단을 구비하는 것이 바람직하다.

필름 세정욕(19) 뒤에 배치되어 있는 가이드 롤(41) 및 닙 롤(54)을 세정하는 샤워(77, 78)에 이용되는 롤 세정액으로서는, 필름 세정액이 적합하다. 그리고, 편광 필름 제조 장치는, 가이드 롤(41) 및 닙 롤(54)에 도출된 롤 세정액을 필름 세정조 내에 회수하는 수단을 구비하는 것이 바람직하다.

전술한 바와 같이, 롤 세정액으로서는 세정하는 롤의 바로 앞의 처리조에서 이용되는 처리액이 적합하다. 덧붙여, 롤 세정에 제공한 롤 세정액은, 그 롤 세정액이 처리액으로서 이용되고 있던 처리조 내에 회수되는 수단을 구비하는 것이 바람직하다. 또한, 이물 혼입 방지의 관점에서, 롤 세정에 제공한 롤 세정액에 대해 여과 처리를 실시하고 나서 처리조에 회수해도 좋다.

도 1에 도시된 편광 필름 제조 장치에 의해 편광 필름을 제조한 결과, 그 표면에 오물 부착 등의 결함이 관찰되지 않았다.

도 1에 있어서는, 롤의 표면에 롤 세정액을 도출하기 위한 부재로서 샤워를 나타내었으나, 롤 세정액을 롤의 표면에 도출할 수 있는 부재이면 샤워에 한정되는 일은 없다. 샤워는, 세정액을 선 형상으로 하여 분출시키는 부재이며, 샤워 이외에도, 세정액을 액적형 또는 안개형으로 하여 분출시키는 부재, 중력에 의해 롤 세정액을 적하 또는 유하(流下)시키는 부재, 롤 세정액을 롤 표면에 도포하는 부재 등을 들 수 있다. 또한, 세정 대상의 롤 그 자체가 내부로부터 롤 세정액이 스며나오는 구조를 가짐으로써 내부로부터 롤 표면에 롤 세정액이 도출되어 롤 세정 공정이 행해지는 형태여도 좋다. 롤 세정액을 롤 표면에 도포하는 부재로서는, 롤 세정액이 스며나오는 구조의 브러시가 예시되며, 이것을 이용하여 세정 대상의 롤 표면을 롤 세정액으로 세정하는 형태를 들 수 있다. 한편, 롤 세정 공정은 세정 대상의 롤의 표면에 롤 세정액을 도출하는 공정을 대신하여, 세정 대상의 롤의 표면을 롤 세정액에 침지시키는 공정을 포함하는 것이어도 좋다. 구체적으로는, 세정 대상의 롤의 회전 경로에 롤 세정액의 액 웅덩이를 마련하고, 1회전마다 롤의 전체 표면이 이러한 액 웅덩이를 통과하여 세정되도록 하는 방법 등을 들 수 있다. 이러한 방법에 있어서도, 롤 세정액으로서, 바로 앞의 처리조에서 이용되는 처리액을 사용하여, 롤 세정 후의 롤 세정액이 바로 앞의 처리조 내에 회수되는 구성인 것이 바람직하다.

[제2 실시형태]

도 3은 본 발명의 제2 실시형태에 따른 편광 필름의 제조 방법 및 그것에 이용하는 편광 필름 제조 장치의 일례를 모식적으로 도시한 단면도이다. 도 3에 도시된 편광 필름 제조 장치는, 폴리비닐알코올계 수지로 이루어지는 원반(미연신) 필름(10)을, 원반 롤(11)로부터 연속적으로 권출하면서 필름 반송 경로를 따라 반송시킴으로써, 필름 반송 경로 상에 설치되는 팽윤욕(13), 염색욕(15), 제1 가교욕(17a), 제2 가교욕(17b), 및 세정욕(19)을 순차 통과시키고, 마지막으로 건조로(21)를 통과시키도록 구성되어 있다. 얻어진 편광 필름(23)은, 예컨대, 그대로 다음의 편광판 제작 공정(편광 필름(23)의 한쪽 면 또는 양면에 보호 필름을 접합하는 공정)으로 반송할 수 있다. 도 3에 있어서의 화살표는, 필름의 반송 방향을 나타내고 있다.

도 3에 도시된 편광 필름 제조 장치는, 상기 처리욕 외에, 반송되는 필름을 지지하거나, 혹은 또한 필름 반송 방향을 변경할 수 있는 가이드 롤(130~148, 60, 61)이나, 반송되는 필름을 압박·협지하여, 그 회전에 의한 구동력을 필름에 부여할 수 있거나, 혹은 또한 필름 반송 방향을 변경할 수 있는 닙 롤(50, 51, 52, 53a, 53b, 54, 55)을 적절한 위치에 배치함으로써 구축할 수 있다. 가이드 롤이나 닙 롤은, 각 처리욕의 전후나 처리욕 중에 배치할 수 있고, 이에 의해 처리욕에의 필름의 도입·침지 및 처리욕으로부터의 인출을 행할 수 있다〔도 3 참조〕.

도 3에 도시된 편광 필름 제조 장치는, 각 처리욕의 전후에 닙 롤이 배치되어 있다(닙 롤(50, 51, 52, 53a, 53b, 54, 55)). 이에 의해, 어느 하나 이상의 처리욕 중에서, 그 전후에 배치되는 닙 롤 사이에 주속차를 두어 세로 일축 연신을 행하는 롤간 연신을 실시하는 것이 가능하게 되어 있다.

도 3에 도시된 편광 필름 제조 장치에서는, 각 처리욕(13, 15, 17a, 17b, 19) 뒤에 배치되어 있는 닙 롤(51, 52, 53a, 53b, 54)에 대향하도록 샤워(171a, 171b, 172a, 172b, 173a, 173b, 174a, 174b, 175a, 175b)가 설치되어 있다. 편광 필름의 연속 제조 중에, 샤워(171a, 171b, 172a, 172b, 173a, 173b, 174a, 174b, 175a, 175b)에 의해 닙 롤(51, 52, 53a, 53b, 54)의 표면에 롤 세정액을 도출하여, 닙 롤(51, 52, 53a, 53b, 54)의 표면이 세정된다(롤 세정 공정). 또한, 도 3에 도시된 편광 필름 제조 장치는, 각 처리조에 대응하는 회수판(81, 82, 83, 84, 85)이 설치되어 있고, 이에 의해, 각 닙 롤(51, 52, 53a, 53b, 54)의 표면의 세정에 이용된 롤 세정액이, 각 닙 롤(51, 52, 53a, 53b, 54)의 바로 앞의 처리조에 회수되도록 구성되어 있다. 이하, 각 공정에 대해 설명한다.

팽윤 처리 공정, 염색 처리 공정, 가교 처리 공정, 필름 세정 처리 공정, 연신 처리 공정, 건조 처리 공정, 폴리비닐알코올계 수지 필름에 대한 그 외의 처리 공정의 상세한 것은, 상기 제1 실시형태에서 설명한 내용과 동일하다. 제2 실시형태에서는, 가교 처리 공정에서, 제1 가교욕(17a)과 제2 가교욕(17b)이 이용되고 있다. 제1 가교욕(17a)을, 제1 실시형태의 가교 처리 공정에서 설명한 바의, 내수화를 목적으로 하는 가교 처리에 이용하고, 제2 가교욕(17b)을, 제1 실시형태의 가교 처리 공정에서 설명한 바의, 색 조정을 목적으로 하는 가교 처리에 이용할 수 있다. 제1 가교욕(17a)의 가교액은, 중량비로 붕산/요오드화물/물=3~10/1~20/100의 수용액일 수 있고, 붕산의 함유량은 2~10 중량%로 할 수 있다. 제1 가교욕(17a)에 있어서, 폴리비닐알코올계 수지 필름은 붕산을 흡수하기 쉽기 때문에, 편광 필름을 연속 제조하는 경우에는, 제1 가교욕(17a) 내의 붕산 농도를 유지하기 위해서, 소정 시간마다, 또는 폴리비닐알코올계 수지 필름을 소정량 반송할 때마다, 제1 가교욕(17a)에 붕산을 첨가하도록 해도 좋다.

(롤 세정 공정)

롤 세정 공정은, 폴리비닐알코올계 수지 필름으로부터 편광 필름을 제작하는 전술한 연속 제조 중에, 2개의 처리욕 사이의 반송로에 배치된 각 닙 롤(51, 52, 53a, 53b, 54)을 롤 세정액으로 세정하는 세정 공정이다. 각 닙 롤(51, 52, 53a, 53b, 54)의 표면에 대향하도록 배치된 샤워(171a, 171b, 172a, 172b, 173a, 173b, 174a, 174b, 175a, 175b)에 의해, 각 닙 롤의 표면에 롤 세정액을 도출하여, 각 닙 롤의 표면이 세정된다.

롤 세정액으로의 각 롤의 세정은, 편광 필름의 연속 제조 중에 실시되는 것이 바람직하고, 연속 제조 중에 상시 실시되는 것이 바람직하다. 이러한 롤 세정 공정에 의해, 반송되는 폴리비닐알코올계 수지 필름(10)이, 처리욕 중의 처리액을 가지고 들어와, 이것이 각 롤의 표면에 부착되어도, 롤 세정액에 의해 즉시 씻겨지기 때문에, 염 등의 석출에 의해 롤 표면이 오염되는 것을 방지할 수 있다. 샤워(171a, 171b, 172a, 172b, 173a, 173b, 174a, 174b, 175a, 175b)의 롤에 대한 배치 위치, 롤 세정액의 도출량 및 도출 각도는 적절히 조정할 수 있으며, 롤에 대해 롤 세정액을 롤의 상측, 하측이나, 반송 방향의 상류측, 하류측 중 어느 하나 또는 임의로 조합하여 끼얹어도 좋으나, 반송되는 폴리비닐알코올계 수지 필름에 롤 세정액이 직접 끼얹어지는 일이 없도록 조정하는 것이 바람직하다. 또한, 롤 세정액의 도출량은, 적어도 롤 표면의 오염이 억제되기 위해서 필요한 양으로 한다.

도 3에 있어서는, 각 처리조 뒤에 배치된 모든 닙 롤(51, 52, 53a, 53b, 54)에 대해, 이들을 세정하기 위한 샤워(171a, 171b, 172a, 172b, 173a, 173b, 174a, 174b, 175a, 175b)가 설치되어 있는 구성을 예시하였으나, 오염되기 쉬운 롤의 표면에만 배치하는 구성이어도 좋고, 적어도 하나의 롤의 표면에 대향하여 배치하도록 구성한다. 오염되기 쉬운 롤로서는, 염색욕(15) 뒤의 닙 롤(52), 제1 가교욕(17a) 뒤의 닙 롤(53a), 제2 가교욕(17b) 뒤의 닙 롤(53b)을 들 수 있다. 염색욕(15) 중의 염색액 및 가교욕(17a, 17b) 중의 가교액에는 다른 처리욕과 비교하여 염 농도가 높은 경우가 많기 때문에, 그 뒤의 롤 표면에 이들 처리액이 부착된 경우에, 염이 석출되기 쉬운 상황에 있다. 또한, 롤을 세정하기 위한 샤워는, 닙 롤만에의 배치에 한정되는 일은 없고, 제1 실시형태와 마찬가지로 가이드 롤에 배치되어 있어도 좋다.

팽윤욕(13) 뒤에 배치되어 있는 닙 롤(51)을 세정하는 샤워(171a, 171b)에서 이용되는 롤 세정액으로서는, 팽윤액이 적합하다. 샤워(171a, 171b)로부터 닙 롤(51)에 도출된 롤 세정액은, 회수판(81)을 통해, 팽윤욕(13) 내에 회수된다. 따라서, 반송되는 폴리비닐알코올계 수지 필름에 의해, 팽윤욕(13) 내의 팽윤액이 반출되어 이것이 닙 롤(51)에 부착된 경우라도, 닙 롤(51)의 세정 공정에 의해 팽윤욕(13) 내에 회수되고, 또한 롤 세정액으로서 팽윤액을 이용함으로써 팽윤욕(13) 내의 팽윤액의 조성을 일정하게 유지할 수 있다. 샤워(171a, 171b)에서 이용되는 팽윤액은, 팽윤욕(13)으로부터 공급되도록 해도 좋다. 이와 같이 구성함으로써, 팽윤액이 순환되기 때문에, 팽윤욕(13) 내의 팽윤액의 조성 및 액량을 일정하게 유지할 수 있다.

염색욕(15) 뒤에 배치되어 있는 닙 롤(52)을 세정하는 샤워(172a, 172b)에서 이용되는 롤 세정액으로서는, 염색액이 적합하다. 샤워(172a, 172b)로부터 닙 롤(52)에 도출된 롤 세정액은, 회수판(82)을 통해, 염색욕(15) 내에 회수된다. 따라서, 반송되는 폴리비닐알코올계 수지 필름에 의해, 염색욕(15) 내의 염색액이 반출되어 이것이 닙 롤(52)에 부착된 경우라도, 닙 롤(52)의 세정 공정에 의해 염색욕(15) 내에 회수되고, 또한 롤 세정액으로서 염색액을 이용함으로써 염색욕(15) 내의 염색액의 조성을 일정하게 유지할 수 있다. 샤워(172a, 172b)에서 이용되는 염색액은, 염색욕(15)으로부터 공급되도록 해도 좋다. 이와 같이 구성함으로써, 염색액이 순환되기 때문에, 염색욕(15) 내의 염색액의 조성 및 액량을 일정하게 유지할 수 있다.

제1 가교욕(17a) 뒤에 배치되어 있는 닙 롤(53a)을 세정하는 샤워(173a, 173b)에서 이용되는 롤 세정액으로서는, 제1 가교욕(17a) 내의 가교액과 동일한 조성의 가교액이 적합하다. 샤워(173a, 173b)로부터 닙 롤(53a)에 도출된 롤 세정액은, 회수판(83)을 통해, 제1 가교욕(17a) 내에 회수된다. 따라서, 반송되는 폴리비닐알코올계 수지 필름에 의해, 제1 가교욕(17a) 내의 가교액이 반출되어 이것이 닙 롤(53a)에 부착된 경우라도, 닙 롤(53a)의 세정 공정에 의해 제1 가교욕(17a) 내에 회수되고, 또한 롤 세정액으로서 가교액을 이용함으로써 제1 가교욕(17a) 내의 가교액의 조성을 일정하게 유지하는 것이 용이해진다. 샤워(173a, 173b)에서 이용되는 가교액은, 제1 가교욕(17a)으로부터 공급되도록 해도 좋다. 이와 같이 구성함으로써, 가교액이 순환되기 때문에, 제1 가교욕(17a) 내의 가교액의 조성 및 액량을 일정하게 유지하는 것이 용이해진다.

제2 가교욕(17b) 뒤에 배치되어 있는 닙 롤(53b)을 세정하는 샤워(174a, 174b)에서 이용되는 롤 세정액으로서는, 제2 가교욕(17b) 내의 가교액과 동일한 조성의 가교액이 적합하다. 샤워(174a, 174b)로부터 닙 롤(53b)에 도출된 롤 세정액은, 회수판(84)을 통해, 제2 가교욕(17b) 내에 회수된다. 따라서, 반송되는 폴리비닐알코올계 수지 필름에 의해, 제2 가교욕(17b) 내의 가교액이 반출되어 이것이 닙 롤(53b)에 부착된 경우라도, 닙 롤(53b)의 세정 공정에 의해 제2 가교욕(17b) 내에 회수되고, 또한 롤 세정액으로서 가교액을 이용함으로써 제2 가교욕(17b) 내의 가교액의 조성을 일정하게 유지할 수 있다. 샤워(174a, 174b)에서 이용되는 가교액은, 제2 가교욕(17b)으로부터 공급되도록 해도 좋다. 이와 같이 구성함으로써, 가교액이 순환되기 때문에, 제2 가교욕(17b) 내의 가교액의 조성 및 액량을 일정하게 유지할 수 있다.

필름 세정욕(19) 뒤에 배치되어 있는 닙 롤(54)을 세정하는 샤워(175a, 175b)에서 이용되는 롤 세정액으로서는, 필름 세정액이 적합하다. 샤워(175a, 175b)로부터 닙 롤(54)에 도출된 롤 세정액은, 회수판(85)을 통해, 필름 세정욕(19)에 회수된다. 따라서, 반송되는 폴리비닐알코올계 수지 필름에 의해, 필름 세정욕(19) 내의 필름 세정액이 반출되어 이것이 닙 롤(54)에 부착된 경우라도, 닙 롤(54)의 세정 공정에 의해 필름 세정욕(19) 내에 회수되고, 또한 롤 세정액으로서 필름 세정액을 이용함으로써 필름 세정욕(19) 내의 필름 세정액의 조성을 일정하게 유지할 수 있다. 샤워(175a, 175b)에서 이용되는 필름 세정액은, 필름 세정욕(19)으로부터 공급되도록 해도 좋다. 이와 같이 구성함으로써, 필름 세정액이 순환되기 때문에, 필름 세정욕(19) 내의 필름 세정액의 조성 및 액량을 일정하게 유지할 수 있다.

전술한 바와 같이, 반송되는 폴리비닐알코올계 수지 필름에 의해, 처리조 내의 처리액이 반출되어 이것이 롤에 부착된 경우라도, 롤의 세정 공정에 의해 처리조 내에 회수되기 때문에, 처리조 내의 조성을 일정하게 유지할 수 있고, 편광 필름을 연속 제조한 경우라도, 균일한 특성을 갖는 편광 필름을 제조할 수 있다.

한편, 이물 혼입 방지의 관점에서, 롤 세정에 제공한 롤 세정액에 대해 여과 처리를 실시하고 나서 처리조에 회수해도 좋다.

도 3에 도시된 편광 필름 제조 장치에 의해 편광 필름을 제조한 결과, 그 표면에 오물 부착 등의 결함이 관찰되지 않았다. 또한, 편광 필름을 연속 제조해도, 각 처리욕의 조성에 큰 변동은 없고, 균일한 특성의 편광 필름을 연속 제조할 수 있었다.

<편광판>

이상과 같이 하여 제조되는 편광 필름의 적어도 한쪽 면에, 접착제를 통해 보호 필름을 접합함으로써 편광판을 얻을 수 있다. 보호 필름으로서는, 예컨대, 트리아세틸셀룰로오스나 디아세틸셀룰로오스와 같은 아세틸셀룰로오스계 수지로 이루어지는 필름; 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트 및 폴리부틸렌테레프탈레이트와 같은 폴리에스테르계 수지로 이루어지는 필름; 폴리카보네이트계 수지 필름, 시클로올레핀계 수지 필름; 아크릴계 수지 필름; 폴리프로필렌계 수지의 쇄상 올레핀계 수지로 이루어지는 필름을 들 수 있다.

편광 필름과 보호 필름의 접착성을 향상시키기 위해서, 편광 필름 및/또는 보호 필름의 접합면에, 코로나 처리, 화염 처리, 플라즈마 처리, 자외선 조사, 프라이머 도포 처리, 비누화 처리 등의 표면 처리를 실시해도 좋다. 편광 필름과 보호 필름의 접합에 이용하는 접착제로서는, 자외선 경화성 접착제와 같은 활성 에너지선 경화성 접착제나, 폴리비닐알코올계 수지의 수용액, 또는 이것에 가교제가 배합된 수용액, 우레탄계 에멀젼 접착제와 같은 수계 접착제를 들 수 있다. 자외선 경화형 접착제는, 아크릴계 화합물과 광라디칼 중합 개시제의 혼합물이나, 에폭시 화합물과 광양이온 중합 개시제의 혼합물 등일 수 있다. 또한, 양이온 중합성의 에폭시 화합물과 라디칼 중합성의 아크릴계 화합물을 병용하고, 개시제로서 광양이온 중합 개시제와 광라디칼 중합 개시제를 병용할 수도 있다.

실시예

이하, 실시예를 나타내어 본 발명을 더 구체적으로 설명하지만, 본 발명은 이들 예에 의해 한정되는 것은 아니다.

<실시예 1>

2개의 가교욕(17)(이하에서는, 첫 번째의 가교욕을 제1 가교욕(17a)이라고 하고, 두 번째의 가교욕을 제2 가교욕(17b)이라고 한다.)을 이용한 것 이외에는 도 1에 도시된 편광 필름 제조 장치와 동일한 장치를 이용하여 편광 필름을 제조하였다. 가이드 롤(30~41)에는 전부 플랫 롤을 사용하였다.

두께 30 ㎛의 장척의 폴리비닐알코올(PVA) 원반 필름〔(주)쿠라레 제조의 상품명 「쿠라레 포발 필름 VF-PE#3000」, 평균 중합도 2400, 비누화도 99.9 몰% 이상〕을 롤로부터 권출하면서 연속적으로 반송하여, 20℃의 순수로 이루어지는 팽윤욕(13)에 체류 시간 31초로 침지시켰다(팽윤 처리 공정). 그 후, 팽윤욕(13)으로부터 인출한 필름을, 요오드화칼륨/물이 2/100(중량비)인 요오드를 포함하는 30℃의 염색욕(15)에 체류 시간 122초로 침지시켰다(염색 처리 공정). 계속해서, 염색욕(15)으로부터 인출한 필름을, 붕산/요오드화칼륨/물이 4.1/12/100(중량비)인 56℃의 제1 가교욕(17a)에 체류 시간 70초로 침지시키고, 계속해서, 붕산/요오드화칼륨/물이 2.9/9/100(중량비)인 40℃의 제2 가교욕(17b)에 체류 시간 13초로 침지시켰다(가교 처리 공정). 염색 처리 공정 및 가교 처리 공정에 있어서, 욕 중에서의 롤간 연신에 의해 세로 일축 연신을 행하였다. 원반 필름을 기준으로 하는 총 연신 배율은 5.36배로 하였다. 다음으로, 제2 가교욕(17b)으로부터 인출한 필름을 5℃의 순수로 이루어지는 세정욕(19)에 체류 시간 3초로 침지시켰다(세정 처리 공정). 그 후, 60℃의 건조로(21) 내에서 190초 건조시켜, 두께 13.1 ㎛의 편광 필름을 얻었다.

편광 필름을 연속 제조 중에, 팽윤욕(13)으로부터 폴리비닐알코올 필름을 인출하기 위한 가이드 롤(32)을 샤워(71)를 이용하여 순수로 세정하고, 염색욕(15)으로부터 폴리비닐알코올 필름을 인출하기 위한 가이드 롤(35)을 샤워(73)를 이용하여 염색욕(15)과 동일한 조성의 염색액으로 세정하며, 제2 가교욕(17b)으로부터 폴리비닐알코올 필름을 인출하기 위한 가이드 롤(38)과 닙 롤(53)을 샤워(75, 76)를 이용하여 제2 가교욕(17b)과 동일한 조성의 가교액으로 세정하고, 세정욕(19)으로부터 폴리비닐알코올 필름을 인출하기 위한 가이드 롤(41)과 닙 롤(54)을 샤워(77, 78)를 이용하여 순수로 세정하였다.

각 처리욕으로부터 인출하는 가이드 롤과 닙 롤을 세정하면서, 편광 필름을 제조함으로써, 연속해서 7시간 편광 필름을 제조해도 각 롤의 표면에 염 등의 석출은 발생하지 않았다. 또한, 편광 필름에 롤 표면의 오염 기인의 결함도 발생하지 않았다.

<실시예 2>

도 3에 도시된 편광 필름 제조 장치와 동일한 장치를 이용하여 편광 필름을 제조하였다. 가이드 롤(130~148)에는 전부 플랫 롤을 사용하였다. 한편, 도 3에 있어서는, 가이드 롤(132, 136, 140, 144, 148)을 세정하는 샤워가 도시되어 있지 않으나, 본 실시예에서는 이들 가이드 롤의 세정도, 바로 뒤에 배치되어 있는 닙 롤의 세정과 동일하게 행하였다.

두께 30 ㎛, 폭 방향 450 ㎜의 장척의 폴리비닐알코올(PVA) 원반 필름〔(주)쿠라레 제조의 상품명 「쿠라레 포발 필름 VF-PE#3000」, 평균 중합도 2400, 비누화도 99.9 몰% 이상〕을 롤로부터 권출하면서, 16 m/시간으로 연속적으로 반송하여, 20℃의 순수로 이루어지는 팽윤욕(13)에 체류 시간 31초로 침지시켰다(팽윤 처리 공정). 그 후, 팽윤욕(13)으로부터 인출한 필름을, 요오드화칼륨/물이 2/100(중량비)인 요오드를 포함하는 30℃의 염색욕(15)에 체류 시간 122초로 침지시켰다(염색 처리 공정). 계속해서, 염색욕(15)으로부터 인출한 필름을, 붕산/요오드화칼륨/물이 4.1/12/100(중량비)이며, 제1 가교액의 액량이 280 L인 56℃의 제1 가교욕(17a)에 체류 시간 70초로 침지시키고, 계속해서, 붕산/요오드화칼륨/물이 2.9/9/100(중량비)이며, 제2 가교액의 액량이 75 L인 40℃의 제2 가교욕(17b)에 체류 시간 13초로 침지시켰다(가교 처리 공정). 염색 처리 공정 및 가교 처리 공정에 있어서, 욕 중에서의 롤간 연신에 의해 세로 일축 연신을 행하였다. 원반 필름을 기준으로 하는 총 연신 배율은 5.36배로 하였다. 다음으로, 제2 가교욕(17b)으로부터 인출한 필름을 5℃의 순수로 이루어지는 세정욕(19)에 체류 시간 3초로 침지시켰다(세정 처리 공정). 그 후, 60℃의 건조로(21) 내에서 190초 건조시켜, 두께 13.1 ㎛의 편광 필름을 얻었다. 한편, 제1 가교욕(17a)에는, 편광 필름의 반송을 개시하고 나서 1시간 경과마다 10 g의 붕산을 첨가하여, 필름에 흡수되기 때문에 감소되는 붕산량을 보충하였다.

편광 필름을 연속 제조 중에, 팽윤욕(13) 뒤의 닙 롤(51)을 샤워(171a, 171b)를 이용하여 순수로 세정하고, 염색욕(15) 뒤의 닙 롤(52)을 샤워(172a, 172b)를 이용하여 염색욕(15)과 동일한 조성의 염색액으로 세정하며, 제1 가교욕(17a) 뒤의 닙 롤(53a)을 샤워(173a, 173b)를 이용하여 제1 가교욕(17a)과 동일한 조성의 가교액으로 세정하고, 제2 가교욕(17b) 뒤의 닙 롤(53b)을 샤워(174a, 174b)를 이용하여 제2 가교욕(17b)과 동일한 조성의 가교액으로 세정하며, 세정욕(19) 뒤의 닙 롤(54)을 샤워(175a, 175b)를 이용하여 순수로 세정하였다. 또한, 각 닙 롤(51, 52, 53a, 53b, 54)의 바로 앞에 배치되어 있는 가이드 롤(132, 136, 140, 144, 148)에 대해서도, 닙 롤과 동일한 방법에 의해 세정하였다.

각 처리욕 뒤에 배치되어 있는 닙 롤(51, 52, 53a, 53b, 54)을 세정하면서, 편광 필름을 제조함으로써, 연속해서 7시간 편광 필름을 제조해도 각 롤의 표면에 염 등의 석출은 발생하지 않았다. 또한, 편광 필름에 롤 표면의 오염 기인의 결함도 발생하지 않았다.

<비교예 1>

각 처리욕으로부터 인출하는 가이드 롤과 닙 롤을 세정하지 않은 것 이외에는 실시예 1과 동일하게 하여 비교예 1의 편광 필름을 제조하였다.

각 처리욕으로부터 인출하는 가이드 롤과 닙 롤을 세정하지 않은 경우에는, 연속해서 1시간 편광 필름을 제조한 후에는, 각 롤 상 오염이 확인되었다. 특히 제2 가교욕(17b)으로부터 폴리비닐알코올 필름을 인출하기 위한 가이드 롤(38)과 닙 롤(53) 상에 오염이 많이 관찰되었다. 또한, 연속해서 1시간 편광 필름을 제조한 후에 제조한 편광 필름에는 각 롤 상의 오염을 전사한 변형이나 부착 이물 등의 결함이 확인되었다.

<비교예 2>

각 처리욕 뒤에 배치되어 있는 닙 롤(51, 52, 53a, 53b, 54)을 세정하지 않은 것 이외에는 실시예 2와 동일하게 하여 비교예 2의 편광 필름을 제조하였다. 비교예 2에 있어서는, 연속해서 1시간 편광 필름을 제조한 후에는, 닙 롤(51, 52, 53a, 53b, 54) 상 오염이 확인되었다. 특히 제2 가교욕(17b) 뒤의 닙 롤(53b)에 오염이 많이 관찰되었다. 또한, 연속해서 1시간 편광 필름을 제조한 후에 제조한 편광 필름에는 각 롤 상의 오염을 전사한 변형이나 부착 이물 등의 결함이 확인되었다.

<가교욕의 붕산 농도의 조성 측정>

실시예 2와 비교예 2의 제조 공정에 있어서, 편광 필름의 제조를 개시하기 전의 제1 가교욕(17a) 및 제2 가교욕(17b)의 붕산 함유량과, 편광 필름의 제조를 개시한 후, 1시간 경과마다의 제1 가교욕(17a) 및 제2 가교욕(17b)의 붕산 함유량을 측정하였다. 한편, 편광 필름의 제조를 개시한 후, 1시간 경과마다의 제1 가교욕(17a)의 붕산 함유량은, 붕산을 10 g 첨가한 직후에 측정하였다. 붕산 함유량은 제1 가교욕(17a) 또는 제2 가교욕(17b)을 약 5 g에 순수 170 ㎖와 만니톨 수용액(12.5 중량%)을 30 g 첨가하여 측정용 샘플 용액으로 하고, 이 측정용 샘플 용액이 중화점을 맞이할 때까지, 수산화나트륨 수용액(1 ㏖/ℓ)을 적하하며, 그 적하량으로부터의 제1 가교욕(17a) 또는 제2 가교욕(17b)의 붕소 함유량을, 하기 식:

붕소 함유량(중량부)=(6.18×수산화나트륨 수용액 적하량(㎖)/(가교욕액 중량(g)-6.18×수산화나트륨 수용액 적하량(㎖)))

에 의해 측정하였다. 표 1은 제1 가교욕(17a)의 붕산 함유량의 측정 결과를 나타낸다. 표 2는 제2 가교욕(17b)의 붕산 함유량의 측정 결과를 나타낸다.

도 4, 도 5는, 각각, 표 1, 표 2에 나타내는 결과를 그래프로 나타낸 도면이다. 표 1, 표 2로부터, 실시예 2의 경우, 제1 가교욕(17a) 및 제2 가교욕(17b)에 있어서의 붕산 함유량의 최대값과 최소값의 차는 각각 0.06 중량부와 0.05 중량부이고, 한편, 비교예 2의 경우, 제1 가교욕(17a) 및 제2 가교욕(17b)에 있어서의 붕산 함유량의 최대값과 최소값의 차는 각각 0.08 중량부와 0.13 중량부이며, 실시예 2와 비교하여 컸다. 실시예 2에 의하면, 제1 가교욕(17a) 및 제2 가교욕(17b)의 조성의 변동을 보다 억제할 수 있기 때문에, 균일한 특성의 편광 필름을 제조할 수 있다.

10: 폴리비닐알코올계 수지로 이루어지는 원반 필름
11: 원반 롤 13: 팽윤욕
15: 염색욕 17: 가교욕
19: 세정욕 21: 건조로
23: 편광 필름
30, 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38, 39, 40, 41, 60, 61: 가이드 롤
50, 51, 52, 53, 54, 55: 닙 롤
71, 72, 73, 74, 75, 76, 77, 78, 171a, 171b, 172a, 172b, 173a, 173b, 174a, 174b, 175a, 175b: 샤워

Claims (5)

1. 폴리비닐알코올계 수지 필름으로부터 편광 필름을 제작하는 편광 필름의 제조 방법으로서,
   상기 폴리비닐알코올계 수지 필름을 처리조에 수용된 처리액에 침지시키는 침지 공정과,
   상기 처리액에 침지된 상기 폴리비닐알코올계 수지 필름을 롤을 따라 반송시키는 반송 공정과,
   상기 롤의 표면을 롤 세정액으로 세정하는 롤 세정 공정을 구비하고,
   상기 롤 세정 공정 바로 앞의 상기 침지 공정에 있어서의 상기 처리조 내의 상기 처리액이 상기 롤 세정액으로서 상기 롤의 표면에 도출되어 상기 롤 세정 공정이 행해지고, 상기 롤 세정액은, 상기 롤 세정 공정 후, 상기 롤 세정 공정 바로 앞의 상기 침지 공정에 있어서의 상기 처리조 내에 회수되는 것인 편광 필름의 제조 방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 침지 공정은, 상기 폴리비닐알코올계 수지 필름을 염색액에 침지시켜 이색성 색소로 염색하는 염색 처리 공정 또는 상기 폴리비닐알코올계 수지 필름을 가교액에 침지시켜 가교하는 가교 처리 공정인 편광 필름의 제조 방법.
3. 폴리비닐알코올계 수지 필름으로부터 편광 필름을 제작하는 편광 필름의 제조 장치로서,
   상기 폴리비닐알코올계 수지 필름을 처리조에 수용된 처리액에 침지시키는 침지 수단과,
   상기 처리액에 침지된 상기 폴리비닐알코올계 수지 필름을 롤을 따라 반송시키는 반송 수단과,
   상기 롤의 표면을 롤 세정액으로 세정하는 롤 세정 수단을 구비하고,
   상기 롤 세정 수단 바로 앞의 상기 침지 수단에 있어서의 상기 처리조 내의 상기 처리액이 상기 롤 세정액으로서 상기 롤의 표면에 도출되어 상기 롤의 표면이 세정되고, 상기 롤 세정액은, 상기 롤의 표면의 세정에 이용된 후에, 상기 롤 세정 수단 바로 앞의 상기 침지 수단에 있어서의 상기 처리조 내에 회수되는 것인 편광 필름의 제조 장치.
4. 제3항에 있어서, 상기 침지 수단은, 상기 폴리비닐알코올계 수지 필름을 염색액에 침지시켜 이색성 색소로 염색하는 염색 처리 수단 또는 상기 폴리비닐알코올계 수지 필름을 가교액에 침지시켜 가교하는 가교 처리 수단인 편광 필름의 제조 장치.
5. 삭제

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