KR102130185B1 - 편광 필름의 제조 방법 - Google Patents

Abstract

팽윤 처리가 복수의 팽윤 처리조에 의해 실시되는 경우에는, 제1 팽윤 처리조에서의 필름 폭 방향의 팽창률이 그 처리 온도 및 조성에서의 포화 팽창률의 90% 이하이고, 제1 팽윤 처리조에서의 팽창률과 이어지는 제2 팽윤 처리조에서의 필름 폭 방향의 팽창률의 차의 절대값이 2 포인트 이내가 되도록 각각의 처리 온도 및 처리 시간을 조정한다. 팽윤 처리가 하나의 팽윤 처리조에 의해 실시되는 경우에는, 팽윤 처리조에서의 필름 폭 방향의 팽창률이, 그 처리 온도 및 조성에서의 포화 팽창률의 90% 이하이고, 팽윤 처리조에서의 팽창률과 이어지는 염색 처리조에서의 필름 폭 방향의 팽창률의 차의 절대값이 2 포인트 이내가 되도록, 각각의 처리 온도 및 처리조를 통과하는 시간을 조정한다.

Description

편광 필름의 제조 방법{PROCESS FOR PRODUCING POLARIZING FILM}

본 발명은 액정 표시 장치에 사용하는 편광 필름을 제조하는 방법에 관한 것이다.

편광 필름에는, 종래부터, 폴리비닐알코올계 수지 필름에 이색성 색소를 흡착 배향시킨 것이 이용되고 있다. 즉, 요오드를 이색성 색소로 하는 요오드계 편광 필름이나, 이색성 염료를 이색성 색소로 하는 염료계 편광 필름 등이 알려져 있다. 이들 편광 필름은 통상, 그 적어도 한 면, 바람직하게는 양면에 폴리비닐알코올계 수지의 수용액으로 이루어지는 접착제를 통해 트리아세틸셀룰로오스 등의 보호 필름을 접합하여 편광판이 되고, 액정 텔레비전, 퍼스널 컴퓨터용 모니터 및 휴대 전화 등의 액정 표시 장치에 이용된다.

편광 필름은, 폴리비닐알코올계 수지 필름에 대해 팽윤 처리, 염색 처리, 연신 처리, 붕산 처리(가교 처리) 및 세정 처리가 실시되고, 마지막으로 건조됨으로써 제조된다. 이 연신 처리는, 통상, 한 쌍의 닙롤을 이용하며, 이들 닙롤의 회전 주속(周速)을 변경함으로써 행해진다.

최근, 시장에서는 액정 표시 장치의 대형화나 박형화에 더하여, 높은 표시 품질을 요구하는 경향이 있고, 이에 따라 편광 필름의 광폭화나 박막화가 요구되고 있으며, 대형의 편광 필름의 면적 전체에 있어서의 우수한 광학 특성 및 면내 균일성 등의 고성능화를 달성할 수 있는 편광 필름의 제조 방법이 요구되고 있다. 대형의 편광 필름을 제조하기 위해서는, 폭이 넓은 원반(原反) 필름을 균일하게 일축 연신하는 것이 필요해진다. 그러나, 폭이 넓은 원반 필름을 이용하는 경우에는, 종래의 원반 필름에 비해 균일하게 팽윤시키는 것이나 일축 연신하는 것이 곤란하기 때문에, 얻어지는 편광 필름의 광흡수축이 일정 방향으로 맞춰지지 않아 편광 성능 등의 광학 성능이 악화되는 경향이 있다. 또한, 필름의 두께가 불균일하게 되어, 투과율 등의 광학 성능의 필름 면내에 있어서의 균일성이 악화된다고 하는 경향도 있다. 이러한 편광 필름을 적용한 화상 표시 장치는, 표시에 불균일이 발생하여, 그 화질이 악화된다고 하는 문제가 있었다. 그래서, 상기와 같은 편광 필름에의 요구 사항을 갖추고, 또한, 생산성이 우수한 편광 필름의 제조 방법의 개발이 행해지고 있다.

예컨대, 일본 특허 제4229932호(특허문헌 1)에는, 팽윤 처리조를 복수 설치하고, 이들 중 전단측에 위치하는 팽윤 처리조의 욕온(浴溫; bath temperature)을, 후방에 위치하는 팽윤 처리조의 욕온보다 높게 설정함으로써, 색 얼룩이 억제된 고품질의 편광 필름을 단시간에 제조할 수 있는 편광 필름의 제조 방법이 개시되어 있다. 이 방법에 의하면, 수지 필름의 팽창량이 단시간에 포화에 이르기 때문에, 이어지는 염색 처리에 있어서 필름이 팽윤하기 어려워져, 이것에 기인하는 편광 필름의 색 얼룩이 억제된다. 한편, 특허문헌 1과 같이 앞에 위치하는 팽윤 처리조의 욕온을 높게 한 것만으로는, 높은 처리 온도에 의해 필름이 급격히 팽윤하여, 필름의 두께가 불균일하게 되거나, 다음의 팽윤 처리욕의 온도에 따라서는 필름이 더욱 팽윤해서, 필름에 주름이 발생하여 외관이 악화된다고 하는 문제가 있다.

본 발명의 과제는, 생산성이 우수하고, 폴리비닐알코올계 수지로 이루어지는 원반 필름에 대해 실시하는 각 처리, 특히 팽윤 처리에 있어서의 필름의 두께의 불균일화나 주름의 발생을 억제하여, 외관이 우수한 편광 필름의 제조 방법을 제공하는 것에 있다.

본 발명에 의하면, 폴리비닐알코올계 수지로 이루어지는 원반 필름에 대해, 팽윤 처리, 염색 처리, 붕산 처리, 및 세정 처리를 이 순서대로 실시하여 편광 필름을 제조하는 방법으로서, 원반 필름의 두께가 10~60 ㎛이고, 상기한 팽윤 처리가, 원반 필름이 들어가는 측으로부터 순서대로 배치된 적어도 제1 팽윤 처리조 및 제2 팽윤 처리조를 포함하는 복수의 팽윤 처리조를 통과시킴으로써 실시되며, 제1 팽윤 처리조에서의 필름의 폭 방향의 팽창률이, 동일한 온도 및 조성의 처리액에 침지했을 때의 포화 팽창률의 90% 이하이고, 제1 팽윤 처리조에서의 필름의 폭 방향의 팽창률과, 제2 팽윤 처리조에서의 필름의 폭 방향의 팽창률을 각각 백분율로 표시했을 때의 차의 절대값이 2 포인트 이내가 되도록, 제1 팽윤 처리조 및 제2 팽윤 처리조의 처리 온도와 처리조를 통과하는 시간을 조정하는 편광 필름의 제조 방법이 제공된다.

이 방법에 있어서, 제1 팽윤 처리조의 처리 온도는 35~45℃이고, 제2 팽윤 처리조의 처리 온도는, 제1 팽윤 처리조의 처리 온도보다 낮으며, 25~35℃인 것이 바람직하다. 또한 이들 방법에 있어서, 제1 팽윤 처리조에서의 필름의 폭 방향의 팽창률은 15~25%가 되도록, 제1 팽윤 처리조의 처리 온도 및 처리조를 통과하는 시간을 조정하는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명에 의하면, 폴리비닐알코올계 수지로 이루어지는 원반 필름에 대해, 팽윤 처리, 염색 처리, 붕산 처리, 및 세정 처리를 이 순서대로 실시하여 편광 필름을 제조하는 방법으로서, 원반 필름의 두께가 10~60 ㎛이고, 상기한 팽윤 처리가, 하나의 팽윤 처리조를 통과시킴으로써 실시되며, 팽윤 처리조에서의 필름의 폭 방향의 팽창률이, 동일한 온도 및 조성의 처리액에 침지했을 때의 포화 팽창률의 90% 이하이고, 팽윤 처리조에서의 필름의 폭 방향의 팽창률과, 염색 처리조에서의 필름의 폭 방향의 팽창률을 각각 백분율로 표시했을 때의 차의 절대값이 2 포인트 이내가 되도록, 팽윤 처리조 및 염색 처리조의 처리 온도와 처리조를 통과하는 시간을 조정하는 것을 특징으로 하는 편광 필름의 제조 방법이 제공된다.

이 방법에 있어서, 팽윤 처리조의 처리 온도는 35~45℃이고, 염색 처리조의 처리 온도는, 팽윤 처리에서의 처리 온도보다 낮으며, 25~35℃인 것이 바람직하다. 또한 이들 방법에 있어서, 폴리비닐알코올계 수지 필름의 폭 방향의 팽창률이 15~25%가 되도록, 팽윤 처리조의 처리 온도 및 처리조를 통과하는 시간을 조정하는 것이 바람직하다.

본 발명의 편광 필름의 제조 방법에 의하면, 편광 필름을 제조할 때에 실시하는 각 처리, 특히 팽윤 처리에 있어서, 필름의 팽윤 불균일을 억제하여, 이것에 기인하는 필름의 주름이나 파단의 발생도 억제할 수 있기 때문에, 외관이 우수한 편광 필름을 효율적으로 얻을 수 있다.

본 발명에서는, 폴리비닐알코올계 수지로 이루어지는 원반 필름에 대해, 팽윤 처리, 염색 처리, 붕산 처리 및 세정 처리를 이 순서대로 실시하여 편광 필름을 제조한다. 그리고, 세정 처리 후, 건조 처리를 실시하여 얻어지는 편광 필름은, 주름 등이 억제된 것이 되어, 편광판에 적합하게 이용된다. 이하, 본 발명에 대해 상세히 설명한다.

[편광 필름의 제조 방법]

편광 필름은, 구체적으로는 폴리비닐알코올계 수지 필름에 이색성 색소가 흡착 및 배향하고 있는 것이다. 원료가 되는 폴리비닐알코올계 수지는, 통상, 폴리아세트산비닐계 수지를 비누화함으로써 얻어진다. 이 비누화도는, 통상 85 몰% 이상, 바람직하게는 90 몰% 이상, 보다 바람직하게는 99 몰% 이상이다. 폴리아세트산비닐계 수지로서는, 예컨대, 아세트산비닐의 단독 중합체인 폴리아세트산비닐 외에, 아세트산비닐과 이것에 공중합 가능한 다른 단량체와의 공중합체 등을 들 수 있다. 아세트산비닐과 공중합 가능한 다른 단량체로서는, 불포화 카르복실산류, 올레핀류, 불포화 술폰산류, 비닐에테르류 등을 들 수 있다. 폴리비닐알코올계 수지의 중합도는, 통상 1000~10000 정도, 바람직하게는 1500~5000 정도이다.

이들 폴리비닐알코올계 수지는, 변성되어 있어도 좋으며, 예컨대, 알데히드류로 변성된 폴리비닐포르말, 폴리비닐아세탈, 폴리비닐부티랄 등도 사용할 수 있다. 편광 필름 제조의 재료로서는, 두께가 약 10~60 ㎛, 바람직하게는 약 12~55 ㎛인 폴리비닐알코올계 수지 필름의 미연신 필름(원반 필름)을 이용한다. 공업적으로는, 필름의 폭이 1500~6000 ㎜인 것이 실용적이다. 이 원반 필름에 대해, 팽윤 처리, 염색 처리, 붕산 처리(가교 처리) 및 세정 처리의 순으로 처리하고, 마지막으로 건조시켜 얻어지는 편광 필름의 두께는, 예컨대 약 5~25 ㎛이다.

편광 필름은, 상기한 바와 같이 폴리비닐알코올계 수지로 이루어지는 원반 필름에 대해, 팽윤 처리, 염색 처리, 붕산 처리 및 세정 처리의 순으로 처리를 실시하여 제조되고, 붕산 처리 중 및 필요에 따라 붕산 처리 전에 필름의 일축 연신이 행해진다. 일축 연신은, 습식 연신이어도 좋고 건식 연신이어도 좋으며, 붕산 처리 중 및 붕산 처리 전의 팽윤 처리 중이나 염색 처리 중에 행해지는 경우에는 습식 연신이 되고, 팽윤 처리 전에 행해지는 경우에는 건식이 된다. 이 일축 연신은, 하나의 공정에서 행해도 좋고, 2개 이상의 공정에서 행해도 좋으나, 복수의 공정에서 행하는 것이 바람직하다. 한편, 본 발명의 일축 연신에는, 공지의 연신 방법을 채용할 수 있다. 그 연신 방법으로서는, 필름을 반송하는 2개의 닙롤 사이에 주속차를 두어 연신을 행하는 롤간 연신, 일본 특허 제2731813호에 기재된 바와 같은 열롤 연신, 텐터 연신 등이 있다.

(팽윤 처리)

팽윤 처리에서는, 폴리비닐알코올계 수지 필름이 폭 방향으로 팽윤하여, 필름에 주름이 생기는 등의 문제가 발생하기 쉽기 때문에, 익스팬더롤(확폭(擴幅)롤), 스파이럴롤, 크라운롤, 벤드바 등의 공지의 확폭 장치를 이용하여 필름의 주름을 제거하면서 필름을 반송하는 것이 바람직하다. 예컨대, 후술하는 팽윤 처리를 복수의 처리조로 행하는 경우의 제1 팽윤 처리조 및 팽윤 처리를 하나의 처리조로 행하는 경우의 팽윤 처리조와 같이, 필름의 팽창률이 높은 팽윤 처리조에 있어서, 이 확폭 장치를 사용하면 효과적이다.

또한, 욕(浴) 중의 필름의 반송을 안정화시킬 목적으로, 팽윤 처리조 중에서의 수류를 수중 샤워로 제어하거나, 필름 단부를 검출하여 사행(蛇行)을 방지하는 EPC 장치(Edge position control 장치) 등을 병용하는 것도 유용하다.

팽윤 처리에서는, 필름의 반송 방향으로도 필름이 팽윤하여 확대되기 때문에, 필름에 적극적인 연신을 행하지 않는 경우에는, 반송 방향의 필름의 늘어짐을 없애기 위해서, 닙롤이나 가이드롤 등의 반송롤의 속도를 조절하는 수단을 강구하는 것이 바람직하다. 또한, 원반 필름에 대해, 팽윤 처리, 염색 처리 및 붕산 처리를 이 순서대로 실시하는 경우에는, 팽윤 처리에 있어서 일축 연신을 행해도 좋으며, 그 경우의 연신 배율은, 약 1.2~3배, 바람직하게는 1.3~2.5배이다.

팽윤 처리욕에는, 순수 외에, 붕산(일본 특허 공개 평성 제10-153709호 공보), 염화물(일본 특허 공개 평성 제06-281816호 공보), 무기염, 무기산, 알코올류 등이 약 0.01~10 중량%의 범위로 첨가된 수용액을 이용할 수도 있다.

본 발명의 하나의 실시형태로서, 팽윤 처리가 복수의 팽윤 처리조를 이용하여 실시되는 형태를 들 수 있다. 이 경우, 팽윤 처리는, 원반 필름이 들어가는 측으로부터 순서대로 배치된 적어도 제1 팽윤 처리조 및 제2 팽윤 처리조를 포함하는 복수의 팽윤 처리조를 통과함으로써 실시된다. 제1 팽윤 처리조 및 제2 팽윤 처리조에서의 처리 온도 및 필름이 통과하는 시간은 각 처리조에서의 필름의 폭 방향의 팽창률이 소정의 범위 내가 되도록 적절히 조정된다.

여기서, 상기한 필름의 폭 방향의 팽창률에 대해 설명한다. 필름의 폭 방향의 팽창률이란, 팽윤 처리에 의해 발생한 폴리비닐알코올계 수지 필름의 폭 방향에 있어서의 팽창량을 백분율로 나타낸 것이다. 구체적으로는, 먼저 폴리비닐알코올계 수지로 이루어지는 장척(長尺)의 원반 필름을, 장척 방향 50 ㎜×폭 방향 50 ㎜의 크기의 단편(斷片)으로 재단하고, 이 필름 단편에 대해 팽윤 처리조와 동일한 처리 조건으로 팽윤 처리를 실시한다. 이 팽윤 처리 전후에서의 필름 단편의 폭 방향의 변화량(팽윤 처리 후의 폭 방향의 길이-팽윤 처리 전의 폭 방향의 길이)을, 재단시의 폭 방향의 길이(50 ㎜)로 나누고, 그것을 백분율로 나타낸 것이 상기 팽창률이다.

따라서, 본 발명에서 말하는 제1 팽윤 처리조에서의 필름의 폭 방향의 팽창률이란, 상기한 필름 단편에 대해, 제1 팽윤 처리조에서 실시하는 것과 동일한 처리 조건으로 팽윤 처리를 실시했을 때의 팽창률을 가리킨다. 이 팽창률은, 상기한 필름 단편을, 제조 장치에 있어서 필름이 제1 팽윤 처리조 내를 통과하는 시간과 동일한 시간, 필름 단편에 장력이 가해지지 않는 상태로, 제1 팽윤 처리욕과 동일한 조성이며, 또한 동일한 온도로 설정한 수용액 중에 침지시키고, 그때 발생하는 필름 단편의 폭 방향의 변화량을 재단시의 폭 방향의 길이(50 ㎜)로 나누고, 그것을 백분율로 나타낸 것이다.

마찬가지로, 본 발명에서 말하는 제2 팽윤 처리조에서의 필름의 폭 방향의 팽창률이란, 상기한 제1 팽윤 처리조와 동일한 처리 조건으로 팽윤 처리를 실시한 필름 단편에 대해, 또한 제2 팽윤 처리조에서 실시하는 것과 동일한 처리 조건으로 팽윤 처리를 실시했을 때의 팽창률을 가리킨다. 이 팽창률은, 상기한 제1 팽윤 처리조에서의 처리에 상당하는 팽윤 처리를 실시한 필름 단편을, 제조 장치에 있어서 필름이 제2 팽윤 처리조 내를 통과하는 시간과 동일한 시간, 필름 단편에 장력이 가해지지 않는 상태로, 제2 팽윤 처리욕과 동일한 조성이며, 또한 동일한 온도로 설정한 수용액 중에 침지시킨 후에 있어서의 재단시의 필름 단편의 폭 방향의 길이로부터의 변화량(제2 팽윤 처리 후의 폭 방향의 길이-재단시의 폭 방향의 길이)을 재단시의 폭 방향의 길이(50 ㎜)로 나누고, 그것을 백분율로 나타낸 것이다.

또한, 본 발명에서 말하는 포화 팽창률이란, 침지 시간 이외에는 상기한 팽윤 처리조에서의 팽창률의 산출과 동일한 조건으로 구한 팽창률이며, 장척 방향 50 ㎜×폭 방향 50 ㎜의 필름 단편을 원반 필름으로부터 재단하고, 이것을 처리욕에 10분간 침지시켰을 때의 팽창률을 가리킨다. 포화 팽창률은, 필름 단편을 장력이 가해지지 않는 상태로 처리욕에 10분간 침지시켰을 때에 발생하는 필름 단편의 폭 방향의 변화량(침지 후의 폭 방향의 길이-침지 전의 폭 방향의 길이)을 재단시의 폭 방향의 길이(50 ㎜)로 나누고, 그것을 백분율로 나타낸 것이다. 여기서 이용하는 처리욕은, 제1 팽윤 처리조에서의 포화 팽창률을 구하고 싶은 경우에는, 제1 팽윤 처리욕과 동일한 조성이며, 동일한 온도로 설정한 수용액을 이용한다.

본 발명의 일 실시형태이며, 팽윤 처리를 복수의 공정으로 실시하는 실시형태에서는, 제1 팽윤 처리조에서의 필름의 폭 방향의 팽창률이, 동일한 온도 및 조성의 처리액에 침지했을 때의 포화 팽창률의 90% 이하가 되도록 처리조를 통과하는 시간을 조정한다. 상기 포화 팽창률의 90% 이하로 함으로써, 필름의 이송 속도를 빠르게 한 경우에 있어서도, 거대한 제조 장치를 사용할 필요가 없고, 효율적으로 팽윤 처리를 실시할 수 있다. 또한, 제1 팽윤 처리조에서의 필름의 폭 방향의 팽창률은, 바람직하게는 70% 이상이다. 이 팽창률이 70%보다 작으면, 팽윤 처리에 있어서, 필름 면내를 균일하게 팽윤시키는 것이 어려워, 색 얼룩이나 주름이 발생하기 쉬워진다.

또한, 상기한 제1 팽윤 처리조에서의 필름의 폭 방향의 팽창률이 너무나 작고, 제2 팽윤 처리조에서의 필름의 폭 방향의 팽창률이 커지는 경우에는, 제2 팽윤 처리조에서 필름이 급격히 팽윤하게 되기 때문에, 필름의 단부와 중앙부에서 팽창률에 편차가 발생하는 경우가 있다. 그 결과, 처리조 내부에 있어서 상기한 확폭 장치를 사용했을 때, 이 팽창률의 편차에 의해 주름이 발생하는 경우가 있다. 한편, 제1 팽윤 처리조에서의 필름의 폭 방향의 팽창률이 지나치게 큰 경우, 처리조 내부에 있어서 사용하는 확폭 장치로, 필름을 충분히 확폭할 수 없어, 주름이 발생하는 경우가 있다. 따라서, 상기한 제1 팽윤 처리조에서의 필름의 폭 방향의 팽창률 및 제2 팽윤 처리조에서의 필름의 폭 방향의 팽창률을 각각 백분율로 표시했을 때의 차의 절대값이 2 포인트 이내가 되도록, 제1 팽윤 처리조 및 제2 팽윤 처리조의 각각의 처리 온도와 처리조를 통과하는 시간을 조정하는 것이 중요하다.

이와 같이 제1 팽윤 처리조 및 제2 팽윤 처리조에서의 필름의 폭 방향의 팽창률을 각각 백분율로 표시했을 때의 차의 절대값이 2 포인트 이내가 되도록 제1 팽윤 처리조 및 제2 팽윤 처리조의 처리 온도와 처리조를 통과하는 시간을 조정함으로써, 제1 팽윤 처리조에서의 처리 부족을 억제하고, 제2 팽윤 처리조에서의 바람직하지 않은 급격한 팽윤을 억제할 수 있다. 또한, 제1 팽윤 처리조 및 제2 팽윤 처리조의 처리 온도와 처리조를 통과하는 시간을 조합함으로써, 팽윤시에 필름의 두께가 불균일하게 되는 것을 억제할 수 있기 때문에, 이것에 기인하는 주름의 발생도 억제되어, 광학 특성이나 외관이 좋은 편광 필름을 제작할 수 있다.

팽윤 처리가 복수의 팽윤 처리조를 이용하여 실시되는 경우, 팽윤 처리의 시간을 단축하는 관점에서, 제1 팽윤 처리조의 처리 온도는, 제2 팽윤 처리조의 처리 온도보다 높은 것이 바람직하고, 35~45℃인 것이 바람직하다. 또한, 제2 팽윤 처리조의 온도는 25~35℃인 것이 바람직하다. 또한, 제1 팽윤 처리조에서의 필름의 폭 방향의 팽창률이 15~25%가 되도록, 제1 팽윤 처리조의 처리 온도 및 처리조를 통과하는 시간을 조정하는 것이 바람직하다.

제1 팽윤 처리조를 필름이 통과하는 시간은 10~60초, 바람직하게는 15~50초이다. 한편, 제2 팽윤 처리조를 필름이 통과하는 시간도 10~60초, 바람직하게는 15~50초이다.

본 발명의 또 하나의 실시형태로서, 팽윤 처리가 하나의 팽윤 처리조만으로 행해지는 형태를 들 수 있다. 이 실시형태에 있어서, 원반 필름은, 팽윤 처리조로부터 꺼내진 후, 염색 처리조로 반송된다. 이 경우, 팽윤 처리조 및 염색 처리조에서의 처리 온도 및 필름이 통과하는 시간은, 각 처리조에서의 필름의 폭 방향의 팽창률이 소정의 범위 내가 되도록 적절히 조정된다. 구체적으로는, 이하의 염색 처리에서 상세히 서술하지만, 팽윤 처리조에서의 필름의 폭 방향의 팽창률이, 동일한 온도 및 조성의 처리액에 침지했을 때의 포화 팽창률의 90% 이하이고, 팽윤 처리조에서의 필름의 폭 방향의 팽창률 및 염색 처리조에서의 필름의 폭 방향의 팽창률을 각각 백분율로 표시했을 때의 차의 절대값이 2 포인트 이내가 되도록, 팽윤 처리조 및 염색 처리조의 처리 온도와 처리조를 통과하는 시간을 조정한다.

(염색 처리)

염색 처리는, 폴리비닐알코올계 수지 필름에 이색성 색소를 흡착시킬 목적으로 실시된다. 이색성 색소로서는, 요오드나 수용성 이색성 염료 등을 사용할 수 있다. 처리 조건은, 이들의 목적을 달성할 수 있는 범위에서, 또한, 폴리비닐알코올계 수지 필름의 용해, 실투(失透) 등의 문제점이 발생하지 않는 범위에서 결정된다.

이색성 색소로서 요오드를 이용하는 경우, 처리욕(염색 처리욕)에는, 예컨대, 농도가 중량비로 요오드/요오드화칼륨/물=약 0.003~0.2/약 0.1~10/100인 수용액을 이용할 수 있다. 이 요오드화칼륨을 대신하여, 요오드화아연 등, 다른 요오드화물을 이용해도 좋고, 요오드화칼륨과 다른 요오드화물을 병용해도 좋다. 또한, 요오드화물 이외의 화합물, 예컨대, 붕산, 염화아연, 염화코발트 등을 공존시켜도 좋다. 처리욕에 붕산을 첨가하는 경우, 요오드를 포함하는 점에서 후술하는 붕산 처리와 구별된다. 물 100 중량부에 대해, 요오드를 약 0.003 중량부 이상 포함하고 있는 것이면 염색 처리욕이라고 간주할 수 있다. 필름을 침지할 때의 처리욕의 온도는, 10~45℃ 정도, 바람직하게는 25~35℃이다. 필름의 침지 시간은, 30~600초 정도, 바람직하게는 30~300초이다.

이색성 색소로서 수용성 이색성 염료를 이용하는 경우, 처리욕에는, 농도가 중량비로 이색성 염료/물=약 0.001~0.1/100인 수용액을 이용할 수 있다. 이 처리욕은, 염색 조제 등을 함유하고 있어도 좋고, 그 예로서, 황산나트륨 등의 무기염, 계면 활성제 등을 들 수 있다. 이색성 염료는, 단독으로 사용해도 좋고 2종류 이상의 이색성 염료를 병용해도 좋다. 필름을 침지할 때의 처리욕의 온도는, 20~80℃ 정도, 바람직하게는 25~70℃이고, 필름의 침지 시간은, 30~600초 정도, 바람직하게는 30~300초이다.

염색 처리에서 필름의 연신을 행하는 경우의 연신 처리는, 한 쌍의 닙롤에 주속차를 갖게 하는 등의 방법으로 행해진다. 염색 처리까지의 적산의 연신 배율은, 통상 1.6~4.5배, 바람직하게는 약 1.8~4배이다. 염색 처리까지의 적산 연신 배율이 1.6배 미만이면, 필름의 파단 빈도가 많아져, 수율을 악화시키는 경향에 있다.

염색 처리에 있어서도, 팽윤 처리와 마찬가지로, 익스팬더롤, 스파이럴롤, 크라운롤, 벤드바 등의 공지의 확폭 장치를 이용하여 필름의 주름을 펴면서 필름을 반송하는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명에 있어서 팽윤 처리가 하나의 팽윤 처리조만으로 행해지는 경우에는, 팽윤 처리조 및 염색 처리조에서의 필름의 폭 방향의 팽창률이 소정의 범위 내가 되도록, 팽윤 처리조 및 염색 처리조에서의 처리 온도 및 필름이 통과하는 시간이 적절히 조정된다.

이 필름의 폭 방향의 팽창률은, 상기한 제1 팽윤 처리조에서의 필름의 폭 방향의 팽창률 등과 동일하게 구할 수 있으며, 상기와 마찬가지로 원반 필름을 재단하여 얻은 필름 단편에 대해 각 처리조와 동일한 처리 조건으로 처리를 실시하고, 이때 발생하는 필름 단편의 폭 방향의 변화량과 재단시의 폭 방향의 길이로부터 산출할 수 있다. 한편, 팽윤 처리조에서의 포화 팽창률도 또한, 상기한 제1 팽윤 처리조에서의 포화 팽창률과 동일한 방법으로 구할 수 있다.

염색 처리조에서의 필름의 폭 방향의 팽창률이란, 팽윤 처리조와 동일한 처리 조건으로 팽윤 처리를 실시한 필름 단편에 대해, 또한 염색 처리조와 동일한 처리 조건으로 처리를 실시했을 때의 팽창률이며, 상기한 제2 팽윤 처리조에서의 팽창률과 동일하게 구할 수 있다. 구체적으로는, 팽윤 처리조와 동일한 처리 조건으로 팽윤 처리를 실시한 필름 단편을, 필름이 염색 처리조를 통과하는 시간과 동일한 시간, 필름 단편에 장력이 가해지지 않는 상태로, 염색 처리욕과 동일한 조성 및 온도로 설정한 수용액 중에 침지시킨 후에 있어서의 재단시의 필름 단편의 폭 방향의 길이로부터의 변화량(염색 처리 후의 폭 방향의 길이-재단시의 폭 방향의 길이)을, 재단시의 폭 방향의 길이로 나누고, 그것을 백분율로 나타낸 것이다.

본 발명에서는, 팽윤 처리를 하나의 팽윤 처리조만으로 실시하는 실시형태에 있어서, 팽윤 처리조에서의 필름의 폭 방향의 팽창률이, 동일한 온도 및 조성의 처리액에 침지했을 때의 포화 팽창률의 90% 이하가 되도록 처리조를 통과하는 시간을 조정한다. 상기 포화 팽창률의 90% 이하로 함으로써, 필름의 이송 속도를 빠르게 한 경우에 있어서도, 거대한 장치를 사용할 필요가 없고, 효율적으로 팽윤 처리를 실시할 수 있다. 또한, 팽윤 처리조에서의 필름의 폭 방향의 팽창률은, 바람직하게는 70% 이상인 것이 바람직하다. 이 팽창률이 70%보다 작으면, 팽윤 처리에 있어서, 필름 면내를 균일하게 팽윤시키는 것이 어려워, 색 얼룩이나 주름이 발생하기 쉬워진다.

또한, 팽윤 처리조에서의 필름의 폭 방향의 팽창률이 너무나 작고, 염색 처리조에서의 필름의 폭 방향의 팽창률이 커지는 경우에는, 염색 처리조에서 필름이 급격히 팽윤하게 되기 때문에, 필름의 단부와 중앙부에서 팽창률에 편차가 발생하는 경우가 있다. 그 결과, 처리조 내부에 있어서 상기한 확폭 장치를 사용했을 때, 이 팽창률의 편차에 의해 주름이 발생하는 경우가 있다. 한편, 팽윤 처리조에서의 필름의 폭 방향의 팽창률이 지나치게 큰 경우, 처리조 내부에서 사용하는 확폭 장치로, 필름을 충분히 확폭할 수 없어, 주름이 발생하는 경우가 있다. 따라서, 상기한 팽윤 처리조에서의 필름의 폭 방향의 팽창률 및 염색 처리조에서의 필름의 폭 방향의 팽창률을 각각 백분율로 표시했을 때의 차의 절대값이 2 포인트 이내가 되도록, 팽윤 처리조 및 염색 처리조의 각각의 처리 온도와 처리조를 통과하는 시간을 조정하는 것이 중요하다.

본 발명은, 팽윤 처리조에서의 필름의 폭 방향의 팽창률 및 염색 처리조에서의 필름의 폭 방향의 팽창률을 각각 백분율로 표시했을 때의 차가, 상기한 범위 내가 되도록 팽윤 처리조 및 염색 처리조의 처리 시간과 처리조를 통과하는 시간을 조정함으로써, 팽윤 처리조에서의 처리 부족을 억제하고, 염색 처리조에서의 바람직하지 않은 급격한 팽윤을 억제할 수 있다. 또한, 팽윤 처리조 및 염색 처리조의 처리 온도와 처리조를 통과하는 시간을 조합함으로써, 팽윤시에 필름의 두께가 불균일하게 되는 것을 억제할 수 있기 때문에, 이것에 기인하는 주름의 발생도 억제되어, 광학 특성이나 외관이 좋은 편광 필름을 제작할 수 있다.

이때, 팽윤 처리의 시간을 단축하는 관점에서, 필름이 용해하지 않는 범위에서 가능한 한 높은 온도인 것이 바람직하고, 팽윤 처리조의 처리 온도는 35~45℃인 것이 바람직하다. 또한, 염색 처리조의 온도는 25~35℃인 것이 바람직하다. 또한, 팽윤 처리조에서의 필름의 폭 방향의 팽창률이 15~25%가 되도록, 팽윤 처리조의 처리 온도 및 처리조를 통과하는 시간을 조정하는 것이 바람직하다.

(붕산 처리)

붕산 처리는, 가교에 의한 내수화나 색상 조정(필름색의 푸른 기나 붉은 기를 방지함) 등의 목적으로 실시된다. 처리욕에는, 물 100 중량부에 대해 붕산을 약 1~10 중량부 함유하는 수용액을 이용하고, 염색 처리에서 사용한 이색성 색소가 요오드인 경우, 붕산에 더하여 요오드화물을 물 100 중량부에 대해 1~30 중량부 함유시키는 것이 바람직하다. 요오드화물로서는, 요오드화칼륨, 요오드화나트륨, 요오드화아연 등을 들 수 있다. 또한, 요오드화물 이외의 화합물, 예컨대, 염화아연, 염화코발트, 염화지르코늄, 티오황산나트륨, 아황산칼륨, 황산나트륨 등을 공존시켜도 좋다. 한편, 내수화를 위한 붕산 처리를, 가교 처리, 내수화 처리, 고정화 처리 등의 명칭으로 호칭하는 경우가 있고, 색상 조정을 위한 붕산 처리를, 보색 처리, 조색(調色) 처리 등의 명칭으로 호칭하는 경우가 있다.

이 붕산 처리는, 그 목적에 따라, 붕산 및 요오드화물의 농도, 및 처리욕의 온도를 적절히 조정하여 실시된다. 내수화를 위한 붕산 처리 및 색상 조정을 위한 붕산 처리는 특별히 구별되는 것은 아니지만, 이하와 같은 조건으로 실시된다.

폴리비닐알코올계 수지로 이루어지는 원반 필름에 대해, 팽윤 처리, 염색 처리, 및 붕산 처리를 이 순서대로 실시하는 경우이며, 붕산 처리의 목적이 가교에 의한 내수화인 경우, 그 처리욕은, 농도가 중량비로 붕산/요오드화물/물=3~10/1~20/100인 수용액일 수 있다. 필요에 따라, 붕산을 대신하여 글리옥살 및 글루타르알데히드 등의 가교제를 이용해도 좋고, 붕산과 가교제를 병용해도 좋다. 처리욕의 온도는, 통상 50~70℃ 정도, 바람직하게는 55~65℃이고, 필름의 침지 시간은, 통상 10~600초 정도, 바람직하게는 20~300초, 보다 바람직하게는 20~200초이다. 또한, 미리 연신한 폴리비닐알코올계 수지 필름에 대해, 염색 처리 및 붕산 처리를 이 순서대로 실시하는 경우, 붕산 처리욕의 온도는, 통상, 50~85℃ 정도, 바람직하게는 55~80℃이다.

이 내수화를 위한 붕산 처리 후에, 색상 조정을 위한 붕산 처리를 행해도 좋다. 예컨대, 이색성 색소가 요오드인 경우, 그 처리욕은, 농도가 중량비로 붕산/요오드화물/물=1~5/3~30/100인 수용액일 수 있다. 처리욕의 온도는, 통상 10~45℃ 정도이고, 필름의 침지 시간은, 통상 10~300초 정도, 바람직하게는 10~100초이다.

이들 붕산 처리는, 내수화를 위한 붕산 처리와 색상 조정을 위한 붕산 처리라고 하는 식으로 복수 회 행해도 좋다. 이 경우, 사용하는 각 붕산 처리조의 수용액 조성 및 온도는, 상기한 범위 내에서 동일해도 좋고, 상이해도 좋다. 또한, 내수화를 위한 붕산 처리 및 색상 조정을 위한 붕산 처리를, 각각 복수의 공정으로 행해도 좋다.

(세정 처리)

세정 처리는, 붕산 처리 후, 폴리비닐알코올계 수지 필름에 부착된 여분의 붕산이나 요오드 등의 약제를 제거할 목적으로 행해진다. 이 세정 처리는, 예컨대, 내수화 및/또는 색조 조정을 위해서 붕산 처리를 실시한 편광 필름을 물에 침지하거나, 물을 샤워 등에 의해 분무하거나, 혹은 그 양방을 병용하거나 함으로써 행해진다. 세정 처리에서의 물의 온도는, 통상 약 2~40℃이고, 처리 시간은 약 5~120초인 것이 바람직하다.

(건조 처리)

세정 처리 후, 폴리비닐알코올계 수지 필름을 건조시킴으로써 편광 필름을 제작할 수 있다. 건조 처리는, 온도 40~100℃ 정도의 건조로(乾燥爐) 중에서, 60~600초 정도의 시간으로 실시된다.

이렇게 해서 제조되는 편광 필름의 최종적인 적산 연신 배율은, 통상, 약 4.5~7배, 바람직하게는 약 5~6.5배이다.

(그 외의 처리)

또한, 상기 이외의 처리를 다른 목적으로 추가할 수도 있다. 추가될 수 있는 처리의 예로서, 붕산 처리 후에 행해지는, 붕산을 포함하지 않는 요오드화물 수용액에의 침지 처리(요오드화물 처리), 붕산을 포함하지 않고 염화아연 등을 함유하는 수용액에의 침지 처리(아연 처리) 등을 들 수 있다.

[편광판의 제조 방법]

이렇게 해서 제조된 편광 필름의 적어도 한 면에, 접착제를 이용하여 보호 필름을 접합함으로써, 편광 필름과 보호 필름의 적층체인 편광판이 형성된다. 보호 필름으로서는, 예컨대, 트리아세틸셀룰로오스와 같은 아세틸셀룰로오스계 수지 필름, 시클로올레핀계 수지 필름, 시클로올레핀계 공중합 수지 필름, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트나 폴리부틸렌테레프탈레이트와 같은 폴리에스테르계 수지 필름, 폴리카보네이트계 수지 필름, 폴리메틸메타크릴레이트와 같은 아크릴계 수지 필름, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌과 같은 비환상(非環狀) 올레핀계 수지 필름 등을 들 수 있다.

접착제와 상기한 편광 필름 및/또는 상기한 보호 필름과의 접착성을 향상시키기 위해서, 편광 필름 및/또는 보호 필름의 접합면에 코로나 처리, 플라즈마 처리, 화염 처리, 자외선 처리, 프라이머 처리, 비누화 처리, 용제의 도포 및 건조에 의한 용제 처리 등의 표면 처리를 실시하는 것도 가능하다.

한편, 이들 보호 필름을 대신하여, 열가소성 수지의 연신 필름이나 열가소성 수지에 액정 화합물을 배향한 광학 보상 필름을, 접착제를 통해 편광 필름에 접합할 수도 있다. 이들 열가소성 수지의 연신 필름이나, 열가소성 수지에 액정 화합물을 배향한 광학 보상 필름은, 공지의 것을 적절히 사용할 수 있다.

편광 필름과 보호 필름 등의 접합에 이용되는 접착제는, 편광 필름과 보호 필름 등을 접합할 수 있는 것이면 특별히 한정되지 않으나, 충분한 접착력이나 투명성을 만족시키는 것이 선택된다. 이들의 점에서, 편광 필름과 보호 필름 등의 접합에는, 자외선 경화형 접착제가 바람직하게 이용된다. 또한, 편광 필름과 아세틸셀룰로오스계 수지 필름의 접합에는, 상기한 자외선 경화형 수지 외에, 수계의 접착제, 예컨대, 폴리비닐알코올계 수지의 수용액 및 이것에 가교제를 배합한 수용액, 우레탄계 에멀젼 접착제 등을 이용할 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.

자외선 경화형 접착제를 이용한 경우에는, 필름을 적층 후, 자외선을 조사함으로써 그 접착제를 경화시킨다. 자외선의 광원은 특별히 한정되지 않으나, 파장 400 ㎚ 이하에 발광 분포를 갖는 것이 바람직하고, 구체적으로는, 저압 수은등, 중압 수은등, 고압 수은등, 초고압 수은등, 케미컬 램프, 블랙라이트 램프, 마이크로웨이브 여기 수은등, 메탈 핼라이드 램프 등이 바람직하게 이용된다.

자외선 경화형 접착제를 경화시키기 위한 광조사 강도는, 접착제의 조성에 따라 적절히 결정되며, 특별히 한정되지 않으나, 중합 개시제의 활성화에 유효한 파장 영역의 조사 강도가 0.1~6000 ㎽/㎠가 되도록 하는 것이 바람직하다. 조사 강도를 이 범위에서 적절히 선택함으로써, 반응 시간이 지나치게 길어지지 않아, 광원으로부터 복사되는 열 및 접착제의 경화시의 발열에 의한 접착제의 황변이나, 편광 필름의 열화를 억제할 수 있다. 광조사 시간도 또한, 경화시키는 접착제에 따라 선택되는 것으로 특별히 한정되지 않으나, 상기한 조사 강도와 조사 시간의 곱으로서 나타나는 적산 광량이 10~10000 mJ/㎠가 되도록 설정되는 것이 바람직하다.

적산 광량을 이 범위에서 적절히 선택함으로써, 중합 개시제 유래의 활성종을 충분량 발생시켜 경화 반응을 확실하게 진행시키고, 또한 조사 시간을 짧게 할 수 있기 때문에, 양호한 생산성을 유지할 수 있다. 그리고, 편광 필름이나 보호 필름 등을 포함하는 적층 필름에서, 자외선의 조사에 의해 자외선 경화형 접착제를 경화시키는 경우, 편광 필름의 편광도, 투과율 및 색상, 및 보호 필름의 투명성 등, 편광판의 여러 기능이 저하되지 않는 조건으로 경화를 행하는 것이 바람직하다.

또한, 수계 접착제를 이용하는 경우에는, 예컨대, 필름의 표면에 접착제를 균일하게 도포하거나 또는 2장의 필름 사이에 유입시키고, 그 도포층을 개재하여 2장의 필름을 포개며, 롤 등에 의해 접합하여 건조시키는 방법을 채용할 수 있다. 건조 후에는 또한, 실온 또는 그보다 약간 높은 온도, 예컨대, 20~45℃ 정도의 온도에서 양생(養生)해도 좋다.

이상의 접착제층의 두께는, 0.001~5 ㎛ 정도의 범위로부터, 접착제의 종류나 접착되는 2장의 필름의 조합에 의해 적절히 선택된다. 그 두께는, 바람직하게는 0.01 ㎛ 이상이고, 또한 바람직하게는 2 ㎛ 이하이다.

실시예

이하, 실시예를 들어 본 발명을 구체적으로 설명하지만, 본 발명은 이들 실시예에 의해 제한시키는 것은 아니다. 또한, 이하의 예 중에서의 폴리비닐알코올 필름의 폭 방향의 팽창률은, 다음의 방법으로 측정하였다.

<팽창률의 측정>

필름의 팽창률은, 측정 대상으로 한 팽윤 처리조 또는 염색 처리조에서의 침지 전후의 필름의 폭 방향의 변화량으로부터 산출하였다. 먼저, 이하에 기재한 실시예 및 비교예에서 각각 이용한 장척의 폴리비닐알코올 필름(원반 필름)을, 장척 방향 50 ㎜×폭 방향 50 ㎜의 크기로 재단하여, 필름 단편을 얻었다. 다음으로, 이 필름 단편을, 팽창률을 측정하는 처리욕과 동일 조성의 처리액에, 실제의 처리와 동일한 온도이며, 또한 필름이 처리조를 통과하는 시간과 동일한 시간만큼 처리액에 침지시켰다. 이 침지는, 필름에 장력이 가해지지 않는 상태로 행하였다. 그 후, 필름 단편을 처리액으로부터 꺼내고, 재단시의 폭 방향의 길이에 대한 처리 전후의 필름 단편에 있어서의 폭 방향의 변화한 길이(처리 후의 길이-재단시의 길이 50 ㎜)를 구하며, 이것을 백분율로 나타내었다. 처리 후의 필름 단편의 길이는, 시판의 디지털 노기스〔(주)미쯔토요사 제조, "쿨런트 디지매틱 노기스 CD-15PSX"〕를 이용하여, 수조에서 꺼낸 직후의 필름 단편의 치수를 측정하였다.

〔실시예 1〕

두께 60 ㎛의 장척의 폴리비닐알코올 필름〔(주)쿠라레 제조의 상품명 "쿠라레 포발 필름 VF-PE#6000", 중합도 2400, 비누화도 99.9 몰% 이상〕을 준비하고, 팽윤 처리로서, 37℃의 순수가 들어간 제1 팽윤 처리조에, 필름이 늘어지지 않도록 긴장 상태를 유지한 채로 40초간 침지시켰다. 그 후, 30℃의 순수가 들어간 제2 팽윤 처리조에 20초간 필름을 침지시켰다. 이때, 제1 팽윤 처리조 내에서는, 익스팬더롤을 이용하여 필름을 반송하였다. 다음으로, 염색 처리로서 요오드와 요오드화칼륨을 포함하는 30℃의 수용액이 들어간 염색 처리조에 60초간 침지시키면서, 2.2배까지 일축 연신을 행하고, 요오드화칼륨/붕산/물이 중량비로 12/4.4/100인 55℃의 수용액이 들어간 붕산 처리조에 침지시켜 내수화 처리하면서, 원반으로부터의 적산 연신 배율이 5.5배가 될 때까지 일축 연신을 행하였다. 계속해서, 40℃의 붕산 수용액이 들어간 조에 침지시킨 후, 12℃의 순수가 들어간 세정 처리조에 침지시키고, 그 후 건조로에서 70℃에서 3분간 건조시켜 편광 필름을 제작하였다. 팽윤 처리에 있어서 주름의 발생은 보이지 않고, 필름의 파단도 보이지 않았다.

(A) 제1 팽윤 처리조에서의 포화 팽창률

실시예 1에서 이용한 폴리비닐알코올 필름 "쿠라레 포발 필름 VF-PE#6000"을 장척 방향 50 ㎜×폭 방향 50 ㎜의 크기로 재단하고, 이것을 37℃의 순수가 들어간 수조(제1 팽윤 처리조에 상당)에 10분간 침지시켰을 때의 팽창률을 포화 팽창률로 하여, 이것을 구하였다. 침지 후, 필름 단편의 폭 방향의 길이는 62.70 ㎜였다. 침지 전의 폭 방향의 길이에 대한 침지에 의한 길이의 변화량으로부터, 제1 팽윤 처리조에서의 포화 팽창률은 25.4%였다.

(B) 제1 팽윤 처리조에서의 필름의 폭 방향의 팽창률

상기 (A)에서 재단한 필름 단편과 동일한 것을 별도로 준비하고, 그것을 실시예 1의 제1 팽윤 처리조에서의 처리와 마찬가지로 37℃의 순수가 들어간 수조에 40초간 침지시켰을 때의 팽창률을 제1 팽윤 처리조에서의 팽창률로 하여, 이것을 구하였다. 침지 후, 필름 단편의 폭 방향의 길이는 61.00 ㎜였다. 침지 전의 폭 방향의 길이에 대한 제1 팽윤 처리조에서의 길이의 변화량으로부터, 제1 팽윤 처리조에서의 필름의 폭 방향의 팽창률은 22.0%였다. 또한, 이 팽창률은, 상기 (A)의 포화 팽창률에 대해 86.6%였다. 이하의 표 1에 있어서, 제1 팽윤 처리조의 팽창률을 「팽창률 1」의 난에, 포화 팽창률에 대한 제1 팽윤 처리조의 팽창률을 「팽창률 1/포화 팽창률」의 난에, 각각 나타내었다.

(C) 제2 팽윤 처리조에서의 필름의 폭 방향의 팽창률

상기 (B)에서 제1 팽윤 처리조와 동일한 처리를 실시한 필름 단편에 대해, 제2 팽윤 처리조와 동일한 처리를 실시하기 위해서, 이것을 또한 30℃의 순수가 들어간 수조에 20초간 침지시켰다. 침지 후, 필름 단편의 폭 방향의 길이는 60.60 ㎜였다. 재단시의 필름 단편의 폭 방향의 길이에 대한 제2 팽윤 처리조에서의 길이의 변화량으로부터, 제2 팽윤 처리조에서의 필름의 폭 방향의 팽창률은 21.2%였다. 또한, 상기 (B)의 제1 팽윤 처리조에서의 필름의 폭 방향의 팽창률과의 차는 -0.8 포인트였다. 이하의 표 1에 있어서, 제2 팽윤 처리조의 팽창률을 「팽창률 2」의 난에, 제1 팽윤 처리조 및 제2 팽윤 처리조에서의 팽창률의 차를 「팽창률차」의 난에, 각각 나타내었다.

〔실시예 2〕

원반 필름으로서 두께 50 ㎛의 장척의 폴리비닐알코올 필름〔(주)쿠라레 제조의 상품명 "쿠라레 포발 필름 VF-PE#5000", 중합도 2400, 비누화도 99.9 몰% 이상〕을 이용하고, 제1 팽윤 처리조에서의 팽윤 처리를 35℃의 순수에 30초간 침지시키도록 변경한 것 이외에는, 실시예 1과 동일하게 하여 편광 필름을 제작하였다. 팽윤 처리에 있어서 주름의 발생은 보이지 않고, 필름의 파단도 보이지 않았다.

(A) 제1 팽윤 처리조에서의 포화 팽창률

실시예 2에서 이용한 폴리비닐알코올 필름 "쿠라레 포발 필름 VF-PE#5000"으로부터 필름 단편을 재단하고, 수조 내의 순수의 온도를 35℃로 변경한 것 이외에는 실시예 1(A)와 동일하게 하여 제1 팽윤 처리조에서의 포화 팽창률을 구하였다. 침지 후, 필름 단편의 폭 방향의 길이는 62.10 ㎜였다. 침지 전의 폭 방향의 길이에 대한 침지에 의한 길이의 변화량으로부터, 제1 팽윤 처리조에서의 포화 팽창률은 24.2%였다.

(B) 제1 팽윤 처리조에서의 필름의 폭 방향의 팽창률

실시예 2(A)에서 재단한 필름 단편과 동일한 것을 별도로 준비하고, 그것을 실시예 2의 제1 팽윤 처리조에서의 처리와 마찬가지로 35℃의 순수가 들어간 수조에 30초간 침지시켜 제1 팽윤 처리조에서의 팽창률을 구하였다. 침지 후, 필름 단편의 폭 방향의 길이는 60.45 ㎜였다. 제1 팽윤 처리조에서의 필름의 폭 방향의 팽창률을 실시예 1(B)와 동일하게 하여 구한 결과, 20.9%였다. 또한 이 팽창률은, 상기 (A)의 포화 팽창률에 대해 86.4%였다.

(C) 제2 팽윤 처리조에서의 필름의 폭 방향의 팽창률

상기 (B)에서 제1 팽윤 처리조와 동일한 처리를 실시한 필름 단편에 대해, 제2 팽윤 처리조와 동일한 처리를 실시하기 위해서, 이것을 또한 30℃의 순수가 들어간 수조에 20초간 침지시켰다. 침지 후, 필름 단편의 폭 방향의 길이는 60.50 ㎜였다. 제2 팽윤 처리조에서의 필름의 폭 방향의 팽창률을, 실시예 1(C)와 동일하게 하여 구한 결과, 21.0%였다. 또한 상기 (B)의 제1 팽윤 처리조에서의 필름의 폭 방향의 팽창률과의 차는 +0.1 포인트였다.

〔실시예 3〕

원반 필름으로서 두께 60 ㎛의 장척의 폴리비닐알코올 필름〔(주)쿠라레 제조의 상품명 "쿠라레 포발 필름 VF-PE#6000", 중합도 2400, 비누화도 99.9 몰% 이상〕을 이용하고, 팽윤 처리로서, 37℃의 순수가 들어간 팽윤 처리조에, 필름이 늘어지지 않도록 긴장 상태를 유지한 채로 40초간 침지시켰다. 이때, 팽윤 처리조 내에서는, 익스팬더롤을 이용하여 필름을 반송하였다. 다음으로, 염색 처리로서 요오드와 요오드화칼륨을 포함하는 30℃의 수용액이 들어간 염색 처리조에 60초간 침지하면서 2.2배까지 일축 연신을 행하고, 요오드화칼륨/붕산/물이 중량비로 12/4.4/100인 55℃의 수용액이 들어간 붕산 처리조에 침지시켜 내수화 처리하면서, 원반으로부터의 적산 연신 배율이 5.5배가 될 때까지 일축 연신을 행하였다. 계속해서, 40℃의 붕산 수용액이 들어간 조에 침지시킨 후, 12℃의 순수가 들어간 세정 처리조에 침지시키고, 건조로에서 70℃에서 3분간 건조시켜 편광 필름을 제조하였다. 팽윤 처리 및 염색 처리에 있어서 주름의 발생은 보이지 않고 필름의 파단도 보이지 않았다.

(A) 팽윤 처리조에서의 포화 팽창률

실시예 3에서 이용한 폴리비닐알코올 필름 "쿠라레 포발 필름 VF-PE#6000"으로부터 필름 단편을 재단한 것 이외에는 실시예 1(A)와 동일하게 하여 팽윤 처리조에서의 포화 팽창률을 구하였다. 침지 후, 필름 단편의 폭 방향의 길이는 62.70 ㎜였다. 침지 전의 폭 방향의 길이에 대한 침지에 의한 길이의 변화량으로부터, 팽윤 처리조에서의 포화 팽창률은 25.4%였다.

(B) 팽윤 처리조에서의 필름의 폭 방향의 팽창률

상기 (A)에서 재단한 필름 단편과 동일한 것을 별도로 준비하고, 그것을 실시예 3의 팽윤 처리조에서의 처리와 마찬가지로 37℃의 순수가 들어간 수조에 40초간 침지시켜 팽윤 처리조에서의 팽창률을 구하였다. 침지 후, 필름 단편의 폭 방향의 길이는 61.00 ㎜였다. 이 팽윤 처리조에서의 필름의 폭 방향의 팽창률을, 실시예 1(B)와 동일하게 하여 구한 결과, 22.0%였다. 또한, 이 팽창률은, 상기 (A)의 포화 팽창률에 대해 86.6%였다. 이하의 표 1에 있어서, 팽윤 처리조의 팽창률을 「팽창률 1」의 난에, 포화 팽창률에 대한 팽윤 처리조의 팽창률을 「팽창률 1/포화 팽창률」의 난에, 각각 나타내었다.

(C) 염색 처리조에서의 필름의 폭 방향의 팽창률

상기 (B)에서 팽윤 처리조와 동일한 처리를 실시한 필름 단편에 대해, 염색 처리조와 동일한 처리를 실시하기 위해서, 염색 처리욕과 동일한 조성이며, 또한, 동일한 온도(30℃)인 수용액을 넣은 수조에 60초간 침지하였다. 침지 후, 필름 단편의 폭 방향의 길이는 60.85 ㎜였다. 재단시의 필름 단편의 폭 방향의 길이에 대한 염색 처리조에서의 길이의 변화량으로부터, 염색 처리조에서의 필름의 폭 방향의 팽창률은 21.7%였다. 또한, 상기 (B)의 팽윤 처리조에서의 필름의 폭 방향의 팽창률과의 차는 -0.3 포인트였다. 이하의 표 1에 있어서, 염색 처리조의 팽창률을 「팽창률 2」의 난에, 팽윤 처리조 및 염색 처리조에서의 팽창률의 차를 「팽창률차」의 난에, 각각 나타내었다.

〔비교예 1〕

제1 팽윤 처리조에서의 필름의 침지 시간을 10초간으로 변경한 것 이외에는 실시예 1과 동일하게 하여 편광 필름을 제작하였다. 제1 팽윤 처리조 및 제2 팽윤 처리조에 있어서 주름이 발생하고, 연신시에 필름의 절단이 다발하였다. 또한, 얻어진 편광 필름의 외관을 확인하면 주름이 보였다.

(A) 제1 팽윤 처리조에서의 포화 팽창률

실시예 1(A)와 동일하게 하여 제1 팽윤 처리조에서의 포화 팽창률을 구하였다. 침지 후에 있어서의 필름 단편의 폭 방향의 길이는 62.70 ㎜이고, 포화 팽창률은 25.4%였다.

(B) 제1 팽윤 처리조에서의 필름의 폭 방향의 팽창률

침지 시간을 10초간으로 변경한 것 이외에는, 실시예 1(B)와 동일하게 하여 제1 팽윤 처리조에서의 팽창률을 구하였다. 침지 후, 필름 단편의 폭 방향의 길이는 55.35 ㎜이고, 이 팽창률은 10.7%였다. 또한, 이 팽창률은, 상기 (A)의 포화 팽창률에 대해 42.1%였다.

(C) 제2 팽윤 처리조에서의 필름의 폭 방향의 팽창률

이용하는 필름 단편을, 상기 (B)에서 제1 팽윤 처리조와 동일한 처리를 실시한 것으로 변경한 것 이외에는, 실시예 1(C)와 동일한 처리를 실시하였다. 침지 후, 필름 단편의 폭 방향의 길이는 58.20 ㎜이고, 제2 팽윤 처리조에서의 필름의 폭 방향의 팽창률은 16.4%였다. 또한, 상기 (B)의 제1 팽윤 처리조에서의 필름의 폭 방향의 팽창률과의 차는 +5.7 포인트였다.

〔비교예 2〕

제1 팽윤 처리조에서의 필름의 침지 시간을 10초간으로 변경한 것 이외에는 실시예 2와 동일하게 하여 편광 필름을 제작하였다. 또한, 제1 팽윤 처리조 및 제2 팽윤 처리조에 있어서 주름이 발생하고, 연신시에 필름의 절단이 다발하였다. 얻어진 편광 필름의 외관을 확인하면 주름이 보였다.

(A) 제1 팽윤 처리조에서의 포화 팽창률

실시예 2(A)와 동일하게 하여 제1 팽윤 처리조에서의 포화 팽창률을 구하였다. 침지 후에 있어서의 필름 단편의 폭 방향의 길이는 62.10 ㎜이고, 포화 팽창률은 24.2%였다.

(B) 제1 팽윤 처리조에서의 필름의 폭 방향의 팽창률

침지 시간을 10초간으로 변경한 것 이외에는, 실시예 2(B)와 동일하게 하여 제1 팽윤 처리조에서의 팽창률을 구하였다. 침지 후, 필름 단편의 폭 방향의 길이는 56.60 ㎜이고, 이 팽창률은 13.2%였다. 또한, 이 팽창률은, 상기 (A)의 포화 팽창률에 대해 54.5%였다.

(C) 제2 팽윤 처리조에서의 필름의 폭 방향의 팽창률

이용하는 필름 단편을, 상기 (B)에서 제1 팽윤 처리조와 동일한 처리를 실시한 것으로 변경한 것 이외에는, 실시예 1(C)와 동일한 처리를 실시하였다. 침지 후, 필름 단편의 폭 방향의 길이는 59.05 ㎜이고, 제2 팽윤 처리조에서의 필름의 폭 방향의 팽창률은 18.1%였다. 또한, 상기 (B)의 제1 팽윤 처리조에서의 필름의 폭 방향의 팽창률과의 차는 +4.9 포인트였다.

〔비교예 3〕

제1 팽윤 처리조에서의 필름의 침지 시간을 100초로 변경한 것 이외에는 실시예 2와 동일하게 하여 편광 필름을 제작하였다. 제1 팽윤 처리조 및 제2 팽윤 처리조에 있어서 주름의 발생은 보이지 않았다.

(A) 제1 팽윤 처리조에서의 포화 팽창률

실시예 2(A)와 동일하게 하여 제1 팽윤 처리조에서의 포화 팽창률을 구하였다. 침지 후에 있어서의 필름 단편의 폭 방향의 길이는 62.10 ㎜이고, 포화 팽창률은 24.2%였다.

(B) 제1 팽윤 처리조에서의 필름의 폭 방향의 팽창률

침지 시간을 100초간으로 변경한 것 이외에는 실시예 2(B)와 동일하게 하여 제1 팽윤 처리조에서의 팽창률을 구하였다. 침지 후, 필름 단편의 폭 방향의 길이는 61.70 ㎜이고, 이 팽창률은 23.4%였다. 또한, 이 팽창률은, 상기 (A)의 포화 팽창률에 대해 96.7%였다.

(C) 제2 팽윤 처리조에서의 필름의 폭 방향의 팽창률

이용하는 필름 단편을, 상기 (B)에서 제1 팽윤 처리조와 동일한 처리를 실시한 것으로 변경한 것 이외에는, 실시예 1(C)와 동일한 처리를 실시하였다. 침지 후, 필름 단편의 폭 방향의 길이는 61.75 ㎜이고, 제2 팽윤 처리조에서의 필름의 폭 방향의 팽창률은 23.5%였다. 또한, 상기 (B)의 제1 팽윤 처리조에서의 필름의 폭 방향의 팽창률과의 차는 +0.1 포인트였다.

〔비교예 4〕

제1 팽윤 처리조에서의 처리 온도를 50℃로 변경한 것 이외에는 실시예 2와 동일하게 하여 편광 필름을 제작하였다. 제1 팽윤 처리조 및 제2 팽윤 처리조에 있어서 주름이 발생하고, 연신시에 필름의 절단이 다발했기 때문에, 편광 필름을 제작할 수 없었다.

(A) 제1 팽윤 처리조에서의 포화 팽창률

순수의 온도를 50℃로 변경한 것 이외에는 실시예 2(A)와 동일하게 하여 제1 팽윤 처리조에서의 포화 팽창률을 구하였다. 침지 후에 있어서의 필름 단편의 폭 방향의 길이는 73.10 ㎜이고, 포화 팽창률은 46.2%였다.

(B) 제1 팽윤 처리조에서의 필름의 폭 방향의 팽창률

순수의 온도를 50℃로 변경한 것 이외에는 실시예 2(B)와 동일하게 하여 제1 팽윤 처리조에서의 팽창률을 구하였다. 침지 후, 필름 단편의 폭 방향의 길이는 69.30 ㎜이고, 이 팽창률은 38.6%였다. 또한, 이 팽창률은, 상기 (A)의 포화 팽창률에 대해 83.5%였다.

(C) 제2 팽윤 처리조에서의 필름의 폭 방향의 팽창률

이용하는 필름 단편을, 상기 (B)에서 제1 팽윤 처리조와 동일한 처리를 실시한 것으로 변경한 것 이외에는, 실시예 1(C)와 동일한 처리를 실시하였다. 침지 후, 필름 단편의 폭 방향의 길이는 67.00 ㎜이고, 제2 팽윤 처리조에서의 필름의 폭 방향의 팽창률은 34.0%였다. 또한, 상기 (B)의 제1 팽윤 처리조에서의 필름의 폭 방향의 팽창률과의 차는 -4.6 포인트였다.

〔비교예 5〕

제1 팽윤 처리조에서의 처리 온도를 20℃로 변경한 것 이외에는 실시예 2와 동일하게 하여 편광 필름을 제작하였다. 제1 팽윤 처리조 및 제2 팽윤 처리조에 있어서 주름이 발생하고, 연신시에 필름의 절단이 다발하였다. 얻어진 편광 필름의 외관을 확인하면 주름이 보였다.

(A) 제1 팽윤 처리조에서의 포화 팽창률

순수의 온도를 20℃로 변경한 것 이외에는 실시예 2(A)와 동일하게 하여 제1 팽윤 처리조에서의 포화 팽창률을 구하였다. 침지 후에 있어서의 필름 단편의 폭 방향의 길이는 59.15 ㎜이고, 포화 팽창률은 18.3%였다.

(B) 제1 팽윤 처리조에서의 필름의 폭 방향의 팽창률

순수의 온도를 20℃로 변경한 것 이외에는, 실시예 2(B)와 동일하게 하여 제1 팽윤 처리조에서의 팽창률을 구하였다. 침지 후, 필름 단편의 폭 방향의 길이는 54.45 ㎜이고, 이 팽창률은 8.9%였다. 또한, 이 팽창률은, 상기 (A)의 포화 팽창률에 대해 48.6%였다.

(C) 제2 팽윤 처리조에서의 필름의 폭 방향의 팽창률

이용하는 필름 단편을, 상기 (B)에서 제1 팽윤 처리조와 동일한 처리를 실시한 것으로 변경한 것 이외에는, 실시예 1(C)와 동일한 처리를 실시하였다. 침지 후, 필름 단편의 폭 방향의 길이는 58.05 ㎜이고, 제2 팽윤 처리조에서의 필름의 폭 방향의 팽창률은 16.1%였다. 또한, 상기 (B)의 제1 팽윤 처리조에서의 필름의 폭 방향의 팽창률과의 차는 +7.2 포인트였다.

표 1로부터, 본 발명의 규정을 모두 만족시키는 실시예 1, 및 실시예 1과 동일한 원반 필름을 이용하고 있으나 본 발명의 규정을 만족시키지 않는 비교예 1을 비교하면, 실시예 1에서는 제1 팽윤 처리조에 있어서 충분히 필름이 팽윤된 결과, 제조 중에 이어지는 제2 팽윤 처리조에서의 팽창률의 차에 기인하는 주름이 발생하지 않으며, 얻어진 편광 필름에도 주름이 확인되지 않고 외관이 양호했던 데 비해, 비교예 1에서는, 처리 시간이 짧기 때문에 충분히 팽윤되지 않은 결과, 제조 중에 주름이나 필름의 파단이 발생하고, 얻어진 편광 필름에서도 주름이 확인되었다. 또한, 실시예 1보다 박막의 원반 필름을 이용한 실시예 2, 및 이것과 동일한 원반 필름을 이용하고 있으나 본원의 규정을 만족시키지 않는 비교예 2, 4 및 5를 비교하면, 실시예 2에서는 제조 중에 주름이나 필름의 파단이 발생하지 않고, 외관이 양호한 편광 필름을 제작할 수 있었던 데 비해, 어떠한 비교예에서도 제조 중에 주름이나 필름의 파단이 발생하고, 얻어진 편광 필름에도 주름이 보이거나, 파단이 다발하여 편광 필름을 얻을 수 없다고 하는 결과였다.

비교예 3은 제조 중에 필름 주름이나 파단을 발생시키지 않고, 외관이 양호한 편광 필름을 제조할 수 있으나, 제1 팽윤 처리조에서의 처리 시간이 길어, 실시예 2에 비해, 제조 효율이 낮은 것이었다.

본 발명의 또 하나의 실시형태인, 팽윤 처리를 하나의 팽윤 처리조만으로 실시한 예인 실시예 3은, 본 발명의 규정을 모두 만족시킨 것이며, 팽윤 처리조에 있어서 충분히 필름이 팽윤된 결과, 제조 중에 이어지는 염색 처리에 있어서의 팽창률의 차에 기인하는 주름이 발생하지 않으며, 얻어진 편광 필름에도 주름이 확인되지 않고 외관이 양호하였다.

본 발명의 편광 필름의 제조 방법에 의하면, 편광 필름을 제조할 때에 실시하는 각 처리, 특히 팽윤 처리에 있어서, 필름의 팽윤 불균일을 억제하고, 이것에 기인하는 필름의 주름이나 파단의 발생도 억제할 수 있기 때문에, 외관이 우수한 편광 필름을 효율적으로 얻을 수 있다.

Claims (6)

1. 폴리비닐알코올계 수지로 이루어지는 원반(原反) 필름에 대해, 팽윤 처리, 염색 처리, 붕산 처리, 및 세정 처리를 이 순서대로 실시하여 편광 필름을 제조하는 방법으로서,
   원반 필름의 두께가 10~60 ㎛이고,
   상기 팽윤 처리가, 원반 필름이 들어가는 측으로부터 순서대로 배치된 적어도 제1 팽윤 처리조 및 제2 팽윤 처리조를 포함하는 복수의 팽윤 처리조를 통과시킴으로써 실시되며,
   제1 팽윤 처리조에서의 필름의 폭 방향의 팽창률이, 동일한 온도 및 조성의 처리액에 침지했을 때의 포화 팽창률의 90% 이하이고,
   제1 팽윤 처리조에서의 필름의 폭 방향의 팽창률과, 제2 팽윤 처리조에서의 필름의 폭 방향의 팽창률을 각각 백분율로 표시했을 때의 차의 절대값이 2 포인트 이내가 되도록, 제1 팽윤 처리조 및 제2 팽윤 처리조의 처리 온도와 처리조를 통과하는 시간을 조정하며,
   상기 제1 팽윤 처리조에서의 필름의 폭 방향의 팽창률은, 폴리비닐알코올계 수지로 이루어지는 원반 필름으로부터 재단된 장척(長尺) 방향 50 ㎜× 폭 방향 50 ㎜의 크기의 단편(斷片)에 대해 제1 팽윤 처리조와 동일한 처리 조건으로 장력이 가해지지 않는 상태로 팽윤 처리를 실시한 후, 상기 팽윤 처리 전후에서의 필름 단편의 폭 방향의 길이 변화량을 재단시의 폭 방향 길이(50 mm)로 나누어 산출된 값이고,
   상기 제2 팽윤 처리조에서의 필름의 폭 방향의 팽창률은, 제1 팽윤 처리조와 동일한 처리 조건으로 팽윤 처리를 실시한 필름 단편에 대해, 제2 팽윤 처리조와 동일한 처리 조건으로 장력이 가해지지 않은 상태로 팽윤 처리를 실시한 후, 상기 팽윤 처리 전후에서의 필름 단편의 폭 방향의 길이 변화량을 재단시의 폭 방향의 길이(50 mm)로 나누어 산출된 값인 것을 특징으로 하는, 편광 필름의 제조 방법.
2. 제1항에 있어서, 제1 팽윤 처리조의 처리 온도가 35~45℃이고, 제2 팽윤 처리조의 처리 온도가, 제1 팽윤 처리의 처리 온도보다 낮으며, 25~35℃인 편광 필름의 제조 방법.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 제1 팽윤 처리조에서의 필름의 폭 방향의 팽창률이 15~25%가 되도록, 제1 팽윤 처리조의 처리 온도 및 처리조를 통과하는 시간을 조정하는 편광 필름의 제조 방법.
4. 폴리비닐알코올계 수지로 이루어지는 원반 필름에 대해, 팽윤 처리, 염색 처리, 붕산 처리, 및 세정 처리를 이 순서대로 실시하여 편광 필름을 제조하는 방법으로서,
   원반 필름의 두께가 10~60 ㎛이고,
   상기 팽윤 처리가, 하나의 팽윤 처리조를 통과시킴으로써 실시되며,
   팽윤 처리조에서의 필름의 폭 방향의 팽창률이, 동일한 온도 및 조성의 처리액에 침지했을 때의 포화 팽창률의 90% 이하이고,
   팽윤 처리조에서의 필름의 폭 방향의 팽창률과, 염색 처리조에서의 필름의 폭 방향의 팽창률을 각각 백분율로 표시했을 때의 차의 절대값이 2 포인트 이내가 되도록, 팽윤 처리조 및 염색 처리조의 처리 온도와 처리조를 통과하는 시간을 조정하며,
   상기 팽윤 처리조에서의 필름의 폭 방향의 팽창률은, 상기 폴리비닐알코올계 수지로 이루어지는 원반 필름으로부터 재단된 장척(長尺) 방향 50 ㎜× 폭 방향 50 ㎜의 크기의 단편(斷片)에 대해 팽윤 처리조와 동일한 처리 조건으로 장력이 가해지지 않는 상태로 팽윤 처리를 실시한 후, 상기 팽윤 처리 전후의 필름 단편의 폭 방향의 길이 변화량을 재단시의 폭 방향 길이(50 mm)로 나누어 산출된 값이고,
   상기 염색 처리조에서의 필름의 폭 방향의 팽창률은, 팽윤 처리조와 동일한 처리 조건으로 팽윤 처리를 실시한 필름 단편에 대해, 염색 처리조와 동일한 처리 조건으로 장력이 가해지지 않는 상태로 염색 처리를 실시한 후, 상기 염색 처리 전후의 필름 단편의 폭 방향의 길이 변화량을 재단시의 폭 방향의 길이(50 ㎜)로 나누어 산출된 값인 것을 특징으로 하는, 편광 필름의 제조 방법.
5. 제4항에 있어서, 팽윤 처리조의 처리 온도가 35~45℃이고, 염색 처리조의 처리 온도가, 팽윤 처리의 처리 온도보다 낮으며, 25~35℃인 편광 필름의 제조 방법.
6. 제4항 또는 제5항에 있어서, 팽윤 처리조에서의 필름의 폭 방향의 팽창률이 15~25%가 되도록, 팽윤 처리조의 처리 온도 및 처리조를 통과하는 시간을 조정하는 편광 필름의 제조 방법.