KR102170168B1 - 연신 필름의 제조 방법 및 연신 필름의 제조 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 제조 공정에서 파단이 생기기 어려운 연신 필름의 제조 방법 및 연신 필름의 제조 장치를 제공하는 것을 과제로 한다. 원료 연신 필름을 기계 방향으로 슬릿하는 연신 필름의 제조 방법에 있어서, 상기 원료 연신 필름을 폭방향으로 0.5 mm 이상의 간격을 갖도록 분단하는 슬릿 공정을 갖는 연신 필름의 제조 방법이다.

Description

연신 필름의 제조 방법 및 연신 필름의 제조 장치

본 발명은 연신 필름의 제조 방법 및 제조 장치에 관한 것이다.

편광판은, 액정 표시 장치 등의 화상 표시 장치에서의 편광 소자 등으로서 널리 이용되고 있다. 편광판으로는, 편광 필름의 한면 또는 양면에 접착제 등을 이용하여 투명 수지 필름(보호 필름 등)을 접합한 구성이 일반적이다.

편광 필름은 주로, 폴리비닐알콜계 수지로 이루어진 원반 필름에 대하여, 요오드 등의 이색성 색소를 함유하는 염색욕에 침지시키는 처리, 이어서 붕산 등의 가교제를 함유하는 가교욕에 침지시키는 처리 등을 실시하고, 어느 단계에서 필름을 일축 연신함으로써 제조되고 있다. 일축 연신에는, 상기 침지 처리의 전에 공중에서 연신을 행하는 건식 연신과, 상기 염색욕 및 가교욕 등의 액중에서 연신을 행하는 습식 연신이 있다.

상기와 같이 연신된 폴리비닐알콜계 수지 필름에 관해, 일본 특허 공개 제2011-186085호 공보(특허문헌 1)에는, 막두께를 균일하게 하기 위해, 폭방향 양단부를 제거하는 슬릿을 행하여 편광 필름을 제조하는 방법이 개시되어 있다.

특허문헌 1: 일본 특허 공개 제2011-186085호 공보

종래, 연신 필름의 제조 공정에서 연신 필름이 파단되어 버리는 경우가 있었다. 이러한 파단은, 연신 필름의 막두께가 얇을 수록 생기기 쉬웠다.

본 발명의 목적은, 제조 공정에서 파단이 생기기 어려운 연신 필름의 제조 방법 및 연신 필름의 제조 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은, 이하에 나타내는 연신 필름의 제조 방법 및 연신 필름의 제조 장치를 제공한다.

〔1〕원료 연신 필름을 기계 방향으로 슬릿하는 연신 필름의 제조 방법에 있어서, 상기 원료 연신 필름을, 폭방향으로 0.5 mm 이상의 간격을 갖도록 분단하는 슬릿 공정을 갖는 연신 필름의 제조 방법.

〔2〕상기 슬릿 공정은 슬릿 부재에 의해 행하고,

상기 슬릿 부재는, 상기 원료 연신 필름에 접촉하여 상기 슬릿을 행하는 날끝부와, 상기 원료 연신 필름의 상기 슬릿한 부분에 개재되어 상기 분단을 행하는 본체부를 갖는 슬릿날이며, 상기 본체부의 최대 두께가 0.5 mm 이상인 〔1〕에 기재된 연신 필름의 제조 방법.

〔3〕상기 슬릿날의 상기 날끝부는 선형이며,

상기 슬릿 공정에 있어서, 상기 원료 연신 필름에 접촉시키는 상기 날끝부의 선형의 위치를 변화시키는 〔2〕에 기재된 연신 필름의 제조 방법.

〔4〕상기 슬릿 공정에 있어서, 상기 원료 연신 필름의 수분율은 10∼18 중량%인 〔1〕∼〔3〕 중 어느 한 항에 기재된 연신 필름의 제조 방법.

〔5〕상기 슬릿 공정에 있어서, 상기 원료 연신 필름의 두께는 15 ㎛ 이하인 〔1〕∼〔4〕 중 어느 한 항에 기재된 연신 필름의 제조 방법.

〔6〕상기 슬릿 공정은, 상대 습도가 35% 이상인 환경하에 행해지는 〔1〕∼〔5〕 중 어느 한 항에 기재된 연신 필름의 제조 방법.

〔7〕상기 슬릿 공정은, 상대 습도가 65% 이하인 환경하에 행해지는 〔1〕∼〔6〕 중 어느 한 항에 기재된 연신 필름의 제조 방법.

〔8〕상기 슬릿 공정은, 상대 습도가 50% 미만인 환경하에 행해지는 〔7〕에 기재된 연신 필름의 제조 방법.

〔9〕상기 원료 연신 필름은 폴리비닐알콜계 수지 필름인 〔1〕∼〔8〕 중 어느 한 항에 기재된 연신 필름의 제조 방법.

〔10〕상기 슬릿 공정에 제공하는 상기 원료 연신 필름을 준비하는 준비 공정을 더 가지며,

상기 준비 공정에 있어서, 폴리비닐알콜계 수지 필름에, 적어도, 연신 처리, 염색 처리 및 가교 처리를 실시하여 편광 필름인 상기 원료 연신 필름을 얻는 〔9〕에 기재된 연신 필름의 제조 방법.

〔11〕원료 연신 필름을 기계 방향으로 슬릿하는 연신 필름의 제조 장치에 있어서, 상기 원료 연신 필름을, 폭방향으로 0.5 mm 이상의 간격을 갖도록 분단하는 슬릿 부재를 갖는 연신 필름의 제조 장치.

〔12〕상기 슬릿 부재는, 상기 원료 연신 필름에 접촉하여 상기 슬릿을 행하는 날끝부와, 상기 원료 연신 필름의 상기 슬릿한 부분에 개재되어 상기 분단을 행하는 본체부를 갖는 슬릿날이며, 상기 본체부의 최대 두께가 0.5 mm 이상인 〔11〕에 기재된 연신 필름의 제조 장치.

〔13〕상기 슬릿 부재는 선형의 상기 날끝부를 가지며,

상기 원료 연신 필름에 접촉시키는 상기 날끝부의 선형의 위치를 변화시켜 상기 원료 연신 필름을 슬릿하는 〔11〕 또는 〔12〕에 기재된 연신 필름의 제조 장치.

본 발명에 의하면, 제조 공정에서 파단이 생기기 어려운 연신 필름의 제조 방법 및 연신 필름의 제조 장치를 제공할 수 있다.

도 1은 본 발명에 관한 연신 필름의 제조 방법의 일례를 도시하는 플로우차트이다.
도 2는 열 롤을 이용한 세로 연신 처리의 일례를 도시하는 개략 단면도이다.
도 3은 열 롤을 이용한 세로 연신 처리의 다른 일례를 도시하는 개략 단면도이다.
도 4는 본 발명에 관한 슬릿 공정의 일례를 도시하는 개략 단면도이다.
도 5는 슬릿날의 부분 확대도이다.
도 6은 편광 필름의 제조 방법의 일례를 도시하는 개략 단면도이다.

<연신 필름의 제조 방법>

본 발명에 관한 연신 필름의 제조 방법은, 원료 연신 필름을 기계 방향으로 슬릿하고, 폭방향으로 0.5 mm 이상의 간격을 갖도록 분단하는 슬릿 공정을 갖는다. 본 발명의 일형태에서는, 도 1에 도시한 바와 같이, 슬릿 공정 S30의 전에, 폴리비닐알콜계 수지 필름을 준비하는 공정 S10, 및 폴리비닐알콜계 수지 필름을 연신하여 원료 연신 필름을 얻는 연신 공정 S20을 갖는다. 본원 명세서에서는, 슬릿 공정 S30에 제공되는 연신된 필름을 「원료 연신 필름」이라고 한다. 본 발명자들은, 원료 연신 필름을 슬릿하여 폭방향의 양단부를 절제했을 때에, 원료 연신 필름의 절단면에 크랙이 생기기 쉽고, 이것이 파단의 원인의 하나가 되고 있는 것을 지견했다. 본 발명에 관한 슬릿 공정 S30에 의하면, 원료 연신 필름의 폭방향의 양단부를 슬릿하여 절제할 때에, 원료 연신 필름의 절단면에 크랙이 생기는 것을 방지할 수 있어, 파단을 억제할 수 있다.

슬릿 공정 S30은, 연신 필름의 폭방향의 길이 조정, 및 문제점(굽이침, 주름, 청변 등)이 발생한 단부의 절제에 유용하다. 슬릿 공정 S30은, 연신 공정 S20의 후라면 한정되지 않는다. 또, 연신 공정 S20은 복수회에 걸쳐 실시할 수도 있고, 슬릿 공정 S30은 적어도 1회의 연신 처리가 종료한 후에 행하는 것으로 한다. 이하, 각 공정에 관해 상세히 설명한다.

또, 이하에서는, 폴리비닐알콜계 수지 필름을 「PVA계 수지 필름」이라고도 한다. 또한, 필름의 기계 방향을 「MD」, MD에 직교하는 방향, 즉 필름의 폭방향을 「TD」라고도 한다.

(1) PVA계 수지 필름을 준비하는 공정 S10

본 공정에서 준비되는 PVA계 수지 필름은, 폴리비닐알콜계 수지로 구성된 필름이며, 통상 이 필름은 장척이다. 폴리비닐알콜계 수지로는, 폴리아세트산비닐계 수지를 비누화한 것을 이용할 수 있다. 폴리아세트산비닐계 수지로는, 아세트산비닐의 단독 중합체인 폴리아세트산비닐 외에, 아세트산비닐과 이것에 공중합 가능한 다른 단량체의 공중합체가 예시된다. 아세트산비닐에 공중합 가능한 다른 단량체로는, 예컨대, 불포화 카르복실산류, 올레핀류, 비닐에테르류, 불포화 술폰산류, 암모늄기를 갖는 (메트)아크릴아미드류 등을 들 수 있다. 또, 「(메트)아크릴」이란, 아크릴 및 메타크릴로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 1종을 나타낸다. 그 밖의 「(메트)」를 붙인 용어에 있어서도 마찬가지이다.

폴리비닐알콜계 수지의 비누화도는, 80.0∼100.0 몰%의 범위일 수 있지만, 바람직하게는 90.0∼100.0 몰%의 범위이며, 보다 바람직하게는 94.0∼100.0 몰%의 범위이며, 더욱 바람직하게는 98.0∼100.0 몰%의 범위이다. 비누화도가 80.0 몰% 미만이면, 얻어지는 연신 필름 롤을 이용하여 편광 필름을 제조하고, 이것을 이용하여 편광판을 제조했을 때 편광판의 내수성 및 내습열성이 저하될 수 있다.

비누화도란, 폴리비닐알콜계 수지의 원료인 폴리아세트산비닐계 수지에 포함되는 아세트산기(아세톡시기: -OCOCH₃)가 비누화 공정에 의해 수산기로 변화한 비율을 유닛비(몰%)로 나타낸 것이며, 하기 식:

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

로 정의된다. 비누화도는, JIS K 6726(1994)에 준거하여 구할 수 있다.

폴리비닐알콜계 수지의 평균 중합도는, 바람직하게는 100∼10000이며, 보다 바람직하게는 1500∼8000이며, 더욱 바람직하게는 2000∼5000이다. 폴리비닐알콜계 수지의 평균 중합도도 JIS K 6726(1994)에 준거하여 구할 수 있다. 평균 중합도가 100 미만이면, 얻어지는 연신 필름 롤을 편광 필름의 원료로서 사용하는 경우, 바람직한 편광 성능을 갖는 편광 필름을 얻기 어렵고, 10000을 넘으면 용매에 대한 용해성이 악화되어, PVA계 수지 필름의 형성(제막)이 어려워질 수 있다.

본 명세서에서 「폴리비닐알콜계 수지」란, 수지에 포함되는 전체 구조 단위 중, 비닐알콜의 구조 단위(-CH₂-CH(OH)-)가 50 몰% 이상인 수지를 의미한다.

본 공정에서 준비되는 PVA계 수지 필름은, 연신된 것이어도 좋지만, 통상은 상기 폴리비닐알콜계 수지를 제막하여 이루어진 미연신 필름이다. 제막 방법은 특별히 한정되는 것은 아니며, 용융 압출법, 용제 캐스트법과 같은 공지의 방법을 채용할 수 있다.

PVA계 수지 필름은, 가소제 등의 첨가제를 함유할 수 있다. 가소제의 바람직한 예는 다가 알콜이며, 그 구체예는, 에틸렌글리콜, 글리세린, 프로필렌글리콜, 디에틸렌글리콜, 디글리세린, 트리에틸렌글리콜, 트리글리세린, 테트라에틸렌글리콜, 트리메틸올프로판, 폴리에틸렌글리콜 등을 포함한다. PVA계 수지 필름은, 1종 또는 2종 이상의 가소제를 함유할 수 있다. 가소제의 함유량은, PVA계 수지 필름을 구성하는 폴리비닐알콜계 수지 100 중량부에 대하여, 통상 5∼20 중량부이며, 바람직하게는 7∼15 중량부이다.

또한, PVA계 수지 필름의 「필름 폭방향의 두께의 표준 편차 σ」는, PVA계 수지 필름의 n개의 지점에 관해 두께를 측정했을 때의 이들의 두께를 각각 T₁, T₂, …, T_n으로 하고, PVA계 수지 필름의 평균 두께를 T로 할 때, 하기 식:

로 표시된다. n개의 측정 지점은, 필름의 폭방향을 따르는(폭방향과 평행해지도록 위치 결정된) 측정점이며, 필름의 전폭에 걸쳐 50 mm 간격으로 위치 결정된다. 따라서, 정수 n의 구체적 수치는, PVA계 수지 필름의 전폭에 따라 상이하다. 또한 PVA계 수지 필름의 「평균 두께 T」란, n개의 측정 지점에서의 두께 측정치의 평균치이다. 후술하는 연신 필름 및 편광 필름에 관해서도, 「필름 폭방향의 두께의 표준 편차 σ」 및 「평균 두께 T」는 동일한 방법에 의해 측정된다. 「필름 폭방향의 두께의 표준 편차 σ」 및 「평균 두께 T」의 보다 구체적인 측정 방법은, 후술하는 실시예의 항의 기재에 따른다.

PVA계 수지 필름의 평균 두께 T는, 통상 65 ㎛ 이하이며, 바람직하게는 50 ㎛ 이하, 보다 바람직하게는 35 ㎛ 이하, 더욱 바람직하게는 30 ㎛ 이하, 특히 바람직하게는 25 ㎛ 이하이다. PVA계 수지 필름을 편광 필름의 원료로서 이용하는 경우, PVA계 수지 필름의 평균 두께 T를 작게 할수록, 편광 필름의 박막화에는 유리해진다. 그러나 일반적으로, PVA계 수지 필름의 평균 두께 T를 작게 하면, 필름 파단이 생기기 쉬워진다. 본 발명에 의하면, PVA계 수지 필름의 평균 두께 T가 작은 경우에도 필름 파단을 효과적으로 억제하는 것이 가능하다. PVA계 수지 필름의 평균 두께 T는, 통상 5 ㎛ 이상이며, 바람직하게는 10 ㎛ 이상이다.

(2) 연신 공정 S20

본 공정은, 공정 S10에서 준비한 PVA계 수지 필름을 연신하여 원료 연신 필름을 얻는 연신 공정이다. PVA계 수지 필름에 대한 연신 처리는, 공중에서 행하는 건식 연신이어도 좋고, 물, 수용액, 유기 용제 등의 액체중에서 행하는 습식 연신이어도 좋다.

PVA계 수지 필름에 대한 연신 처리는 통상 일축 연신이며, 바람직하게는 세로 일축 연신이다. 세로 연신이란, 필름의 MD, 즉 필름의 길이 방향으로의 연신을 말한다.

건식 연신으로는, 표면이 가열된 열 롤과, 이 열 롤과는 주속이 상이한 가이드 롤(또는 열 롤이어도 좋다)의 사이에 필름을 통과시키고, 열 롤을 이용한 가열하에 세로 연신을 행하는 열 롤 연신; 거리를 두고 설치된 2개의 닙 롤 사이에 있는 가열 수단(오븐 등)을 통과시키면서, 이들 2개의 닙 롤 사이의 주속차에 의해 세로 연신을 행하는 롤간 연신; 텐터 연신; 압축 연신 등을 들 수 있다.

표면 특성이 양호한 연신 필름을 비교적 얻기 쉽다는 점에서, 상기 중에서도 건식 연신은, 열 롤을 이용한 열 롤 연신인 것이 바람직하다. 따라서 본 공정은, 예컨대 장척의 PVA계 수지 필름을 연속적으로 반송하면서, 열 롤을 포함하는 열 롤 연신 장치에 도입함으로써, 연신 필름을 연속적으로 장척물로서 제조하는 공정일 수 있다. 열 롤 연신은 통상 세로 일축 연신이며, 보다 전형적으로는 자유단 세로 일축 연신이다.

열 롤 연신 장치는, 적어도 하나의 열 롤을 포함하며, 2 이상의 열 롤을 포함하고 있어도 좋다. 도 2에 열 롤 연신 처리 및 그것에 이용하는 열 롤 연신 장치의 일례를 도시한다. 도 2에 도시되는 열 롤 연신 장치는, 필름 반송의 상류측으로부터 순서대로 제1 닙 롤(10), 열 롤(5) 및 제2 닙 롤(20)을 포함한다. 열 롤 연신 장치에 도입된 PVA계 수지 필름(1)은, 제1 닙 롤(10), 열 롤(5) 및 제2 닙 롤(20)을 이 순으로 포함하는 반송 경로를 따라서 반송된다. 즉, PVA계 수지 필름(1)은 우선 제1 닙 롤(10, 10) 사이를 통과하고, 이어서 열 롤(5)에 감긴 상태로 그 표면에 접촉하면서 주행하고, 그 후, 제2 닙 롤(20, 20) 사이를 통과하여, 원료 연신 필름(2)을 얻을 수 있다. 제1 닙 롤(10), 제2 닙 롤(20) 및 열 롤(5)은 모두 구동 롤이다. 구동 롤이란, 모터 등의 롤 구동원이 직접 또는 간접적으로 접속된 롤 등, 그것에 접촉하는 필름에 대하여 필름 반송을 위한 구동력을 부여할 수 있는 롤을 말한다. 제1 닙 롤(10)과 열 롤(5)의 사이, 및/또는 열 롤(5)과 제2 닙 롤(20)의 사이에 가이드 롤을 설치해도 좋다.

도 2에 도시되는 열 롤 연신 장치에 있어서, 세로 연신을 위해 필요한 PVA계 수지 필름(1)에 대한 장력(인장력)은, 제1 닙 롤(10) 또는 제2 닙 롤(20)과, 열 롤(5)과의 사이의 주속차에 의해 부여된다. 예컨대 열 롤(5)의 주속을 제1 닙 롤(10)의 주속보다 크게 하면, 열 롤(5)로부터 제1 닙 롤(10)로 향하는 방향의 장력(후방 장력)이 부여되면서, 열 롤(5)에 의한 가열하에 PVA계 수지 필름(1)은 세로 연신된다. 한편, 제2 닙 롤(20)의 주속을 열 롤(5)의 주속보다 크게 하면, 제2 닙 롤(20)로부터 열 롤(5)로 향하는 방향의 장력(전방 장력)이 부여되면서, 열 롤(5)에 의한 가열하에 PVA계 수지 필름(1)은 세로 연신된다.

세로 연신은, 열 롤(5)에 의해 PVA계 수지 필름(1)이 연신 가능한 정도까지 가열되고, 또한 충분한 장력이 부여되었을 때에 생긴다. 후방 장력이 부여되어 있는 경우, 세로 연신은, PVA계 수지 필름(1)이 열 롤(5)의 표면에 접촉한 순간, 및/또는 그 전후(예컨대 바로 앞)에서 생길 수 있다. 전방 장력이 부여되어 있는 경우, 세로 연신은, 열 롤(5)의 표면에 접촉하고 있는 동안, 및/또는 그 직후에 생길 수 있다.

세로 연신을 위해 필요한 PVA계 수지 필름(1)에 관한 장력의 바람직한 범위는 10∼25 MPa이며, 보다 바람직하게는 13∼22 MPa이다. 장력이 10 MPa를 하회하는 경우에는 필름의 반송성이 저하되어, 주름 등이 생길 가능성이 있다. 또한, 장력이 25 MPa를 상회하는 경우에는 균일한 세로 연신을 행하는 것이 어려워진다. 필름의 반송 속도는 특별히 한정되지 않고, 예컨대 2∼20 m/분이다.

열 롤(5)로는, 그 표면 온도를 높일 수 있는 것인 한 특별히 제한되지 않고, 열원(예컨대, 온수 등의 가열 매체, 적외선 히터, 유도 가열 코일, 유전 가열 회로 등)을 내부에 구비하고, 표면이 금속이나 스테인레스 등의 합금으로 구성된 롤을 이용할 수 있다.

도 3에 도시된 바와 같이, 열 롤 연신 장치는, 2 이상의 열 롤을 포함하고 있어도 좋다. 도 3은, 3개의 열 롤(6, 7, 8)을 포함하는 예를 도시하고 있다. 2 이상의 열 롤을 포함하는 경우, 세로 연신은, 2개의 열 롤의 사이, 및/또는 열 롤의 표면에 접촉하고 있는 동안에 생길 수 있다.

본 공정에서의 연신 처리의 연신 배율은, 통상 1.1∼8배이며, 바람직하게는 2∼6배이다. 원료 연신 필름(2)을 편광 필름의 원료로서 사용하는 경우의 편광 필름의 광학 특성(특히 편광 특성)의 관점에서, 연신 배율은, 보다 바람직하게는 3.5배 이상이며, 더욱 바람직하게는 4배 이상이다.

열 롤 연신시의 열 롤의 표면 온도는, 예컨대 80∼150℃이다. 표면 온도가 너무 높으면, 가열된 PVA계 수지 필름(1)의 강도가 저하되어 연신시에 파단될 가능성이 있다. 표면 온도가 너무 낮으면 PVA계 수지 필름(1)의 연신 자체가 어려워질 수 있다.

원료 연신 필름(2)의 평균 두께 T는, 통상 2∼40 ㎛이며, 이것을 이용하여 제조되는 편광 필름의 박막화의 관점에서, 바람직하게는 20 ㎛ 이하이며, 보다 바람직하게는 15 ㎛ 이하이며, 더욱 바람직하게는 10 ㎛ 이하이다. 일반적으로, 원료 연신 필름의 평균 두께 T를 작게 하면 필름 파단이 생기기 쉬워진다. 본 발명에 의하면, 원료 연신 필름(2)의 평균 두께 T가 작은 경우에도 필름 파단을 효과적으로 억제하는 것이 가능하다. 이와 같이 하여 얻어진 원료 연신 필름(2)은, 다음 공정의 처리에 제공되기 전에 일단 권취되어도 좋다.

(3) 슬릿 공정 S30

도 4는, 슬릿 공정 S30 및 그것에 이용하는 슬릿 부재의 일례를 도시하는 도면이다. 슬릿 공정 S30은, 양단부에 배치된 슬릿 부재(9)를 이용하여, 원료 연신 필름(2)을 기계 방향(MD)으로 슬릿하고 단부(2a)를 분단하여 제거하는 공정이다. 슬릿 부재(9)는, 슬릿날(91)과, 슬릿날 유지부(92)를 구비한다. 슬릿날 유지부(92)는, 슬릿날(91)을 소정 위치에 고정하여 유지하는 것이 가능하고, 또한 슬릿날(91)의 피딩량을 조정하는 기구를 갖는다. 도 5는, 슬릿날(91)의 부분 확대도를 도시한다. 슬릿날(91)은, 선형의 날끝부(91a)와, 본체부(91b)로 이루어진다. 또, 본 명세서에서 날끝부(91a)란, 슬릿날(91) 중에서 원료 연신 필름(2)에 접촉하여 원료 연신 필름(2)을 절단할 수 있는 단부로 한다. 따라서, 날끝부(91a)는 본체부(91b)의 단부이기도 하다. 날끝부(91a)의 형상은, 원료 연신 필름(2)에 접촉하여 원료 연신 필름(2)을 슬릿 가능한 개소가 1점에 한정되지 않는 형상이 바람직하고, 도 5에 도시한 바와 같은 직선형이어도 또는 곡선형이어도 좋다. 날끝부(91a)의 두께는, 얇을수록 원료 연신 필름(2)에 있어서 균일한 절단면을 얻을 수 있는 한편, 날이 이지러지기 쉽고 날끝부(91a)의 내구성이 떨어지기 때문에, 예컨대 0.01 mm∼0.1 mm로 할 수 있다. 본체부(91b)는, 날끝부(91a)를 향해 두께가 서서히 얇아지는 테이퍼형의 소정 영역을 갖는 형상이어도 좋고(도 5 참조), 최대 두께보다 두께가 얇은 날끝부(91a)를 포함하는 소정의 영역을 갖는 형상이어도 좋고, 전체가 거의 균일한 두께를 갖는 형상이어도 좋다. 슬릿날(91)은, 바람직하게는 레이저날이며, 예컨대 세라믹제 또는 스테인레스제이다. 슬릿날(91)은, 날끝부(91a)를 포함하는 본체부(91b)의 전체가 단일 부재로 구성되어 있는 것이어도 좋고, 날끝부(91a)를 포함하는 소정의 영역이 본체부(91b)의 나머지 영역과는 상이한 부재로 구성되어 있는 것이어도 좋다.

도 4에 도시한 바와 같이, 슬릿 공정 S30은, 슬릿날(91)의 날끝부(91a)를 원료 연신 필름(2)에 접촉시켜 슬릿을 행하고, 그 후 슬릿한 부분에 개재된 본체부(91b)에 의해, 단부(2a)가 원료 연신 필름(2)으로부터 분단되어 제거된다. 분단된 단부(2a)에 관해, 연신 필름(2')과의 폭방향의 간격 A는 0.5 mm 이상이다. 또, 본 명세서에서는, 원료 연신 필름(2)이 슬릿날(91)을 통과한 시점을 분단된 시점으로 한다. 단부(2a)에 관해, 연신 필름(2')과의 폭방향의 간격 A는, 통상 분단 직후가 가장 좁기 때문에, 이 시점에서의 간격 A가 0.5 mm 이상이 되도록 함으로써, 분단된 단부(2a)와 연신 필름(2')의 폭방향의 간격 A를 0.5 mm 이상으로 할 수 있다. 본 발명에서는, 분단된 단부(2a)와 연신 필름(2')의 폭방향의 간격 A를 이와 같이 조정함으로써, 슬릿 공정 S30에서 연신 필름(2')의 단부면에 크랙이 생기는 것을 억제할 수 있고, 나아가서는 파단을 억제할 수 있다.

분단된 단부(2a)와 연신 필름(2')의 폭방향의 간격 A는, 슬릿날(91)의 본체부(91b)의 두께나, 단부(2a)의 권취 방향 등에 의해 조정할 수 있다. 일례에서는, 도 5에 도시하는 슬릿날(91)의 본체부(91b)의 최대 두께 B를 0.5 mm 이상으로 함으로써, 분단된 단부(2a)와 연신 필름(2')의 간격 A를 0.5 mm 이상으로 한다. 분단된 단부(2a)의 간격 A는, 통상 분단 직후는 슬릿날(91)의 본체부(91b)의 최대 두께 B와 동일하고, 그 후 커진다. 슬릿날(91)의 본체부(91b)의 최대 두께 B는, 4 mm 이하인 것이 바람직하고, 2 mm 이하인 것이 보다 바람직하다.

슬릿 공정 S30에 있어서, 슬릿날(91)은, 날끝부(91a)에서의 원료 연신 필름(2)과의 접촉 위치가 연속적/비연속적으로 변화하도록, 슬릿날 유지부(92)로부터의 슬릿날(91)의 피딩량을 조정하거나 혹은 슬릿날(91)의 위치를 변화시키는 것이 바람직하다. 비연속적으로 변화시키는 경우, 접촉 위치의 변경은, 소정 시간 경과시마다 행하는 것이어도 좋고, 소정 길이의 원료 연신 필름의 슬릿 완료시마다 행하는 것이어도 좋고, 혹은 원료 연신 필름(2)과 접촉하고 있는 날끝부(91a)의 소모 정도에 따라서 적절하게 행하는 것이어도 좋다. 예컨대, 원료 연신 필름을 100∼1000 m 슬릿할 때마다, 슬릿날(91)을 0.1∼1 mm 많이 피딩함으로써, 슬릿날(91)에서의 원료 연신 필름(2)과의 접촉 위치를, 슬릿날(91)의 피딩량만큼 변화시킬 수 있다.

이와 같이, 슬릿날(91)의 날끝부(91a)에서의 원료 연신 필름(2)과의 접촉 위치를 변화시킴으로써, 날끝부(91a)가 선형인 슬릿날(91)을 유효하게 이용할 수 있음과 함께, 날끝부(91a)의 소모가 원인으로 슬릿한 단부면에 크랙이 생기는 것을 방지할 수 있다.

슬릿 공정 S30에서의 원료 연신 필름(2)의 수분율은, 10∼18 중량%인 것이 바람직하고, 10∼16 중량%인 것이 보다 바람직하고, 12∼13 중량%인 것이 더욱 바람직하다. 수분율이 10 중량% 미만이면, 슬릿한 단부면에 크랙이 생기는 경우가 있다. 한편, 수분율이 18 중량%를 넘으면, 원료 연신 필름의 강성이 저하되어, 균일하게 슬릿하는 것이 어려운 경우가 있다. 또, 원료 연신 필름의 수분율은, 원료 연신 필름의 중량에 대한 상기 필름 내의 수분 중량의 비율(%)을 의미하며, 후술하는 실시예에 기재된 방법으로 산출된다.

또한, 슬릿 공정 S30을 행하는 분위기는, 온도 18∼30℃인 것이 바람직하고, 20∼25℃인 것이 더욱 바람직하다. 상대 습도는, 30% 이상인 것이 바람직하고, 65% 이하인 것이 바람직하다. 상대 습도가 30% 미만이면, 슬릿시의 수분의 개재가 부족하여 필름과 슬릿날 사이에서 걸리는 것에 의해 슬릿이 불균일해지거나 불안정해지는 경우가 있다. 한편, 습도가 65%를 넘으면, 슬릿시의 수분의 개재량이 과잉이 되어 필름이 늘어져 슬릿이 불균일해지거나 불안정해지는 경우가 있다. 슬릿이 불균일해지거나 불안정해지면, 슬릿한 단부면의 크랙 발생의 원인이 될 수 있다. 슬릿을 균일하고 또한 안정적으로 행하는 관점에서, 상대 습도는 35% 이상인 것이 보다 바람직하다. 동일하게, 슬릿을 균일하고 또한 안정적으로 행하는 관점에서, 상대 습도는, 60% 이하인 것이 보다 바람직하고, 50% 미만인 것이 더욱 바람직하고, 40% 이하인 것이 보다 더 바람직하다.

슬릿 공정 S30에 있어서, 절제하는 폭방향의 각 단부(2a)의 폭은, 예컨대 50∼300 mm의 범위, 바람직하게는 100∼200 mm의 범위이다.

<편광 필름의 제조 방법>

연신 필름으로서 편광 필름을 제작하는 경우에는, 도 1에 도시하는 연신 공정 S20과 함께, 폴리비닐알콜계 수지 필름을 처리액에 접촉시켜 이색성 색소를 흡착 배향시키는 처리 공정, 및 건조 공정을 포함한다. 처리액에 대한 접촉은, 처리조에 수용된 처리액에 침지시키는 처리이어도 좋고, 분무, 유하, 적하 등에 의해 처리액을 필름 표면에 부착시켜 필름을 처리하는 방법이어도 좋다.

처리 공정에서 이용되는 상기 처리액으로는, 팽윤액, 염색액, 가교액, 세정액 등이 예시된다. 그리고, 상기 처리 공정으로는, 원반 필름에 팽윤액을 접촉시켜 팽윤 처리를 하는 팽윤 처리 공정과, 팽윤 처리후의 필름에 염색액을 접촉시켜 염색 처리를 하는 염색 처리 공정과, 염색 처리후의 필름에 가교액을 접촉시켜 가교 처리를 하는 가교 처리 공정과, 가교 처리후의 필름에 세정액을 접촉시켜 세정 처리를 하는 세정 처리 공정이 예시된다. 처리 공정은, 적어도 염색 처리 공정 및 가교 처리 공정을 포함한다. 연신 공정 S20은, 이들 일련의 처리 공정의 사이(즉, 어느 1 이상의 처리 공정의 전후 및/또는 어느 1 이상의 처리 공정중)에, 습식 또는 건식으로써 일축 연신 처리를 실시한다. 필요에 따라서 다른 처리 공정을 부가해도 좋다.

슬릿 공정 S30은, 연신 공정 S20의 후라면 한정되지 않는다. 슬릿 공정 S30은, 연신 필름의 폭방향의 길이 조정, 및 문제점(굽이침, 주름, 청변 등)이 발생한 단부의 절제에 유용하다. 이러한 문제점은, 연신 공정 및 처리 공정에서 발생할 수 있기 때문에, 문제점이 발생한 단부를 효율적으로 절제하는 관점에서는, 연신 공정 및 처리 공정의 후에 슬릿 공정 S30을 행하는 것이 바람직하다. 도 6은, 편광 필름의 제조 방법 및 그것에 이용하는 제조 장치의 일례를 도시한다. 이하, 각 공정에 관해 상세히 설명한다.

(1) 팽윤 처리 공정

팽윤 처리 공정은, PVA계 수지 필름 표면의 이물질 제거, 가소제 제거, 이염색성의 부여, PVA계 수지 필름의 가소화 등의 목적으로 행해진다. 처리 조건은, 상기 목적을 달성할 수 있는 범위에서, 또한 PVA계 수지 필름의 극단적인 용해나 실투 등의 문제점이 발생하지 않는 범위에서 결정된다.

도 6을 참조하여, 팽윤 처리 공정은, 미연신 또는 연신한 PVA계 수지 필름(71)을 필름 롤(11)로부터 연속적으로 풀어내면서 필름 반송 경로를 따라서 반송시켜, 필름(71)을 팽윤욕(13)에 소정 시간 침지하고, 이어서 인출함으로써 실시할 수 있다. 도 6의 예에서, 필름(71)을 풀어내고 나서 팽윤욕(13)에 침지시키기까지의 동안, 필름(71)은, 가이드 롤(60, 61) 및 닙 롤(50)에 의해 구축된 필름 반송 경로를 따라서 반송된다. 팽윤 처리에서는, 가이드 롤(30∼32)에 의해 구축된 필름 반송 경로를 따라서 반송된다.

팽윤욕(13)의 팽윤액으로는, 순수 외에, 붕산(일본 특허 공개 평10-153709호 공보), 염화물(일본 특허 공개 평06-281816호 공보), 무기산, 무기염, 수용성 유기 용매, 알콜류 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 기체중에서 연신한 폴리비닐알콜계 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, 필름(71)이 폭방향으로 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 기능을 갖는 롤을 이용하거나, 크로스가이더, 벤드바, 텐터 클립과 같은 다른 확폭 장치를 이용하는 것을 들 수 있다. 주름의 발생을 억제하기 위한 또 하나의 수단은 연신 처리를 하는 것이다. 예컨대, 닙 롤(50)과 닙 롤(51)의 주속차를 이용하여 팽윤욕(13) 중에서 일축 연신 처리를 실시할 수 있다.

팽윤 처리에서는, 필름의 기계 방향으로도 필름이 팽윤 확대되기 때문에, 필름에 적극적인 연신을 행하지 않는 경우는, 기계 방향의 필름의 늘어짐을 없애기 위해, 예컨대, 팽윤욕(13)의 전후로 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 병용하는 것도 유용하다.

도 6에 도시되는 예에서, 팽윤욕(13)으로부터 인출된 필름은, 가이드 롤(32), 닙 롤(51)을 순서대로 통과하여 염색욕(15)에 도입된다.

(2) 염색 처리 공정

염색 처리 공정은, 팽윤 처리후의 폴리비닐알콜계 수지 필름에 이색성 색소를 흡착, 배향시키는 등의 목적으로 행해진다. 처리 조건은, 상기 목적을 달성할 수 있는 범위에서, 또한 필름의 극단적인 용해나 실투 등의 문제점이 발생하지 않는 범위에서 결정된다. 도 6을 참조하여, 염색 처리 공정은, 가이드 롤(33∼35) 및 닙 롤(51)에 의해 구축된 필름 반송 경로를 따라서 반송시켜, 팽윤 처리후의 필름을 염색욕(15)(염색조에 수용된 처리액)에 소정 시간 침지하고, 이어서 인출함으로써 실시할 수 있다. 이색성 색소의 염색성을 높이기 위해, 염색 처리 공정에 제공되는 필름은, 적어도 어느 정도의 일축 연신 처리를 실시한 필름인 것이 바람직하고, 또는 염색 처리전의 일축 연신 처리 대신에, 혹은 염색 처리전의 일축 연신 처리에 더하여, 염색 처리시에 일축 연신 처리를 하는 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. 요오드화칼륨 대신에 요오드화아연 등의 다른 요오드화물을 이용해도 좋고, 요오드화칼륨과 다른 요오드화물을 병용해도 좋다. 또한, 요오드화물 이외의 화합물, 예컨대, 붕산, 염화아연, 염화코발트 등을 공존시켜도 좋다. 붕산을 첨가하는 경우는, 요오드를 포함하는 점에서 후술하는 가교 처리와 구별되며, 수용액이 물 100 중량부에 대하여 요오드를 약 0.003 중량부 이상 포함하고 있는 것이라면 염색욕(15)으로 간주할 수 있다. 필름을 침지할 때의 염색욕(15)의 온도는, 통상 10∼45℃ 정도, 바람직하게는 10∼40℃이며, 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℃이며, 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 전후로 배치한 닙 롤(51)과 닙 롤(52)의 사이에 주속차를 부여하는 등의 방법에 의해 행할 수 있다.

염색 처리에서도, 팽윤 처리와 마찬가지로 필름의 주름을 제거하면서 폴리비닐알콜계 수지 필름을 반송하기 위해, 가이드 롤(33, 34 및/또는 35)에 익스팬더 롤, 스파이럴 롤, 크라운 롤과 같은 확폭 기능을 갖는 롤을 이용하거나, 크로스가이더, 벤드바, 텐터클립과 같은 다른 확폭 장치를 이용할 수 있다. 주름의 발생을 억제하기 위한 또 하나의 수단은, 팽윤 처리와 마찬가지로, 연신 처리를 하는 것이다.

도 6에 도시되는 예에서, 염색욕(15)으로부터 인출된 필름은, 가이드 롤(35), 닙 롤(52)을 순서대로 통과하여 가교욕(17)에 도입된다.

(3) 가교 처리 공정

가교 처리 공정은, 가교에 의한 내수화나 색상 조정(필름이 푸르스름해지는 것을 방지하는 등) 등의 목적으로 행하는 처리이다. 도 6을 참조하여, 가교 처리는, 가이드 롤(36∼38) 및 닙 롤(52)에 의해 구축된 필름 반송 경로를 따라서 반송시켜, 가교욕(17)(가교조에 수용된 가교액)에 염색 처리후의 필름을 소정 시간 침지하고, 이어서 인출함으로써 실시할 수 있다.

가교욕(17)의 가교액으로는, 물 100 중량부에 대하여 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 대하여 예컨대 1∼30 중량부로 할 수 있다. 요오드화물로는, 요오드화칼륨, 요오드화아연 등을 들 수 있다. 또한, 요오드화물 이외의 화합물, 예컨대, 염화아연, 염화코발트, 염화지르코늄, 티오황산나트륨, 아황산칼륨, 황산나트륨 등을 공존시켜도 좋다.

가교 처리에서는, 그 목적에 따라서, 붕산 및 요오드화물의 농도, 및 가교욕(17)의 온도를 적절하게 변경할 수 있다. 예컨대, 가교 처리의 목적이 가교에 의한 내수화이며, 폴리비닐알콜계 수지 필름에 대하여, 팽윤 처리, 염색 처리 및 가교 처리를 이 순으로 하는 경우, 가교욕의 가교제 함유액은, 농도가 중량비로 붕산/요오드화물/물=3∼10/1∼20/100인 수용액일 수 있다. 필요에 따라서, 붕산 대신에 글리옥살 또는 글루탈알데히드 등의 다른 가교제를 이용해도 좋고, 붕산과 다른 가교제를 병용해도 좋다. 필름을 침지할 때의 가교욕의 온도는, 통상 50∼70℃ 정도, 바람직하게는 53∼65℃이며, 필름의 침지 시간은, 통상 10∼600초 정도, 바람직하게는 20∼300초, 보다 바람직하게는 20∼200초이다. 또한, 팽윤 처리전에 미리 연신한 폴리비닐알콜계 수지 필름에 대하여 염색 처리 및 가교 처리를 이 순으로 하는 경우, 가교욕(17)의 온도는, 통상 50∼85℃ 정도, 바람직하게는 55∼80℃이다.

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

가교 처리는 복수회 행해도 좋고, 통상 2∼5회 행해진다. 이 경우, 사용하는 각 가교욕의 조성 및 온도는, 상기 범위 내라면 동일해도 좋고 상이해도 좋다. 가교에 의한 내수화를 위한 가교 처리 및 색상 조정을 위한 가교 처리는, 각각 복수의 공정으로 행해도 좋다.

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

가교 처리에서도, 팽윤 처리와 마찬가지로 필름의 주름을 제거하면서 폴리비닐알콜계 수지 필름을 반송하기 위해, 가이드 롤(36, 37 및/또는 38)에 익스팬더 롤, 스파이럴 롤, 크라운 롤과 같은 확폭 기능을 갖는 롤을 이용하거나, 크로스가이더, 벤드바, 텐터클립과 같은 다른 확폭 장치를 이용할 수 있다. 주름의 발생을 억제하기 위한 또 하나의 수단은, 팽윤 처리와 마찬가지로, 연신 처리를 하는 것이다.

도 6에 도시되는 예에서, 가교욕(17)으로부터 인출된 필름은, 가이드 롤(38), 닙 롤(53)을 순서대로 통과하여 세정욕(19)에 도입된다.

(4) 세정 처리 공정

도 6에 도시되는 예에서는, 가교 처리 공정후의 세정 처리 공정을 포함한다. 세정 처리는, 폴리비닐알콜계 수지 필름에 부착된 여분의 붕산이나 요오드 등의 약제를 제거할 목적으로 행해진다. 세정 처리 공정은, 예컨대, 가교 처리한 폴리비닐알콜계 수지 필름을 세정욕(19)에 침지함으로써 행해진다. 또, 세정 처리 공정은, 세정욕(19)에 필름을 침지시키는 공정 대신에, 필름에 대하여 세정액을 샤워로서 분무함으로써, 혹은 세정욕(19)에 대한 침지와 세정액의 분무를 병용함으로써 행할 수도 있다.

도 6에는, 폴리비닐알콜계 수지 필름을 세정욕(19)에 침지하여 세정 처리를 하는 경우의 예를 도시하고 있다. 세정 처리에서의 세정욕(19)의 온도는 통상 2∼40℃ 정도이며, 필름의 침지 시간은 통상 2∼120초 정도이다.

또, 세정 처리에서도, 주름을 제거하면서 폴리비닐알콜계 수지 필름을 반송할 목적으로, 가이드 롤(39, 40 및/또는 41)에 익스팬더 롤, 스파이럴 롤, 크라운 롤과 같은 확폭 기능을 갖는 롤을 이용하거나, 크로스가이더, 벤드바, 텐터클립과 같은 다른 확폭 장치를 이용할 수 있다. 또한, 필름 세정 처리에서 주름의 발생을 억제하기 위해 연신 처리를 실시해도 좋다.

(5) 연신 공정 S20

전술한 바와 같이 PVA계 수지 필름(71)은, 상기 일련의 처리 공정의 사이(즉, 어느 1 이상의 처리 공정의 전후 및/또는 어느 1 이상의 처리 공정중)에, 습식 또는 건식으로 일축 연신 처리된다. 연신 처리는, PVA계 수지 필름(71)으로부터 편광 필름(72)을 얻기까지의 동안에 복수회에 걸쳐 실시할 수 있다. 전술한 바와 같이 연신 처리는, 필름의 주름 발생의 억제에도 유리하다. 일축 연신 처리의 구체적 방법은, 전술한 연신 공정 S20에 관한 설명이 적용된다.

미연신의 PVA계 수지 필름(71)을 기준으로 하는 편광 필름(72)의 최종적인 누적 연신 배율은 통상 4.5∼7배 정도이며, 바람직하게는 5∼6.5배이다. 연신 처리 공정은 어느 처리 공정에서 행해도 좋고, 2 이상의 처리 공정에서 연신 처리를 하는 경우에도 연신 처리는 어느 처리 공정에서 행해도 좋다.

(6) 건조 처리 공정

세정 처리 공정의 후, 폴리비닐알콜계 수지 필름을 건조시키는 처리를 하는 것이 바람직하다. 필름의 건조는 특별히 제한되지 않지만, 도 6에 도시되는 예와 같이 건조로(21)를 이용하여 행할 수 있다. 건조 온도는, 예컨대 30∼100℃ 정도이며, 건조 시간은, 예컨대 30∼600초 정도이다. 이상과 같이 하여 얻어지는 편광 필름(72)의 평균 두께 T는, 통상 2∼40 ㎛이며, 바람직하게는 20 ㎛ 이하이며, 보다 바람직하게는 15 ㎛ 이하이며, 더욱 바람직하게는 10 ㎛ 이하이다. 일반적으로, 편광 필름의 평균 두께 T를 작게 하면, 필름 파단이 생기기 쉬워진다. 본 발명에 의하면, 편광 필름의 평균 두께 T가 작은 경우에도 필름 파단을 효과적으로 억제하는 것이 가능하다.

(7) 슬릿 공정 S30

이상과 같이 하여 얻어지는 원료 연신 필름인 편광 필름(72)에 대하여, 슬릿 공정 S30을 실시한다. 슬릿 공정 S30의 구체적 방법은, 전술한 설명이 적용된다. 슬릿 공정 S30은, 상기 건조 처리 공정의 전, 도중, 후의 어느 것이어도 좋다. 도 6에서 슬릿 공정 S30은, 예컨대, 건조로(21)의 전단인 위치 P1, 또는 건조로(21)의 후단인 위치 P2에서 행할 수 있다. 또, 슬릿 공정 S30을 행할 때의 편광 필름의 수분율은 10∼18 중량%인 것이 바람직하고, 따라서, 건조로(21)의 전단에서 이러한 수분율을 만족시키는 경우는, 위치 P1에서 슬릿 공정을 행하는 것이 바람직하다. 한편, 건조로(21)의 전단에서의 수분율이 높은 경우는, 건조로(21)에서 이러한 수분율이 되도록 조정이 실시된 후에, 위치 P2에서 슬릿 공정을 행해도 좋다.

또, 폴리비닐알콜계 수지 필름에 가교 처리 공정을 행한 가교 폴리비닐알콜계 수지 필름은 가교전과 비교하면 유연성이 저하된다. 유연성이 낮은 필름에 슬릿 공정을 행하는 경우에는 필름 파단이 생기기 쉽기 때문에, 본원발명에 의해 필름의 파단을 억제할 수 있다고 하는 효과가 보다 현저해진다. 또한, 유연성이 낮은 필름에 슬릿 공정을 행하는 경우에는, 필름 중의 수분량 및 분위기 중의 수분량 등을 조정함으로써 필름의 파단을 보다 현저하게 억제할 수 있다.

구체적으로는, 슬릿 공정 S30에서의 편광 필름(72)의 수분율은, 10∼18 중량%인 것이 바람직하고, 10∼16 중량%인 것이 보다 바람직하고, 12∼13 중량%인 것이 더욱 바람직하다. 또한, 슬릿 공정 S30의 분위기의 상대 습도는, 30% 이상인 것이 바람직하고, 65% 이하인 것이 바람직하다. 상대 습도가 30% 미만이면, 슬릿시의 수분의 개재가 부족하여 필름과 슬릿날 사이에서 걸리는 것에 의해 슬릿이 불균일해지거나 불안정해지는 경우가 있다. 한편, 습도가 65%를 넘으면, 슬릿시의 수분의 개재량이 과잉이 되어 필름이 늘어져 슬릿이 불균일해지거나 불안정해지는 경우가 있다. 슬릿이 불균일해지거나 불안정해지면, 슬릿한 단부면의 크랙 발생의 원인이 될 수 있다. 슬릿을 균일하고 또한 안정적으로 행하는 관점에서, 상대 습도는 35% 이상인 것이 보다 바람직하다. 동일하게, 슬릿을 균일하고 또한 안정적으로 행하는 관점에서, 상대 습도는, 60% 이하인 것이 보다 바람직하고, 50% 미만인 것이 더욱 바람직하고, 40% 이하인 것이 보다 더 바람직하다.

(8) PVA계 수지 필름에 대한 그 밖의 처리 공정

상기 처리 이외의 처리를 부가할 수도 있다. 추가될 수 있는 처리의 예는, 가교 처리 공정의 후에 행해지는 붕산을 포함하지 않는 요오드화물 수용액에 대한 침지 처리(보색 처리), 붕산을 포함하지 않고 염화아연 등을 함유하는 수용액에 대한 침지 처리(아연 처리)를 포함한다.

<편광판>

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

편광 필름과 보호 필름의 접착성을 향상시키기 위해, 편광 필름 및/또는 보호 필름의 접합면에, 코로나 처리, 화염 처리, 플라즈마 처리, 자외선 조사, 프라이머 도포 처리, 비누화 처리 등의 표면 처리를 해도 좋다. 편광 필름과 보호 필름의 접합에 이용하는 접착제로는, 자외선 경화성 접착제와 같은 활성 에너지선 경화성 접착제나, 폴리비닐알콜계 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, 실시예 및 비교예를 나타내어 본 발명을 더욱 구체적으로 설명하지만, 본 발명은 이들 예에 의해 한정되는 것은 아니다. PVA계 수지 필름의 평균 두께 T 및 필름 폭방향의 두께의 표준 편차 σ의 측정, PVA계 수지 필름의 수분율의 측정은, 이하의 방법에 따랐다.

(1) PVA계 수지 필름의 평균 두께 T 및 폭방향의 두께의 표준 편차 σ의 측정

PVA계 수지 필름으로부터, MD 길이 50 mm×TD 길이 전폭의 띠모양의 시험편을 절취했다. 이어서, (주)니콘 제조의 디지털 마이크로미터 「MH-15M」를 이용하여 필름 폭방향으로 50 mm 간격으로 필름의 두께를 측정했다. 얻어진 측정치로부터, 이들 측정치의 평균치로서 PVA계 수지 필름의 평균 두께 T를 얻음과 함께, PVA계 수지 필름의 폭방향의 두께의 표준 편차 σ를 얻었다.

(2) PVA계 수지 필름의 수분율의 측정

수분율이 상이한 복수의 PVA계 수지 필름 시료를 이용하여, 건조 중량법에 의한 수분율과, 적외선 흡수식의 수분율계((주)치노 제조의 「IRMA1100」)의 측정치의 상관을 나타내는 검량선(환산식)을 작성했다. 상기 수분율계를 이용하여 측정치를 얻고, 이것을 상기 검량선(환산식)에 대입하고 건조 중량법에 의한 수분율〔중량%〕로 환산하여, 이것을 필름의 수분율로 했다. 건조 중량법에 의한 수분율은, 105℃에서 120분간 열처리했을 때의 PVA계 수지 필름 시료의 중량을 W1, 열처리전의 PVA계 수지 필름 시료의 중량을 W0으로 할 때, 하기 식:

건조 중량법에 의한 수분율〔중량%〕={(W0-W1)÷ W0}×100

에 따라서 구했다.

<실시예 1>

평균 중합도가 약 2400, 비누화도가 99.9 몰% 이상, 평균 막두께가 20 ㎛인 PVA계 수지 필름(비닐알콜의 구조 단위(-CH₂-CH(OH)-)가 90 몰% 이상)을, 표면 온도가 105℃인 열 롤을 이용하고 건식으로 4.1배로 일축 연신했다. 계속해서, 긴장 상태로 유지한 채, 30℃의 순수에 체류 시간 1분으로 침지한 후, 요오드/요오드화칼륨/물의 중량비가 0.1/5/100이고 28℃인 수용액에 체류 시간 45초로 침지했다. 그 후, 요오드화칼륨/붕산/물의 중량비가 15/5.5/100이고 67℃인 수용액에 체류 시간 200초로 침지했다. 계속해서 20℃의 순수로 5초간 세정한 후, 폭방향의 단부로부터 95 mm의 위치에서, PVA계 수지 필름의 폭방향 양단부를 기계 방향으로 슬릿하여 제거하고, 그 후 40℃에서 60초 건조시켜, 요오드가 흡착 배향된 폭 1290 mm의 편광 필름을 연속적으로 제조했다. 얻어진 편광 필름의 평균 두께 T는 7.8 ㎛이며, 폭방향의 두께의 표준 편차 σ는 0.2 ㎛였다.

PVA계 수지 필름의 폭방향 양단부를 기계 방향으로 슬릿하는 공정에서는, PVA계 수지 필름의 수분율은 13 중량%이고, 공정의 온도는 23℃이고, 상대 습도는 38%였다. 슬릿에는 본체부의 최대 두께가 0.5 mm인 세라믹제의 레이저날을 이용하고, 레이저날은 PVA계 수지 필름을 500 m 절단할 때마다 0.2 mm 피딩함으로써, 레이저날의 날끝부에서 PVA계 수지 필름이 접촉하는 위치를 변화시켰다. 또, 슬릿한 후의 절제부와 PVA계 수지 필름의 분단후의 최소 간격은, 레이저날의 본체부의 최대 두께 0.5 mm와 동일했다.

폭방향 양단부를 슬릿할 때의 PVA 필름의 파단 빈도는 0.0 회/km였다. 절단 빈도(단위: 회/km)란, 슬릿한 연신 필름의 길이 1 km당의 필름의 파단횟수를 나타낸다. 파단횟수는, 구체적으로는, 길이 5 km 분의 연신 필름을 슬릿하여 파단이 없는 경우는 0.0 회/km으로 하고, 길이 5 km 분의 연신 필름의 슬릿이 완료하기 전에 파단이 생긴 경우는, 파단이 생긴 시점까지 슬릿한 필름의 길이의 역수를 파단 횟수로서 산출했다.

<실시예 2∼4, 비교예 1∼2>

PVA계 수지 필름의 폭방향 양단부를 기계 방향으로 슬릿하는 공정에서의 PVA계 수지 필름의 수분율, 공정의 상대 습도, 슬릿에 사용하는 레이저날의 본체부의 최대 두께를 표 1에 나타내는 바와 같이 변경한 것 외에는 실시예 1과 동일하게 하여 편광 필름을 연속적으로 제조했다. 슬릿 공정에서의 PVA계 수지 필름의 절단 빈도는 표 1에 나타낸 바와 같다. 또, 슬릿한 후의 절제부와 PVA계 수지 필름의 분단후의 최소 간격은, 레이저날의 본체부의 최대 두께와 동일했다.

<실시예 5>

PVA계 수지 필름의 폭방향 양단부를 기계 방향으로 슬릿하는 공정에서, 레이저날의 날끝부에서 PVA 필름이 접촉하는 위치를 변화시키지 않은 것 외에는 실시예 1과 동일하게 하여 편광 필름을 연속적으로 제조했다. 폭방향 양단부를 슬릿할 때의 PVA계 수지 필름의 절단 빈도는 표 1에 나타낸 바와 같다.

1: 폴리비닐알콜계 수지 필름(PVA계 수지 필름), 2: 원료 연신 필름, 2': 연신 필름, 5, 6, 7, 8: 열 롤, 9: 슬릿 부재, 10: 제1 닙 롤, 11: 필름 롤, 13: 팽윤욕, 15: 염색욕, 17: 가교욕, 19: 세정욕, 20: 제2 닙 롤, 21: 건조로, 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: 필름, 72: 편광 필름, 91: 슬릿날, 91a: 날끝부, 91b: 본체부, 92: 슬릿날 유지부.

Claims (13)

1. 원료 연신 필름을 기계 방향으로 슬릿하여 연신 필름을 제조하는 제조 방법으로서,
   상기 원료 연신 필름의 두께는 2∼40 ㎛이고,
   상기 원료 연신 필름을, 슬릿 부재에 의해 연신 필름과 단부로 분단하는 슬릿 공정을 갖고,
   상기 슬릿 부재는, 상기 원료 연신 필름에 접촉하여 상기 슬릿을 행하는 날끝부와, 상기 원료 연신 필름의 상기 슬릿한 부분에 개재되어 상기 분단을 행하는 본체부를 갖는 슬릿날이며, 상기 본체부의 최대 두께가 0.5 mm 이상 4 mm 이하이며,
   상기 슬릿 공정 후의 상기 연신 필름과 상기 단부의 폭방향의 간격은 0.5 mm 이상이고,
   상기 슬릿날의 상기 날끝부는 선형이며,
   상기 슬릿 공정에 있어서, 상기 원료 연신 필름의 수분율은 10∼18 중량%이고, 또한, 상기 원료 연신 필름에 접촉시키는 상기 날끝부의 선형의 위치를 변화시키는, 연신 필름의 제조 방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 슬릿 공정에 있어서, 상기 슬릿날의 상기 날끝부가, 그 선형의 방향이 기계 방향과 평행이 되도록 상기 원료 연신 필름에 접촉하여 상기 슬릿을 행하는 경우를 제외하는, 연신 필름의 제조 방법.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 슬릿 공정에 있어서, 상기 원료 연신 필름의 두께는 15 ㎛ 이하인, 연신 필름의 제조 방법.
4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 슬릿 공정은, 상대 습도가 35% 이상인 환경하에 행해지는, 연신 필름의 제조 방법.
5. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 슬릿 공정은, 상대 습도가 65% 이하인 환경하에 행해지는, 연신 필름의 제조 방법.
6. 제5항에 있어서, 상기 슬릿 공정은, 상대 습도가 50% 미만인 환경하에 행해지는, 연신 필름의 제조 방법.
7. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 원료 연신 필름은 폴리비닐알콜계 수지 필름인, 연신 필름의 제조 방법.
8. 제7항에 있어서, 상기 슬릿 공정에 제공하는 상기 원료 연신 필름을 준비하는 준비 공정을 더 가지며,
   상기 준비 공정에 있어서, 폴리비닐알콜계 수지 필름에, 적어도, 연신 처리, 염색 처리 및 가교 처리를 실시하여 편광 필름인 상기 원료 연신 필름을 얻는, 연신 필름의 제조 방법.
9. 두께가 2∼40 ㎛이고, 또한 수분율이 10∼18 중량%인 원료 연신 필름을 기계 방향으로 슬릿하여 연신 필름을 제조하는 제조 장치에 있어서,
   상기 원료 연신 필름을, 서로의 간격이 폭방향으로 0.5 mm 이상이 되도록, 연신 필름과 단부로 분단하는 슬릿 부재를 갖고,
   상기 원료 연신 필름은, 상기 슬릿 부재에 의해 상기 연신 필름과 상기 단부로 분단되고, 상기 분단 후의 상기 연신 필름과 상기 단부의 폭방향의 간격은, 0.5 mm 이상이며,
   상기 슬릿 부재는, 상기 원료 연신 필름에 접촉하여 상기 슬릿을 행하는 날끝부와, 상기 원료 연신 필름의 상기 슬릿한 부분에 개재되어 상기 분단을 행하는 본체부를 갖는 슬릿날이며, 상기 본체부의 최대 두께가 0.5 mm 이상 4 mm 이하이며,
   상기 슬릿 부재는 선형의 상기 날끝부를 가지며,
   상기 슬릿 부재에 있어서, 상기 원료 연신 필름에 접촉시키는 상기 날끝부의 선형의 위치가 변경되는, 연신 필름의 제조 장치.
   
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