KR102387497B1 - 폴리비닐알코올 필름 - Google Patents

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Abstract

본 발명은, 필름면에 대하여 수직인 방향으로부터 필름의 폭 방향으로 경사진 방향의 입사광에 의해 당해 PVA 필름의 각 면에 있어서의 굴절률 A 및 B 를 측정했을 때에 (단, A ≥ B 이다), A 가 1.524 이상 1.530 이하인, PVA 필름 ; 및, 회전축이 서로 평행한 건조 롤과 열처리 롤을 구비하는 제막 장치를 사용하고, 제 1 건조 롤 상에 PVA 를 포함하는 제막 원액을 막상으로 토출하여 부분 건조시킨 후에 제 2 건조 롤 이후의 건조 롤로 추가로 건조시키고, 그 후 복수의 열처리 롤로 열처리하여 PVA 필름을 제조하고, 여기서, 당해 열처리 롤 중 최상류측에 위치하는 열처리 롤 (X) 의 주속 (SX) 에 대한 최하류측에 위치하는 열처리 롤 (Y) 의 주속 (SY) 의 비 (SY/SX) 를 0.993 이상 0.997 이하로 하는, PVA 필름의 제조 방법이다.

Description

폴리비닐알코올 필름{POLYVINYL ALCOHOL FILM}
본 발명은 인장 신도가 높아서 연신성이 우수한 폴리비닐알코올 필름에 관한 것이다.
폴리비닐알코올 필름 (이하, 「폴리비닐알코올」을 「PVA」로 약칭하는 경우가 있다) 은, 역학 물성, 투명성, 산소 배리어성, 내유성 등이 우수하여, 종래부터 섬유 포장 재료, 농업용 필름 (야채 보온용, 야채 생육용 등의 필름), 가스 배리어재, 필터, 편광 필름 제조용의 원단 필름 등의 용도로 사용되고 있다.
편광 필름의 면내 균일성을 목적으로 하여, PVA 필름의 양방 및 두께 방향 중심부의 각각에 있어서의 굴절률을 특정한 것으로 하는 방법이 알려져 있다 (특허문헌 1 및 2 를 참조).
일본 공개특허공보 2006-219638호 일본 공개특허공보 2006-305923호
그런데, 편광 필름은, 일반적으로 PVA 필름을 고도로 연신하여 제조하기 때문에, PVA 필름을 연신할 때의 절단 트러블을 해결하는 것이 과제이다. 그러나, 특허문헌 1 이나 2 에 기재된 방법에 따라서는, 연신성의 향상이 충분치 않았다. 그래서 본 발명은 연신성이 우수한 PVA 필름 및 그것을 사용한 편광 필름 등의 광학 필름을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명자들은 상기 목적을 달성하기 위해 예의 검토를 거듭한 결과, PVA 필름의 표면에 있어서의 특정 방향의 굴절률과 PVA 필름의 연신성이 밀접한 관계를 갖고 있음을 알아냈다. 또한, 당해 굴절률이 특정된 PVA 필름은, 제막 (製膜) 시의 열처리 롤의 주(周)속도를 특정한 것으로 함으로써, 원활하게 연속적으로 제조할 수 있음을 알아냈다. 본 발명자들은 이들 지견에 의거하여 검토를 더 거듭하여 본 발명을 완성시켰다.
즉, 본 발명은,
[1] PVA 필름의 필름면에 대하여 수직인 방향으로부터 필름의 폭 방향으로 경사진 방향의 입사광에 의해 당해 PVA 필름의 각 면에 있어서의 굴절률을 측정하여, 일방 면에 있어서의 굴절률을 A 로 하고, 타방 면에 있어서의 굴절률을 B 로 했을 때에 (단, A ≥ B 이다), A 가 1.524 이상 1.530 이하인, PVA 필름,
[2] A 가 1.526 이상 1.530 이하인, 상기 [1] 의 PVA 필름,
[3] A＋B 가 3.050 이상 3.060 이하인, 상기 [1] 또는 [2] 의 PVA 필름,
[4] 회전축이 서로 평행한 건조 롤과 열처리 롤을 구비하는 제막 장치를 사용하고, 당해 건조 롤 중 최상류측에 위치하는 제 1 건조 롤 상에 PVA 를 포함하는 제막 원액을 막상으로 토출하여 부분 건조시킨 후에 그것에 이어지는 제 2 건조 롤 이후의 건조 롤로 추가로 건조시키고, 그 후, 복수의 열처리 롤로 열처리하여 PVA 필름을 제조하고, 여기서, 당해 열처리 롤 중 최상류측에 위치하는 열처리 롤 (X) 의 주속 (SX) 에 대한 최하류측에 위치하는 열처리 롤 (Y) 의 주속 (SY) 의 비 (SY/SX) 를 0.993 이상 0.997 이하로 하는, PVA 필름의 제조 방법,
[5] 제 1 건조 롤의 주속 (S1) 에 대한 제 2 건조 롤의 주속 (S2) 의 비 (S2/S1) 를 1.000 이상 1.040 이하로 하는, 상기 [4] 의 제조 방법,
[6] 최종 건조 롤의 표면 온도를 60 ℃ 미만으로 하는, 상기 [4] 또는 [5] 의 제조 방법,
[7] 상기 [1] ∼ [3] 중 어느 하나의 PVA 필름으로부터 제조한 광학 필름,
[8] 편광 필름인, 상기 [7] 의 광학 필름,
[9] 상기 [1] ∼ [3] 중 어느 하나의 PVA 필름을 사용하여 1 축 연신하는 공정을 갖는, 광학 필름의 제조 방법,
[10] 편광 필름의 제조 방법인, 상기 [9] 의 제조 방법,
에 관한 것이다.
본 발명의 PVA 필름은 인장 신도가 높아서 연신성이 우수하다. 그래서, 본 발명의 PVA 필름을 원단 필름으로 사용하면, 광학 성능이 우수한 편광 필름 등의 광학 필름을 생산성 양호하게 제조할 수 있다. 또, 본 발명의 PVA 필름의 제조 방법에 따르면, 상기 PVA 필름을 원활하게 연속적으로 제조할 수 있다.
이하, 본 발명에 대해서 구체적으로 설명한다.
〔PVA 필름〕
본 발명의 PVA 필름은, 그 필름면에 대하여 수직인 방향으로부터 필름의 폭 방향으로 경사진 방향의 입사광에 의해 당해 PVA 필름의 각 면에 있어서의 굴절률을 측정하여, 일방 면에 있어서의 굴절률을 A 로 하고, 타방 면에 있어서의 굴절률을 B 로 했을 때에 (단, A ≥ B 이다), A 가 1.524 이상 1.530 이하이다.
A 가 1.524 미만이면 PVA 필름에 주름이 발생하기 쉽다는 문제가 있다. 또한, A 가 1.530 을 초과하면 연신성이 저하된다는 문제가 있다. 본 발명을 전혀 한정하는 것은 아니지만, A 가 연신성에 영향을 미치는 것의 이유로서는, 다음과 같은 것을 생각할 수 있다. 즉, PVA 필름의 연신성은, PVA 필름의 두께 방향 중심부의 굴절률보다 표면의 굴절률쪽에 보다 관련성이 높고, 또한 PVA 필름의 필름면에 대하여 수직인 방향으로부터 필름의 흐름 방향 (MD) 으로 경사진 방향의 입사광에 의해 측정되는 굴절률보다 필름면에 대하여 수직인 방향으로부터 필름의 폭 방향 (TD) 으로 경사진 방향의 입사광에 의해 측정되는 굴절률쪽에 보다 관련성이 높아서, PVA 필름의 파단이 필름 표면부의 파괴가 기점이 되어 발생하고, 그리고 이 영향은 굴절률이 높은 면쪽이 보다 크기 때문으로 생각할 수 있다.
상기와 같은 관점에서, A 는 1.524 를 초과하는 것이 바람직하고, 1.526 이상인 것이 보다 바람직하고, 1.526 을 초과하는 것이 더욱 바람직하고, 1.527 이상인 것이 보다 더 바람직하고, 1.527 을 초과하는 것이 가장 바람직하고, 또한 1.530 미만인 것이 바람직하고, 1.529 이하인 것이 보다 바람직하다.
또 A 및 B 는, 프리즘 커플러 장치를 사용하여 파장 532 nm 의 레이저광에 의거하는 측정값으로서 구할 수 있다. 여기서, PVA 필름의 필름면에 대하여 수직인 방향으로부터 필름의 폭 방향으로 경사진 방향의 입사광이란, 당해 입사광을 필름면에 대하여 수직 방향으로 투영했을 때에 그 방향이 PVA 필름의 폭 방향 (TD) 과 평행 (PVA 필름의 길이 방향 (MD) 과 수직) 해지는 방향의 입사광이고, 상기 프리즘 커플러 장치에 있어서의 프리즘에 의해 얻을 수 있다. A 및 B 는, 구체적으로는 실시예에 있어서 후술하는 방법에 의해 측정할 수 있다.
본 발명의 PVA 필름에서는, A＋B 가 3.050 이상인 것이 바람직하고, 3.055 이상인 것이 보다 바람직하고, 3.057 이상인 것이 더욱 바람직하고, 또한 3.060 이하인 것이 바람직하고, 3.059 이하인 것이 보다 바람직하고, 3.058 이하인 것이 더욱 바람직하다. A＋B 가 상기 하한 이상임으로써, PVA 필름의 주름 발생을 보다 효과적으로 억제할 수 있다. 한편, A＋B 가 상기 상한 이하임으로써, 연신성이 보다 향상된다.
본 발명의 PVA 필름을 형성하는 PVA 로서는, 예를 들어, 비닐에스테르를 중합시켜 얻어지는 폴리비닐에스테르를 비누화시켜 얻어지는 PVA, PVA 의 주사슬에 코모노머를 그래프트 공중합시킨 변성 PVA, 비닐에스테르와 코모노머를 공중합시킨 변성 폴리비닐에스테르를 비누화시킴으로써 제조한 변성 PVA, 미변성 PVA 또는 변성 PVA 의 수산기의 일부를 포르말린, 부틸알데히드, 벤즈알데히드 등의 알데히드류로 가교시킨 이른바 폴리비닐아세탈 등을 들 수 있다.
본 발명의 PVA 필름을 형성하는 PVA 가 변성 PVA 인 경우에는, PVA 에 있어서의 변성량은 15 몰％ 이하인 것이 바람직하고, 5 몰％ 이하인 것이 보다 바람직하다.
PVA 의 제조에 사용되는 상기 비닐에스테르로서는, 예를 들어, 포름산비닐, 아세트산비닐, 프로피온산비닐, 부티르산비닐, 피발산비닐, 버사트산비닐, 라우르산비닐, 스테아르산비닐, 벤조산비닐 등을 들 수 있다. 이들 비닐에스테르는, 1 종을 단독으로, 또는 2 종 이상을 조합하여 사용할 수 있다. 이들 비닐에스테르 중, 아세트산비닐이 생산성 관점에서 바람직하다.
또한, 상기한 코모노머로서는, 예를 들어, 에틸렌, 프로필렌, 1-부텐, 이소부텐 등의 탄소수 2 ∼ 30 의 올레핀류 (α-올레핀 등) ; 아크릴산 또는 그 염 ; 아크릴산메틸, 아크릴산에틸, 아크릴산n-프로필, 아크릴산i-프로필, 아크릴산n-부틸, 아크릴산i-부틸, 아크릴산t-부틸, 아크릴산2-에틸헥실, 아크릴산도데실, 아크릴산옥타데실 등의 아크릴산에스테르 (예를 들어, 아크릴산의 탄소수 1 ∼ 18 의 알킬에스테르) ; 메타크릴산 또는 그 염 ; 메타크릴산메틸, 메타크릴산에틸, 메타크릴산n-프로필, 메타크릴산i-프로필, 메타크릴산n-부틸, 메타크릴산i-부틸, 메타크릴산t-부틸, 메타크릴산2-에틸헥실, 메타크릴산도데실, 메타크릴산옥타데실 등의 메타크릴산에스테르류 (예를 들어, 메타크릴산의 탄소수 1 ∼ 18 의 알킬에스테르) ; 아크릴아미드 ; N-메틸아크릴아미드, N-에틸아크릴아미드, N,N-디메틸아크릴아미드, 디아세톤아크릴아미드, 아크릴아미드프로판술폰산 또는 그 염, 아크릴아미드프로필디메틸아민 또는 그 염, N-메틸올아크릴아미드 또는 그 유도체 등의 아크릴아미드 유도체 ; 메타크릴아미드 ; N-메틸메타크릴아미드, N-에틸메타크릴아미드, 메타크릴아미드프로판술폰산 또는 그 염, 메타크릴아미드프로필디메틸아민 또는 그 염, N-메틸올메타크릴아미드 또는 그 유도체 등의 메타크릴아미드 유도체 ; N-비닐포름아미드, N-비닐아세트아미드, N-비닐피롤리돈 등의 N-비닐아미드류 ; 메틸비닐에테르, 에틸비닐에테르, n-프로필비닐에테르, i-프로필비닐에테르, n-부틸비닐에테르, i-부틸비닐에테르, t-부틸비닐에테르, 도데실비닐에테르, 스테아릴비닐에테르 등의 비닐에테르류 ; 아크릴로니트릴, 메타크릴로니트릴 등의 니트릴류 ; 염화비닐, 염화비닐리덴, 불화비닐, 불화비닐리덴 등의 할로겐화 비닐류 ; 아세트산알릴, 염화알릴 등의 알릴 화합물 ; 말레산, 이타콘산 등의 불포화 디카르복실산, 그 염 또는 그 에스테르 등의 유도체 ; 비닐트리메톡시실란 등의 비닐실릴 화합물 ; 아세트산이소프로페닐 ; 불포화 술폰산 또는 그 유도체 등을 들 수 있다. 이들 중에서도 α-올레핀이 바람직하고, 특히 에틸렌이 바람직하다.
본 발명의 PVA 필름을 형성하는 PVA 의 평균 중합도는, 얻어지는 편광 필름의 편광 성능 및 내구성 등의 관점에서, 1,500 이상이 바람직하고, 1,700 이상이 보다 바람직하고, 2,000 이상이 더욱 바람직하다. 한편, PVA 의 평균 중합도의 상한은, 균질한 PVA 필름의 제조 용이성, 연신성 등의 관점에서 8,000 이하가 바람직하고, 특히 6,000 이하가 바람직하다.
여기서, 본 명세서에 있어서의 PVA 의 「평균 중합도」란, JIS K6726-1994 에 준하여 측정되는 평균 중합도를 말하고, PVA 를 재비누화시키고 정제한 후에 30 ℃ 의 수중에서 측정한 극한 점도로부터 구해진다.
상기 PVA 의 비누화도는, 얻어지는 PVA 필름을 사용하여 제조한 편광 필름의 내수성 관점에서, 98.0 몰％ 이상인 것이 바람직하고, 98.5 몰％ 이상인 것이 보다 바람직하고, 99.0 몰％ 이상인 것이 더욱 바람직하다. 비누화도가 98.0 몰％ 미만이면, 얻어지는 편광 필름의 내수성이 나빠지는 경향이 있다. 또, 본 명세서에 있어서의 PVA 의 비누화도란, PVA 가 갖는, 비누화에 의해 비닐알코올 단위로 변환될 수 있는 구조 단위 (전형적으로는 비닐에스테르 단위) 와 비닐알코올 단위의 합계 몰수에 대하여 당해 비닐알코올 단위의 몰수가 차지하는 비율 (몰％) 을 말한다. 비누화도는 JIS K6726-1994 의 기재에 준하여 측정할 수 있다.
본 발명의 PVA 필름은 가소제를 함유하는 것이 바람직하다. 가소제를 함유함으로써 연신성이 보다 향상된다. 가소제는 PVA 필름을 제막하기 위한 제막 원액의 조제시에 배합하면 되고, 이와 같이 하면 PVA 의 액체 매체로의 용해나 용융이 촉진되고, 또한 필름 제조시의 공정 통과성이 향상된다.
가소제로서는 다가 알코올이 바람직하게 사용된다. 당해 다가 알코올로서는, 예를 들어, 에틸렌글리콜, 글리세린, 디글리세린, 프로필렌글리콜, 디에틸렌글리콜, 트리에틸렌글리콜, 테트라에틸렌글리콜, 트리메틸올프로판 등을 들 수 있다. 가소제는, 1 종을 단독으로 사용해도 되고, 2 종 이상을 병용해도 된다. 이들 중에서도 연신성의 향상 효과가 우수한 점에서 글리세린이 바람직하다.
가소제의 함유량은, PVA 100 질량부에 대하여 0 질량부 이상 30 질량부 이하가 바람직하고, 3 질량부 이상 25 질량부 이하가 보다 바람직하고, 5 질량부 이상 20 질량부 이하가 특히 바람직하다. 가소제의 함유량이 상기 상한 이하임으로써, 얻어지는 PVA 필름의 취급성이 향상된다.
본 발명의 PVA 필름은 계면활성제를 함유하는 것이 바람직하다. 계면활성제를 함유함으로써 PVA 필름의 취급성이 향상된다. 계면활성제는 PVA 필름을 제막하기 위한 제막 원액의 조제시에 배합하면 되고, 이와 같이 하면 PVA 필름을 제조할 때의 건조 롤로부터의 박리성이 향상된다.
계면활성제의 종류에 특별히 제한은 없고, 아니온성 계면활성제 또는 논이온성 계면활성제가 바람직하게 사용된다.
아니온성 계면활성제로서는, 예를 들어, 라우르산칼륨 등의 카르복실산형, 옥틸술페이트 등의 황산에스테르형, 도데실벤젠술포네이트 등의 술폰산형 등을 들 수 있다.
또한, 논이온성 계면활성제로서는, 예를 들어, 폴리옥시에틸렌올레일에테르 등의 알킬에테르형, 폴리옥시에틸렌옥틸페닐에테르 등의 알킬페닐에테르형, 폴리옥시에틸렌라우레이트 등의 알킬에스테르형, 폴리옥시에틸렌라우릴아미노에테르 등의 알킬아민형, 폴리옥시에틸렌라우르산아미드 등의 알킬아미드형, 폴리옥시에틸렌폴리옥시프로필렌에테르 등의 폴리프로필렌글리콜에테르형, 라우르산디에탄올아미드, 올레산디에탄올아미드 등의 알칸올아미드형, 폴리옥시알킬렌알릴페닐에테르 등의 알릴페닐에테르형 등을 들 수 있다. 계면활성제는 1 종을 단독으로 사용해도 되고, 2 종 이상을 병용해도 된다.
계면활성제의 함유량은, PVA 100 질량부에 대하여 0.01 질량부 이상 1 질량부 이하가 바람직하고, 0.02 질량부 이상 0.5 질량부 이하가 보다 바람직하고, 0.05 질량부 이상 0.3 질량부 이하가 특히 바람직하다. 계면활성제의 함유량이 상기 하한 이상임으로써, 제막성이나 박리성이 향상된다. 한편, 계면활성제의 함유량이 상기 상한 이하임으로써, 얻어지는 PVA 필름의 취급성이 향상된다.
본 발명의 PVA 필름은, 상기한 PVA, 가소제 및 계면활성제 이외의 다른 성분, 예를 들어, 안정화제 (산화 방지제, 자외선 흡수제, 열안정제 등), 상용화제, 블로킹 방지제, 난연제, 대전 방지제, 활제, 분산제, 유동화제, 항균제 등을 포함할 수 있다. 이들 다른 성분은, 1 종을 단독으로 사용해도 되고 2 종 이상을 병용해도 된다.
PVA 필름의 두께에 특별히 제한은 없고, 예를 들어, 100 ㎛ 이하, 나아가서는 80 ㎛ 이하로 할 수 있다. 또, 당해 두께는 10 ㎛ 이상, 나아가서는 20 ㎛ 이상으로 할 수 있고, 50 ㎛ 를 초과하는 두께여도 된다.
PVA 필름의 폭은 특별히 제한되지 않지만, 최근, 액정 텔레비젼이나 모니터가 대 (大) 화면화되고 있으므로, 그것들에 유효하게 사용할 수 있도록 하기 위해서 폭은 2 m 이상인 것이 바람직하고, 3 m 이상인 것이 보다 바람직하고, 4 m 이상인 것이 더욱 바람직하다. 또한, 공업적으로 편광 필름을 제조하는 경우에, 필름의 폭이 지나치게 넓으면 균일한 1 축 연신이 곤란해지는 경우가 있으므로, PVA 필름의 폭은 8 m 이하인 것이 바람직하다.
PVA 필름의 형상은 특별히 제한되지 않지만, 보다 균일한 PVA 필름을 연속적으로 제조할 수 있음과 함께, 그것을 사용하여 편광 필름을 제조하는 경우 등에 있어도 연속적으로 사용할 수 있기 때문에, 장척의 필름인 것이 바람직하다. 장척의 필름의 길이 (흐름 방향의 길이) 는 특별히 제한되지 않고, 용도 등에 따라 적절히 설정할 수 있고, 예를 들어 5 m 이상 20,000 m 이하의 범위 내로 할 수 있다.
본 발명의 PVA 필름은, 그 질량 팽윤도가 150 ％ 이상 250 ％ 이하인 것이 바람직하고, 160 ％ 이상 240 ％ 이하인 것이 보다 바람직하고, 170 ％ 이상 230 ％ 이하인 것이 더욱 바람직하다. 질량 팽윤도가 상기 하한 이상임으로써 연신성이 보다 향상된다. 한편, 질량 팽윤도가 상기 상한 이하임으로써, 연신시의 공정 통과성이 향상되고, 또한 얻어지는 편광 필름의 내구성이 향상된다.
또, 본 명세서에서 말하는 질량 팽윤도란, PVA 필름을 30 ℃ 의 증류수 중에 30 분간 침지시켰을 때의 질량을, 상기 침지 후의 PVA 필름을 105 ℃ 에서 16 시간 건조시킨 후의 질량으로 나눠 얻어지는 값의 백분율을 의미한다. PVA 필름의 팽윤도는 열처리의 조건을 강하게 함으로써 저하시킬 수 있다.
〔PVA 필름의 제조 방법〕
본 발명의 PVA 필름을 제조하기 위한 방법은 특별히 제한되지 않지만, 이하의 본 발명의 제조 방법에 따르면, 상기 본 발명의 PVA 필름을 원활하게 연속적으로 제조할 수 있어 바람직하다.
즉, PVA 필름을 제조하기 위한 본 발명의 방법은, 회전축이 서로 평행한 건조 롤 (최상류측에서 하류측으로 향하여 순차적으로 제 1 건조 롤, 제 2 건조 롤… 로 칭한다) 과 열처리 롤을 구비하는 제막 장치를 사용하고, 당해 건조 롤 중 최상류측에 위치하는 제 1 건조 롤 상에 PVA 를 포함하는 제막 원액을 막상으로 토출하여 부분 건조시킨 후에 그것에 이어지는 제 2 건조 롤 이후의 건조 롤로 추가로 건조시키고, 그 후, 복수의 열처리 롤로 열처리하여 PVA 필름을 제조하고, 여기서, 당해 열처리 롤 중 최상류측에 위치하는 열처리 롤 (X) 의 주속 (SX) 에 대한 최하류측에 위치하는 열처리 롤 (Y) 의 주속 (SY) 의 비 (SY/SX) 를 0.993 이상 0.997 이하로 하는, 제조 방법이다.
PVA 필름을 제조하기 위한 본 발명의 방법에서는, 회전축이 서로 평행한 건조 롤과 열처리 롤을 구비하는 제막 장치를 사용하고, 당해 건조 롤 중 최상류측에 위치하는 제 1 건조 롤 상에 PVA 를 포함하는 제막 원액을 막상으로 토출하여 부분 건조시킨 후에 그것에 이어지는 제 2 건조 롤 이후의 건조 롤로 추가로 건조시키고, 그 후, 복수의 열처리 롤로 열처리하여 PVA 필름을 제조한다. 당해 제막 장치에서는, 건조 롤의 수는 4 개 이상인 것이 바람직하고, 5 개 이상인 것이 보다 바람직하고, 6 ∼ 30 개인 것이 더욱 바람직하다.
건조 롤 및/또는 열처리 롤은, 예를 들어, 니켈, 크롬, 구리, 철, 스테인리스 스틸 등의 금속으로부터 형성되어 있는 것이 바람직하고, 특히 롤의 표면이, 잘 부식되지 않고, 또한 경면 광택을 갖는 금속 재료로부터 형성되어 있는 것이 보다 바람직하다. 또, 건조 롤 및/또는 열처리 롤의 내구성을 높이기 위해서, 니켈층, 크롬층, 니켈/크롬 합금층 등을 단층 또는 2 층 이상 조합하여 도금한 롤을 건조 롤 및/또는 열처리 롤로서 사용하는 것이 바람직하다.
상기 제막 장치는, 건조 롤 및 열처리 롤 이외에, 필요에 따라 열풍로식의 열풍 건조 장치, 열풍로식의 열처리 장치, 조습 (調濕) 장치 등을 추가로 갖고 있어도 된다.
제 1 건조 롤로부터 최종 건조 롤에 이르는 과정에 있어서의 필름을 건조시킬 때의 가열 방향에 대해서, 필름을 보다 균일하게 건조시킬 수 있기 때문에, 필름의 임의의 부분에 있어서, 제 1 건조 롤과 접촉하는 막면 (이하, 「제 1 건조 롤 접촉면」이라고 하는 경우가 있다) 과, 제 1 건조 롤과 접촉하지 않는 막면 (이하, 「제 1 건조 롤 비접촉면」이라고 하는 경우가 있다) 이 제 1 건조 롤로부터 최종 건조 롤까지의 각 건조 롤에 교대로 대향하도록 건조시키는 것이 바람직하다.
제막 장치의 제 1 건조 롤 상에 PVA 를 포함하는 제막 원액을 막상으로 토출 함에 있어서는, 예를 들어, T 형 슬릿 다이, 호퍼 플레이트, I-다이, 립 코터 다이 등의 이미 알려진 막상 토출 장치 (막상 유연 장치) 를 사용하여, PVA 를 포함하는 제막 원액을 제 1 건조 롤 상에 막상으로 토출 (유연) 하면 된다.
PVA 를 포함하는 제막 원액으로는, PVA 를 액체 매체와 혼합하여 용액으로 하거나, 액체 매체 등을 포함하는 PVA 펠릿을 용융하여 용융액으로 하거나 함으로써 조제할 수 있다. PVA 의 액체 매체로의 용해나 액체 매체 등을 포함하는 PVA 펠릿의 용융은, 교반식 혼합 장치, 용융 압출기 등을 사용하여 실시할 수 있다. 그 때에 사용하는 액체 매체로서는, 예를 들어, 물, 디메틸술폭사이드, 디메틸포름아미드, 디메틸아세트아미드, N-메틸피롤리돈, 에틸렌디아민, 디에틸렌트리아민 등을 들 수 있고, 이들 액체 매체는, 1 종을 단독으로 사용해도 되거나 또는 2 종 이상을 병용해도 된다. 이들 중에서도 물, 디메틸술폭사이드, 또는 양자의 혼합물이 바람직하게 사용되고, 특히 물이 보다 바람직하게 사용된다.
제막 원액에는, 원하는 바에 따라 PVA 필름의 설명에서 상기한 바와 같은, 가소제, 계면활성제, 다른 성분 등 중 1 종 또는 2 종 이상을 상기한 양으로 배합하는 것이 바람직하다.
PVA 필름의 제조에 사용하는 제막 원액의 휘발분율은, 50 질량％ 이상 90 질량％ 이하가 바람직하고, 60 질량％ 이상 75 질량％ 이하가 보다 바람직하다. 제막 원액의 휘발분율이 상기 하한 이상임으로써, 제막 원액의 점도를 낮게 유지할 수 있어 여과나 탈포 (脫泡) 가 용이해지고, 제막 자체도 용이해진다. 한편, 제막 원액의 휘발분율이 상기 상한 이하임으로써, 제막 원액의 점도가 지나치게 낮아지는 것을 방지할 수 있어 얻어지는 PVA 필름의 두께 균일성이 향상된다.
제 1 건조 롤의 표면 온도는 특별히 제한되지 않지만, 필름의 건조 균일성, 생산성 등의 관점에서, 80 ℃ 이상 99 ℃ 이하인 것이 바람직하고, 85 ℃ 이상 99 ℃ 이하인 것이 보다 바람직하고, 90 ℃ 이상 98 ℃ 이하인 것이 더욱 바람직하다. 제 1 건조 롤의 표면 온도가 99 ℃ 이하임으로써 제 1 건조 롤 상에서 제막 원액이 발포되는 것을 보다 효과적으로 방지할 수 있다. 한편, 제 1 건조 롤의 표면 온도가 80 ℃ 이상임으로써 제 1 건조 롤로부터의 박리가 향상된다.
막상으로 토출된 제막 원액의 제 1 건조 롤 상에서의 건조는, 제 1 건조 롤로부터의 가열에 의해서만 실시해도 되는데, 제 1 건조 롤로 가열함과 동시에 제 1 건조 롤 비접촉면에 열풍을 분사하여, 필름의 양면에서부터 열을 주어 건조를 실시하는 것이, 건조의 균일성이나 건조 속도 등의 관점에서 바람직하다.
제 1 건조 롤 상에 있는 필름의 제 1 건조 롤 비접촉면에 열풍을 분사함에 있어서는, 얻어지는 PVA 필름의 연신성이 보다 향상되는 점 등에서, 제 1 건조 롤 비접촉면의 전체 영역에 대하여 풍속 1 ∼ 10 m/초의 열풍을 분사하는 것이 바람직하고, 풍속 2 ∼ 8 m/초의 열풍을 분사하는 것이 보다 바람직하고, 풍속 3 ∼ 8 m/초의 열풍을 분사하는 것이 더욱 바람직하다. 제 1 건조 롤 비접촉면에 분사하는 열풍의 풍속이 지나치게 작으면, 제 1 건조 롤 상에서의 건조시에 수증기 등의 결로가 발생하여, 그 물방울이 필름에 적하되어 최종적으로 얻어지는 PVA 필름에 결함이 발생할 우려가 있다. 한편, 제 1 건조 롤 비접촉면에 분사하는 열풍의 풍속이 지나치게 크면, 최종적으로 얻어지는 PVA 필름에 두께 불균일이 발생하고, 그에 따라 염색 얼룩의 발생 등의 트러블이 발생하기 쉬워진다.
필름의 제 1 건조 롤 비접촉면에 분사하는 열풍의 온도는, 건조 효율, 건조의 균일성 등의 관점에서, 50 ℃ 이상 99 ℃ 이하인 것이 바람직하고, 70 ℃ 이상 98 ℃ 이하인 것이 보다 바람직하고, 80 ℃ 이상 95 ℃ 이하인 것이 더욱 바람직하다. 또한 필름의 제 1 건조 롤 비접촉면에 분사하는 열풍의 노점 온도는 10 ℃ 이상 15 ℃ 이하인 것이 바람직하다.
필름의 제 1 건조 롤 비접촉면에 열풍을 분사하기 위한 방식은 특별히 제한되지 않고, 풍속이나 온도가 균일한 열풍을 필름의 제 1 건조 롤 비접촉면, 바람직하게는 그 전체에 균일하게 분사할 수 있는 방식 모두를 채용할 수 있고, 그 중에서도 노즐 방식, 정류판 (整流板) 방식 또는 그것들을 조합한 방식 등이 바람직하게 채용된다. 필름의 제 1 건조 롤 비접촉면에 대한 열풍의 분사 방향은, 제 1 건조 롤 비접촉면에 대향하는 방향이어도 되고, 필름의 제 1 건조 롤 비접촉면의 원주 형상을 거의 따른 방향 (제 1 건조 롤의 롤 표면의 원주를 거의 따른 방향) 이어도 되고, 또는 그 이외의 방향이어도 된다.
또, 제 1 건조 롤 상에서의 필름 건조시에, 건조에 의해 필름으로부터 발생한 휘발분과 분사한 후의 열풍을 배기하는 것이 바람직하다. 배기 방법은 특별히 제한되지 않지만, 필름의 제 1 건조 롤 비접촉면에 분사하는 열풍의 풍속 편차 및 온도 편차가 발생하지 않는 배기 방법을 채용하는 것이 바람직하다.
제 1 건조 롤의 주속 (S1) 은, 건조의 균일성, 건조 속도 및 PVA 필름의 생산성 등의 관점에서, 5 m/분 이상 50 m/분 이하인 것이 바람직하고, 10 m/분 이상 45 m/분 이하인 것이 보다 바람직하고, 15 m/분 이상 40 m/분 이하인 것이 더욱 바람직하다. 제 1 건조 롤의 주속 (S1) 이 상기 하한 이상이면, 굴절률의 값을 저하시킬 수 있다. 한편, 제 1 건조 롤의 주속 (S1) 이 상기 상한 이하이면, 얻어지는 PVA 필름 두께의 균일성이 향상된다.
제 1 건조 롤 상에 막상으로 토출된 제막 원액은, 제 1 건조 롤 상에서 건조되고, 필름의 휘발분율 (제 1 건조 롤로부터 박리시킬 때의 필름의 휘발분율) 이, 바람직하게는 17 질량％ 이상 30 질량％ 이하, 보다 바람직하게는 17 질량％ 이상 29 질량％ 이하, 더욱 바람직하게는 18 질량％ 이상 28 질량％ 이하일 때에 제 1 건조 롤로부터 박리된다.
제 1 건조 롤 상에서 바람직하게는 휘발분율 17 질량％ 이상 30 질량％ 이하로까지 건조시킨 필름을 제 1 건조 롤로부터 박리시키고, 다음으로 필름의 제 1 건조 롤 비접촉면을 제 2 건조 롤에 대향시켜, 제 2 건조 롤로 필름을 건조시키는 것이 바람직하다.
제 1 건조 롤의 주속 (S1) 에 대한 제 2 건조 롤의 주속 (S2) 의 비 (S2/S1) 는, 1.000 이상 1.040 이하인 것이 바람직하다. 비 (S2/S1) 가 상기 범위 내에 있음으로써, 본 발명의 PVA 필름을 보다 원활하게 제조할 수 있다. 또 비 (S2/S1) 가 너무 지나치게 낮으면 제 1 건조 롤로부터의 필름의 박리 위치가 불균일해져, 폭 방향의 복굴절률 편차가 커지는 경향이 있다. 상기와 같은 관점에서, 비 (S2/S1) 는, 1.020 이상인 것이 바람직하고, 1.030 이상인 것이 보다 바람직하고, 또한 1.038 이하인 것이 바람직하다.
제 2 건조 롤로 건조시킨 PVA 필름은, 제 2 건조 롤로부터 박리시키고, 제막 장치에 설치한 건조 롤의 수 등에 따라, 제 3 건조 롤, 제 4 건조 롤, 제 5 건조 롤, … 등의 복수의 건조 롤에 의해 순차적으로 건조시키면 된다.
제 2 건조 롤로부터 최종 건조 롤까지의 각 건조 롤의 표면 온도는, 40 ℃ 이상인 것이 바람직하고, 45 ℃ 이상인 것이 보다 바람직하고, 50 ℃ 이상인 것이 더욱 바람직하고, 또한, 100 ℃ 미만인 것이 바람직하고, 98 ℃ 이하인 것이 보다 바람직하고, 96 ℃ 이하인 것이 더욱 바람직하고, 90 ℃ 미만이어도 된다.
또, 본 발명의 PVA 필름을 보다 원활하게 제조할 수 있고, 또한 주름의 발생을 보다 효과적으로 방지할 수 있기 때문에, 최종 건조 롤 (열처리 롤 직전에 위치하는 건조 롤) 의 표면 온도는, 60 ℃ 미만인 것이 바람직하고, 57 ℃ 미만인 것이 보다 바람직하다.
상기와 같이 하여 건조 롤에 의한 건조를 거친 필름에 대하여 복수의 열처리 롤에 의해 열처리를 실시한다. 여기서 PVA 필름을 제조하기 위한 본 발명의 방법에서는, 상기 복수의 열처리 롤 중 최상류측에 위치하는 열처리 롤 (X) 의 주속 (SX) 에 대한 최하류측에 위치하는 열처리 롤 (Y) 의 주속 (SY) 의 비 (SY/SX) 를 0.993 이상 0.997 이하로 한다. 비 (SY/SX) 가 상기 범위에서 벗어나면 본 발명의 PVA 필름을 얻는 것이 곤란해진다. 상기와 같은 관점에서, 비 (SY/SX) 는 0.994 이상인 것이 바람직하고, 0.995 이상인 것이 보다 바람직하고, 또한 0.996 이하인 것이 바람직하다.
열처리 롤의 표면 온도는 100 ℃ 이상이 바람직하고, 또한 140 ℃ 이하가 바람직하고, 130 ℃ 이하가 보다 바람직하고, 120 ℃ 이하가 더욱 바람직하다. 또, PVA 필름을 제조하기 위한 본 발명의 방법에 있어서, 표면 온도가 100 ℃ 이상인 롤을 열처리 롤로 하고, 표면 온도가 100 ℃ 미만인 롤을 건조 롤로 생각하면 된다.
PVA 필름을 제조하기 위한 본 발명의 방법에 있어서, 열처리 롤은, 열처리 롤 (X) 및 열처리 롤 (Y) 의 2 개만 존재하고 있어도 되고, 이들 열처리 롤 사이에 그 이외의 열처리 롤이 추가로 존재하고 있어도 된다.
열처리 롤에 의해 열처리를 실시할 때의 열처리 시간에 특별히 제한은 없지만, 본 발명의 PVA 필름을 보다 효율적으로 제조할 수 있기 때문에, 3 초 이상인 것이 바람직하고, 4 초 이상인 것이 보다 바람직하고, 5 초 이상인 것이 더욱 바람직하고, 또한, 120 초 이하인 것이 바람직하고, 90 초 이하인 것이 보다 바람직하고, 60 초 이하인 것이 더욱 바람직하다.
상기와 같이 하여 열처리가 실시된 필름은, 필요에 따라 추가로 조습 처리, 필름 양 단부 (귀부) 의 커트 등을 실시하여, 마지막으로 소정 길이로 롤상으로 권취함으로써 본 발명의 PVA 필름으로 할 수 있다.
상기한 일련의 처리에 의해 최종적으로 얻어지는 PVA 필름의 휘발분율은 1 질량％ 이상 5 질량％ 이하의 범위에 있는 것이 바람직하고, 2 질량％ 이상 4 질량％ 이하의 범위에 있는 것이 보다 바람직하다.
〔PVA 필름의 용도〕
본 발명의 PVA 필름의 용도로 특별히 제한은 없지만, 본 발명의 PVA 필름은 인장 신도가 높아서 연신성이 우수하기 때문에, 편광 필름이나 위상차 필름 등의 광학 필름 제조용의 원단 필름으로서 사용하는 것이 바람직하다. 이와 같은 광학 필름은, 예를 들어, 본 발명의 PVA 필름을 사용하여 1 축 연신 등의 처리를 실시함으로써 제조할 수 있다.
본 발명의 PVA 필름을 원단 필름으로서 사용하여 편광 필름을 제조할 때의 방법은 특별히 제한되지 않고, 종래부터 채용되어 온 어느 방법을 채용해도 된다. 이러한 방법으로는, 예를 들어, PVA 필름에 대하여 염색 및 1 축 연신을 실시하거나, 염료를 함유하는 PVA 필름에 대하여 1 축 연신을 실시하거나 하는 방법을 들 수 있다. 편광 필름을 제조하기 위한 보다 구체적인 방법으로는, 본 발명의 PVA 필름에 대하여 팽윤, 염색, 1 축 연신 및 필요에 따라 추가로 고정 처리, 건조 등을 실시하는 방법을 들 수 있다. 이 경우, 팽윤, 염색, 1 축 연신, 고정 처리 등의 각 처리의 순서는 특별히 제한되지 않고, 또한 1 개 또는 2 개 이상의 처리를 동시에 실시할 수도 있고, 예를 들어 1 축 연신 전에 염색을 실시해도 되고, 1 축 연신과 동시에 염색을 실시해도 되고, 1 축 연신 후에 염색을 실시해도 된다. 또한, 각 처리의 1 개 또는 2 개 이상을 2 회 또는 그 이상 실시할 수도 있다.
팽윤은, PVA 필름을 물에 침지시킴으로써 실시할 수 있다. 물에 침지시킬 때의 물의 온도로는 20 ℃ 이상 40 ℃ 이하의 범위 내인 것이 바람직하고, 22 ℃ 이상 38 ℃ 이하의 범위 내인 것이 보다 바람직하고, 25 ℃ 이상 35 ℃ 이하의 범위 내인 것이 더욱 바람직하다. 또한, 물에 침지시키는 시간으로는, 예를 들어, 0.1 분 이상 5 분 이하의 범위 내인 것이 바람직하고, 0.5 분 이상 3 분 이하의 범위 내인 것이 보다 바람직하다. 또, 물에 침지시킬 때의 물은 순수에 한정되지 않고, 각종 성분이 용해된 수용액이어도 되고, 물과 수성 매체의 혼합물이어도 된다.
염색에 사용하는 염료로서는, 요오드계 색소 또는 이색성 유기 염료 (예를 들어, DirectBlack 17, 19, 154 ; DirectBrown 44, 106, 195, 210, 223 ; DirectRed 2, 23, 28, 31, 37, 39, 79, 81, 240, 242, 247 ; DirectBlue 1, 15, 22, 78, 90, 98, 151, 168, 202, 236, 249, 270 ; DirectViolet 9, 12, 51, 98 ; DirectGreen 1, 85 ; DirectYellow 8, 12, 44, 86, 87 ; DirectOrange 26, 39, 106, 107 등의 이색성 염료) 등을 사용할 수 있다. 이들 염료는, 1 종을 단독으로 또는 2 종 이상을 조합하여 사용할 수 있다. 염색은, 통상, 상기 염료를 함유하는 용액 (염색욕) 중에 PVA 필름을 침지시킴으로써 실시할 수 있는데, 그 처리 조건이나 처리 방법은 특별히 제한되는 것은 아니다.
염료로서 요오드계 색소를 사용하는 경우, 요오드 및 요오드화 칼륨을 함유하는 용액을 염색욕에 사용하는 것이 일반적이다. 이 경우, 염색욕에 있어서의 요오드의 농도는, 0.01 질량％ 이상 0.5 질량％ 이하의 범위 내인 것이 바람직하고, 요오드화 칼륨의 농도는 0.01 질량％ 이상 10 질량％ 이하의 범위 내인 것이 바람직하다. 또, 염료로서 이색성 유기 염료를 사용하는 경우에는, 염색욕에 있어서의 이색성 유기 염료의 농도는, 0.1 질량％ 이상 5 질량％ 이하의 범위 내인 것이 바람직하다. 염색욕의 온도는 20 ℃ 이상 50 ℃ 이하, 특히 25 ℃ 이상 40 ℃ 이하로 하는 것이 바람직하다.
1 축 연신은, 습식 연신법 또는 건열 연신법 중 어느 것으로 실시해도 된다. 습식 연신법의 경우에는 붕산을 함유하는 수용액 중에서 실시할 수도 있고, 상기한 염색욕 중이나 후술하는 고정 처리욕 중에서 실시할 수도 있다. 또한 건열 연신법의 경우에는 흡수 후의 PVA 필름을 사용하여 공기 중에서 실시할 수 있다. 이들 중에서도, 습식 연신법이 바람직하고, 붕산을 함유하는 수용액 중에서 1 축 연신하는 것이 보다 바람직하다. 붕산 수용액 중에 있어서의 붕산의 농도는 0.5 질량％ 이상 6.0 질량％ 이하의 범위 내인 것이 바람직하고, 1.0 질량％ 이상 5.0 질량％ 이하의 범위 내인 것이 보다 바람직하고, 1.5 질량％ 이상 4.0 질량％ 이하의 범위 내인 것이 더욱 바람직하다. 또한, 붕산 수용액은 요오드화 칼륨을 함유해도 되고, 그 농도는 0.01 질량％ 이상 10 질량％ 이하의 범위 내로 하는 것이 바람직하다. 1 축 연신은 PVA 필름의 흐름 방향으로 실시하는 것이 바람직하다.
1 축 연신에 있어서의 연신 온도는 특별히 한정되지 않지만, 습식 연신법의 경우에는, 30 ℃ 이상 90 ℃ 이하의 범위 내인 것이 바람직하고, 40 ℃ 이상 70 ℃ 이하의 범위 내인 것이 보다 바람직하고, 45 ℃ 이상 65 ℃ 이하의 범위 내인 것이 더욱 바람직하고, 건열 연신법의 경우에는, 50 ℃ 이상 180 ℃ 이하의 범위 내인 것이 바람직하다.
1 축 연신의 연신 배율 (다단으로 1 축 연신을 실시하는 경우에는 합계의 연신 배율) 은, 편광 성능의 관점에서 필름이 절단되기 직전까지 가능한 한 연신하는 것이 바람직하고, 구체적으로는 4 배 이상인 것이 바람직하고, 5 배 이상인 것이 보다 바람직하고, 5.5 배 이상인 것이 더욱 바람직하다. 연신 배율의 상한은 필름이 파단되지 않는 한 특별히 제한은 없지만, 균일한 연신을 실시하기 위해서는 8.0 배 이하인 것이 바람직하다.
연신 후 필름 (편광 필름) 의 두께는, 5 ㎛ 이상 35 ㎛ 이하, 특히 20 ㎛ 이상 30 ㎛ 이하인 것이 바람직하다.
편광 필름의 제조시에는, 1 축 연신된 필름으로의 염료의 흡착을 강고하게 하기 위해, 고정 처리를 실시하는 경우가 많다. 고정 처리로는, 붕산 및/또는 붕소 화합물을 첨가한 고정 처리욕 중에 필름을 침지시키는 방법이 일반적으로 널리 채용되고 있다. 그 때, 필요에 따라 고정 처리욕 중에 요오드 화합물을 첨가해도 된다.
1 축 연신, 또는 1 축 연신과 고정 처리를 실시한 필름을 이어서 건조시키는 것이 바람직하다. 건조의 온도는 30 ℃ 이상 150 ℃ 이하, 특히 50 ℃ 이상 140 ℃ 이하인 것이 바람직하다. 건조의 온도가 지나치게 낮으면, 얻어지는 편광 필름의 치수 안정성이 저하되기 쉬워지고, 한편, 지나치게 높으면 염료의 분해 등에 수반되는 편광 성능의 저하가 발생되기 쉬워진다.
이상과 같이 하여 얻어진 편광 필름의 양면 또는 편면에, 광학적으로 투명하고 또한 기계적 강도를 갖는 보호 필름을 첩합 (貼合) 시켜 편광판으로 할 수 있다. 그 경우의 보호 필름으로는, 삼아세트산셀룰로오스 (TAC) 필름, 시클로올레핀폴리머 (COP) 필름, 아세트산·부티르산셀룰로오스 (CAB) 필름, 아크릴계 필름, 폴리에스테르계 필름, 폴리프로필렌계 필름, 노르보르넨계 수지 필름 등이 사용된다. 또한, 보호 필름을 첩합시키기 위한 접착제로서는, PVA 계 접착제, 아크릴레이트계 접착제, 우레탄계 접착제 등이 일반적으로 사용되고 있고, 그 중에서도 PVA 계 접착제가 바람직하게 사용된다.
이상과 같이 하여 얻어진 편광판은, 아크릴계 등의 점착제를 피복한 후, 유리 기판에 첩합시켜 액정 디스플레이 장치의 부품으로서 사용할 수 있다. 편광판을 유리 기판에 첩합시킬 때에 위상차 필름, 시야각 향상 필름, 휘도 향상 필름 등을 추가로 첩합시켜도 된다.
실시예
이하, 실시예에 의해 본 발명을 더 상세하게 설명하는데, 본 발명은 이들 실시예에 의해 전혀 한정되는 것은 아니다. 또, 이하의 실시예 및 비교예에 있어서 채용된, PVA 필름의 표면에 있어서의 흐름 방향의 굴절률의 측정 방법 및 PVA 필름의 인장 신도의 측정 방법을 이하에 나타낸다.
[PVA 필름의 굴절률]
이하의 실시예 또는 비교예에서 얻어진 PVA 필름을 23 ℃ 50 ％RH 의 환경하에서 7 일간 조습을 실시하고, 그 후, 동일한 환경하에서 Metricon 사 제조의 프리즘 커플러 장치 (Model 2010/M) 를 사용하여, 파장 532 nm 의 레이저광을 당해 프리즘 커플러 장치의 프리즘에 의해 PVA 필름의 필름면에 대하여 수직인 방향으로부터 필름의 폭 방향으로 경사진 방향의 광으로 하고, 이것을 입사광으로 하여 당해 PVA 필름의 일방 면에 쬐어 그 반사광으로부터 그 면에 있어서의 굴절률 (당해 표면에 의거하는 굴절률) 을 얻었다. PVA 필름의 타방 면에 대해서도 동일하게 하여 굴절률을 얻었다. 얻어진 2 개의 굴절률의 값에 대해서, A ≥ B 의 관계를 만족시키도록 각각 A 및 B 로 하였다.
[PVA 필름의 인장 신도]
이하의 실시예 또는 비교예에서 얻어진 PVA 필름을 20 ℃ 65 ％RH 의 환경하에서 24 시간 보관하여 조습 처리를 실시하고, 그 후 동일한 환경하에서, 시마즈 제작소사 제조의 오토 그래프를 사용하여 인장 시험을 실시하였다. 또, PVA 필름 샘플의 폭은 15 mm 로 하고, 그리퍼 간 거리는 30 mm 로 하고, 인장 속도는 500 mm/분으로 하고, 인장 방향은 PVA 필름의 흐름 방향으로 하였다. 당해 인장 시험에 있어서, PVA 필름이 파단되었을 때의 그리퍼 간 거리를, 원래의 그리퍼 간 거리 (30 mm) 로 나누어, 인장 신도 (％) 로 하고, 10 회 측정한 평균값으로 평가하였다.
[실시예 1]
아세트산비닐의 단독 중합체를 비누화시킴으로써 얻어진 PVA (비누화도 99.9 몰％, 중합도 2,400) 100 질량부, 글리세린 12 질량부, 라우르산디에탄올아미드 0.1 질량부 및 물로 이루어지는 휘발분율 66 질량％ 의 제막 원액을 T 다이로부터 제 1 건조 롤 (표면 온도 90 ℃, 주속 (S1) 13.5 m/분) 상에 막상으로 토출하고, 제 1 건조 롤 상에서, 제 1 건조 롤 비접촉면의 전체에 90 ℃ 의 열풍을 5 m/초의 풍속으로 분사하면서 부분 건조시켰다. 이어서 제 1 건조 롤로부터 박리시키고, 제 1 건조 롤 비접촉면이 제 2 건조 롤에 대향하도록 추가로 건조를 실시하였다. 이 때, 제 1 건조 롤의 주속 (S1) 에 대한 제 2 건조 롤의 주속 (S2) 의 비 (S2/S1) 는 1.035 였다. 계속해서, 필름의 표면과 이면이 각 건조 롤에 교대로 대향하도록 제 3 건조 롤 이후의 건조 롤로 추가로 건조를 실시하였다. 또, 제 2 건조 롤로부터 최종 건조 롤 직전에 위치하는 건조 롤까지의 건조 롤의 표면 온도는 약 85 ℃ 이며, 최종 건조 롤의 표면 온도는 55 ℃ 였다.
그 후에, 표면 온도 104 ℃ 의 열처리 롤 (X) 과 그것에 이어지는 표면 온도 109 ℃ 의 열처리 롤 (Y) 로 열처리를 실시한 후, 권취하여 장척의 PVA 필름 (두께 60 ㎛, 폭 3 m) 을 얻었다. 여기서, 열처리 롤 (X) 의 주속 (SX) 에 대한 열처리 롤 (Y) 의 주속 (SY) 의 비 (SY/SX) 는 0.995 였다.
얻어진 PVA 필름에 있어서의 필름면에 대하여 수직인 방향으로부터 필름의 폭 방향으로 경사진 방향의 입사광에 의해 측정된 상기 굴절률은, 일방 면에 있어서 1.529 이고, 타방 면에 있어서 1.529 였다 (A＝B＝1.529, A＋B＝3.058). 또한, 얻어진 PVA 필름의 인장 신도를 측정한 결과 438 ％ 였다.
[실시예 2]
아세트산비닐의 단독 중합체를 비누화시킴으로써 얻어진 PVA (비누화도 99.9 몰％, 중합도 2,400) 100 질량부, 글리세린 12 질량부, 라우르산디에탄올아미드 0.1 질량부 및 물로 이루어지는 휘발분율 66 질량％ 의 제막 원액을 T 다이로부터 제 1 건조 롤 (표면 온도 90 ℃, 주속 (S1) 13.5 m/분) 상에 막상으로 토출하고, 제 1 건조 롤 상에서, 제 1 건조 롤 비접촉면의 전체에 90 ℃ 의 열풍을 5 m/초의 풍속으로 분사하면서 부분 건조시켰다.
이어서 제 1 건조 롤로부터 박리시키고, 제 1 건조 롤 비접촉면이 제 2 건조 롤에 대향하도록 추가로 건조를 실시하였다. 이 때, 제 1 건조 롤의 주속 (S1) 에 대한 제 2 건조 롤의 주속 (S2) 의 비 (S2/S1) 는 1.035 였다. 계속해서, 필름의 표면과 이면이 각 건조 롤에 교대로 대향하도록 제 3 건조 롤 이후의 건조 롤로 추가로 건조를 실시하였다. 또, 제 2 건조 롤로부터 최종 건조 롤 직전에 위치하는 건조 롤까지의 건조 롤의 표면 온도는 약 85 ℃ 이며, 최종 건조 롤의 표면 온도는 50 ℃ 였다.
그 후에, 표면 온도 101 ℃ 의 열처리 롤 (X) 과 그것에 이어지는 표면 온도 107 ℃ 의 열처리 롤 (Y) 로 열처리를 실시한 후, 권취하여 장척의 PVA 필름 (두께 60 ㎛, 폭 3 m) 을 얻었다. 여기서, 열처리 롤 (X) 의 주속 (SX) 에 대한 열처리 롤 (Y) 의 주속 (SY) 의 비 (SY/SX) 는 0.995 였다.
얻어진 PVA 필름에 있어서의 필름면에 대하여 수직인 방향으로부터 필름의 폭 방향으로 경사진 방향의 입사광에 의해 측정된 상기 굴절률은, 일방 면에 있어서 1.530 이고, 타방 면에 있어서 1.528 이었다 (A＝1.530, B＝1.528, A＋B＝3.058). 또한, 얻어진 PVA 필름의 인장 신도를 측정한 결과 437 ％ 였다.
[실시예 3]
아세트산비닐의 단독 중합체를 비누화시킴으로써 얻어진 PVA (비누화도 99.9 몰％, 중합도 2,400) 100 질량부, 글리세린 12 질량부, 라우르산디에탄올아미드 0.1 질량부 및 물로 이루어지는 휘발분율 66 질량％ 의 제막 원액을 T 다이로부터 제 1 건조 롤 (표면 온도 90 ℃, 주속 (S1) 13.5 m/분) 상에 막상으로 토출하고, 제 1 건조 롤 상에서, 제 1 건조 롤 비접촉면의 전체에 90 ℃ 의 열풍을 5 m/초의 풍속으로 분사하면서 부분 건조시켰다.
이어서 제 1 건조 롤로부터 박리시키고, 제 1 건조 롤 비접촉면이 제 2 건조 롤에 대향하도록 추가로 건조를 실시하였다. 이 때, 제 1 건조 롤의 주속 (S1) 에 대한 제 2 건조 롤의 주속 (S2) 의 비 (S2/S1) 는 1.035 였다. 계속해서, 필름의 표면과 이면이 각 건조 롤에 교대로 대향하도록 제 3 건조 롤 이후의 건조 롤로 추가로 건조를 실시하였다. 또, 제 2 건조 롤로부터 최종 건조 롤 직전에 위치하는 건조 롤까지의 건조 롤의 표면 온도는 약 85 ℃ 이며, 최종 건조 롤의 표면 온도는 50 ℃ 였다.
그 후에, 표면 온도 104 ℃ 의 열처리 롤 (X) 과 그것에 이어지는 표면 온도 109 ℃ 의 열처리 롤 (Y) 로 열처리를 실시한 후, 권취하여 장척의 PVA 필름 (두께 60 ㎛, 폭 3 m) 을 얻었다. 여기서, 열처리 롤 (X) 의 주속 (SX) 에 대한 열처리 롤 (Y) 의 주속 (SY) 의 비 (SY/SX) 는 0.997 이었다.
얻어진 PVA 필름에 있어서의 필름면에 대하여 수직인 방향으로부터 필름의 폭 방향으로 경사진 방향의 입사광에 의해 측정된 상기 굴절률은, 일방 면에 있어서 1.530 이고, 타방 면에 있어서 1.529 였다 (A＝1.530, B＝1.529, A＋B＝3.059). 또한, 얻어진 PVA 필름의 인장 신도를 측정한 결과 435 ％ 였다.
[비교예 1]
아세트산비닐의 단독 중합체를 비누화시킴으로써 얻어진 PVA (비누화도 99.9 몰％, 중합도 2,400) 100 질량부, 글리세린 12 질량부, 라우르산디에탄올아미드 0.1 질량부 및 물로 이루어지는 휘발분율 66 질량％ 의 제막 원액을 T 다이로부터 제 1 건조 롤 (표면 온도 90 ℃, 주속 (S1) 13 m/분) 상에 막상으로 토출하고, 제 1 건조 롤 상에서, 제 1 건조 롤 비접촉면의 전체에 90 ℃ 의 열풍을 5 m/초의 풍속으로 분사하면서 부분 건조시켰다.
이어서 제 1 건조 롤로부터 박리시키고, 제 1 건조 롤 비접촉면이 제 2 건조 롤에 대향하도록 추가로 건조를 실시하였다. 이 때, 제 1 건조 롤의 주속 (S1) 에 대한 제 2 건조 롤의 주속 (S2) 의 비 (S2/S1) 는 1.050 이었다. 계속해서, 필름의 표면과 이면이 각 건조 롤에 교대로 대향하도록 제 3 건조 롤 이후의 건조 롤로 추가로 건조를 실시하였다. 또, 제 2 건조 롤로부터 최종 건조 롤 직전에 위치하는 건조 롤까지의 건조 롤의 표면 온도는 약 85 ℃ 이며, 최종 건조 롤의 표면 온도는 60 ℃ 였다.
그 후에, 표면 온도 102 ℃ 의 열처리 롤 (X) 과 그것에 이어지는 표면 온도 107 ℃ 의 열처리 롤 (Y) 로 열처리를 실시한 후, 권취하여 장척의 PVA 필름 (두께 60 ㎛, 폭 3 m) 을 얻었다. 여기서, 열처리 롤 (X) 의 주속 (SX) 에 대한 열처리 롤 (Y) 의 주속 (SY) 의 비 (SY/SX) 는 1.000 이었다.
얻어진 PVA 필름에 있어서의 필름면에 대하여 수직인 방향으로부터 필름의 폭 방향으로 경사진 방향의 입사광에 의해 측정된 상기 굴절률은, 일방 면에 있어서 1.531 이고, 타방 면에 있어서 1.530 이었다 (A＝1.531, B＝1.530, A＋B＝3.061). 또한, 얻어진 PVA 필름의 인장 신도를 측정한 결과 415 ％ 였다.
[비교예 2]
아세트산비닐의 단독 중합체를 비누화시킴으로써 얻어진 PVA (비누화도 99.9 몰％, 중합도 2,400) 100 질량부, 글리세린 12 질량부, 라우르산디에탄올아미드 0.1 질량부 및 물로 이루어지는 휘발분율 66 질량％ 의 제막 원액을 T 다이로부터 제 1 건조 롤 (표면 온도 90 ℃, 주속 (S1) 15.5 m/분) 상에 막상으로 토출하고, 제 1 건조 롤 상에서, 제 1 건조 롤 비접촉면의 전체에 90 ℃ 의 열풍을 5 m/초의 풍속으로 분사하면서 부분 건조시켰다.
이어서 제 1 건조 롤로부터 박리시키고, 제 1 건조 롤 비접촉면이 제 2 건조 롤에 대향하도록 추가로 건조를 실시하였다. 이 때, 제 1 건조 롤의 주속 (S1) 에 대한 제 2 건조 롤의 주속 (S2) 의 비 (S2/S1) 는 1.050 이었다. 계속해서, 필름의 표면과 이면이 각 건조 롤에 교대로 대향하도록 제 3 건조 롤 이후의 건조 롤로 추가로 건조를 실시하였다. 또, 제 2 건조 롤로부터 최종 건조 롤 직전에 위치하는 건조 롤까지의 건조 롤의 표면 온도는 약 85 ℃ 이며, 최종 건조 롤의 표면 온도는 72 ℃ 였다.
그 후에, 표면 온도 108 ℃ 의 열처리 롤 (X) 과 그것에 이어지는 표면 온도 114 ℃ 의 열처리 롤 (Y) 로 열처리를 실시한 후, 권취하여 장척의 PVA 필름 (두께 60 ㎛, 폭 3 m) 을 얻었다. 여기서, 열처리 롤 (X) 의 주속 (SX) 에 대한 열처리 롤 (Y) 의 주속 (SY) 의 비 (SY/SX) 는 0.998 이었다.
얻어진 PVA 필름에 있어서의 필름면에 대하여 수직인 방향으로부터 필름의 폭 방향으로 경사진 방향의 입사광에 의해 측정된 상기 굴절률은, 일방 면에 있어서 1.531 이고, 타방 면에 있어서 1.529 였다 (A＝1.531, B＝1.529, A＋B＝3.060). 또한, 얻어진 PVA 필름의 인장 신도를 측정한 결과 431 ％ 였다.

Claims (10)

  1. 폴리비닐알코올 필름의 필름면에 대하여 수직인 방향으로부터 필름의 폭 방향으로 경사진 방향의 입사광에 의해 당해 폴리비닐알코올 필름의 각 면에 있어서의 굴절률을 측정하여, 일방 면에 있어서의 굴절률을 A 로 하고, 타방 면에 있어서의 굴절률을 B 로 했을 때에 (단, A ≥ B 이다), A 가 1.524 이상 1.530 이하인, 폴리비닐알코올 필름.
  2. 제 1 항에 있어서,
    A 가 1.526 이상 1.530 이하인, 폴리비닐알코올 필름.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    A＋B 가 3.050 이상 3.060 이하인, 폴리비닐알코올 필름.
  4. 회전축이 서로 평행한 건조 롤과 열처리 롤을 구비하는 제막 장치를 사용하고, 당해 건조 롤 중 최상류측에 위치하는 제 1 건조 롤 상에 폴리비닐알코올을 포함하는 제막 원액을 막상으로 토출하여 부분 건조시킨 후에 그것에 이어지는 제 2 건조 롤 이후의 건조 롤로 추가로 건조시키고, 그 후, 복수의 열처리 롤로 열처리하여 폴리비닐알코올 필름을 제조하고, 여기서, 당해 열처리 롤 중 최상류측에 위치하는 열처리 롤 (X) 의 주속 (SX) 에 대한 최하류측에 위치하는 열처리 롤 (Y) 의 주속 (SY) 의 비 (SY/SX) 를 0.993 이상 0.997 이하로 하는, 폴리비닐알코올 필름의 제조 방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    제 1 건조 롤의 주속 (S1) 에 대한 제 2 건조 롤의 주속 (S2) 의 비 (S2/S1) 를 1.000 이상 1.040 이하로 하는, 폴리비닐알코올 필름의 제조 방법.
  6. 제 4 항 또는 제 5 항에 있어서,
    최종 건조 롤의 표면 온도를 60 ℃ 미만으로 하는, 폴리비닐알코올 필름의 제조 방법.
  7. 제 1 항 또는 제 2 항에 기재된 폴리비닐알코올 필름으로부터 제조한 광학 필름.
  8. 제 7 항에 있어서,
    편광 필름인, 광학 필름.
  9. 제 1 항 또는 제 2 항에 기재된 폴리비닐알코올 필름을 사용하여 1 축 연신하는 공정을 갖는, 광학 필름의 제조 방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    편광 필름의 제조 방법인, 광학 필름의 제조 방법.
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