KR102565519B1

KR102565519B1 - 원단 필름, 연신 광학 필름의 제조 방법, 및 연신 광학 필름

Info

Publication number: KR102565519B1
Application number: KR1020197038698A
Authority: KR
Inventors: 와타루 오하시; 마사히로 가와사키; 다카노리 이소자키; 게이지 구보
Original assignee: 주식회사 쿠라레
Priority date: 2017-06-21
Filing date: 2018-06-07
Publication date: 2023-08-09
Also published as: KR20200016293A; CN110741292B; JPWO2018235610A1; CN110741292A; TW201905050A; TWI667271B; JP7093350B2; WO2018235610A1

Abstract

박형이며, 찢어짐 강도가 크고, 광학 특성이 우수한 연신 광학 필름을 얻을 수 있는 원단 필름, 그리고 박형이며, 찢어짐 강도가 크고, 광학 특성이 우수한 연신 광학 필름, 및 이와 같은 연신 광학 필름의 제조 방법을 제공한다.
본 발명은, 평균 두께가 45 ㎛ 이하이고, 주성분인 비닐알코올계 중합체와, 평균 입경이 25 ㎚ 이상 150 ㎚ 이하인 수지 입자를 함유하고, 상기 수지 입자의 함유량이 1 질량％ 이상 25 질량％ 이하인 연신 광학 필름 제조용의 원단 필름이다.

Description

원단 필름, 연신 광학 필름의 제조 방법, 및 연신 광학 필름

본 발명은, 원단 필름, 연신 광학 필름의 제조 방법, 및 연신 광학 필름에 관한 것이다.

광의 투과 및 차폐 기능을 갖는 편광판은, 광의 편광 상태를 변화시키는 액정과 함께, 액정 디스플레이 (LCD) 의 기본적인 구성 요소이다. 대다수의 편광판은, 편광 필름의 퇴색을 방지하거나, 편광 필름의 수축을 방지하거나 하기 위해, 편광 필름의 표면에 삼아세트산셀룰로오스 (TAC) 필름 등의 보호막이 첩합 (貼合) 된 구조를 가지고 있다. 편광판을 구성하는 편광 필름으로는, 비닐알코올계 중합체 필름 (이하, 「비닐알코올계 중합체」를 「PVA」라고 칭하는 경우가 있다.) 을 1 축 연신하여 이루어지는 연신 필름에 요오드계 색소 (I₃ ^- 나 I₅ ^- 등) 가 흡착되어 있는 것이 주류를 이루고 있다.

LCD 는, 전자식 탁상 계산기 및 손목 시계 등의 소형 기기, 스마트폰, 노트 PC, 액정 모니터, 액정 컬러 프로젝터, 액정 텔레비전, 차재용 내비게이션 시스템, 옥내외에서 사용되는 계측 기기 등, 광범위한 용도에 있어서 사용되고 있다. 이 중에서도 스마트폰, 노트 PC, 액정 텔레비전, 차재용 내비게이션 시스템 등의 용도에 있어서는, 높은 편광 성능을 갖는 편광 필름이 요구되고 있고, 예를 들어 스마트폰에서는 투과율 42 ％ 일 때에 편광도 99.99 ％ 이상의 높은 편광 성능이 필요하다고 여겨지고 있다. 또, 최근에는 박형·경량화가 요구되어 있고, 편광 필름에 대해서도 박형화가 요구되고 있다. 그러나, 박형의 편광 필름은 찢어짐 강도가 작아 찢어지기 쉽다. 그 때문에, 편광 필름에 보호막을 첩합할 때 등에 편광 필름이 찢어지고, 제조 수율이 저하된다는 문제를 갖는다. 그래서, 박형이며, 찢어짐 강도가 크고, 광학 특성으로서의 편광 성능이 높은 편광 필름이 요구되고 있다. 또, 위상차 필름 등, 편광 필름 이외의 연신 광학 필름에 있어서도, 마찬가지로 박형이며, 찢어짐 강도가 크고, 또한 광학 특성이 높을 것이 요구되고 있다.

편광 성능이 높은 편광 필름의 제조 방법이나, 찢어짐을 방지하는 편광 필름의 제조 방법으로는, 이하의 특허문헌 1 및 특허문헌 2 에 기재된 방법이 알려져 있다.

일본 공개특허공보 2013-101301호 일본 공개특허공보 2011-248293호

특허문헌 1 에서는, 수용성 산화 방지제를 사용하여, PVA 필름에 과잉으로 흡착한 요오드를 제거함으로써 편광 성능이 높은 편광 필름을 얻고 있다. 그러나, 본 발명자들이 박형의 편광 필름에 특허문헌 1 의 방법을 적용한 결과, 찢어짐 강도가 작아, 편광 필름이 찢어지기 쉽다는 결점이 확인되었다.

특허문헌 2 에서는, 기재 필름 상에 PVA 의 층을 형성하고 나서 연신함으로써, 박형의 편광 필름을 제조하고 있다. 그러나, 특허문헌 2 의 방법으로는, 편광 필름의 찢어짐 강도를 크게 하는 효과가 불충분하였다.

또, 편광 필름의 연신 배율을 낮게 하면 찢어짐 강도를 크게 할 수 있지만, 편광 성능이 저하되기 때문에 바람직하지 않다.

본 발명은, 이상과 같은 사정에 기초하여 이루어진 것으로서, 그 목적은, 박형이며, 찢어짐 강도가 크고, 광학 특성이 우수한 연신 광학 필름을 얻을 수 있는 원단 필름, 그리고 박형이며, 찢어짐 강도가 크고, 광학 특성이 우수한 연신 광학 필름, 및 이와 같은 연신 광학 필름의 제조 방법을 제공하는 것이다.

본 발명자들이 상기의 목적을 달성하기 위해 예의 검토를 거듭한 결과, PVA 와 미세한 수지 입자를 포함하는 원단 필름을 사용하면, 상기 과제가 해결되는 것을 알아내고, 이 지견에 기초하여 더욱 검토를 거듭하여 본 발명을 완성시켰다.

즉, 상기 과제를 해결하기 위해 이루어진 발명은, 이하와 같다.

[1] 평균 두께가 45 ㎛ 이하이고, 주성분인 비닐알코올계 중합체와, 평균 입경이 25 ㎚ 이상 150 ㎚ 이하인 수지 입자를 함유하고, 상기 수지 입자의 함유량이 1 질량％ 이상 25 질량％ 이하인 연신 광학 필름 제조용의 원단 필름.

[2] 상기 수지 입자가 중합체를 함유하고, 상기 중합체가, 하이드록시기를 포함하는 기를 갖는 구조 단위를 구비하는 [1] 의 원단 필름.

[3] [1] 또는 [2] 의 원단 필름을 연신하는 공정을 구비하는 연신 광학 필름의 제조 방법.

[4] 평균 두께가 20 ㎛ 이하이고, 주성분인 비닐알코올계 중합체와, 평균 입경이 25 ㎚ 이상 150 ㎚ 이하인 수지 입자를 함유하고, 상기 수지 입자의 함유량이 1 질량％ 이상 25 질량％ 이하인 연신 광학 필름.

본 발명에 의하면, 박형이며, 찢어짐 강도가 크고, 광학 특성이 우수한 연신 광학 필름을 얻을 수 있는 원단 필름, 그리고 박형이며, 찢어짐 강도가 크고, 광학 특성이 우수한 연신 광학 필름, 및 이와 같은 연신 광학 필름의 제조 방법을 제공할 수 있다.

＜원단 필름＞

본 발명의 일 실시형태에 관련된 원단 필름은, 연신 광학 필름의 제조에 사용되는 필름이다. 즉, 당해 원단 필름은, 편광 필름이나 위상차 필름 등의 연신 광학 필름의 재료가 되는 필름이다. 당해 원단 필름을 연신함으로써, 연신 광학 필름이 얻어진다.

당해 원단 필름은, 단층 필름이어도 되고, 다층 필름 (적층체) 이어도 된다. 다층 필름의 형태로는, 예를 들어 열가소성 수지 필름 상에 코트법 등에 의해 형성된 PVA 층을 갖는 필름 등을 들 수 있다. 본 발명의 효과가 한층 더 현저하게 발휘되는 점, 적층 (코트 등) 작업의 번잡함, 열가소성 수지 필름의 비용 등의 관점에서 단층 필름인 것이 바람직하다.

(평균 두께)

당해 원단 필름의 평균 두께의 상한은, 45 ㎛ 이고, 40 ㎛ 가 바람직하고, 35 ㎛ 가 보다 바람직하고, 30 ㎛ 가 더욱 바람직하다. 당해 원단 필름의 평균 두께가 상기 상한 이하임으로써, 박형의 연신 광학 필름을 얻을 수 있다. 한편, 이 평균 두께의 하한으로는, 5 ㎛ 가 바람직하고, 10 ㎛ 가 보다 바람직하고, 15 ㎛ 가 더욱 바람직하고, 20 ㎛ 가 더욱더 바람직하다. 당해 원단 필름의 평균 두께가 상기 하한 이상임으로써, 얻어지는 연신 광학 필름의 찢어짐 강도를 보다 크게 할 수 있다.

(PVA)

당해 원단 필름은, 주성분으로서 PVA (비닐알코올계 중합체) 를 함유한다. 또한, 주성분이란, 질량 기준으로 가장 함유량이 큰 성분을 말한다 (이하 동일). PVA 는, 비닐알코올 단위 (-CH₂-CH(OH)-) 를 구조 단위로서 갖는 중합체이다. PVA 는, 비닐알코올 단위 외에, 비닐에스테르 단위나 그 밖의 단위를 가지고 있어도 된다.

PVA 의 제조 방법은 특별히 한정되지 않는다. 예를 들어, (1) 비닐에스테르계 중합체를 얻는 공정, 및 (2) 얻어진 비닐에스테르계 중합체를 비누화하는, 즉 비닐에스테르계 중합체의 비닐에스테르 단위를 비닐알코올 단위로 변환하는 공정에 의해, PVA 를 제조할 수 있다.

비닐에스테르계 중합체는, 비닐에스테르계 단량체만으로 이루어지는 단독 중합체여도 되고, 비닐에스테르계 단량체와, 이것과 공중합 가능한 다른 단량체와의 공중합체여도 된다.

비닐에스테르계 단량체는, 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어 포름산비닐, 아세트산비닐, 프로피온산비닐, 부티르산비닐, 이소부티르산비닐, 피발산비닐, 버사틱산비닐, 카프로산비닐, 카프릴산비닐, 카프르산비닐, 라우르산비닐, 팔미트산비닐, 스테아르산비닐, 올레산비닐, 벤조산비닐 등을 들 수 있다. 경제적 관점에서는, 이들 중에서도, 아세트산비닐이 바람직하다.

비닐에스테르계 단량체와 공중합 가능한 단량체로는, 예를 들어

에틸렌, 프로필렌, 1-부텐, 이소부텐 등의 탄소수 2 ∼ 30 의 α-올레핀 ;

(메트)아크릴산 또는 그 염 ;

(메트)아크릴산메틸, (메트)아크릴산에틸, (메트)아크릴산n-프로필, (메트)아크릴산i-프로필, (메트)아크릴산n-부틸, (메트)아크릴산i-부틸, (메트)아크릴산t-부틸, (메트)아크릴산2-에틸헥실, (메트)아크릴산도데실, (메트)아크릴산옥타데실 등의 (메트)아크릴산에스테르 ;

(메트)아크릴아미드 ;

N-메틸(메트)아크릴아미드, N-에틸(메트)아크릴아미드, N,N-디메틸(메트)아크릴아미드, 디아세톤(메트)아크릴아미드, (메트)아크릴아미드프로판술폰산 또는 그 염, (메트)아크릴아미드프로필디메틸아민 또는 그 염, N-메틸올(메트)아크릴아미드 또는 그 유도체 등의 (메트)아크릴아미드 유도체 ;

N-비닐포름아미드, N-비닐아세트아미드, N-비닐피롤리돈 등의 N-비닐아미드 ;

메틸비닐에테르, 에틸비닐에테르, n-프로필비닐에테르, i-프로필비닐에테르, n-부틸비닐에테르, i-부틸비닐에테르, t-부틸비닐에테르, 도데실비닐에테르, 스테아릴비닐에테르 등의 비닐에테르 ;

(메트)아크릴로니트릴 등의 시안화비닐 ;

염화비닐, 염화비닐리덴, 불화비닐, 불화비닐리덴 등의 할로겐화비닐 ;

아세트산알릴, 염화알릴 등의 알릴 화합물 ;

말레산, 또는 그 염, 에스테르 혹은 산 무수물 ;

이타콘산, 또는 그 염, 에스테르 혹은 산 무수물 ;

비닐트리메톡시실란 등의 비닐실릴 화합물 ;

불포화 술폰산 등을 들 수 있다.

비닐에스테르계 공중합체는, 상기 다른 단량체의 1 종 또는 2 종 이상에서 유래하는 구조 단위를 가질 수 있다. 상기 다른 단량체는, 비닐에스테르계 단량체를 중합 반응에 제공할 때, 중합계 내에 미리 존재시켜 두거나, 혹은, 중합 반응의 진행 중에 계 내에 첨가하거나 하여 사용할 수 있다.

또한, 상기 다른 단량체 중에서도, α-올레핀이 바람직하고, 에틸렌이 보다 바람직하다. α-올레핀 단위를 포함하는 경우, 연신성이 향상됨과 함께 보다 높은 온도에서 연신할 수 있고, 연신 광학 필름 제조시에 연신 끊김 등의 트러블의 발생이 저감되고, 연신 광학 필름의 생산성이 한층 더 향상된다. PVA 가 α-올레핀 단위를 포함하는 경우, α-올레핀 단위의 함유율의 하한은, 전체 구조 단위에 대하여 1 몰％ 가 바람직하고, 2 몰％ 가 보다 바람직하다. 한편, 이 함유율의 상한은, 4 몰％ 가 바람직하고, 3 몰％ 가 보다 바람직하다. α-올레핀 단위의 함유량이 상기 범위임으로써, 상기 서술한 연신성 등을 보다 효과적으로 발현할 수 있다.

비닐에스테르계 단량체를 중합할 때의 중합 방식은, 회분 중합, 반회분 중합, 연속 중합, 반연속 중합 등의 어느 방식이어도 된다. 또, 중합 방법으로는, 괴상 중합법, 용액 중합법, 현탁 중합법, 유화 중합법 등의 공지된 방법을 적용할 수 있다. 통상, 무용매로 중합을 진행시키는 괴상 중합법, 또는 알코올 등의 용매 중에서 중합을 진행시키는 용액 중합법이 채용된다. 고중합도의 비닐에스테르계 공중합체를 얻는 경우에는, 유화 중합법도 바람직하다. 용액 중합법의 용매는 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어 알코올이다. 용액 중합법의 용매에 사용되는 알코올로는, 예를 들어 메탄올, 에탄올, 프로판올 등의 저급 알코올을 들 수 있다. 중합계에 있어서의 용매의 사용량은, 목적으로 하는 PVA 의 중합도에 따라 용매의 연쇄 이동을 고려하여 선택하면 되고, 예를 들어 용매가 메탄올인 경우, 용매와 중합계에 포함되는 전단량체의 질량비 {＝ (용매)/(전단량체)} 로서, 바람직하게는 0.01 ∼ 10 의 범위 내, 보다 바람직하게는 0.05 ∼ 3 의 범위 내에서 선택된다.

비닐에스테르계 단량체의 중합에 사용되는 중합 개시제는, 공지된 중합 개시제, 예를 들어 아조계 개시제, 과산화물계 개시제, 레독스계 개시제 등으로부터 중합 방법에 따라 선택하면 된다. 아조계 개시제로는, 예를 들어 2,2'-아조비스이소부티로니트릴, 2,2'-아조비스(2,4-디메틸발레로니트릴), 2,2'-아조비스(4-메톡시-2,4-디메틸발레로니트릴) 등을 들 수 있다. 과산화물계 개시제로는, 예를 들어 디이소프로필퍼옥시디카보네이트, 디-2-에틸헥실퍼옥시디카보네이트, 디에톡시에틸퍼옥시디카보네이트 등의 퍼카보네이트계 화합물 ; t-부틸퍼옥시네오데카네이트, α-쿠밀퍼옥시네오데카네이트 등의 퍼에스테르계 화합물 ; 아세틸시클로헥실술포닐퍼옥사이드 ; 2,4,4-트리메틸펜틸-2-퍼옥시페녹시아세테이트 ; 과산화아세틸 등을 들 수 있다. 과황산칼륨, 과황산암모늄, 과산화수소 등을 상기 개시제에 조합하여 중합 개시제로 해도 된다. 레독스계 개시제로는, 예를 들어 상기 과산화물계 개시제와 아황산수소나트륨, 탄산수소나트륨, 타르타르산, L-아스코르브산, 롱갈리트 등의 환원제를 조합한 중합 개시제를 들 수 있다. 중합 개시제의 사용량은, 중합 개시제의 종류에 따라 상이하기 때문에 일괄적으로는 결정할 수 없지만, 중합 속도에 따라 선택하면 된다. 예를 들어 중합 개시제에 2,2'-아조비스이소부티로니트릴 또는 과산화아세틸을 사용하는 경우, 비닐에스테르계 단량체에 대하여 0.01 ∼ 0.2 몰％ 가 바람직하고, 0.02 ∼ 0.15 몰％ 가 보다 바람직하다. 중합 온도는 특별히 한정되지 않지만, 실온 ∼ 150 ℃ 정도가 적당하고, 바람직하게는 40 ℃ 이상 또한 사용하는 용매의 비점 이하이다.

비닐에스테르계 단량체의 중합은, 연쇄 이동제의 존재하에서 실시해도 된다. 연쇄 이동제로는, 예를 들어 아세트알데히드, 프로피온알데히드 등의 알데히드류 ; 아세톤, 메틸에틸케톤 등의 케톤류 ; 2-하이드록시에탄티올 등의 메르캅탄류 ; 포스핀산나트륨 1 수화물 등의 포스핀산염류 등을 들 수 있다. 이들 중에서도, 알데히드류 및 케톤류가 바람직하게 사용된다. 연쇄 이동제의 사용량은, 사용하는 연쇄 이동제의 연쇄 이동 계수 및 목적으로 하는 PVA 의 중합도에 따라 결정할 수 있지만, 일반적으로 비닐에스테르계 단량체 100 질량부에 대하여 0.1 ∼ 10 질량부가 바람직하다.

비닐에스테르계 중합체의 비누화는, 예를 들어 용매로서의 알코올 또는 함수 알코올에 비닐에스테르계 중합체가 용해된 상태에서 실시할 수 있다. 비누화에 사용하는 알코올은, 예를 들어 메탄올, 에탄올 등의 저급 알코올을 들 수 있고, 메탄올이 바람직하다. 비누화에 사용하는 용매는, 예를 들어 그 질량의 40 질량％ 이하의 비율로, 아세톤, 아세트산메틸, 아세트산에틸, 벤젠 등의 다른 용매를 포함해도 된다. 비누화에 사용하는 촉매는, 예를 들어 수산화칼륨, 수산화나트륨 등의 알칼리 금속의 수산화물, 나트륨메틸레이트 등의 알칼리 촉매, 광산 등의 산 촉매이다. 비누화를 실시하는 온도는 한정되지 않지만, 20 ∼ 60 ℃ 의 범위 내가 바람직하다. 비누화의 진행에 따라 겔상의 생성물이 석출되어 오는 경우에는, 생성물을 분쇄한 후, 세정, 건조시켜, PVA 를 얻을 수 있다. 비누화 방법은, 전술한 방법에 한정되지 않고 공지된 방법을 적용할 수 있다.

PVA 의 중합도의 하한으로는, 1,500 이 바람직하고, 1,800 이 보다 바람직하고, 2,000 이 더욱 바람직하다. 중합도가 상기 하한 이상임으로써, 원단 필름으로부터 얻어지는 연신 광학 필름의 내구성을 향상시키는 것 등을 할 수 있다. 한편, 이 상한으로는, 6,000 이 바람직하고, 5,000 이 보다 바람직하고, 4,000 이 더욱 바람직하다. 중합도가 상기 상한 이하임으로써, 제조 비용의 상승이나, 제막시에 있어서의 불량 발생 등을 억제할 수 있다. 또한, PVA 의 중합도는, JIS K 6726-1994 의 기재에 준하여 측정한 평균 중합도를 의미한다.

PVA 의 비누화도의 하한은, 원단 필름으로부터 얻어지는 연신 광학 필름의 내수성의 면 등으로부터, 95 몰％ 가 바람직하고, 96 몰％ 가 보다 바람직하고, 98 몰％ 가 더욱 바람직하다. 한편, 이 비누화도의 상한은, 실질적으로 100 몰％ 여도 된다. 또한, PVA 의 비누화도란, 비누화에 의해 비닐알코올 단위로 변환될 수 있는 구조 단위 (전형적으로는 비닐에스테르 단위) 와 비닐알코올 단위의 합계 몰수에 대한 비닐알코올 단위의 몰수의 비율 (몰％) 을 말한다. 비누화도는, JIS K 6726-1994 의 기재에 준하여 측정할 수 있다.

당해 원단 필름에 있어서의 PVA 의 함유량의 하한으로는, 60 질량％ 가 바람직하고, 70 질량％ 가 보다 바람직하고, 75 질량％ 가 더욱 바람직하다. PVA 의 함유량을 상기 하한 이상으로 함으로써, 얻어지는 연신 광학 필름에 있어서, 편광 성능 등의 광학 특성이 보다 양호하게 발현된다. 한편, 이 함유량의 상한으로는, 95 질량％ 가 바람직하고, 90 질량％ 가 보다 바람직한 경우가 있고, 85 질량％ 가 더욱 바람직한 경우도 있다. PVA 의 함유량을 상기 상한 이하로 함으로써, 얻어지는 연신 광학 필름의 찢어짐 강도를 보다 크게 하는 것 등을 할 수 있다.

(수지 입자)

당해 원단 필름은, 수지 입자를 함유한다. 당해 원단 필름은, 소정 사이즈 및 소정량의 수지 입자를 함유함으로써, 얻어지는 연신 광학 필름의 찢어짐 강도를 크게 할 수 있다. 이와 같은 효과가 생기는 이유는 확실하지 않지만, 당해 원단 필름으로부터 제조한 연신 광학 필름이 찢어진 장소의 단면 (斷面) 을 관찰한 결과, 단면이 거칠어져 있었던 점에서, 필름 중에 분산되어 있는 미세한 수지 입자가 찢어짐의 전파를 억제함으로써, 찢어짐 강도가 커진 것으로 추측된다.

수지 입자란, 주성분이 중합체 (수지) 인 입자이다. 수지 입자 중의 중합체의 함유량의 하한으로는, 예를 들어 50 질량％ 이고, 80 질량％ 가 바람직하고, 95 질량％ 가 보다 바람직하다. 수지 입자는, 실질적으로 수지만으로 형성되어 있어도 된다.

수지 입자의 평균 입경의 하한은, 25 ㎚ 이고, 30 ㎚ 가 바람직하고, 50 ㎚ 가 보다 바람직한 경우도 있다. 수지 입자의 평균 입경이 상기 하한 이상임으로써, 수지 입자끼리의 응집을 억제하고, 원단 필름 중에 수지 입자를 양호하게 분산시킬 수 있다. 이로써, 얻어지는 연신 광학 필름의 찢어짐 강도가 커진다. 한편, 이 평균 입경의 상한은, 150 ㎚ 이고, 100 ㎚ 가 바람직하고, 80 ㎚ 가 보다 바람직하고, 60 ㎚ 가 더욱 바람직한 경우도 있다. 수지 입자의 평균 입경이 상기 상한을 초과하는 경우, 수지 입자의 비표면적이 작아지기 때문에, PVA 와의 상호작용이 작아지고, 당해 원단 필름으로부터 얻어진 연신 광학 필름의 찢어짐 강도의 향상이 불충분해진다. 또, 원단 필름이 백탁되기 쉬워지기 때문에, 광학 필름 재료로서 부적당하다.

또한, 당해 원단 필름 중의 수지 입자의 평균 입경은, 이하의 방법에 의해 측정한 값을 말한다. 먼저, 원단 필름을 95 ℃ 의 열수에서 4 시간 교반하여, PVA 를 용해시킨다. 그 후, 용액을 25 ℃ 까지 냉각하고, 필요에 따라, 예를 들어 구멍 직경 5 ㎛ 의 멤브레인 필터로 여과하여, 수지 입자 이외의 불용분을 제거함으로써, 수지 입자의 분산액을 얻는다. 이 분산액에 대하여 동적 광산란법으로 측정하고, 이 측정치를 수지 입자의 평균 입경으로 한다. 또한, 수지 입자 이외의 불용분의 제거 처리의 방법은 특별히 한정되지 않고, 여과 이외의 방법이어도 된다. 또, 원단 필름이, 수지 입자 이외의 불용분을 포함하지 않는 경우 등에는, 상기 여과 등의 제거 처리를 생략할 수 있다. 후술하는 연신 광학 필름의 경우도 동일하다.

당해 원단 필름에서 차지하는 수지 입자의 함유량의 하한은, 1 질량％ 이고, 3 질량％ 가 바람직하고, 6 질량％ 가 보다 바람직하다. 수지 입자의 함유량을 상기 하한 이상으로 함으로써, 얻어지는 연신 광학 필름의 찢어짐 강도를 크게 할 수 있다. 한편, 이 함유량의 상한은, 25 질량％ 이고, 20 질량％ 가 바람직하고, 15 질량％ 가 보다 바람직하다. 수지 입자의 함유량이 상기 상한을 초과하는 경우에는, 원단 필름이 백탁되는 경우가 있다. 또, 당해 원단 필름으로부터 얻어지는 연신 광학 필름의 광학 특성 (편광 성능 등) 이 저하된다. 이 이유는 분명하지 않지만, 수지 입자에 의해 PVA 의 배향이 저해되기 때문인 것으로 추측된다.

또한, 당해 원단 필름 중의 수지 입자의 함유량은, 이하의 방법에 의해 측정한 값을 말한다. 먼저, 원단 필름을 95 ℃ 의 열수에서 4 시간 교반하여, 용해시킨다. 그 후, 용액을 25 ℃ 까지 냉각하고, 필요에 따라, 예를 들어 구멍 직경 5 ㎛ 의 멤브레인 필터로 여과하여, 수지 입자 이외의 불용분을 제거함으로써, 수지 입자의 분산액을 얻는다. 이 분산액을 구멍 직경 0.025 ㎛ 의 멤브레인 필터로 3 회 여과한다. 3 회의 여과로 포착된 수지 입자의 합계 질량을 원단 필름 중의 수지 입자의 질량으로 한다. 원단 필름의 질량에 대한 상기 구해진 수지 입자의 질량을 원단 필름 중의 수지 입자의 함유량 (질량％) 으로 한다. 또한, 수지 입자 이외의 불용분의 제거 처리의 방법은 특별히 한정되지 않고, 여과 이외의 방법이어도 된다. 또, 원단 필름이, 수지 입자 이외의 불용분을 포함하지 않는 경우 등에는, 상기 여과 등의 제거 처리를 생략할 수 있다. 후술하는 연신 광학 필름의 경우도 동일하다.

수지 입자는, 중합체를 함유한다. 이 중합체로는, 특별히 한정되지 않고, 폴리올레핀, 폴리카보네이트, 폴리우레탄, 아크릴 수지 등이어도 되지만, 하이드록시기 (-OH) 를 포함하는 기를 갖는 구조 단위를 구비하는 중합체가 바람직하다. 이와 같은 중합체를 사용함으로써, 얻어지는 연신 광학 필름의 찢어짐 강도를 보다 크게 할 수 있다. 이 이유는 확실하지 않지만, 하이드록시기를 포함하는 기를 갖는 구조 단위를 구비하는 중합체는, PVA 와의 친화성이 높기 때문에, 이와 같은 중합체를 포함하는 수지 입자는, 필름 중에서의 분산성이 특히 높은 것에 의한 것으로 추측된다.

또한, 하이드록시기를 포함하는 기란, 하이드록시기뿐만 아니라, 하이드록시기와 다른 기로 구성되는 기도 포함한다. 하이드록시기와 다른 기로 구성되는 기로는, 카르복시기 (-COOH), 술포기 (-SO₂OH) 등을 들 수 있다. 또한, 하이드록시기는, 그 일부 또는 전부가, 염 (아니온) 의 상태여도 된다. 즉, 하이드록시기를 포함하는 기에는, 예를 들어 -OX, -COOX, -SO₂OX (X 는, 알칼리 금속 원자를 나타낸다.) 등으로 나타내는 염의 상태의 기도 포함된다.

하이드록시기를 포함하는 기를 갖는 구조 단위를 구비하는 중합체는, 하이드록시기를 포함하는 기를 갖는 단량체를 공지된 방법으로 중합함으로써 얻을 수 있다. 또한, 상기 중합체는, 하이드록시기를 포함하는 기를 갖는 구조 단위 이외의 구조 단위를 갖는 공중합체여도 된다.

하이드록시기를 포함하는 기를 갖는 구조 단위를 부여하는 단량체로는,

(메트)아크릴산하이드록시메틸, (메트)아크릴산2-하이드록시에틸, (메트)아크릴산2-하이드록시프로필, (메트)아크릴산하이드록시페닐 등의 하이드록시기를 갖는 (메트)아크릴산에스테르, 2-하이드록시에틸비닐에테르, 4-하이드록시부틸비닐에테르 등의 하이드록시기를 갖는 비닐에테르, 3-부텐-1-올, 4-펜텐-1-올, 5-헥센-1-올 등의 불포화 알코올, 그 밖에 비닐페놀 등, 하이드록시기를 갖는 단량체 ;

(메트)아크릴산, 크로톤산, 말레산, 이타콘산, 이들의 염, 이들의 무수물 등의 카르복시기를 갖는 단량체 ;

에틸렌술폰산, 알릴술폰산, 메타알릴술폰산, 이들의 염 등의 술포기를 갖는 단량체 등을 들 수 있다.

하이드록시기를 갖는 구조 단위를 구비하는 중합체는, 비닐에스테르 단위를 구비하는 중합체를 비누화함으로써도 얻을 수 있다. 또, 카르복시기를 갖는 구조 단위를 구비하는 중합체는, (메트)아크릴산메틸 단위 등의 (메트)아크릴산에스테르 단위를 구비하는 중합체를 변성 처리함으로써도 얻을 수 있다.

하이드록시기를 포함하는 기를 갖는 구조 단위 중에서도, 카르복시기를 갖는 구조 단위가 바람직하고, (메트)아크릴산 단위 (-CH₂-CH(COOH)- 및 -CH₂-C(CH₃)(COOH)-) 가 보다 바람직하다.

상기 중합체의 전체 구조 단위에서 차지하는 하이드록시기를 포함하는 기를 갖는 구조 단위의 함유율의 하한으로는, 예를 들어 5 질량％ 여도 되고, 20 질량％ 여도 된다. 한편, 이 함유율의 상한은, 100 질량％ 여도 되지만, 60 질량％ 여도 되고, 40 질량％ 여도 된다. 또한, 상기 중합체가 공중합체인 경우, 예를 들어 다른 구조 단위로서 (메트)아크릴산알킬에스테르 단위 등을 가질 수 있다.

상기 중합체는, 블록 공중합체인 것이 바람직하다. 블록 공중합체임으로써, 수지 입자의 분산성이나 탄성 등이 개선됨으로써, 보다 본 발명의 효과를 높일 수 있다. 바람직한 블록 공중합체로는, 하이드록시기를 포함하는 기를 갖는 구조 단위를 구비하는 블록과, (메트)아크릴산알킬에스테르에서 유래하는 구조 단위를 구비하는 블록의 공중합체를 들 수 있다. (메트)아크릴산알킬에스테르로는, (메트)아크릴산메틸, (메트)아크릴산에틸, (메트)아크릴산프로필, (메트)아크릴산부틸, (메트)아크릴산헥실 등, 탄소수 1 ∼ 6 의 알킬기를 갖는 (메트)아크릴산알킬에스테르가 바람직하고, (메트)아크릴산부틸이 보다 바람직하다. 특히 바람직한 블록 공중합체로는, (메트)아크릴산-(메트)아크릴산부틸 등, (메트)아크릴산 단위와 (메트)아크릴산알킬에스테르 단위의 블록 공중합체를 들 수 있다. 상기 블록 공중합체는, 공지된 방법에 의해 합성할 수 있다. 상기 블록 공중합체는, 디블록 공중합체, 트리블록 공중합체 등이어도 된다.

또, 상기 중합체는, 엘라스토머인 것이 바람직하고, 열가소성 엘라스토머인 것이 보다 바람직하다. 엘라스토머의 수지 입자를 사용함으로써, 연신 광학 필름의 찢어짐 강도를 보다 크게 할 수 있다. 예를 들어 상기 (메트)아크릴산 단위와 (메트)아크릴산알킬에스테르 단위의 공중합체는, 바람직한 열가소성 엘라스토머로서 예시할 수 있다. 또한, 엘라스토머란, 상온 (예를 들어 20 ℃) 에서 탄성을 갖는 수지를 말한다.

수지 입자는, 1 종의 중합체로부터 형성되는 입자를 사용해도 되고, 내측과 외측의 재질이 상이한, 이른바 코어 셸형의 구조를 갖는 입자를 사용해도 된다. 코어 셸형의 입자를 사용하는 경우, 셸측의 재료가, 하이드록시기를 포함하는 기를 갖는 구조 단위를 구비하는 중합체인 것이 바람직하다.

수지 입자는, 공지된 방법에 의해 제조할 수 있다. 또, 수지 입자는, 시판품을 사용해도 된다. 또, 당해 원단 필름에 수지 입자를 함유시키는 방법도, 특별히 한정되지 않는다. 예를 들어 PVA 칩에 수지 입자를 첨가해도 되고, 제막시에 사용하는 제막 원액에 수지 입자를 첨가해도 된다.

(가소제)

당해 원단 필름은, 가소제를 추가로 포함할 수 있다. 당해 원단 필름이 가소제를 포함함으로써, 취급성이나 연신성의 향상 등을 도모할 수 있다. 바람직한 가소제로는, 다가 알코올을 들 수 있고, 구체예로는, 에틸렌글리콜, 글리세린, 프로필렌글리콜, 디에틸렌글리콜, 디글리세린, 트리에틸렌글리콜, 테트라에틸렌글리콜, 트리메틸올프로판 등을 들 수 있다. 이들 가소제는, 1 종 또는 2 종 이상을 사용할 수 있다. 이들 중에서도, 연신성의 향상 효과의 면에서 글리세린이 바람직하다.

당해 원단 필름에 있어서의 가소제의 함유량의 하한으로는, PVA 100 질량부에 대하여, 1 질량부가 바람직하고, 3 질량부가 보다 바람직하고, 5 질량부가 더욱 바람직하다. 가소제의 함유량을 상기 하한 이상으로 함으로써, 연신성이 보다 향상된다. 한편, 이 함유량의 상한으로는, 20 질량부가 바람직하고, 17 질량부가 보다 바람직하고, 15 질량부가 더욱 바람직하다. 가소제의 함유량을 상기 상한 이하로 함으로써, 원단 필름이 지나치게 유연해지거나, 표면에 가소제가 블리드 아웃되거나 하여, 취급성이 저하되는 것을 억제할 수 있다.

당해 원단 필름에 있어서의 PVA 및 가소제의 합계량의 하한으로는, 70 질량％ 가 바람직하고, 75 질량％ 가 보다 바람직한 경우가 있고, 80 질량％ 가 더욱 바람직한 경우도 있다.

(다른 첨가제 등)

당해 원단 필름에는, PVA, 수지 입자 및 가소제 이외에, 추가로 충전제, 구리 화합물 등의 가공 안정제, 내후성 안정제, 착색제, 자외선 흡수제, 광 안정제, 산화 방지제, 대전 방지제, 난연제, 다른 열가소성 수지, 윤활제, 향료, 소포제, 소취제, 증량제, 박리제, 이형제, 보강제, 가교제, 방미제, 방부제, 결정화 속도 지연제 등의 다른 첨가제를, 필요에 따라 적절히 배합할 수 있다.

단, 당해 원단 필름에 있어서의 PVA, 수지 입자 및 가소제 이외의 다른 첨가제의 함유량의 상한으로는, 1 질량％ 가 바람직한 경우가 있고, 0.2 질량％ 가 보다 바람직한 경우가 있다. 다른 첨가제의 함유량이 상기 상한을 초과하는 경우, 얻어지는 연신 광학 필름의 찢어짐 강도나 광학 특성에 영향을 미치는 경우가 있다.

당해 원단 필름의 팽윤도의 하한으로는, 160 ％ 가 바람직하고, 170 ％ 가 보다 바람직하고, 180 ％ 가 더욱 바람직하다. 팽윤도가 상기 하한 이상임으로써, 극도로 결정화가 진행하는 것을 억제할 수 있고, 안정적으로 고배율까지 연신할 수 있다. 한편, 이 팽윤도의 상한으로는, 240 ％ 가 바람직하고, 230 ％ 가 보다 바람직하고, 220 ％ 가 더욱 바람직하다. 팽윤도가 상기 상한 이하임으로써, 연신시의 용해가 억제되고, 보다 고온의 조건하에서도 연신하는 것이 가능해진다. 또한, 원단 필름의 팽윤도란, 원단 필름을 30 ℃ 의 증류수 중에 30 분간 침지했을 때의 질량을, 30 ℃ 의 증류수에 30 분간 침지한 후에 105 ℃ 에서 16 시간 건조시킨 원단 필름의 질량으로 나누어 얻어지는 값의 백분율을 의미한다.

당해 원단 필름의 폭은 특별히 제한되지 않고, 제조되는 편광 필름 등의 연신 광학 필름의 용도 등에 따라 결정할 수 있다. 최근, 액정 텔레비전이나 액정 모니터의 대화면화가 진행되고 있는 점에서 원단 필름의 폭을 3 m 이상으로 해 두면, 이들 용도에 바람직하다. 한편, 원단 필름의 폭이 지나치게 크면 실용화되어 있는 장치로 연신 광학 필름을 제조하는 경우에 1 축 연신을 균일하게 실시하는 것이 곤란해지기 쉽다. 따라서, 원단 필름의 폭은 7 m 이하인 것이 바람직하다.

당해 원단 필름은, 제조시나 취급시에 찢어지기 어려운 연신 광학 필름을 비교적 용이하게 제조할 수 있다. 따라서, 편광 필름이나 위상차 필름 등의 연신 광학 필름의 재료로서 바람직하게 사용할 수 있다. 그 중에서도, 당해 원단 필름은, 양호한 편광 성능을 갖는 편광 필름을 용이하게 제조할 수 있는 점에서, 편광 필름을 제조하기 위한 원단 필름으로서 사용하는 것이 특히 바람직하다.

(원단 필름의 제조 방법)

본 발명의 원단 필름의 제조 방법은 특별히 한정되지 않고, 제막 후의 원단 필름의 두께 및 폭이 보다 균일해지는 제조 방법을 바람직하게 채용할 수 있다. 예를 들어, 원단 필름을 구성하는 상기 PVA 및 수지 입자, 그리고 필요에 따라 추가로, 가소제, 그 밖의 첨가제, 및 후술하는 계면 활성제 등 중의 1 종 또는 2 종 이상이 액체 매체 중에 용해된 제막 원액을 사용하여, 제막함으로써 얻을 수 있다. 또, 필요에 따라, PVA 를 용융한 제막 원액을 사용해도 제조할 수 있다. 제막 원액에 있어서, 수지 입자는 균일하게 혼합되어 있는 것이 바람직하다. 또, 제막 원액이, 가소제, 그 밖의 첨가제 및 계면 활성제의 적어도 1 종을 함유하는 경우에는, 그들 성분이 균일하게 혼합되어 있는 것이 바람직하다.

상기 액체 매체로는, 예를 들어 물, 디메틸술폭시드, 디메틸포름아미드, 디메틸아세트아미드, N-메틸피롤리돈, 에틸렌글리콜, 글리세린, 프로필렌글리콜, 디에틸렌글리콜, 트리에틸렌글리콜, 테트라에틸렌글리콜, 트리메틸올프로판, 에틸렌디아민, 디에틸렌트리아민 등을 들 수 있다. 이들 액체 매체는, 1 종 또는 2 종 이상을 사용할 수 있다. 이들 중에서도, 환경에 미치는 부하나 회수성의 면에서 물이 바람직하다.

제막 원액의 휘발분율 (제막 원액 중에 있어서의, 제막시에 휘발이나 증발에 의해 제거되는 액체 매체 등의 휘발성 성분의 함유 비율) 은, 제막 방법, 제막 조건 등에 따라서도 상이하지만, 일반적으로는, 하한으로서 50 질량％ 가 바람직하고, 55 질량％ 가 보다 바람직하고, 60 질량％ 가 더욱 바람직하다. 제막 원액의 휘발분율이 상기 하한 이상임으로써, 제막 원액의 점도가 지나치게 높아지지 않아, 제막 원액 조제시의 여과나 탈포가 원활하게 이루어지고, 이물질이나 결점이 적은 원단 필름의 제조가 용이해진다. 한편, 이 휘발분율의 상한으로는, 95 질량％ 가 바람직하고, 90 질량％ 가 보다 바람직하고, 85 질량％ 가 더욱 바람직하다. 제막 원액의 휘발분율이 상기 상한 이하임으로써, 제막 원액의 농도가 지나치게 낮아지지 않아, 공업적인 원단 필름의 제조가 용이해진다.

제막 원액은 계면 활성제를 포함하는 것이 바람직하다. 계면 활성제를 포함함으로써, 제막성이 향상되어 원단 필름의 두께 불균일의 발생이 억제됨과 함께, 제막에 사용하는 금속 롤이나 벨트로부터의 필름의 박리가 용이해진다. 계면 활성제를 포함하는 제막 원액으로부터 원단 필름을 제조한 경우에는, 당해 원단 필름 중에는 계면 활성제가 함유될 수 있다. 상기 계면 활성제의 종류는 특별히 한정되지 않지만, 금속 롤이나 벨트로부터의 박리성의 관점 등으로부터, 아니온성 계면 활성제 및 논이온성 계면 활성제가 바람직하다.

아니온성 계면 활성제로는, 예를 들어 라우르산칼륨 등의 카르복실산형 ; 폴리옥시에틸렌라우릴에테르황산염, 옥틸술페이트 등의 황산에스테르형 ; 도데실벤젠술포네이트 등의 술폰산형 등이 바람직하다.

논이온성 계면 활성제로는, 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 등이 바람직하다.

이들 계면 활성제는, 1 종을 단독으로 또는 2 종 이상을 조합하여 사용할 수 있다.

제막 원액 또는 얻어지는 원단 필름이 계면 활성제를 포함하는 경우, 그 함유량의 하한은, 제막 원액 또는 원단 필름에 포함되는 PVA 100 질량부에 대하여, 0.01 질량부가 바람직하고, 0.02 질량부가 보다 바람직하고, 0.05 질량부가 더욱 바람직하다. 계면 활성제의 함유량이 상기 하한 이상임으로써, 제막성 및 박리성이 보다 향상된다. 한편, 이 함유량의 상한으로는, 0.5 질량부가 바람직하고, 0.3 질량부가 보다 바람직하고, 0.1 질량부가 더욱 바람직하다. 계면 활성제의 함유량이 상기 상한 이하임으로써, 계면 활성제가 원단 필름의 표면에 블리드 아웃되어 블로킹이 발생하고 취급성이 저하되는 것을 억제할 수 있다.

상기 제막 원액을 사용하여 원단 필름을 제막할 때의 제막 방법으로는, 예를 들어 캐스트 제막법, 압출 제막법, 습식 제막법, 겔 제막법 등을 들 수 있다. 이들 제막 방법은 1 종만을 채용해도 되고 2 종 이상을 조합하여 채용해도 된다. 이들 제막 방법 중에서도 캐스트 제막법 및 압출 제막법이, 두께 및 폭이 균일하고 물성이 양호한 원단 필름이 얻어지는 점에서 바람직하다. 제막된 원단 필름에는 필요에 따라 건조나 열 처리를 실시할 수 있다.

당해 원단 필름의 구체적인 제조 방법의 예로는, 예를 들어 이하의 방법을 들 수 있다. 먼저, T 형 슬릿 다이, 호퍼 플레이트, I-다이, 립 코터 다이 등을 사용하여, 상기 제막 원액을 최상류측에 위치하는 회전하는 가열한 제 1 롤 (혹은 벨트) 의 둘레면 상에 균일하게 토출 또는 유연한다. 이 제 1 롤 (혹은 벨트) 의 둘레면 상에 형성된 PVA 막의 일방의 면으로부터 휘발성 성분을 증발시켜, PVA 막을 건조시킨다. 계속해서, 그 하류측에 배치한 1 개 또는 복수 개의 회전하는 가열한 롤의 둘레면 상에서 추가로 PVA 막을 건조시키거나, 또는 열풍 건조 장치 중에 PVA 막을 통과시켜 추가로 건조시킨 후, 권취 장치에 의해 권취한다. 가열한 롤에 의한 건조와 열풍 건조 장치에 의한 건조는, 적절히 조합하여 실시 해도 된다.

＜연신 광학 필름＞

본 발명의 일 실시형태에 관련된 연신 광학 필름은, 편광 필름이나 위상차 필름 등, 소정 방향으로 배향한 PVA 를 포함하는 광학 필름이다. 당해 연신 광학 필름은, 1 축 연신되어 있어도 되고, 2 축 연신되어 있어도 되지만, 1 축 연신되어 있는 것이 바람직하다. 1 축 연신된 당해 연신 광학 필름은, 편광 필름 등으로서 바람직하게 사용할 수 있다. 당해 연신 광학 필름은, 단층 필름이어도 되고, 다층 필름이어도 되지만, 단층 필름인 것이 바람직하다.

(평균 두께)

당해 연신 광학 필름의 평균 두께의 상한은, 20 ㎛ 이고, 18 ㎛ 가 바람직하고, 16 ㎛ 가 보다 바람직하고, 14 ㎛ 가 더욱 바람직하다. 당해 연신 광학 필름의 평균 두께가 상기 상한 이하임으로써, 충분한 박형화를 도모할 수 있다. 한편, 이 평균 두께의 하한으로는, 5 ㎛ 가 바람직하고, 8 ㎛ 가 보다 바람직하고, 10 ㎛ 가 더욱 바람직하다. 당해 연신 광학 필름의 평균 두께가 상기 하한 이상임으로써, 찢어짐 강도를 보다 크게 할 수 있다.

(성분 등)

당해 연신 광학 필름은, 주성분인 PVA 와 수지 입자를 함유한다.

당해 연신 광학 필름에 함유되는 수지 입자의 평균 입경의 하한은, 25 ㎚ 이고, 30 ㎚ 가 바람직하고, 50 ㎚ 가 보다 바람직한 경우도 있다. 수지 입자의 평균 입경이 상기 하한 이상임으로써, 찢어짐 강도가 커진다. 한편, 이 평균 입경의 상한은, 150 ㎚ 이고, 100 ㎚ 가 바람직하고, 80 ㎚ 가 보다 바람직하고, 60 ㎚ 가 더욱 바람직한 경우도 있다. 수지 입자의 평균 입경이 상기 상한을 초과하는 경우, 당해 연신 광학 필름이 백화되거나, 편광 성능 등의 광학 특성이 저하되거나 한다.

당해 연신 광학 필름에서 차지하는 수지 입자의 함유량의 하한은, 1 질량％ 이고, 3 질량％ 가 바람직하고, 6 질량％ 가 보다 바람직하다. 수지 입자의 함유량을 상기 하한 이상으로 함으로써, 찢어짐 강도를 크게 할 수 있다. 한편, 이 함유량의 상한은, 25 질량％ 이고, 20 질량％ 가 바람직하고, 15 질량％ 가 보다 바람직하다. 수지 입자의 함유량이 상기 상한을 초과하는 경우에는, 백탁이 생기거나, 광학 특성이 저하되거나 한다.

당해 연신 광학 필름에 함유되는 수지 입자의 평균 입경 및 함유량의 측정은, 상기 서술한 원단 필름에 함유되는 수지 입자의 평균 입경 및 함유량과 동일하게 실시할 수 있다. 당해 연신 광학 필름에 함유되는 PVA 및 수지 입자의 바람직한 형태는, 상기 서술한 원단 필름에 함유되는 PVA 및 수지 입자와 동일하다.

당해 연신 광학 필름에 포함되어 있어도 되는 그 밖의 성분에 대해서도, 상기 서술한 원단 필름과 동일하다. 당해 연신 광학 필름이 편광 필름인 경우, 당해 연신 광학 필름은, 표리면에 흡착된 이색성 색소를 갖는다. 이색성 색소로는, 요오드계 색소가 일반적이다.

당해 연신 광학 필름의 찢어짐 강도의 하한은, 2 N 이 바람직하고, 3 N 이 보다 바람직하고, 4 N 이 더욱 바람직하다. 찢어짐 강도가 상기 하한 미만인 경우, 보호막을 첩합할 때 등에 당해 연신 광학 필름이 찢어지기 쉬워지고, 제조 수율이 저하된다. 한편, 이 찢어짐 강도의 상한으로는, 예를 들어 20 N 이어도 되고, 10 N 이어도 된다.

당해 연신 광학 필름이 편광 필름인 경우, 그 편광 성능으로는, 투과율 42 ％ 일 때의 편광도의 하한으로서, 99.99 ％ 인 것이 바람직하고, 99.995 ％ 인 것이 보다 바람직하고, 99.997 ％ 인 것이 더욱 바람직하다. 편광도가 상기 하한 미만인 경우에는, 스마트폰, 노트 PC, 액정 텔레비전, 차재용 내비게이션 시스템 등에 사용하면, LCD 의 콘트라스트가 저하되는 경우가 있다.

당해 연신 광학 필름이 편광 필름인 경우, 이 편광 필름은, 통상, 그 양면 또는 편면에, 광학적으로 투명하며 또한 기계적 강도를 갖는 보호막을 첩합하여 편광판으로 하여 사용된다. 보호막으로는, 삼아세트산셀룰로오스 (TAC) 필름, 아세트산·부티르산셀룰로오스 (CAB) 필름, 아크릴계 필름, 폴리에스테르계 필름 등이 사용된다. 또, 첩합을 위한 접착제로는, PVA 계 접착제나 자외선 경화형 접착제 등을 들 수 있고, PVA 계 접착제가 바람직하다.

상기와 같이 하여 얻어진 편광판은, 추가로 위상차 필름, 시야각 향상 필름, 휘도 향상 필름 등이 첩합되어 있어도 된다. 또한, 상기 위상차 필름으로서, 본 발명의 연신 광학 필름을 사용할 수도 있다. 편광판은, 아크릴계 등의 점착제를 코트한 후, 유리 기판에 첩합하여 LCD 의 부품으로서 사용할 수 있다.

＜연신 광학 필름의 제조 방법＞

본 발명의 일 실시형태에 관련된 연신 광학 필름은, 상기 서술한 당해 원단 필름을 연신하는 공정을 구비하는 제조 방법에 의해 얻을 수 있다. 이하, 당해 연신 광학 필름이 편광 필름인 경우의 구체적인 제조 방법에 대하여 설명한다.

당해 편광 필름을 제조하기 위한 구체적인 방법으로는, 당해 원단 필름에 대하여, 팽윤 처리, 염색 처리, 1 축 연신 처리, 및 필요에 따라 추가로, 가교 처리, 고정 처리, 세정 처리, 건조 처리, 열 처리 등을 실시하는 방법을 들 수 있다. 이 경우, 팽윤 처리, 염색 처리, 가교 처리, 1 축 연신, 고정 처리 등의 각 처리의 순서는 특별히 제한되지 않고, 또, 2 가지 이상의 처리를 동시에 실시할 수도 있다. 또, 각 처리의 1 가지 또는 2 가지 이상을 2 회 또는 그 이상 실시할 수도 있다.

팽윤 처리는, 원단 필름을 물에 침지함으로써 실시할 수 있다. 물에 침지할 때의 물의 온도의 하한으로는, 20 ℃ 가 바람직하고, 22 ℃ 가 보다 바람직하고, 25 ℃ 가 더욱 바람직하다. 한편, 이 온도의 상한으로는, 40 ℃ 가 바람직하고, 38 ℃ 가 보다 바람직하고, 35 ℃ 가 더욱 바람직하다. 또, 물에 침지하는 시간의 하한으로는, 0.1 분이 바람직하고, 0.5 분이 보다 바람직하다. 한편, 이 시간의 상한으로는, 5 분이 바람직하고, 3 분이 보다 바람직하다. 또한, 물에 침지할 때의 물은 순수에 한정되지 않고, 각종 성분이 용해된 수용액이어도 되고, 물과 수성 매체의 혼합물이어도 된다.

염색 처리는, 원단 필름에 대하여 이색성 색소를 접촉시킴으로써 실시할 수 있다. 이색성 색소로는, 요오드계 색소를 사용하는 것이 일반적이다. 염색 처리의 시기로는, 1 축 연신 처리 전, 1 축 연신 처리시 및 1 축 연신 처리 후의 어느 단계여도 된다. 염색 처리는, 원단 필름을 염색욕으로서 요오드-요오드화칼륨을 함유하는 용액 (특히 수용액) 중에 침지시킴으로써 실시하는 것이 일반적이다. 염색욕에 있어서의 요오드의 농도는 0.01 질량％ 이상 0.5 질량％ 이하인 것이 바람직하고, 요오드화칼륨의 농도는 0.01 질량％ 이상 10 질량％ 이하인 것이 바람직하다. 또, 염색욕의 온도의 하한은, 20 ℃ 가 바람직하고, 25 ℃ 가 보다 바람직하다. 한편, 이 온도의 상한은, 50 ℃ 가 바람직하고, 40 ℃ 가 보다 바람직하다.

원단 필름에 대하여 가교 처리를 실시함으로써, 고온에서 습식 연신할 때에, PVA 가 물에 용출하는 것을 효과적으로 방지할 수 있다. 이 관점에서 가교 처리는 1 축 연신 처리 전에 실시하는 것이 바람직하다. 가교 처리는, 가교제를 포함하는 수용액에 원단 필름을 침지함으로써 실시할 수 있다. 상기 가교제로는, 붕산, 붕사 등의 붕산염 등의 붕소 무기 화합물의 1 종 또는 2 종 이상을 사용할 수 있다. 가교제를 포함하는 수용액에 있어서의 가교제의 농도의 하한은 1 질량％ 가 바람직하고, 2 질량％ 가 보다 바람직하고, 3 질량％ 가 더욱 바람직하다. 한편, 이 농도의 상한은, 15 질량％ 가 바람직하고, 7 질량％ 가 보다 바람직하고, 6 질량％ 가 더욱 바람직하다. 가교제의 농도가 상기 범위 내에 있음으로써 충분한 연신성을 유지할 수 있다. 가교제를 포함하는 수용액은 요오드화칼륨 등의 보조제를 함유해도 된다. 가교제를 포함하는 수용액의 온도의 하한은, 20 ℃ 가 바람직하고, 25 ℃ 가 보다 바람직하다. 한편, 이 온도의 상한은, 50 ℃ 가 바람직하고, 40 ℃ 가 보다 바람직하다. 이 온도를 상기 범위 내로 함으로써 효율적으로 가교할 수 있다.

1 축 연신 처리는, 습식 연신법 및 건식 연신법의 어느 것으로 실시해도 된다. 습식 연신법의 경우에는, 붕산 수용액 중에서 실시할 수도 있고, 상기 서술한 염색욕 중이나 후술하는 고정 처리욕 중에서 실시할 수도 있다. 또, 건식 연신법의 경우에는, 실온인 채로 1 축 연신 처리를 실시해도 되고, 가열하면서 1 축 연신 처리를 실시해도 되고, 흡수 후의 원단 필름을 사용하여 공기 중에서 1 축 연신 처리를 실시해도 된다. 이들 중에서도, 습식 연신법이 바람직하고, 붕산 수용액 중에서 1 축 연신 처리를 실시하는 것이 보다 바람직하다. 붕산 수용액의 붕산 농도의 하한은 0.5 질량％ 가 바람직하고, 1.0 질량％ 가 보다 바람직하고, 1.5 질량％ 가 더욱 바람직하다. 한편, 이 붕산 농도의 상한은, 6.0 질량％ 가 바람직하고, 5.0 질량％ 가 보다 바람직하고, 4.0 질량％ 가 더욱 바람직하다. 또, 붕산 수용액은 요오드화칼륨을 함유해도 되고, 그 농도는 0.01 질량％ 이상 10 질량％ 이하로 하는 것이 바람직하다.

1 축 연신 처리에 있어서의 연신 온도의 하한은, 30 ℃ 가 바람직하고, 40 ℃ 가 보다 바람직하고, 50 ℃ 가 더욱 바람직하다. 한편, 이 연신 온도의 상한은, 90 ℃ 가 바람직하고, 80 ℃ 가 보다 바람직하고, 70 ℃ 가 더욱 바람직하다.

1 축 연신 처리에 있어서의 연신 배율의 하한은, 얻어지는 편광 필름의 편광 성능의 면에서 5 배가 바람직하고, 6 배가 보다 바람직하다. 연신 배율의 상한은 특별히 제한되지 않지만, 예를 들어 10 배가 바람직하고, 8 배가 보다 바람직한 경우도 있다.

장척의 원단 필름에 1 축 연신 처리를 실시하는 경우의 1 축 연신 처리의 방향은, 특별히 제한은 없다. 장척 방향으로의 1 축 연신 처리 또는 횡 1 축 연신 처리나, 이른바 경사 연신 처리를 채용할 수 있지만, 편광 성능이 우수한 편광 필름이 얻어지는 점에서 장척 방향으로의 1 축 연신 처리가 바람직하다. 장척 방향으로의 1 축 연신 처리는, 서로 평행인 복수의 롤을 구비하는 연신 장치를 사용하여, 각 롤 간의 주속을 변경함으로써 실시할 수 있다. 한편, 횡 1 축 연신 처리는 텐터형 연신기를 사용하여 실시할 수 있다.

편광 필름의 제조에 있어서는, 원단 필름에 대한 이색성 색소 (요오드계 색소 등) 의 흡착을 강고하게 하기 위해 1 축 연신 처리 후에 고정 처리를 실시하는 것이 바람직하다. 고정 처리에 사용하는 고정 처리욕으로는, 붕산, 붕사 등의 붕소 무기 화합물의 1 종 또는 2 종 이상을 포함하는 수용액을 사용할 수 있다. 또, 필요에 따라, 고정 처리욕 중에 요오드 화합물이나 금속 화합물을 첨가해도 된다. 고정 처리욕에 있어서의 붕소 무기 화합물의 농도의 하한은, 2 질량％ 가 바람직하고, 3 질량％ 가 보다 바람직하다. 한편, 이 농도의 상한은, 15 질량％ 가 바람직하고, 10 질량％ 가 보다 바람직하다. 이 농도를 상기 범위 내로 함으로써 이색성 색소의 흡착을 보다 강고하게 할 수 있다. 고정 처리욕의 온도의 하한은, 15 ℃ 가 바람직하다. 한편, 이 온도의 상한은, 60 ℃ 가 바람직하고, 40 ℃ 가 보다 바람직하다.

세정 처리는, 물 등에 원단 필름을 침지하여 실시되는 것이 일반적이다. 이 때, 편광 성능 향상의 면에서 세정 처리에 사용하는 물 등은 요오드화칼륨 등의 보조제를 함유하는 것이 바람직하다. 이 때, 요오드화칼륨 등의 요오드화물의 농도는 0.5 질량％ 이상 10 질량％ 이하로 하는 것이 바람직하다. 또, 세정 처리에 사용하는 물 등의 온도의 하한은, 일반적으로 5 ℃ 이고, 10 ℃ 가 바람직하고, 15 ℃ 가 보다 바람직하다. 한편, 이 온도의 상한은, 일반적으로 50 ℃ 이고, 45 ℃ 가 바람직하고, 40 ℃ 가 보다 바람직하다. 경제적인 관점에서 물 등의 온도가 지나치게 낮은 것은 바람직하지 않다. 한편, 물 등의 온도가 지나치게 높으면 편광 성능이 저하되는 경우가 있다.

건조 처리의 조건은 특별히 제한되지 않지만, 건조 온도의 하한으로는, 30 ℃ 가 바람직하고, 50 ℃ 가 보다 바람직하다. 한편, 건조 온도의 상한으로는, 150 ℃ 가 바람직하고, 130 ℃ 가 보다 바람직하다. 상기 범위 내의 온도에서 건조시킴으로써, 치수 안정성이 우수한 편광 필름이 얻어지기 쉽다.

건조 처리 후에 열 처리를 실시함으로써, 더욱 치수 안정성이 우수한 편광 필름을 얻을 수 있다. 여기서 열 처리란, 건조 처리 후의 수분율이 5 ％ 이하인 편광 필름을 추가로 가열하여, 편광 필름의 치수 안정성을 향상시키는 처리를 말한다. 열 처리의 조건은 특별히 제한되지 않지만, 60 ℃ 이상 150 ℃ 이하의 범위 내에서 열 처리하는 것이 바람직하다. 60 ℃ 보다 저온에서 열 처리를 실시하면 열 처리에 의한 치수 안정화 효과가 불충분하다. 한편, 150 ℃ 보다 고온에서 열 처리를 실시하면, 편광 필름에 황변이 심하게 발생하는 경우가 있다.

＜그 밖의 실시형태＞

본 발명의 원단 필름, 연신 광학 필름, 및 연신 광학 필름의 제조 방법은, 상기 실시형태에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 연신 광학 필름 및 그 제조 방법으로는, 연신 광학 필름이 편광 필름인 경우를 중심으로 설명했지만, 연신 광학 필름은 편광 필름에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 위상차 필름 등의 편광 필름 이외의 연신 광학 필름도, 본 발명의 범위 내이고, 본 발명의 원단 필름을 연신하는 공정을 구비하는 제조 방법에 의해 제조할 수 있다. 본 발명의 일 실시형태로서의 위상차 필름의 제조 방법은, 본 발명의 원단 필름을 연신하는 것 이외에는, 종래 공지된 방법을 사용하여 실시할 수 있다.

실시예

이하, 실시예에 의해 본 발명을 보다 상세히 설명하지만, 본 발명은 이들 실시예에 의해 전혀 한정되지 않는다. 또한, 이하의 실시예 및 비교예에 있어서 채용된 각 측정 또는 평가 방법을 이하에 나타낸다.

[원단 필름의 평균 두께 측정]

원단 필름의 중앙부로부터 폭 방향으로 3 ㎝ 간격으로 두께를 측정하고, 그 평균치를 원단 필름의 평균 두께로 하였다. 두께의 측정은, 실박사의 「디지털 마이크로 인디케이터 S229」와 오노 측기사의 「게이지 스탠드 ST-022」를 사용하여 실시하였다.

[원단 필름 중의 수지 입자의 평균 입경의 측정]

원단 필름 2 g 을 열수에 넣고, 농도가 2 질량％ 가 되도록 조제하고 95 ℃ 에서 4 시간 교반하여, 원단 필름을 용해시켰다. 열수의 수온을 25 ℃ 까지 냉각한 후, 물을 첨가하여 산란광 강도가 적절해지도록 조정하였다. 이 분산액에 대하여, 오오츠카 전자사의 제타 전위·입경 측정 시스템 「ELS-Z2」를 사용하여, 25 ℃ 의 환경하에서 동적 광산란을 측정하고, 큐물런트 해석을 실시함으로써 동적 광산란법에 의한 평균 입경을 구하였다. 또한, 측정 용매의 굴절률, 점도, 비유전율의 값으로서, 물의 굴절률 1.33, 물의 점도 0.89 cP, 물의 비유전율 78.3 을 사용하였다. 또, 노이즈 커트 레벨은 0.3 ％, 적산 횟수는 70 회, 핀홀은 50 ㎛ 로 설정하였다.

[원단 필름 중의 수지 입자의 함유량의 측정]

20 ℃/50 ％ RH 에서 16 시간 조습한 원단 필름을 대략 0.1 g 잘라내고, 정밀 칭량 (A (g)) 하였다. 그 후, 대략 2 질량％ 가 되도록 95 ℃ 의 열수를 첨가하고 4 시간 교반하여, 원단 필름을 용해시켰다. 열수의 수온을 25 ℃ 까지 냉각한 후, 물을 첨가하여 40 배로 희석한 수용액으로 하였다. 다음으로 구멍 직경 0.025 ㎛ 의 멤브레인 필터 (머크사의 「MF-밀리포어」) 를 3 장 준비하고, 각각의 필터 질량 (B, B', B'' (g)) 을 측정하였다. 다음으로, 그 중의 1 장 (필터 질량 B) 을 사용하여, 상기 수용액의 1 차 여과를 실시하였다. 그 1 차 여과액을 회수하고, 추가로, 2 장째의 구멍 직경 0.025 ㎛ 의 멤브레인 필터 (필터 질량 B') 를 사용하여 2 차 여과를 실시하였다. 추가로, 그 2 차 여과액을 회수하고, 3 장째의 구멍 직경 0.025 ㎛ 의 멤브레인 필터 (필터 질량 B'') 를 사용하여 3 차 여과를 실시하였다. 그 후, 1 차 여과부터 3 차 여과에 사용한 3 장의 구멍 직경 0.025 ㎛ 의 멤브레인 필터를, 여과물과 함께 60 ℃/진공하에서 16 시간 건조시키고, 그 총질량 (C (g)) 을 측정하였다. 그 후, 하기 계산식 (1) 을 사용하여, 3 장의 구멍 직경 0.025 ㎛ 의 멤브레인 필터로 포착된 성분, 즉 수지 입자의 질량 (D (g)) 을 산출하였다. 이어서, 하기 계산식 (2) 를 사용하여, 원단 필름 중의 수지 입자의 함유량을 산출하였다.

포착된 성분 (수지 입자) 의 질량 D (g)

＝ C － (B ＋ B' ＋ B'') ··· (1)

원단 필름 중의 수지 입자의 함유량 (질량％)

＝ (D/A) × 100 ··· (2)

[편광 필름의 평균 두께의 측정 방법]

편광 필름의 중앙부로부터, 폭 방향으로 15 ㎜ 간격으로 두께를 측정하고, 그 평균치를 편광 필름의 평균 두께로 하였다. 두께의 측정은, 오노 측기사의 「디지털 게이지 카운터 DG-5100」, 오노 측기사의 「리니어 게이지 센서 GS-3813」, 및 오노 측기사의 「게이지 스탠드 ST-0230」을 사용하여 실시하였다.

[편광 필름 중의 수지 입자의 평균 입경의 측정]

약 10 g 의 편광 필름을 1 ㎝ × 1 ㎝ 의 크기로 잘라내고, 증류수 200 g 과 함께 500 ㎖ 의 유리 비커에 넣었다. 그 후, 3.4 ㎝ × 0.8 ㎝ × 0.7 ㎝ 의 크기의 교반자를 사용하여 300 rpm 의 속도로 교반하면서, 95 ℃ 로 승온하고, 24 시간 교반하여, 편광 필름을 용해시켰다. 25 ℃ 까지 냉각한 후, 물을 첨가하여 산란광 강도가 적절해지도록 조정하였다. 이 분산액에 대하여, 오오츠카 전자사의 제타 전위·입경 측정 시스템 「ELS-Z2」를 사용하여, 25 ℃ 의 환경하에서 동적 광산란을 측정하고, 큐물런트 해석을 실시함으로써 동적 광산란법에 의한 평균 입경을 구하였다. 또한, 측정 용매의 굴절률, 점도, 비유전율의 값으로서, 물의 굴절률 1.33, 물의 점도 0.89 cP, 물의 비유전율 78.3 을 사용하였다. 또, 노이즈 커트 레벨은 0.3 ％, 적산 횟수는 70 회, 핀홀은 50 ㎛ 로 설정하였다.

[편광 필름 중의 수지 입자의 함유량의 측정]

약 10 g 의 편광 필름의 질량 (E (g)) 을 정밀 칭량한 후, 1 ㎝ × 1 ㎝ 의 크기로 자르고, 증류수 200 g 과 함께 500 ㎖ 의 유리 비커에 넣었다. 그 후, 3.4 ㎝ × 0.8 ㎝ × 0.7 ㎝ 의 크기의 교반자를 사용하여 300 rpm 의 속도로 교반하면서, 95 ℃ 로 승온하고, 24 시간 교반하여, 편광 필름을 용해시켰다. 25 ℃ 까지 냉각한 후, 물을 첨가하여 농도가 약 0.05 질량％ 가 되도록 수용액을 조정하였다. 다음으로, 구멍 직경 0.025 ㎛ 의 멤브레인 필터 (머크사의 「MF-밀리포어」) 를 3 장 준비하고, 각각의 필터 질량 (F, F', F'' (g)) 을 측정하였다. 다음으로, 그 중의 1 장 (필터 질량 F) 을 사용하여 조정 후의 수용액에 대하여 1 차 여과를 실시하였다. 1 차 여과액을 회수하고, 추가로, 2 장째의 구멍 직경 0.025 ㎛ 의 멤브레인 필터 (필터 질량 F') 를 사용하여 2 차 여과를 실시하였다. 추가로, 2 차 여과액을 회수하고, 3 장째의 구멍 직경 0.025 ㎛ 의 멤브레인 필터 (필터 질량 F'') 로 3 차 여과를 실시하였다. 그 후, 1 차 여과부터 3 차 여과에 사용한 구멍 직경 0.025 ㎛ 의 멤브레인 필터를 여과물과 함께 60 ℃/진공하에서 16 시간 건조시키고, 그 총질량 (G (g)) 을 측정하였다. 그 후, 하기 계산식 (3) 을 사용하여, 3 장의 구멍 직경 0.025 ㎛ 의 멤브레인 필터로 포착된 성분, 즉 수지 입자의 질량 (H (g)) 을 산출하고, 하기 계산식 (4) 를 사용하여, 편광 필름 중의 수지 입자의 함유량을 산출하였다.

포착된 성분 (수지 입자) 의 질량 H (g)

＝ G － (F ＋ F' ＋ F'') ··· (3)

편광 필름 중의 수지 입자의 함유량 (질량％)

＝ (H/E) × 100 ··· (4)

[편광 필름의 찢어짐 강도]

연신 방향으로 33 ㎜, 연신 방향과 수직인 방향으로 20 ㎜ 의 크기의 편광 필름을, 외치수 33 ㎜ × 27 ㎜, 내치수 20 ㎜ × 15 ㎜, 두께 1 ㎜ 의 스테인리스 프레임 2 장의 사이에 끼웠다. 또한, 스테인리스 프레임의 외치수의 장변 방향과 내치수의 장변 방향은 동일한 방향이고, 편광 필름의 연신 방향과 스테인리스 프레임의 장변 방향이 평행이 되도록 편광 필름을 끼웠다. 다음으로 스테인리스 프레임의 장변의 양단의 2 개 지점을 클립으로 끼워 고정시켜 편광 필름을 고정시키고, 측정 시료로 하였다. 또한, 편광 필름은 20 ℃/20 ％ RH 에서 18 시간 조습한 것을 사용하였다. 다음으로 시마즈 제작소의 탁상형 정밀 만능 시험기 「오토그래프 AGS-J」의 아래의 파지구에 상기 측정 시료를 고정시켰다. 한편, 상기 시험기의 위의 파지구에 선단 형상이 단변 1 ㎜, 장변 5 ㎜ 의 사각형인 돌자 (突刺) 지그를, 그 장변이 편광 필름의 연신 방향에 평행이 되도록 고정시켰다. 그리고, 스테인리스 프레임의 중앙에 위치하는 편광 필름을 속도 1 ㎜/분으로 돌자하고, 이 때의 최대 하중을 측정하였다. 측정은 4 회 실시하고, 최대 하중의 평균치를 계산하고, 그 평균치를 찢어짐 강도로 하였다.

[편광 필름의 편광 성능]

(투과율 (Ts) 의 측정)

편광 필름의 중앙부로부터, 편광 필름의 연신 방향으로 2 ㎝ 의 길이의 샘플을 2 장 채취하였다. 1 장의 샘플에 대하여, 적분구 부착 분광 광도계 (니혼 분광사의 「V7100」) 를 사용하고, JIS Z 8722 (물체색의 측정 방법) 에 준거하여, C 광원, 2° 시야의 가시광 영역의 시감도 보정을 실시하고, 길이 방향에 대하여 +45° 기울인 경우의 광의 투과율과 -45° 기울인 경우의 광의 투과율을 측정하고, 그들의 평균치 Ts1 (％) 을 구하였다. 다른 1 장의 샘플에 대해서도 동일하게 하여, +45° 기울인 경우의 광의 투과율과 -45° 기울인 경우의 광의 투과율을 측정하고, 그들의 평균치 Ts2 (％) 를 구하였다. 하기 계산식 (11) 을 사용하여, Ts1 과 Ts2 를 평균하고, 편광 필름의 투과율 (Ts) (％) 로 하였다.

Ts ＝ (Ts1 ＋ Ts2)/2 ··· (11)

(편광도 (V) 의 측정)

상기 투과율 (Ts) 의 측정에서 사용한 2 장의 샘플에 대하여, 그 연신 방향이 서로 직교하도록 중첩한 경우의 광의 투과율 T_⊥ (％) 와, 그 연신 방향이 평행이 되도록 중첩한 경우의 광의 투과율 T_// (％) 를 측정하였다. 이 측정은, 적분구 부착 분광 광도계 (니혼 분광사의 「V7100」) 를 사용하고, JIS Z 8722 (물체색의 측정 방법) 에 준거하여, C 광원, 2° 시야의 가시광 영역의 시감도 보정을 행하여 실시하였다. 측정한 T_//(％) 및 T_⊥ (％) 로부터, 하기 계산식 (12) 를 사용하여, 편광도 (V) (％) 를 구하였다.

V ＝ {(T_// － T_⊥)/(T_// ＋ T_⊥)}^1/2 × 100 ··· (12)

[제조예 1] 메타크릴산 무수물-아크릴산n-부틸 공중합체의 제조

2 축 압출기 (파커 코퍼레이션사 제조) 에, 호퍼로부터 메타크릴산메틸-아크릴산n-부틸 공중합체 (쿠라리티 (등록상표) LA2140, 주식회사 쿠라레 제조, 메타크릴산메틸 단위 24 질량％) 를 0.66 ㎏/시로 공급하고, 실린더 도중부터 n-메틸시클로헥실아민을 0.18 ㎏/시 (메타크릴산메틸-아크릴산n-부틸 공중합체 중의 메타크릴산메틸 단위 100 몰에 대하여 100 몰이 되는 양) 로 공급하고, 실린더 온도 220 ℃, 스크류 회전수 100 rpm 으로 용융 혼련하였다. 이로써, 메타크릴산 무수물-아크릴산n-부틸 공중합체 1 을 얻었다.

또, 실린더 도중부터 첨가하는 n-메틸시클로헥실아민을 0.072 ㎏/시 (메타크릴산메틸-아크릴산n-부틸 공중합체 중의 메타크릴산메틸 단위 100 몰에 대하여 40 몰이 되는 양) 로 변경한 것 이외에는, 상기와 동일한 방법으로, 메타크릴산 무수물-아크릴산n-부틸 공중합체 2 를 얻었다.

[제조예 2] 메타크릴산-아크릴산n-부틸-메타크릴산 트리블록 공중합체제의 수지 입자의 제조

제조예 1 에서 얻어진 메타크릴산 무수물-아크릴산n-부틸 공중합체 1 을 20 ㎣ 이하로 분쇄하고, 80 ℃ 의 열수에 24 시간 침지함으로써 산 무수물을 카르복시기로 변환하고, 메타크릴산-아크릴산n-부틸 공중합체 1 (MAA-BA 공중합체 1) 로 하였다. 다음으로 MAA-BA 공중합체 1 을 여과로 취출 (取出) 하고, 건조시킨 후, 메탄올을 용매로 하여 고형분 농도 10 질량％ 가 되도록 용해시켰다. 그 후, MAA-BA 공중합체 1 의 용해에 사용한 메탄올과 동일한 질량의 증류수에 대하여, 얻어진 MAA-BA 공중합체 1/메탄올 용액을 적하하고, MAA-BA 공중합체 1 로 이루어지는 수지 입자의 분산액을 얻었다. 그 후, 이 분산액을 60 ℃ 가 되도록 가온하면서 비등하지 않도록 감압 처리하여, 메탄올을 제거하고, 고형분 농도가 10 질량％ 인 메타크릴산-아크릴산n-부틸-메타크릴산 트리블록 공중합체 1 (MAA-BA-MAA 트리블록 공중합체 1) 로 이루어지는 수지 입자 1 의 수분산액을 얻었다. 또한, 이 MAA-BA-MAA 트리블록 공중합체 1 은, 열가소성 엘라스토머이다.

동일한 조작을 메타크릴산 무수물-아크릴산n-부틸 공중합체 2 에 대해서도 실시하여, 고형분 농도가 10 질량％ 인 메타크릴산-아크릴산n-부틸-메타크릴산 트리블록 공중합체 2 (MAA-BA-MAA 트리블록 공중합체 2) 로 이루어지는 수지 입자 2 의 수분산액을 얻었다. 또한, 이 MAA-BA-MAA 트리블록 공중합체 2 는, 열가소성 엘라스토머이다.

[실시예 1]

(1) PVA (비누화도 99.3 몰％, 중합도 2400, 에틸렌 변성량 2.5 몰％) 100 질량부, 가소제로서 글리세린 10 질량부, 계면 활성제로서 폴리옥시에틸렌라우릴에테르황산나트륨 0.1 질량부, 및 상기 수지 입자 1 (MAA-BA-MAA 트리블록 공중합체 1) 을 5 질량부 포함하는, PVA 의 함유율이 10 질량％ 인 수용액을 제조하고, 이것을 제막 원액으로서 사용하였다. 이 제막 원액을 80 ℃ 의 금속 롤 상에서 건조시키고, 얻어진 PVA 필름을 열풍 건조기 중에서 120 ℃ 의 온도에서 10 분간 열 처리하여, 평균 두께 30 ㎛ 의 원단 필름을 얻었다. 원단 필름 중의 수지 입자의 평균 입경을 측정한 결과, 30 ㎚ 였다. 또, 원단 필름 중의 수지 입자의 함유량을 측정한 결과, 4 질량％ 였다. 이들의 결과를 표 1 에 정리하였다.

(2) 상기 (1) 에서 얻어진 원단 필름의 폭 방향 중앙부로부터, 폭 5 ㎝ × 길이 5 ㎝ 의 범위가 1 축 연신할 수 있도록 폭 5 ㎝ × 길이 9 ㎝ 의 샘플을 커트하였다. 이 샘플을 30 ℃ 의 증류수에 침지하면서, 길이 방향으로 1.1 배로 1 축 연신하였다. 계속해서, 길이 방향으로 2.2 배 (전체로 2.4 배) 로 1 축 연신하면서, 요오드 1 질량부에 대하여 요오드화칼륨을 100 질량부의 비율로 함유하는 수용액 (염색 처리욕) (온도 30 ℃) 에 60 초간 침지하여 요오드를 흡착시켰다. 이 때, 얻어진 편광 필름의 투과율 (Ts) (％) 이 42 ％ 가 되도록, 염색 처리욕의 요오드 농도는 적절히 조정하였다. 이어서, 붕산을 3 질량％ 및 요오드화칼륨을 3 질량％ 의 비율로 함유하는 수용액 (가교 처리욕) (온도 30 ℃) 에 침지하면서, 길이 방향으로 1.2 배 (전체로 2.7 배) 로 1 축 연신하였다. 추가로 붕산을 4 질량％ 및 요오드화칼륨을 6 질량％ 의 비율로 함유하는 수용액 (1 축 연신 처리욕) 에 침지하면서, 길이 방향으로 전체로 6.2 배 (총연신 배율) 까지 1 축 연신하였다. 그 후, 요오드화칼륨을 3 질량％ 의 비율로 함유하는 수용액 (세정 처리욕) (온도 30 ℃) 에 5 초간 침지하였다. 마지막으로 60 ℃ 에서 4 분간 건조시켜 편광 필름을 얻었다. 얻어진 편광 필름의 평균 두께를 측정한 결과 13 ㎛ 였다. 얻어진 편광 필름의 수지 입자의 평균 입경을 측정한 결과, 30 ㎚ 였다. 편광 필름 중의 수지 입자의 함유량을 측정한 결과, 5 질량％ 였다. 또, 얻어진 편광 필름을 사용하여, 상기한 방법에 의해 편광 필름의 찢어짐 강도 및 편광 성능 (투과율 및 편광도) 을 평가하였다. 이들의 결과를 표 1 에 정리하였다.

[실시예 2]

PVA 100 질량부에 대한 상기 수지 입자 1 의 혼합량을 10 질량부로 한 것 이외에는 실시예 1 과 동일한 방법으로 원단 필름 및 편광 필름을 제작하였다.

얻어진 원단 필름의 평균 두께, 원단 필름 중의 수지 입자의 평균 입경, 원단 필름 중의 수지 입자의 함유량, 편광 필름의 평균 두께, 편광 필름 중의 수지 입자의 평균 입경, 편광 필름 중의 수지 입자의 함유량, 편광 필름의 찢어짐 강도, 및 편광 성능을 측정 또는 평가하였다. 그들의 결과를 표 1 에 나타냈다.

[실시예 3]

PVA 100 질량부에 대한 상기 수지 입자 1 의 혼합량을 20 질량부로 한 것 이외에는 실시예 1 과 동일한 방법으로 원단 필름 및 편광 필름을 제작하였다.

[실시예 4]

제막 원액에 첨가한 수지 입자 1 을 상기 수지 입자 2 (MAA-BA-MAA 트리블록 공중합체 2) 로 변경한 것 이외에는 실시예 1 과 동일한 방법으로 원단 필름 및 편광 필름을 제작하였다.

[실시예 5]

제막 원액에 첨가한 수지 입자 1 을 상기 수지 입자 2 로 변경한 것 이외에는 실시예 3 과 동일한 방법으로 원단 필름 및 편광 필름을 제작하였다.

[실시예 6]

제막 원액에 첨가한 수지 입자 1 을 타이세이 파인케미컬의 「WAN-6000」 (우레탄 수지로 이루어지는 수지 입자) 으로 변경한 것 이외에는 실시예 3 과 동일한 방법으로 원단 필름 및 편광 필름을 제작하였다.

[비교예 1]

제막 원액에 수지 입자 1 을 첨가하지 않은 것 이외에는 실시예 1 과 동일한 방법으로 원단 필름 및 편광 필름을 제작하였다.

얻어진 원단 필름의 평균 두께, 편광 필름의 평균 두께, 편광 필름의 찢어짐 강도, 및 편광 성능을 측정 또는 평가하였다. 그들의 결과를 표 1 에 나타냈다.

[비교예 2]

PVA 100 질량부에 대한 상기 수지 입자 1 의 혼합량을 40 질량부로 한 것 이외에는 실시예 1 과 동일한 방법으로 원단 필름 및 편광 필름을 제작하였다.

[비교예 3]

제막 원액에 첨가한 수지 입자 1 을 세이코우 PMC 사의 「PE-1304」 (스티렌아크릴 수지로 이루어지는 수지 입자, 메이커 공표 평균 입경 250 ㎚) 로 변경한 것 이외에는 실시예 3 과 동일한 방법으로 원단 필름과 편광 필름을 제작하고자 하였다. 그러나, 원단 필름이 하얗게 탁해졌기 때문에, 편광 필름의 제작이나 각종 평가를 중지하였다.

[비교예 4]

제막 원액에 첨가한 수지 입자 1 을 닛산 화학 공업사의 「스노우텍스 ST-50」 (실리카 입자, 메이커 공표 평균 입경 20 ∼ 25 ㎚) 으로 변경한 것 이외에는 실시예 3 과 동일한 방법으로 원단 필름과 편광 필름을 제작하고자 하였다. 그러나, 원단 필름이 하얗게 탁해졌기 때문에, 편광 필름의 제작이나 각종 평가를 중지하였다.

[비교예 5]

수지 입자 1 대신에, 와코 순약사의 폴리아크릴산 (중합도 2000) 을 제막 원액에 첨가한 것 이외에는 실시예 1 과 동일한 방법으로 원단 필름과 편광 필름을 제작하였다.

얻어진 원단 필름의 평균 두께, 원단 필름 중의 수지 입자의 평균 입경, 원단 필름 중의 수지 입자의 함유량, 편광 필름의 평균 두께, 편광 필름 중의 수지 입자의 평균 입경, 편광 필름 중의 수지 입자의 함유량, 편광 필름의 찢어짐 강도, 및 편광 성능을 측정 또는 평가하였다. 그들의 결과를 표 1 에 나타냈다. 폴리아크릴산은, 필름 중에서 입자로서 존재하지 않고, PVA 와 상용되어 있었다.

[비교예 6]

세정 처리욕에 아스코르브산나트륨 0.0316 질량％ 를 첨가한 것 이외에는 비교예 1 과 동일한 방법으로 원단 필름과 편광 필름을 제작하였다.

[비교예 7]

1 축 연신 처리욕에 있어서 전체로 연신 배율 (총연신 배율) 이 4 배가 되도록 연신한 것 이외에는 비교예 1 과 동일한 방법으로 원단 필름과 편광 필름을 제작하였다.

[비교예 8]

원단 필름의 평균 두께를 40 ㎛ 로 한 것 이외에는 비교예 1 과 동일한 방법으로 원단 필름과 편광 필름을 제작하였다.

[비교예 9]

원단 필름의 평균 두께를 60 ㎛ 로 한 것 이외에는 비교예 1 과 동일한 방법으로 원단 필름과 편광 필름을 제작하였다.

상기 표 1 중, MAA-BA-MAA 트리블록 공중합체 1 은 「메타크릴산-아크릴산n-부틸-메타크릴산 트리블록 공중합체 1」을 MAA-BA-MAA 트리블록 공중합체 2 는 「메타크릴산-아크릴산n-부틸-메타크릴산 트리블록 공중합체 2」를 각각 나타낸다. 또, 상기 표 1 에 나타낸 종합 판정 A ∼ C 는, 이하의 기준에 기초한다.

A : 편광 필름의 평균 두께 20 ㎛ 이하, 찢어짐 강도 2 N 이상, 또한 편광도 99.994 ％ 초과

B : 편광 필름의 평균 두께 20 ㎛ 이하, 찢어짐 강도 2 N 이상, 또한 편광도 99.990 ％ 초과 99.994 ％ 이하

C : 상기 A 및 B 이외

이상의 결과로부터 분명한 바와 같이, 실시예 1 ∼ 6 의 원단 필름으로부터 얻어지는 편광 필름은, 박형이며, 찢어짐 강도가 크고, 광학 특성인 편광 성능이 높은 것을 알 수 있다. 한편, 비교예 1 ∼ 9 에 있어서는, 박형이며, 찢어짐 강도가 크고, 편광 성능이 높은 편광 필름을 얻을 수 없었다. 또한, 특히 비교예 8 및 9 로부터 알 수 있는 바와 같이, 찢어짐 강도가 2 N 을 하회하여 찢어지기 쉬워진다는 문제는, 평균 두께가 45 ㎛ 이하인 원단 필름을 사용하여 연신 광학 필름을 제조하고자 한 경우에 발생할 수 있는 과제라고 할 수 있다.

본 발명의 원단 필름은, LCD 의 구성 재료인 편광 필름 등의 재료로서 바람직하게 사용할 수 있다. 또, 본 발명의 연신 광학 필름의 제조 방법, 및 연신 광학 필름은, 편광 필름이나 그 제조 방법으로서 바람직하게 사용할 수 있다.

Claims

평균 두께가 45 ㎛ 이하이고,
주성분인 비닐알코올계 중합체와, 평균 입경이 25 ㎚ 이상 150 ㎚ 이하인 수지 입자를 함유하고,
상기 수지 입자의 함유량이 1 질량％ 이상 25 질량％ 이하이고,
상기 수지 입자가 엘라스토머를 포함하는 연신 광학 필름 제조용의 원단 필름.
제 1 항에 있어서,
상기 엘라스토머가, 하이드록시기를 포함하는 기를 갖는 구조 단위를 구비하는 원단 필름.
제 1 항 또는 제 2 항에 기재된 원단 필름을 연신하는 공정을 구비하는 연신 광학 필름의 제조 방법.
평균 두께가 20 ㎛ 이하이고,
주성분인 비닐알코올계 중합체와, 평균 입경이 25 ㎚ 이상 150 ㎚ 이하인 수지 입자를 함유하고,
상기 수지 입자의 함유량이 1 질량％ 이상 25 질량％ 이하이고,
상기 수지 입자가 엘라스토머를 포함하는 연신 광학 필름.