KR102577828B1

KR102577828B1 - 편광막 제조용의 적층체

Info

Publication number: KR102577828B1
Application number: KR1020210171961A
Authority: KR
Inventors: 사키미 이시마루; 유우지 야마시타
Original assignee: 닛토덴코 가부시키가이샤
Priority date: 2014-12-11
Filing date: 2021-12-03
Publication date: 2023-09-12
Also published as: TW201622975A; TWI666117B; JP6376597B2; CN105700057A; CN105700057B; KR20210151754A; JP2016114634A; KR20160071332A

Abstract

(과제) 외관이 우수한 편광막을 제조할 수 있는 적층체를 제공하는 것.
(해결 수단) 본 발명의 적층체 (10) 는, 장척상이고, 폴리비닐알코올계 수지를 함유하는 폴리비닐알코올계 수지막 (12) 과, 폴리비닐알코올계 수지막 (12) 의 편측에 배치된 수지 기재 (11) 를 구비하고, 일방의 면으로부터 돌출되는 널링 (13) 이 형성되어 있다.

Description

편광막 제조용의 적층체{LAMINATE FOR PRODUCING POLARIZING FILM}

본 발명은 편광막의 제조에 사용되는 적층체에 관한 것이다.

수지 기재 상에 폴리비닐알코올계 수지층을 형성하고, 이 적층체를 연신, 염색함으로써 편광막을 얻는 방법이 제안되어 있다 (예를 들어, 특허문헌 1). 이와 같은 방법에 의하면 두께가 얇은 편광막이 얻어지므로, 예를 들어, 화상 표시 장치의 박형화에 기여할 수 있다고 하여 주목받고 있다. 그러나, 수지 기재를 사용한 경우, 얻어지는 편광막에 외관 불량이 발생하기 쉽다는 문제가 있다.

일본 공개특허공보 2000-338329호

본 발명은 상기 종래의 과제를 해결하기 위해 이루어진 것으로, 그 주된 목적은, 외관이 우수한 편광막을 제조할 수 있는 적층체를 제공하는 것에 있다.

본 발명의 적층체는, 편광막의 제조에 사용되고, 장척상이고, 폴리비닐알코올계 수지를 함유하는 폴리비닐알코올계 수지막과, 그 폴리비닐알코올계 수지막의 편측에 배치된 수지 기재를 구비하고, 일방의 면으로부터 돌출되는 널링이 형성되어 있다.

일 실시형태에 있어서는, 상기 널링이 수지 기재측으로 돌출되도록 형성되어 있다.

일 실시형태에 있어서는, 상기 널링이 폭방향 단부 (端部) 에 형성되어 있다.

일 실시형태에 있어서는, 상기 널링의 형성 영역이 길이 방향으로 연장되어 있다.

일 실시형태에 있어서는, 상기 널링의 높이가 5 ㎛ ∼ 15 ㎛ 이다.

일 실시형태에 있어서는, 폭이 1500 ㎜ ∼ 2700 ㎜ 이다.

일 실시형태에 있어서는, 상기 폴리비닐알코올계 수지막이 연신되어 있다.

일 실시형태에 있어서는, 상기 수지 기재가 폴리에틸렌테레프탈레이트계 수지를 함유한다.

일 실시형태에 있어서는, 롤상으로 권취되어 있다.

본 발명의 다른 국면에 의하면, 편광막의 제조 방법이 제공된다. 이 편광막의 제조 방법은, 상기 적층체의 널링 형성부를 절제 (切除) 하는 공정과, 그 적층체를 연신하는 공정을 이 순서로 포함한다.

일 실시형태에 있어서는, 상기 연신이 수중 연신이다.

본 발명에 의하면, 폴리비닐알코올계 수지막과, 이 폴리비닐알코올계 수지막의 편측에 배치된 수지 기재를 구비하고, 일방의 면으로부터 돌출되는 널링이 형성된 적층체가 제공된다. 이와 같은 적층체는, 제조 공정에 있어서 롤상으로 권취되어도, 권체 (卷締) (게이지 밴드) 나 주름의 발생이 방지된다. 그 결과, 외관이 우수한 편광막을 제조할 수 있다.

도 1 은, 본 발명의 일 실시형태에 의한 적층체의 외관 평면도이다.
도 2 는, 도 1 에 나타내는 적층체의 널링의 형성 방법을 나타내는 도면이다.

이하, 본 발명의 일 실시형태에 대해 설명하지만, 본 발명은 이들 실시형태에는 한정되지 않는다.

A. 적층체

도 1 및 도 2 는 본 발명의 일 실시형태에 의한 편광막 제조용의 적층체의 개략도로, 도 1 은 적층체의 외관 평면도이고, 도 2 는 도 1 에 나타내는 적층체의 널링의 형성 방법을 나타내는 도면이다. 적층체 (10) 는, 장척상의 폴리비닐알코올계 수지 (이하, 「PVA 계 수지」라고 칭한다) 막 (12) 과 PVA 계 수지막 (12) 의 편측에 배치된 수지 기재 (11) 를 구비한다. PVA 계 수지막 (12) 의 폭은, 수지 기재 (11) 의 폭과 대략 동일하거나 또는 수지 기재 (11) 의 폭보다 작게 설정될 수 있다. 적층체 (10) 에는, 그 일방의 면으로부터 돌출되는 널링 (13) 이 형성되어 있다. 널링 (13) 은, PVA 계 수지막 (12) 과 수지 기재 (11) 가 서로 겹치는 부분에 형성되는 것이 바람직하다. 도시예에서는, 널링 (13) 은 적층체 (10) 의 폭방향 양 단부에 단속적으로 형성되고, 널링 (13) 이 늘어선 널링 형성 영역 (20) 은 길이 방향으로 연장되어 있다. 또한, 본 명세서에 있어서 「널링」이란, 적층체 표면에 형성된 요철 구조를 말한다.

널링 (13) 은, 수지 기재 (11) 측으로 돌출되도록 형성되어 있어도 되고, PVA 계 수지막 (12) 측으로 돌출되도록 형성되어 있어도 되지만, 도시하는 바와 같이 수지 기재 (11) 측으로 돌출시킴으로써, 적층체 (10) 에 양호하게 널링이 형성될 수 있다.

적층체 (수지 기재) 의 폭은 임의의 적절한 값으로 설정될 수 있다. 대표적으로는 800 ㎜ 이상, 바람직하게는 1500 ㎜ ∼ 2700 ㎜ 이다. 널링은, 수율의 관점에서 적층체 (수지 기재) 의 폭방향 단변으로부터 5 ㎜ ∼ 10 ㎜ 의 위치에 형성되는 것이 바람직하다. 상기 널링 형성 영역의 폭은, 바람직하게는 5 ㎜ ∼ 30 ㎜ 이다. 적층체의 폭에 대한 널링 형성 영역의 폭의 비율은, 바람직하게는 0.7 ％ ∼ 1.5 ％ 이다.

개개의 널링의 형상으로는 임의의 적절한 형상이 채용될 수 있다. 개개의 널링 (볼록부) 의 3 차원 형상의 구체예로는, 입방체, 직방체, 원뿔, 각뿔 (삼각뿔, 사각뿔), 돔상 (반구상), 사다리꼴상 (원뿔대, 각뿔대) 을 들 수 있다. 도시예와는 달리 널링은, 길이 방향을 따라 연속적으로 (일련 일체로) 형성되어 있어도 된다. 이 경우, 널링의 길이 방향으로부터 본 단면 형상은, 예를 들어, 사각형 (장방형, 정방형, 사다리꼴), 삼각형, 돔상 (반원상) 을 들 수 있다.

널링의 높이 (널링 비형성 영역에 있어서의 적층체 표면으로부터의 높이) 는, 바람직하게는 5 ㎛ ∼ 15 ㎛ 이다. 후술하는 수지 기재의 두께에 대한 널링의 높이의 비율은, 바람직하게는 5 ％ ∼ 40 ％ 이다.

A-1. PVA 계 수지막

상기 PVA 계 수지막을 형성하는 PVA 계 수지로는 임의의 적절한 수지가 채용될 수 있다. 예를 들어, 폴리비닐알코올, 에틸렌-비닐알코올 공중합체를 들 수 있다. 폴리비닐알코올은, 폴리아세트산비닐을 비누화함으로써 얻어진다. 에틸렌-비닐알코올 공중합체는, 에틸렌-아세트산비닐 공중합체를 비누화함으로써 얻어진다. PVA 계 수지의 비누화도는 통상 85 몰％ ∼ 100 몰％ 이고, 바람직하게는 95.0 몰％ ∼ 99.95 몰％, 더욱 바람직하게는 99.0 몰％ ∼ 99.93 몰％ 이다. 비누화도는 JIS K 6726-1994 에 준하여 구할 수 있다. 이와 같은 비누화도의 PVA 계 수지를 사용함으로써, 내구성이 우수한 편광막을 얻을 수 있다. 비누화도가 지나치게 높은 경우에는, 겔화되어 버릴 우려가 있다.

PVA 계 수지의 평균 중합도는 목적에 따라 적절히 선택될 수 있다. 평균 중합도는 통상 1000 ∼ 10000 이고, 바람직하게는 1200 ∼ 4500, 더욱 바람직하게는 1500 ∼ 4300 이다. 또한, 평균 중합도는 JIS K 6726-1994 에 준하여 구할 수 있다.

PVA 계 수지막의 두께는 예를 들어 20 ㎛ 이하, 바람직하게는 15 ㎛ 이하이다. 한편, PVA 계 수지막의 두께는, 바람직하게는 5 ㎛ 이상이다.

PVA 계 수지막은, 대표적으로는 PVA 계 수지를 함유하는 도포액을 도포면에 도포함으로써 형성된다. 도포액으로는, 대표적으로는 PVA 계 수지를 용매에 용해시킨 용액을 들 수 있다. PVA 계 수지를 용해시키는 용매로는, 예를 들어, 물, 디메틸술폭사이드, 디메틸포름아미드, 디메틸아세트아미드, N-메틸피롤리돈, 각종 글리콜류, 트리메틸올프로판 등의 다가 알코올류, 에틸렌디아민, 디에틸렌트리아민 등의 아민류가 사용된다. 이들은 단독으로, 또는 2 종 이상 조합하여 사용할 수 있다. 이들 중에서도 바람직하게는 물이다. 용액의 PVA 계 수지 농도는 임의의 적절한 값으로 설정될 수 있다. 예를 들어, PVA 계 수지의 중합도나 비누화도 등에 따라 설정된다. 용액의 PVA 계 수지 농도는, 예를 들어, 용매 100 중량부에 대하여 3 중량부 ∼ 20 중량부이다.

상기 도포액에는 첨가제가 함유되어 있어도 된다. 첨가제로는, 예를 들어, 가소제, 계면 활성제 등을 들 수 있다. 가소제로는, 예를 들어, 에틸렌글리콜이나 글리세린 등의 다가 알코올을 들 수 있다. 계면 활성제로는, 예를 들어, 비이온 계면 활성제를 들 수 있다. 이들은 얻어지는 PVA 계 수지막의 균일성이나 염색성, 연신성을 더욱 한층 향상시키는 목적으로 사용될 수 있다. 또 첨가제로는, 예를 들어, 접착 용이 성분을 들 수 있다. 접착 용이 성분을 사용함으로써, 수지 기재와 PVA 계 수지막의 밀착성을 향상시킬 수 있다. 그 결과, 예를 들어, 수지 기재로부터 PVA 계 수지막이 박리되는 등의 문제를 억제하여, 후술하는 염색, 수중 연신을 양호하게 실시할 수 있다. 접착 용이 성분으로는, 예를 들어, 아세트아세틸 변성 PVA 등의 변성 PVA 가 사용된다.

도포액의 도포 방법으로는, 상기 도포면의 형태 등에 따라 임의의 적절한 방법을 채용할 수 있다. 예를 들어, 롤 코트법, 스핀 코트법, 와이어 바 코트법, 딥 코트법, 다이 코트법, 커튼 코트법, 스프레이 코트법, 나이프 코트법 (콤마 코트법 등) 을 들 수 있다. 도포액의 도포·건조 온도는, 예를 들어 20 ℃ 이상, 바람직하게는 50 ℃ 이상이다.

일 실시형태에 있어서는, PVA 계 수지막은 연신되어 있다. PVA 계 수지막의 연신 방법으로는 임의의 적절한 방법이 채용될 수 있다. 또, PVA 계 수지막의 연신 방향으로는 임의의 적절한 방향으로 선택될 수 있다.

A-2. 수지 기재

상기 수지 기재의 구성 재료로는 임의의 적절한 재료가 채용될 수 있다. 예를 들어, 폴리에틸렌테레프탈레이트계 수지 등의 에스테르계 수지, 시클로올레핀계 수지, 폴리프로필렌 등의 올레핀계 수지, (메트)아크릴계 수지, 폴리아미드계 수지, 폴리카보네이트계 수지, 이들의 공중합체 수지를 들 수 있다. 바람직하게는, 폴리에틸렌테레프탈레이트계 수지가 사용된다. 그 중에서도 비정질의 폴리에틸렌테레프탈레이트계 수지가 바람직하게 사용된다. 비정질의 폴리에틸렌테레프탈레이트계 수지의 구체예로는, 디카르복실산으로서 이소프탈산을 추가로 함유하는 공중합체나, 글리콜로서 시클로헥산디메탄올을 추가로 함유하는 공중합체를 들 수 있다.

수지 기재는, 바람직하게는 상기 PVA 계 수지막의 탄성률 (예를 들어, 압입 탄성률) 보다 높은 탄성률을 갖는다. 이와 같은 수지 기재를 사용함으로써, 양호하게 널링이 형성될 수 있다. 구체적으로는, PVA 계 수지막 단독인 상태에서는 널링을 형성하는 것이 곤란한 경우가 있지만, 수지 기재와의 적층 구조로 함으로써 양호하게 널링이 형성될 수 있다.

수지 기재의 유리 전이 온도 (Tg) 는, 바람직하게는 120 ℃ 이하, 더욱 바람직하게는 100 ℃ 이하이다. 적층체를 연신하는 경우, PVA 계 수지막의 결정화를 억제하면서 연신성 (특히, 수중 연신에 있어서의) 을 충분히 확보할 수 있기 때문이다. 그 결과, 우수한 광학 특성 (예를 들어, 편광도) 을 갖는 편광막을 제조할 수 있다. 한편, 수지 기재의 유리 전이 온도는, 바람직하게는 60 ℃ 이상이다. 또한, 유리 전이 온도 (Tg) 는 JIS K 7121 에 준하여 구할 수 있는 값이다.

수지 기재의 흡수율은, 바람직하게는 0.2 ％ 이상이고, 더욱 바람직하게는 0.3 ％ 이상이다. 이와 같은 수지 기재는 물을 흡수하고, 물이 가소제적인 기능을 하여 가소화할 수 있다. 그 결과, 연신 응력을 대폭 저하시킬 수 있어 연신성이 우수해진다. 한편, 수지 기재의 흡수율은, 바람직하게는 3.0 ％ 이하, 더욱 바람직하게는 1.0 ％ 이하이다. 이와 같은 수지 기재를 사용함으로써, 제조시에 수지 기재의 치수 안정성이 현저히 저하되어, 얻어지는 편광막의 외관이 악화되는 등의 문제를 방지할 수 있다. 또, 수중 연신시에 파단되거나, 수지 기재로부터 PVA 계 수지막이 박리되거나 하는 것을 방지할 수 있다. 또한, 흡수율은 JIS K 7209 에 준하여 구할 수 있는 값이다.

수지 기재의 두께는, 바람직하게는 20 ㎛ 이상, 더욱 바람직하게는 50 ㎛ 이상이다. 이와 같은 수지 기재를 사용함으로써, 양호하게 널링이 형성될 수 있다. 한편, 수지 기재의 두께는, 바람직하게는 300 ㎛ 이하, 더욱 바람직하게는 200 ㎛ 이하이다.

수지 기재 표면에는, 표면 개질 처리 (예를 들어, 코로나 처리 등) 가 실시되어 있어도 되고, 접착 용이층이 형성되어 있어도 된다. 이와 같은 처리에 의하면, 수지 기재와 PVA 계 수지막의 밀착성이 우수한 적층체를 얻을 수 있다. 또, 수지 기재의 PVA 계 수지막이 배치되지 않는 측에는, 기능층 (예를 들어, 대전 방지층) 이 형성되어 있어도 된다. 기능층을 형성함으로써 내블로킹성을 부여할 수 있다.

A-3. 적층체의 제작 방법

PVA 계 수지막과 수지 기재의 적층물은 임의의 적절한 방법에 의해 제작될 수 있다. 예를 들어, 수지 기재 상에 PVA 계 수지막을 형성하는 방법, 별도 형성된 PVA 계 수지막에 수지 기재를 적층하는 방법을 들 수 있다. 수지 기재 상에 PVA 계 수지막을 형성하는 경우, 상기 도포면은 수지 기재이다. 별도 PVA 계 수지막을 형성하는 경우, PVA 계 수지막과 수지 기재는 접착층을 개재하여 (접착제나 점착제를 사용하여) 적층해도 되고, 밀착시켜 (실질적으로 접착제나 점착제를 사용하지 않고) 적층해도 된다.

상기 서술한 바와 같이 PVA 계 수지막이 연신되어 있는 경우, 당해 연신은 PVA 계 수지막과 수지 기재의 적층물에 대하여 실시하는 것이 바람직하다. 일 실시형태에 있어서는, PVA 수지막과 수지 기재의 적층물을 공중 연신 방식에 의해 길이 방향으로 연신한다. 연신 배율은, 예를 들어 1.5 배 이상 3.5 배 이하이다. 연신 온도는, 예를 들어 95 ℃ ∼ 150 ℃ 이다.

상기 널링은 임의의 적절한 방법으로 형성될 수 있다. 일 실시형태에 있어서는, 도시하는 바와 같이 적층체 (10) 를 길이 방향으로 반송하면서, 널링 롤러 (31) 와 지지 롤러 (32) 에 의해 적층체 (10) 를 닙하고, 널링 롤러 (31) 의 주위면에 형성된 돌기 (31a) 를 적층체 (10) 에 가압함으로써 널링 (요철 구조) (13) 을 형성한다. 도시하지 않지만 널링 형성 롤러쌍 (31, 32) 의 가압력 및 주위면 온도는 적절히 조정되어 있다. 도시예에서는 수지 기재 (11) 측에 널링 롤러 (31) 를 가압하여, 수지 기재 (11) 의 표면으로부터 돌출되는 널링 (13) 을 형성하고 있다. PVA 계 수지막측에 널링 롤러를 가압하는 것보다, 도시예와 같이 수지 기재측에 널링 롤러를 가압함으로써, 양호하게 널링이 형성될 수 있다.

널링은 임의의 적절한 타이밍으로 형성될 수 있다. 도시예에서는 PVA 수지막과 수지 기재의 적층물에 대하여 널링을 형성하고 있지만, 예를 들어, 도시예와는 달리, 수지 기재에 널링을 형성한 후에 PVA 계 수지막을 형성 또는 적층해도 된다.

A-4. 그 외

일 실시형태에 있어서는, 상기 적층체는 롤상으로 권취되어 있다. 권취 장력은, 대표적으로는 300 N ∼ 600 N 이다. 권취는 PVA 계 수지막이 내측 (심재측) 이 되도록 실시해도 되고, PVA 계 수지막이 외측이 되도록 실시해도 된다. 편광막의 제조 공정에 있어서, PVA 계 수지막과 수지 기재의 적층물은 권취된 상태인 채로 보관 (방치) 될 수 있는데, 적층물 (주로, 수지 기재) 에 부분적인 막두께 불균일이 있으면, 권취했을 때에 권체나 주름이 발생하여 얻어지는 편광막의 외관 저하로 이어진다. 이와 같은 문제는, 보관 기간이 길어질수록 현저해진다. 본 발명의 적층체는, 롤상으로 권취되어도 권체나 주름의 발생이 방지될 수 있다. 그 결과, 외관이 우수한 편광막을 제조할 수 있다.

상기 권체의 발생 빈도는, 적층물 (주로, 수지 기재) 의 폭방향의 두께 분포에 따라 변동될 수 있다. 구체적으로는, 적층물 (주로, 수지 기재) 전체의 두께 차이가 작아도, 부분적으로 두께 불균일이 생겨 있으면 권취에 의해 권체가 발생할 수 있다. 따라서, 일 실시형태에 있어서는, 상기 널링의 높이는 수지 기재의 두께의 편차보다 높게 설정될 수 있다. 바람직하게는, 널링의 높이 (평균 높이) 는 수지 기재의 두께의 편차 (30 ㎜ 폭) 보다 높게 설정된다.

B. 편광막

편광막은, 상기 적층체의 PVA 계 수지막을 편광막으로 하기 위한 처리를 실시함으로써 제조된다. 편광막으로 하기 위한 처리로는, 예를 들어, 염색 처리, 연신 처리, 불용화 처리, 가교 처리, 세정 처리, 건조 처리를 들 수 있다. 이들 처리는 목적에 따라 적절히 선택될 수 있다. 또, 처리 순서, 처리의 타이밍, 처리 횟수 등, 적절히 설정될 수 있다. 적층체의 널링 형성부는 임의의 적절한 타이밍에서 절제될 수 있다. 일 실시형태에 있어서는, 널링 형성부를 절제한 적층체에 대하여 연신 처리를 실시한다. 널링 형성부의 절제 방법으로는 임의의 적절한 방법이 채용될 수 있다. 구체적으로는, 도시하는 바와 같이 적층체의 폭방향 단부에 널링이 형성되어 있는 경우에는, 적층체의 폭방향 단부를 절단 (슬릿) 함으로써 널링 형성부를 절제한다. 절단 수단으로는, 예를 들어, 둥근날이나 접시날 등의 절단날, 레이저를 들 수 있다. 이하, 상기 각종 처리에 대해 설명한다.

(염색 처리)

상기 염색 처리는, 대표적으로는 PVA 계 수지막을 이색성 물질로 염색함으로써 실시한다. 바람직하게는, PVA 계 수지막에 이색성 물질을 흡착시킴으로써 실시한다. 당해 흡착 방법으로는, 예를 들어, 이색성 물질을 함유하는 염색액에 PVA 계 수지막 (적층체) 을 침지시키는 방법, PVA 계 수지막에 당해 염색액을 도공하는 방법, 당해 염색액을 PVA 계 수지막에 분무하는 방법 등을 들 수 있다. 바람직하게는, 염색액에 적층체를 침지시키는 방법이다. 이색성 물질이 양호하게 흡착될 수 있기 때문이다.

상기 이색성 물질로는, 예를 들어, 요오드, 유기 염료를 들 수 있다. 이들은 단독으로, 또는 2 종 이상 조합하여 사용할 수 있다. 이색성 물질은, 바람직하게는 요오드이다. 이색성 물질로서 요오드를 사용하는 경우, 상기 염색액은 바람직하게는 요오드 수용액이다. 요오드의 배합량은, 물 100 중량부에 대하여 바람직하게는 0.1 중량부 ∼ 0.5 중량부이다. 요오드의 물에 대한 용해도를 높이기 위해, 요오드 수용액에 요오드화물을 배합하는 것이 바람직하다. 요오드화물로는, 예를 들어, 요오드화칼륨, 요오드화리튬, 요오드화나트륨, 요오드화아연, 요오드화알루미늄, 요오드화납, 요오드화구리, 요오드화바륨, 요오드화칼슘, 요오드화주석, 요오드화티탄 등을 들 수 있다. 이들 중에서도 바람직하게는 요오드화칼륨이다. 요오드화물의 배합량은, 물 100 중량부에 대하여 바람직하게는 0.02 중량부 ∼ 20 중량부, 보다 바람직하게는 0.1 중량부 ∼ 10 중량부이다.

염색액의 염색시의 액온은, PVA 계 수지의 용해를 억제하기 위해 바람직하게는 20 ℃ ∼ 50 ℃ 이다. 염색액에 PVA 계 수지막을 침지시키는 경우, 침지 시간은, PVA 계 수지막의 투과율을 확보하기 위해 바람직하게는 5 초 ∼ 5 분이다. 또, 염색 조건 (농도, 액온, 침지 시간) 은, 최종적으로 얻어지는 편광막의 편광도 혹은 단체 투과율이 소정의 범위가 되도록 설정할 수 있다. 일 실시형태에 있어서는, 얻어지는 편광막의 편광도가 99.98 ％ 이상이 되도록 침지 시간을 설정한다. 다른 실시형태에 있어서는, 얻어지는 편광막의 단체 투과율이 40 ％ ∼ 44 ％ 가 되도록 침지 시간을 설정한다.

(연신 처리)

적층체의 연신 방법으로는 임의의 적절한 방법을 채용할 수 있다. 구체적으로는, 고정단 연신 (예를 들어, 텐터 연신기를 사용하는 방법) 이어도 되고, 자유단 연신 (예를 들어, 주속이 상이한 롤 사이에 적층체를 통과시켜 1 축 연신하는 방법) 이어도 된다. 또, 동시 2 축 연신 (예를 들어, 동시 2 축 연신기를 사용하는 방법) 이어도 되고, 축차 2 축 연신이어도 된다. 적층체의 연신은, 1 단계로 실시해도 되고, 다단계로 실시해도 된다.

연신 처리는, 적층체를 연신욕에 침지시키면서 실시하는 수중 연신 방식이어도 되고, 공중 연신 방식이어도 된다. 바람직하게는, 수중 연신 처리를 적어도 1 회 실시하고, 더욱 바람직하게는 수중 연신 처리와 공중 연신 처리를 조합한다. 수중 연신에 의하면, 상기 수지 기재나 PVA 계 수지막의 유리 전이 온도 (대표적으로는, 80 ℃ 정도) 보다 낮은 온도에서 연신할 수 있고, PVA 계 수지막을 그 결정화를 억제하면서 고배율로 연신할 수 있다. 그 결과, 우수한 광학 특성 (예를 들어, 편광도) 을 갖는 편광막을 제조할 수 있다. 또한, 수중 연신 처리와 공중 연신 처리를 조합하는 경우, 공중 연신 처리는, 상기 서술한 적층물에 대한 공중 연신 처리여도 된다.

적층체의 연신 방향으로는 임의의 적절한 방향을 선택할 수 있다. 일 실시형태에 있어서는, 장척상의 적층체의 길이 방향으로 연신한다. 구체적으로는, 적층체를 길이 방향으로 반송하고, 그 반송 방향 (MD) 이다. 다른 실시형태에 있어서는, 장척상의 적층체의 폭방향으로 연신한다. 구체적으로는, 적층체를 길이 방향으로 반송하고, 그 반송 방향 (MD) 과 직교하는 방향 (TD) 이다.

적층체의 연신 온도는, 수지 기재의 형성 재료, 연신 방식 등에 따라 임의의 적절한 값으로 설정할 수 있다. 공중 연신 방식을 채용하는 경우, 연신 온도는, 바람직하게는 수지 기재의 유리 전이 온도 (Tg) 이상이고, 더욱 바람직하게는 수지 기재의 유리 전이 온도 (Tg) ＋ 10 ℃ 이상, 특히 바람직하게는 Tg ＋ 15 ℃ 이상이다. 한편, 적층체의 연신 온도는 바람직하게는 170 ℃ 이하이다. 이와 같은 온도에서 연신함으로써, PVA 계 수지의 결정화가 급속히 진행되는 것을 억제하여 당해 결정화에 의한 문제 (예를 들어, 연신에 의한 PVA 계 수지막의 배향을 방해한다) 를 억제할 수 있다.

연신 방식으로서 수중 연신 방식을 채용하는 경우, 연신욕의 액온은 바람직하게는 40 ℃ ∼ 85 ℃, 보다 바람직하게는 50 ℃ ∼ 85 ℃ 이다. 이와 같은 온도이면, PVA 계 수지막의 용해를 억제하면서 고배율로 연신할 수 있다. 구체적으로는, 상기 서술한 바와 같이, 수지 기재의 유리 전이 온도 (Tg) 는, PVA 계 수지막의 형성과의 관계에서 바람직하게는 60 ℃ 이상이다. 이 경우, 연신 온도가 40 ℃ 를 하회하면, 물에 의한 수지 기재의 가소화를 고려해도 양호하게 연신할 수 없을 우려가 있다. 한편, 연신욕의 온도가 고온이 될수록 PVA 계 수지막의 용해성이 높아져, 우수한 광학 특성이 얻어지지 않을 우려가 있다.

수중 연신 방식을 채용하는 경우, 적층체를 붕산 수용액 중에 침지시켜 연신하는 것이 바람직하다 (붕산 수중 연신). 연신욕으로서 붕산 수용액을 사용함으로써, PVA 계 수지막에 연신시에 가해지는 장력에 견디는 강성과, 물에 용해되지 않는 내수성을 부여할 수 있다. 구체적으로는, 붕산은, 수용액 중에서 테트라하이드록시붕산 아니온을 생성하여 PVA 계 수지와 수소 결합에 의해 가교할 수 있다. 그 결과, PVA 계 수지막에 강성과 내수성을 부여하여 양호하게 연신할 수 있고, 우수한 광학 특성을 갖는 편광막을 제작할 수 있다.

상기 붕산 수용액은, 바람직하게는 용매인 물에 붕산 및/또는 붕산염을 용해시킴으로써 얻어진다. 붕산 농도는, 물 100 중량부에 대하여 바람직하게는 1 중량부 ∼ 10 중량부이다. 붕산 농도를 1 중량부 이상으로 함으로써, PVA 계 수지막의 용해를 효과적으로 억제할 수 있고, 보다 고특성의 편광막을 제작할 수 있다. 또한, 붕산 또는 붕산염 이외에, 붕사 등의 붕소 화합물, 글리옥살, 글루타르알데히드 등을 용매에 용해하여 얻어진 수용액도 사용할 수 있다.

바람직하게는, 상기 연신욕 (붕산 수용액) 에 요오드화물을 배합한다. 요오드화물을 배합함으로써, PVA 계 수지막에 흡착시킨 요오드의 용출을 억제할 수 있다. 요오드화물의 구체예는 상기 서술한 바와 같다. 요오드화물의 농도는, 물 100 중량부에 대하여 바람직하게는 0.05 중량부 ∼ 15 중량부, 보다 바람직하게는 0.5 중량부 ∼ 8 중량부이다.

적층체의 연신욕에 대한 침지 시간은, 바람직하게는 15 초 ∼ 5 분이다. 적층체의 수중 연신 방식에 의한 연신 배율은, 예를 들어 2 배 이상이다. 또한, 수중 연신 처리는 염색 처리 후에 실시하는 것이 바람직하다.

(불용화 처리)

상기 불용화 처리는, 대표적으로는 붕산 수용액에 PVA 계 수지막을 침지시킴으로써 실시한다. 특히 수중 연신 방식을 채용하는 경우, 불용화 처리를 실시함으로써 PVA 계 수지막에 내수성을 부여할 수 있다. 당해 붕산 수용액의 농도는, 물 100 중량부에 대하여 바람직하게는 1 중량부 ∼ 4 중량부이다. 불용화욕 (붕산 수용액) 의 액온은, 바람직하게는 20 ℃ ∼ 40 ℃ 이다. 바람직하게는, 불용화 처리는 염색 처리나 수중 연신 처리 전에 실시한다.

(가교 처리)

상기 가교 처리는, 대표적으로는 붕산 수용액에 PVA 계 수지막을 침지시킴으로써 실시한다. 가교 처리를 실시함으로써, PVA 계 수지막에 내수성을 부여할 수 있다. 당해 붕산 수용액의 농도는, 물 100 중량부에 대하여 바람직하게는 1 중량부 ∼ 4 중량부이다. 또, 상기 염색 처리 후에 가교 처리를 실시하는 경우, 추가로 요오드화물을 배합하는 것이 바람직하다. 요오드화물을 배합함으로써, PVA 계 수지막에 흡착시킨 요오드의 용출을 억제할 수 있다. 요오드화물의 배합량은, 물 100 중량부에 대하여 바람직하게는 1 중량부 ∼ 5 중량부이다. 요오드화물의 구체예는 상기 서술한 바와 같다. 가교욕 (붕산 수용액) 의 액온은, 바람직하게는 20 ℃ ∼ 50 ℃ 이다. 바람직하게는 가교 처리는 수중 연신 처리 전에 실시한다. 바람직한 실시형태에 있어서는, 염색 처리, 가교 처리 및 수중 연신 처리를 이 순서로 실시한다.

(세정 처리)

상기 세정 처리는, 대표적으로는 요오드화칼륨 수용액에 PVA 계 수지막을 침지시킴으로써 실시한다.

(건조 처리)

건조 처리에 있어서의 건조 온도는, 바람직하게는 30 ℃ ∼ 100 ℃ 이다.

얻어지는 편광막은, 실질적으로는 이색성 물질이 흡착 배향된 PVA 계 수지막이다. 편광막의 두께는 바람직하게는 10 ㎛ 이하, 더욱 바람직하게는 7 ㎛ 이하, 특히 바람직하게는 5 ㎛ 이하이다. 한편, 편광막의 두께는 바람직하게는 0.5 ㎛ 이상, 보다 바람직하게는 1.0 ㎛ 이상이다.

편광막은, 바람직하게는 파장 380 ㎚ ∼ 780 ㎚ 중 어느 파장에서 흡수 이색성을 나타낸다. 편광막의 단체 투과율은 바람직하게는 40.0 ％ 이상, 보다 바람직하게는 41.0 ％ 이상, 더욱 바람직하게는 42.0 ％ 이상, 특히 바람직하게는 43.0 ％ 이상이다. 편광막의 편광도는 바람직하게는 99.8 ％ 이상, 보다 바람직하게는 99.9 ％ 이상, 더욱 바람직하게는 99.95 ％ 이상이다.

C. 편광판

본 발명의 편광판은 상기 편광막을 갖는다. 바람직하게는, 편광판은 상기 편광막과 이 편광막의 적어도 편측에 배치된 보호 필름을 갖는다. 이 보호 필름으로는, 상기 수지 기재를 그대로 사용해도 되고, 상기 수지 기재와는 다른 필름을 사용해도 된다. 보호 필름의 형성 재료로는, 예를 들어 (메트)아크릴계 수지, 디아세틸셀룰로오스, 트리아세틸셀룰로오스 등의 셀룰로오스계 수지, 시클로올레핀계 수지, 폴리프로필렌 등의 올레핀계 수지, 폴리에틸렌테레프탈레이트계 수지 등의 에스테르계 수지, 폴리아미드계 수지, 폴리카보네이트계 수지, 이들의 공중합체 수지 등을 들 수 있다. 보호 필름의 두께는 바람직하게는 10 ㎛ ∼ 100 ㎛ 이다.

일 실시형태에 있어서는, 편광막으로부터 상기 수지 기재는 박리되고, 다른 필름을 적층한다. 보호 필름은, 편광막에 접착층을 개재하여 적층해도 되고, 밀착시켜 (접착층을 개재하지 않고) 적층해도 된다. 접착층은, 대표적으로는 접착제 또는 점착제로 형성된다.

실시예

이하, 실시예에 의해 본 발명을 구체적으로 설명하지만, 본 발명은 이들 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다. 또한, 수지 기재의 두께의 편차 및 널링의 평균 높이의 측정 방법은 이하와 같다.

1. 수지 기재의 두께의 편차

접촉식 탁상형 오프 라인 두께 계측 장치 (YAMABUN TOF-5R, 주식회사 야마분 전기 제조) 를 사용하여, 수지 기재의 폭방향에 있어서 5 ㎜ 피치로 두께를 측정하고, 수지 기재의 폭방향 전체 및 30 ㎜ 폭에 있어서의 두께의 편차를 평가하였다.

2. 널링의 평균 높이

필름 두께 측정기 (Mahr 사 제조) 를 사용하여 널링 형성 부분을 1 ㎝ 피치로 10 점 측정하고, 얻어진 측정값의 평균값을 산출하였다.

[실시예 1]

(적층체의 제작)

흡수율 0.75 ％, Tg 75 ℃ 의 비정질의 이소프탈산 공중합 폴리에틸렌테레프탈레이트 (IPA 공중합 PET) 로 구성되고, 장척상이고 두께 100 ㎛ 인 수지 기재의 편면에 코로나 처리를 실시하였다. 이 코로나 처리면에, 폴리비닐알코올 (중합도 4200, 비누화도 99.2 몰％) 및 아세트아세틸 변성 PVA (중합도 1200, 아세트아세틸 변성도 4.6 ％, 비누화도 99.0 몰％ 이상, 닛폰 합성 화학 공업사 제조, 상품명 「고세파이머 Z200」) 을 9 : 1 의 비로 함유하는 수용액을 25 ℃ 에서 도포한 후에 60 ℃ 에서 200 초간 건조시켜, 두께 10 ㎛ 의 PVA 계 수지막을 형성하였다. 이렇게 하여 얻어진 적층물을, 115 ℃ 의 오븐 내에서 주속이 상이한 롤 사이에 길이 방향으로 2.0 배로 자유단 1 축 연신하였다 (공중 연신).

그 후, 적층물의 폭방향 양단부 각각에 (수지 기재의 단변으로부터 5 ㎜ ∼ 7 ㎜ 의 위치에), 도 2 에 나타내는 바와 같이 널링 형성 롤러쌍을 사용하여 도 1 에 나타내는 바와 같은 널링을 형성하여 적층체를 얻었다. 형성된 널링의 수지 기재면으로부터의 평균 높이는 9.12 ㎛ 였다.

[실시예 2]

수지 기재면으로부터의 평균 높이가 6.74 ㎛ 의 널링을 형성한 것 이외에는 실시예 1 과 동일하게 하여 적층체를 얻었다.

[실시예 3]

수지 기재면으로부터의 평균 높이가 12.59 ㎛ 의 널링을 형성한 것 이외에는 실시예 1 과 동일하게 하여 적층체를 얻었다.

[실시예 4]

수지 기재면으로부터의 평균 높이가 4.11 ㎛ 의 널링을 형성한 것 이외에는 실시예 1 과 동일하게 하여 적층체를 얻었다.

[실시예 5]

수지 기재면으로부터의 평균 높이가 15.87 ㎛ 의 널링을 형성한 것 이외에는 실시예 1 과 동일하게 하여 적층체를 얻었다.

[비교예 1]

널링을 형성하지 않은 것 이외에는 실시예 1 과 동일하게 하여 적층체를 얻었다.

(평가)

각 실시예 및 비교예의 적층체에 대하여, 권취에 의한 영향을 평가하였다. 평가 방법은 이하와 같고, 평가 결과를 표 1 에 나타낸다.

(권취에 의한 영향)

얻어진 적층체를 장력 450 N 으로 PVA 계 수지막이 내측이 되도록 길이 방향으로 3100 m ∼ 3500 m 권취하여 적층체 롤로 하고, 권취 직후 및 권취하여 10 일 경과 후의 적층체 롤의 상태를 육안으로 관찰하였다.

실시예 5 에서는, 권취 직후, 권취하고 10 일 후 모두 권체는 확인되지 않았지만, 권취 직후에 적층체 롤의 중앙 부근에 접힘이 확인되고, 10 일 후에는 그 접힘이 악화되어 있었다.

본 발명의 편광막은, 예를 들어, 화상 표시 장치에 바람직하게 사용된다. 구체적으로는, 액정 텔레비전, 액정 디스플레이, 휴대 전화, 디지털 카메라, 비디오 카메라, 휴대 게임기, 카 내비게이션, 복사기, 프린터, 팩스, 시계, 전자렌지 등의 액정 패널, 유기 EL 디바이스의 반사 방지판 등으로서 바람직하게 사용된다.

10 : 적층체
11 : 수지 기재
12 : 폴리비닐알코올 (PVA) 계 수지막
13 : 널링

Claims

장척상이고, 폴리비닐알코올계 수지를 함유하는 폴리비닐알코올계 수지막과,
상기 폴리비닐알코올계 수지막의 편측에 배치된 수지 기재를 구비하고,
일방의 면으로부터 돌출되는 널링이 형성되어 있는, 편광막 제조용의 적층체로서,
상기 수지 기재의 JIS K 7209 에 준하여 측정된 흡수율이 0.2 ％ 이상 0.75 ％ 이하이고,
상기 널링이 상기 적층체의 폭방향 단부에 형성되고, 또한, 수지 기재측으로 돌출되도록 형성되어 있고,
상기 널링의 높이가 5 ㎛ ∼ 15 ㎛ 이고, 또한, 상기 수지 기재의 두께에 대한 비율이 5 ％ ∼ 40 ％ 이고,
상기 적층체가 롤상으로 권취되어 있는, 편광막 제조용의 적층체.
제 1 항에 있어서,
상기 널링의 형성 영역이 길이 방향으로 연장되어 있는, 편광막 제조용의 적층체.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
폭이 1500 ㎜ ∼ 2700 ㎜ 인, 편광막 제조용의 적층체.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 폴리비닐알코올계 수지막이 연신되어 있는, 편광막 제조용의 적층체.
장척상이고, 폴리비닐알코올계 수지를 함유하는 폴리비닐알코올계 수지막과, 상기 폴리비닐알코올계 수지막의 편측에 배치되고 JIS K 7209 에 준하여 측정된 흡수율이 0.2 ％ 이상 0.75 ％ 이하인 수지 기재를 구비하는 편광막 제조용의 적층체에, 일방의 면으로부터 돌출되는 높이 5 ㎛ ∼ 15 ㎛, 또한, 상기 수지 기재의 두께에 대한 비율이 5 ％ ∼ 40 ％ 인 널링을 폭방향 단부에 형성하는 공정과,
상기 적층체의 널링 형성부를 절제하는 공정과,
상기 적층체를 연신하는 공정을 이 순서로 포함하고,
상기 적층체가 롤상으로 권취되어 있는, 편광막의 제조 방법.
제 5 항에 있어서,
상기 연신이 수중 연신인, 편광막의 제조 방법.