KR20110139115A - 편광 필름 및 편광판의 제조 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 폴리비닐알코올계 수지 원반 필름 (1)을 팽윤조 (3), 염색조 (4) 및 붕산조 (5)의 순으로 통과시켜 연속적으로 처리하고, 염색조 (4) 및 붕산조 (5) 중 적어도 하나의 조에서 일축 연신하여 편광 필름 (9)를 제조하는데 있어서, 팽윤조 (3)에서는 폴리비닐알코올계 수지 원반 필름 (1)을 일축 연신하면서 팽윤 처리를 행하고, 원반 필름 (1)로부터 편광 필름 (9)를 얻기까지의 총 연신 배율에 대한 팽윤조 (3)에서의 연신 배율의 비율이 50％ 이상이 되도록 한다. 얻어지는 편광 필름 (9)의 적어도 한쪽면에 투명 보호 필름을 접합하여, 편광판으로 할 수 있다.

Description

편광 필름 및 편광판의 제조 방법 {POLARIZING FILM AND PROCESS FOR PRODUCING FOR POLARIZING PLATE}

본 발명은 폴리비닐알코올계 편광 필름의 제조 방법에 관한 것이며, 상세하게는 편광 필름의 흡수축과 직교하는 방향의 수축률을 감소시킴과 동시에, 염색 효율도 우수한 편광 필름의 제조 방법에 관한 것이다. 본 발명은 또한, 이 방법에 의해서 얻어지는 편광 필름의 적어도 한쪽면에 투명 보호 필름을 접합하여 편광판을 제조하는 방법에도 관계하고 있다.

편광판은 통상, 2색성 색소가 흡착 배향하고 있는 폴리비닐알코올계 수지로 이루어지는 편광 필름의 한쪽면 또는 양면에 접착제층을 통해, 투명 보호 필름, 예를 들면 트리아세틸셀룰로오스로 대표되는 아세트산셀룰로오스계의 투명 보호 필름을 적층한 구성으로 되어 있다. 이것을 필요에 따라 다른 광학 필름을 통해 액정 셀에 점착제로 접합시켜, 액정 표시 장치의 구성 부품으로 한다.

편광 필름의 제조 방법으로서, 예를 들면 JPH10-153709-A에는 폴리비닐알코올계 수지 필름을 물에 침지하여 팽윤시킨 후, 요오드로 염색하고, 이어서 연신하고, 추가로 요오드를 정착시키기 위해서 붕산 처리하여, 수세한 후, 건조하는 방법이 기재되어 있다. 물에 의한 팽윤 처리는 염색에 앞서서 필름을 균일하게 팽윤시켜, 염색 시간의 단축, 염색 불균일의 개선 등을 목적으로서 행해진다. 이 때, 염색 불균일을 억제하는 등의 관점에서, JPH10-153709-A에서는 팽창 처리욕에 붕산을 함유시키고 있다. 또한, 이 JPH10-153709-A에서는 염색 후에 붕산을 포함하는 수용액에 필름을 침지하여 연신을 행하고, 그 후 추가로 붕산 수용액에 침지하여, 가교에 의한 내수화 처리(이 문헌에서는 정착 내지 고정이라고 호칭)를 행하고 있다.

팽윤 처리, 염색 처리, 붕산 처리 및 건조 처리를 거쳐 제조된 편광 필름은 고온 조건에 노출되면, 가교제로서 붕산을 이용하고 있기 때문에 붕산 가교가 진행되어, 제조시의 기계 방향(MD), 즉 흡수축 방향뿐만 아니라, 흡수축과 직교하는 방향(TD)으로도 수축한다.

JP2001-141926-A에는 염색 불균일의 억제를 목적으로서, 폴리비닐알코올계 수지 필름을 수욕 중에 침지하여 팽윤시킴과 동시에, 그의 욕 중에서 초기 상태의 1.1 내지 4배로 연신 처리를 행하고, 그 후 2색성 색소에 의한 염색 처리 및 가교 처리를 실시하여, 편광 필름을 제조하는 방법이 기재되어 있다. 이 문헌의 실시예 1에서는 팽윤욕에서 2배의 연신 배율로 하고, 그 후 요오드 염색욕 및 붕산 처리욕에서도 각각 연신 처리하여, 최종적으로 6.5배의 총 연신 배율로 하고 있고, 또한 실시예 2에서는 팽윤욕에서 2.5배의 연신 배율로 하고, 그 후 요오드 염색욕 및 붕산 처리욕에서도 각각 연신 처리하여, 최종적으로 6배의 총 연신 배율로 하고 있다. 이 문헌에 개시되는 방법은 염색 불균일의 억제에 유효하지만, 본 발명자들의 실험에 따르면, 팽윤욕에 있어서 실시예에 나타나는 정도의 배율로 연신하는 것만으로는 최종적으로 얻어지는 편광 필름이 고온 조건에 노출되었을 때의 수축이 여전히 큰 것이 분명해져 왔다.

한편, JP2005-114990-A에는 폴리비닐알코올계 수지 필름을 팽윤 처리, 염색 처리 및 붕산 처리의 순으로 욕 중에서 연속적으로 처리하고, 이들 중 적어도 하나의 공정에서 일축 연신하여 편광 필름을 제조할 때, 팽윤 처리와 염색 처리 사이에 습식 연신 공정을 설치하고, 그의 습식 연신 공정에서는 붕산 수용액을 이용하고, 그의 수용액 중에서 1.1배 이상 3배 미만의 연신 배율로 일축 연신함으로써, 색 불균일을 한층 개선하는 것을 도모하는 것이 기재되어 있다. 또한, JP2008-249766-A에는 상기 JP2005-114990-A에 개시되는 것과 같은 팽윤 처리와 염색 처리 사이에 1.1배 이상의 연신 배율로 일축 연신을 행하는 습식 연신 공정을 설치한 경우에는, 얻어지는 긴 편광 필름의 폭 방향 중앙부와 단부에서 색상에 변동이 생기기 쉬운 점에서, 팽윤 처리와 염색 처리 사이에 수 침지 처리 공정을 설치하고, 거기에서의 연신 배율이 1.05배 이하가 되도록 하는 것이 기재되어 있다.

상술한 바와 같이, 팽윤 처리, 염색 처리, 붕산 처리 및 건조 처리를 거쳐 제조된 편광 필름은 고온 조건에 노출되면, 흡수축 방향(MD)으로 수축할 뿐만 아니라, 흡수축과 직교하는 방향(TD)으로도 수축한다. 그리고 종래부터 채용되어 있는 편광 필름의 제조 방법에서는 이러한 수축, 특히 흡수축과 직교하는 방향의 수축을 억제하는 것은 곤란하였다. 따라서, 본 발명이 해결하려고 하는 과제는 편광 필름이 고온 조건에 노출되었을 때의, 특히 흡수축과 직교하는 방향의 수축률을 감소하고, 또한 염색성도 우수한 편광 필름의 제조 방법을 제공하는 데에 있다.

즉 본 발명은 하기의 것을 포함한다.

[1] 폴리비닐알코올계 수지 원반 필름에, 팽윤조를 통과시키는 팽윤 처리, 염색조를 통과시키는 염색 처리 및 붕산조를 통과시키는 붕산 처리를 이 순으로 연속적으로 실시하고, 염색 처리 및 붕산 처리 중 적어도 하나의 처리에서 일축 연신하는 것을 포함하는 편광 필름의 제조 방법이며, 이 팽윤 처리는 상기한 폴리비닐알코올계 수지 원반 필름을 일축 연신하면서 행해지고, 팽윤 처리에서의 일축 연신의 비율이 상기한 원반 필름으로부터 편광 필름을 얻기까지의 총 연신 배율에 대하여 50％ 이상인 편광 필름의 제조 방법.

[2] 팽윤 처리는 10 내지 70 ℃의 온도에서 행해지는 [1]에 기재된 방법.

[3] 팽윤 처리는 실질적으로 용해 성분이 없는 순수 중에서 행해지는 [1] 또는 [2]에 기재된 방법.

[4] [1] 내지 [3] 중 어느 하나의 방법으로 편광 필름을 제조하여, 얻어지는 편광 필름의 적어도 한쪽면 또는 양면에 보호 필름을 접합하는 것을 포함하는 편광판의 제조 방법.

본 발명의 방법에 따르면, 염색 효율이 좋고, 흡수축과 직교하는 방향의 수축률이 낮게 억제된 편광 필름을 제조할 수 있다.

도 1은 본 발명의 방법을 실시하는 데 바람직한 장치의 레이아웃을 나타내는 모식도이다.

이하, 본 발명을 상세히 설명한다. 본 발명에서는 폴리비닐알코올계 수지 원반 필름에, 팽윤조를 통과시키는 팽윤 처리, 염색조를 통과시키는 염색 처리 및 붕산조를 통과시키는 붕산 처리를 이 순으로 연속적으로 실시하고, 염색 처리 및 붕산 처리 중 적어도 하나의 처리에서 일축 연신하여 편광 필름을 제조한다. 이와 같이 연속적으로 처리하는 관계상, 폴리비닐알코올계 수지 원반 필름은 통상, 롤상으로 공급된다. 도 1에, 본 발명에 따른 편광 필름의 제조 방법을 실시하는 데에 바람직한 장치의 레이아웃을 모식적으로 나타내었다.

도 1에 나타내는 예에서는 원반롤 (2)로부터 풀어내어지는 폴리비닐알코올계 수지 원반 필름 (1)이, 팽윤 처리를 행하기 위한 팽윤조 (3), 염색 처리를 행하기 위한 염색조 (4) 및 붕산 처리를 행하기 위한 붕산조 (5)를 순차 통과하도록 되어 있다. 붕산조 (5)를 나간 후의 폴리비닐알코올계 수지 필름은 통상, 수세조 (6)을 통하여 그 전의 조에서 부착된 미반응된 붕산 수용액이 씻겨지고, 그 후 건조로 (8)을 통하여 건조되어, 편광 필름 (9)가 얻어지게 되고 있다. 도시는 생략하지만, 그 후 통상은 얻어지는 편광 필름의 적어도 한쪽면에 투명 보호 필름이 접합되어, 편광판이 된다.

그리고 본 발명에서는 상기한 각 처리를 거쳐 편광 필름을 제조하는데 있어서, 팽윤층 (3)을 통과시킬 때에 행해지는 팽윤 처리는 원반 필름 (1)을 일축 연신하면서 행하고, 원반 필름 (1)로부터 편광 필름 (9)를 얻기까지의 총 연신 배율에 대한 이 팽윤 처리에서의 연신 배율의 비율이 50％ 이상이 되도록 한다. 이 팽윤 처리에서는 물을 주성분으로 하는 액체가 팽윤욕으로서 이용된다.

이와 같이, 본 발명에 따른 편광 필름의 제조 방법은, 바람직하게는 이하의 공정 (1) 내지 (6)을 포함한다.

(1) 폴리비닐알코올계 수지 원반 필름 (1)을, 물을 주성분으로 하는 팽윤욕이 들어간 팽윤조 (3)을 통과시켜, 그의 팽윤욕과 접촉시켜 팽윤시키는 팽윤 처리 공정,

(2) 팽윤된 폴리비닐알코올계 수지 필름을, 2색성 색소를 포함하는 염색욕이 들어간 염색조 (4)를 통과시켜, 그의 염색욕에서 염색하는 염색 처리 공정,

(3) 염색된 폴리비닐알코올계 수지 필름을, 붕산을 포함하는 수용액이 들어간 붕산조 (5)를 통과시켜, 가교시키는 붕산 처리 공정,

(4) 폴리비닐알코올계 수지 필름을 일축 연신하는 연신 공정,

(5) 붕산 처리된 폴리비닐알코올계 수지 필름을, 물을 주성분으로 하는 액으로 세정하기 위한 수세조 (6)을 통과시키는 수세 처리 공정, 및

(6) 수세 처리 후에 건조로 (8)을 통과시키는 건조 공정.

이하, 원반이 되는 폴리비닐알코올계 수지 필름 및 상기한 각 공정에 대해서, 순서를 따라 상세히 설명한다.

〔폴리비닐알코올계 수지 원반 필름〕

편광 필름을 구성하는 폴리비닐알코올계 수지는 폴리아세트산비닐계 수지를 비누화함으로써 얻어진다. 폴리아세트산비닐계 수지는 아세트산비닐의 단독 중합체인 폴리아세트산비닐 이외에, 아세트산비닐과 이것에 공중합 가능한 다른 단량체와의 공중합체일 수도 있다. 아세트산비닐에 공중합 가능한 다른 단량체로서는, 예를 들면 불포화 카르복실산류, 불포화 술폰산류, 올레핀류, 비닐에테르류 등을 들 수 있다. 폴리비닐알코올계 수지의 비누화도는, 통상 85 내지 100 몰％ 정도, 바람직하게는 98 내지 100 몰％이다. 폴리비닐알코올계 수지는 또한 변성되어 있을 수도 있고, 예를 들면 알데히드류로 변성된 폴리비닐포르말이나 폴리비닐아세탈 등도 사용할 수 있다.

또한, 폴리비닐알코올계 수지의 중합도는, 통상 1000 내지 10000 정도, 바람직하게는 1500 내지 5000이다.

이러한 폴리비닐알코올계 수지를 제막한 것이 편광 필름의 원반 필름으로서 이용된다. 폴리비닐알코올계 수지를 제막하는 방법은 특별히 한정되는 것은 아니고, 공지된 방법으로 제막할 수 있다. 폴리비닐알코올계 수지 원반 필름의 막 두께는 특별히 한정되지 않지만, 예를 들면 20 내지 100 ㎛ 정도, 바람직하게는 30 내지 80 ㎛이다. 이 원반 필름은 상술한 바와 같이, 통상은 롤상으로 공급되고, 그의 실용적인 폭은 1500 내지 6000 mm 정도의 범위에 있다.

[팽윤 처리 공정]

원반 필름 (1)에는 우선, 팽윤조 (3)에서 팽윤 처리가 실시된다. 이 팽윤 처리는 필름 표면의 이물 제거, 필름 중에 존재하는 가소제의 제거, 후속 공정에 있어서의 염색 용이성의 부여, 필름의 가소화 등을 목적으로서 행해진다.

본 발명에서는, 이 팽윤 처리 공정은 팽윤조 (3) 중의 팽윤욕에 원반 필름 (1)을 침지하여 팽윤시키면서, 일축 연신함으로써 행해진다. 그리고, 원반 필름 (1)로부터 편광 필름 (9)를 얻기까지의 총 연신 배율에 대한 팽윤 처리 공정에서의 연신 배율의 비율이 50％ 이상이 되도록 한다. 원반 필름 (1)로부터 편광 필름 (9)를 얻기까지의 총 연신 배율에 대한 팽윤 처리 공정에서의 연신 배율의 비율을 본 명세서에서는 이하, 「팽윤 처리에서의 연신 배율비」라고 부르는 경우가 있다. 이 팽윤 처리에서의 연신 배율비는, 바람직하게는 60％ 이상이다. 팽윤 처리에서의 연신 배율비를 높게 함으로써, 다음 염색 처리 공정에 있어서 2색성 색소가 배향되기 쉬워지고, 효율적으로 염색할 수 있다. 또한, 얻어지는 편광 필름이 고온 조건에 노출되었을 때에, 흡수축과 직교하는 방향의 수축률을 낮게 억제할 수 있게 된다. 편광 필름의 흡수축과 직교하는 방향의 수축률을 본 명세서에서는 이하, 「TD 수축률」이라고 부르는 경우가 있다.

편광 필름이 고온 조건에 노출되었을 때에, TD 수축률을 낮게 억제하는 관점에서는 팽윤 처리에서의 연신 배율비를 크게하는 것이 유리하지만, 한편으로 본 발명에서는 이 후의 염색 처리 공정 및 붕산 처리 공정 중 적어도 하나의 공정에서도 일축 연신하는 점에서, 팽윤 처리에서의 연신 배율비의 상한은 통상 90％ 정도까지이다.

팽윤 처리 공정은 원반 필름 (1)을 통상 10 내지 70 ℃ 정도, 바람직하게는 20 내지 50 ℃의 온도로 유지된 팽윤욕이 들어간 팽윤조 (3)을 통과시킴으로써 행해진다. 여기서의 일축 연신은 팽윤조 (3)에 있어서의 입구측 핀치롤 (31)과 출구측 핀치롤 (32) 사이에서 주속도에 차를 가함으로써 행할 수 있다. 팽윤 처리의 시간은 일축 연신도 포함시켜, 통상 20 내지 300초이고, 바람직하게는 40 내지 240초이다.

팽윤조 (3)에 이용하는 팽윤욕은 순수 이외에, 상기 JPH10-153709-A에 기재되는 붕산, 또한 염화물을 대표예로 하는 무기염, 알코올류를 대표예로 하는 수용성 유기 용매 등이 0.01 내지 10 중량％의 범위로 첨가된 수용액일 수도 있다. 다만, 이 팽윤조 (3)에서는 실질적으로 용해 성분이 없는 순수가 바람직하게 이용된다.

팽윤 처리 공정에서, 필름이 폭 방향으로 팽윤하여 필름에 주름이 들어가는 등의 문제가 생기는 경우에는 확장기롤, 스파이럴롤, 크라운롤, 크로스가이더, 벤드바, 텐터 클립 등 공지된 확폭 장치에서 필름의 주름을 제거하면서 필름을 반송할 수 있다. 욕 중의 필름 반송을 안정화시키는 목적으로, 팽윤욕 중에서의 수류를 수중 샤워로 제어하거나, EPC 장치(Edge Position Controller, 즉 필름의 단부를 검출하여, 필름의 사행을 방지하는 장치) 등을 병용하거나 하는 것도 유용하다.

[염색 처리 공정]

상술한 일축 연신을 포함하는 팽윤 처리 공정을 거친 후의 폴리비닐알코올계 수지 필름은 2색성 색소를 포함하는 염색욕이 들어간 염색조 (4)를 통과시키는 염색 처리 공정에 가해진다. 2색성 색소로서는 통상, 요오드 또는 2색성의 유기 염료가 이용된다. 이 염색 처리는 폴리비닐알코올계 수지 필름에 2색성 색소를 흡착 배향시키는 목적으로 행해지고, 그의 조건은 이러한 목적이 달성될 수 있는 범위에서, 필름의 극단적인 용해, 투명성 상실 등의 문제점이 생기지 않는 범위로 결정된다.

2색성 색소로서 요오드를 이용하는 경우에는, 요오드와 함께 요오드화칼륨을 함유하는 수용액을 염색욕으로 하는 것이 바람직하다. 이 경우에는 예를 들면, 10 내지 50 ℃, 바람직하게는 20 내지 40 ℃의 온도에서, 물 100 중량부에 대하여 요오드를 0.003 내지 0.2 중량부 및 요오드화칼륨을 0.1 내지 10 중량부 포함하는 수용액 중에, 10 내지 600초간, 바람직하게는 30 내지 200초간 침지함으로써, 염색 처리가 행해진다. 요오드화 칼륨 대신에 다른 요오드화물, 예를 들면 요오드화아연 등을 이용할 수도 있고, 또한 다른 요오드화물을 요오드화칼륨과 병용할 수도 있다. 염색욕에는 요오드화물 이외의 화합물, 예를 들면 붕산, 염화아연, 염화코발트 등을 공존시킬 수도 있다. 또한, 붕산을 첨가하는 경우에도, 처리욕이 요오드를 포함하는 점에서, 이 후의 붕산 처리와 구별된다. 물 100 중량부에 대하여 요오드를 0.003 중량부 이상 포함하는 욕이면, 염색욕으로 간주할 수 있다. 얻어지는 편광 필름에 높은 편광 성능을 제공하는 관점에서는 2색성 색소로서 요오드를 이용하는 것이 바람직하다.

한편, 2색성 색소로서 수용성의 2색성 염료를 이용하는 경우, 예를 들면 20 내지 80 ℃, 바람직하게는 30 내지 60 ℃의 온도에서, 물 100 중량부에 대하여 2색성 염료를 0.001 내지 0.1 중량부 포함하는 수용액을 염색욕으로 하고, 거기에 10 내지 600초간, 바람직하게는 20 내지 300초간 침지함으로써, 염색 처리가 행해진다. 사용하는 2색성 염료의 수용액은 염색 보조제 등을 함유하고 있을 수도 있고, 예를 들면 황산나트륨과 같은 무기염이나, 계면활성제 등을 함유할 수 있다. 2색성 염료는 1종만 사용할 수도 있고, 원한다면 색상에 따라서 2종 이상의 2색성 염료를 병용할 수도 있다.

염색 처리 공정에서도, 팽윤 처리 공정과 동일하게, 확장기롤, 스파이롤, 크라운롤, 크로스가이더, 벤드바 등을 염색욕 중 및/또는 욕 출입구에 적절하게 설치할 수도 있다. 또한, 염색 처리 공정에서는, 동시에 필름을 기계 방향(MD)으로 일축 연신할 수도 있다. 염색 처리 공정에서 일축 연신하는 경우, 그의 연신 배율은, 예를 들면 1.1 내지 3배의 범위가 되도록 하는 것이 바람직하다. 염색 처리 공정에서 일축 연신하는 경우에는, 역시 염색조 (4)에 있어서의 입구측 피치롤 (41)과 출구측 핀치롤 (42) 사이에서 주속도에 차를 가함으로써 행할 수 있다.

[붕산 처리 공정]

염색 처리 후의 폴리비닐알코올계 수지 필름은 붕산조 (5)에서 붕산 처리 공 정도에 가해진다. 이 붕산 처리는 2색성 색소로 염색된 폴리비닐알코올계 수지 필름을 붕산조 (5) 중의 붕산 수용액에 침지함으로써 행해진다. 붕산 수용액에 있어서의 붕산의 함유량은 물 100 중량부당, 통상 2 내지 15 중량부 정도, 바람직하게는 3 내지 12 중량부이다. 앞선 염색 처리에 있어서, 2색성 색소로서 요오드를 이용한 경우, 이 붕산 수용액은 요오드화칼륨을 함유하는 것이 바람직하다. 붕산 수용액이 요오드화칼륨을 함유하는 경우, 그의 요오드화칼륨의 양은 물 100 중량부당, 통상 40 중량부 이하, 바람직하게는 30 중량부 이하이다. 또한 이 요오드화칼륨은 물 100 중량부당 0.1 중량부 이상, 또한 1 중량부 이상 함유시키는 것이 바람직하다. 붕산 수용액으로의 침지 시간은, 통상 60 내지 1,200초 정도이고, 바람직하게는 60 내지 600초, 더욱 바람직하게는 60 내지 400초이다. 붕산 함유 수용액의 온도는 통상 50 ℃ 이상이고, 바람직하게는 50 내지 85 ℃, 보다 바람직하게는 55 내지 80 ℃이다.

붕산 처리 공정에서도, 처리욕 중에서 동시에 필름을 기계 방향(MD)으로 일축 연신할 수도 있다. 붕산 처리 공정에서 일축 연신하는 경우에는, 역시 붕산조 (5)에 있어서의 입구측 핀치롤 (51)과 출구측 핀치롤 (52) 사이에서 주속도에 차를 가함으로써 행할 수 있다.

[연신 처리 공정]

본 발명의 제조 방법에서는 폴리비닐알코올계 수지 필름에 대한 일축 연신은, 상기한 염색 처리 공정 및 붕산 처리 공정 중의 적어도 하나의 공정에서 행해지고, 또한 상기한 팽윤 처리 공정에서도 행해진다. 그리고, 원반 필름 (1)로부터 편광 필름 (9)를 얻기까지의 총 연신 배율에 대한 팽윤 처리 공정에서의 연신 배율의 비율, 즉 먼저 정의한 팽윤 처리에서의 연신 배율비가 50％ 이상이 되도록 한다.

이와 같이, 염색 처리 공정 및 붕산 처리 공정 중 적어도 하나의 공정에서 일축 연신을 행하는 것, 및 팽윤 처리 공정에서도 일축 연신을 행하고, 팽윤 처리에서의 연신 배율비가 50％ 이상이 되도록 하는 것을 전제로, 폴리비닐알코올계 수지 필름의 일축 연신 처리는, 또한 팽윤 처리 공정 전에 행할 수도 있고, 팽윤 처리 공정과 염색 처리 공정의 사이, 염색 처리 공정 및 붕산 처리 공정 후에 행할 수도 있다. 단지 일반적으로는, 팽윤 처리 공정에서 상기한 대로의 일축 연신을 행하고, 또한 염색 처리 공정 및 붕산 처리 공정의 한쪽 또는 쌍방에서 일축 연신을 행하는 것이 바람직하다.

팽윤 처리 공정, 염색 처리 공정 및 붕산 처리 공정에서의 연신은 각각의 처리욕에서 팽윤한 상태에서의 연신, 즉 습식 연신에 의해서 행해진다. 본 발명에서는 상술한 대로, 기본적으로 염색 처리 공정 및 붕산 처리 공정 중 적어도 하나의 공정, 및 팽윤 처리 공정에서 연신을 행하기 때문에, 모든 연신을 습식으로 행하는 것이 바람직하다. 습식에서의 일축 연신은 일반적으로, 주속이 다른 롤 사이를 통과시킴으로써 행해진다.

[수세 처리 공정]

붕산 처리 공정 후에는, 통상 수세조 (6)에서 수세 처리가 실시된다. 수세 처리는, 예를 들면 붕산 처리된 폴리비닐알코올계 수지 필름을 물에 침지하는 방법, 물을 샤워로 분무하는 방법, 침지와 분무를 병용하는 방법 등에 의해서 행할 수 있다. 수세 처리에 있어서의 물의 온도는, 통상 2 내지 40 ℃이고, 처리 시간은 통상 2 내지 120초이다. 수세 처리는 1단으로 행할 수도 있고, 다단으로 행할 수도 있다. 다단으로 수세 처리하는 경우에는, 어느 하나의 수세조에 있어서 무기염의 수용액으로 처리할 수도 있다. 이 경우에 이용하는 무기염은, 예를 들면 요오드화칼륨, 요오드화나트륨, 요오드화아연, 염화아연, 황산나트륨, 아황산나트륨 등일 수 있다. 이들의 무기염은 1종을 이용할 수도 있고, 또한 복수종을 병용할 수도 있다. 또한 수세조에서 연신될 수도 있고, 예를 들면 1.05 내지 1.2배 정도로 연신될 수도 있다.

[건조 공정]

수세 처리 후의 필름은, 통상 건조로 (8)로 유도되어, 건조 처리가 실시된다. 이 건조는 40 내지 100 ℃의 온도, 바람직하게는 50 내지 100 ℃의 온도로 유지된 건조로 (8)에, 30 내지 600초 정도 걸쳐 통과시킴으로써 행해진다. 건조로 (8)은 복수일 수도 있고, 건조로를 복수 설치하는 경우에는 각각의 건조로의 온도가 동일하거나 상이할 수도 있다. 복수의 건조로를 순차 통해서 건조를 행하는 경우에는, 건조로의 전단으로부터 건조로의 후단을 향하여, 온도가 순차 높아지도록 온도 경사를 가하는 것이 바람직하다.

[편광판의 제조]

이상과 같이 하여 제조되는 편광 필름 (9)는 그의 적어도 한쪽면에 투명 보호 필름을 접합하여, 편광판으로 할 수 있다. 편광 필름으로의 투명 보호 필름의 접합에는 접착제가 이용된다. 투명 보호 필름으로서는, 예를 들면 트리아세틸셀루로오스나 디아세틸셀룰로오스와 같은 셀룰로오스아세테이트계 수지 필름, 아크릴계 수지 필름, 폴리에스테르계 수지 필름, 폴리아릴레이트계 수지 필름, 폴리에테르설폰계 수지 필름, 노르보르넨과 같은 환상 올레핀을 단량체로 하는 환상 폴리올레핀계 수지 필름 등이 이용된다. 투명 보호 필름의 두께는, 통상 10 내지 200 ㎛ 정도이고, 바람직하게는 150 ㎛ 이하, 더욱 바람직하게는 100 ㎛ 이하이다. 편광판은 한쪽의 표면, 즉 보호 필름의 노출면에, 반사 방지층이나 방현층, 하드 코팅층, 접착층 등 공지된 각종 기능성층을 가질 수도 있다.

<실시예>

이하, 실시예 및 비교예를 나타내어, 본 발명을 더욱 구체적으로 설명하지만, 본 발명은 이들 예에 의해 한정되는 것은 아니다.

이하의 실시예 및 비교예에서는 원반 필름으로서, 평균 중합도 약 2400, 비누화도 99.9 몰％ 이상으로, 두께 75 ㎛의 폴리비닐알코올 필름을 이용하였다.

또한, 팽윤욕, 염색욕 및 붕산 처리욕은 각각 공통이고, 다음의 조성 및 온도인 것을 이용하였다.

팽윤욕: 순수, 온도 40 ℃.

염색욕: 요오드/요오드화칼륨/물의 중량비가 0.03/5.0/100의 수용액, 온도 30 ℃.

붕산 처리욕: 요오드화칼륨/붕산/물의 중량비가 12/4.0/100의 수용액, 온도 56.5 ℃.

실시예 1

폴리비닐알코올 원반 필름 (1)이 느슨하지 않도록, 필름의 긴장 상태를 유지한채, 위의 팽윤욕이 들어간 팽윤조 (3)에 58초간 침지하여 필름을 충분히 팽윤시켜, 필름을 초기의 3.49배까지 일축 연신하였다. 다음으로, 위의 염색욕이 들어간 염색조 (4)에 63초간 침지하면서, 연신 배율 약 1.2배로 일축 연신을 행하였다. 그 후, 위의 붕산 처리욕이 들어간 붕산조 (5)에 76초간 침지하였다. 또한, 10 ℃의 물이 들어간 수세조 (6)에서 약 5초간 세정하고, 그 후 약 70 ℃의 건조로 (8)을 110초간 걸쳐 통과시켜, 건조를 행하였다. 원반으로부터의 총 연신 배율은 4.19배였다. 이렇게 해서, 2색성 색소인 요오드가 흡착 배향된 폴리비닐알코올로 이루어지는 편광 필름 (9)를 얻었다. 총 연신 배율에 대한 팽윤 처리에서의 연신 배율비는 83％였다.

실시예 2

폴리비닐알코올 원반 필름 (1)이 느슨하지 않도록, 필름의 긴장 상태를 유지한채, 위의 팽윤욕이 들어간 팽윤조 (3)에 76초간 침지하여 필름을 충분히 팽윤시켜, 필름을 초기의 3.55배까지 일축 연신하였다. 다음으로, 위의 염색욕이 들어간 염색조 (4)에 73초간 침지하면서, 연신 배율 약 1.56배로 일축 연신을 행하였다. 그 후, 위의 붕산 처리욕이 들어간 붕산조 (5)에 76초간 침지하였다. 또한, 10 ℃의 물이 들어간 수세조 (6)에서 약 5초간 세정하고, 그 후 약 70 ℃의 건조로 (8)을 110초간 걸쳐 통과시켜, 건조를 행하였다. 원반으로부터의 총 연신 배율은 5.57배였다. 이렇게 해서, 2색성 색소인 요오드가 흡착 배향된 폴리비닐알코올로 이루어지는 편광 필름 (9)를 얻었다. 총 연신 배율에 대한 팽윤 처리에서의 연신 배율비는 64％였다.

비교예 1

폴리비닐알코올 원반 필름 (1)이 느슨하지 않도록, 필름의 긴장 상태를 유지한채, 위의 팽윤욕이 들어간 팽윤조 (3)에 89초간 침지하여 필름을 충분히 팽윤시켜, 필름을 초기의 1.49배까지 일축 연신하였다. 다음으로, 위의 염색욕이 들어간 염색조 (4)에 148초간 침지하면서, 연신 배율 약 1.71배로 일축 연신을 행하였다. 그 후, 위의 붕산 처리욕이 들어간 붕산조 (5)에 96초간 침지하면서, 원반으로부터의 총 연신 배율이 5.48배가 될 때까지 일축 연신을 행하였다. 또한 10 ℃의 물이 들어간 수세조 (6)에서 약 5초간 세정하고, 그 후 약 70 ℃의 건조로 (8)을 110초간 걸쳐 통과시켜, 건조를 행하였다. 이렇게 해서, 2색성 색소인 요오드가 흡착 배향된 폴리비닐알코올로 이루어지는 편광 필름 (9)를 얻었다. 총 연신 배율에 대한 팽윤 처리에서의 연신 배율비는 27％였다.

비교예 2

폴리비닐알코올 원반 필름 (1)이 느슨하지 않도록, 필름의 긴장 상태를 유지한채, 위의 팽윤욕이 들어간 팽윤조 (3)에 96초간 침지하여 필름을 충분히 팽윤시켜, 필름을 초기의 1.80배까지 일축 연신하였다. 다음으로, 위의 염색욕이 들어간 염색조 (4)에 114초간 침지하면서, 연신 배율 약 1.96배로 일축 연신을 행하였다. 그 후, 위의 붕산 처리욕이 들어간 붕산조 (5)에 87초간 침지하면서, 원반으로부터의 총 연신 배율이 5.50배가 될 때까지 일축 연신을 행하였다. 또한 10 ℃의 물이 들어간 수세조 (6)에서 약 5초간 세정하고, 그 후 약 70 ℃의 건조로 (8)을 110초간 걸쳐 통과시켜, 건조를 행하였다. 이렇게 해서, 2색성 색소인 요오드가 흡착 배향된 폴리비닐알코올로 이루어지는 편광 필름 (9)를 얻었다. 총 연신 배율에 대한 팽윤 처리에서의 연신 배율비는 33％였다.

[평가 시험]

(a) 단체 투과율의 측정

실시예 1 및 2 및 비교예 1 및 2에서 제조한 각각의 편광 필름의 단체 투과율을 분광 광도계 "V-7100" (니혼 분꼬(주) 제조)을 이용하여 측정하였다.

(b) 가열에 의한 치수 변화의 평가

실시예 1 및 2 및 비교예 1 및 2에서 제조한 각각의 편광 필름을 100 mm×100 mm의 크기로 컷트하여, 100 ℃에서 24시간 가열하였다. 그리고, 시험편의 가열 전의 흡수축(즉 연신 방향)과 직교하는 방향 TD의 치수(Lb)와, 가열 후의 동일 방향의 치수(La)를 측정하여, 이하의 식으로부터 TD 수축률을 구하였다.

TD 수축률=〔(Lb-La)/Lb〕×100(％)

이상의 평가 시험의 결과를 각 예에서의 제조 조건의 주된 변수와 함께 표 1에 통합하였다.

표 1에 나타낸 바와 같이, 총 연신 배율에 대한 팽윤 처리에서의 연신 배율비가 50％ 이상인 실시예 1 및 2의 편광 필름은 가열 후의 TD 수축률이 작은 것을 알 수 있었다. 또한, 팽윤 처리에서의 연신 배율비가 50％를 하회하는 비교예 1 및 2에 비교하여, 염색 시간이 짧음에도 불구하고, 단체 투과율이 낮고, 단시간으로도 효율적으로 염색되어 있는 것을 알 수 있었다.

1……원반 필름,
2……원반 롤,
3……팽윤조,
4……염색조,
5……붕산조,
6……수세조,
8……건조로,
9……편광 필름,
31, 32, 41, 42, 51, 52……피치롤.

Claims (4)

1. 폴리비닐알코올계 수지 원반 필름에, 팽윤조를 통과시키는 팽윤 처리, 염색조를 통과시키는 염색 처리 및 붕산조를 통과시키는 붕산 처리를 이 순으로 연속적으로 실시하고, 염색 처리 및 붕산 처리 중 적어도 하나의 처리에서 일축 연신하는 것을 포함하는 편광 필름의 제조 방법이며,
   팽윤 처리는 상기한 폴리비닐알코올계 수지 원반 필름을 일축 연신하면서 행해지고, 팽윤 처리에서의 일축 연신의 비율이 상기한 원반 필름으로부터 편광 필름을 얻기까지의 총 연신 배율에 대하여 50％ 이상인 편광 필름의 제조 방법.
2. 제1항에 있어서, 팽윤 처리는 10 내지 70 ℃의 온도에서 행해지는 방법.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 팽윤 처리는 실질적으로 용해 성분이 없는 순수 중에서 행해지는 방법.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 기재된 방법으로 편광 필름을 제조하여, 얻어지는 편광 필름의 적어도 한쪽면에 투명 보호 필름을 접합하는 것을 포함하는 편광판의 제조 방법.

Images