KR20150060759A

KR20150060759A - 폴리비닐알코올계 중합체 필름 및 그 제조 방법

Info

Publication number: KR20150060759A
Application number: KR1020157009250A
Authority: KR
Inventors: 아츠시 하마다; 료지 가츠노; 신타로 히카사; 에미 후지이; 오사무 가제토
Original assignee: 가부시키가이샤 구라레
Priority date: 2012-09-26
Filing date: 2013-09-19
Publication date: 2015-06-03
Also published as: TW201420313A; JP2018041108A; KR102163144B1; CN104662071A; TWI615266B; JP6483792B2; JPWO2014050696A1; JP6257512B2; CN104662071B; WO2014050696A1

Abstract

(과제)
광투과율이 높은 경우나 보다 강도가 높은 백라이트를 사용한 경우라도 색 불균일이 저감된 편광 필름 등의 광학 필름을 제조할 수 있는 PVA 필름을 제공하는 것.
(해결수단)
필름의 면내에 있어서의 배향축을 필름의 폭 방향으로 20 ㎜ 피치로 측정했을 때, 인접하는 2 개의 측정 위치에 있어서의 배향축끼리가 이루는 각도 (단 0 ∼ 90°의 범위 내에 있다) 가, 모든 인접하는 2 개의 측정 위치에 있어서 2.3°이하인 PVA 필름. 당해 PVA 필름에 있어서, 모든 인접하는 2 개의 측정 위치에 있어서의 상기 각도의 평균값은 0.6°이하인 것이 바람직하다.

Description

폴리비닐알코올계 중합체 필름 및 그 제조 방법{POLYVINYL ALCOHOL-BASED POLYMER FILM AND MANUFACTURING PROCESS THEREFOR}

본 발명은 폴리비닐알코올계 중합체 필름 (이하, 「폴리비닐알코올계 중합체」를 「PVA」로 약기하는 경우가 있다) 과 그 제조 방법, 당해 PVA 필름으로부터 제조한 편광 필름 등의 광학 필름, 및 당해 광학 필름의 제조 방법에 관한 것이다.

광의 투과 및 차폐 기능을 갖는 편광판은, 광의 스위칭 기능을 갖는 액정 등과 함께 액정 표시 장치 (LCD) 의 중요한 구성 요소이다. 이 액정 표시 장치의 적용 분야도, 개발 초기경의 전자 계산기 및 손목 시계 등의 소형 기기로부터, 노트북 컴퓨터, 액정 모니터, 액정 컬러 프로젝터, 액정 텔레비전, 차재용 내비게이션 시스템, 휴대 전화, 옥내외에서 사용되는 계측 기기 등의 넓은 범위로 확대되고 있고, 특히 액정 모니터나 액정 텔레비전 등에서는 대화면화가 진행되고 있다.

편광판은 통상, 롤상으로 감긴 장척의 PVA 필름을 권출하여 1 축 연신한 후에 요오드나 2 색성 염료를 사용하여 염색하는 방법, 권출된 PVA 필름을 염색하여 1 축 연신한 후에 붕소 화합물로 고정 처리를 실시하는 방법, 상기 어느 방법에 있어서 염색과 동시에 고정 처리를 실시하는 방법 등에 의해서 편광 필름을 제조하고, 그것에 의해 얻어진 편광 필름의 편면 또는 양면에 3 아세트산셀룰로오스 필름이나 아세트산·부티르산셀룰로오스 필름 등의 보호막을 첩합 (貼合) 시킴으로써 공업적으로 제조된다.

지금까지, 편광 필름의 광학적 성능의 향상, 광폭의 편광 필름의 취득, 편광 필름의 생산성의 향상 등에 관한 다양한 기술이 알려져 있다. 예를 들어, 광축의 흐트러짐이 적은 편광 필름을 제조할 수 있는 것으로서, 복굴절률 타원체의 장축의 필름의 길이 방향에 대한 경사 각도의 절대값의 최대값 및 경사 각도의 국소적 변화율이 각각 특정한 범위에 있는 PVA 필름이 알려져 있다 (특허문헌 1 참조). 또한, 편광 필름의 색 불균일이나 PVA 필름의 연신시에 있어서의 주름의 발생을 방지할 수 있는 것으로서, 필름의 폭 방향으로 1 ㎝ 떨어진 2 점간의 리타데이션차가 특정한 범위에 있는 PVA 필름이 알려져 있다 (특허문헌 2 참조). 또한, 대면적에 있어서도 균일한 광학 성능을 갖는 편광 필름을 제조할 수 있는 것으로서, 필름의 폭 방향의 1 ㎜ 당의 두께 변동이 특정한 범위에 있는 특정한 PVA 필름이 알려져 있다 (특허문헌 3 참조).

또한, PVA 필름의 팽윤시에 있어서의 주름의 발생이나 편광 필름의 길이 방향으로 존재하는 줄무늬상의 염색 불균일을 저감시킬 수 있는 것으로서, 필름의 막 폭 방향 전체에 걸친 광학축의 경사가 필름의 길이 방향에 대하여 45 ∼ 135°인 특정한 PVA 필름 (특허문헌 4 참조), 높은 편광 성능을 갖는 편광 필름을 제조할 수 있는 것으로서, 흐름 방향과 광축이 이루는 각도가 70 ∼ 110°의 범위에 있고, 폭 방향의 중앙부에 있어서의 두께 방향의 리타데이션이 15 ∼ 90 ㎚ 인 특정한 PVA 필름 (특허문헌 5 참조), 및 1 축 연신 공정에 있어서의 네크인이 저감되어 보다 광폭의 편광 필름을 제조할 수 있음과 함께 높은 편광 성능을 나타내는 편광 필름이 얻어지는 것으로서, 편광 필름을 제조할 때에 1 축 연신되어야 하는 방향과 광축이 이루는 각도가 0 ∼ 20°의 범위에 있고, 리타데이션이 50 ∼ 150 ㎚ 의 범위에 있는 특정한 PVA 필름 (특허문헌 6 참조) 이 각각 알려져 있다.

또한, 균일한 연신이 가능하고 연신했을 때에 미세한 크랙이나 보이드의 발생이 억제된 연신 필름을 제공하는 것으로서, 특정한 스킨층/코어층/스킨층으로 이루어지는 PVA 필름이 알려져 있다 (특허문헌 7 참조). 특허문헌 7 에는, PVA 를 포함하는 휘발분율 50 ∼ 90 질량％ 의 막제조 원액을 제 1 건조 롤로 가열함과 동시에 제 1 건조 롤에 접촉하고 있지 않은 PVA 막면에 소정의 조건하에서 열풍을 분사하고, 휘발분율이 15 ∼ 30 질량％ 가 된 시점에서 PVA 막을 제 1 건조 롤로부터 박리하여 제 2 건조 롤에 접촉시켜 건조시키고, 그 때, 제 1 건조 롤의 주속 (S₁) 과 제 2 건조 롤의 주속 (S₂) 의 비 (S₂/S₁) 를 1.000 ∼ 1.100 으로 하는 PVA 필름의 제조 방법이 기재되어 있다.

일본 공개특허공보 평6-138320호 일본 공개특허공보 2002-28938호 일본 공개특허공보 2002-31720호 국제공개 제2009/028141호 일본 공개특허공보 2010-191293호 일본 공개특허공보 2011-252937호 일본 공개특허공보 2005-324355호

그런데, 종래에는 LCD 의 화면 휘도의 향상을 목적으로 하여 주로 백라이트의 강도 향상이 도모되어 왔기 때문에, 편광판이나 편광 필름에 대해서는 강광하에 있어서도 색 불균일이 적은 것이 중요했다. 그런데 최근에는 소비 전력의 저감이 보다 강하게 요구되고 있으므로, LCD 에 있어서, 백라이트의 강도가 낮은 경우라도 높은 화면 휘도를 유지할 수 있는 것이 중요해졌다. 그것을 달성하기 위한 수단으로는, 편광 필름의 두께를 보다 얇게 하거나 염색의 정도를 약하게 하는 등 편광 필름 나아가서는 편광판에 있어서의 광투과율을 향상시키는 것이 생각된다. 그러나, 종래의 PVA 필름을 사용하여 광투과율이 향상된 편광판을 제조하면, 광투과율이 낮은 편광판에 있어서 종래 문제가 되어 개선이 시도되어 온 색 불균일과는 상이한 종류의 색 불균일이 눈에 띄어 문제가 되는 것을 알았다. 또한 이 색 불균일은, 광투과율이 종래 정도인 편광판이어도, 보다 강도가 높은 백라이트를 사용한 경우에도 마찬가지로 눈에 띄는 것도 알았다.

그래서 본 발명은, 광투과율이 높은 경우나 보다 강도가 높은 백라이트를 사용한 경우라도 색 불균일이 저감된 편광 필름 등의 광학 필름을 제조할 수 있는 PVA 필름, 및 그와 같은 PVA 필름을 양호한 생산성으로 원활히 연속하여 제조할 수 있는 PVA 필름의 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다. 또한 본 발명은, 상기 PVA 필름을 사용하여 제조한 편광 필름 등의 광학 필름, 및 당해 광학 필름의 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위해 본 발명자들이 예의 검토를 거듭한 결과, PVA 필름의 면내에 있어서의 배향축을 필름의 폭 방향으로 20 ㎜ 피치로 측정했을 때에 인접하는 2 개의 측정 위치에 있어서의 배향축끼리가 이루는 각도가 모든 인접하는 2 개의 측정 위치에 있어서 특정 수치 이하에 있는 종래에 없는 PVA 필름을 원단으로서 사용하면, 광투과율이 높은 경우나 보다 강도가 높은 백라이트를 사용한 경우라도 색 불균일이 저감된 편광 필름이 얻어지는 것을 알아냈다. 또한, 모든 인접하는 2 개의 측정 위치에 있어서의 당해 각도의 평균값이 작은 PVA 필름을 사용한 경우에는, 상기 색 불균일이 보다 저감되는 것을 알아냈다.

그리고 본 발명자들은, PVA 를 포함하는 막제조 원액을 3 개 이상의 건조 롤을 구비하는 막제조 장치의 제 1 건조 롤 상에 토출한 후, 당해 3 개 이상의 건조 롤로 순차 건조시켜 막제조하고, 그 때, 제 1 건조 롤로부터 박리될 때의 PVA 막의 휘발분율을 20 ∼ 40 질량％ 로 하고, 제 1 건조 롤의 주속에 대한 제 2 건조 롤의 주속의 비를 특정한 수치 범위로 하고, 제 2 건조 롤 또는 그것보다 하류측의 건조 롤 중 PVA 막의 휘발분율이 20 질량％ 가 되었을 때의 건조 롤 (제 x 건조 롤) 로부터 PVA 막의 휘발분율이 10 질량％ 가 되었을 때의 건조 롤 (제 y 건조 롤) 까지의 사이에 있어서 인접하는 2 개의 건조 롤 사이의 주속의 비의 각각을 특정한 수치 범위로 함으로써, 색 불균일이 저감된 편광 필름을 제공할 수 있는 상기 PVA 필름을 양호한 생산성으로 원활히 연속하여 제조할 수 있는 것을 알아냈다.

본 발명자들은 상기 지견에 기초하여 더욱 검토를 거듭하여 본 발명을 완성시켰다. 즉, 본 발명은,

[1] 필름의 면내에 있어서의 배향축을 필름의 폭 방향으로 20 ㎜ 피치로 측정했을 때, 인접하는 2 개의 측정 위치에 있어서의 배향축끼리가 이루는 각도 (단 0 ∼ 90°의 범위 내에 있다) 가, 모든 인접하는 2 개의 측정 위치에 있어서 2.3°이하인 PVA 필름,

[2] 모든 인접하는 2 개의 측정 위치에 있어서의 상기 각도의 평균값이 0.6°이하인, 상기 [1] 의 PVA 필름,

[3] 상기 배향축의 측정 위치에 있어서의 리타데이션값이, 모든 측정 위치에 있어서 5 ∼ 100 ㎚ 인, 상기 [1] 또는 [2] 의 PVA 필름,

[4] 상기 배향축의 측정 위치 중의 적어도 1 개에 있어서의 배향축과 PVA 필름의 길이 방향이 이루는 각도 (단 0 ∼ 90°의 범위 내에 있다) 가 45 ∼ 90°인, 상기 [1] ∼ [3] 중 어느 하나의 PVA 필름,

[5] 폭이 2 m 이상인, 상기 [1] ∼ [4] 중 어느 하나의 PVA 필름,

[6] PVA 필름의 제조 방법으로서,

(a) 회전축이 서로 평행한 3 개 이상의 건조 롤을 구비하는 막제조 장치를 사용하고, 당해 건조 롤 중 최상류측에 위치하는 제 1 건조 롤 상에 PVA 를 포함하는 막제조 원액을 막 형상으로 토출하여 부분 건조시킨 후에 그것에 계속되는 건조 롤로 추가로 건조시켜 막제조하고 ; 그 때,

(b) 제 1 건조 롤로부터 박리될 때의 PVA 막의 휘발분율을 20 ∼ 40 질량％ 로 하고 ;

(c) 제 1 건조 롤의 주속 (S₁) 에 대한 제 2 건조 롤의 주속 (S₂) 의 비 (S₂/S₁) 를 1.015 ∼ 1.050 으로 하고 ;

(d) 제 2 건조 롤 또는 그것보다 하류측의 건조 롤 중 PVA 막의 휘발분율이 20 질량％ 가 되었을 때의 건조 롤 (제 x 건조 롤) 로부터, PVA 막의 휘발분율이 10 질량％ 가 되었을 때의 건조 롤 (제 y 건조 롤) 까지의 사이에 있어서, 인접하는 2 개의 건조 롤 중의 상류측의 건조 롤의 주속 (S_n) 에 대한 하류측의 건조 롤의 주속 (S_n+1) 의 비 (S_n+1/S_n) 를 모두 0.992 ∼ 0.999 로 하는 ;

제조 방법,

[7] 제 x 건조 롤로부터 제 y 건조 롤까지의 사이에 존재하는 모든 건조 롤의 표면 온도를 60 ∼ 85 ℃ 로 하는, 상기 [6] 의 제조 방법,

[8] 제 1 건조 롤의 주속 (S₁) 이 8 ∼ 25 m/분인, 상기 [6] 또는 [7] 의 제조 방법,

[9] 제 x 건조 롤의 주속 (S_x) 에 대한 제 y 건조 롤의 주속 (S_y) 의 비 (S_y/S_x) 를 0.940 ∼ 0.990 으로 하는, 상기 [6] ∼ [8] 중 어느 하나의 제조 방법,

[10] 상기 [1] ∼ [5] 중 어느 하나의 PVA 필름으로부터 제조한 광학 필름,

[11] 편광 필름인, 상기 [10] 의 광학 필름,

[12] 상기 [1] ∼ [5] 중 어느 하나의 PVA 필름을 사용하여 1 축 연신하는 공정을 갖는, 광학 필름의 제조 방법

에 관한 것이다.

본 발명의 PVA 필름을 원단으로서 사용하면, 광투과율이 높은 경우나 보다 강도가 높은 백라이트를 사용한 경우라도 색 불균일이 저감된 편광 필름 등의 광학 필름을 제조할 수 있다. 또한, 본 발명의 PVA 필름의 제조 방법에 의해서, 상기한 우수한 특성을 갖는 본 발명의 PVA 필름을 양호한 생산성으로 원활히 연속하여 제조할 수 있다. 또한, 본 발명의 광학 필름은 종래 문제가 된 색 불균일과는 상이한 종류의 색 불균일이 저감되어 있다.

이하에 본 발명에 대해서 상세하게 설명한다.

본 발명의 PVA 필름은, 필름의 면내에 있어서의 배향축을 필름의 폭 방향으로 20 ㎜ 피치로 측정했을 때, 인접하는 2 개의 측정 위치에 있어서의 배향축끼리가 이루는 각도 (단 0 ∼ 90°의 범위 내에 있다) 가, 모든 인접하는 2 개의 측정 위치에 있어서 2.3°이하이다. 즉, 모든 인접하는 2 개의 측정 위치에 있어서의 상기 각도의 최대값을 ΔZ_max 로 하면, 본 발명의 PVA 필름은 당해 ΔZ_max 가 2.3°이하이다. 종래의 PVA 필름은 ΔZ_max 가 높고, 그것을 사용하여 제조한 편광 필름 나아가서는 편광판에서는, 특히 광투과율이 높은 경우나 보다 강도가 높은 백라이트를 사용한 경우에 종래 문제가 되어 개선이 시도되어 온 색 불균일과는 상이한 종류의 색 불균일이 눈에 띈다는 문제가 있었다. 이것에 대하여 본 발명의 PVA 필름은 ΔZ_max 가 2.3°이하이고, 종래의 PVA 필름과 상이하다. 이러한 본 발명의 PVA 필름을 원단으로서 사용하면, 광투과율이 높은 경우나 보다 강도가 높은 백라이트를 사용한 경우라도 색 불균일이 저감된 편광 필름 등의 광학 필름을 제조할 수 있다. 또, 특허문헌 1 에는, 복굴절률 타원체의 장축의 필름의 길이 방향에 대한 경사 각도의 절대값의 최대값이 5 도 이하이고, 또한 경사 각도의 국소적 변화율 (임의의 5 ㎝ 폭의 범위 내에 있어서의 광축의 경사 각도) 이 1 도 이하인 PVA 필름이 기재되어 있지만, 가령 특허문헌 1 과 같이 경사 각도의 국소적 변화율을 1 도 이하로 했다고 해도, 특허문헌 1 에 의해서는, 필름의 면내에 있어서의 배향축을 필름의 폭 방향으로 20 ㎜ 피치로 측정했을 때에 있어서의 모든 인접하는 2 개의 측정 위치에 있어서의 배향축끼리가 이루는 각도의 최대값 (ΔZ_max) 이 상기 범위에 있는 PVA 필름을 얻을 수 없고, 적어도 이 점에서, 본 발명의 PVA 필름은, 특허문헌 1 에 기재된 PVA 필름과 상이하다.

ΔZ_max 가 2.3°를 초과하면, 얻어지는 광학 필름에 있어서 색 불균일이 문제가 된다. 광학 필름에 있어서의 색 불균일의 관점에서 ΔZ_max 는 2.2°이하인 것이 바람직하고, 2.0°이하인 것이 보다 바람직하고, 1.9°이하인 것이 더욱 바람직하고, 1.8°이하인 것이 특히 바람직하다. 또, ΔZ_max 가 너무 작은 PVA 필름은 그 제조에 있어서 생산성이 저하되는 경우가 있으므로, ΔZ_max 는, 예를 들어 0.3°이상이다.

필름의 면내에 있어서의 배향축이란 필름의 면내에 있어서의 지상축을 의미하고, 배향축의 측정 위치에 있어서의 PVA 분자의 배향의 상태 등에 따라서 정해진다. 당해 배향축은 복굴절 측정 장치나 셀갭 측정 장치 등을 사용하여 필름면에 대하여 수직인 방향 (필름의 두께 방향) 으로 진행되는 광 (예를 들어, 파장 590 ㎚ 의 광) 에 기초하여 측정할 수 있고, 구체적으로는, 실시예에 있어서 후술하는 방법에 의해 측정할 수 있다.

본 발명에서는, 필름의 폭 방향으로 20 ㎜ 피치가 되도록 정한 복수의 위치를 상기 배향축의 측정 위치로 한다. 여기서 필름의 폭 방향이란, 필름의 길이 방향과 수직인 필름의 면내에 있어서의 방향 (TD) 이다. 장척의 PVA 필름을 원단으로서 사용하여 편광 필름 등의 광학 필름을 제조하는 경우에는, 통상, 장척의 PVA 필름의 길이 방향 (기계 흐름 방향 ; MD) 으로 1 축 연신된다. 그 때문에, 통상, 필름의 길이 방향은 편광 필름 등의 광학 필름을 제조할 때 PVA 필름이 1 축 연신되어야 하는 방향과 일치하고, 이 길이 방향과 수직인 필름의 면내에 있어서의 방향이 폭 방향이 된다. 또 장척이 아닌 PVA 필름인 경우에는, 편광 필름 등의 광학 필름을 제조할 때 1 축 연신되어야 하는 방향을 필름의 길이 방향으로 하고, 이것과 수직인 필름의 면내에 있어서의 방향을 폭 방향으로 하면 된다.

본 발명에서는, 배향축의 측정 피치가 필름의 폭 방향으로 20 ㎜ 피치인 것이 중요하다. 측정 피치를 이것보다 크게 하면, 인접하는 2 개의 측정 위치에 있어서의 배향축끼리가 이루는 각도의 최대값을 저감시켰다고 해도, 본 발명에 있어서 문제로 하는 종류의 색 불균일의 저감으로는 이어지지 않게 된다. 반대로 측정 피치를 이것보다 작게 하여 인접하는 2 개의 측정 위치에 있어서의 배향축끼리가 이루는 각도의 최대값을 저감시켰다고 해도, 측정 피치를 20 ㎜ 피치로 했을 때의 ΔZ_max 가 본 발명의 규정에 대응하는 범위 내가 된다고는 한정되지 않고, 측정 피치를 20 ㎜ 피치로 했을 때의 ΔZ_max가 본 발명의 규정에 대응하는 범위로부터 벗어난 경우에는, 역시 상기 색 불균일을 저감시킬 수 없다.

배향축의 측정 위치의 결정 방법에 특별히 제한은 없지만, 예를 들어, 필름의 폭 방향 중앙부에 측정 위치를 1 개 정하고, 이 측정 위치로부터 폭 방향 양단부를 향하여 각각 20 ㎜ 피치로 측정 위치를 순차 정해 가면 된다. 또, 폭 방향 양단부로부터 폭 방향 중앙부를 향하여 각각 20 ㎜ 미만인 영역은 측정 위치로서 제외할 수 있다. 예를 들어, 폭 2020 ㎜ 의 PVA 필름에 대해서 상기 결정 방법에 따라서 측정 위치를 정하는 경우로 설명하면, 먼저, 폭 방향 중앙부에 측정 위치를 1 개 정한다. 이어서, 이 측정 위치로부터 먼저 폭 방향의 일방의 단부를 향하여 20 ㎜ 피치로 순차 측정 위치를 정해 가는데, 50 점째는 폭 방향의 일방의 단부로부터의 거리가 10 ㎜ 이고, 상기한 폭 방향 양단부로부터 폭 방향 중앙부를 향하여 20 ㎜ 미만인 영역에 위치하기 때문에 측정 위치로부터 제외하고, 최종적으로 49 점의 측정 위치를 정한다. 동일하게, 폭 방향 중앙부의 측정 위치로부터 폭 방향의 타방의 단부를 향하여 49 점의 측정 위치를 정한다. 이렇게 하여 정한 합계 99 점 (1 점 + 49 점 + 49 점) 을 배향축의 측정 위치로 할 수 있다.

그리고, ΔZ_max 를 구하기 위해서는, 각 측정 위치에 있어서 측정된 배향축으로부터, 인접하는 2 개의 측정 위치에 있어서의 배향축끼리가 이루는 각도를, 모든 인접하는 2 개의 측정 위치에 대해서 각각 구하고, 그 중의 최대값을 ΔZ_max 로 한다. 예를 들어, 99 점의 측정 위치를 정한 상기 예에서는, 인접하는 2 개의 측정 위치에 있어서의 배향축끼리가 이루는 각도는 98 개 구할 수 있고, 이 98 개 중의 최대값을 ΔZ_max 로 한다. 또 본 명세서에 있어서, 인접하는 2 개의 측정 위치에 있어서의 배향축끼리가 이루는 각도는 0 ∼ 90°의 범위 내에 있는 것으로 한다. 즉, 2 개의 배향축의 방향이 평행한 경우에는 당해 각도는 0°가 되고, 수직인 경우에는 당해 각도는 90°가 되고, 이들 이외의 경우에는 예각측의 각도가 배향축끼리가 이루는 각도가 된다.

본 발명의 PVA 필름에서는, 상기와 같이 하여 얻어진 인접하는 2 개의 측정 위치에 있어서의 배향축끼리가 이루는 각도에 대해서, 모든 인접하는 2 개의 측정 위치에 있어서의 당해 각도의 평균값 (ΔZ_ave) 이 0.6°이하인 것이 바람직하고, 0.58°이하인 것이 보다 바람직하고, 0.56°이하인 것이 더욱 바람직하다. 한편, ΔZ_ave의 하한은 특별히 한정되지 않지만, ΔZ_ave 가 너무 작은 PVA 필름은 그 제조에 있어서 생산성이 저하되는 경우가 있으므로, ΔZ_ave 는 0.01°이상인 것이 바람직하고, 0.05°이상인 것이 보다 바람직하고, 0.1°이상인 것이 더욱 바람직하다.

본 발명의 PVA 필름에서는, 상기 배향축의 측정 위치에 있어서의 리타데이션값이, 모든 측정 위치에 있어서 5 ∼ 100 ㎚ 의 범위 내인 것이 바람직하다. 이러한 조건을 만족하는 PVA 필름은 연신성이 향상됨과 함께 편광 필름을 제조했을 때에 그 편광 성능이 향상된다. PVA 필름의 연신성 및 편광 필름의 편광 성능의 관점에서, 상기 배향축의 측정 위치에 있어서의 리타데이션값은, 모든 측정 위치에 있어서, 10 ㎚ 이상인 것이 보다 바람직하고, 15 ㎚ 이상인 것이 더욱 바람직하고, 20 ㎚ 이상인 것이 특히 바람직하다. 또한, PVA 필름의 연신성의 관점에서, 상기 배향축의 측정 위치에 있어서의 리타데이션값은, 모든 측정 위치에 있어서, 70 ㎚ 이하인 것이 보다 바람직하고, 50 ㎚ 이하인 것이 더욱 바람직하다.

본 발명의 PVA 필름에서는, 상기 배향축의 측정 위치 중의 적어도 1 개에 있어서의 배향축과 PVA 필름의 길이 방향이 이루는 각도 (단 0 ∼ 90°의 범위 내에 있다) 가 45 ∼ 90°인 것이 바람직하다. 이러한 조건을 만족하는 PVA 필름은 연신성이 향상됨과 함께 편광 필름을 제조했을 때에 그 편광 성능이 향상된다. PVA 필름의 연신성 및 편광 필름의 편광 성능의 관점에서, 상기 배향축의 측정 위치 중의 적어도 1 개에 있어서의 배향축과 PVA 필름의 길이 방향이 이루는 각도가, 70 ∼ 90°인 것이 보다 바람직하고, 80 ∼ 90°인 것이 더욱 바람직하다.

본 발명의 PVA 필름에 있어서, 상기한 ΔZ_max, ΔZ_ave, 리타데이션값 및 배향축과 PVA 필름의 길이 방향이 이루는 각도의 각 설명은, 임의로 설정한 필름의 폭 방향의 1 직선 상에 있어서 해당하면 되지만, 균일한 광학 필름을 연속하여 원활히 제조할 수 있는 것 등에서 필름의 길이 방향의 물성에 편차가 없는 것이 바람직하고, 그 때문에 상기 각 설명은, 필름의 길이 방향의 50 ％ 이상에 있어서 해당하는 것이 바람직하고, 80 ％ 이상에 있어서 해당하는 것이 보다 바람직하고, 95 ％ 이상에 있어서 해당하는 것이 더욱 바람직하다. 또, 장척의 PVA 필름을 연속적으로 제조하는 경우 등에 있어서, 그 길이 방향의 물성은 통상 그다지 변동되지 않기 때문에, 임의로 설정한 필름의 폭 방향의 1 직선 상에 있어서 상기 각 설명이 해당하면, 통상은, 당해 필름의 어느 폭 방향의 1 직선 상에 있어서도 상기 각 설명이 해당하게 된다.

본 발명의 PVA 필름의 두께는 특별히 제한되지 않지만, 너무 지나치게 두꺼우면 편광 필름 등의 광학 필름을 제조할 때의 건조가 빠르게 실시되기 어려워지고, 한편, 너무 지나치게 얇으면 광학 필름을 제조할 때의 1 축 연신시에 필름의 파단이 발생하기 쉬워지므로, 5 ∼ 150 ㎛ 의 범위 내인 것이 바람직하고, 20 ∼ 120 ㎛ 의 범위 내인 것이 보다 바람직하고, 50 ∼ 80 ㎛ 의 범위 내인 것이 더욱 바람직하다.

본 발명의 PVA 필름의 폭은 특별히 제한되지 않지만, 최근, 액정 텔레비전이나 모니터가 대화면화되고 있기 때문에, 그들에 유효하게 사용할 수 있도록 하기 위해, 2 m 이상인 것이 바람직하고, 4 m 이상인 것이 보다 바람직하다. 또한, 현실적인 생산기로 편광 필름 등의 광학 필름을 제조하는 경우, 필름의 폭이 너무 지나치게 넓으면 균일한 1 축 연신이 곤란해지는 경우가 있기 때문에, PVA 필름의 폭은 8 m 이하인 것이 바람직하다.

본 발명의 PVA 필름의 길이는 특별히 제한되지 않지만, 보다 균일한 PVA 필름을 연속하여 원활히 제조할 수 있음과 함께, 그것을 사용하여 광학 필름을 제조하는 경우 등에 있어서도 연속하여 사용할 수 있으므로, 5 ∼ 50,000 m 의 범위 내인 것이 바람직하고, 100 ∼ 20,000 m 의 범위 내인 것이 보다 바람직하다.

본 발명의 PVA 필름을 형성하는 PVA 로는, 비닐에스테르를 중합하여 얻어지는 폴리비닐에스테르계 중합체를 비누화함으로써 제조된 것을 사용할 수 있다. 비닐에스테르로는, 예를 들어, 포름산비닐, 아세트산비닐, 프로피온산비닐, 발레르산비닐, 라우르산비닐, 스테아르산비닐, 벤조산비닐, 피발산비닐, 베르사트산비닐 등을 들 수 있다. 상기 비닐에스테르 중에서도, 입수 용이성, 비용, PVA 의 제조의 용이성 등의 관점에서, 아세트산비닐이 바람직하다.

상기 폴리비닐에스테르계 중합체는, 단량체로서 1 종 또는 2 종 이상의 비닐에스테르만을 사용하여 얻어진 것이 바람직하고, 단량체로서 1 종의 비닐에스테르만을 사용하여 얻어진 것이 보다 바람직한데, 1 종 또는 2 종 이상의 비닐에스테르와, 이것과 공중합 가능한 다른 단량체의 공중합체이어도 된다.

이러한 비닐에스테르와 공중합 가능한 다른 단량체로는, 예를 들어, 에틸렌 ; 프로필렌, 1-부텐, 이소부텐 등의 탄소수 3 ∼ 30 의 올레핀 (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 ; 메타크릴산 또는 그 염 ; 메타크릴산메틸, 메타크릴산에틸, 메타크릴산n-프로필, 메타크릴산i-프로필, 메타크릴산n-부틸, 메타크릴산i-부틸, 메타크릴산t-부틸, 메타크릴산2-에틸헥실, 메타크릴산도데실, 메타크릴산옥타데실 등의 메타크릴산에스테르 ; 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-비닐아미드 ; 메틸비닐에테르, 에틸비닐에테르, n-프로필비닐에테르, i-프로필비닐에테르, n-부틸비닐에테르, i-부틸비닐에테르, t-부틸비닐에테르, 도데실비닐에테르, 스테아릴비닐에테르 등의 비닐에테르 ; 아크릴로니트릴, 메타크릴로니트릴 등의 시안화비닐 ; 염화비닐, 염화비닐리덴, 불화비닐, 불화비닐리덴 등의 할로겐화비닐 ; 아세트산알릴, 염화알릴 등의 알릴 화합물 ; 말레산 또는 그 염, 에스테르 또는 산 무수물 ; 이타콘산 또는 그 염, 에스테르 또는 산 무수물 ; 비닐트리메톡시실란 등의 비닐실릴 화합물 ; 아세트산이소프로페닐 등을 들 수 있다. 상기 폴리비닐에스테르계 중합체는, 이들의 다른 단량체의 1 종 또는 2 종 이상에서 유래되는 구조 단위를 가질 수 있다.

상기 폴리비닐에스테르계 중합체에 차지하는 상기 다른 단량체에서 유래되는 구조 단위의 비율은, 폴리비닐에스테르계 중합체를 구성하는 전체 구조 단위의 몰수에 기초하여, 15 몰％ 이하인 것이 바람직하고, 5 몰％ 이하인 것이 보다 바람직하다.

상기 PVA 는 1 종 또는 2 종 이상의 그래프트 공중합 가능한 단량체에 의해서 변성된 것이어도 된다. 당해 그래프트 공중합 가능한 단량체로는, 예를 들어, 불포화 카르복실산 또는 그 유도체 ; 불포화 술폰산 또는 그 유도체 ; 탄소수 2 ∼ 30 의 α-올레핀 등을 들 수 있다. PVA 에 있어서의 그래프트 공중합 가능한 단량체에서 유래되는 구조 단위의 비율은, PVA 를 구성하는 전체 구조 단위의 몰수에 기초하여, 5 몰％ 이하인 것이 바람직하다.

상기 PVA 는, 그 수산기의 일부가 가교되어 있어도 되고 가교되어 있지 않아도 된다. 또한 상기 PVA 는, 그 수산기의 일부가 아세트알데히드, 부틸알데히드 등의 알데히드 화합물 등과 반응하여 아세탈 구조를 형성하고 있어도 되고, 이들 화합물과 반응하지 않고 아세탈 구조를 형성하고 있지 않아도 된다.

PVA 의 중합도는 특별히 제한되지 않지만, 필름 강도나 얻어지는 광학 필름의 내구성 등의 관점에서, 500 이상인 것이 바람직하고, 1,000 이상인 것이 보다 바람직하고, 1,500 이상인 것이 더욱 바람직하고, 2,000 이상인 것이 특히 바람직하다. 한편, 중합도가 지나치게 높으면 제조 비용의 상승이나 막제조시에 있어서의 공정 통과성의 불량으로 이어지는 경향이 있으므로, PVA 의 중합도는 10,000 이하인 것이 바람직하고, 9,000 이하인 것이 보다 바람직하고, 8,000 이하인 것이 더욱 바람직하고, 7,000 이하인 것이 특히 바람직하다. 또, 본 명세서에서 말하는 PVA 의 중합도는 JIS K 6726-1994 의 기재에 준하여 측정되는 평균 중합도를 의미한다.

PVA 의 비누화도는 특별히 제한되지 않지만, 얻어지는 PVA 필름으로부터 제조되는 광학 필름의 광학 성능이나 내구성 등의 관점에서, PVA 의 비누화도는 95 몰％ 이상인 것이 바람직하고, 98 몰％ 이상인 것이 보다 바람직하고, 99 몰％ 이상인 것이 더욱 바람직하고, 99.2 몰％ 이상인 것이 특히 바람직하다. 또, 본 명세서에 있어서의 PVA 의 비누화도란, PVA 가 갖는, 비누화에 의해서 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. PVA 의 비누화도는 JIS K 6726-1994 의 기재에 준하여 측정할 수 있다.

본 발명의 PVA 필름을 형성하는 PVA 로는, 1 종의 PVA 를 단독으로 사용해도 되고, 변성의 종류나 변성률, 중합도, 비누화도 등이 서로 상이한 2 종 이상의 PVA 를 병용해도 된다. 단, 광학 필름을 제조할 때의 원단으로서 사용하는 경우와 같이 본 발명의 PVA 필름에 우수한 2 차 가공성이 요구되는 경우 등에 있어서, PVA 필름이, 카르복실기, 술폰산기 등의 산성 관능기를 갖는 PVA ; 산 무수물기를 갖는 PVA ; 아미노기 등의 염기성 관능기를 갖는 PVA ; 이들의 중화물 등, 가교 반응을 촉진시키는 관능기를 갖는 PVA 를 포함하면, PVA 분자간의 가교 반응에 의해서 PVA 필름의 2 차 가공성이 저하되는 경우가 있다. 그 때문에, 상기와 같은 경우에 있어서 PVA 필름은, 산성 관능기를 갖는 PVA, 산 무수물기를 갖는 PVA, 염기성 관능기를 갖는 PVA 및 이들의 중화물의 어느 것도 포함하지 않는 것이 바람직하고, PVA 로서, 비닐에스테르만을 단량체에 사용하여 얻어진 폴리비닐에스테르계 중합체를 비누화함으로써 제조된 PVA, 및/또는 비닐에스테르와 에틸렌 및/또는 탄소수 3 ∼ 30 의 올레핀만을 단량체에 사용하여 얻어진 폴리비닐에스테르계 중합체를 비누화함으로써 제조된 PVA 만을 포함하는 것이 보다 바람직하고, PVA 로서, 비닐에스테르만을 단량체에 사용하여 얻어진 폴리비닐에스테르계 중합체를 비누화함으로써 제조된 PVA, 및/또는 비닐에스테르와 에틸렌만을 단량체에 사용하여 얻어진 폴리비닐에스테르계 중합체를 비누화함으로써 제조된 PVA 만을 포함하는 것이 더욱 바람직하다.

본 발명의 PVA 필름의 제법은 특별히 한정되지 않지만, 본 발명의 PVA 필름은,

(b) 제 1 건조 롤로부터 박리할 때의 PVA 막의 휘발분율을 20 ∼ 40 질량％ 로 하고 ;

공정을 포함하는 본 발명의 제조 방법에 의해서, 양호한 생산성으로 원활히 연속하여 제조할 수 있다.

본 발명을 조금도 한정하는 것은 아니지만, 본 발명의 PVA 필름의 제조 방법에 의하면 PVA 막의 휘발분율이 20 질량％ ∼ 10 질량％ 에 있는 상태의 전체에 걸쳐 인접하는 2 개의 건조 롤 사이의 주속의 비가 1.000 미만인 특정한 범위로 설정되기 때문에, 이것에 의해, 얻어지는 PVA 필름에 있어서 폭 방향의 균일성이 향상되어, 본 발명의 PVA 필름이 양호한 생산성으로 원활히 연속하여 제조된 것으로 생각된다.

상기한 본 발명의 PVA 필름의 제조 방법에 대해서 이하에 보다 구체적으로 설명한다.

PVA 를 포함하는 막제조 원액은, PVA 를 액체 매체와 혼합하여 용액으로 하거나, 액체 매체 등을 포함하는 PVA 칩을 용융하여 용융액으로 하거나 함으로써 조제할 수 있다. PVA 의 액체 매체로의 용해나, 액체 매체 등을 포함하는 PVA 칩의 용융은, 교반식 혼합 장치, 용융 압출기 등을 사용하여 실시할 수 있다. 그 때에 사용하는 액체 매체로는, 예를 들어, 물, 디메틸술폭사이드, 디메틸포름아미드, 디메틸아세트아미드, N-메틸피롤리돈, 에틸렌디아민, 디에틸렌트리아민 등을 들 수 있고, 이들 액체 매체는 1 종을 단독으로 사용해도, 2 종 이상을 병용해도 된다. 이들 중에서도 물, 디메틸술폭사이드, 또는 양자의 혼합물이 바람직하게 사용되고, 특히 물이 보다 바람직하게 사용된다.

PVA 의 액체 매체로의 용해나 용융의 촉진, 필름 제조시의 공정 통과성의 향상, 얻어지는 PVA 필름의 연신성 향상 등의 점에서, 막제조 원액은 가소제를 함유하는 것이 바람직하다. 가소제를 함유하는 막제조 원액을 사용함으로써 가소제를 함유하는 PVA 필름이 얻어진다. 가소제로는 다가 알코올이 바람직하게 사용되고, 예를 들어, 에틸렌글리콜, 글리세린, 디글리세린, 프로필렌글리콜, 디에틸렌글리콜, 트리에틸렌글리콜, 테트라에틸렌글리콜, 트리메틸올프로판 등을 들 수 있다. 가소제는 1 종을 단독으로 사용해도 2 종 이상을 병용해도 된다. 이들 중에서도 연신성의 향상 효과가 우수한 점에서, 글리세린, 디글리세린 및 에틸렌글리콜 중의 1 종 또는 2 종 이상이 바람직하게 사용된다.

가소제의 함유량은, PVA 100 질량부에 대하여 0 ∼ 30 질량부인 것이 바람직하고, 3 ∼ 25 질량부인 것이 보다 바람직하고, 5 ∼ 20 질량부인 것이 특히 바람직하다. 가소제의 함유량이 PVA 100 질량부에 대하여 30 질량부 이하인 것에 의해, 얻어지는 PVA 필름의 취급성이 향상된다.

PVA 필름을 제조할 때의 건조 롤로부터의 박리성의 향상, 얻어지는 PVA 필름의 취급성 등의 점에서, 막제조 원액은 계면 활성제를 함유하는 것이 바람직하다. 계면 활성제를 함유하는 막제조 원액을 사용함으로써 계면 활성제를 함유하는 PVA 필름이 얻어진다. 계면 활성제의 종류로는 특별히 한정은 없지만, 아니온성 계면 활성제 또는 논이온성 계면 활성제가 바람직하게 사용된다.

아니온성 계면 활성제로는, 예를 들어, 라우르산칼륨 등의 카르복실산형, 옥틸술페이트 등의 황산에스테르형, 도데실벤젠술포네이트 등의 술폰산형의 아니온성 계면 활성제가 바람직하다.

또한, 논이온성 계면 활성제로는, 예를 들어, 폴리옥시에틸렌올레일에테르 등의 알킬에테르형, 폴리옥시에틸렌옥틸페닐에테르 등의 알킬페닐에테르형, 폴리옥시에틸렌라우레이트 등의 알킬에스테르형, 폴리옥시에틸렌라우릴아미노에테르 등의 알킬아민형, 폴리옥시에틸렌라우르산아미드 등의 알킬아미드형, 폴리옥시에틸렌폴리옥시프로필렌에테르 등의 폴리프로필렌글리콜에테르형, 올레산디에탄올아미드 등의 알칸올아미드형, 폴리옥시알킬렌알릴페닐에테르 등의 알릴페닐에테르형의 논이온성 계면 활성제가 바람직하다.

이들 계면 활성제는 1 종을 단독으로 사용해도 2 종 이상을 병용해도 된다.

계면 활성제의 함유량은, PVA 100 질량부에 대하여 0.01 ∼ 1 질량부인 것이 바람직하고, 0.02 ∼ 0.5 질량부인 것이 보다 바람직하고, 0.05 ∼ 0.3 질량부인 것이 더욱 바람직하다. 계면 활성제의 함유량이 PVA 100 질량부에 대하여 0.01 질량부 이상인 것에 의해, 연신성이나 염색성이 향상된다. 또한, 계면 활성제의 함유량이 PVA 100 질량부에 대하여 1 질량부 이하인 것에 의해, PVA 필름의 취급성이 향상된다.

막제조 원액은, 안정화제 (산화 방지제, 자외선 흡수제, 열안정제 등), 상용화제, 블로킹 방지제, 난연제, 대전 방지제, 활제, 분산제, 유동화제, 항균제 등의 각종 첨가제를 함유하고 있어도 된다. 이들 첨가제는, 1 종을 단독으로 사용해도 2 종 이상을 병용해도 된다.

PVA 필름의 제조에 사용하는 막제조 원액의 휘발분율은 50 ∼ 90 질량％ 의 범위 내인 것이 바람직하고, 55 ∼ 80 질량％ 의 범위 내인 것이 보다 바람직하다. 휘발분율이 50 질량％ 이상인 것에 의해, 점도가 과도하게 높아지는 것을 억제할 수 있어 막제조성이 향상된다. 한편, 휘발분율이 90 질량％ 이하인 것에 의해, 얻어지는 PVA 필름의 두께 균일성이 향상된다. 또, 본 명세서에서 말하는 막제조 원액의 휘발분율이란, 하기의 식 [i] 에 의해 구한 휘발분율을 말한다.

A = {(Wa-Wb)/Wa} × 100 [i]

[식 중, A 는 막제조 원액의 휘발분율 (질량％), Wa 는 막제조 원액의 질량 (g), Wb 는 Wa (g) 의 막제조 원액을 105 ℃ 의 전열 건조기 중에서 16 시간 건조시킨 후의 질량 (g) 을 나타낸다.]

PVA 필름의 제조에 사용하는, 회전축이 서로 평행한 3 개 이상의 건조 롤을 구비하는 막제조 장치에서는, 건조 롤의 수는 4 개 이상인 것이 바람직하고, 5 ∼ 30 개인 것이 보다 바람직하다. 또, 상기 건조 롤 중 최상류측에 위치하는 것을 제 1 건조 롤로 칭하고, 나머지의 건조 롤에 대해서는, 제 1 건조 롤로부터 하류측을 향하여 순서대로, 제 2 건조 롤, 제 3 건조 롤, 제 4 건조 롤, … 로 칭한다. 건조 롤은 예를 들어, 니켈, 크롬, 구리, 철, 스테인리스 스틸 등의 금속으로 형성되어 있는 것이 바람직하고, 특히 롤 표면이 부식되기 어렵고, 또한 경면 광택을 갖는 금속 재료로 형성되어 있는 것이 보다 바람직하다. 또한, 건조 롤의 내구성을 높이기 위해서, 니켈층, 크롬층, 니켈/크롬 합금층 등을 단층 또는 2 층 이상 조합하여 도금한 건조 롤을 사용하는 것이 보다 바람직하다.

본 발명에서 사용하는 막제조 장치는, 필요에 따라, 건조 롤에 계속해서, 열풍로식의 열풍 건조 장치, 열처리 장치, 조습 장치 등을 갖고 있어도 된다.

막제조 장치의 제 1 건조 롤 상에 상기 막제조 원액을 막 형상으로 토출하는 것에 있어서는, 예를 들어, T 형 슬릿 다이, 호퍼 플레이트, I-다이, 립 코터 다이 등의 이미 알려진 막 형상 토출 장치 (막 형상 유연 장치) 를 사용하여, 막제조 원액을 제 1 건조 롤 상에 막 형상으로 토출 (유연) 한다.

제 1 건조 롤 상에 막 형상으로 토출된 PVA 를 포함하는 액을 제 1 건조 롤 상에서 건조시킴으로써, 그것에 포함되는 휘발성 성분의 일부를 제거 (부분 건조) 하고, PVA 막의 휘발분율이 20 ∼ 40 질량％ 가 된 시점에서 제 1 건조 롤로부터 박리한다.

제 1 건조 롤로부터 박리할 때의 PVA 막의 휘발분율이 20 질량％ 미만이면, 얻어지는 PVA 필름의 ΔZ_max가 본 발명의 규정에 대응하는 범위로부터 벗어나기 쉽다. 제 1 건조 롤로부터 박리할 때의 PVA 막의 휘발분율은 21 질량％ 이상인 것이 바람직하고, 22 질량％ 이상인 것이 보다 바람직하고, 23 질량％ 이상인 것이 더욱 바람직하다. 한편, 제 1 건조 롤로부터 박리할 때의 PVA 막의 휘발분율이 40 질량％ 를 초과하면, 제 1 건조 롤로부터의 박리성이 악화되고, 필름의 폭 방향의 균일성이 저해되고, 얻어지는 PVA 필름의 ΔZ_max 가 본 발명의 규정에 대응하는 범위로부터 벗어나기 쉽다. 제 1 건조 롤로부터 박리할 때의 PVA 막의 휘발분율은 30 질량％ 이하인 것이 바람직하고, 28 질량％ 이하인 것이 보다 바람직하고, 27 질량％ 이하인 것이 더욱 바람직하다.

여기서, 본 명세서에서 말하는 PVA 막 또는 PVA 필름의 휘발분율이란, 하기의 식 [ii] 에 의해 구한 휘발분율을 말한다.

B = {(Wc-Wd)/Wc} × 100 [ii]

[식 중, B 는 PVA 막 또는 PVA 필름의 휘발분율 (질량％), Wc 는 PVA 막 또는 PVA 필름으로부터 채취한 샘플의 질량 (g), Wd 는 상기 샘플 Wc (g) 를 온도 50 ℃, 압력 0.1 ㎪ 이하의 진공 건조기 중에 넣어 4 시간 건조시켰을 때의 질량 (g) 을 나타낸다.]

PVA, 글리세린 등의 다가 알코올 (가소제), 계면 활성제 및 물을 사용하여 조제한 막제조 원액으로 형성되는 PVA 막 또는 PVA 필름에서는, 상기한 「온도 50 ℃, 압력 0.1 ㎪ 이하에서 4 시간」이라는 조건하에서 건조시켰을 때에는 주로 물만이 휘발되고, 물 이외의 다른 성분의 대부분은 휘발되지 않고 PVA 막 또는 PVA 필름 중에 잔류하기 때문에, PVA 막 또는 PVA 필름의 휘발분율은, PVA 막 또는 PVA 필름 중에 함유되어 있는 수분량 (수분율) 을 측정함으로써 구할 수 있다.

제 1 건조 롤 상에서의 건조에 있어서는, 건조의 균일성, 건조 속도 등의 점에서, 제 1 건조 롤의 표면 온도는 80 ∼ 120 ℃ 인 것이 바람직하고, 85 ∼ 105 ℃ 인 것이 보다 바람직하고, 93 ∼ 99 ℃ 인 것이 더욱 바람직하다. 제 1 건조 롤의 표면 온도가 120 ℃ 이하인 것에 의해 필름의 발포를 보다 효과적으로 억제할 수 있고, 한편, 80 ℃ 이상인 것에 의해 제 1 건조 롤 상에서의 건조 효율이 향상된다.

제 1 건조 롤의 주속 (S₁) 은, 건조의 균일성, 건조 속도 및 PVA 필름의 생산성 등의 점에서, 8 ∼ 25 m/분인 것이 바람직하고, 10 ∼ 23 m/분인 것이 보다 바람직하고, 12 ∼ 22 m/분인 것이 더욱 바람직하다.

막 형상으로 토출된 PVA 를 포함하는 막제조 원액의 제 1 건조 롤 상에서의 부분 건조는, 제 1 건조 롤로부터의 열에 의해서만 실시해도 되는데, 제 1 건조 롤로 가열함과 동시에 제 1 건조 롤에 접촉하고 있지 않은 막면 (이하 「제 1 건조 롤 비접촉면」이라고 하고, 이것과는 반대의 제 1 건조 롤에 접촉하는 측의 막면은 「제 1 건조 롤 접촉면」이라고 하는 경우가 있다) 에 열풍을 분사하여, PVA 막의 양면으로부터 열을 부여하여 건조를 실시하는 것이, 건조의 균일성, 건조 속도 등의 점에서 바람직하다.

제 1 건조 롤 상에 있는 PVA 막의 제 1 건조 롤 비접촉면에 열풍을 분사하는 데에 있어서는, 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 발생하고, 그 물방울이 PVA 막에 적하하여 최종적으로 얻어지는 PVA 필름에 있어서의 결함이 발생하기 쉬워진다. 한편, 제 1 건조 롤 비접촉면에 분사하는 열풍의 풍속이 지나치게 크면, 최종적으로 얻어지는 PVA 필름에 두께 불균일이 발생하고, 그것에 따라 염색 불균일 등의 트러블이 발생하기 쉬워진다.

PVA 의 제 1 건조 롤 비접촉면에 분사하는 열풍의 온도는, 건조 효율, 건조의 균일성 등의 점에서, 50 ∼ 150 ℃ 인 것이 바람직하고, 70 ∼ 120 ℃ 인 것이 보다 바람직하고, 80 ∼ 95 ℃ 인 것이 더욱 바람직하다. 또 PVA 막의 제 1 건조 롤 비접촉면에 분사하는 열풍의 노점 온도는 10 ∼ 15 ℃ 인 것이 바람직하다. PVA 막의 제 1 건조 롤 비접촉면에 분사하는 열풍의 온도가 지나치게 낮으면, 건조 효율, 건조의 균일성 등이 저하되기 쉽고, 한편, 지나치게 높으면 발포가 발생하기 쉬워진다.

PVA 막의 제 1 건조 롤 비접촉면에 열풍을 분사하기 위한 방식은 특별히 제한되지 않고, 풍속이 균일하고 또한 온도가 균일한 열풍을 PVA 막의 제 1 건조 롤 비접촉면, 바람직하게는 그 전체에 균일하게 분사할 수 있는 방식의 어느 것도 채용할 수 있고, 그 중에서도 노즐 방식, 정류판 방식 또는 그들의 조합 등이 바람직하게 채용된다. PVA 막의 제 1 건조 롤 비접촉면에 대한 열풍의 분사 방향은, 제 1 건조 롤 비접촉면에 대향하는 방향이어도, PVA 막의 제 1 건조 롤 비접촉면의 원주 형상을 거의 따른 방향 (제 1 건조 롤의 롤 표면의 원주를 거의 따른 방향) 이어도, 또는 그것 이외의 방향이어도 된다.

또한, 제 1 건조 롤 상에서의 PVA 막의 건조시에, 건조에 의해서 PVA 막으로부터 발생한 휘발분과 분사한 후의 열풍을 배기하는 것이 바람직하다. 배기 방법은 특별히 제한되지 않지만, PVA 막의 제 1 건조 롤 비접촉면에 분사하는 열풍의 풍속 불균일 및 온도 불균일이 발생하지 않는 배기 방법을 채용하는 것이 바람직하다.

제 1 건조 롤 상에서 휘발분율 20 ∼ 40 질량％ 까지 건조시킨 PVA 막을 제 1 건조 롤로부터 박리하고, 이번에는 제 2 건조 롤 이후의 건조 롤로 추가로 건조시킨다. 제 2 건조 롤 상에서 PVA 막을 건조시킬 때에는, PVA 막의 제 1 건조 롤 비접촉면을 제 2 건조 롤에 대향시켜 건조시키는 것이 바람직하다.

제 1 건조 롤의 주속 (S₁) 에 대한 제 2 건조 롤의 주속 (S₂) 의 비 (S₂/S₁) 는, 1.015 ∼ 1.050 의 범위 내이고, 1.020 ∼ 1.048 의 범위 내인 것이 바람직하고, 1.023 ∼ 1.046 의 범위 내인 것이 보다 바람직하고, 1.025 ∼ 1.045 의 범위 내인 것이 더욱 바람직하다. 비 (S₂/S₁) 가 1.020 미만이면, 제 1 건조 롤로부터의 PVA 막의 박리성이 악화되어 필름의 폭 방향의 균일성이 저해되는 등, 얻어지는 PVA 필름의 ΔZ_max 가 본 발명의 규정에 대응하는 범위로부터 벗어나기 쉽다. 또한, 비 (S₂/S₁) 가 1.050 을 초과하는 경우도, 제 1 건조 롤과 제 2 건조 롤 사이에서 PVA 막에 가해지는 장력의 불균일이 확대되는 등, 얻어지는 PVA 필름의 ΔZ_max 가 본 발명의 규정에 대응하는 범위로부터 벗어나기 쉽다.

제 2 건조 롤이 후술하는 제 x 건조 롤보다 상류측에 위치하는 경우에 있어서, 제 2 건조 롤로부터 제 x 건조 롤의 직전의 건조 롤 (제 (x-1) 건조 롤) 까지의 사이에 존재하는 모든 건조 롤 (제 2 건조 롤 및 제 (x-1) 건조 롤을 포함한다) 의 표면 온도는, 80 ℃ 이상인 것이 바람직하고, 83 ℃ 이상인 것이 보다 바람직하고, 85 ℃ 이상인 것이 더욱 바람직하다. 또, 이들 건조 롤의 표면 온도는, 95 ℃ 이하인 것이 바람직하고, 92 ℃ 이하인 것이 보다 바람직하고, 90 ℃ 이하인 것이 더욱 바람직하다. 이들 건조 롤의 표면 온도를 상기 범위로 함으로써, 적절한 건조 속도를 유지하면서 건조의 균일성을 향상시킬 수 있다.

제 2 건조 롤 또는 그것보다 하류측의 건조 롤 중 PVA 막의 휘발분율이 20 질량％ 가 되었을 때의 건조 롤을 제 x 건조 롤로 칭하고, PVA 막의 휘발분율이 10 질량％ 가 되었을 때의 건조 롤을 제 y 건조 롤로 칭했을 때, 제 x 건조 롤로부터 제 y 건조 롤까지의 사이에 있어서, 인접하는 2 개의 건조 롤 중의 상류측의 건조 롤의 주속 (S_n) 에 대한 하류측의 건조 롤의 주속 (S_n+1) 의 비 (S_n+1/S_n) 는, 모두 0.992 ∼ 0.999 의 범위 내인 것이 필요하다. 즉, 예를 들어, 제 x 건조 롤이 제 5 건조 롤이고 제 y 건조 롤이 제 8 건조 롤인 경우에는, 제 5 건조 롤의 주속 (S₅) 에 대한 제 6 건조 롤의 주속 (S₆) 의 비 (S₆/S₅), 제 6 건조 롤의 주속 (S₆) 에 대한 제 7 건조 롤의 주속 (S₇) 의 비 (S₇/S₆), 제 7 건조 롤의 주속 (S₇) 에 대한 제 8 건조 롤의 주속 (S₈) 의 비 (S₈/S₇) 의 모두가 0.992 ∼ 0.999 의 범위 내인 것이 필요하다. 당해 비 (S_n+1/S_n) 중의 일부 또는 전부가 상기 본 발명의 규정으로부터 벗어나면 폭 방향의 균일성이 상실되어 목적으로 하는 PVA 필름을 얻는 것이 곤란해진다. 폭 방향의 균일성의 관점에서, 당해 비 (S_n+1/S_n) 는 모두 0.993 이상인 것이 바람직하고, 0.994 이상인 것이 보다 바람직하고, 0.995 이상인 것이 더욱 바람직하다. 또 동일하게 폭 방향의 균일성의 관점에서, 당해 비 (S_n+1/S_n) 는 모두 0.998 이하인 것이 바람직하다. 또, 통상은 건조 롤 상에서 PVA 막의 휘발분율이 저하되는데, 인접하는 2 개의 건조 롤 사이에서 휘발분율이 20 질량％ 또는 10 질량％ 가 된 경우에는, 그 중의 하류측의 건조 롤을, 각각 제 x 건조 롤 또는 제 y 건조 롤로 칭하는 것으로 한다. 또한, 제 1 건조 롤로부터 박리할 때의 PVA 막의 휘발분율이 20 질량％ 인 경우에는 제 2 건조 롤을 제 x 건조 롤로 칭하는 것으로 한다.

제 x 건조 롤의 주속 (S_x) 에 대한 제 y 건조 롤의 주속 (S_y) 의 비 (S_y/S_x) 는, 폭 방향의 균일성을 더욱 더 향상시킬 수 있는 점에서, 0.940 ∼ 0.990 의 범위 내인 것이 바람직하고, 0.955 ∼ 0.985 의 범위 내인 것이 보다 바람직하고, 0.960 ∼ 0.980 의 범위 내인 것이 더욱 바람직하다.

제 x 건조 롤로부터 제 y 건조 롤까지의 사이에 존재하는 건조 롤의 수는 폭 방향의 균일성을 더욱 더 향상시킬 수 있는 점에서 제 x 건조 롤 및 제 y 건조 롤을 포함하여, 4 개 이상인 것이 바람직하고, 6 개 이상인 것이 보다 바람직하고, 8 개 이상인 것이 더욱 바람직하고, 또한 20 개 이하인 것이 바람직하다.

제 x 건조 롤로부터 제 y 건조 롤까지의 사이에 존재하는 모든 건조 롤 (제 x 건조 롤 및 제 y 건조 롤을 포함한다) 의 표면 온도는, 60 ℃ 이상인 것이 바람직하고, 62 ℃ 이상인 것이 보다 바람직하고, 65 ℃ 이상인 것이 더욱 바람직하다. 또, 이들 건조 롤의 표면 온도는, 85 ℃ 이하인 것이 바람직하고, 82 ℃ 이하인 것이 보다 바람직하고, 80 ℃ 이하인 것이 더욱 바람직하다. 이들 건조 롤의 표면 온도를 상기 범위로 함으로써, 폭 방향의 균일성을 더욱 더 향상시킬 수 있다.

제 y 건조 롤로 건조된 PVA 막을 후속의 건조 롤로 추가로 건조시키면 보다 휘발분율이 낮은 PVA 필름이 얻어진다. 제 y 건조 롤보다 하류측의 건조 롤의 표면 온도는 60 ∼ 85 ℃ 의 범위 내인 것이 바람직하고, 62 ∼ 82 ℃ 의 범위 내인 것이 보다 바람직하고, 65 ∼ 80 ℃ 의 범위 내인 것이 더욱 바람직한데, 최종 건조 롤, 또는 최종에 가까운 건조 롤과 최종 건조 롤은, 그 표면 온도를 높게 하여 열처리 롤로서 사용해도 된다. 건조 롤을 열처리 롤로서 사용하는 경우, 그 표면 온도는 90 ∼ 140 ℃ 의 범위 내인 것이 바람직하고, 95 ∼ 130 ℃ 의 범위 내인 것이 보다 바람직하다.

제 1 건조 롤로부터 최종 건조 롤에 이르는 과정에서, 각 건조 롤에 대한 PVA 막의 방향은 특별히 제한되지 않지만, PVA 막을 보다 균일하게 건조시킬 수 있는 점에서, PVA 막의 임의의 부분에 있어서의 표면과 이면이, 제 1 건조 롤로부터 최종 건조 롤까지의 각 건조 롤에 교대로 대향하도록 건조시키는 것이 바람직하다.

제 1 건조 롤의 주속 (S₁) 에 대한 최종 건조 롤의 주속 (S_L) 의 비 (S_L/S₁) 는 특별히 제한되지 않지만, 0.900 ∼ 1.100 의 범위 내인 것이 바람직하고, 0.950 ∼ 1.050 의 범위 내인 것이 보다 바람직하고, 0.980 ∼ 1.020 의 범위 내인 것이 더욱 바람직하고, 0.990 ∼ 1.010 의 범위 내인 것이 특히 바람직하다. 또한, 인접하는 2 개의 건조 롤 사이의 주속의 비 중, 상기 설명 이외의 것에 대해서는, 상류측의 건조 롤의 주속에 대한 하류측의 건조 롤의 주속의 비로서, 예를 들어, 0.980 ∼ 1.020 의 범위 내, 나아가서는 0.990 ∼ 1.010 의 범위 내로 할 수 있다.

상기 건조 처리에 의해 얻어진 PVA 필름은, 필요에 따라, 조습 처리 등을 실시하고, 소정의 길이로 롤상으로 권취함으로써 본 발명의 PVA 필름을 얻을 수 있다. 또한, 롤상으로 권취하기 전, 롤상으로 있는 단계 및 롤로부터 권출한 후 중의 어느 하나 또는 복수의 단계에서, 당해 PVA 필름의 폭 방향 양단부 (귀) 를 절단·제거해도 된다.

상기한 일련의 처리에 의해서 최종적으로 얻어지는 PVA 필름의 휘발분율은 1 ∼ 5 질량％ 의 범위 내에 있는 것이 바람직하고, 2 ∼ 4 질량％ 의 범위 내에 있는 것이 보다 바람직하다.

본 발명의 PVA 필름의 용도에 특별히 제한은 없지만, 광투과율이 높은 경우나 보다 강도가 높은 백라이트를 사용한 경우라도 색 불균일이 저감된 편광 필름 등의 광학 필름을 제조할 수 있으므로, 광학 필름을 제조할 때의 원단으로서 사용하는 것이 바람직하다. 광학 필름으로는, 편광 필름 외에, 위상차 필름 등을 들 수 있다. 이들 광학 필름은, 본 발명의 PVA 필름을 사용하여 1 축 연신하는 공정을 갖는 제조 방법에 의해 제조할 수 있다.

보다 구체적으로는, 본 발명의 PVA 필름을 원단으로서 사용하여 편광 필름을 제조하기 위해서는, 예를 들어, 본 발명의 PVA 필름을 사용하여 염색, 1 축 연신, 고정 처리, 건조 처리, 추가로 필요에 따라 열처리를 실시하면 된다. 염색과 1 축 연신의 순서는 특별히 한정되지 않고, 1 축 연신 전에 염색을 실시해도 되고, 1 축 연신과 동시에 염색을 실시해도 되고, 또는 1 축 연신 후에 염색을 실시해도 된다. 또한, 1 축 연신, 염색 등의 공정은 복수 회 반복해도 된다.

PVA 필름의 염색에 사용하는 염료로는, 요오드 또는 2 색성 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 2 색성 염료) 등을 사용할 수 있다. 이들 염료는, 1 종을 단독으로 사용해도 2 종 이상을 병용해도 된다. 염색은, 통상, PVA 필름을 상기 염료를 함유하는 용액 중에 침지시킴으로써 실시할 수 있지만, 그 처리 조건이나 처리 방법은 특별히 제한되지 않는다.

PVA 필름의 1 축 연신은, 습식 연신법 또는 건열 연신법 중 어느 것으로 실시해도 된다. 습식 연신법에 의해 1 축 연신하는 경우에는, 붕산을 함유하는 온수 중에서 1 축 연신해도 되고, 상기한 염료를 함유하는 용액 중이나 후기 고정 처리욕 중에서 1 축 연신해도 되고, 흡수 (吸水) 후의 PVA 필름을 사용하여 공기 중에서 1 축 연신해도 되고, 그 밖의 방법으로 1 축 연신해도 된다. 1 축 연신 처리시의 연신 온도는 특별히 한정되지 않지만, PVA 필름을 온수 중에서 연신 (습식 연신) 하는 경우에는 바람직하게는 30 ∼ 90 ℃, 보다 바람직하게는 40 ∼ 70 ℃, 더욱 바람직하게는 45 ∼ 65 ℃ 의 온도가 채용되고, 건열 연신하는 경우에는 50 ∼ 180 ℃ 의 온도가 바람직하게 채용된다. 또한, 1 축 연신의 연신 배율 (다단으로 1 축 연신을 실시하는 경우에는 합계의 연신 배율) 은, 편광 성능 면에서 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. 또, 본 명세서에 있어서의 연신 배율은 연신 전의 필름의 길이에 기초하는 것이고, 연신을 하고 있지 않은 상태가 연신 배율 1 배에 상당한다.

연신 후의 필름 (편광 필름) 의 두께는 5 ∼ 35 ㎛, 특히 20 ∼ 30 ㎛ 인 것이 바람직하다.

장척의 PVA 필름을 1 축 연신하는 경우에 있어서의 1 축 연신의 방향에 특별히 제한은 없고, 길이 방향으로의 1 축 연신이나 가로 1 축 연신을 채용할 수 있지만, 편광 성능이 보다 우수한 편광 필름이 얻어지는 점에서 길이 방향으로의 1 축 연신이 바람직하다. 길이 방향으로의 1 축 연신은, 서로 평행한 복수의 롤을 구비하는 연신 장치를 사용하여, 각 롤 사이의 주속을 바꿈으로써 실시할 수 있다. 한편, 가로 1 축 연신은 텐터형 연신기를 사용하여 실시할 수 있다.

편광 필름의 제조에 있어서는, 1 축 연신된 필름에 대한 염료의 흡착을 강고하게 하기 위해서, 고정 처리를 실시하는 것이 바람직하다. 고정 처리로는, 붕산, 붕사 등의 붕소 화합물을 첨가한 고정 처리욕 중에 필름을 침지하는 방법을 들 수 있다. 그 때, 필요에 따라 고정 처리욕 중에 요오드 화합물을 첨가해도 된다.

1 축 연신, 또는 1 축 연신과 고정 처리를 실시한 필름을 이어서 건조 처리 (열처리) 하는 것이 바람직하다. 건조 처리 (열처리) 의 온도는 30 ∼ 150 ℃ 의 범위 내, 특히 50 ∼ 140 ℃ 의 범위 내인 것이 바람직하다. 건조 처리 (열처리) 의 온도가 지나치게 낮으면, 얻어지는 편광 필름의 치수 안정성이 저하되기 쉬워지고, 한편, 지나치게 높으면 염료의 분해 등에 수반되는 편광 성능의 저하가 발생하기 쉬워진다.

이상과 같이 하여 얻어진 편광 필름의 양면 또는 편면에, 광학적으로 투명하고, 또한 기계적 강도를 갖는 보호막을 첩합하여 편광판으로 할 수 있다. 그 경우의 보호막으로는, 3아세트산셀룰로오스 (TAC) 필름, 아세트산·부티르산셀룰로오스 (CAB) 필름, 아크릴계 필름, 폴리에스테르계 필름 등이 사용된다. 또한, 보호막을 첩합하기 위한 접착제로는, PVA 계 접착제나 우레탄계 접착제 등을 들 수 있고, 그 중에서도 PVA 계 접착제가 바람직하다.

이상과 같이 하여 얻어진 편광판은, 아크릴계 등의 점착제를 피복한 후, 유리 기판에 첩합하여 액정 표시 장치의 부품으로서 사용할 수 있다. 편광판을 유리 기판에 첩합할 때, 위상차 필름, 시야각 향상 필름, 휘도 향상 필름 등을 첩합해도 된다.

실시예

이하에 본 발명을 실시예에 의해 구체적으로 설명하지만, 본 발명은 이하의 실시예에 의해 조금도 한정되는 것은 아니다.

이하의 실시예 및 비교예에 있어서, PVA 필름의 ΔZ_max, ΔZ_ave, 리타데이션값 및 배향축과 PVA 필름의 길이 방향이 이루는 각도 그리고 편광 필름의 색 불균일 및 편광 성능의 각 측정 내지 평가 결과는 이하의 방법에 의해 구하였다.

(1) PVA 필름의 ΔZ _max , ΔZ _ave , 리타데이션값 및 배향축과 PVA 필름의 길이 방향이 이루는 각도

이하의 각 실시예 또는 비교예에서 얻어진 장척의 PVA 필름의 길이 방향 (MD) 의 임의의 위치로부터, PVA 필름의 길이 방향 (MD) 에 40 ㎜ 의 길이를 갖는 전체 폭 길이 (3 m) 의 테이프상의 샘플을 채취하였다. 이 테이프상의 샘플에 대해서, 필름의 폭 방향 중앙부에 측정 위치를 1 개 정하고, 이 측정 위치로부터 폭 방향 양단부를 향하여 각각 20 ㎜ 피치로 측정 위치 (각각 74 점) 를 순차 정하였다. 또, 필름의 폭 방향 양단부로부터 폭 방향 중앙부를 향하여 각각 20 ㎜ 미만의 영역에 위치한 각각 75 점째는 측정 위치로부터 제외하였다. 또한, 각 측정 위치는, 테이프상의 샘플의 기계 흐름 방향의 중앙부 (기계 흐름 방향 양단부로부터 각각 20 ㎜ 의 위치) 에 정하였다.

그리고, 각 측정 위치 (합계 149 점) 에서 필름의 면내에 있어서의 배향축 및 리타데이션값을, 오지 계측 기기 주식회사 제조 「KOBRA-WFD」를 사용하여 필름면에 대하여 수직인 방향으로 진행되는 파장 590 ㎚ 의 광에 기초하여 측정하고, 각 측정 위치에 있어서의 배향축의 데이터로부터 상기 ΔZ_max 및 ΔZ_ave 를 구함과 함께, 각 측정 위치에 있어서의 리타데이션값의 데이터로부터 그 최소값과 최대값을 구하였다. 또한, 상기 필름의 폭 방향 중앙부의 측정 위치에 있어서의 배향축과 PVA 필름의 길이 방향 (MD) 이 이루는 각도를 구하였다.

(2) 편광 필름의 색 불균일

암실 내에서 관찰용 편광판 (투과율이 43 ％ 정도인 편광 필름을 사용한 것) 을 면광원 (백라이트) 상에 재치 (載置) 하고, 그 위에 이 관찰용 편광판에 대하여 크로스니콜이 되도록 제조한 편광 필름을 재치하였다. 다음으로, 백라이트로부터 관찰용 편광판을 개재하여 편광 필름에 광을 조사 (광도 15,000 cd) 하고, 편광 필름 바로 위로부터 1 m 의 위치로부터 편광 필름을 육안에 의해 관찰하고, 이하의 판정 기준에 기초하는 관능 평가에 의해서 편광 필름의 색 불균일의 평가를 실시하였다.

○ : 색 불균일이 관찰되지 않거나, 또는 관찰되었다고 해도 실용상 문제 없는 레벨이다

× : 실용상 문제가 되는 레벨의 색 불균일이 관찰되었다

또, 후술하는 「(2) 편광 필름의 제조 (i)」의 제조 조건에 의하면, 44 ％ 이상의 높은 투과율을 갖는 편광 필름이 얻어지기 쉽지만, 이러한 높은 투과율을 갖는 편광 필름을 사용하여 상기 방법을 채용함으로써, 본 발명에 있어서 문제로 하는 색 불균일의 유무 내지 정도를 명확히 평가할 수 있다.

(3) 편광 필름의 편광 성능

(a) 투과율 (Y) 의 측정

이하의 각 실시예 또는 비교예에서 얻어진 편광 필름의 폭 방향 중앙부로부터, 길이 방향 4 ㎝ × 폭 방향 4 ㎝ 의 정방형의 샘플을 2 장 채취하였다. 1 장의 샘플에 대해서, 길이 방향을 측정 장치에 대하여 45°기울인 경우의 광의 투과율과 -45°기울인 경우의 광의 투과율을 측정하여, 그들의 평균값 (Y₁) (％) 을 구하였다. 다른 1 장의 샘플에 대해서도, 동일하게 45°기울인 경우의 광의 투과율과 -45°기울인 경우의 광의 투과율을 측정하여, 그들의 평균값 (Y₂) (％) 을 구하였다. 또 상기 투과율의 측정에는, 히타치 제작소 제조의 분광 광도계 「U-4100」 (적분구 부속) 을 사용하였다. 또한 상기 투과율의 측정은, JIS Z 8722 (물체색의 측정 방법) 에 준거한 방법으로 실시하고, C 광원을 사용하여, 2°시야의 가시광 영역의 시감도 보정을 실시하였다.

상기 방법으로 구한 Y₁ 과 Y₂ 를 이하의 식 [iii] 으로 평균하여 편광 필름의 투과율 (Y) (％) 로 하였다.

투과율 (Y) = (Y₁+ Y₂)/2 [iii]

(b) 편광도 (V) 의 측정

상기 「(a) 투과율 (Y) 의 측정」에 있어서 채취한 편광 필름의 샘플 2 장을, 그들의 길이 방향이 평행해지도록 겹친 경우의 광의 투과율 (

) (％), 및 그들의 길이 방향이 직교하도록 겹친 경우의 광의 투과율 (Y⊥) (％) 을 측정하였다. 또

및 Y⊥ 는, 상기 「(a) 투과율 (Y) 의 측정」과 동일한 방법으로 구하였다. 이들의

및 Y⊥ 로부터, 이하의 식 [iv] 에 의해서 편광도 (V) (％) 를 구하였다.

편광도 (V) = {(

- Y⊥)/(

+ Y⊥)}^1/2 × 100 [iv]

《실시예 1》

(1) PVA 필름의 제조

(i) PVA (아세트산비닐의 단독 중합체의 비누화물, 중합도 2,400, 비누화도 99.9 몰％) 100 질량부, 글리세린 12 질량부, 라우르산디에탄올아미드 0.1 질량부 및 물로 이루어지는 휘발분율 66 질량％ 의 막제조 원액을 사용하고, 회전축이 서로 평행한 20 개의 건조 롤을 구비하는 막제조 장치에 의해서, 두께 75 ㎛, 폭 3 m, 길이 10,000 m, 휘발분율 3 질량％ 의 장척의 PVA 필름을 연속적으로 막제조하였다.

구체적으로는, 상기 막제조 원액을 T 형 슬릿 다이로부터 제 1 건조 롤 (표면 온도 93 ℃, 주속 (S₁) 13.6 m/분) 상에 막 형상으로 토출하고, 제 1 건조 롤 상에서, 제 1 건조 롤 비접촉면의 전체에 열풍 (온도 90 ℃, 노점 온도 10 ℃) 을 5 m/초의 풍속으로 균일하게 분사하면서 PVA 막의 휘발분율이 25 질량％ 가 될 때까지 건조시키고, 이어서 제 1 건조 롤로부터 박리하여 (제 1 건조 롤로부터 박리할 때의 휘발분율은 25 질량％), PVA 막의 제 1 건조 롤 접촉면과 제 1 건조 롤 비접촉면이 각 건조 롤에 교대로 대향하도록, 제 2 건조 롤 이후의 건조 롤로 건조를 실시하고, 추가로 폭 방향 양단부 (귀) 를 절단·제거한 후, 롤상으로 권취하여, 상기 PVA 필름을 얻었다.

또, 상기 막제조에 있어서, 제 x 건조 롤은 제 5 건조 롤이고, 제 y 건조 롤은 제 13 건조 롤이었다. 또한, 비 (S₂/S₁) 는 1.040 이고, 제 x 건조 롤로부터 제 y 건조 롤까지의 사이에 있어서 인접하는 2 개의 건조 롤 사이의 주속의 비 (S_n+1/S_n) 는 0.995 (최소값) ∼ 0.998 (최대값) 이고, 비 (S_y/S_x) 는 0.973 이고, 비 (S_L/S₁) 는 1.007 이었다. 또한, 제 2 건조 롤로부터 제 (x-1) 건조 롤까지의 사이에 존재하는 모든 건조 롤의 표면 온도는 85 ℃ (최소값) ∼ 90 ℃ (최대값) 이고, 제 x 건조 롤로부터 제 y 건조 롤까지의 사이에 존재하는 모든 건조 롤의 표면 온도는 67 ℃ (최소값) ∼ 75 ℃ (최대값) 였다.

얻어진 PVA 필름에 대해서, 상기한 방법에 의해 ΔZ_max, ΔZ_ave, 리타데이션값 및 배향축과 PVA 필름의 길이 방향이 이루는 각도를 구하였다. 결과를 표 1 에 나타냈다.

(2) 편광 필름의 제조

(i) 상기 (1) 에서 얻어진 PVA 필름의 폭 방향 (TD) 의 중앙부로부터 길이 방향 12 ㎝ × 폭 방향 20 ㎝ 의 장방형의 시험편을 채취하고, 당해 시험편의 길이 방향의 양단을, 연신 부분의 사이즈가 길이 방향 10 ㎝ × 폭 방향 20 ㎝ 가 되도록 연신 지그에 고정시키고, 온도 30 ℃ 의 수중에 38 초간 침지하고 있는 사이에 24 ㎝/분의 연신 속도로 원래의 길이의 2.2 배로 길이 방향으로 1 축 연신 (1 단째 연신) 한 후, 요오드를 0.03 질량％ 및 요오드화칼륨을 3 질량％ 의 농도로 함유하는 온도 30 ℃ 의 요오드/요오드화칼륨 수용액 중에 60 초간 침지하고 있는 사이에 24 ㎝/분의 연신 속도로 원래의 길이의 3.3 배까지 길이 방향으로 1 축 연신 (2 단째 연신) 하고, 이어서 붕산을 3 질량％ 및 요오드화칼륨을 3 질량％ 의 농도로 함유하는 온도 30 ℃ 의 붕산/요오드화칼륨 수용액 중에 약 20 초간 침지하고 있는 사이에 24 ㎝/분의 연신 속도로 원래의 길이의 3.6 배까지 길이 방향으로 1 축 연신 (3 단째 연신) 하고, 계속해서 붕산을 4 질량％ 및 요오드화칼륨을 약 5 질량％ 의 농도로 함유하는 온도 60 ℃ 의 붕산/요오드화칼륨 수용액 중에 침지하면서 24 ㎝/분의 연신 속도로 한계 연신 배율 직전의 연신 배율 (미리 동일한 조작을 실시하여 구한 필름 파단시의 연신 배율을 한계 연신 배율로 하고, 이것보다도 0.2 배 낮은 연신 배율을 채용하였다) 까지 길이 방향으로 1 축 연신 (4 단째 연신) 한 후, 요오드화칼륨을 3 질량％ 의 농도로 함유하는 요오드화칼륨 수용액 중에 10 초간 침지하여 고정 처리를 실시하고, 그 후 60 ℃ 의 건조기로 4 분간 건조시켜, 편광 필름 (두께 28 ㎛) 을 제조하였다.

당해 편광 필름에 대해서, 상기한 방법에 의해 색 불균일의 평가를 실시하였다. 결과를 표 1 에 나타냈다.

(ii) 상기 (i) 에 있어서, 2 단째 연신시의 「온도 30 ℃ 의 요오드/요오드화칼륨 수용액」중으로의 침지 시간을 60 초간에서, 75 초간, 90 초간, 105 초간 또는 120 초간으로 바꾼 것 이외에는 상기 (i) 과 동일한 조작을 실시하여, 투과율이 상이한 4 장의 편광 필름 (두께 28 ㎛) 을 제조하였다.

(iii) 상기 (i) 및 (ii) 에 있어서 얻어진 투과율 (Y) 이 상이한 5 장의 편광 필름의 각각에 대해, 상기한 방법에 따라서 투과율 (Y) 및 편광도 (V) 를 구하고, 가로축을 투과율 (Y) 및 세로축을 편광도 (V) 로 하는 그래프에 이 5 점을 플롯하였다. 그리고 당해 5 점의 근사 곡선을 그래프 상에 그어, 당해 근사 곡선으로부터, 투과율 (Y) 이 44.25 ％ 일 때의 편광도 (V) 의 값을 구하였다. 결과를 표 1 에 나타냈다.

《실시예 2 및 비교예 1 ∼ 5》

PVA 필름의 제조 조건을 표 1 과 같이 한 것 이외에는 실시예 1 과 동일하게 하여 PVA 필름을 막제조함과 함께 실시예 1 과 동일하게 하여 편광 필름을 제조하였다. 결과를 표 1 에 나타냈다.

Claims

필름의 면내에 있어서의 배향축을 필름의 폭 방향으로 20 ㎜ 피치로 측정했을 때, 인접하는 2 개의 측정 위치에 있어서의 배향축끼리가 이루는 각도 (단 0 ∼ 90°의 범위 내에 있다) 가, 모든 인접하는 2 개의 측정 위치에 있어서 2.3°이하인 폴리비닐알코올계 중합체 필름.
제 1 항에 있어서,
모든 인접하는 2 개의 측정 위치에 있어서의 상기 각도의 평균값이 0.6°이하인 폴리비닐알코올계 중합체 필름.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 배향축의 측정 위치에 있어서의 리타데이션값이, 모든 측정 위치에 있어서 5 ∼ 100 ㎚ 인 폴리비닐알코올계 중합체 필름.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 배향축의 측정 위치 중의 적어도 1 개에 있어서의 배향축과 폴리비닐알코올계 중합체 필름의 길이 방향이 이루는 각도 (단 0 ∼ 90°의 범위 내에 있다) 가 45 ∼ 90°인 폴리비닐알코올계 중합체 필름.
제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
폭이 2 m 이상인 폴리비닐알코올계 중합체 필름.
폴리비닐알코올계 중합체 필름의 제조 방법으로서,
(a) 회전축이 서로 평행한 3 개 이상의 건조 롤을 구비하는 막제조 장치를 사용하고, 당해 건조 롤 중 최상류측에 위치하는 제 1 건조 롤 상에 폴리비닐알코올계 중합체를 포함하는 막제조 원액을 막 형상으로 토출하여 부분 건조시킨 후에 그것에 계속되는 건조 롤로 추가로 건조시켜 막제조하고 ; 그 때,
(b) 제 1 건조 롤로부터 박리할 때의 폴리비닐알코올계 중합체막의 휘발분율을 20 ∼ 40 질량％ 로 하고 ;
(c) 제 1 건조 롤의 주속 (S₁) 에 대한 제 2 건조 롤의 주속 (S₂) 의 비 (S₂/S₁) 를 1.015 ∼ 1.050 으로 하고 ;
(d) 제 2 건조 롤 또는 그것보다 하류측의 건조 롤 중 폴리비닐알코올계 중합체막의 휘발분율이 20 질량％ 가 되었을 때의 건조 롤 (제 x 건조 롤) 로부터, 폴리비닐알코올계 중합체막의 휘발분율이 10 질량％ 가 되었을 때의 건조 롤 (제 y 건조 롤) 까지의 사이에 있어서, 인접하는 2 개의 건조 롤 중의 상류측의 건조 롤의 주속 (S_n) 에 대한 하류측의 건조 롤의 주속 (S_n+1) 의 비 (S_n+1/S_n) 를 모두 0.992 ∼ 0.999 로 하는 제조 방법.
제 6 항에 있어서,
제 x 건조 롤로부터 제 y 건조 롤까지의 사이에 존재하는 모든 건조 롤의 표면 온도를 60 ∼ 85 ℃ 로 하는 제조 방법.
제 6 항 또는 제 7 항에 있어서,
제 1 건조 롤의 주속 (S₁) 이 8 ∼ 25 m/분인 제조 방법.
제 6 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
제 x 건조 롤의 주속 (S_x) 에 대한 제 y 건조 롤의 주속 (S_y) 의 비 (S_y/S_x) 를 0.940 ∼ 0.990 으로 하는 제조 방법.
제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 기재된 폴리비닐알코올계 중합체 필름으로부터 제조한 광학 필름.
제 10 항에 있어서,
편광 필름인 광학 필름.
제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 기재된 폴리비닐알코올계 중합체 필름을 사용하여 1 축 연신하는 공정을 갖는 광학 필름의 제조 방법.