KR20160022246A - 광학 필름의 제조 방법, 및 광학 필름 - Google Patents

Abstract

(과제) 용매를 단시간에 건조시킬 수 있고, 반송 중에 필름에 주름이 잘 발생하지 않아, 생산성이 우수한 광학 필름의 제조 방법을 제공하는 것, 또 주름이 적고, 또한 치수 안정성이 우수한 광학 필름을 제공하는 것.
(해결 수단) 용액 제막에 의한 광학 필름의 제조 방법으로서, 폴리머와 용매를 함유하는 도프 조성물을 지지체 상에 유연시켜 유연막을 형성하고, 상기 용매를 건조시키는 공정 (1), 상기 유연막의 전체 고형분에 대한 상기 용매의 함유량이 5 ∼ 60 질량％ 인 범위 내에서 상기 유연막을 상기 지지체로부터 벗겨내고, 상기 벗겨낸 유연막의 폭 방향 양단부를 텐터로 파지하는 공정 (2), 상기 파지한 유연막을, 광학 필름의 유리 전이 온도 Tg 에 대하여 Tg－30 ℃ ∼ Tg＋20 ℃ 의 온도에서 폭 방향으로 97 ％ ∼ 70 ％ 까지 수축시키는 공정 (3), 및 상기 유연막을, 광학 필름의 유리 전이 온도 Tg 에 대하여 Tg＋60 ℃ ∼ Tg＋120 ℃ 의 온도에서 열처리하여 광학 필름을 얻는 공정 (4) 를 이 순서로 포함하는 광학 필름의 제조 방법, 그리고 이 방법에 의해 얻어진 광학 필름.

Description

광학 필름의 제조 방법, 및 광학 필름{METHOD OF MANUFACTURING OPTICAL FILM, AND OPTICAL FILM}

본 발명은 광학 필름의 제조 방법, 및 광학 필름에 관한 것이다.

액정 표치 장치는 액정 텔레비젼이나 PC 의 액정 디스플레이 등의 용도에서 수요가 확대되고 있다. 통상 액정 표시 장치는 투명 전극, 액정층, 컬러 필터 등을 유리판 사이에 둔 액정 셀과, 그 양측에 형성된 2 장의 편광판으로 구성되어 있고, 각각의 편광판은 편광자 (편광막, 편광 필름이라고도 한다) 가 2 장의 광학 필름 (편광판 보호 필름) 사이에 놓인 구성으로 되어 있다. 광학 필름의 재료로는 다양한 폴리머가 사용되는데, 예를 들어 폴리메틸메타크릴레이트 (PMMA 라고도 한다) 등의 아크릴계 수지가 이용되고 있다.

한편, 광학 필름의 제막 방법으로서, 용액 제막법은, 얻어지는 필름의 두께 불균일이나 표면 평활성이 우수하기 때문에, 편광판 보호 필름이나 위상차 필름 등 다양한 광학 필름의 제조 방법으로서 광범위한 분야에서 사용되고 있다. 용액 제막법은, 폴리머와 용매를 함유하는 도프 조성물을 지지체 상에 유연시켜 유연막을 형성하고, 용매를 건조시키는 공정 등을 거쳐 필름을 형성하는 제막법이다.

특허문헌 1 에는, 아크릴계 수지를 사용한 광학 필름의 용액 제막법에 의한 제조 방법으로서, 필름을 고온에서 건조시키고, 그 후에 연신함으로써 광학 필름을 얻는 방법이 기재되어 있다. 또, 특사문헌 2 및 3 에도, 아크릴계 수지 필름을 고온에서 건조시켜 광학 필름을 얻는 방법이 기재되어 있다.

일본 공개특허공보 2007-118266호 국제 공개 제2009/150926호 일본 공개특허공보 2014-38180호

그러나, 특허문헌 1 ∼ 3 에 기재된 용액 제막법에 의한 광학 필름의 제조 방법에서는, 용매를 단시간에 건조시킬 수는 있지만 반송 중에 필름에 주름의 발생에 의한 생산성의 저하가 문제였다. 또, 얻어진 광학 필름의 치수 안정성도 개선의 여지가 있었다.

본 발명의 과제는, 용매를 단시간에 건조시킬 수 있고, 반송 중에 필름에 주름이 잘 발생하지 않아, 생산성이 우수한 광학 필름의 제조 방법을 제공하는 것에 있다. 또, 본 발명의 다른 과제는, 주름이 적고, 또한 치수 안정성이 우수한 광학 필름을 제공하는 것에 있다.

상기 과제는 이하의 수단에 의해 해결된다.

<1>

용액 제막에 의한 광학 필름의 제조 방법으로서,

폴리머와 용매를 함유하는 도프 조성물을 지지체 상에 유연시켜 유연막을 형성하고, 상기 용매를 건조시키는 공정 (1),

상기 유연막의 전체 고형분에 대한 상기 용매의 함유량이 5 ∼ 60 질량％ 인 범위 내에서 상기 유연막을 상기 지지체로부터 벗겨내고, 상기 벗겨낸 유연막의 폭 방향 양단부를 텐터로 파지하는 공정 (2),

상기 파지한 유연막을, 광학 필름의 유리 전이 온도 Tg 에 대하여 Tg－30 ℃ ∼ Tg＋20 ℃ 의 온도에서 폭 방향으로 97 ％ ∼ 70 ％ 까지 수축시키는 공정 (3), 및

상기 유연막을, 광학 필름의 유리 전이 온도 Tg 에 대하여 Tg＋60 ℃ ∼ Tg＋120 ℃ 의 온도에서 열처리하여 광학 필름을 얻는 공정 (4) 을 이 순서로 포함하는 광학 필름의 제조 방법.

<2>

상기 공정 (4) 후에 추가로,

광학 필름의 유리 전이 온도 Tg 에 대하여 Tg＋10 ℃ ∼ Tg＋100 ℃ 또한, 상기 공정 (4) 에 있어서의 열처리 온도보다 낮은 온도에서 광학 필름을 폭 방향으로 105 ％ ∼ 300 ％ 까지 연신하는 공정 (5) 을 포함하는 <1> 에 기재된 광학 필름의 제조 방법.

<3>

상기 폴리머가 (메트) 아크릴계 수지를 함유하는 <1> 또는 <2> 에 기재된 광학 필름의 제조 방법.

<4>

상기 도프 조성물이, 고무 탄성 입자를 상기 폴리머 100 질량부에 대하여 1 ∼ 50 질량부의 비율로 함유하는 <1> ∼ <3> 중 어느 하나에 기재된 광학 필름의 제조 방법.

<5>

<1> ∼ <4> 중 어느 하나에 기재된 광학 필름의 제조 방법으로 제조된 광학 필름.

본 발명에 의하면, 용매를 단시간에 건조시킬 수 있고, 반송 중에 필름에 주름이 잘 발생하지 않아, 생산성이 우수한 광학 필름의 제조 방법을 제공할 수 있다. 또, 본 발명에 의하면, 주름이 적고, 또한 치수 안정성이 우수한 광학 필름을 제공할 수 있다.

이하에 있어서 본 발명의 내용에 대하여 상세하게 설명한다. 이하에 기재하는 구성 요건의 설명은 본 발명의 대표적인 실시양태에 기초하여 이루어지는 경우가 있지만, 본 발명은 그러한 실시양태에 한정되는 것은 아니다. 또한, 본원 명세서에 있어서 「∼」란 그 전후에 기재되는 수치를 하한치 및 상한치로서 포함하는 의미로 사용된다.

<광학 필름의 제조 방법>

본 발명의 광학 필름의 제조 방법은,

용액 제막에 의한 광학 필름의 제조 방법으로서,

폴리머와 용매를 함유하는 도프 조성물을 지지체 상에 유연시켜 유연막을 형성하고, 상기 용매를 건조시키는 공정 (1),

상기 유연막의 전체 고형분에 대한 상기 용매의 함유량이 5 ∼ 60 질량％ 인 범위 내에서 상기 유연막을 상기 지지체로부터 벗겨내고, 상기 벗겨낸 유연막의 폭 방향 양단부를 텐터로 파지하는 공정 (2),

상기 파지한 유연막을, 광학 필름의 유리 전이 온도 Tg 에 대하여 Tg－30 ℃ ∼ Tg＋20 ℃ 의 온도에서 폭 방향으로 97 ％ ∼ 70 ％ 까지 수축시키는 공정 (3), 및

상기 유연막을, 광학 필름의 유리 전이 온도 Tg 에 대하여 Tg＋60 ℃ ∼ Tg＋120 ℃ 의 온도에서 열처리하여 광학 필름을 얻는 공정 (4) 을 이 순서로 포함하는 광학 필름의 제조 방법이다.

이하, 본 발명에 대하여 상세하게 설명한다.

<도프 조성물>

도프 조성물은 적어도 폴리머와 용매를 함유하는 조성물이다.

<폴리머>

폴리머로는 (메트) 아크릴계 수지, 폴리카보네이트계 수지, 폴리스티렌계 수지, 고리형 폴리올레핀계 수지가 바람직하고, 이들 수지 및 이들 복수 종의 수지의 혼합 수지에서 선택할 수도 있다.

또한, (메트) 아크릴계 수지는 메타크릴계 수지와 아크릴계 수지의 양방을 포함하는 개념이다. 또, (메트) 아크릴계 수지에는 아크릴레이트/메타크릴레이트의 유도체, 특히 아크릴레이트에스테르/메타크릴레이트에스테르의 (공) 중합체도 포함된다.

폴리머는 (메트) 아크릴계 수지를 포함하는 것이 바람직하고, 폴리머의 전체 고형분에 대하여 30 ∼ 100 질량％ 의 (메트) 아크릴계 수지를 포함하는 것이 보다 바람직하고, 60 ∼ 100 질량％ 의 (메트) 아크릴계 수지를 포함하는 것이 더욱 바람직하고, 100 질량％ 의 (메트) 아크릴계 수지로 이루어지는 것이 특히 바람직하다.

<(메트) 아크릴계 수지>

[(메트) 아크릴계 수지의 구성 단위]

(메트) 아크릴계 수지는 메틸메타크릴레이트 단위 (a) 를 포함하는 것인 것이 바람직하고, 메틸메타크릴레이트 단위 (a) 만으로 구성되어 있어도 되고, 메틸메타크릴레이트 이외의 알킬 (메트) 아크릴레이트 단위 (b) 를 포함하고 있어도 된다. 단, (메트) 아크릴계 수지가 메틸메타크릴레이트 이외의 알킬 (메트) 아크릴레이트 단위 (b) 를 포함하는 경우, 그 비율은 5 질량％ 미만인 것이 바람직하다. (메트) 아크릴계 수지는 공중합 가능한 다른 단량체를 사용하지 않고, 메틸메타크릴레이트의 호모폴리머여도 된다.

(메트) 아크릴계 수지가 메틸메타크릴레이트 이외의 알킬 (메트) 아크릴레이트 단위 (b) 를 포함하는 경우, 그 알킬 (메트) 아크릴레이트 단위 (b) 로는 이하의 것을 들 수 있다.

(메틸메타크릴레이트 이외의 알킬 (메트) 아크릴레이트 단위 (b))

전술한 메틸메타크릴레이트 이외의 알킬 (메트) 아크릴레이트 단위 (b) 로는, 예를 들어 메틸아크릴레이트, 에틸아크릴레이트, n-부틸아크릴레이트, 이소부틸아크릴레이트, t-부틸아크릴레이트, 2-에틸헥실아크릴레이트, 시클로헥실아크릴레이트, 벤질아크릴레이트 등의 아크릴산에스테르 (바람직하게는 알킬수의 탄소수가 1 ∼ 18 인 알킬아크릴레이트) ; 에틸메타크릴레이트, 프로필메타크릴레이트, n-부틸메타크릴레이트, 이소부틸메타크릴레이트, t-부틸메타크릴레이트, 시클로헥실메타크릴레이트, 벤질메타크릴레이트 등의 메타크릴산에스테르 (바람직하게는 알킬수의 탄소수가 2 ∼ 18 인 알킬메타크릴레이트) ; 등을 들 수 있고, 이들은 1 종만 사용해도 되고, 2 종 이상을 병용해도 된다.

(다른 구성 단위)

(메트) 아크릴계 수지는, 알킬 (메트) 아크릴레이트 단위 (a), (b) 이외의 구성 단위도 포함하고 있어도 된다. 그러한 구성 단위로는, 아크릴산, 메타크릴산 등의 α,β-불포화산, 말레산, 푸마르산, 이타콘산 등의 불포화기 함유 2 가 카르복실산, 스티렌, α-메틸스티렌 등의 방향족 비닐 화합물, 아크릴로니트릴, 메타크릴로니트릴 등의 α,β-불포화 니트릴, 무수 말레산, 말레이미드, N-치환 말레이미드, 글루타르산 무수물 등을 들 수 있다. 한편, 다른 구성 단위로서 셀룰로오스계 수지는 포함되지 않는다.

이들 구성 단위는 1 종류 단독으로 (메트) 아크릴계 수지에 도입되어 있어도 되고, 2 종류 이상이 조합되어 (메트) 아크릴계 수지에 도입되어 있어도 된다.

이들 중에서도 공중합체의 내열 분해성이나 유동성의 관점에서 메틸아크릴레이트, 에틸아크릴레이트, n-프로필아크릴레이트, n-부틸아크릴레이트, s-부틸아크릴레이트, 2-에틸헥실아크릴레이트 등이 바람직하고, 메틸아크릴레이트나 n-부틸아크릴레이트가 특히 바람직하게 사용된다.

(메틸메타크릴레이트 단위 (a) 의 질량 분율)

(메트) 아크릴계 수지는, 유리 전이 온도를 올려 내열성을 얻는 관점에서는 메틸메타크릴레이트 단위 (a) 단독으로 구성되어 있는 것이 가장 바람직하다. 한편, (메트) 아크릴계 수지를 메틸메타크릴레이트 단위 (a) 와 다른 구성 단위의 공중합체로 한 경우에는, 메틸메타크릴레이트 단위 (a) 가 발현하는 특성 이외의 특성을 아크릴 수지에 부여할 수 있다.

전술한 (메트) 아크릴계 수지 중 중합 공정에 제공하는 단량체 성분 중의 메틸메타크릴레이트의 함유 비율은, 본 발명의 효과를 충분히 발휘시키는 데에 있어서 바람직하게는 95 ∼ 100 질량％, 보다 바람직하게는 97 ∼ 100 질량％, 더욱 바람직하게는 100 질량％ 이다.

메틸메타크릴레이트의 비율을 95 질량％ 이상으로 함으로써, 내열성이 높은 아크릴 수지를 얻을 수 있어 광학 필름의 내열성을 높일 수 있다.

또, 전술한 아크릴 수지는 메틸메타크릴레이트 단위 (a) 를 포함하고, 메틸메타크릴레이트 이외의 알킬 (메트) 아크릴레이트 단위 (b) 의 질량 분율이 5 질량％ 미만인 것이 바람직하고, 3 질량％ 미만인 것이 보다 바람직하고, 0 질량％ 인 것이 특히 바람직하다.

((메트) 아크릴계 수지의 제조 방법)

본 발명에 사용할 수 있는 (메트) 아크릴계 수지는 시판품이나 공지된 합성 방법에 의해 입수 가능하다.

본 발명에 사용할 수 있는 (메트) 아크릴계 수지의 제조 방법으로는, 유화 중합, 용액 중합, 괴상 중합 및 현탁 중합을 적용할 수 있다. 이들 중 본 발명의 고분자량체를 제조하는 데에 있어서 유화 중합 및 현탁 중합이 보다 바람직하다.

현탁 중합의 개시제로는 통상적인 현탁 중합에 사용되는 것을 이용할 수 있고, 유기 과산화물, 아조 화합물을 들 수 있다.

현탁 안정제로는 통상 이용되는 공지된 것을 사용할 수 있고, 유기 콜로이드성 고분자 물질, 무기 콜로이드성 고분자 물질, 무기 미립자 및 이들과 계면 활성제의 조합을 들 수 있다.

(메트) 아크릴계 수지는 메틸메타크릴레이트 단위 (a) 를 포함하고, 메틸메타크릴레이트 이외의 알킬 (메트) 아크릴레이트 단위 (b) 의 질량 분율이 5 질량％ 미만으로서, 중량 평균 분자량이 25 만 ∼ 400 만이고, 140 ℃ 에서 1 시간 가열했을 때의 중량 감소량이 0.5 ％ 이하인 것이 바람직하다. 이와 같은 구조 단위의 조성의 아크릴 수지에 있어서, 높은 중량 평균 분자량과 중량 감소량의 억제를 양립시키기 위해서, 특히 아크릴 수지의 합성시에 이하의 방법을 실시하는 것이 바람직하다.

(메트) 아크릴계 수지의 합성시에 포함되는 것이 바람직한 방법으로는, (메트) 아크릴계 수지를 중합 반응에 의해 얻은 후에 반응액을 현탁액 상태에 있어서 여과포에 의해 여과, 메탄올 세정한 후에 여과물을 건조시키는 방법을 들 수 있다. 여과포로는, 예를 들어 나일론제의 여과포를 들 수 있다. (메트) 아크릴계 수지를 중합 반응에 의해 얻은 후에 반응액을 그대로 건조시키지 않음으로써, 과잉의 중합 개시제 등을 없앨 수 있어 높은 중량 평균 분자량과 중량 감소량의 억제를 양립시키는 (메트) 아크릴계 수지를 얻을 수 있다.

[(메트) 아크릴계 수지의 중량 평균 분자량]

본 발명에 있어서 「중량 평균 분자량」이란, 겔 침투 크로마토그래피에 의해 측정되는 중량 평균 분자량이다.

(메트) 아크릴계 수지의 중량 평균 분자량은 25 만 ∼ 400 만인 것이 바람직하고, 60 만 ∼ 400 만인 것이 보다 바람직하고, 80 만 ∼ 300 만인 것이 더욱 바람직하고, 100 만 ∼ 200 만인 것이 특히 바람직하다. (메트) 아크릴계 수지의 중량 평균 분자량이 25 만 이상임으로써, 예를 들어 광학 필름을 용액 제막법으로 제조하는 경우에, (메트) 아크릴계 수지의 농도를 낮게 해도 비교적 높은 점도의 용액 (도프) 을 얻을 수 있다. 그 결과, 유연 다이로부터의 도프의 토출시에 표면에 줄무늬가 생기는 것이 억제되어 표면 형상이 양호한 필름을 얻을 수 있다. 또, 도프의 수지 농도를 낮게 함 (용매의 비율을 많게 함) 으로써, 건조 후의 필름에 용매 성분이 잔류하여, 지지체로부터의 필름의 박리를 용이하게 실시할 수 있다는 효과가 얻어진다. 한편, (메트) 아크릴계 수지의 중량 평균 분자량이 400 만 이하임으로써, (메트) 아크릴계 수지를 용이하게 합성 또는 입수할 수 있다는 장점이 있다.

여기서, 본 발명에 있어서의 「중량 평균 분자량 (Mw)」은, 실시예의 [측정 방법] 에 기재된 조건으로 측정할 수 있다. 구체적으로는 이하와 같다.

겔 침투 크로마토그래피에 의해 하기의 조건으로 측정되는 중량 평균 분자량이다.

용매 테트라히드로푸란

장치명 TOSOH HLC-8220GPC

칼럼 TOSOH TSKgel Super HZM-H (4.6 ㎜ × 15 ㎝) 를 3 개 접속하여 사용.

칼럼 온도 25 ℃

시료 농도 0.1 질량％

유속 0.35 ㎖/min

교정 곡선 TOSOH 제조 TSK 표준 폴리스티렌 Mw = 2800000 ∼ 1050 까지의 7 샘플에 의한 교정 곡선을 사용.

<셀룰로오스에스테르 수지>

폴리머로는, 특히 취성의 개선이나 내열성의 향상, 나아가서는 (메트) 아크릴계 수지와 혼합되었을 경우의 투명성의 관점에서 셀룰로오스에스테르 수지를 함유시켜도 된다. (메트) 아크릴계 수지와 혼합시키는 셀룰로오스에스테르 수지의 비율은, 전체 고형분에 대하여 40 질량％ 이하가 바람직하다. 또, 셀룰로오스에스테르 수지는, 아실기의 총치환도 (T) 가 2.0 ∼ 3.0, 탄소수가 3 ∼ 7 인 아실기의 치환도가 1.2 ∼ 3.0 인 것이 바람직하다. 즉, 셀룰로오스에스테르 수지는 탄소수가 3 ∼ 7 인 아실기에 의해 치환된 셀룰로오스에스테르 수지이며, 구체적으로는 프로피오닐, 부티릴 등이 바람직하게 사용되지만, 특히 프로피오닐기가 바람직하게 사용된다.

셀룰로오스에스테르 수지의 아실 치환도는, 총치환도 (T) 가 2.0 ∼ 3.0 이며, 탄소수가 3 ∼ 7 인 아실기의 치환도가 1.2 ∼ 3.0 인 것이 바람직하고, 탄소수가 3 ∼ 7 이외인 아실기, 즉 아세틸기나 탄소수가 8 이상인 아실기의 치환도의 총계가 1.3 이하로 되는 것이 보다 바람직하다.

본원에 있어서 「아실기」란, 추가로 치환기를 갖는 것도 포함하는 의미이다. 단, 아실기의 탄소수는 아실기의 치환기를 포함하는 것이다.

셀룰로오스에스테르 수지가 방향족 아실기를 치환기로서 갖는 경우, 방향족 고리로 치환하는 치환기 X 의 수는 0 ∼ 5 개인 것이 바람직하다. 이 경우도, 치환기를 포함한 탄소수가 3 ∼ 7 인 아실기의 치환도가 1.2 ∼ 3.0 이 되도록 유의가 필요하다. 예를 들어, 벤질기는 탄소수가 7 이 되기 때문에, 탄소를 포함하는 치환기를 갖는 경우에는, 벤질기로서의 탄소수는 8 이상이 되고, 탄소수가 3 ∼ 7 인 아실기에는 포함되지 않게 된다.

또한, 방향족 고리로 치환하는 치환기의 수가 2 개 이상일 때, 서로 동일하거나 상이해도 되지만, 또 서로 연결하여 축합 다고리 화합물 (예를 들어 나프탈렌, 인덴, 인단, 페난트렌, 퀴놀린, 이소퀴놀린, 크로멘, 크로만, 프탈라진, 아크리딘, 인돌, 인돌린 등) 을 형성해도 된다.

셀룰로오스에스테르 수지에 있어서는, 치환 혹은 무치환의 탄소수 3 ∼ 7 의 지방족 아실기의 적어도 1 종을 갖는 구조를 갖는 것이 바람직하다.

셀룰로오스에스테르 수지의 치환도는, 아실기의 총치환도 (T) 가 2.00 ∼ 3.00, 탄소수가 3 ∼ 7 인 아실기의 치환도가 1.2 ∼ 3.0 인 것이 바람직하다.

또, 탄소수가 3 ∼ 7 인 아실기 이외, 즉 아세틸기와 탄소수가 8 이상인 아실기의 치환도의 총합이 1.3 이하인 것이 바람직한 구조이다.

셀룰로오스에스테르 수지로는, 특히 셀룰로오스아세테이트프로피오네이트, 셀룰로오스아세테이트부틸레이트, 셀룰로오스아세테이트벤조에이트, 셀룰로오스프로피오네이트, 셀룰로오스부틸레이트에서 선택되는 적어도 일종인 것이 바람직하고, 특히 셀룰로오스아세테이트프로피오네이트, 셀룰로오스프로피오네이트가 더욱 바람직하다.

이들 중에서 특히 바람직한 셀룰로오스에스테르 수지는, 셀룰로오스아세테이트프로피오네이트나 셀룰로오스아세테이트부틸레이트이며, 탄소 원자수 3 또는 4 의 아실기를 치환기로서 갖는 것이 바람직하다.

아실기로 치환되어 있지 않은 부분은, 통상 수산기로서 존재하고 있는 것이다. 이들은 공지된 방법으로 합성할 수 있다.

또한, 아세틸기의 치환도나 다른 아실기의 치환도는, ASTM-D817-96 에 규정하는 방법에 의해 구한 것이다.

셀룰로오스에스테르 수지의 중량 평균 분자량 (Mw) 은, 특히 (메트) 아크릴계 수지와의 상용성, 취성 개선의 관점에서 75000 이상이며, 75000 ∼ 300000 의 범위인 것이 바람직하고, 100000 ∼ 240000 의 범위 내인 것이 더욱 바람직하고, 160000 ∼ 240000 인 것이 특히 바람직하다.

<첨가제>

본 발명의 도프 조성물에는 본 발명에 의한 효과를 저해하지 않는 범위에서 첨가제가 첨가되어 있어도 된다.

첨가제로는, 가소제, 자외선 흡수제, 산화 방지제, 취성 개량제, 광학 발현제, 고무 탄성 입자 등을 첨가할 수 있다.

가소제는, 광학 필름을 제조할 때에 사용하는 도프 조성물의 유동성이나 유연성을 향상시키는 기능을 갖는다. 가소제로는, 프탈산에스테르계, 지방산 에스테르계, 트리멜리트산에스테르계, 인산에스테르계, 폴리에스테르계, 혹은 에폭시계 등을 들 수 있다.

자외선 흡수제로는, 벤조트리아졸계, 2-하이드록시벤조페논계 또는 살리실산페닐에스테르계인 것 등을 들 수 있다. 예를 들어, 2-(5-메틸-2-하이드록시페닐)벤조트리아졸, 2-[2-하이드록시-3,5-비스(α,α-디메틸벤질)페닐]-2H-벤조트리아졸, 2-(3,5-디-t-부틸-2-하이드록시페닐)벤조트리아졸 등의 트리아졸류, 2-하이드록시-4-메톡시벤조페논, 2-하이드록시-4-옥톡시벤조페논, 2,2'-디하이드록시-4-메톡시벤조페논 등의 벤조페논류 등이 바람직하다.

또한, 성형 가공시의 열분해성이나 열착색성을 개량하기 위해서 각종 산화 방지제나, 취성 개량제, 광학 발현제, 고무 탄성 입자 등도 첨가제로서 첨가할 수 있다.

<고무 탄성 입자>

본 발명에 있어서의 도프 조성물에는 특히 취성이나 내충격성을 개선시키기 위해서, 고무 탄성 입자를 함유하는 것이 바람직하다.

즉, 본 발명의 광학 필름의 제조 방법에 있어서, 도프 조성물이 고무 탄성 입자를 폴리머 100 질량부에 대하여 1 ∼ 50 질량부의 비율로 함유하는 것이 바람직하고, 3 ∼ 40 질량부의 비율로 함유하는 것이 보다 바람직하고, 5 ∼ 30 질량부의 비율로 함유하는 것이 더욱 바람직하다. 첨가량이 1 질량부 이상이면, 취성이나 내충격성에 대하여 충분한 개량 효과를 얻을 수 있고, 50 질량부 이하이면, 광학 필름의 투명성이 손상되지 않는다.

고무 탄성 입자로는 시판되는 것도 사용할 수 있고, 예를 들어 미츠비시 레이욘사 제조 메타블렌 W-341 (C2), 카네가후치 화학 공업사 제조 "카네에이스", 쿠레하 화학 공업사 제조 "파라로이드", 롬 앤 하스사 제조 "아크릴로이드", 간츠 화성 공업사 제조 "스타피로이드" 및 쿠라레사 제조 "파라펫 SA" 등을 들 수 있고, 이들은 단독 내지 2 종 이상을 사용할 수 있다.

본 발명에 바람직하게 사용되는 고무 탄성 입자의 입자경에 대해서는 특별히 한정되는 것은 아니지만, 10 ㎚ 이상, 10 ㎛ 이하인 것이 바람직하고, 또한 20 ㎚ 이상, 1 ㎛ 이하인 것이 보다 바람직하고, 특히 50 ㎚ 이상, 400 ㎚ 이하인 것이 가장 바람직하다.

(용매)

도프 조성물에 함유되는 용매로는 유기 용매가 바람직하다.

유기 용매는, 폴리머와 필요에 따라 첨가되는 첨가제를 용해시키는 것이면 제한없이 사용할 수 있다.

예를 들어, 염소계 유기 용매로는 염화메틸렌, 비염소계 유기 용매로는 아세트산메틸, 아세트산에틸, 아세트산아밀, 아세톤, 메틸에틸케톤, 메틸이소부틸케톤, 테트라히드로푸란, 1,3-디옥소란, 1,4-디옥산, 시클로헥사논, 포름산에틸, 2,2,2-트리플루오로에탄올, 2,2,3,3-헥사플루오로-1-프로판올, 1,3-디플루오로-2-프로판올, 1,1,1,3,3,3-헥사플루오로-2-메틸-2-프로판올, 1,1,1,3,3,3-헥사플루오로-2-프로판올, 2,2,3,3,3-펜타플루오로-1-프로판올, 니트로에탄 등을 들 수 있고, 염화메틸렌, 아세트산메틸, 아세트산에틸, 아세톤, 메틸에틸케톤을 바람직하게 사용할 수 있다.

도프 조성물에는, 상기 유기 용매 외에 1 ∼ 40 질량％ 의 탄소 원자수 1 ∼ 4 의 직사슬 또는 분기사슬형의 지방족 알코올을 함유시키는 것이 바람직하다. 도프 조성물 중의 알코올의 비율이 높아지면 금속 지지체로부터의 박리가 용이해지고, 또 알코올의 비율이 적을 때는 비염소계 유기 용매계에서의 폴리머의 용해를 촉진시키는 역할도 있다.

본 발명에 있어서 복수의 용매를 사용하는 경우에는, 그 중 가장 중량 비율이 높은 것을 주용매로 표기하는 경우가 있다.

탄소 원자수 1 ∼ 4 의 직사슬 또는 분기사슬형의 지방족 알코올로는, 메탄올, 에탄올, n-프로판올, 이소프로판올, n-부탄올, s-부탄올, t-부탄올을 들 수 있다. 이들 중 도프 조성물의 안정성, 비점도 비교적 낮고, 건조성도 양호한 점 등에서 메탄올이 바람직하다.

도프 조성물의 제작 (용해 공정)

용해 공정에서는, 폴리머와 유기 용매와 필요에 따라 첨가되는 첨가제를 혼합, 교반하여 도프 조성물을 조제한다.

도프 조성물은, 0 ℃ 이상의 온도 (상온 또는 고온) 에서 처리하는 것으로 이루어지는 일반적인 방법으로 조제할 수 있다. 본 발명의 도프 조성물의 조제는, 통상적인 솔벤트 캐스트법에 있어서의 도프 조성물의 조제 방법 및 장치를 이용하여 실시할 수 있다. 또한, 일반적인 방법의 경우에는, 유기 용매로서 할로겐화 탄화수소 (특히 디클로로메탄) 와 알코올 (특히 메탄올, 에탄올, 1-프로판올, 2-프로판올, 1-부탄올, 2-부탄올, t-부탄올, 1-펜탄올, 2-메틸-2-부탄올 및 시클로헥산올) 을 사용하는 것이 바람직하다.

도프 조성물에 있어서의 폴리머의 함유량은 10 ∼ 50 질량％ 인 것이 바람직하고, 10 ∼ 40 질량％ 인 것이 보다 바람직하고, 10 ∼ 35 질량％ 인 것이 더욱 바람직하다. 유기 용매 (주용매) 중에는 후술하는 임의의 첨가제를 첨가해 두어도 된다.

도프 조성물은 폴리머와 유기 용매와 필요에 따라 첨가물을 교반함으로써 조제할 수 있다. 이 때, 교반 중의 용매에 각 성분의 혼합물을 첨가하여 용해시켜도 되고, 교반 중의 용매에 각 성분을 순차 첨가하여 용해시켜도 되고, 각 성분의 용액을 미리 조제해 두고 그들 용액을 혼합함으로써 도프 조성물을 형성해도 된다. 폴리머의 용해에는 상압에서 실시하는 방법, 주용매의 비점 이하에서 실시하는 방법, 주용매의 비점 이상에서 가압하여 실시하는 방법, 일본 공개특허공보 평9-95544호, 일본 공개특허공보 평9-95557호, 또는 일본 공개특허공보 평9-95538호에 기재된 바와 같은 냉각 용해법으로 실시하는 방법, 일본 공개특허공보 평11-21379호에 기재된 바와 같은 고압으로 실시하는 방법 등 다양한 용해 방법을 사용할 수 있지만, 특히 주용매의 비점 이상의 온도에서 가압하여 실시하는 방법이 바람직하다.

도프 조성물을 조제하는 용기는 교반할 수 있도록 구성되어 있을 필요가 있다. 또, 이 용기는 질소 가스 등의 불활성 기체를 주입하여 가압할 수 있는 것이 바람직하다. 또, 가열에 의한 용매의 증기압의 상승을 이용해도 된다. 혹은, 용기를 밀폐 후, 각 성분을 압력하에서 첨가해도 된다.

가열하는 경우, 용기의 외부로부터 가열하는 것이 바람직하다. 예를 들어, 재킷 타입의 가열 장치를 사용할 수 있다. 또, 용기의 외부에 플레이트 히터를 형성하고, 배관하여 액체를 순환시킴으로써 용기 전체를 가열할 수도 있다.

용기 내부에 교반 날개를 형성하고, 이것을 이용하여 교반하는 것이 바람직하다. 교반 날개는 용기의 벽 부근에 이르는 길이인 것이 바람직하다. 교반 날개의 말단에는 용기의 벽의 액막을 갱신하기 위해, 긁어냄 날개를 형성하는 것이 바람직하다.

용기에는 압력계, 온도계 등의 계기류를 설치해도 된다. 용기 내에서 각 성분을 용매 중에 용해시킨다. 조제한 도프 조성물은 냉각 후 용기로부터 꺼내거나, 혹은 꺼낸 후, 열교환기 등을 이용하여 냉각시킨다.

본 발명의 광학 필름의 제조 방법은, 전술한 바와 같이 공정 (1) ∼ (4) 를 이 순서로 갖고, 각각 공정 (1) 을 유연 공정, 공정 (2) 를 박리 공정, 공정 (3) 을 예열 공정, 공정 (4) 를 열처리 공정이라고 칭한다. 또, 공정 (4) 후에 공정 (5) 를 가져도 되고, 공정 (5) 를 연신 공정이라고 칭한다.

공정 (1) 유연 공정

본 발명의 제조 방법에 있어서는 유연 공정을 둔다.

유연 공정에서는, 용해 공정에서 조제한 도프 조성물을 지지체 상에 유연시켜 막상으로 하고, 이것을 건조시켜 유연막을 형성한다. 이 유연 공정은, 도프 조성물을 송액 펌프 (예를 들어, 가압형 정량 기어 펌프) 를 통하여 가압 다이에 송액하고, 무한으로 이송하는 무단의 금속 벨트 (예를 들어 스테인리스 벨트, 혹은 회전하는 금속 드럼 등의 금속 지지체), 혹은 공정 필름 등의 지지체 상의 유연 위치에 가압 다이 슬릿으로부터 도프 조성물을 유연시키는 공정인 것이 바람직하다. 다이로는, 다이의 꼭지쇠 부분의 슬릿 형상을 조정할 수 있어 막두께를 균일하게 하기 쉬운 가압 다이가 바람직하다. 가압 다이에는 코트 행거 다이나 T 다이 등이 있으며, 모두 바람직하게 사용된다. 금속 지지체의 표면은 거울면으로 되어 있다. 제막 속도를 올리기 위해서 가압 다이를 금속 지지체 상에 2 기 이상 형성하고, 도프 조성물량을 분할하여 중층으로 해도 된다. 혹은 복수의 도프 조성물을 동시에 유연시키는 공유연법에 의해 적층 구조의 유연막을 얻는 것도 바람직하다.

도프 조성물을 유연시킬 때에, 2 종류 이상의 도프 조성물을 동시 적층 공유연 또는 축차 적층 공유연시킬 수도 있다. 추가로 이 2 개의 공유연을 조합해도 된다. 동시 적층 공유연을 실시할 때에는, 피드 블록을 장착한 유연 다이를 이용해도 되고, 멀티 매니폴드형 유연 다이를 이용해도 된다. 공유연에 의해 다층으로 이루어지는 필름은, 공기면측의 층두께와 지지체측의 층두께의 적어도 어느 일방이 필름 전체의 막두께의 0.5 ％ ∼ 30 ％ 인 것이 바람직하다. 또한, 동시 적층 공유연을 실시하는 경우에는, 다이 슬릿으로부터 지지체에 도프 조성물을 유연시킬 때에, 고점도 도프 조성물이 저점도 도프 조성물에 의해 감싸지는 것이 바람직하다.

이 유연 공정에 있어서 축차로 공유연을 실시해도 된다.

유연 다이, 감압 챔버, 지지체 등의 구조, 공유연, 박리법, 연신, 각 공정의 건조 조건, 핸들링 방법, 컬, 평면성 교정 후의 권취 방법에서 용매 회수 방법, 필름 회수 방법까지 일본 공개특허공보 2005-104148호의 [0617] 단락 내지 [0889] 단락에 상세하게 기술되어 있다.

본 발명의 유연 조건은, 미연신으로 광학 필름을 제작했을 경우에, 광학 필름의 막두께가 10 ∼ 80 ㎛ 가 되는 조건으로 실시하는 것이 바람직하고, 15 ∼ 40 ㎛ 가 되는 조건으로 하는 것이 더욱 바람직하다. 이 범위보다 얇은 막두께에서는 유연막의 강도가 저하되어 가공성이 악화된다. 한편, 이 범위보다 두꺼운 막두께에서는 광학 필름에 용매가 잔존할 가능성이 있다.

다음으로, 이렇게 하여 얻은 유연막을 건조시킨다. 그 때, 통상은 유연막 금속 지지체 상에서 가열하고, 금속 지지체로부터 유연막이 박리 가능해질 때까지 용매를 증발시킨다. 용매를 증발시키려면, 유연막측으로 바람을 쐬어주는 방법 및/또는 금속 지지체의 이면으로부터 액체에 의해 전열시키는 방법, 복사열에 의해 표리로부터 전열시키는 방법 등이 있지만, 이면 액체 전열의 방법이 건조 효율이 양호하여 바람직하다. 또 그것들을 조합하는 방법도 바람직하다. 이면 액체 전열의 경우에는, 도프 조성물에 사용한 주된 유기 용매 또는 가장 낮은 비점을 갖는 유기 용매의 비점 이하에서 가열하는 것이 바람직하다.

공정 (2) 박리 공정

본 발명의 제조 방법에 있어서는 박리 공정을 둔다.

박리 공정에서는, 유연 공정에서 형성된 유연막을 지지체로부터 박리한다. 박리된 유연막은 예열 공정에 보내진다. 지지체 상에서의 유연막의 박리시 잔류 용매량은 건조 조건이나 지지체의 길이 등에 따라 설정되는데, 본 발명에 있어서는 5 ∼ 60 질량％ 의 범위에서 박리한다. 나아가서는 10 ∼ 40 질량％ 의 범위에서 박리하는 것이 바람직하다. 여기서 잔류 용매량은 하기의 식으로 나타내는 바와 같이, 유연막의 전체 고형분에 대한 용매의 함유량이다.

잔류 용매량 (질량％) = [(M-N)/N] × 100

여기서, M 은 유연막의 임의 시점에서의 질량, N 은 질량 M 의 것을 130 ℃ 에서 3 시간 건조시켰을 때의 질량이다.

본 발명에 있어서는 이 금속 지지체 상의 박리 위치에 있어서의 온도를 －50 ∼ 40 ℃ 로 하는 것이 바람직하고, 0 ∼ 40 ℃ 로 하는 것이 보다 바람직하고, 10 ∼ 30 ％ 로 하는 것이 가장 바람직하다.

공정 (3) 예열 공정

본 발명의 제조 방법에 있어서는 예열 공정을 둔다.

박리 공정 후, 유연막의 양단을 파지하여 반송하는 텐터 장치를 이용하여, 예열 공정에서 유연막을 가열하는 것이 바람직하다. 가열 수단은 고분자 필름의 양면에 열풍을 쐬어주는 것이 일반적이지만, 바람 대신에 마이크로파를 쐬어 가열하는 수단도 있다.

예열 공정에 있어서의 필름의 표면 온도는 광학 필름의 Tg－30 ℃ ∼ Tg＋20 ℃ 인 것이 바람직하고, Tg－20 ∼ Tg＋10 ℃ 인 것이 더욱 바람직하고, Tg－10 ∼ Tg＋5 ℃ 인 것이 특히 바람직하다. 또, 예열 공정에 있어서 필름 양단을 파지하는 클립의 간격을 조정함으로써, 필름의 폭 방향을 97 ％ ∼ 70 ％ 까지 수축시킨다. 95 ％ ∼ 75 ％ 까지 수축시키는 것이 보다 바람직하고, 90 ％ ∼ 80 ％ 까지 수축시키는 것이 더욱 바람직하다.

여기서 수축률은, 이하의 식에 의해 구해지는 것을 의미한다.

수축률 (％) = 100 × 수축 후의 폭/수축 전의 폭

이와 같은 예열 공정을 둠으로써 치수 안정성이 우수한 필름을 얻을 수 있다. 또, 주름의 발생이 적고, 양호한 면상의 필름, 및 양호한 감김 형태의 롤 필름을 얻을 수 있다.

공정 (4) 열처리 공정

본 발명의 제조 방법에 있어서, 예열처리 공정의 후단계로서 열처리 공정을 둔다.

예열 공정 후에 실시되는 열처리 공정에 있어서의 유연막의 표면 온도는, 광학 필름의 유리 전이 온도 (Tg) 에 대하여 Tg＋60 ℃ ∼ Tg＋120 ℃ 의 범위인 것이 바람직하고, 광학 필름의 Tg＋70 ∼ Tg＋100 ℃ 의 범위인 것이 더욱 바람직하다. 열처리 온도를 이 범위 내로 설정함으로써 용매의 건조를 충분히 실시할 수 있어, 치수 안정성이 우수한 유연막 및 광학 필름을 제조할 수 있고, 나아가서는 유연막의 반송 적성이 우수하다.

또, 상기 열처리는 10 초 이상 실시되는 것이 바람직하다. 처리 시간을 이 범위 내로 설정함으로써 용매의 건조를 충분히 실시할 수 있어, 치수 안정성이 우수한 유연막 및 광학 필름을 제조할 수 있고, 광학 필름의 생산성의 관점에서는 열처리 시간은 짧은 것이 바람직하고, 300 초 이내인 것이 바람직하다.

공정 (5) 연신 공정

열처리 공정을 거쳐 얻어진 광학 필름은 폭 방향으로 연신되는 것이 바람직하다. 이 때, 유연막의 잔류 용매량은 1 ％ 미만으로 되어 있는 것이 바람직하다.

연신 배율은 105 ％ ∼ 300 ％ 인 것이 바람직하고, 110 ％ ∼ 200 ％ 인 것이 더욱 바람직하다. 연신 배율이 105 ％ 이상이면 양호한 면상이 얻어지고, 300 ％ 이하이면 광학 필름이 파단될 가능성이 적다.

여기서, 「연신 배율 (％)」이란, 이하의 식에 의해 구해지는 것을 의미한다.

연신 배율 (％) = 100 × 연신 후의 폭/연신 전의 폭

또, 연신 공정에 있어서의 광학 필름의 표면 온도는 열처리 공정에서의 온도보다 낮고, 또한 광학 필름의 Tg＋10 ℃ ∼ Tg＋100 ℃ 인 것이 바람직하고, Tg＋20 ∼ Tg＋60 ℃ 인 것이 더욱 바람직하다. 광학 필름의 Tg＋10 ℃ 이상이면 광학 필름의 치수 안정성이 악화되지 않는 것 외에, 광학 필름의 투명성도 양호한 것이 얻어지기 쉽다.

광학 필름의 Tg＋100 ℃ 이하이면, 텐터 이탈 후에 주름이 잘 발생하지 않아 롤의 감김 형태가 잘 악화되지 않는다.

연신 공정은, 열처리 공정을 실시한 후, 한번 광학 필름을 롤상으로 권취하고 나서, 오프 라인에서 연신 공정을 롤로부터 감아낸 광학 필름에 대하여 실시해도 된다. 연신 공정 후, 광학 필름이 텐터로부터 이탈될 때까지의 동안에 필름의 표면 온도는 Tg 이하로 냉각되어 있는 것이 바람직하다.

또, 필름의 텐터 파지부에 대한 융착을 방지하기 위해, 파지부의 온도는 Tg 이하로 냉각되어 있는 것이 바람직하다.

연신 공정을 거쳐 얻어진 필름의 양측 단부는, 이절 (耳切) 장치에 의해 그 양 가장자리가 절단된다. 양측 단부가 절단 제거된 필름의 양 가장자리에는 엠보싱 가공으로 널링을 부여하는 것이 바람직하다. 널링은 적어도 편단에 부여하는 것이 바람직하고, 양단에 부여하는 것이 보다 바람직하다. 널링의 폭은 3 ㎜ ∼ 50 ㎜ 가 바람직하고, 보다 바람직하게는 5 ㎜ ∼ 30 ㎜, 높이는 0.5 ∼ 500 ㎛ 가 바람직하고, 보다 바람직하게는 1 ∼ 200 ㎛ 이다. 이것은 편압이어도 되고 양압이어도 된다.

마지막으로 필름을 권취한다. 이 때에는 프레스 롤러로 원하는 텐션을 부여하면서 권취하는 것이 바람직하다. 또한, 텐션은 권취 개시시부터 종료시까지 서서히 변화시키는 것이 보다 바람직하다. 권취되는 필름은, 길이 방향 (유연 방향) 으로 적어도 100 m 이상으로 하는 것이 바람직하고, 100 ∼ 10000 m 로 하는 것이 보다 바람직하고, 500 ∼ 7000 m 로 하는 것이 더욱 바람직하고, 1000 ∼ 6000 m 로 하는 것이 더욱더 바람직하다. 또, 필름의 폭이 600 ㎜ 이상인 것이 바람직하고, 1100 ㎜ 이상 2900 ㎜ 이하인 것이 보다 바람직하고, 1800 ㎜ 이상인 것이 더욱 바람직하다. 또, 5000 ㎜ 이하가 바람직하고, 3000 ㎜ 이하가 보다 바람직하고, 2500 ㎜ 이하가 더욱 바람직하다.

[유리 전이 온도]

본 명세서 중에 있어서 「유리 전이 온도 Tg」란, 필름 시료를 동적 점탄성 측정기 (DMA) 로 측정한 값이다. 주파수 1 Hz, 승온 속도 5 ℃/분, 측정 온도 범위 30 ∼ 240 ℃, 척간 거리 50 ㎜ 의 조건으로, 5 ㎜ × 50 ㎜ 의 시험편에 인장 부하를 가하여 동적 점탄성을 측정하였다. 이 때, 저장 탄성률 E' 의 변곡점의 값을 「유리 전이 온도 Tg」로 하였다.

본 발명의 광학 필름은, 유리 전이 온도가 90 ∼ 200 ℃ 인 것이 바람직하고, 100 ∼ 190 ℃ 인 것이 보다 바람직하고, 110 ∼ 180 ℃ 인 것이 더욱 바람직하다.

[광학 필름에 부가되는 구성]

본 발명의 광학 필름은, 그 용도에 따라 부가적인 구성을 갖고 있어도 된다. 그러한 구성으로는, 광학 필름의 표면에 실시되는 표면 처리나 광학 필름의 표면에 형성되는 기능층 등을 들 수 있다. 이하, 이 표면 처리 및 기능층에 대하여 설명한다.

(표면 처리)

본 발명의 광학 필름은, 경우에 따라 표면 처리를 실시함으로써, 광학 필름과 다른 층 (예를 들어, 편광자, 하도층 및 백층) 의 접착성의 향상을 달성할 수 있다. 예를 들어 글로우 방전 처리, 자외선 조사 처리, 코로나 처리, 화염 처리, 산 또는 알칼리 처리를 이용할 수 있다. 여기서 말하는 글로우 방전 처리란, 10^-3 ∼ 20 Torr 의 저압 가스하에서 일어나는 저온 플라즈마여도 되고, 또한 대기압하에서의 플라즈마 처리도 바람직하다. 플라즈마 여기성 기체란 상기와 같은 조건에 있어서 플라즈마 여기되는 기체를 말하며, 아르곤, 헬륨, 네온, 크립톤, 크세논, 질소, 이산화탄소, 테트라플루오로메탄과 같은 프레온류 및 그들의 혼합물 등을 들 수 있다. 이들에 대해서는, 상세가 발명 협회 공개 기보 (공기 번호 2001-1745, 2001년 3월 15일 발행, 발명 협회) 에서 30 페이지 ∼ 32 페이지에 상세하게 기재되어 있으며, 본 발명에 있어서 바람직하게 사용할 수 있다.

(기능층)

또 본 발명의 광학 필름은, 적어도 일방의 표면에 막두께 0.1 ∼ 20 ㎛ 의 기능층을 적층해도 된다. 이 기능층의 종류는, 하드 코트층, 반사 방지층 (저굴절률층, 중굴절률층, 고굴절률층 등 굴절률을 조정한 층), 방현층, 대전 방지층, 자외선 흡수층, 투습도 저감층 등을 들 수 있다.

전술한 기능층은 1 층이어도 되고, 복수 층 형성해도 된다. 전술한 기능층의 적층 방법은, 본 발명의 편광판 보호 필름과의 공유연, 혹은 본 발명의 편광판 보호 필름 상에 도포하여 형성하는 것이 바람직하다.

기능층을 도포·건조로 형성하는 경우에는, 바인더로서 에틸렌성 불포화기를 갖는 모노머를 사용하는 것이 바람직하다. 이 모노머는 단관능이어도 되고 다관능이어도 된다. 그 중에서도 중합성의 다관능 모노머를 사용하는 것이 바람직하고, 광중합성 다관능 모노머를 사용하는 것이 보다 바람직하고, 2 개 이상의 (메트) 아크릴로일기를 갖는 모노머를 함유한 도포액을 사용하는 것이 특히 바람직하다.

또, 기능층으로서 반사 방지층 (저굴절률층, 중굴절률층, 고굴절률층 등 굴절률을 조정한 층), 방현층, 대전 방지층, 자외선 흡수층, 투습도 저감층으로 하기 위해서 각종 첨가물을 첨가해도 된다.

전술한 기능층의 두께는 0.01 ∼ 100 ㎛ 인 것이 보다 바람직하고, 0.02 ∼ 50 ㎛ 인 것이 특히 바람직하다. 또한, 투습도를 저감시키는 기능층으로는 두께 0.1 ∼ 20 ㎛ 인 것이 보다 특히 바람직하다.

<편광판>

본 발명의 광학 필름은 편광판 보호 필름으로서 사용할 수 있다.

편광판은 일반적인 방법으로 제작할 수 있다. 본 발명의 편광판 보호 필름을 알칼리 처리하고, 폴리비닐알코올 필름을 요오드 용액 중에 침지 연신하여 제작한 편광자의 양면에 완전 비누화 폴리비닐알코올 수용액을 이용하여 첩합 (貼合) 하는 방법이 있다. 알칼리 처리 대신에 일본 공개특허공보 평6-94915호, 일본 공개특허공보 평6-118232호에 기재되어 있는 바와 같은 이접착 가공을 실시해도 된다. 또 전술한 바와 같은 표면 처리를 실시해도 된다.

편광판 보호 필름 처리면과 편광자를 첩합하는 데에 사용되는 접착제로는, 예를 들어 폴리비닐알코올, 폴리비닐부티랄 등의 폴리비닐알코올계 접착제나, 부틸아크릴레이트 등의 비닐계 라텍스 등을 들 수 있다.

편광판 보호 필름과 편광자는 그 밖의 접착제나 점착제로 첩합되어 있어도 되고, 접착제나 점착제를 개재시키지 않고 직접 적층되어 있어도 된다.

편광판은 편광자 및 그 적어도 일방의 면을 보호하는 편광판 보호 필름으로 구성되어 있는 것이 바람직하다.

액정 표시 장치에는 통상 2 장의 편광판 사이에 액정 셀을 포함하는 기판이 배치되어 있는데, 본 발명의 광학 필름은 2 장의 편광판 중 어느 보호 필름으로서 사용할 수 있다. 본 발명의 광학 필름은, 각 편광판의 2 장의 편광판 보호 필름 중 편광자에 대하여 액정 셀로부터 먼 측에 배치되는 편광판 보호 필름으로서 사용되는 것이 바람직하다.

<액정 표시 장치>

액정 표시 장치는, 액정 셀과, 이 액정 셀의 적어도 일방에 배치된 편광판을 포함하고, 전술한 편광판 중에 포함되는 본 발명의 편광판 보호 필름의 가장 시인측의 층이 되도록 배치된 것이 보다 바람직하다.

(일반적인 액정 표시 장치의 구성)

액정 표시 장치는, 2 장의 전극 기판 사이에 액정을 담지하여 이루어지는 액정 셀, 그 양측에 배치된 2 장의 편광판, 및 필요에 따라 이 액정 셀과 편광판 사이에 적어도 한 장의 광학 보상 필름을 배치한 구성을 갖고 있는 것이 바람직하다.

액정 셀의 액정층은, 통상은 2 장의 기판 사이에 스페이서를 사이에 두고 형성한 공간에 액정을 봉입하여 형성한다. 투명 전극층은, 도전성 물질을 함유하는 투명한 막으로서 기판 상에 형성한다. 액정 셀에는 추가로 가스 배리어층, 하드 코트층 혹은 (투명 전극층의 접착에 사용하는) 언더 코트층 (하도층) 을 형성해도 된다. 이들 층은 통상 기판 상에 형성된다. 액정 셀의 기판은 일반적으로 50 ㎛ ∼ 2 ㎜ 의 두께를 갖는다.

(액정 표시 장치의 종류)

편광판 보호 필름은 다양한 표시 모드의 액정 셀에 사용할 수 있다. TN (Twisted Nematic), IPS (In-Plane Switching), FLC (Ferroelectric Liquid Crystal), AFLC (Anti-ferroelectric Liquid Crystal), OCB (Optically Compensatory Bend), STN (Super Twisted Nematic), VA (Vertically Aligned), ECB (Electrically Controlled Birefringence), 및 HAN (Hybrid Aligned Nematic) 과 같은 다양한 표시 모드가 제안되어 있다. 또, 상기 표시 모드를 배향 분할한 표시 모드도 제안되어 있다. 편광판 보호 필름은 어느 표시 모드의 액정 표시 장치에 있어서나 유효하다. 또, 투과형, 반사형, 반투과형 중 어느 액정 표시 장치에 있어서나 유효하다.

실시예

이하, 실시예에 기초하여 본 발명을 구체적으로 설명한다. 이하의 실시예에 나타내는 재료, 시약, 물질량과 그 비율, 조작 등은 본 발명의 취지로부터 일탈하지 않는 한 적절히 변경할 수 있다. 따라서, 본 발명은 이하의 실시예에 한정되어 제한되는 것은 아니다. 또한, 이하의 기재에 있어서 「MMA」는 메틸메타크릴레이트를 나타내고, 「MA」는 메틸아크릴레이트를 나타낸다.

<실시예 1>

(아크릴 수지)

실시예 및 비교예에서 사용하는 중량 평균 분자량 130 만, MMA 비율 100 ％ 의 아크릴 수지 (PMMA 수지) 를 이하의 방법으로 합성하였다.

메커니컬 스터러, 온도계, 냉각관을 부착한 1 ℓ 의 3 구 플라스크에 이온 교환수 300 g, 폴리비닐알코올 (비누화도 80 ％, 중합도 1700) 0.6 g 을 첨가하여 교반하고, 폴리비닐알코올을 완전히 용해시킨 후, 메틸메타크릴레이트 100 g, 아조비스이소부티로니트릴 0.15 g 을 첨가하여, 85 ℃ 에서 6 시간 반응시켰다. 얻어진 현탁액을 나일론제 여과포에 의해 여과, 메탄올 세정하고, 여과물을 50 ℃ 에서 철야 건조시킴으로써, 목적으로 하는 폴리머를 비즈상으로 얻었다.

[광학 필름의 제작]

(용해 공정 : 도프 조성물의 조제)

하기에 기재된 조성물을 믹싱 탱크에 투입하여, 가열하면서 교반하고, 각 성분을 용해시켜 도프 조성물을 조제하였다.

(도프 조성 1)

PMMA 수지 100 질량부

고무 탄성 입자 10 질량부

산화 방지제 0.1 질량부

디클로로메탄 383 질량부

메탄올 57 질량부

또한, 고무 탄성 입자로는 카네에이스 M-210 (주식회사 카네카 제조) 을 사용하였다. 산화 방지제로는 스미라이저 GS (스미토모 화학 주식회사 제조) 를 사용하였다.

(유리 전이 온도의 측정)

전술한 조제한 도프 조성물로부터 얻어지는 필름의 유리 전이 온도를 측정하기 위해, 얻어진 도프 조성물을 유리판 상에 유연시켜, 얻어진 유연막을 140 ℃ 에서 40 분 건조시킴으로써 두께 40 ㎛ 의 필름을 제작하였다.

다음으로, 얻어진 필름에 대하여, 유리 전이 온도 (Tg) 를 동적 점탄성 측정기 (아이티 계측 제어 주식회사 제조 DVA-225) 로 이하의 조건으로 측정하였다. 주파수 1 Hz, 승온 속도 5 ℃/분, 측정 온도 범위 30 ∼ 240 ℃, 척간 거리 50 ㎜ 의 조건으로, 5 ㎜ × 50 ㎜ 의 시험편에 인장 부하를 가하여 동적 점탄성을 측정하였다. 이 때, 저장 탄성률 E' 의 변곡점의 값을 「유리 전이 온도 Tg」로 하였다.

(유연 공정, 박리 공정)

전술한 조제한 도프 조성물을 스테인리스제 밴드 (유연 지지체) 에 유연 다이로부터 균일하게 유연시켰다. 유연막 중의 잔류 용매량이 20 질량％ 가 된 시점에서 유연 지지체로부터 유연막으로서 박리하였다. 벗겨낸 유연막의 폭 방향 양단부를 텐터로 파지하였다.

(예열 공정, 열처리 공정, 연신 공정)

박리된 유연막에 대하여, 표 1 에 기재된 조건으로 예열 공정 (표 1 의 온도에서 폭 방향으로 수축), 텐터로 열처리 공정 (표 1 의 온도에서 열처리), 및 연신 공정 (표 1 의 온도에서 폭 방향으로 연신) 을 실시하였다. 얻어진 필름의 롤 외관 평가 결과, 및 각종 물성을 표 1 에 기재하였다.

또한, 여기서 기재한 온도는 각 공정에 있어서의 필름의 표면 온도이다.

각 공정에 있어서 미리 표면에 E 열전쌍을 첩부 (貼付) 한 PET 필름을 반송하고, 그 표면 온도를 키엔스사 제조 NR-1000 을 이용하여 측정하였다.

<롤 외관 평가>

얻어진 필름을 3900 m 의 롤로서 권취하여, 그 롤 외관을 육안으로 평가하였다.

A : 주름 발생 없음

B : 단부에 주름이 발생

C : 주름을 기점으로 한 접힘이 발생

<85 ℃, 상대습도 85 ％, 24 시간 경시 전후의 치수 변화>

얻어진 필름에 대하여, 85 ℃, 상대습도 85 ％, 24 시간 경시 전후의 치수 변화율, 즉 (L'-L0)/L0} × 100 ％ 의 값을 필름의 폭 방향에 대하여 구하였다. 여기서, 전술한 L0 은 85 ℃, 상대습도 85 ％ 로 24 시간 경과시키기 전의 필름 길이 (단위 : ㎜) 를 나타내고, 전술한 L' 는 85 ℃, 상대습도 85 ％ 로 24 시간 경과시킨 후, 25 ℃, 상대습도 60 ％ 환경하에서 추가로 2 시간 경과한 후의 필름 길이 (단위 : ㎜) 를 나타낸다. 또, 사용한 샘플 필름은 30 ㎜ × 120 ㎜ 인 것을 이용하고, 그 밖의 조건은 이하와 같이 하였다.

25 ℃, 상대습도 60 ％ 의 분위기하에서 2 시간 이상 조습 후, 자동 핀 게이지 (신토 과학 (주) 제조) 로 필름의 120 ㎜ 변에 평행해지도록 직경 6 ㎜ 의 구멍을 100 ㎜ 간격으로 내어 간격의 원치수 (L0) 를 최소 눈금 1/1000 ㎜ 까지 측정한다. 그리고, 85 ℃, 상대습도 85 ％ 에서 24 시간 경과한 후에, 25 ℃, 상대습도 60 ％ 의 분위기하에서 2 시간 조습 후, 펀치 간격의 치수 L' 를 측정하였다.

<헤이즈>

헤이즈미터 (니폰 덴쇼쿠 공업사 제조 NDH2000) 를 이용하여 헤이즈를 측정하였다. 또한, 측정에 관해서는 JIS-K7105 에 기초하여 측정을 실시하였다.

<실시예 2 ∼ 12, 비교예 1 ∼ 6>

예열 공정, 열처리 공정, 연신 공정에서 하기 표 1 에 나타내는 조건을 사용한 것 이외에는 실시예 1 과 동일하게 하여 광학 필름을 제작하고, 각 평가 항목을 실시예 1 과 동일하게 하여 측정하였다.

비교예 6 에 있어서는 광학 필름이 파단되었기 때문에 평가할 수 없었다.

<실시예 13>

도프 조성을 이하로 변경한 것 이외에는 실시예 1 과 동일하게 하여 광학 필름을 제조하였다. 또한, 이하의 도프 조성 2 ∼ 6 에 있어서, PMMA 수지로는 모두 도프 조성 1 과 동일한 것을 이용하고, 고무 탄성 입자로는 모두 카네에이스 M-210 (주식회사 카네카 제조) 을 이용하고, 산화 방지제로는 모두 스미라이저 GS (스미토모 화학 주식회사 제조) 를 사용하였다.

(도프 조성 2)

PMMA 수지 100 질량부

산화 방지제 0.1 질량부

디클로로메탄 426 질량부

메탄올 64 질량부

<실시예 14>

도프 조성을 이하로 변경한 것 이외에는 실시예 1 과 동일하게 하여 광학 필름을 제조하였다.

(도프 조성 3)

PMMA 수지 100 질량부

가소제 20 질량부

고무 탄성 입자 10 질량부

산화 방지제 0.1 질량부

디클로로메탄 426 질량부

메탄올 64 질량부

또한, 가소제로서 BisP-TMC (혼슈 화학 공업 주식회사 제조) 를 사용하였다.

<실시예 15>

도프 조성을 이하로 변경한 것 이외에는 실시예 1 과 동일하게 하여 광학 필름을 제조하였다.

(도프 조성 4)

PMMA 수지 70 질량부

CAP 30 질량부

산화 방지제 0.1 질량부

디클로로메탄 348 질량부

메탄올 52 질량부

또한, CAP 로서 CAP482-20 (이스트만 케미컬사 제조) 을 사용하였다.

<실시예 16>

도프 조성을 이하로 변경한 것 이외에는 실시예 1 과 동일하게 하여 광학 필름을 제조하였다.

(도프 조성 5)

폴리스티렌 100 질량부

산화 방지제 0.1 질량부

디클로로메탄 234 질량부

또한, 폴리스티렌으로서 PSJ-폴리스티렌 G9504 (PS 재팬 주식회사 제조) 를 사용하였다.

Claims (5)

1. 용액 제막에 의한 광학 필름의 제조 방법으로서,
   폴리머와 용매를 함유하는 도프 조성물을 지지체 상에 유연시켜 유연막을 형성하고, 상기 용매를 건조시키는 유연 공정 (1),
   상기 유연막의 전체 고형분에 대한 상기 용매의 함유량이 5 ∼ 60 질량％ 인 범위 내에서 상기 유연막을 상기 지지체로부터 벗겨내고, 상기 벗겨낸 유연막의 폭 방향 양단부를 텐터로 파지하는 박리 공정 (2),
   상기 파지한 유연막을, 광학 필름의 유리 전이 온도 Tg 에 대하여 Tg－30 ℃ ∼ Tg＋20 ℃ 의 온도에서 폭 방향으로 97 ％ ∼ 70 ％ 까지 수축시키는 예열 공정 (3), 및
   상기 유연막을, 광학 필름의 유리 전이 온도 Tg 에 대하여 Tg＋60 ℃ ∼ Tg＋120 ℃ 의 온도에서 열처리하여 광학 필름을 얻는 열처리 공정 (4) 을
   이 순서로 포함하는, 광학 필름의 제조 방법.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 열처리 공정 (4) 후에 추가로,
   광학 필름의 유리 전이 온도 Tg 에 대하여 Tg＋10 ℃ ∼ Tg＋100 ℃ 또한, 상기 공정 (4) 에 있어서의 열처리 온도보다 낮은 온도에서 광학 필름을 폭 방향으로 105 ％ ∼ 300 ％ 까지 연신하는 연신 공정 (5) 을 포함하는, 광학 필름의 제조 방법.
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 폴리머가 (메트) 아크릴계 수지를 함유하는, 광학 필름의 제조 방법.
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 도프 조성물이, 고무 탄성 입자를 상기 폴리머 100 질량부에 대하여 1 ∼ 50 질량부의 비율로 함유하는, 광학 필름의 제조 방법.
5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 기재된 광학 필름의 제조 방법으로 제조된, 광학 필름.