KR20160106589A

KR20160106589A - 광학 필름 제조용 원단 필름

Info

Publication number: KR20160106589A
Application number: KR1020167017981A
Authority: KR
Inventors: 마사히로 다카후지; 다카노리 이소자키
Original assignee: 주식회사 쿠라레
Priority date: 2014-01-08
Filing date: 2014-12-17
Publication date: 2016-09-12
Also published as: TW201532819A; KR102232978B1; CN105874364B; JP6472381B2; JPWO2015104966A1; WO2015104966A1; TWI634988B; CN105874364A

Abstract

[과제] 붕산 수용액으로의 침지나 공중 고온 연신과 같은 불용화 처리를 실시하지 않아도 물과 접촉하는 공정에 있어서 폴리비닐알코올의 용출을 억제할 수 있어, 광학 성능이 우수한 광학 필름을 범용의 광학 필름 제조 설비를 사용하여 간편하게 제조할 수 있는 광학 필름 제조용 원단 필름, 및 그것을 사용한 광학 필름의 제조 방법을 제공하는 것.
[해결 수단] 열가소성 수지 필름층과 붕소 화합물을 함유하는 폴리비닐알코올층을 갖는 광학 필름 제조용 원단 필름, 및 당해 광학 필름 제조용 원단 필름을 사용하는 광학 필름의 제조 방법으로서 연신하는 공정을 갖는 제조 방법.

Description

광학 필름 제조용 원단 필름{RAW FILM FOR MANUFACTURING OPTICAL FILMS}

본 발명은, 열가소성 수지 필름층과 폴리비닐알코올층을 갖는 광학 필름 제조용 원단 필름 및 그것을 사용한 광학 필름의 제조 방법에 관한 것이다.

광의 투과 및 차폐 기능을 갖는 편광판은, 광의 편광 상태를 변화시키는 액정과 함께 액정 디스플레이 (LCD) 의 기본적인 구성 요소이다. 대부분의 편광판은 편광 필름의 표면에 삼아세트산셀룰로오스 (TAC) 필름 등의 보호막이 첩합 (貼合) 된 구조를 갖고 있고, 편광판을 구성하는 편광 필름으로는 폴리비닐알코올 필름 (이하,「폴리비닐알코올」을「PVA」로 약기하는 경우가 있다) 을 1 축 연신하여 배향시킨 연신 필름에 요오드계 색소 (I₃ ^- 나 I₅ ^- 등) 나 이색성 유기 염료와 같은 이색성 색소가 흡착되어 있는 것이 주류로 되어 있다. 이와 같은 편광 필름은, 이색성 색소를 미리 함유시킨 PVA 필름을 1 축 연신하거나, PVA 필름의 1 축 연신과 동시에 이색성 색소를 흡착시키거나, PVA 필름을 1 축 연신한 후에 이색성 색소를 흡착시키거나 하는 등 하여 제조된다.

LCD 는, 전자 계산기 및 손목 시계 등의 소형 기기, 노트북, 액정 모니터, 액정 컬러 프로젝터, 액정 텔레비전, 차재용 (車載用) 네비게이션 시스템, 휴대 전화, 옥내외에서 사용되는 계측 기기 등의 광범위에 있어서 사용되게 되었는데, 최근, 특히 소형의 노트북이나 휴대 전화 등의 모바일 용도로 사용되는 경우가 많아지고 있어, 편광판에 대한 박형화의 요구가 강해지고 있다. 특히 편광판을 구성하는 편광 필름의 두께를 10 ㎛ 이하로 한다는 요구가 높아지고 있다.

편광판을 구성하는 편광 필름을 박형화하는 방법으로서, 열가소성 수지 필름의 편면에 PVA 층을 형성하여 이루어지는 적층체를 연신, 염색, 건조시키고 나서, 연신된 열가소성 수지 필름의 층을 필요에 따라 박리 제거하는 방법이 알려져 있다 (특허문헌 1 및 2 등을 참조). 이와 같은 방법에 의해 편광 필름을 제조할 때에는, 염색 등, 편광 필름 제조시의 물과 접촉하는 공정에 있어서 PVA 층에 함유되는 PVA 가 용출되지 않는 것이 중요하다. 그 때문에 종래의 방법에서는, 염색 등, 물과 접촉하는 공정의 전에 PVA 층의 불용화 처리를 미리 실시하는 것이 필수가 되고 있었다.

구체적으로 특허문헌 1 에는, 적어도 20 ㎛ 의 두께를 갖는 수지 기재에 PVA 층을 생성하고, 이색성 물질을 흡착시킨 후, 붕산 수용액 중에 있어서, 총 연신 배율이 원래 길이의 5 배 이상이 되도록 연신하여 편광 필름을 제작하는 방법이 기재되어 있다. 특허문헌 1 에는, 염색 공정에 있어서의 수용액으로의 PVA 의 용출 방지를 위하여, 수지 기재 상에 형성된 PVA 층을 염색액에 침지시키기 전에, 미리, PVA 층에 불용화 처리를 실시하는 것이 기재되어 있고, 구체적으로는 상온의 붕산 수용액에 침지시키는 방법이 기재되어 있다.

또 특허문헌 2 에는, 비정성 에스테르계 열가소성 수지 기재에 PVA 층을 제막하여 이루어지는 적층체를 95 ∼ 150 ℃ 의 오븐 중에서 공중 고온 연신 후, 이색성 물질을 흡착시키고, 그 후, 붕산 수용액 중에 있어서 추가로 연신하여 편광 필름을 제작하는 방법이 기재되어 있다. 특허문헌 2 에서는, 실시예 1 에 보여지는 바와 같이 공중 고온 연신에 있어서의 결정화에 의해 PVA 층이 불용화되고 있다.

국제 공개 제2010/100917호 일본 특허 제4691205호 명세서

그러나, 종래 기술에 있어서의 상기한 붕산 수용액으로의 침지나 공중 고온 연신은 조작이 번잡하거나, 혹은 지금까지 실용화되어 있는 범용의 편광 필름 제조 설비를 사용할 수 없어, 특별한 제조 설비가 필요해지는 등과 같은 문제가 있었다. 그래서 본 발명은, 붕산 수용액으로의 침지나 공중 고온 연신과 같은 불용화 처리를 실시하지 않아도 물과 접촉하는 공정에 있어서 PVA 의 용출을 억제할 수 있어, 광학 성능이 우수한 광학 필름을 범용의 광학 필름 제조 설비를 사용하여 간편하게 제조할 수 있는 광학 필름 제조용 원단 필름, 및 그것을 사용한 편광 필름 등의 광학 필름의 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명자들은 상기의 목적을 달성하기 위하여 예의 검토를 거듭한 결과, 열가소성 수지 필름층과 PVA 층을 갖는 광학 필름 제조용 원단 필름을 연신하여 편광 필름 등의 광학 필름을 제조할 때, 미연신의 광학 필름 제조용 원단 필름이 갖는 PVA 층에 붕소 화합물을 미리 함유시켜 둠으로써, 붕산 수용액으로의 침지나 공중 고온 연신과 같은 불용화 처리를 실시하지 않아도 물과 접촉하는 공정에 있어서 PVA 의 용출을 억제할 수 있고, 그 때문에, 조작이 번잡하거나 특별한 제조 설비가 필요해지거나 하는 상기 불용화 처리를 생략하고, 광학 성능이 우수한 광학 필름을 범용의 광학 필름 제조 설비를 사용하여 간편하게 제조할 수 있는 것을 알아내어, 당해 지견에 기초하여 더욱 검토를 거듭하여 본 발명을 완성시켰다.

즉, 본 발명은,

[1] 열가소성 수지 필름층과 붕소 화합물을 함유하는 PVA 층을 갖는 광학 필름 제조용 원단 필름,

[2] PVA 층의 수분율이 10 질량％ 이하인 상기 [1] 의 광학 필름 제조용 원단 필름,

[3] PVA 층이 붕소 화합물을 PVA 100 질량부에 대해 붕소 원자 환산으로 0.05 질량부 이상 3 질량부 이하 함유하는, 상기 [1] 또는 [2] 의 광학 필름 제조용 원단 필름,

[4] 붕소 화합물이 붕산인, 상기 [1] ∼ [3] 중 어느 하나의 광학 필름 제조용 원단 필름,

[5] PVA 층에 함유되는 PVA 의 평균 중합도가 1,000 이상 9,500 이하인, 상기 [1] ∼ [4] 중 어느 하나의 광학 필름 제조용 원단 필름,

[6] PVA 층에 함유되는 PVA 의 비누화도가 95 몰％ 이상인, 상기 [1] ∼ [5] 중 어느 하나의 광학 필름 제조용 원단 필름,

[7] PVA 층이 가소제를 PVA 100 질량부에 대해 1 질량부 이상 15 질량부 이하 함유하는, 상기 [1] ∼ [6] 중 어느 하나의 광학 필름 제조용 원단 필름,

[8] 가소제가 글리세린인, 상기 [7] 의 광학 필름 제조용 원단 필름,

[9] PVA 층의 두께가 20 ㎛ 이하인, 상기 [1] ∼ [8] 중 어느 하나의 광학 필름 제조용 원단 필름,

[10] 상기 [1] ∼ [9] 중 어느 하나의 광학 필름 제조용 원단 필름을 사용하는 광학 필름의 제조 방법으로서 연신하는 공정을 갖는 제조 방법,

[11] 편광 필름의 제조 방법인, 상기 [10] 의 제조 방법,

[12] 연신 전의 PVA 층 ; 연신 도중에 있는 PVA 층 ; 및, 연신한 후의 PVA 층으로 형성된 연신 필름층 ; 중 어느 것에 대해 이색성 색소를 접촉시키는 공정을 포함하는, 상기 [11] 의 제조 방법,

[13] 이색성 색소를 접촉시키는 공정의 전에, 붕소 화합물을 함유하는 수용액과 접촉시키는 공정을 포함하지 않는, 상기 [12] 의 제조 방법,

[14] 이색성 색소를 접촉시키는 공정 전에, 95 ℃ 이상의 온도에서 연신하는 공정을 포함하지 않는, 상기 [12] 또는 [13] 의 제조 방법,

에 관한 것이다.

본 발명의 광학 필름 제조용 원단 필름 및 그것을 사용한 광학 필름의 제조 방법에 의하면, 붕산 수용액으로의 침지나 공중 고온 연신과 같은 불용화 처리를 실시하지 않아도 물과 접촉하는 공정에 있어서 PVA 의 용출을 억제할 수 있어, 광학 성능이 우수한 광학 필름을 범용의 광학 필름 제조 설비를 사용하여 간편하게 제조할 수 있다.

이하에 본 발명에 대해 상세하게 설명한다.

본 발명의 광학 필름 제조용 원단 필름은, 열가소성 수지 필름층과 PVA 층을 갖는 적층형의 필름이다. 열가소성 수지 필름층을 구성하는 열가소성 수지로는, 예를 들어, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리메틸펜텐, 폴리스티렌, 폴리카보네이트, 폴리염화비닐, 메타크릴 수지, 나일론, 폴리에틸렌테레프탈레이트 등의 각종 열가소성 수지, 및 이들의 열가소성 수지를 구성하는 단량체 단위를 복수 종 갖는 공중합체 등을 들 수 있다. 열가소성 수지 필름층에 있어서, 열가소성 수지는 1 종만 함유되어 있어도 되고, 2 종 이상 함유되어 있어도 되며, 어느 쪽이어도 된다. 이들 중에서도, 높은 내열성과 연신성을 구비하는 점에서, 폴리에틸렌테레프탈레이트가 바람직하고, 비정성의 폴리에틸렌테레프탈레이트가 보다 바람직하다.

열가소성 수지 필름층의 두께는, 20 ㎛ 이상 250 ㎛ 이하의 범위 내인 것이 바람직하고, 30 ㎛ 이상 230 ㎛ 이하의 범위 내인 것이 보다 바람직하고, 50 ㎛ 이상 200 ㎛ 이하의 범위 내인 것이 더욱 바람직하다. 열가소성 수지 필름층의 두께가 20 ㎛ 이상임으로써, PVA 층을 형성할 때에 주름이 가는 것을 효과적으로 방지할 수 있다. 한편, 열가소성 수지 필름층의 두께가 250 ㎛ 이하임으로써, 광학 필름 제조용 원단 필름을 연신할 때의 장력이 과도하게 높아지는 것을 억제할 수 있다.

본 발명의 광학 필름 제조용 원단 필름이 갖는 PVA 층은 붕소 화합물을 함유한다. PVA 층이 붕소 화합물을 함유함으로써, 광학 필름의 제조에 있어서, 붕산 수용액으로의 침지나 공중 고온 연신과 같은 불용화 처리를 실시하지 않아도 물과 접촉하는 공정에 있어서 PVA 의 용출을 억제할 수 있어, 광학 성능이 우수한 광학 필름을 범용의 광학 필름 제조 설비를 사용하여 간편하게 제조할 수 있다.

PVA 층이 함유하는 붕소 화합물로는, 예를 들어, 붕산, 사붕산나트륨 등의 붕산염 등을 들 수 있고, 본 발명의 효과가 보다 현저하게 나타나는 점 등에서 붕산이 바람직하다. PVA 층은, 1 종의 붕소 화합물을 함유하고 있어도 되고, 2 종 이상의 붕소 화합물을 함유하고 있어도 되며, 어느 쪽이어도 된다.

PVA 층은, 붕소 화합물을 PVA 100 질량부에 대해 붕소 원자 환산으로 0.05 질량부 이상 3 질량부 이하 함유하는 것이 바람직하다. PVA 층이 붕소 화합물을 PVA 100 질량부에 대해 붕소 원자 환산으로 0.05 질량부 이상 함유함으로써, 광학 필름 제조시의 물과 접촉하는 공정에 있어서 PVA 의 용출을 보다 효과적으로 억제할 수 있다. 또, PVA 층이 붕소 화합물을 PVA 100 질량부에 대해 붕소 원자 환산으로 3 질량부 이하 함유함으로써, PVA 층의 형성에 사용되는 원액이 겔화되는 것을 보다 효과적으로 방지할 수 있다. 이와 같은 관점이나, 또한 얻어지는 광학 필름의 광학 성능의 관점 등에서, PVA 층은, 붕소 화합물을 PVA 100 질량부에 대해 붕소 원자 환산으로 0.07 질량부 이상 함유하는 것이 보다 바람직하고, 0.1 질량부 이상 함유하는 것이 더욱 바람직하고, 또, 2.5 질량부 이하 함유하는 것이 보다 바람직하고, 2 질량부 이하 함유하는 것이 더욱 바람직하고, 1.5 질량부 이하 함유하는 것이 특히 바람직하고, 1 질량부 이하 함유하는 것이 가장 바람직하다.

광학 필름 제조용 원단 필름은, 매엽 형태나 롤 형태와 같은 임의의 형태로 보관 내지 수송되는 경우가 많다. 그 때문에, 보관시나 수송시에 있어서의 블로킹을 방지하는 등의 관점에서, 광학 필름 제조용 원단 필름의 수분율은, 광학 필름의 제조 과정에 있는 필름과는 달리, 낮은 레벨에 있는 것이 바람직하다. 구체적으로는, 광학 필름 제조용 원단 필름에 있어서의 PVA 층의 수분율로서 10 질량％ 이하인 것이 바람직하고, 9.5 질량％ 이하인 것이 보다 바람직하고, 8.0 질량％ 이하인 것이 더욱 바람직하다. PVA 층의 수분율의 하한치에 특별히 제한은 없지만, 당해 수분율은 예를 들어 1 질량％ 이상으로 할 수 있다.

PVA 층에 있어서의 PVA 로는, 아세트산비닐, 포름산비닐, 프로피온산비닐, 부티르산비닐, 피발산비닐, 베르사트산비닐, 라우르산비닐, 스테아르산비닐, 벤조산비닐, 아세트산이소프로페닐 등의 비닐에스테르의 1 종 또는 2 종 이상을 중합하여 얻어지는 폴리비닐에스테르를 비누화함으로써 얻어지는 것을 사용할 수 있다. 상기의 비닐에스테르 중에서도, PVA 의 제조의 용이성, 입수 용이성, 비용 등의 면에서 아세트산비닐이 바람직하다.

상기의 폴리비닐에스테르는, 단량체로서 1 종 또는 2 종 이상의 비닐에스테르만을 사용하여 얻어진 것이어도 되는데, 본 발명의 효과를 저해하지 않는 범위 내이면, 1 종 또는 2 종 이상의 비닐에스테르와 이것과 공중합 가능한 다른 단량체의 공중합체여도 된다.

상기의 비닐에스테르와 공중합 가능한 다른 단량체로는, 예를 들어, 에틸렌, 프로필렌, 1-부텐, 이소부텐 등의 탄소수 2 ∼ 30 의 α-올레핀 ; (메트)아크릴산 또는 그 염 ; (메트)아크릴산메틸, (메트)아크릴산에틸, (메트)아크릴산n-프로필, (메트)아크릴산i-프로필, (메트)아크릴산n-부틸, (메트)아크릴산i-부틸, (메트)아크릴산t-부틸, (메트)아크릴산2-에틸헥실, (메트)아크릴산도데실, (메트)아크릴산옥타데실 등의 (메트)아크릴산에스테르 ; (메트)아크릴아미드 ; N-메틸(메트)아크릴아미드, N-에틸(메트)아크릴아미드, N,N-디메틸(메트)아크릴아미드, 디아세톤(메트)아크릴아미드, (메트)아크릴아미드프로판술폰산 또는 그 염, (메트)아크릴아미드프로필디메틸아민 또는 그 염, N-메틸올(메트)아크릴아미드 또는 그 유도체 등의 (메트)아크릴아미드 유도체 ; N-비닐포름아미드, N-비닐아세트아미드, N-비닐피롤리돈 등의 N-비닐아미드 ; 메틸비닐에테르, 에틸비닐에테르, n-프로필비닐에테르, i-프로필비닐에테르, n-부틸비닐에테르, i-부틸비닐에테르, t-부틸비닐에테르, 도데실비닐에테르, 스테아릴비닐에테르 등의 비닐에테르 ; (메트)아크릴로니트릴 등의 시안화비닐 ; 염화비닐, 염화비닐리덴, 불화비닐, 불화비닐리덴 등의 할로겐화비닐 ; 아세트산알릴, 염화알릴 등의 알릴화합물 ; 말레산 또는 그 염, 에스테르 혹은 산무수물 ; 이타콘산 또는 그 염, 에스테르 혹은 산무수물 ; 비닐트리메톡시 실란 등의 비닐실릴 화합물 ; 불포화 술폰산 등을 들 수 있다. 상기의 폴리비닐에스테르는, 상기한 다른 단량체의 1 종 또는 2 종 이상에서 유래하는 구조 단위를 가질 수 있다.

상기의 폴리비닐에스테르에서 차지하는 상기한 다른 단량체에서 유래하는 구조 단위의 비율은, 폴리비닐에스테르를 구성하는 전체 구조 단위의 몰 수에 기초하여, 15 몰％ 이하인 것이 바람직하고, 10 몰％ 이하, 나아가서는 5 몰％ 이하여도 된다.

특히 상기한 다른 단량체가, (메트)아크릴산, 불포화 술폰산 등과 같이, 얻어지는 PVA 의 수용성을 촉진할 가능성이 있는 단량체인 경우에는, 광학 필름의 제조 과정에 있어서 PVA 가 용해되는 것을 방지하기 위하여, 폴리비닐에스테르에 있어서의 이들의 단량체에서 유래하는 구조 단위의 비율은, 폴리비닐에스테르를 구성하는 전체 구조 단위의 몰 수에 기초하여, 5 몰％ 이하인 것이 바람직하고, 3 몰％ 이하인 것이 보다 바람직하다.

상기의 PVA 는, 본 발명의 효과를 저해하지 않는 범위 내이면, 1 종 또는 2 종 이상의 그래프트 공중합 가능한 단량체에 의해 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 유래하는 구조 단위 (그래프트 변성 부분에 있어서의 구조 단위) 의 비율은, PVA 를 구성하는 전체 구조 단위의 몰 수에 기초하여, 5 몰％ 이하인 것이 바람직하다.

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

상기의 PVA 의 평균 중합도는 1,000 이상 9,500 이하의 범위 내인 것이 바람직하고, 당해 평균 중합도는, 1,500 이상인 것이 보다 바람직하고, 2,000 이상인 것이 더욱 바람직하고, 또, 9,200 이하인 것이 보다 바람직하고, 6,000 이하인 것이 더욱 바람직하다. 평균 중합도가 1,000 이상임으로써, 얻어지는 광학 필름의 광학 성능 (편광 성능 등) 이 향상된다. 한편, 평균 중합도가 9,500 이하임으로써, PVA 의 생산성이 향상된다. 또한, PVA 층의 형성에 사용되는 PVA (PVA 층에 함유되는 PVA) 의 평균 중합도는, JIS K 6726-1994 의 기재에 준하여 측정할 수 있다.

상기의 PVA 의 비누화도는, 얻어지는 광학 필름의 내수성 등의 관점에서, 95 몰％ 이상인 것이 바람직하고, 96 몰％ 이상인 것이 보다 바람직하고, 98 몰％ 이상인 것이 더욱 바람직하다. 비누화도가 95 몰％ 미만이면, 광학 필름의 제조 과정에서 PVA 가 용출되기 쉬워져, 용출된 PVA 가 필름에 부착되어 광학 필름의 광학 성능 (편광 성능 등) 을 저하시키는 경우도 있다. 또한, 본 명세서에 있어서의 PVA 의 비누화도란, PVA 가 갖는, 비누화에 의해 비닐알코올 단위로 변환될 수 있는 구조 단위 (전형적으로는 비닐에스테르 단위) 와 비닐알코올 단위의 합계 몰 수에 대해 당해 비닐알코올 단위의 몰 수가 차지하는 비율 (몰％) 을 말한다. 비누화도는 JIS K 6726-1994 의 기재에 준하여 측정할 수 있다.

PVA 층은, 광학 필름 제조용 원단 필름을 연신할 때의 연신성 향상의 관점에서 가소제를 함유해도 된다. 당해 가소제로는, 예를 들어, 에틸렌글리콜, 글리세린, 프로필렌글리콜, 디에틸렌글리콜, 디글리세린, 트리에틸렌글리콜, 테트라에틸렌글리콜, 트리메틸올프로판 등의 다가 알코올 등을 들 수 있고, PVA 층은 이들의 가소제의 1 종 또는 2 종 이상을 함유할 수 있다. 이들 중에서도, 연신성의 향상 효과의 관점에서 글리세린이 바람직하다.

PVA 층에 있어서의 가소제의 함유량은, 그것에 함유되는 PVA 100 질량부에 대해, 1 질량부 이상 15 질량부 이하의 범위 내인 것이 바람직하다. 당해 함유량이 1 질량부 이상임으로써, 광학 필름 제조용 원단 필름의 연신성을 보다 향상시킬 수 있다. 한편, 당해 함유량이 15 질량부 이하임으로써, PVA 층이 지나치게 유연해져 취급성이 저하되는 것을 방지하거나 열가소성 수지 필름층으로부터 PVA 층이 박리되는 것을 방지하거나 할 수 있다. PVA 층에 있어서의 가소제의 함유량은 PVA 100 질량부에 대해 2 질량부 이상인 것이 보다 바람직하고, 4 질량부 이상인 것이 더욱 바람직하고, 5 질량부 이상인 것이 특히 바람직하고, 또, 13 질량부 이하인 것이 보다 바람직하고, 12 질량부 이하인 것이 더욱 바람직하고, 8 질량부 이하인 것이 특히 바람직하다.

또한, 본 발명의 광학 필름 제조용 원단 필름을 사용하여 광학 필름을 제조하는 경우에 있어서는, 그 제조 조건 등에 따라서도 상이하지만, PVA 층에 함유되는 가소제는 광학 필름을 제조할 때에 용출되거나 하기 때문에, 그 전체량이 광학 필름에 잔존한다고는 할 수 없다.

PVA 층은, 필요에 따라, 산화 방지제, 동결 방지제, pH 조정제, 은폐제, 착색 방지제, 유제, 계면활성제 등의 성분을 추가로 함유하고 있어도 된다.

PVA 층에 있어서의 PVA 의 함유율은, 가소제의 함유량이나 수분율 등에 따라서도 상이하지만, 원하는 광학 필름의 조제의 용이성 등에서, 50 질량％ 이상인 것이 바람직하고, 75 질량％ 이상인 것이 보다 바람직하고, 80 질량％ 이상인 것이 더욱 바람직하고, 85 질량％ 이상인 것이 특히 바람직하고, 또, 99 질량％ 이하인 것이 바람직하고, 98 질량％ 이하인 것이 보다 바람직하고, 96 질량％ 이하인 것이 더욱 바람직하고, 95 질량％ 이하인 것이 특히 바람직하다.

PVA 층의 두께는 특별히 제한되지 않고, 예를 들어 100 ㎛ 이하로 할 수 있지만, 박형의 광학 필름을 용이하게 조제할 수 있는 점 등에서 PVA 층을 얇게 하는 것이 바람직하고, 구체적으로는, PVA 층의 두께는 20 ㎛ 이하인 것이 바람직하고, 15 ㎛ 이하인 것이 보다 바람직하고, 10 ㎛ 이하인 것이 더욱 바람직하다. 본 발명에서는 PVA 층이 상기와 같은 특정의 구성을 갖기 때문에, PVA 층의 두께를 상기와 같이 얇게 해도 물과 접촉하는 공정에 있어서 PVA 의 용출을 억제할 수 있고, 광학 성능 (편광 성능 등) 이 우수한 박형의 광학 필름을 간편하게 제조할 수 있다. 또, PVA 층의 두께가 상기와 같이 얇은 경우에는 광학 필름 제조용 원단 필름을 연신할 때의 장력을 저감시키는 것도 가능해진다. 또한, PVA 층의 두께가 너무 지나치게 얇으면 광학 필름 제조용 원단 필름의 연신시에 연신 절단이 발생하기 쉬워지는 경향이 있는 점에서, PVA 층의 두께는 예를 들어 1 ㎛ 이상이다.

본 발명의 광학 필름 제조용 원단 필름의 층 구성에 특별히 제한은 없지만, 광학 성능이 우수한 광학 필름이 보다 간편하게 얻어지는 점 등에서, 열가소성 수지 필름층 1 층과 PVA 층 1 층의 2 층 구조인 것이 바람직하다.

광학 필름 제조용 원단 필름의 형상은 특별히 제한되지 않지만, 보다 균일한 광학 필름 제조용 원단 필름을 연속적으로 용이하게 제조할 수 있음과 함께, 그것을 사용하여 광학 필름을 제조할 때에도 연속적으로 사용할 수 있는 점에서 장척의 것인 것이 바람직하다. 장척의 광학 필름 제조용 원단 필름의 길이 (장척 방향의 길이) 는 특별히 제한되지 않고, 제조되는 광학 필름의 용도 등에 따라 적절히 설정할 수 있으며, 예를 들어, 5 m 이상 30,000 m 이하의 범위 내로 할 수 있다.

광학 필름 제조용 원단 필름의 폭은 특별히 제한되지 않고, 제조되는 광학 필름의 용도 등에 따라 적절히 설정할 수 있는데, 최근, 액정 텔레비전이나 액정 모니터의 대화면화가 진행되고 있는 점에서, 광학 필름 제조용 원단 필름의 폭을 0.5 m 이상, 보다 바람직하게는 1.0 m 이상으로 해 두면, 이들의 용도에 바람직하다. 한편, 광학 필름 제조용 원단 필름의 폭이 너무 지나치게 넓으면 실용화되어 있는 장치로 광학 필름을 제조하는 경우에 균일하게 연신하는 것이 곤란해지는 경향이 있는 점에서, 광학 필름 제조용 원단 필름의 폭은 7 m 이하인 것이 바람직하다.

광학 필름 제조용 원단 필름을 제조하는 방법으로는, 예를 들어, PVA, 붕소 화합물 및 필요에 따라 추가로 다른 성분 (상기한 가소제 등, PVA 및 붕소 화합물 이외의 다른 성분) 이 액체 매체 중에 용해된 원액을 열가소성 수지 필름 상에 도공하여 건조시키는 방법 ; PVA, 붕소 화합물, 액체 매체 및 필요에 따라 추가로 다른 성분을 용융 혼련하여 이루어지는 원액을 열가소성 수지 필름 상에 압출하고, 필요에 따라 추가로 건조시키는 방법 ; PVA, 붕소 화합물 및 필요에 따라 추가로 다른 성분을 함유하는 PVA 필름을 공지된 방법으로 제작하고 나서, 열가소성 수지 필름과 첩합시키는 방법 등을 들 수 있다. 이들 중에서도, 얇은 PVA 층을 용이하게 조제할 수 있는 점 및 얻어지는 PVA 층의 두께의 균일성 면에서, PVA, 붕소 화합물 및 필요에 따라 추가로 다른 성분이 액체 매체 중에 용해된 원액을 열가소성 수지 필름 상에 도공하여 건조시키는 방법이 바람직하다.

상기의 액체 매체로는, 예를 들어, 물, 디메틸술폭사이드, 디메틸포름아미드, 디메틸아세트아미드, N-메틸피롤리돈, 에틸렌글리콜, 글리세린, 프로필렌글리콜, 디에틸렌글리콜, 트리에틸렌글리콜, 테트라에틸렌글리콜, 트리메틸올프로판, 에틸렌디아민, 디에틸렌트리아민 등을 들 수 있고, 이들 중의 1 종 또는 2 종 이상을 사용할 수 있다. 그 중에서도, 환경에 부여되는 부하나 회수성 면에서 물이 바람직하다.

원액의 휘발분율 (PVA 층의 형성시에 휘발이나 건조 등에 의해 제거되는 액체 매체 등의 휘발성 성분의, 원액 중에 있어서의 함유 비율) 은, PVA 층의 형성 방법이나 형성 조건 등에 따라서도 상이하지만, 50 질량％ 이상 98 질량％ 이하의 범위 내인 것이 바람직하고, 55 질량％ 이상 95 질량％ 이하의 범위 내인 것이 보다 바람직하다. 원액의 휘발분율이 50 질량％ 이상임으로써, 그 점도가 지나치게 높아지지 않고, 원액 조제시의 여과나 탈포가 원활하게 실시되어 이물질이나 결점이 적은 PVA 층의 형성이 용이해짐과 함께 도공성도 향상된다. 한편, 원액의 휘발분율이 98 질량％ 이하임으로써, 원액의 농도가 지나치게 낮아지지 않아, 광학 필름 제조용 원단 필름의 공업적인 제조가 용이해진다.

원액을 열가소성 수지 필름 상에 도공할 때의 도공 방법으로는, 예를 들어, 다이 코트법, 콤마 코트법, 딥 코트법 등을 들 수 있다. 이들 중에서도, 얻어지는 PVA 층의 두께의 균일성 면에서 다이 코트법이 바람직하다.

광학 필름 제조용 원단 필름의 제조에 사용되는 열가소성 수지 필름은, PVA 층과 접착하기 쉬워지도록, 그 표면을 친수화 처리해 두는 것이 바람직하다. 친수화 처리로는, 예를 들어, 코로나 처리, 플라즈마 처리, 앵커 코트 처리 등을 들 수 있다. 이들 중에서도, 친수성을 조정하기 쉬운 점에서 코로나 처리가 바람직하다.

상기의 친수화 처리에 의해 열가소성 수지 필름의 표면의 접촉각을 55°이상 70°이하로 조정하는 것이 바람직하고, 당해 접촉각을 57°이상으로 조정하는 것이 보다 바람직하고, 59°이상으로 조정하는 것이 더욱 바람직하고, 또, 69°이하로 조정하는 것이 보다 바람직하고, 68°이하로 조정하는 것이 더욱 바람직하다. 당해 접촉각이 55°보다 낮으면 열가소성 수지 필름층과 PVA 층의 접착 강도가 지나치게 강해지는 경향이 있어, 광학 필름 제조용 원단 필름의 연신 후에 연신된 열가소성 수지 필름층을 박리하는 경우에 박리가 곤란해지는 경우가 있다. 한편, 당해 접촉각이 70°보다 높으면, 광학 필름 제조용 원단 필름의 연신 중에 열가소성 수지 필름층으로부터 PVA 층이 박리되기 쉬워지는 경향이 있다. 또한, 열가소성 수지 필름의 표면의 접촉각이란, 물의 자유 표면이 열가소성 수지 필름에 접하는 장소에서의 수면과 열가소성 수지 필름의 표면이 이루는 각 (물의 내부에 있는 각을 취한다) 을 말하고, 실시예에 있어서 후술하는 방법에 의해 측정할 수 있다.

원액을 열가소성 수지 필름 상에 도공하거나 압출하거나 한 후의 건조의 조건에 특별히 제한은 없지만, 열가소성 수지 필름에 주름이 가는 것을 방지하기 위하여, 열가소성 수지 필름의 유리 전이 온도 이하의 온도에서 건조시키는 것이 바람직하다. 구체적인 건조 온도에 특별히 제한은 없지만, 건조 효율 등을 고려하면, 20 ℃ 이상 95 ℃ 이하의 범위 내인 것이 바람직하고, 당해 건조 온도는, 50 ℃ 이상인 것이 보다 바람직하고, 60 ℃ 이상인 것이 더욱 바람직하고, 또, 90 ℃ 이하인 것이 보다 바람직하고, 85 ℃ 이하인 것이 더욱 바람직하다.

본 발명의 광학 필름 제조용 원단 필름은, 광학 필름을 제조하기 위한 원단 필름으로서 사용된다. 광학 필름의 종류로는, 예를 들어, 편광 필름이나 위상차 필름 등을 들 수 있고, 본 발명의 효과가 보다 현저하게 나타나는 점에서 편광 필름인 것이 바람직하다. 이와 같은 광학 필름은, 예를 들어, 본 발명의 광학 필름 제조용 원단 필름을 사용하는 방법으로서 연신하는 공정을 갖는 방법에 의해 제조할 수 있고, 구체적으로는, 본 발명의 광학 필름 제조용 원단 필름 그 자체, 혹은, 후술하는 팽윤 처리 등을 실시하는 등 하여 발생한 본 발명의 광학 필름 제조용 원단 필름에서 유래하는 적층체 (이하,「본 발명의 광학 필름 제조용 원단 필름」과「본 발명의 광학 필름 제조용 원단 필름에서 유래하는 적층체」를 합쳐, 간단히「적층체」라고 약칭하는 경우가 있다) 를 연신하는 공정을 갖는 방법에 의해 제조할 수 있다.

본 발명의 광학 필름 제조용 원단 필름을 사용하여 편광 필름을 제조하는 경우, PVA 층에 미리 이색성 색소를 함유시켜 두면, 적층체를 연신함으로써 이색성 색소가 흡착되어 있는 편광 필름을 얻을 수 있다. 이 경우에 있어서, PVA 층에 이색성 색소를 함유시키는 방법은 특별히 제한되지 않고, 예를 들어, 적층체의 PVA 층 (연신 전의 PVA 층) 에 이색성 색소를 접촉시키는 방법이나, PVA 층을 형성하기 위한 상기한 원액에 미리 이색성 색소를 함유시키는 방법 등을 적절히 채용할 수 있다. 또, PVA 층에 미리 이색성 색소를 함유시켜 두지 않은 경우에는, 적층체의 연신 중에 연신 도중에 있는 PVA 층에 이색성 색소를 접촉시키거나, 혹은 적층체를 연신한 후의 (연신 전의) PVA 층으로 형성된 연신 필름층에 이색성 색소를 접촉시키거나 함으로써, 이색성 색소가 흡착되어 있는 편광 필름을 얻을 수 있다. 이들 중에서도, 연신 전의 적층체의 PVA 층 ; 적층체의 연신 중에 있어서의 연신 도중에 있는 PVA 층 ; 및, 적층체를 연신한 후의 PVA 층으로 형성된 연신 필름층 ; 중 어느 하나 또는 2 개 이상에 대해 이색성 색소를 접촉시키는 공정을 포함하는 제조 방법에 의해 이색성 색소가 흡착되어 있는 편광 필름을 얻는 것이, 본 발명의 효과가 보다 현저하게 나타나는 점에서 바람직하다.

상기한 어느 방법에 있어서도, 연신 및 이색성 색소를 접촉시키는 처리 (염색) 외에, 팽윤 처리, 가교 처리, 고정 처리, 건조 등을 필요에 따라 추가로 실시할 수 있다. 각 처리의 차례는 필요에 따라 적절히 변경해도 되고, 또 각 처리를 2 회 이상 실시해도 되고, 또한 상이한 처리를 동시에 실시해도 된다. 또, 상기의 제조 방법에 의하면, 연신된 열가소성 수지 필름층 상에 형성된 편광 필름이 얻어지지만, 당해 연신된 열가소성 수지 필름을 필요에 따라 박리하는 공정을 포함하고 있어도 된다.

상기한 바와 같이, 본 발명의 광학 필름 제조용 원단 필름에 의하면, 붕산 수용액으로의 침지나 공중 고온 연신과 같은 불용화 처리를 실시하지 않아도, 염색 등, 편광 필름 제조시의 물과 접촉하는 공정에 있어서 PVA 의 용출을 억제할 수 있다. 그 때문에, 이와 같은 불용화 처리를 실시하지 않고 편광 필름을 제조하는 경우에 본 발명의 효과가 보다 현저하게 나타난다. 구체적으로는, 연신 전의 적층체의 PVA 층 ; 적층체의 연신 중에 있어서의 연신 도중에 있는 PVA 층 ; 및, 적층체를 연신한 후의 PVA 층으로 형성된 연신 필름층 ; 중 어느 하나 또는 2 개 이상에 대해 이색성 색소를 접촉시키는 공정을 포함하는 제조 방법에 의해 이색성 색소가 흡착되어 있는 편광 필름을 제조할 때에, 본 발명의 광학 필름 제조용 원단 필름을 준비하고 나서 상기 이색성 색소를 접촉시키는 공정의 전까지의 사이에 있어서, 적층체에 대해, 붕산, 붕사 등의 붕산염 등의 붕소 화합물을 함유하는 수용액과 접촉시키는 공정을 포함하지 않는 것, 및/또는 95 ℃ 이상의 온도에서 연신하는 공정을 포함하지 않는 (보다 바람직하게는 50 ℃ 이상의 온도에서 연신하는 공정을 포함하지 않는) 것이 바람직하다.

편광 필름의 제조 방법의 일례로는, 먼저 이색성 색소를 함유하지 않는 PVA 층을 갖는 적층체에 대해, 팽윤 처리를 실시하고, 이어서 이색성 색소를 접촉시킴으로써 PVA 층에 이색성 색소를 함유시키고, 필요에 따라 추가로 가교 처리를 실시하고, 얻어진 적층체를 연신하고, 필요에 따라 추가로 고정 처리를 실시하고, 건조시켜 이들의 일련의 처리에 의해 연신된 열가소성 수지 필름층 상에 형성된 편광 필름을 얻어, 당해 연신된 열가소성 수지 필름층을 박리하는 방법을 들 수 있다.

팽윤 처리는, 적층체를 물에 침지시킴으로써 실시할 수 있다. 물에 침지시킬 때의 물의 온도로는, 20 ℃ 이상 40 ℃ 이하의 범위 내인 것이 바람직하고, 당해 온도는, 22 ℃ 이상인 것이 보다 바람직하고, 25 ℃ 이상인 것이 더욱 바람직하고, 또, 38 ℃ 이하인 것이 보다 바람직하고, 35 ℃ 이하인 것이 더욱 바람직하다. 당해 온도를 20 ℃ 이상 40 ℃ 이하의 범위 내로 함으로써 PVA 층을 효율적으로 팽윤시킬 수 있다. 또, 물에 침지시키는 시간으로는, 0.1 분간 이상 5 분간 이하의 범위 내인 것이 바람직하고, 0.5 분간 이상 3 분간 이하의 범위 내인 것이 보다 바람직하다. 0.1 분간 이상 5 분간 이하의 범위 내로 함으로써 PVA 층을 효율적으로 팽윤시킬 수 있다. 또한, 물에 침지시킬 때의 물은 순수에 한정되지 않고, 각종 성분이 용해된 수용액이어도 되고, 물과 수성 매체의 혼합물이어도 된다.

상기한 바와 같이, 연신 전의 적층체의 PVA 층 ; 적층체의 연신 중에 있어서의 연신 도중에 있는 PVA 층 ; 적층체를 연신한 후의 PVA 층으로 형성된 연신 필름층 ; 등에 대해 이색성 색소를 접촉시켜 염색함으로써, 이색성 색소가 흡착되어 있는 편광 필름을 얻을 수 있다. 이색성 색소의 접촉은, 연신 전, 연신 중, 또는 연신 후의 적층체를, 이색성 색소를 함유하는 용액 (특히 수용액) 에 침지시킴으로써 실시할 수 있다. 이색성 색소를 함유하는 용액 중에 있어서의 이색성 색소의 농도는 사용되는 이색성 색소의 종류 등에 따라 적절히 설정할 수 있고, 예를 들어 0.001 질량％ 이상 1 질량％ 이하로 할 수 있는데, 이색성 색소를 함유하는 용액으로서 요오드-요오드화칼륨 용액 (특히 수용액) 을 사용하는 경우에는, 요오드계 색소를 효율적으로 흡착시킬 수 있는 점에서, 사용되는 요오드 (I₂) 의 농도로서 0.01 질량％ 이상 1.0 질량％ 이하의 범위 내인 것이 바람직하고, 사용되는 요오드화칼륨 (KI) 의 농도로서 0.01 질량％ 이상 10 질량％ 이하의 범위 내인 것이 바람직하다. 이색성 색소를 함유하는 용액의 온도는, 이색성 색소를 효율적으로 흡착시킬 수 있는 점에서, 20 ℃ 이상 50 ℃ 이하의 범위 내, 특히 25 ℃ 이상 40 ℃ 이하의 범위 내로 하는 것이 바람직하다.

상기의 이색성 색소로는, 요오드계 색소 (I₃ ^- 나 I₅ ^- 등), 이색성 유기 염료 등을 들 수 있다. 요오드계 색소는, 예를 들어, 요오드 (I₂) 와 요오드화칼륨을 접촉시킴으로써 얻을 수 있다. 또, 이색성 유기 염료로는, 다이렉트 블랙 17, 19, 154 ; 다이렉트 브라운 44, 106, 195, 210, 223 ; 다이렉트 레드 2, 23, 28, 31, 37, 39, 79, 81, 240, 242, 247 ; 다이렉트 블루 1, 15, 22, 78, 90, 98, 151, 168, 202, 236, 249, 270 ; 다이렉트 바이올렛 9, 12, 51, 98 ; 다이렉트 그린 1, 85 ; 다이렉트 옐로우 8, 12, 44, 86, 87 ; 다이렉트 오렌지 26, 39, 106, 107 등을 들 수 있다. 이들의 이색성 색소 중에서도, 취급성, 입수성, 편광 성능 등의 관점에서 요오드계 색소가 바람직하다. 또한, 이색성 색소는 1 종 단독이어도 되고, 2 종 이상이어도 되며, 어느 쪽이어도 되고, 예를 들어, I₃ ^- 및 I₅ ^- 와 같이 평형 혼합물이어도 된다.

PVA 층에 대해 가교 처리를 실시함으로써, 고온에서 습식 연신할 때에 PVA 가 물에 용출되는 것을 보다 효과적으로 방지할 수 있다. 이 관점에서 가교 처리는 이색성 색소를 접촉시키는 처리 후로서 연신 전에 실시하는 것이 바람직하다. 가교 처리는, 가교제를 함유하는 수용액에 적층체를 침지시킴으로써 실시할 수 있다. 당해 가교제로는, 붕산, 붕사 등의 붕산염 등의 붕소 화합물의 1 종 또는 2 종 이상을 사용할 수 있다. 가교제를 함유하는 수용액에 있어서의 가교제의 농도는 1 질량％ 이상 15 질량％ 이하의 범위 내인 것이 바람직하고, 2 질량％ 이상인 것이 보다 바람직하고, 3 질량％ 이상인 것이 더욱 바람직하고, 또, 7 질량％ 이하인 것이 보다 바람직하고, 6 질량％ 이하인 것이 더욱 바람직하다. 가교제의 농도가 1 질량％ 이상 15 질량％ 이하의 범위 내에 있음으로써 충분한 연신성을 유지할 수 있다. 가교제를 함유하는 수용액은 요오드화칼륨 등의 보조제를 함유해도 된다. 가교제를 함유하는 수용액의 온도는, 20 ℃ 이상 50 ℃ 이하의 범위 내, 특히 25 ℃ 이상 40 ℃ 이하의 범위 내로 하는 것이 바람직하다. 당해 온도를 20 ℃ 이상 50 ℃ 이하의 범위 내로 함으로써 효율적으로 가교할 수 있다.

적층체를 연신할 때의 연신 방법에 특별히 제한은 없고, 습식 연신법 및 건식 연신법 중 어느 것으로 실시해도 된다. 습식 연신법의 경우에는, 붕산, 붕사 등의 붕산염 등의 붕소 화합물의 1 종 또는 2 종 이상을 함유하는 수용액 중에서 실시할 수도 있고, 상기한 이색성 색소를 함유하는 용액 중이나 후술하는 고정 처리욕 중에서 실시할 수도 있다. 또 건식 연신법의 경우에는, 실온인 채 연신을 실시해도 되고, 열을 가하면서 연신해도 되고, 흡수 후에 연신해도 된다. 이들 중에서도, 얻어지는 편광 필름에 있어서의 폭 방향의 두께의 균일성 면에서 습식 연신법이 바람직하고, 붕산 수용액 중에서 연신하는 것이 보다 바람직하다. 붕산 수용액 중에 있어서의 붕산의 농도는 0.5 질량％ 이상 6.0 질량％ 이하의 범위 내인 것이 바람직하고, 당해 농도는, 1.0 질량％ 이상인 것이 보다 바람직하고, 1.5 질량％ 이상인 것이 더욱 바람직하고, 또, 5.0 질량％ 이하인 것이 보다 바람직하고, 4.0 질량％ 이하인 것이 더욱 바람직하다. 붕산의 농도가 0.5 질량％ 이상 6.0 질량％ 이하의 범위 내에 있음으로써 폭 방향의 두께의 균일성이 우수한 편광 필름이 얻어진다. 상기한 붕소 화합물을 함유하는 수용액은 요오드화칼륨을 함유해도 되고, 그 농도는 0.01 질량％ 이상 10 질량％ 이하의 범위 내인 것이 바람직하다. 요오드화칼륨의 농도가 0.01 질량％ 이상 10 질량％ 이하의 범위 내에 있음으로써 편광 성능이 보다 양호한 편광 필름이 얻어진다.

적층체를 연신할 때의 온도는, 30 ℃ 이상 90 ℃ 이하의 범위 내인 것이 바람직하고, 당해 온도는 40 ℃ 이상인 것이 보다 바람직하고, 50 ℃ 이상인 것이 더욱 바람직하고, 또, 80 ℃ 이하인 것이 보다 바람직하고, 70 ℃ 이하인 것이 더욱 바람직하다. 당해 온도가 30 ℃ 이상 90 ℃ 이하의 범위 내에 있음으로써 폭 방향의 두께의 균일성이 우수한 편광 필름이 얻어진다.

적층체를 연신할 때의 연신 배율은 5.7 배 이상인 것이 바람직하고, 5.8 배 이상인 것이 보다 바람직하고, 5.9 배 이상인 것이 더욱 바람직하다. 적층체의 연신 배율을 상기의 범위 내로 함으로써, 편광 성능이 보다 우수한 편광 필름이 얻어진다. 적층체의 연신 배율의 상한은 특별히 제한되지 않지만, 8 배 이하인 것이 바람직하다. 적층체의 연신은 한 번에 실시해도 되고, 복수 회로 나누어 실시해도 되며, 어느 쪽이어도 되는데, 복수 회로 나누어 실시하는 경우에는 각 연신의 연신 배율을 곱한 총 연신 배율이 상기 범위 내에 있으면 된다. 또한, 본 명세서에 있어서의 연신 배율은 연신 전의 적층체의 길이에 기초하는 것으로, 연신을 하고 있지 않은 상태가 연신 배율 1 배에 상당한다.

적층체의 연신은, 얻어지는 편광 필름의 성능의 관점에서 1 축 연신이 바람직하다. 장척의 적층체를 연신하는 경우에 있어서의 1 축 연신의 방향에 특별히 제한은 없고, 장척 방향으로의 1 축 연신이나 가로 1 축 연신을 채용할 수 있는데, 편광 성능이 보다 우수한 편광 필름이 얻어지는 점에서 장척 방향으로의 1 축 연신이 바람직하다. 장척 방향으로의 1 축 연신은, 서로 평행한 복수의 롤을 구비하는 연신 장치를 사용하여, 각 롤간의 주속을 바꿈으로써 실시할 수 있다. 한편, 가로 1 축 연신은 텐터형 연신기를 사용하여 실시할 수 있다.

고정 처리는, 주로, PVA 층이나 연신 필름층으로의 이색성 색소의 흡착을 강고하게 하기 위하여 실시된다. 고정 처리는, 연신 전, 연신 중 또는 연신 후의 적층체를 고정 처리욕에 침지시킴으로써 실시할 수 있다. 고정 처리욕으로는, 붕산, 붕사 등의 붕산염 등의 붕소 화합물의 1 종 또는 2 종 이상을 함유하는 수용액을 사용할 수 있다. 또, 필요에 따라, 고정 처리욕 중에 요오드 화합물이나 금속 화합물을 첨가해도 된다. 고정 처리욕으로서 사용되는 붕소 화합물을 함유하는 수용액 중에 있어서의 붕소 화합물의 농도는, 일반적으로 2 질량％ 이상 15 질량％ 이하의 범위 내, 특히 3 질량％ 이상 10 질량％ 이하의 범위 내인 것이 바람직하다. 당해 농도를 2 질량％ 이상 15 질량％ 이하의 범위 내로 함으로써 이색성 색소의 흡착을 보다 강고하게 할 수 있다. 고정 처리욕의 온도는, 15 ℃ 이상 60 ℃ 이하의 범위 내, 특히 25 ℃ 이상 40 ℃ 이하의 범위 내인 것이 바람직하다. 당해 온도를 15 ℃ 이상 60 ℃ 이하의 범위 내로 함으로써 이색성 색소의 흡착을 보다 강고하게 할 수 있다.

건조의 조건은 특별히 제한되지 않지만, 30 ℃ 이상 150 ℃ 이하의 범위 내, 특히 50 ℃ 이상 130 ℃ 이하의 범위 내의 온도에서 건조를 실시하는 것이 바람직하다. 30 ℃ 이상 150 ℃ 이하의 범위 내의 온도에서 건조시킴으로써 치수 안정성이 우수한 편광 필름이 얻어지기 쉽다.

이상과 같이 함으로써, 연신된 열가소성 수지 필름층 상에 형성된 편광 필름이 얻어진다. 이와 같은 형태의 편광 필름의 사용 방법은 특별히 제한되지 않고, 예를 들어, 연신된 열가소성 수지 필름층을 박리하지 않고, 그것을 그대로, 또는 원하는 바에 따라 편광 필름측에 광학적으로 투명하고 또한 기계적 강도를 갖는 보호막을 첩합시켜 편광판으로 해도 되고, 연신된 열가소성 수지 필름층이 위치하는 측과는 반대측에 보호막을 첩합시킨 후에, 당해 연신된 열가소성 수지 필름층을 박리하고, 그것을 그대로, 또는 원하는 바에 따라 박리면에 다른 보호막을 첩합시켜 편광판으로 해도 된다. 보호막으로는, 삼아세트산셀룰로오스 (TAC) 필름, 아세트산·부티르산셀룰로오스 (CAB) 필름, 아크릴계 필름, 폴리에스테르계 필름 등을 사용할 수 있다. 또, 첩합을 위한 접착제로는, PVA 계 접착제나 우레탄계 접착제 등을 들 수 있는데, PVA 계 접착제가 바람직하다.

얻어지는 편광 필름의 두께는, 10 ㎛ 이하인 것이 바람직하고, 8 ㎛ 이하인 것이 보다 바람직하다. 편광 필름이 이와 같은 두께를 가짐으로써, 휴대 전화 등의 박형화에 대한 요구가 높아지고 있는 분야에 바람직하게 사용할 수 있다. 또한, 두께가 너무 얇은 편광 필름은 그 조제가 곤란한 점에서, 편광 필름의 두께는, 예를 들어 1 ㎛ 이상이다.

실시예

본 발명을 이하의 실시예에 의해 구체적으로 설명하는데, 본 발명은 이들의 실시예에 의해 전혀 한정되지는 것은 아니다. 또한, 이하의 실시예 및 비교예에 있어서 채용된 각 측정 또는 평가 방법을 이하에 나타낸다.

열가소성 수지 필름의 표면의 접촉각의 측정

쿄와 계면 과학 주식회사 제조「DropMaster500」을 사용하고, 20 ℃, 65 ％ RH 의 환경하에서, 내경 0.4 ㎜ 의 바늘로부터 2 ㎕ 의 순수를 열가소성 수지 필름의 표면에 압출하여 접촉각을 측정하였다.

PVA 층의 수분율의 측정

이하의 실시예 또는 비교예에서 얻어진 적층체 (광학 필름 제조용 원단 필름) 로부터 적당한 크기 (예를 들어 200 ㎠ 정도) 의 샘플을 잘라내고, 질량을 측정하였다 (그 질량을 A 로 한다). 다음으로, 이 샘플을 105 ℃ 에서 12 시간 건조시키고, 질량을 측정하였다 (그 질량을 B 로 한다). 또한, 건조 후의 샘플을 95 ℃ 의 열수에서 6 시간 자비하여 PVA 층을 용해시키고, 남은 열가소성 수지 필름층을 105 ℃ 에서 12 시간 건조시키고, 질량을 측정하였다 (그 질량을 C 로 한다). PVA 층의 수분율 H (질량％) 는, 하기 식 (1) 로 산출하였다.

H ＝ 100 － 100 × (B － C)/(A － C) (1)

PVA 층 중의 붕소 원자의 함유량의 측정

PVA 층 중의 붕소 원자의 함유량의 측정은, ICP 발광 분석 장치「IRIS AP」 (서모 피셔 사이언티픽사 제조) 를 사용하여 실시하였다. 또한, 측정 샘플은, 적층체 (광학 필름 제조용 원단 필름) 로부터 박리한 PVA 층을 10 ㎎ 칭량 후, 흡수액에 이온 교환수 20 ㎖ 를 사용하여 산소 플라스크 연소를 실시하고, 0.45 ㎛ 필터로 여과하여 조제하였다.

편광 필름의 두께의 측정

디지털 게이지 (마그네스케일사 제조「DE12BR」) 를 사용하여, 편광 필름의 임의의 위치 (5 개 지점) 에서의 편광 필름의 두께를 측정하고, 그 평균치를 편광 필름의 두께로 하였다.

편광 성능의 평가

(a) 투과율 Ts 의 측정

이하의 실시예 또는 비교예에서 얻어진 편광 필름의 폭 방향의 중앙부로부터, 편광 필름의 폭 방향으로 2 ㎝ × 길이 방향으로 2 ㎝ 의 정방형의 샘플을 2 장 채취하고, 적분구가 형성된 분광 광도계 (닛폰 분광 주식회사 제조「V7100」) 를 사용하여, JIS Z 8722 (물체색의 측정 방법) 에 준거하여, C 광원, 2°시야의 가시광 영역의 시감도 보정을 실시하고, 1 장의 샘플에 대해, 길이 방향에 대해 45°경사지게 한 경우의 광의 투과율과 －45°경사지게 한 경우의 광의 투과율을 측정하고, 그들의 평균치 Ts1 (％) 을 구하였다. 다른 1 장의 샘플에 대해서도 동일하게 하여, 45°경사지게 한 경우의 광의 투과율과 －45°경사지게 한 경우의 광의 투과율을 측정하고, 그들의 평균치 Ts2 (％) 를 구하였다. 하기 식 (2) 에 의해 Ts1 과 Ts2 를 평균하여, 편광 필름의 투과율 Ts (％) 로 하였다.

Ts ＝ (Ts1 ＋ Ts2)/2 (2)

(b) 편광도 V 의 측정

상기 투과율 Ts 의 측정에서 채취한 2 장의 샘플을, 그 길이 방향이 평행해지도록 겹친 경우의 광의 투과율 T∥ (％), 길이 방향이 직교하도록 겹친 경우의 광의 투과율 T⊥ (％) 를, 상기「(a) 투과율 Ts 의 측정」의 경우와 마찬가지로 하여 측정하고, 하기 식 (3) 에 의해 편광도 V (％) 를 구하였다.

V ＝{(T∥ － T⊥)/(T∥ ＋ T⊥)}^1/2 × 100 (3)

(c) 투과율 44 ％ 시의 이색성비의 산출

이하의 각 실시예 및 비교예에 있어서, 요오드계 색소를 함유하는 수용액으로의 침지 시간을 1 ∼ 2 분간의 범위 내에서 1 분간에서 4 회 변경하여 동일한 조작을 실시하여, 각 실시예 또는 비교예에서 제조한 편광 필름과는 이색성 색소의 흡착량이 상이한 4 장의 편광 필름을 제조하였다. 이들 4 장의 편광 필름의 각각에 대해 상기한 방법으로 투과율 Ts (％) 및 편광도 V (％) 를 구하고, 각 실시예 및 비교예마다, 투과율 Ts (％) 를 가로축, 편광도 V (％) 를 세로축으로 하여 각 실시예 또는 비교예에서 얻어진 편광 필름의 투과율 Ts (％) 및 편광도 V (％) 에 기초하는 1 점도 포함한 합계 5 점을 그래프에 플롯하여 근사 곡선을 구하고, 당해 근사 곡선으로부터 투과율 Ts (％) 가 44 ％ 일 때의 편광도 V₄₄ (％) 를 구하였다.

얻어진 편광도 V₄₄ (％) 로부터, 하기 식 (4) 에 의해 투과율 44 ％ 시의 이색성비를 구하고, 편광 성능의 지표로 하였다.

투과율 44 ％ 시의 이색성비 ＝ log(44/100 － 44/100 × V₄₄/100)/log(44/100 ＋ 44/100 × V₄₄/100) (4)

[실시예 1]

(1) 열가소성 수지 필름의 친수화 처리

열가소성 수지 필름으로서, 비정성의 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름 (테이진 화성 주식회사 제조 A-PET 시트 FR 두께 150 ㎛) 을 사용하여, 열가소성 수지 필름의 편면에 방전량 280 W·분/㎡ (출력 280 W/m, 처리 속도 1.0 m/분) 로 코로나 처리를 실시하였다. 코로나 처리 후의 열가소성 수지 필름의 표면의 접촉각은 60°였다 (코로나 처리 전의 접촉각은 79°).

(2) 원액의 조제

평균 중합도 2,400, 비누화도 99.8 몰％ 의 PVA (아세트산비닐의 단독 중합체의 비누화물) 100 질량부, 붕소 화합물로서 붕산 2 질량부 및 물로 이루어지는 PVA 농도가 10 질량％ 인 수용액을 조제하여 PVA 층을 형성하기 위한 원액으로 하였다.

(3) 적층체의 제작

(1) 에서 친수화 처리를 실시한 열가소성 수지 필름의 코로나 처리면에 (2) 에서 조제한 원액을 다이 코터를 사용하여 도공한 후, 80 ℃ 에서 240 초간 건조시킴으로써, 비정성의 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름층과 두께가 6 ㎛ 인 PVA 층으로 이루어지는 2 층 구조의 적층체 (폭 0.5 m 의 장척의 광학 필름 제조용 원단 필름) 를 제작하였다. 얻어진 적층체에 대해, PVA 층의 수분율 및 붕소 원자의 함유량의 측정을 실시하였다. 결과를 표 1 에 나타냈다.

(4) 편광 필름의 제조

(3) 에서 제작한 적층체에 대해, 팽윤 처리, 염색, 1 축 연신, 건조 처리를 이 순서로 실시하여 편광 필름을 제조하였다. 즉, 팽윤 처리로서 적층체를 증류수에 1 분간 침지시켰다. 이어서, 요오드계 색소를 함유하는 수용액 (사용되는 요오드의 농도 : 0.3 질량％, 사용되는 요오드화칼륨의 농도 : 2.1 질량％, 온도 : 30 ℃) 에 1 분간 침지시켜 PVA 층에 요오드계 색소를 함유시켰다. 계속하여, 붕산 수용액 (붕산 농도 : 4 질량％, 요오드화칼륨 농도 : 6 질량％, 온도 : 65 ℃) 중에서 장척 방향으로 한계까지 1 축 연신하였다. 또한, 미리 동일한 방법으로 연신하여 절단되는 배율을 확인해 두고, 그 절단된 배율로부터 0.20 배 낮은 배율을 상기의 한계로 하였다. 그 후, 60 ℃ 에서 1 분간 건조시켜, 연신된 비정성의 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름층 상에 형성된 편광 필름을 얻었다. 이것으로부터 연신된 비정성의 폴리에틸렌테레프탈레이트층을 박리하고, 얻어진 편광 필름에 대해, 두께 및 편광 성능의 각 측정 또는 평가를 실시하였다. 결과를 채용된 연신 배율과 함께 표 1 에 나타냈다.

[실시예 2 ∼ 4]

원액을 조제할 때의 붕소 화합물의 종류 및 사용량을 표 1 에 나타낸 바와 같이 변경한 것 이외에는 실시예 1 과 마찬가지로 하여, 적층체를 얻고 PVA 층의 수분율 및 붕소 원자의 함유량의 측정을 실시함과 함께, 그 적층체로부터 편광 필름 (연신된 비정성의 폴리에틸렌테레프탈레이트층을 박리한 것) 을 얻고, 두께 및 편광 성능의 각 측정 또는 평가를 실시하였다. 결과를 채용된 연신 배율과 함께 표 1 에 나타냈다.

[실시예 5]

적층체를 제작할 때의 건조 시간을 240 초간에서 220 초간으로 변경한 것 이외에는 실시예 1 과 마찬가지로 하여, 적층체를 얻고 PVA 층의 수분율 및 붕소 원자의 함유량의 측정을 실시함과 함께, 그 적층체로부터 편광 필름 (연신된 비정성의 폴리에틸렌테레프탈레이트층을 박리한 것) 을 얻고, 두께 및 편광 성능의 각 측정 또는 평가를 실시하였다. 결과를 채용된 연신 배율과 함께 표 1 에 나타냈다.

[비교예 1]

원액을 조제할 때에 붕소 화합물을 사용하지 않은 것 이외에는 실시예 1 과 마찬가지로 하여, 적층체를 얻고 PVA 층의 수분율 및 붕소 원자의 함유량의 측정을 실시하였다. 또 실시예 1 과 마찬가지로 하여, 그 적층체로부터 편광 필름을 제작하려고 한 결과, 팽윤 처리시에 PVA 층에 함유되는 PVA 가 용출되었기 때문에, 편광 필름을 제작할 수 없었다. 결과를 표 1 에 나타냈다.

실시예 1 ∼ 5 에서는, PVA 층이 붕소 화합물을 함유하고 있었기 때문에, 붕산 수용액으로의 침지나 공중 고온 연신과 같은 불용화 처리를 실시하지 않았음에도 불구하고, PVA 층에 함유되는 PVA 의 용출을 억제할 수 있어, 편광 성능이 우수한 편광 필름을 간편하게 제조할 수 있었다. 한편, 비교예 1 에서는, PVA 층이 붕소 화합물을 함유하지 않았기 때문에, 편광 필름 제조시에 PVA 층에 함유되는 PVA 가 용출되어, 편광 필름을 제작할 수 없었다.

Claims

열가소성 수지 필름층과 붕소 화합물을 함유하는 폴리비닐알코올층을 갖는 광학 필름 제조용 원단 필름.
제 1 항에 있어서,
폴리비닐알코올층의 수분율이 10 질량％ 이하인 광학 필름 제조용 원단 필름.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
폴리비닐알코올층이 붕소 화합물을 폴리비닐알코올 100 질량부에 대해 붕소 원자 환산으로 0.05 질량부 이상 3 질량부 이하 함유하는 광학 필름 제조용 원단 필름.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
붕소 화합물이 붕산인 광학 필름 제조용 원단 필름.
제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
폴리비닐알코올층에 함유되는 폴리비닐알코올의 평균 중합도가 1,000 이상 9,500 이하인 광학 필름 제조용 원단 필름.
제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
폴리비닐알코올층에 함유되는 폴리비닐알코올의 비누화도가 95 몰％ 이상인 광학 필름 제조용 원단 필름.
제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
폴리비닐알코올층이 가소제를 폴리비닐알코올 100 질량부에 대해 1 질량부 이상 15 질량부 이하 함유하는 광학 필름 제조용 원단 필름.
제 7 항에 있어서,
가소제가 글리세린인 광학 필름 제조용 원단 필름.
제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
폴리비닐알코올층의 두께가 20 ㎛ 이하인 광학 필름 제조용 원단 필름.
제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 기재된 광학 필름 제조용 원단 필름을 사용하는 광학 필름의 제조 방법으로서 연신하는 공정을 갖는 제조 방법.
제 10 항에 있어서,
편광 필름의 제조 방법인 제조 방법.
제 11 항에 있어서,
연신 전의 폴리비닐알코올층 ; 연신 도중에 있는 폴리비닐알코올층 ; 및, 연신한 후의 폴리비닐알코올층으로 형성된 연신 필름층 ; 중 어느 것에 대해 이색성 색소를 접촉시키는 공정을 포함하는 제조 방법.
제 12 항에 있어서,
이색성 색소를 접촉시키는 공정의 전에, 붕소 화합물을 함유하는 수용액과 접촉시키는 공정을 포함하지 않는 제조 방법.
제 12 항 또는 제 13 항에 있어서,
이색성 색소를 접촉시키는 공정의 전에, 95 ℃ 이상의 온도에서 연신하는 공정을 포함하지 않는 제조 방법.