KR20170108013A

KR20170108013A - 필름

Info

Publication number: KR20170108013A
Application number: KR1020177020732A
Authority: KR
Inventors: 마사히로 다카후지; 다카노리 이소자키; 와타루 오하시
Original assignee: 주식회사 쿠라레
Priority date: 2015-01-27
Filing date: 2016-01-14
Publication date: 2017-09-26
Also published as: WO2016121507A1; TWI741974B; JP6776129B2; KR102467101B1; TW201634494A; CN107250180A; JPWO2016121507A1

Abstract

광학 특성, 내구성능 및 수축 저감이 우수한 광학 필름을 용이하게 제조할 수 있는 필름과, 그것을 사용한 광학 필름의 제조 방법을 제공하는 것. 비닐알코올 단위 및 하기 식 (1) 로 나타내는 구조 단위를 함유하고, 1,2-글리콜 결합량이 1.5 몰％ 이하인 하이드록시메틸기 함유 비닐알코올계 중합체를 함유하는 필름 ; 및 당해 필름을 사용하여 1 축 연신하는 공정을 갖는, 광학 필름의 제조 방법.

Description

필름 {FILM}

본 발명은, 1,3-디올 구조를 갖는 특정 하이드록시메틸기 함유 비닐알코올계 중합체를 함유하는, 편광 필름 등의 광학 필름을 제조하기 위한 원단 필름으로서 유용한 필름과 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 퇴색을 방지하거나, 편광 필름의 수축을 방지하거나 하기 위해, 편광 필름의 표면에 삼아세트산셀룰로오스 (TAC) 필름 등의 보호막이 첩합 (貼合) 된 구조를 갖고 있고, 편광판을 구성하는 편광 필름으로는 비닐알코올계 중합체 필름 (이하,「비닐알코올계 중합체」를「PVA」로 칭하는 경우가 있다) 을 1 축 연신하여 이루어지는 매트릭스에 요오드계 색소 (I₃ ^- 나 I₅ ^- 등) 나 이색성 유기 염료와 같은 이색성 색소가 흡착되어 있는 것이 주류를 이루고 있다.

LCD 는, 전자식 탁상 계산기 및 손목 시계 등의 소형 기기, 휴대 전화, 노트북 컴퓨터, 액정 모니터, 액정 컬러 프로젝터, 액정 텔레비젼, 차재용 네비게이션 시스템, 옥 내외에서 사용되는 계측 기기 등에 광범위하게 사용되게 되었고, 최근, 특히 박형·경량화가 요구되고 있다. 이에 따라, LCD 의 각 부재의 박형화가 진행되고 있어, 편광판의 보호막의 박형화에 수반되어, 편광 필름의 퇴색을 방지하거나, 편광 필름의 수축을 방지하거나 하는 기능의 저하가 우려되고 있다. 그래서, 편광도나 투과도가 높고 광학 특성이 우수하다는 종래의 특징을 유지하면서, 퇴색이 적어 내구성이 우수함과 동시에, 수축을 저감시킨 편광 필름이 요구되고 있다.

그런데, 변성 PVA 를 함유하는 광학 필름 제조용 원단 필름이 몇 가지 알려져 있다. 예를 들어, 카르복실산기나 ω-하이드록시-α-올레핀기 등의 친수성 관능기를 0.01 ∼ 1 몰％ 함유하는 특정 PVA 로 이루어지는 편광막의 원단용 폴리비닐알코올 필름이, 연신·배향 처리성 및 이색성 물질의 흡착 처리성이 우수하고, 양호한 광학 성능을 나타냄이 알려져 있다 (특허문헌 1 등을 참조). 또한, 측사슬에 1,2-글리콜 결합을 함유하는 특정 PVA 를 함유하는 특정한 광학용 PVA 필름이, 광학 특성 및 연신성이 우수함이 알려져 있다 (특허문헌 2 를 참조).

일본 공개특허공보 평8-201626호 일본 공개특허공보 2009-24076호

그러나, 종래 공지된 변성 PVA 를 함유하는 광학 필름 제조용 원단 필름을 사용한 경우에는, 광학 특성, 내구성능 및 수축 저감이 우수한 광학 필름을 얻는다는 점에서 개량의 여지가 있었다.

그래서 본 발명은, 광학 특성, 내구성능 및 수축 저감이 우수한 광학 필름을 용이하게 제조할 수 있는 필름과, 그것을 사용한 광학 필름의 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명자들이 상기 목적을 달성하기 위해 예의 검토를 거듭한 결과, 1,3-디올 구조를 갖는 특정 구조 단위를 주사슬에 함유함과 함께, 1,2-글리콜 결합량이 특정 범위에 있는 하이드록시메틸기 함유 PVA 를 함유하는 필름에 따르면 상기 과제가 해결됨을 알아내어, 당해 지견에 의거하여 검토를 더 거듭하여 본 발명을 완성시켰다.

즉, 본 발명은,

[1] 비닐알코올 단위 및 하기 식 (1) 로 나타내는 구조 단위를 함유하고, 1,2-글리콜 결합량이 1.5 몰％ 이하인 하이드록시메틸기 함유 PVA 를 함유하는 필름 ;

[화학식 1]

[2] 상기 하이드록시메틸기 함유 PVA 에 있어서의 상기 식 (1) 로 나타내는 구조 단위의 함유율이 0.1 ∼ 2 몰％ 인, [1] 에 기재된 필름 ;

[3] 상기 하이드록시메틸기 함유 PVA 의 비누화도가 95 몰％ 이상인, [1] 또는 [2］에 기재된 필름 ;

[4] 광학 필름 제조용 원단 필름인, [1] ∼ [3] 중 어느 하나에 기재된 필름 ;

[5] 광학 필름이 편광 필름인, [4] 에 기재된 필름 ;

[6] [4] 또는 [5] 에 기재된 필름을 사용하여 1 축 연신하는 공정을 갖는, 광학 필름의 제조 방법 ;

에 관한 것이다.

본 발명에 따르면, 광학 특성, 내구성능 및 수축 저감이 우수한 광학 필름을 용이하게 제조할 수 있는 필름과, 그것을 사용한 광학 필름의 제조 방법이 제공된다.

본 발명의 필름은, 비닐알코올 단위 및 하기 식 (1) 로 나타내는 구조 단위를 함유하고, 1,2-글리콜 결합량이 1.5 몰％ 이하인 하이드록시메틸기 함유 PVA 를 함유한다.

[화학식 2]

본 발명의 필름은, 거기에 함유되는 하이드록시메틸기 함유 PVA 가 상기 식 (1) 로 나타내는 1,3-디올 구조를 갖는 구조 단위를 함유함으로써, 연신성이 향상되고, 본 발명의 필름에 따르면, 광학 특성이 우수한 광학 필름을 용이하게 제조 할 수 있다. 또한, 광학 필름의 수축력이 저감된다는 특징을 갖는다. 본 발명을 전혀 한정하는 것은 아니지만, 상기와 같은 이점이 얻어지는 이유로서는, 식 (1) 로 나타내는 구조 단위에 의해 결정성이 저하되는 점과, 1,3-디올 구조에 의거하는 높은 수소 결합력에 의한 영향을 생각할 수 있다.

하이드록시메틸기 함유 PVA 에 있어서의 식 (1) 로 나타내는 구조 단위의 함유율은 특별히 한정되지 않지만, 하이드록시메틸기 함유 PVA 를 구성하는 전체 구조 단위의 몰수를 100 몰％ 로 하여 0.1 ∼ 2 몰％ 의 범위 내인 것이 바람직하고, 0.2 ∼ 1.9 몰％ 의 범위 내인 것이 보다 바람직하고, 0.3 ∼ 1.8 몰％ 의 범위 내인 것이 더욱 바람직하다. 당해 함유율이 0.1 몰％ 이상임으로써, 필름의 연신성이 보다 향상되고, 또한 수축력의 저감이 보다 우수한 광학 필름이 얻어진다. 한편, 당해 함유율이 2 몰％ 이하임으로써, 광학 필름 제조시의 필름의 용해를 보다 효과적으로 방지할 수 있고, 또한 광학 특성이 보다 우수한 광학 필름이 얻어진다. 또 본 명세서에 있어서, 구조 단위란 중합체를 구성하는 반복 단위를 말한다.

또한, 하이드록시메틸기 함유 PVA 의 1,2-글리콜 결합량이 1.5 몰％ 이하임으로써, 퇴색이 적어 내구성능이 우수한 광학 필름이 얻어진다. 1,2-글리콜 결합량은 1.4 몰％ 이하인 것이 바람직하고, 1.2 몰％ 이하인 것이 보다 바람직하고, 1.0 몰％ 이하인 것이 더욱 바람직하다. 1,2-글리콜 결합량이 낮을수록 얻어지는 편광 필름의 내구성능은 양호해진다.

또, 1,2-글리콜 결합량이 상기 범위에 있는 변성 PVA 는, 비닐에스테르계 단량체를 50 ℃ 미만, 바람직하게는 40 ℃ 미만, 보다 바람직하게는 30 ℃ 미만, 더욱 바람직하게는 20 ℃ 미만, 특히 바람직하게는 5 ℃ 미만인 온도에서 중합함으로써 용이하게 제조할 수 있다. 비닐에스테르계 단량체의 중합 속도 관점에서 공업적으로 가능한 중합 온도의 하한은 -50 ℃ 정도이고, 이 관점에서는, 하이드록시메틸기 함유 PVA 의 1,2-글리콜 결합량의 하한은 0.5 몰％ 정도가 한도이다. 하이드록시메틸기 함유 PVA 의 1,2-글리콜 결합량은 공지된 NMR 측정법에 의해 구할 수 있다.

하이드록시메틸기 함유 PVA 의 중합도는, 1,500 ∼ 6,000 의 범위 내인 것이 바람직하고, 1,800 ∼ 5,000 의 범위 내인 것이 보다 바람직하고, 2,000 ∼ 4,000 의 범위 내인 것이 더욱 바람직하다. 당해 중합도가 1,500 이상임으로써, 필름을 1 축 연신하여 얻어지는 편광 필름 등의 광학 필름의 내구성을 보다 향상시킬 수 있다. 한편, 당해 중합도가 6,000 이하임으로써, 제조 비용의 상승이나 제막시에 있어서의 공정 통과성의 불량 등을 억제할 수 있다. 또, 본 명세서에 있어서의 하이드록시메틸기 함유 PVA 의 중합도는, JIS K6726-1994 의 기재에 준하여 측정한 평균 중합도를 의미한다.

하이드록시메틸기 함유 PVA 의 비누화도는, 필름을 1 축 연신하여 얻어지는 편광 필름 등의 광학 필름의 내수성 관점에서 95 몰％ 이상인 것이 바람직하고, 96 몰％ 이상인 것이 보다 바람직하고, 98 몰％ 이상인 것이 더욱 바람직하다. 또, 본 명세서에 있어서의 하이드록시메틸기 함유 PVA 의 비누화도란, 하이드록시메틸기 함유 PVA 가 갖는, 비누화에 의해 비닐알코올 단위 (-CH₂-CH(OH)-) 로 변환될 수 있는 구조 단위 (전형적으로는 비닐에스테르 단위) 와 비닐알코올 단위의 합계 몰수에 대하여 당해 비닐알코올 단위의 몰수가 차지하는 비율 (몰％) 을 말한다. 당해 비누화도는, 식 (1) 로 나타내는 구조 단위나 그 유도체의 양도 감안한 후에 JIS K6726-1994 의 기재에 준하여 측정할 수 있다.

하이드록시메틸기 함유 PVA 의 제조 방법은 특별히 한정되지 않는다. 예를 들어, 비닐에스테르계 단량체와, 그것과 공중합할 수 있고 또한 식 (1) 로 나타내는 구조 단위로 변환할 수 있는 불포화 단량체를 공중합하여, 얻어진 비닐에스테르계 공중합체의 비닐에스테르 단위를 비닐알코올 단위로 변환하고, 한편 식 (1) 로 나타내는 구조 단위로 변환할 수 있는 불포화 단량체에서 유래되는 구조 단위를 식 (1) 로 나타내는 구조 단위로 변환하는 방법을 들 수 있다. 식 (1) 로 나타내는 구조 단위로 변환할 수 있는 불포화 단량체의 구체예를 이하의 식 (2) 에 나타낸다.

[화학식 3]

식 (2) 에 있어서, R 은 탄소수 1 ∼ 10 의 알킬기를 나타낸다. R 의 구조로는 특별히 한정되지 않고, 일부에 분기, 고리형 구조를 갖고 있어도 된다. 또한, 일부가 다른 관능기로 치환되어 있어도 된다. R 은 바람직하게는 탄소수 1 ∼ 5 의 알킬기이고, 그 알킬기의 예로는, 메틸기, 에틸기, n-프로필기, 이소프로필기, n-부틸기, 이소부틸기, tert-부틸기, 펜틸기 등의 직사슬 또는 분기를 갖는 알킬기를 들 수 있다. 또한, R 이 갖고 있어도 되는 치환기로서는, 알콕시기, 할로겐 원자, 수산기 등을 들 수 있다. 또, 복수 존재하는 R 은 서로 동일해도 되고 상이해도 되며 어느 쪽이어도 된다.

식 (2) 로 나타내는 불포화 단량체로는, 예를 들어 1,3-디아세톡시-2-메틸렌프로판, 1,3-디프로피오닐옥시-2-메틸렌프로판, 1,3-디부티릴옥시-2-메틸렌프로판 등을 들 수 있다. 그 중에서도, 1,3-디아세톡시-2-메틸렌프로판이 제조 용이성 면에서 바람직하게 사용된다.

식 (2) 로 나타내는 불포화 단량체는, 일반적으로 PVA 의 변성에 사용되는 다른 알릴형 불포화 단량체 (예를 들어, 알릴글리시딜에테르 등) 에 비해서 비닐에스테르계 단량체와의 공중합 반응이 진행되기 쉽다. 따라서, 중합시에 있어서의 변성량이나 중합도의 제약이 적어, 변성량 및 중합도가 높은 하이드록시메틸기 함유 PVA 가 용이하게 얻어진다. 또한, 중합 종료시에 잔류하는 미반응의 당해 불포화 단량체의 양을 줄일 수 있어, 본 발명에 있어서의 하이드록시메틸기 함유 PVA 는 공업적인 제조시에 있어서의 환경 면 및 비용 면에서도 우수하다.

하이드록시메틸기 함유 PVA 의 제조에 사용되는 비닐에스테르계 단량체는 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어 포름산비닐, 아세트산비닐, 프로피온산비닐, 부티르산비닐, 이소부티르산비닐, 피발산비닐, 버사틱산비닐, 카프로산비닐, 카프릴산비닐, 카프르산비닐, 라우르산비닐, 팔미트산비닐, 스테아르산비닐, 올레산비닐, 벤조산비닐 등을 들 수 있다. 경제적 관점에서는 아세트산비닐이 바람직하다.

식 (2) 로 나타내는 불포화 단량체와 비닐에스테르계 단량체를 공중합할 때의 중합 방식은 회분 중합, 반회분 중합, 연속 중합, 반연속 중합 등의 어느 방식이어도 되고, 중합 방법으로는, 괴상 중합법, 용액 중합법, 현탁 중합법, 유화 중합법 등의 공지된 방법을 적용할 수 있다. 무용매 또는 알코올 등의 용매 중에서 중합을 진행시키는 괴상 중합법 또는 용액 중합법이 통상 채용된다. 고중합도의 비닐에스테르계 공중합체를 얻는 경우에는 유화 중합법도 바람직하다. 용액 중합법의 용매는 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어 알코올이다. 용액 중합법의 용매에 사용되는 알코올은, 예를 들어 메탄올, 에탄올, 프로판올 등의 저급 알코올이다. 중합계에 있어서의 용매의 사용량은, 목적으로 하는 하이드록시메틸기 함유 PVA 의 중합도에 따라 용매의 연쇄 이동을 고려하여 선택하면 되고, 예를 들어 용매가 메탄올인 경우, 용매와 중합계에 함유되는 전체 단량체의 질량비 {＝(용매)/(전체 단량체)} 로서 바람직하게는 0.01 ∼ 10 의 범위 내, 보다 바람직하게는 0.05 ∼ 3 의 범위 내에서 선택된다.

식 (2) 로 나타내는 불포화 단량체와 비닐에스테르계 단량체의 공중합에 사용되는 중합 개시제는, 공지된 중합 개시제, 예를 들어 아조계 개시제, 과산화물계 개시제, 레독스계 개시제에서 중합 방법에 따라 선택하면 된다. 아조계 개시제는, 예를 들어 2,2'-아조비스이소부티로니트릴, 2,2'-아조비스(2,4-디메틸발레로니트릴), 2,2'-아조비스(4-메톡시-2,4-디메틸발레로니트릴) 이다. 과산화물계 개시제는, 예를 들어 디이소프로필퍼옥시디카보네이트, 디-2-에틸헥실퍼옥시디카보네이트, 디에톡시에틸퍼옥시디카보네이트 등의 퍼카보네이트계 화합물 ; t-부틸퍼옥시네오데카네이트, α-쿠밀퍼옥시네오데카네이트 등의 퍼에스테르계 화합물 ; 아세틸시클로헥실술포닐퍼옥사이드 ; 2,4,4-트리메틸펜틸-2-퍼옥시페녹시아세테이트 ; 과산화아세틸이다. 과황산칼륨, 과황산암모늄, 과산화수소 등을 상기 개시제에 조합하여 중합 개시제로 해도 된다. 레독스계 개시제는, 예를 들어 상기 과산화물계 개시제와 아황산수소나트륨, 탄산수소나트륨, 타르타르산, L-아스코르브산, 롱갈리트 등의 환원제를 조합한 중합 개시제이다. 중합 개시제의 사용량은 중합 개시제의 종류에 따라 다르기 때문에 일률적으로는 결정할 수 없지만, 중합 속도에 따라 선택하면 된다. 예를 들어, 중합 개시제에 2,2'-아조비스이소부티로니트릴 혹은 과산화아세틸을 사용하는 경우, 비닐에스테르계 단량체에 대하여 0.01 ∼ 0.2 몰％ 가 바람직하고, 0.02 ∼ 0.15 몰％ 가 보다 바람직하다.

식 (2) 로 나타내는 불포화 단량체와 비닐에스테르계 단량체의 공중합은 연쇄 이동제의 존재하에서 실시해도 된다. 연쇄 이동제는, 예를 들어 아세트알데히드, 프로피온알데히드 등의 알데히드류 ; 아세톤, 메틸에틸케톤 등의 케톤류 ; 2-하이드록시에탄티올 등의 메르캅탄류 ; 포스핀산나트륨 일수화물 등의 포스핀산염류 등이다. 그 중에서도, 알데히드류 및 케톤류가 바람직하게 사용된다. 연쇄 이동제의 사용량은, 사용하는 연쇄 이동제의 연쇄 이동 계수 및 목적으로 하는 하이드록시메틸기 함유 PVA 의 중합도에 따라 결정할 수 있지만, 일반적으로 비닐에스테르계 단량체 100 질량부에 대하여 0.1 ∼ 10 질량부가 바람직하다.

식 (2) 로 나타내는 불포화 단량체와 비닐에스테르계 단량체의 공중합에 의해 얻어지는 비닐에스테르계 공중합체를 비누화함으로써, 상기 하이드록시메틸기 함유 PVA 를 얻을 수 있다. 당해 비닐에스테르계 공중합체를 비누화함으로써, 비닐에스테르계 공중합체 내의 비닐에스테르 단위는 비닐알코올 단위로 변환된다. 또, 식 (2) 로 나타내는 불포화 단량체에서 유래되는 구조 단위의 에스테르 결합도 비누화되어, 식 (1) 로 나타내는 1,3-디올 구조를 갖는 구조 단위로 변환된다. 따라서, 당해 하이드록시메틸기 함유 PVA 는 비누화 후에 추가로 가수분해 등의 반응을 실시하지 않아도 제조할 수 있다.

비닐에스테르계 공중합체의 비누화는, 예를 들어 알코올 또는 함수 알코올에 당해 비닐에스테르계 공중합체가 용해된 상태에서 실시할 수 있다. 비누화에 사용하는 알코올은, 예를 들어 메탄올, 에탄올 등의 저급 알코올을 들 수 있으며, 바람직하게는 메탄올이다. 비누화에 사용하는 알코올은, 예를 들어 그 질량의 40 질량％ 이하의 비율로, 아세톤, 아세트산메틸, 아세트산에틸, 벤젠 등의 다른 용매를 함유해도 된다. 비누화에 사용하는 촉매는, 예를 들어 수산화칼륨, 수산화나트륨 등의 알칼리 금속의 수산화물, 나트륨메틸레이트 등의 알칼리 촉매, 광산 등의 산 촉매이다. 비누화를 실시하는 온도는 한정되지 않지만, 20 ∼ 60 ℃ 의 범위 내가 바람직하다. 비누화의 진행에 따라 겔상의 생성물이 석출되어 나온 경우에는, 생성물을 분쇄한 후, 세정, 건조시켜, 하이드록시메틸기 함유 PVA 를 얻을 수 있다. 비누화 방법은 전술한 방법에 한정되지 않고 공지된 방법을 적용할 수 있다.

하이드록시메틸기 함유 PVA 는 식 (1) 로 나타내는 구조 단위, 비닐알코올 단위 및 비닐에스테르 단위 이외의 다른 구조 단위를 추가로 함유할 수 있다. 당해 다른 구조 단위로는, 예를 들어 비닐에스테르계 단량체와 공중합할 수 있는 에틸렌성 불포화 단량체에서 유래되는 구조 단위를 들 수 있다. 또, 상기한 비닐에스테르계 단량체와 공중합할 수 있고 또한 식 (1) 로 나타내는 구조 단위로 변환할 수 있는 불포화 단량체에서 유래되는 구조 단위 (비누화에 의해 식 (1) 로 나타내는 구조 단위로 변환되지 않은 구조 단위) 를 함유할 수도 있다.

하이드록시메틸기 함유 PVA 에 있어서의, 식 (1) 로 나타내는 구조 단위, 비닐알코올 단위 및 비닐에스테르 단위의 합계가 차지하는 비율은, 하이드록시메틸기 함유 PVA 를 구성하는 전체 구조 단위의 몰수를 100 몰％ 로 하여 80 몰％ 이상인 것이 바람직하고, 90 몰％ 이상인 것이 보다 바람직하고, 95 몰％ 이상인 것이 더욱 바람직하고, 99 몰％ 이상이어도 된다.

상기 에틸렌성 불포화 단량체로는, 예를 들어 에틸렌, 프로필렌, n-부텐, 이소부틸렌, 1-헥센 등의 α-올레핀류 ; 아크릴산 및 그의 염 ; 아크릴산에스테르기를 갖는 불포화 단량체 ; 메타크릴산 및 그의 염 ; 메타크릴산에스테르기를 갖는 불포화 단량체 ; 아크릴아미드 ; N-메틸아크릴아미드, N-에틸아크릴아미드, N,N-디메틸아크릴아미드, 디아세톤아크릴아미드, 아크릴아미드프로판술폰산 및 그의 염, 아크릴아미드프로필디메틸아민 및 그의 염 (예를 들어 4 급 염) 등의 아크릴아미드 유도체 ; 메타크릴아미드 ; N-메틸메타크릴아미드, N-에틸메타크릴아미드, 메타크릴아미드프로판술폰산 및 그의 염, 메타크릴아미드프로필디메틸아민 및 그의 염 (예를 들어 4 급 염) 등의 메타크릴아미드 유도체 ; 메틸비닐에테르, 에틸비닐에테르, n-프로필비닐에테르, i-프로필비닐에테르, n-부틸비닐에테르, i-부틸비닐에테르, t-부틸비닐에테르, 도데실비닐에테르, 스테아릴비닐에테르, 2,3-디아세톡시-1-비닐옥시프로판 등의 비닐에테르류 ; 아크릴로니트릴, 메타크릴로니트릴 등의 시안화 비닐류 ; 염화비닐, 불화비닐 등의 할로겐화비닐류 ; 염화비닐리덴, 불화비닐리덴 등의 할로겐화비닐리덴류 ; 아세트산알릴, 2,3-디아세톡시-1-알릴옥시프로판, 염화알릴 등의 알릴 화합물 ; 말레산, 이타콘산, 푸마르산 등의 불포화 디카르복실산 및 그의 염 또는 에스테르 ; 비닐트리메톡시실란 등의 비닐실릴 화합물, 아세트산이소프로페닐이다. 이들 중에서도, 연신성이 향상됨과 함께 보다 높은 온도에서 연신할 수 있고, 광학 필름 제조시에 연신 끊김 등의 트러블 발생이 저감되어 광학 필름의 생산성이 한층 더 향상된다는 점에서 에틸렌이 바람직하다. 하이드록시메틸기 함유 PVA 가 에틸렌 단위를 함유하는 경우, 에틸렌 단위의 함유율은, 상기와 같은 연신성이나 연신 가능 온도 등의 관점에서 하이드록시메틸기 함유 PVA 를 구성하는 전체 구조 단위의 몰수를 100 몰％ 로 하여 1 ∼ 4 몰％ 가 바람직하고, 2 ∼ 3 몰％ 가 특히 바람직하다.

하이드록시메틸기 함유 PVA 에 있어서의 식 (1) 로 나타내는 구조 단위, 비닐알코올 단위 및 기타 임의의 구성 단위의 배열 순서에는 특별히 제한은 없고, 랜덤, 블록, 교호 등 중 어느 것이어도 된다.

본 발명의 필름은, 상기 하이드록시메틸기 함유 PVA 이외에 가소제를 함유할 수 있다. 바람직한 가소제로는 다가 알코올을 들 수 있고, 구체예로서는, 에틸렌글리콜, 글리세린, 프로필렌글리콜, 디에틸렌글리콜, 디글리세린, 트리에틸렌글리콜, 테트라에틸렌글리콜, 트리메틸올프로판 등을 들 수 있다. 본 발명의 필름은 이들 가소제의 1 종 또는 2 종 이상을 함유할 수 있다. 이들 중에서도, 연신성의 향상 효과 면에서 글리세린이 바람직하다.

본 발명의 필름에 있어서의 가소제의 함유량은, 거기에 함유되는 하이드록시메틸기 함유 PVA 100 질량부에 대하여 1 ∼ 20 질량부의 범위 내인 것이 바람직하고, 3 ∼ 17 질량부의 범위 내인 것이 보다 바람직하고, 5 ∼ 15 질량부의 범위 내인 것이 더욱 바람직하다. 당해 함유량이 1 질량부 이상임으로써, 필름의 연신성이 보다 향상된다. 한편, 당해 함유량이 20 질량부 이하임으로써, 필름이 지나치게 유연해져 취급성이 저하되는 것을 억제할 수 있다.

본 발명의 필름에는, 추가로 충전제, 구리 화합물 등의 가공 안정제, 내후성 안정제, 착색제, 자외선 흡수제, 광 안정제, 산화 방지제, 대전 방지제, 난연제, 기타 열가소성 수지, 윤활제, 향료, 소포제, 소취제, 증량제, 박리제, 이형제, 보강제, 가교제, 곰팡이 방지제, 방부제, 결정화 속도 지연제 등의 첨가제를 필요에 따라 적절히 배합할 수 있다.

본 발명의 필름에 있어서의 하이드록시메틸기 함유 PVA 및 가소제의 합계가 차지하는 비율은, 필름의 질량에 기초하여 80 질량％ 이상인 것이 바람직하고, 90 질량％ 이상인 것이 보다 바람직하고, 95 질량％ 이상인 것이 더욱 바람직하다.

본 발명의 필름의 팽윤도는 160 ∼ 240 ％ 의 범위 내인 것이 바람직하고, 170 ∼ 230 ％ 의 범위 내인 것이 보다 바람직하고, 180 ∼ 220 ％ 의 범위 내인 것이 특히 바람직하다. 팽윤도가 160 ％ 이상임으로써, 극도로 결정화가 진행되는 것을 억제할 수 있어, 안정적으로 보다 고배율까지 연신할 수 있다. 한편, 팽윤도가 240 ％ 이하임으로써, 연신시의 용해가 억제되어, 보다 고온의 조건하에서도 연신할 수 있게 된다. 또 본 명세서에 있어서, 필름의 팽윤도란, 필름을 30 ℃ 의 증류수 중에 30 분간 침지시켰을 때의 질량을, 침지 후 105 ℃ 에서 16 시간 건조시킨 후의 질량으로 나눠 얻어지는 값의 백분율을 의미하고, 구체적으로는 실시예에 있어서 후술하는 방법에 의해 측정할 수 있다.

본 발명의 필름의 두께는 특별히 제한되지 않지만, 일반적으로는 1 ∼ 100 ㎛, 나아가서는 5 ∼ 75 ㎛, 특히 10 ∼ 60 ㎛ 정도인 것이 바람직하다. 당해 두께가 지나치게 얇으면, 편광 필름 등의 광학 필름을 제조하기 위한 1 축 연신 처리시에, 연신 끊김이 발생하기 쉬워지는 경향이 있다. 또한, 당해 두께가 지나치게 두꺼우면, 광학 필름을 제조하기 위한 1 축 연신 처리시에 연신 불균일이 발생하기 쉬워진다.

본 발명의 필름의 폭은 특별히 제한되지 않고, 제조되는 광학 필름의 용도 등에 따라 결정할 수 있다. 최근, 액정 텔레비젼이나 액정 모니터의 대 (大) 화면화가 진행되고 있는 점에서, 필름의 폭을 3 m 이상으로 해 두면, 이들 용도에 바람직하다. 한편, 필름의 폭이 너무나 지나치게 크면, 실용화되어 있는 장치로 광학 필름을 제조하는 경우에 1 축 연신 자체를 균일하게 실시하는 것이 곤란해지기 쉬우므로, 필름의 폭은 7 m 이하인 것이 바람직하다.

본 발명의 필름의 제조 방법은 특별히 한정되지 않고, 제막 후의 필름의 두께 및 폭이 보다 균일해지는 제조 방법을 바람직하게 채용할 수 있으며, 예를 들어 필름을 구성하는 상기한 하이드록시메틸기 함유 PVA 및 필요에 따라 추가로 상기한 가소제, 첨가제 및 후술하는 계면 활성제 등 중의 1 종 또는 2 종 이상이 액체 매체 중에 용해된 제막 원액이나, 하이드록시메틸기 함유 PVA 및 필요에 따라 추가로 가소제, 첨가제, 계면 활성제 및 액체 매체 등 중의 1 종 또는 2 종 이상을 함유하고, 하이드록시메틸기 함유 PVA 가 용융되어 있는 제막 원액을 사용하여 제조할 수 있다. 당해 제막 원액이 가소제, 첨가제 및 계면 활성제 중 적어도 1 종을 함유하는 경우에는, 그것들의 성분이 균일하게 혼합되어 있는 것이 바람직하다.

제막 원액의 조제에 사용되는 상기 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 미치는 부하나 회수성 관점에서 물이 바람직하다.

제막 원액의 휘발분율 (제막시에 휘발이나 증발에 의해 제거되는 액체 매체 등의 휘발성 성분의 제막 원액 중에 있어서의 함유 비율) 은 제막 방법, 제막 조건 등에 따라서도 다르지만, 일반적으로는 50 ∼ 95 질량％ 의 범위 내인 것이 바람직하고, 55 ∼ 90 질량％ 의 범위 내인 것이 보다 바람직하고, 60 ∼ 85 질량％ 의 범위 내인 것이 더욱 바람직하다. 제막 원액의 휘발분율이 50 질량％ 이상임으로써, 제막 원액의 점도가 지나치게 높아지지 않아, 제막 원액 조제시의 여과나 탈포가 원활하게 이루어져, 이물질이나 결점이 적은 필름의 제조가 용이해진다. 한편, 제막 원액의 휘발분율이 95 질량％ 이하임으로써, 제막 원액의 농도가 지나치게 낮아지지 않아, 공업적인 필름의 제조가 용이해진다.

제막 원액은 계면 활성제를 함유하는 것이 바람직하다. 계면 활성제를 함유함으로써, 제막성이 향상되어 필름의 두께 편차의 발생이 억제됨과 함께, 제막에 사용하는 금속 롤이나 벨트로부터의 필름의 박리가 용이해진다. 계면 활성제를 함유하는 제막 원액으로부터 필름을 제조한 경우에는, 당해 필름 중에는 계면 활성제가 함유될 수 있다. 상기 계면 활성제의 종류는 특별히 한정되지 않지만, 금속 롤이나 벨트로부터의 박리성 관점 등에서, 아니온성 계면 활성제 또는 논이온성 계면 활성제가 바람직하다.

아니온성 계면 활성제로서는, 예를 들어 라우르산칼륨 등의 카르복실산형 ; 폴리옥시에틸렌라우릴에테르황산염, 옥틸술페이트 등의 황산에스테르형 ; 도데실벤젠술포네이트 등의 술폰산형 등이 바람직하다.

논이온성 계면 활성제로는, 예를 들어 폴리옥시에틸렌올레일에테르 등의 알킬에테르형 ; 폴리옥시에틸렌옥틸페닐에테르 등의 알킬페닐에테르형 ; 폴리옥시에틸렌라우레이트 등의 알킬에스테르형 ; 폴리옥시에틸렌라우릴아미노에테르 등의 알킬아민형 ; 폴리옥시에틸렌라우르산아미드 등의 알킬아미드형 ; 폴리옥시에틸렌폴리옥시프로필렌에테르 등의 폴리프로필렌글리콜에테르형 ; 라우르산디에탄올아미드, 올레산디에탄올아미드 등의 알칸올아미드형 ; 폴리옥시알킬렌알릴페닐에테르 등의 알릴페닐에테르형 등이 바람직하다.

이들 계면 활성제는 1 종을 단독으로 또는 2 종 이상을 조합하여 사용할 수 있다.

제막 원액이 계면 활성제를 함유하는 경우, 그 함유량은, 제막 원액에 함유되는 하이드록시메틸기 함유 PVA 100 질량부에 대하여 0.01 ∼ 0.5 질량부의 범위 내인 것이 바람직하고, 0.02 ∼ 0.3 질량부의 범위 내인 것이 보다 바람직하고, 0.05 ∼ 0.1 질량부의 범위 내인 것이 특히 바람직하다. 당해 함유량이 0.01 질량부 이상임으로써, 제막성 및 박리성이 보다 향상된다. 한편, 당해 함유량이 0.5 질량부 이하임으로써, 계면 활성제가 필름의 표면에 블리드 아웃되어 블로킹이 발생하여 취급성이 저하되는 것을 억제할 수 있다.

상기한 제막 원액을 사용하여 필름을 제막할 때의 제막 방법으로는, 예를 들어 캐스트 제막법, 압출 제막법, 습식 제막법, 겔 제막법 등을 들 수 있다. 이들 제막 방법은 1 종만을 채용해도 되고 2 종 이상을 조합하여 채용해도 된다. 이들 제막 방법 중에서도 캐스트 제막법, 압출 제막법이, 두께 및 폭이 균일하고 물성이 양호한 필름이 얻어지기 때문에 바람직하다. 제막된 필름에는 필요에 따라 건조나 열처리를 실시할 수 있다.

본 발명의 필름의 구체적인 제조 방법의 예로는, 예를 들어 T 형 슬릿 다이, 호퍼 플레이트, I-다이, 립 코터 다이 등을 사용하여, 상기 제막 원액을 최상류측에 위치하는 회전하는 가열된 제 1 롤 (혹은 벨트) 의 둘레면 상에 균일하게 토출 또는 유연 (流延) 시키고, 이 제 1 롤 (혹은 벨트) 의 둘레면 상에 토출 또는 유연된 막의 일방의 면으로부터 휘발성 성분을 증발시켜 건조시키고, 계속해서 그 하류측에 배치된 1 개 또는 복수 개의 회전하는 가열된 롤의 둘레면 상에서 더 건조시키거나, 또는 열풍 건조 장치 안을 통과시켜 더 건조시킨 후, 권취 장치에 의해 권취하는 방법을 공업적으로 바람직하게 채용할 수 있다. 가열된 롤에 의한 건조와 열풍 건조 장치에 의한 건조는, 적절히 조합하여 실시해도 된다.

본 발명의 필름의 용도에 특별히 제한은 없고, 예를 들어, 약제 포장용 필름, 액압 전사용 베이스 필름, 자수용 기재 필름, 인공 대리석 성형용 이형 필름, 종자 포장용 필름, 오물 수용백용 필름 등의 각종 수용성 필름의 용도로 사용할 수 있는데, 본 발명의 필름에 따르면, 광학 특성, 내구성능 및 수축 저감이 우수한 광학 필름을 용이하게 제조할 수 있어, 광학 필름을 제조하기 위한 원단 필름 (광학 필름 제조용 원단 필름) 으로서 사용하는 것이 바람직하다. 이와 같은 광학 필름으로는, 예를 들어 편광 필름이나 위상차 필름 등을 들 수 있고, 편광 필름이 바람직하다. 이와 같은 광학 필름은, 예를 들어 본 발명의 필름을 사용하여 1 축 연신 등의 처리를 실시함으로써 제조할 수 있다.

본 발명의 필름을 사용하여 편광 필름을 제조할 때의 방법은 특별히 제한되지 않고, 종래부터 채용되어 온 어느 방법을 채용해도 된다. 이와 같은 방법으로는, 예를 들어 본 발명의 필름에 대하여 염색 및 1 축 연신을 실시하거나, 염료를 함유하는 본 발명의 필름에 대하여 1 축 연신을 실시하거나 하는 방법을 들 수 있다. 편광 필름을 제조하기 위한 보다 구체적인 방법으로는, 본 발명의 필름에 대하여 팽윤, 염색, 1 축 연신, 및 필요에 따라 추가로 가교 처리, 고정 처리, 건조, 열처리 등을 실시하는 방법을 들 수 있다. 이 경우, 팽윤, 염색, 가교 처리, 1 축 연신, 고정 처리 등의 각 처리의 순서는 특별히 제한되지 않고, 1 개 또는 2 개 이상의 처리를 동시에 실시할 수도 있다. 또한, 각 처리의 1 개 또는 2 개 이상을 2 회 또는 그 이상 실시할 수도 있다.

팽윤은, 필름을 물에 침지시킴으로써 실시할 수 있다. 물에 침지시킬 때의 물의 온도로는, 20 ∼ 40 ℃ 의 범위 내인 것이 바람직하고, 22 ∼ 38℃ 의 범위 내인 것이 보다 바람직하고, 25 ∼ 35 ℃ 의 범위 내인 것이 더욱 바람직하다. 또, 물에 침지시키는 시간으로는, 예를 들어 0.1 ∼ 5 분간의 범위 내인 것이 바람직하고, 0.5 ∼ 3 분간의 범위 내인 것이 보다 바람직하다. 또, 물에 침지시킬 때의 물은 순수에 한정되지 않고, 각종 성분이 용해된 수용액이어도 되고, 물과 수성 매체의 혼합물이어도 된다.

염색은, 필름에 대하여 이색성 색소를 접촉시킴으로써 실시할 수 있다. 이색성 색소로는 요오드계 색소를 사용하는 것이 일반적이다. 염색의 시기로는, 1 축 연신 전, 1 축 연신시, 1 축 연신 후의 어느 단계여도 된다. 염색은 필름을 염색욕으로서 요오드-요오드화칼륨을 함유하는 용액 (특히 수용액) 중에 침지시킴으로써 실시하는 것이 일반적이고, 본 발명에 있어서도 이와 같은 염색 방법이 바람직하게 채용된다. 염색욕에서의 요오드의 농도는 0.01 ∼ 0.5 질량％ 의 범위 내인 것이 바람직하고, 요오드화칼륨의 농도는 0.01 ∼ 10 질량％ 의 범위 내인 것이 바람직하다. 또한, 염색욕의 온도는 20 ∼ 50 ℃, 특히 25 ∼ 40 ℃ 로 하는 것이 바람직하다.

필름에 대하여 가교 처리를 실시함으로써, 고온에서 습식 연신할 때에 하이드록시메틸기 함유 PVA 가 물에 용출되는 것을 보다 효과적으로 방지할 수 있다. 이 관점에서 가교 처리는 이색성 색소를 접촉시키는 처리 이후로서 1 축 연신 전에 실시하는 것이 바람직하다. 가교 처리는, 가교제를 함유하는 수용액에 필름을 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 ∼ 15 질량％ 의 범위 내인 것이 바람직하고, 2 ∼ 7 질량％ 의 범위 내인 것이 보다 바람직하고, 3 ∼ 6 질량％ 의 범위 내인 것이 더욱 바람직하다. 가교제의 농도가 1 ∼ 15 질량％ 의 범위 내에 있음으로써 충분한 연신성을 유지할 수 있다. 가교제를 함유하는 수용액은 요오드화칼륨 등의 보조제를 함유해도 된다. 가교제를 함유하는 수용액의 온도는 20 ∼ 50 ℃ 의 범위 내, 특히 25 ∼ 40 ℃ 의 범위 내로 하는 것이 바람직하다. 당해 온도를 20 ∼ 50 ℃ 의 범위 내로 함으로써 효율적으로 가교할 수 있다.

1 축 연신은, 습식 연신법 또는 건식 연신법 중 어느 것으로 실시해도 된다. 습식 연신법의 경우에는, 붕산을 함유하는 수용액 중에서 실시할 수도 있고, 상기한 염색욕 중이나 후술하는 고정 처리욕 중에서 실시할 수도 있다. 또한, 건식 연신법의 경우에는, 실온인 상태로 연신을 실시해도 되고, 가열하면서 연신해도 되고, 흡수 후의 필름을 사용하여 공기 중에서 실시할 수도 있다. 이들 중에서도, 습식 연신법이 바람직하고, 붕산을 함유하는 수용액 중에서 1 축 연신하는 것이 보다 바람직하다. 붕산 수용액 중에 있어서의 붕산의 농도는 0.5 ∼ 6.0 질량％ 의 범위 내인 것이 바람직하고, 1.0 ∼ 5.0 질량％ 의 범위 내인 것이 보다 바람직하고, 1.5 ∼ 4.0 질량％ 의 범위 내인 것이 특히 바람직하다. 또, 붕산 수용액은 요오드화칼륨을 함유해도 되고, 그 농도는 0.01 ∼ 10 질량％ 의 범위 내로 하는 것이 바람직하다.

1 축 연신에 있어서의 연신 온도는 30 ∼ 90 ℃ 의 범위 내인 것이 바람직하고, 40 ∼ 80 ℃ 의 범위 내인 것이 보다 바람직하고, 50 ∼ 70 ℃ 의 범위 내인 것이 특히 바람직하다.

또한, 1 축 연신에 있어서의 연신 배율은, 얻어지는 편광 필름의 편광 성능 면에서 6.8 배 이상인 것이 바람직하고, 6.9 배 이상인 것이 보다 바람직하고, 7.0 배 이상인 것이 특히 바람직하다. 연신 배율의 상한은 특별히 제한되지 않지만, 연신 배율은 8 배 이하인 것이 바람직하다.

장척의 필름을 1 축 연신하는 경우에 있어서의 1 축 연신의 방향에 특별히 제한은 없고, 장척 방향으로의 1 축 연신이나 횡 1 축 연신을 채용할 수 있는데, 편광 성능이 우수한 편광 필름이 얻어지므로 장척 방향으로의 1 축 연신이 바람직하다. 장척 방향으로의 1 축 연신은, 서로 평행한 복수의 롤을 구비하는 연신 장치를 사용하여, 각 롤 사이의 주속 (周速) 을 바꿈으로써 실시할 수 있다. 한편, 횡 1 축 연신은 텐터형 연신기를 사용하여 실시할 수 있다.

편광 필름의 제조에 있어서는, 필름에 대한 이색성 색소 (요오드계 색소 등) 의 흡착을 강고하게 하기 위해 고정 처리를 실시하는 것이 바람직하다. 고정 처리에 사용하는 고정 처리욕으로는, 붕산, 붕사 등의 붕소 화합물의 1 종 또는 2 종 이상을 함유하는 수용액을 사용할 수 있다. 또한, 필요에 따라 고정 처리욕 중에 요오드 화합물이나 금속 화합물을 첨가해도 된다. 고정 처리욕에 있어서의 붕소 화합물의 농도는 일반적으로 2 ∼ 15 질량％, 특히 3 ∼ 10 질량％ 정도인 것이 바람직하다. 당해 농도를 2 ∼ 15 질량％ 의 범위 내로 함으로써, 이색성 색소의 흡착을 보다 강고하게 할 수 있다. 고정 처리욕의 온도는 15 ∼ 60 ℃, 특히 25 ∼ 40 ℃ 인 것이 바람직하다.

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

이상과 같이 하여 얻어진 편광 필름은, 통상 그 양면 또는 편면에, 광학적으로 투명하고 또한 기계적 강도를 갖는 보호막을 첩합시켜 편광판으로 하여 사용된다. 보호막으로는, 삼아세트산셀룰로오스 (TAC) 필름, 시클로올레핀폴리머 (COP) 필름, 아세트산·부티르산셀룰로오스 (CAB) 필름, 아크릴계 필름, 폴리에스테르계 필름 등이 사용된다. 또한, 첩합을 위한 접착제로는, PVA 계 접착제나 우레탄계 접착제 등을 들 수 있는데, 그 중에서도 PVA 계 접착제가 바람직하다.

상기와 같이 하여 얻어진 편광판은, 아크릴계 등의 점착제를 코트한 후, 유리 기판에 첩합시켜 LCD 의 부품으로서 사용할 수 있다. 동시에 위상차 필름이나 시야각 향상 필름, 휘도 향상 필름 등과 첩합시켜도 된다.

실시예

이하, 실시예에 의해 본 발명을 보다 상세하게 설명하는데, 본 발명은 이들 실시예에 의해 전혀 한정되는 것은 아니다. 또, 이하의 실시예, 참고예 및 비교예에 있어서 채용된 각 측정 또는 평가 방법을 이하에 나타낸다.

PVA 의 1 차 구조

이하의 실시예, 참고예 및 비교예에서 사용한 PVA 의 1 차 구조 (변성 종의 구조 단위의 함유율, 1,2-글리콜 결합량 및 비누화도) 는 400 MHz ¹H-NMR 을 사용하여 분석하였다. ¹H-NMR 측정시의 용매는 중수소화 DMSO 를 사용하였다.

필름의 팽윤도

이하의 실시예, 참고예 또는 비교예에서 얻어진 필름을 1.5 g 이 되도록 커트하고, 30 ℃ 의 증류수 중에 30 분간 침지시켰다. 30 분간 침지 후에 당해 필름을 취출하여, 여과지로 표면의 물을 제거하고, 질량「N」을 구하였다. 계속해서 그 필름을 105 ℃ 의 건조기에서 16 시간 건조시킨 후, 질량「M」을 구하였다. 얻어진 질량「N」및「M」으로부터, 하기 식 (3) 에 의해 필름의 팽윤도를 산출하였다.

팽윤도 (％)＝100 × N/M (3)

필름의 연신성

이하의 실시예, 참고예 또는 비교예에서 얻어진 필름의 폭 방향 중앙부로부터, 폭 5 ㎝ × 길이 5 ㎝ 의 범위가 1 축 연신될 수 있도록 폭 5 ㎝× 길이 8 ㎝ 의 샘플을 커트하였다. 이 샘플을 30 ℃ 의 순수에 침지시키면서 1.5 배로 길이 방향으로 1 축 연신하였다. 계속해서, 요오드를 0.03 질량％ 및 요오드화칼륨을 3.0 질량％ 의 비율로 함유하는 수용액 (염색욕) (온도 30 ℃) 에 60 초간 침지시키면서 1.6 배 (전체 2.4 배) 로 길이 방향으로 1 축 연신하여 요오드를 흡착시켰다. 이어서, 붕산을 3 질량％ 및 요오드화칼륨을 3 질량％ 의 비율로 함유하는 수용액 (가교욕) (온도 30 ℃) 에 침지시키면서 1.1 배 (전체 2.6 배) 로 길이 방향으로 1 축 연신하였다. 또한, 붕산을 4 질량％ 및 요오드화칼륨을 6 질량％ 의 비율로 함유하는 수용액 (연신욕) 에 침지시키면서, 절단될 때까지 길이 방향으로 1 축 연신하고, 연신 전의 필름의 길이에 대한 절단시의 길이의 배율을 한계 연신 배율로 하였다. 단, 연신욕의 온도에 대해서는, 적당한 온도에서부터 1 ℃ 씩 변경하여 한계 연신 배율을 측정하고, 한계 연신 배율이 가장 높아지는 온도를 선택하였다.

편광 필름의 광학 특성 (이색성 비)

(1) 투과율 (Ts) 의 측정

이하의 실시예, 참고예 또는 비교예에서 얻어진 편광 필름의 중앙부로부터, 편광 필름의 길이 방향으로 2 ㎝ 의 샘플을 2 장 채취하여, 적분구가 부착된 분광 광도계 (니혼 분코 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 대해서, 길이 방향에 대하여 +45°기울인 경우의 광의 투과율과 -45°기울인 경우의 광의 투과율을 측정하여, 그것들의 평균값 (Ts1) (％) 을 구하였다. 다른 1 장의 샘플에 대해서도 동일하게 하여, +45°기울인 경우의 광의 투과율과 -45°기울인 경우의 광의 투과율을 측정하여, 그것들의 평균값 (Ts2) (％) 을 구하였다. 하기 식 (4) 에 의해 Ts1 과 Ts2 를 평균하여, 편광 필름의 투과율 (Ts) (％) 로 하였다.

Ts＝(Ts1 + Ts2)/2 (4)

(2) 편광도 (V) 의 측정

상기 투과율 (Ts) 의 측정에서 채취한 2 장의 샘플을, 그 길이 방향이 평행해지도록 겹친 경우의 광의 투과율 (

) (％), 길이 방향이 직교하도록 겹친 경우의 광의 투과율 (

) (％) 을, 상기「(1) 투과율 (Ts) 의 측정」의 경우와 동일하게 하여 측정하여, 하기 식 (5) 에 의해 편광도 (V) (％) 를 구하였다.

(3) 투과율이 44 ％ 일 때의 이색성 비의 산출

이하의 각 실시예, 참고예 및 비교예에 있어서, 염색욕에 있어서의 요오드의 농도를 0.02 ∼ 0.04 질량％ 및 요오드화칼륨의 농도를 2.0 ∼ 4.0 질량％ 의 각 범위 내에서 4 회 변경 (단, 요오드의 농도 : 요오드화칼륨의 농도＝1 : 100 으로 한다) 하여 동일한 조작을 실시하고, 각 실시예, 참고예 또는 비교예에서 제조한 편광 필름과는 이색성 색소의 흡착량이 상이한 4 장의 편광 필름을 제조하였다. 이들 4 장의 편광 필름의 각각에 대해서 상기한 방법으로 투과율 (Ts) (％) 및 편광도 (V) (％) 를 구하고, 각 실시예, 참고예 및 비교예별로 투과율 (Ts) (％) 을 가로축, 편광도 (V) (％) 를 세로축으로 하여, 각 실시예, 참고예 또는 비교예에서 얻어진 편광 필름의 투과율 (Ts) (％) 및 편광도 (V) (％) 에 기초하는 1 점도 포함시킨 합계 5 점을 그래프에 플롯하여 근사 곡선을 구하고, 당해 근사 곡선으로부터 투과율 (Ts) (％) 이 44 ％ 일 때의 편광도 (V₄₄) (％) 를 구하였다.

얻어진 편광도 (V₄₄) (％) 로부터, 하기 식 (6) 에 의해 투과율이 44 ％ 일 때의 이색성 비를 구하여, 편광 성능의 지표로 하였다.

투과율이 44 ％ 일 때의 이색성 비＝log(44/100 - 44/100 × V₄₄/100) / log(44/100 + 44/100 × V₄₄/100) (6)

편광 필름의 내구성능

이하의 실시예, 참고예 또는 비교예에서 얻어진 편광 필름 2 장을 각각 금속 프레임에 고정시키고, 크로스 니콜로 중첩시켜, 초기 (0 시간) 의 흡광도 (A) (파장 610 nm 에서의 값) 를 분광 광도계로 측정하였다. 또한, 금속 프레임에 고정시킨 편광 필름을 60 ℃·90 ％RH 의 분위기하에서 8 시간 보관한 후, 크로스 니콜로 중첩시키고, 8 시간 후의 흡광도 (B) (파장 610 nm 에서의 값) 를 분광 광도계로 측정하였다. 흡광도 (B)/흡광도 (A)×100 의 값을 잔존율 (PVA-요오드 착물 유래의 색의 퇴색 지표) 로 하였다.

편광 필름의 수축력

이하의 실시예, 참고예 또는 비교예에서 얻어진 편광 필름의 중앙부로부터, 편광 필름의 길이 방향으로 12 ㎝, 폭 방향으로 1.5 ㎝ 의 사각형 샘플을 채취하여, 온도 20 ℃, 상대 습도 20 ％ 의 조건하에서 18 시간 조습 (調濕) 하였다. 이어서, 이 샘플을 척 사이 5 ㎝ 로 길이 방향이 고정되도록 주식회사 시마즈 제작소 제조의 오토 그래프「AG-X」에 고정시키고, 온도 40 ℃, 상대 습도 5 ％ 의 조건하, 1 ㎜/분의 속도로 길이 방향으로 연신하여, 장력이 2 N 에 도달했을 때에 연신을 정지시켜 유지하고, 그 상태에서 80 ℃ 로 승온시켜 4 시간 후의 장력을 측정하고, 이것을 편광 필름의 수축력으로 하였다.

[실시예 1]

(1) 아세트산비닐과 1,3-디아세톡시-2-메틸렌프로판을 중합 온도 40 ℃ 에서 공중합하여 얻어진 공중합체를 비누화함으로써 얻어진 표 1 에 나타내는 하이드록시메틸기 함유 PVA 100 질량부, 가소제로서 글리세린 10 질량부, 및 계면 활성제로서 폴리옥시에틸렌라우릴에테르황산나트륨 0.1 질량부를 함유하고, 하이드록시메틸기 함유 PVA 의 함유율이 10 질량％ 인 수용액을 제막 원액으로서 사용하고, 이것을 80 ℃ 의 금속 롤 상에서 건조시켜, 얻어진 필름을 열풍 건조기 안에서 소정 온도에서 1 분간 열처리를 함으로써 팽윤도를 200 ％ 로 조정하여, 두께가 30 ㎛ 인 필름을 제조하였다.

얻어진 필름을 사용하여, 상기한 방법에 의해 연신성을 평가하였다. 결과를 표 1 에 나타냈다.

(2) 상기 (1) 에서 얻어진 필름의 폭 방향 중앙부로부터, 폭 5 ㎝ × 길이 5 ㎝ 의 범위가 1 축 연신될 수 있도록 폭 5 ㎝ × 길이 8 ㎝ 의 샘플을 커트하였다. 이 샘플을 30 ℃ 의 순수에 침지시키면서 1.5 배로 길이 방향으로 1 축 연신하였다. 계속해서, 요오드를 0.03 질량％ 및 요오드화칼륨을 3.0 질량％ 의 비율로 함유하는 수용액 (염색욕) (온도 30 ℃) 에 60 초간 침지시키면서 1.6 배 (전체 2.4 배) 로 길이 방향으로 1 축 연신하여 요오드를 흡착시켰다. 이어서, 붕산을 3 질량％ 및 요오드화칼륨을 3 질량％ 의 비율로 함유하는 수용액 (가교욕) (온도 30 ℃) 에 침지시키면서 1.1 배 (전체 2.6 배) 로 길이 방향으로 1 축 연신하였다. 또한, 붕산을 4 질량％ 및 요오드화칼륨을 6 질량％ 의 비율로 함유하는 수용액 (연신욕) (상기「필름의 연신성」에서 구한 한계 연신 배율이 가장 높아지는 온도) 에 침지시키면서, 한계 연신 배율보다 0.2 배 낮은 배율까지 길이 방향으로 1 축 연신하였다.

그 후, 요오드화칼륨을 3 질량％ 의 비율로 함유하는 수용액 (세정욕) (온도 30 ℃) 에 5 초간 침지시키고, 마지막으로 60 ℃ 에서 4 분간 건조시켜 편광 필름을 제조하였다. 또, 각 측정 내지 평가를 할 수 있도록 동일한 편광 필름을 복수 제조하였다.

얻어진 편광 필름을 사용하여, 상기한 방법에 의해 편광 필름의 광학 특성 (이색성 비), 내구성능 및 수축력을 측정 또는 평가하였다. 결과를 표 1 에 나타냈다.

[실시예 2, 참고예 1, 비교예 1 및 2]

PVA 로서, 아세트산비닐과 1,3-디아세톡시-2-메틸렌프로판을 중합 온도 20 ℃ 에서 공중합하여 얻어진 공중합체를 비누화함으로써 얻어진 표 1 에 나타내는 하이드록시메틸기 함유 PVA (실시예 2) ; 아세트산비닐과 1,3-디아세톡시-2-메틸렌프로판을 중합 온도 60 ℃ 에서 공중합하여 얻어진 공중합체를 비누화함으로써 얻어진 표 1 에 나타내는 하이드록시메틸기 함유 PVA (참고예 1) ; 아세트산비닐을 중합 온도 60 ℃ 에서 중합하여 얻어진 중합체를 비누화함으로써 얻어진 표 1 에 나타내는 미 (未) 변성 PVA (비교예 1) ; 아세트산비닐을 중합 온도 40 ℃ 에서 중합하여 얻어진 중합체를 비누화함으로써 얻어진 표 1 에 나타내는 미변성 PVA (비교예 2) 를 각각 사용한 것 이외에는, 실시예 1 과 동일하게 하여 필름 및 편광 필름을 제조하여, 각 측정 또는 평가를 실시하였다.

결과를 표 1 에 나타냈다.

이상의 결과에서 알 수 있는 바와 같이, 본 발명의 규정을 만족시키는 실시예 1 및 2 의 필름에 따르면, 광학 특성, 내구성능 및 수축 저감이 우수한 광학 필름을 용이하게 제조할 수 있음을 알 수 있다.

Claims

비닐알코올 단위 및 하기 식 (1) 로 나타내는 구조 단위를 함유하고, 1,2-글리콜 결합량이 1.5 몰％ 이하인 하이드록시메틸기 함유 비닐알코올계 중합체를 함유하는 필름.
[화학식 1]
제 1 항에 있어서,
상기 하이드록시메틸기 함유 비닐알코올계 중합체에 있어서의 상기 식 (1) 로 나타내는 구조 단위의 함유율이 0.1 ∼ 2 몰％ 인, 필름.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 하이드록시메틸기 함유 비닐알코올계 중합체의 비누화도가 95 몰％ 이상인, 필름.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
광학 필름 제조용 원단 필름인, 필름.
제 4 항에 있어서,
광학 필름이 편광 필름인, 필름.
제 4 항 또는 제 5 항에 기재된 필름을 사용하여 1 축 연신하는 공정을 갖는, 광학 필름의 제조 방법.