KR20180095847A - 편광 필름의 제조 장치 및 제조 방법, 그리고 편광 필름 - Google Patents

Abstract

액정 표시 장치에 적용하였을 때에 휘점(광 누설)을 발생시키기 어려운 편광 필름을 제조하기 위한 장치 및 방법을 제공한다.
폴리비닐알코올계 수지 필름으로 편광 필름을 제조하기 위한 제조 장치로서, 폴리비닐알코올계 수지 필름의 반송 경로를 구성하며 폴리비닐알코올계 수지 필름의 표면에 접하도록 배치되는 복수의 롤과, 반송 경로 상에 배치되며 폴리비닐알코올계 수지 필름이 침지되는 처리액을 수용하는 1 이상의 처리조를 포함하는 습식 처리부와, 반송 경로 상에 배치되며 습식 처리 후의 폴리비닐알코올계 수지 필름을 건조시키기 위한 건조 처리부를 포함하고, 상기 복수의 롤은 회전 저항이 0.025 N 이하인 저회전 저항 롤을 포함하는 제조 장치, 이것을 이용한 제조 방법과, 특정한 요철 결함의 밀도가 20개/㎡ 이하인 편광 필름이 제공된다.

Description

편광 필름의 제조 장치 및 제조 방법, 그리고 편광 필름

본 발명은 예컨대 편광판의 구성 부재로서 이용할 수 있는 편광 필름의 제조 장치 및 제조 방법에 관한 것이다. 또한 본 발명은 편광 필름에 관한 것이다.

편광 필름으로서, 일축 연신된 폴리비닐알코올계 수지 필름에 요오드나 이색성 염료와 같은 이색성 색소를 흡착 배향시킨 것이 종래 이용되고 있다. 일반적으로 편광 필름은, 폴리비닐알코올계 수지 필름을 이색성 색소로 염색하는 염색 처리, 가교제로 처리하는 가교 처리 및 필름 건조 처리를 순차 실시하며, 제조 공정 사이에 일축 연신 처리를 실시함으로써 제조된다〔예컨대, 일본 특허 공개 제2001-141926호 공보(특허문헌 1)〕.

편광 필름의 제조 장치는 통상, 염색 처리조, 가교 처리조 등의 처리조와, 건조 설비 등을 통과하는 폴리비닐알코올계 수지 필름의 반송 경로를 가지고 있다. 그 경로를 따라 반송되는 폴리비닐알코올계 수지 필름은, 가이드 롤이나, 필름을 니프(nip)하는 니프 롤 등의 롤에 의해 지지된다.

일본 특허 공개 제2001-141926호 공보

편광 필름의 주요 용도의 하나는, 액정 표시 장치의 필수 부재인 편광판 용도이다. 편광판이란, 편광 필름의 편면 또는 양면에 보호층(보호 필름 등)을, 전형적으로는 접착제를 이용하여, 적층 접합한 광학 부재를 말한다. 최근, 액정 표시 장치는 시인성(밝기)의 향상이 점점 요구되고 있고, 이 요구에 따라 액정 표시 장치에는 보다 높은 휘도를 갖는 백 라이트가 이용되게 되어 오고 있다.

이러한 상황의 아래, 본 발명자는 백 라이트의 휘도를 어느 정도 이상까지 높게 하면, 이것보다 휘도가 낮을 때에는 액정 표시 장치의 화면에 있어서 시인되지 않아 문제가 되지 않았던 도트형의 휘점(광 누설)이 시인되게 된다고 하는 새로운 과제에 직면하였다. 예컨대, 액정 패널에 있어서, 편광판을 액정 셀에 접합하는 점착제층과 그 액정 셀 사이에 기포가 혼입되어 있으면, 이 기포가 요인이 되어 휘점(광 누설)을 생기게 하는 것이 종래 알려져 있고, 이 기포 혼입을 억제하는 기술도 몇 가지인가 제안되어 있지만, 본 발명자가 새롭게 직면한 상기 휘점은, 점착제층과 액정 셀 사이에 혼입되는 기포에 의한 것이 아닌 것이 판명되었다. 그리고 본 발명자의 검토에 의해, 상기 휘점의 요인이 편광판을 구성하는 편광 필름에 있는 것이 분명해졌다.

본 발명의 목적은 액정 표시 장치에 적용하였을 때에, 전술한 바와 같이 본 발명자가 새롭게 직면한 휘점(광 누설)을 발생시키기 어려운 편광 필름을 제조하기 위한 장치 및 방법을 제공하는 것에 있다. 또한 본 발명의 다른 목적은, 상기 휘점(광 누설)을 발생시키기 어려운 편광 필름을 제공하는 것에 있다.

본 발명자는 전술한 휘점(광 누설)의 요인이 편광 필름의 제조 과정에서 폴리비닐알코올계 수지 필름의 표면에 생기는 특정한 요철 결함(이하, 「특정 요철 결함」이라고도 함)에 있는 것과, 하기에 나타내는 본 발명에 따른 편광 필름의 제조 장치 및 제조 방법에 따라 편광 필름의 특정 요철 결함, 나아가서는 휘점(광 누설)을 효과적으로 억제할 수 있는 것을 발견하였다.

즉 본 발명은 이하에 나타내는 편광 필름의 제조 장치 및 제조 방법과, 편광 필름을 제공한다.

[1] 폴리비닐알코올계 수지 필름으로부터 편광 필름을 제조하기 위한 제조 장치로서,

상기 폴리비닐알코올계 수지 필름의 반송 경로를 구성하며, 상기 폴리비닐알코올계 수지 필름의 표면에 접하도록 배치되는 복수의 롤과,

상기 반송 경로 상에 배치되며, 상기 폴리비닐알코올계 수지 필름이 침지되는 처리액을 수용하는 1 이상의 처리조를 포함하는 습식 처리부와,

상기 반송 경로 상에 배치되며, 습식 처리 후의 폴리비닐알코올계 수지 필름을 건조시키기 위한 건조 처리부

를 포함하고,

상기 복수의 롤은 회전 저항이 0.025 N 이하인 저회전 저항 롤을 포함하는, 제조 장치.

[2] 상기 저회전 저항 롤은 상기 습식 처리부로부터 상기 건조 처리부에 걸친 반송 경로 중 어느 위치에 배치되는, [1]에 기재된 제조 장치.

[3] 상기 습식 처리부는 이색성 색소를 함유하는 염색 처리액을 수용하는 염색 처리조 및 가교제를 함유하는 가교 처리액을 수용하는 가교 처리조를 이 순서로 포함하고,

상기 저회전 저항 롤은 상기 가교 처리조 이후에 배치되는, [2]에 기재된 제조 장치.

[4] 상기 저회전 저항 롤은 물에 대한 접촉각이 60도 이상인 표면을 갖는, [1]∼[3] 중 어느 하나에 기재된 제조 장치.

[5] 상기 표면은 불소계 수지, 실리콘 원자 함유 수지, 카본 또는 다이아몬드 라이크 카본으로 구성되는, [4]에 기재된 제조 장치.

[6] 상기 저회전 저항 롤은 단위 체적당의 중량이 1500 ㎏/㎥ 이하인, [1]∼[5] 중 어느 하나에 기재된 제조 장치.

[7] 상기 저회전 저항 롤은 가이드 롤인, [1]∼[6] 중 어느 하나에 기재된 제조 장치.

[8] 상기 저회전 저항 롤에 접하는 상기 폴리비닐알코올계 수지 필름의 두께가 15 ㎛ 이하인, [1]∼[7] 중 어느 하나에 기재된 제조 장치.

[9] 폴리비닐알코올계 수지 필름으로부터 편광 필름을 제조하는 방법으로서,

상기 폴리비닐알코올계 수지 필름의 표면에 접하도록 배치되는 복수의 롤에 의해 구성되는 반송 경로를 따라 상기 폴리비닐알코올계 수지 필름을 반송시키면서, 1 이상의 처리액에 침지시키는 습식 처리 공정과,

상기 반송 경로를 따라 상기 폴리비닐알코올계 수지 필름을 반송시키면서, 습식 처리 후의 폴리비닐알코올계 수지 필름을 건조시키는 건조 처리 공정

을 포함하고,

상기 복수의 롤은 회전 저항이 0.025 N 이하인 저회전 저항 롤을 포함하는, 제조 방법.

[10] 상기 저회전 저항 롤은 상기 습식 처리 공정으로부터 상기 건조 처리 공정에 걸친 반송 경로 중 어느 위치에 배치되는, [9]에 기재된 제조 방법.

[11] 상기 습식 처리 공정은, 이색성 색소를 함유하는 염색 처리액에 침지시키는 공정과,

가교제를 함유하는 가교 처리액에 침지시키는 공정을 이 순서로 포함하고,

상기 저회전 저항 롤은 상기 가교 처리액에 침지시키는 공정 이후의 반송 경로에 배치되는, [10]에 기재된 제조 방법.

[12] 상기 저회전 저항 롤은 물에 대한 접촉각이 60도 이상인 표면을 갖는, [9]∼[11] 중 어느 하나에 기재된 제조 방법.

[13] 상기 표면은 불소계 수지, 실리콘 원자 함유 수지, 카본 또는 다이아몬드 라이크 카본으로 구성되는, [12]에 기재된 제조 방법.

[14] 상기 저회전 저항 롤은 단위 체적당의 중량이 1500 ㎏/㎥ 이하인, [9]∼[13] 중 어느 하나에 기재된 제조 방법.

[15] 상기 저회전 저항 롤은 가이드 롤인, [9]∼[14] 중 어느 하나에 기재된 제조 방법.

[16] 상기 저회전 저항 롤에 접하는 상기 폴리비닐알코올계 수지 필름의 두께가 15 ㎛ 이하인, [9]∼[15] 중 어느 하나에 기재된 제조 방법.

[17] 폴리비닐알코올계 수지 필름에 이색성 색소가 흡착 배향되어 있는 편광 필름으로서,

적어도 한쪽의 면에 있어서의 요철 결함의 밀도가 20개/㎡ 이하이고,

상기 요철 결함은 상기 요철 결함 이외의 편광 필름면을 기준으로 그것보다 돌출하고 있는 하나의 볼록부와, 상기 기준보다 함몰하면서 상기 볼록부에 인접하는 하나의 오목부의 조합으로 이루어지며, 장경이 0.5∼5 ㎜의 범위 내인, 편광 필름.

본 발명에 따르면, 휘도가 높은 백 라이트을 사용한 액정 표시 장치에 적용하였을 때에 있어서도, 필름 표면의 특정 요철 결함에 기인하는 휘점(광 누설)을 발생시키기 어려운 편광 필름을 제공할 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 편광 필름 제조 장치의 일례를 나타내는 단면 모식도이다.
도 2는 도 1에 나타내는 편광 필름 제조 장치가 갖는 건조 처리부를 확대하여 나타내는 단면 모식도이다.
도 3은 본 발명에 따른 편광 필름의 제조 방법의 일례를 나타내는 흐름도이다.

<편광 필름의 제조 장치 및 제조 방법>

본 발명은 폴리비닐알코올계 수지 필름(이하, 「PVA계 수지 필름」이라고도 함)으로부터 편광 필름을 제조하기 위한 제조 장치 및 제조 방법에 관한 것이다. 편광 필름은 PVA계 수지 필름에 대하여, 처리조에의 침지 처리(습식 처리), 건조 처리 등을 포함하는 일련의 처리를 실시하여 제조된다. 편광 필름은 연신된 PVA계 수지 필름에 이색성 색소가 흡착 배향하고 있는 것이다.

본 발명에 따른 편광 필름 제조 장치의 일례를 도 1에 나타낸다. 도 2는 도 1에 나타내는 편광 필름 제조 장치가 갖는 건조 처리부를 확대하여 나타내는 단면 모식도이다. 도 1 및 도 2에 나타내는 편광 필름 제조 장치는, 원료 필름인 장척의 PVA계 수지 필름(10)으로부터 연속적으로 장척의 편광 필름(25)을 제조하기 위한 장치이다. 도 1 및 도 2 중의 화살표는 필름의 반송 방향을 나타낸다. 도 1 및 도 2에 나타내는 제조 장치를 이용한 편광 필름(25)의 제조에 있어서는, PVA계 수지 필름(10)을 언와인딩 롤(11)로부터 연속적으로 풀어내면서, 팽윤 처리조(13), 염색 처리조(15), 가교 처리조(17) 및 세정 처리조(19)에 순차 침지하고, 마지막으로 건조로(21)에 통과시킴으로써 건조 처리를 행하여 편광 필름(25)을 얻는다. 장척물로서 제조되는 편광 필름(25)은, 와인딩 롤(27)에 순차 권취하여도 좋다.

편광 필름 제조 장치에 있어서, 팽윤 처리조(13), 염색 처리조(15), 가교 처리조(17) 및 세정 처리조(19) 등의, 필름이 침지되는 처리액을 수용하는 1 이상의 처리조를 이용하여 습식 처리를 하는 존을 본 명세서에서는 「습식 처리부」[도 1에 나타내는 습식 처리부(20)]라고 한다. 또한 건조로(21)와 같이, 습식 처리 후의 필름에 대하여 건조 처리를 실시하는 존을 본 명세서에서는 「건조 처리부」[도 1 및 도 2에 나타내는 건조 처리부(22)]라고 한다. 본 발명에 따른 편광 필름 제조 장치는, 습식 처리부와 건조 처리부를 포함하는 PVA계 수지 필름(10)의 반송 경로를 가지고 있다. 이 반송 경로를 따라 PVA계 수지 필름(10)을 반송시킴으로써 일련의 처리가 실시되어 편광 필름(25)이 얻어진다. 반송 경로를 따라 반송되는 PVA계 수지 필름(10)의 반송 속도는, 통상 10∼50 m/분이며, 생산 효율의 관점에서, 바람직하게는 15 m/분 이상이다.

도 1에 나타내는 바와 같이 상기 반송 경로는, 습식 처리부(20)와 건조 처리부(22)를 통과하도록, 주행 중의 필름[PVA계 수지 필름(10) 및 편광 필름(25)]을 지지·안내하는 복수의 롤에 의해 구축된다. 복수의 롤은 필름의 편면을 지지하는 프리 롤인 가이드 롤 및/또는 한쌍의 롤(통상은 구동 롤)로 이루어지고, 필름을 양면으로부터 끼우는 또는 끼워서 압박하는 니프 롤을 포함할 수 있다. 도 1 및 도 2에 나타내는 예에 있어서 제조 장치는, 가이드 롤(1a∼1s) 및 니프 롤(2a∼2f)을 포함하고 있다. 반송 경로를 규정하는 복수의 롤은, 구동 롤의 1종인 석션 롤(흡인 롤)을 포함할 수도 있다. 통상, 이들 롤은 모두 반송 경로 내의 필름의 한쪽 또는 양쪽의 표면(주면)에 접하여 그 필름을 지지한다. 이들 롤은, 각 처리조 및 건조 수단(건조로)의 전후나 처리조 및 건조 수단(건조로) 내 등의 적절한 위치에 배치할 수 있다.

또한 구동 롤이란, 그것에 접촉하는 필름에 대하여 필름 반송을 위한 구동력을 부여할 수 있는 롤을 말하며, 모터 등의 롤 구동원이 직접 또는 간접적으로 접속된 롤 등일 수 있다. 프리 롤이란, 단순히 주행하는 필름을 지지하는 역할을 담당하며, 필름 반송을 위한 구동력을 부여할 수 없는 롤을 말한다.

본 발명에 따른 편광 필름의 제조 방법의 일례의 흐름도를 도 3에 나타낸다. 도 3을 참조하여, 본 발명에 따른 편광 필름의 제조 방법은, 다음의 공정:

PVA계 수지 필름의 표면에 접하도록 배치되는 복수의 롤에 의해 구성되는 반송 경로를 따라 PVA계 수지 필름을 반송시키면서, 1 이상의 처리액에 침지시키는 습식 처리 공정(S101) 및

상기 반송 경로를 따라 PVA계 수지 필름을 반송시키면서, 습식 처리 후의 PVA계 수지 필름을 건조시키는 건조 처리 공정(S102)

을 포함한다. 습식 처리 공정(S101)은 전술한 습식 처리부(20)에서 행해지는 처리이고, 건조 처리 공정(S102)은 전술한 건조 처리부(22)에서 행해지는 처리이다.

얻어지는 편광 필름(25)은 연신 처리(통상은 일축 연신 처리)된 것이다. 이 때문에 본 발명에 따른 편광 필름의 제조 장치는, PVA계 수지 필름(10)의 연신 수단(습식 연신 수단)을 포함할 수 있고, 또한 본 발명에 따른 편광 필름의 제조 방법은, PVA계 수지 필름(10)의 연신 처리 공정(습식 연신 처리 공정)을 포함할 수 있다.

(1) PVA계 수지 필름

습식 처리부(20)에 도입되는[습식 처리 공정(S101)에 제공되는] PVA계 수지 필름(10)은 폴리비닐알코올계 수지로 구성되는 필름이다. 폴리비닐알코올계 수지로서는, 폴리초산비닐계 수지를 비누화한 것을 이용할 수 있다. 폴리초산비닐계 수지로서는, 초산비닐의 단독 중합체인 폴리초산비닐 외에, 초산비닐과 이것에 공중합 가능한 다른 단량체의 공중합체가 예시된다. 초산비닐에 공중합 가능한 다른 단량체로서는, 예컨대, 불포화 카르복실산류, 올레핀류, 비닐에테르류, 불포화 술폰산류, 암모늄기를 갖는 (메타)아크릴아미드류 등을 들 수 있다. 또한, 「(메타)아크릴」이란, 아크릴 및 메타크릴로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종을 나타낸다. 그 외의 「(메타)」를 붙인 용어에 있어서도 동일하다.

폴리비닐알코올계 수지의 비누화도는, 80.0∼100.0 몰％의 범위일 수 있지만, 바람직하게는 90.0∼100.0 몰％의 범위이고, 보다 바람직하게는 94.0∼100.0 몰％의 범위이고, 더욱 바람직하게는 98.0∼100.0 몰％의 범위이다. 비누화도가 80.0 몰％ 미만이면, 얻어지는 편광 필름(25)을 포함하는 편광판의 내수성 및 내습열성이 저하할 수 있다.

비누화도란, 폴리비닐알코올계 수지의 원료인 폴리초산비닐계 수지에 포함되는 초산기(아세톡시기: -OCOCH₃)가 비누화 공정에 의해 수산기로 변화한 비율을 유닛비(몰％)로 나타낸 것이며, 하기 식:

비누화도(몰％)=100×(수산기의 수)/(수산기의 수+초산기의 수)

로 정의된다. 비누화도는 JIS K 6726(1994)에 준거하여 구할 수 있다.

폴리비닐알코올계 수지의 평균 중합도는, 바람직하게는 100∼10000이고, 보다 바람직하게는 1500∼8000이고, 더욱 바람직하게는 2000∼5000이다. 폴리비닐알코올계 수지의 평균 중합도도 JIS K 6726(1994)에 준거하여 구할 수 있다. 평균 중합도가 100 미만에서는, 바람직한 편광 성능을 갖는 편광 필름(25)을 얻기 어렵고, 10000을 넘으면 용매에의 용해성이 악화하여, PVA계 수지 필름(10)의 형성(막 제조)이 곤란해질 수 있다.

PVA계 수지 필름(10)의 일례는 상기 폴리비닐알코올계 수지를 막 제조하여 이루어지는 미연신 필름이다. 막 제조 방법은 특별히 한정되는 것이 아니며, 용융 압출법, 용제 캐스트법과 같은 공지의 방법을 채용할 수 있다. PVA계 수지 필름(10)의 다른 일례는, 상기 미연신 필름을 연신하여 이루어지는 연신 필름이다. 이 연신은 통상, 일축 연신, 바람직하게는 세로 일축 연신이다. 세로 연신이란, 필름의 기계 유동 방향(MD), 즉 필름의 길이 방향으로의 연신을 말한다. 이 연신은 바람직하게는 건식 연신이다. 건식 연신이란 공중에서 행하는 연신을 말하며, 통상은 세로 일축 연신이 된다. 건식 연신으로서는, 표면이 가열된 열 롤과, 이 열 롤과는 주속이 상이한 가이드 롤(또는 열 롤이어도 좋음) 사이에 필름을 통과시켜, 열 롤을 이용한 가열 하에 세로 연신을 행하는 열 롤 연신; 거리를 두고 설치된 2개의 니프 롤 사이에 어떤 가열 수단(오븐 등)을 통과시키면서, 이들 2개의 니프 롤 사이의 주속차에 의해 세로 연신을 행하는 롤간 연신; 텐터 연신; 압축 연신 등을 들 수 있다. 연신 온도(열 롤의 표면 온도나, 오븐 내 온도 등)는, 예컨대 80∼150℃이고, 바람직하게는 100∼135℃이다.

상기 연신의 연신 배율은 후술하는 습식 처리 공정(S101)에 있어서 습식 연신을 실시할지의 여부 및 그 습식 연신에서의 연신 배율에도 따르지만, 통상은 1.1∼8배이며, 바람직하게는 2.5∼5배이다.

PVA계 수지 필름(10)은 가소제 등의 첨가제를 함유할 수 있다. 가소제의 바람직한 예는 다가 알코올이고, 그 구체예는, 에틸렌글리콜, 글리세린, 프로필렌글리콜, 디에틸렌글리콜, 디글리세린, 트리에틸렌글리콜, 트리글리세린, 테트라에틸렌글리콜, 트리메틸올프로판, 폴리에틸렌글리콜 등을 포함한다. PVA계 수지 필름(10)은 1종 또는 2종 이상의 가소제를 함유할 수 있다. 가소제의 함유량은 PVA계 수지 필름(10)을 구성하는 폴리비닐알코올계 수지 100 중량부에 대하여, 통상 5∼20 중량부이고, 바람직하게는 7∼15 중량부이다.

습식 처리부(20)에 도입되는[습식 처리 공정(S101)에 제공되는] PVA계 수지 필름(10)의 두께는, PVA계 수지 필름(10)이 연신 처리된 것인지의 여부에도 따르지만, 통상 10∼150 ㎛이고, 얻어지는 편광 필름(25)의 박막화의 관점에서, 바람직하게는 100 ㎛ 이하, 보다 바람직하게는 65 ㎛ 이하, 더욱 바람직하게는 50 ㎛ 이하, 특히 바람직하게는 35 ㎛ 이하(예컨대 30 ㎛ 이하, 더욱 20 ㎛ 이하)이다. PVA계 수지 필름(10)의 두께, 따라서 편광 필름(25)의 두께가 작을수록 특정 요철 결함을 발생시키기 쉬운 경향에 있다. 따라서, 두께가 작은 PVA계 수지 필름(10)(예컨대 두께 65 ㎛ 이하, 더욱 50 ㎛ 이하, 또한 더욱 35 ㎛ 이하)을 사용하는 경우, 또는 두께가 작은 편광 필름(25)(예컨대 두께 20 ㎛ 이하, 더욱 15 ㎛ 이하, 또한 더욱 10 ㎛ 이하)을 제조하는 경우에 본 발명은 특히 유리하다.

(2) 습식 처리부 및 습식 처리 공정(S101)

습식 처리부(20)는 PVA계 수지 필름(10)의 반송 경로 상에 배치되는 존이며, PVA계 수지 필름(10)이 침지되는 처리액을 수용하는 1 이상의 처리조를 포함한다. 이 습식 처리부(20)에 있어서, PVA계 수지 필름(10)을 반송시키면서 상기 1 이상의 처리액에 침지시키는 습식 처리 공정(S101)이 실시된다. 전술한 바와 같이 반송 경로는, 주행 중의 필름을 지지·안내하는 복수의 롤에 의해 구축되어 있고, 이들 복수의 롤의 일부는 통상, 습식 처리부(20) 내에 배치되어 있다.

습식 처리부(20)는 상기 처리조로서, 통상은 염색 처리조(15) 및 가교 처리조(17)를 포함하고 있고, 바람직하게는 더욱, 팽윤 처리조(13) 및 세정 처리조(19)를 포함한다. 이들 처리조는 통상, 반송 경로의 상류측으로부터 순서대로, 팽윤 처리조(13), 염색 처리조(15), 가교 처리조(17), 세정 처리조(19)의 순서로 배치된다(도 1 참조). 또한 도 1에는 팽윤 처리조(13), 염색 처리조(15), 가교 처리조(17) 및 세정 처리조(19)를 각각 1조씩 마련한 예를 나타내고 있지만, 필요에 따라 염색 처리조(15)를 2조 이상을 마련하여도 좋고, 가교 처리조(17)를 2조 이상을 마련하여도 좋다. 팽윤 처리조(13), 세정 처리조(19)에 대해서도 동일하다.

팽윤 처리조(13)에 수용되는 처리액은, 예컨대 물(순수 등)일 수 있는 것 외에, 알코올류와 같은 수용성 유기 용매를 첨가한 수용액이어도 좋다. 또한, 이 처리액(팽윤욕)은, 붕산, 염화물, 무기산, 무기염 등을 함유할 수도 있다. 팽윤욕에 PVA계 수지 필름(10)을 침지함으로써 팽윤 처리를 행한다. 팽윤 처리는 PVA계 수지 필름(10)의 이물 제거, 가소제 제거, 이염색성의 부여, 필름의 가소화 등의 목적으로 필요에 따라 실시되는 처리이다. 팽윤 처리 중에, PVA계 수지 필름(10)에 대하여 습식 연신 처리(통상은 일축 연신 처리)를 실시하여도 좋다. 그 경우의 연신 배율은 통상 1.2∼3배, 바람직하게는 1.3∼2.5배이다. 팽윤욕의 온도는 통상 10∼70℃, 바람직하게는 15∼50℃이다. PVA계 수지 필름(10)의 침지 시간(팽윤욕 중에서의 체류 시간)은 통상 10∼600초, 바람직하게는 20∼300초이다.

염색 처리조(15)에 수용되는 처리액은, 이색성 색소를 함유하는 염색 처리액이다. 이 염색 처리액에 PVA계 수지 필름(10)을 침지함으로써 염색 처리를 행한다. 이에 의해, PVA계 수지 필름(10)에 이색성 색소가 흡착된다. 이색성 색소는 요오드 또는 이색성 유기 염료일 수 있고, 바람직하게는 요오드이다. 이색성 색소는 1종만을 단독으로 이용하여도 좋고 2종 이상을 병용하여도 좋다.

이색성 색소로서 요오드를 이용하는 경우, 상기 염색 처리액에는, 요오드 및 요오드화칼륨을 함유하는 수용액을 이용할 수 있다. 요오드화칼륨 대신에, 요오드화아연 등의 다른 요오드화물을 이용하여도 좋고, 요오드화칼륨과 다른 요오드화물을 병용하여도 좋다. 또한, 요오드화물 이외의 화합물, 예컨대, 붕산, 염화아연, 염화코발트 등을 공존시켜도 좋다. 붕산을 첨가하는 경우는, 요오드를 포함하는 점에서 후술하는 가교 처리액과 구별된다. 염색 처리액에 있어서의 요오드의 함유량은 통상, 물 100 중량부당 0.003∼1 중량부이다. 염색 처리액에 있어서의 요오드화칼륨 등의 요오드화물의 함유량은 통상, 물 100 중량부당 0.1∼20 중량부이다. 염색 처리액의 온도는, 통상 10∼45℃이고, 바람직하게는 10∼40℃이고, 보다 바람직하게는 20∼35℃이다. PVA계 수지 필름(10)의 침지 시간(염색 처리액 중에서의 체류 시간)은, 통상 20∼600초, 바람직하게는 30∼300초이다.

이색성 색소로서 이색성 유기 염료를 이용하는 경우, 염색 처리액에는, 이색성 유기 염료를 함유하는 수용액을 이용할 수 있다. 그 염색 처리액에 있어서의 이색성 유기 염료의 함유량은 통상, 물 100 중량부당 1×10^-4∼10 중량부이고, 바람직하게는 1×10^-3∼1 중량부이다. 이 염색 처리액에는 염색 조제 등을 공존시켜도 좋고, 예컨대, 황산나트륨 등의 무기염이나 계면 활성제 등을 함유하고 있어도 좋다. 이색성 유기 염료는 1종만을 단독으로 이용하여도 좋고 2종 이상을 병용하여도 좋다. 이색성 유기 염료를 함유하는 염색 처리액의 온도는, 예컨대 20∼80℃, 바람직하게는 30∼70℃이다. PVA계 수지 필름(10)의 침지 시간은, 통상 30∼600초, 바람직하게는 60∼300초이다.

이색성 색소의 염색성을 높이기 위해, 염색 처리에 제공되는 PVA계 수지 필름(10)은, 적어도 어느 정도의 연신 처리(통상은 일축 연신 처리)가 실시되고 있는 것이 바람직하다. 염색 처리 전의 연신 처리 대신에, 혹은 염색 처리 전의 연신 처리에 더하여, 염색 처리를 행하면서 연신 처리를 실시하여도 좋다. 염색 처리까지의 적산의 연신 배율(염색 처리까지 연신 공정이 없는 경우는 염색 처리에서의 연신 배율)은, 통상 1.6∼4.5배이고, 바람직하게는 1.8∼4배이다.

가교 처리조(17)에 수용되는 처리액은, 가교제를 함유하는 가교 처리액이다. 이 가교 처리액에 염색 처리 후의 PVA계 수지 필름(10)을 침지함으로써 가교 처리를 행한다. 이에 의해, 가교에 의한 PVA계 수지 필름(10)의 내수화나 색상 조정 등이 이루어진다. 가교 처리를 행하면서 연신 처리(통상은 일축 연신 처리)를 실시하여도 좋다.

가교제로서는, 붕산, 글리옥살, 글루타르알데히드 등을 들 수 있고, 붕산이 바람직하게 이용된다. 2종 이상의 가교제를 병용할 수도 있다. 가교 처리액에 있어서의 가교제의 함유량은 통상, 물 100 중량부당 0.1∼15 중량부이고, 바람직하게는 1∼12 중량부이다. 이색성 색소가 요오드인 경우, 가교 처리액은 가교제에 더하여 요오드화물을 함유하는 것이 바람직하다. 가교 처리액에 있어서의 요오드화물의 함유량은 통상, 물 100 중량부당 0.1∼20 중량부이고, 바람직하게는 5∼15 중량부이다. 요오드화물로서는, 요오드화칼륨, 요오드화아연 등을 들 수 있다. 또한 가교 처리액은, 요오드화물 이외의 화합물, 예컨대, 염화아연, 염화코발트, 염화지르코늄, 티오황산나트륨, 아황산칼륨, 황산나트륨 등을 함유하고 있어도 좋다. 가교 처리액의 온도는, 통상 50∼85℃이고, 바람직하게는 50∼70℃이다. PVA계 수지 필름(10)의 침지 시간(가교 처리액 중에서의 체류 시간)은, 통상 10∼600초, 바람직하게는 20∼300초이다.

세정 처리조(19)에 수용되는 처리액은, 예컨대 물(순수 등)일 수 있는 것 외에, 알코올류와 같은 수용성 유기 용매를 첨가한 수용액이어도 좋다. 이 처리액(세정욕)에 가교 처리 후의 PVA계 수지 필름(10)을 침지함으로써 세정 처리를 행한다. 세정 처리는 PVA계 수지 필름(10)에 부착된 여분의 가교제나 이색성 색소 등의 약제를 제거할 목적으로 필요에 따라 실시되는 처리이다. 세정욕의 온도는, 예컨대 2∼40℃이다. 세정 처리를 행하면서 연신 처리(통상은 일축 연신 처리)를 실시하여도 좋다.

세정 처리는 가교 처리 후의 PVA계 수지 필름(10)에 대하여 세정액을 샤워로서 분무하는 처리여도 좋고, 상기 세정욕에의 침지와 세정액의 분무를 조합하여도 좋다. 도 1에는 PVA계 수지 필름(10)을 세정 처리조(19) 중의 물에 침지하여 세정 처리를 실시하는 경우의 예를 나타내고 있다.

전술한 바와 같이, 습식 처리 공정(S101)에 있어서 PVA계 수지 필름(10)에 대하여 습식 연신을 실시하여도 좋다. 습식 연신은 통상, 일축 연신이며, 팽윤 처리, 염색 처리, 가교 처리, 세정 처리 중 어느 하나의 처리를 행하면서, 또는 이들로부터 선택되는 2 이상의 처리 중에 행할 수 있다. 습식 연신은 바람직하게는, 가교 처리 공정 또는 그보다 전의 1 또는 2 이상의 단계에서 연신 처리된다. 전술한 바와 같이, 이색성 색소의 염색성을 높여 양호한 편광 특성을 갖는 편광 필름(25)을 얻기 위해, 염색 처리에 제공되는 PVA계 수지 필름(10)은, 적어도 어느 정도의 연신 처리가 실시되고 있는 것이 보다 바람직하다. 습식 연신의 연신 배율은, 얻어지는 편광 필름(25)의 편광 특성의 관점에서, 바람직하게는 편광 필름(25)의 최종적인 누적 연신 배율[습식 처리에 제공되는 PVA계 수지 필름(10)이 연신 처리된 것인 경우에는, 이 연신도 포함시킨 누적 연신 배율]이 3∼8배가 되도록 조정된다.

습식 연신 처리 공정을 실시하는 경우, 편광 필름 제조 장치는 PVA계 수지 필름(10)의 습식 연신 수단을 포함한다. 습식 연신 수단은, 바람직하게는 롤간 연신을 행하는 연신 수단이다. 가교 처리 중에 습식으로 롤간 연신을 행하는 경우를 예로 들면, 롤간 연신을 행하는 연신 수단은, 가교 처리조(17)의 전후에 배치되는 2개의 니프 롤(2c, 2d)이다. 다른 습식 처리 중에 연신을 행하는 경우에 대해서도 마찬가지로, 이격하여 배치된 2개의 니프 롤을 습식 연신 수단으로 할 수 있다.

(3) 건조 처리부 및 건조 처리 공정(S102)

건조 처리부(22)는 PVA계 수지 필름(10)의 반송 경로 상으로서 습식 처리부(20)의 하류측에 배치되는, 습식 처리 공정(S101) 후의 PVA계 수지 필름(10)을 건조시키기 위한 존이다. 습식 처리 공정(S101) 후의 PVA계 수지 필름(10)을 계속해서 반송시키면서, 건조 처리부(22)에 그 필름을 도입함으로써 건조 처리를 실시할 수 있고, 이에 의해 편광 필름(25)이 얻어진다.

건조 처리부(22)는 필름의 건조 수단(가열 수단)을 포함한다. 건조 수단의 적합한 일례는 건조로이다. 건조로는, 바람직하게는 노 내 온도를 제어 가능한 것이다. 건조로는 예컨대, 열풍의 공급 등에 의해 노 내 온도를 높일 수 있는 열풍 오븐이다. 또한 건조 수단에 의한 건조 처리는, 볼록 곡면을 갖는 1 또는 2 이상의 가열체에 습식 처리 공정(S101) 후의 PVA계 수지 필름(10)을 밀착시키는 처리나, 히터를 이용하여 그 필름을 가열하는 처리여도 좋다.

상기 가열체로서는, 열원(예컨대, 온수 등의 가열 매체나 적외선 히터)을 내부에 구비하여, 표면 온도를 높일 수 있는 롤(예컨대 열 롤을 겸한 가이드 롤)을 들 수 있다. 상기 히터로서는, 적외선 히터, 할로겐 히터, 패널 히터 등을 들 수 있다. 도 1 및 도 2에는 건조로(21) 내에 습식 처리 공정(S101) 후의 PVA계 수지 필름(10)을 도입하고, 그 필름을 노 내의 가이드 롤(1m∼1s)을 따라 반송시키면서 건조 처리하는 예를 나타내고 있다. 이와 같이, 편광 필름 제조 장치가 갖는 PVA계 수지 필름(10)의 반송 경로를 구축하는 복수의 롤의 일부(1 또는 2 이상)는, 건조 처리부(22)(건조 수단) 내에 배치할 수 있다.

건조 처리의 온도[예컨대, 건조로(21)의 노 내 온도, 열 롤의 표면 온도 등]는, 통상 30∼100℃이고, 50∼90℃인 것이 바람직하다. 건조 시간은 특별히 제한되지 않지만, 예컨대 30∼600초이다.

건조 처리에 의해 필름의 수분율이 저감된다. 건조 처리를 거쳐 얻어지는 편광 필름(25)의 수분율은, 통상 5∼20 중량％이고, 바람직하게는 8∼15 중량％이다. 수분율이 5 중량％ 미만이면, 편광 필름(25)의 가요성이 과도하게 저하하여, 편광 필름(25)이 그 후의 반송 시나 취급 시에 손상되거나, 파단되거나 하는 경우가 있다. 또한 편광 필름(25)의 수분율이 20 중량％보다 높으면, 편광 필름(25)의 열 안정성이 저하하기 쉽다. 여기서 말하는 수분율은 건조 중량법에 따라 측정되는 것이다.

편광 필름(25)은 연신(통상은 일축 연신)된 PVA계 수지 필름에 이색성 색소가 흡착 배향되어 있는 것이다. 편광 필름(25)의 두께는, 통상 2∼40 ㎛이다. 편광 필름(25)을 포함하는 편광판의 박막화의 관점에서, 편광 필름(25)의 두께는, 바람직하게는 20 ㎛ 이하이고, 보다 바람직하게는 15 ㎛ 이하이고, 더욱 바람직하게는 10 ㎛ 이하이다. 전술한 바와 같이, 두께가 작은 편광 필름(25)(예컨대 두께 20 ㎛ 이하, 더욱 15 ㎛ 이하, 또한 더욱 10 ㎛ 이하)을 제조하는 경우에 본 발명은 특히 유리하다.

얻어지는 편광 필름(25)의 시감도 보정 단체 투과율(Ty)은, 시감도 보정 편광도(Py)와의 밸런스를 고려하여, 40∼47％인 것이 바람직하고, 41∼45％인 것이 보다 바람직하다. 시감도 보정 편광도(Py)는 99.9％ 이상인 것이 바람직하고, 99.95％ 이상인 것이 보다 바람직하다. 편광 필름(25)의 시감도 보정 단체 투과율(Ty)이 클수록, 액정 표시 장치에 적용하였을 때에 상기 휘점(광 누설)이 시인되기 쉬워진다. 따라서, 시감도 보정 단체 투과율(Ty)이 41％ 이상, 더욱 42％ 이상, 또한 더욱 43％ 이상인 편광 필름(25)을 제조하는 경우에 본 발명은 특히 유리하다. Ty 및 Py는 후술하는 실시예의 항의 기재에 따라 측정된다.

얻어진 편광 필름(25)은, 와인딩 롤(27)에 순차 권취하여 롤 형태로 하여도 좋고, 권취하는 일없이 그대로 편광판 제작 공정[편광 필름(25)의 편면 또는 양면에 보호층(보호 필름 등)을 적층하는 공정]에 제공할 수도 있다.

(4) 저회전 저항 롤

편광 필름 제조 장치의 반송 경로를 구축·규정하여, 반송되는 PVA계 수지 필름(10)의 표면에 접하도록 배치되는 전술한 복수의 롤은, 회전 저항이 0.025 N 이하인 적어도 하나의 저회전 저항 롤을 포함한다. 이에 의해, 편광 필름(25)의 표면에 생길 수 있는 특정 요철 결함을 억제할 수 있다. 특정 요철 결함을 보다 효과적으로 억제하는 관점에서, 저회전 저항 롤의 회전 저항은, 0.01 N 이하인 것이 바람직하다. 그 롤의 회전 저항은, 통상 0.001 N 이상이다.

여기서 말하는 롤의 회전 저항은, 다음과 같이 하여 측정되는 회전 저항값을 말한다. 즉, 롤에 얇은 필름을 휘감은 후, 휘감은 필름의 외측의 단부를 스프링에만 고정하고, 스프링만을 롤의 회전수가 100 rpm이 되도록 일정 속도로 뽑았을 때의 스프링에만 가해지는 하중이다.

저회전 저항 롤을 이용함으로써 특정 요철 결함을 억제할 수 있는 것은, 저회전 저항 롤에 접촉하였을 때의 반송 중의 PVA계 수지 필름(10)의 장력이 저감되고, 저회전 저항 롤과 이것에 접촉한 PVA계 수지 필름(10) 사이의 밀착력이 낮아져, 그 결과, PVA계 수지 필름(10)이 저회전 저항 롤로부터 떨어질 때에 생길 수 있는, PVA계 수지 필름(10)이 저회전 저항 롤에 계속해서 밀착하고자 하는 상기 밀착력에 기초한 항력에 따른 PVA계 수지 필름(10)의 변형이 억제되기 때문으로 추정된다.

저회전 저항 롤의 종류는 특별히 제한되지 않고, 가이드 롤과 같은 프리 롤이어도 좋고, 니프 롤, 석션 롤과 같은 구동 롤이어도 좋다. 저회전 저항 롤을 니프 롤에 적용하는 경우에 있어서, 니프 롤을 구성하는 한쌍의 롤 중 한쪽만이 저회전 저항 롤이어도 좋고, 양방이 저회전 저항 롤이어도 좋다. 저회전 저항 롤은, 그것이 필름 반송을 위한 구동력을 갖지 않는 프리 롤이면, 특정 요철 결함을 억제하는 효과를 높일 수 있기 때문에, 바람직하게는 가이드 롤이다.

예컨대, 롤의 단위 체적당의 중량을 작게 하거나, 마찰 모멘트가 작은 베어링을 사용하거나 함으로써 롤의 회전 저항을 작게 할 수 있다. 이들 중에서도 롤의 단위 체적당의 중량을 작게 하는 것이 롤의 회전 저항을 작게 하는 데 있어서 유효하다. 롤의 회전 저항을 전술한 범위로 하기 위해, 저회전 저항 롤의 단위 체적당 의 중량은, 바람직하게는 1500 ㎏/㎥ 이하이고, 보다 바람직하게는 1000 ㎏/㎥ 이하이고, 더욱 바람직하게는 700 ㎏/㎥ 이하이다. 롤의 코어재(또는 롤 전체의 재료)에 카본, 알루미늄 등의 경량 재료를 이용하거나, 중공의 롤을 이용하거나 함으로써, 롤의 단위 체적당의 중량을 저감시키는 것이 가능하다. 그 롤의 단위 체적당의 중량은, 통상 200 ㎏/㎥ 이상이다.

본 발명자의 검토에 의해, 저회전 저항 롤의 표면[반송 중의 PVA계 수지 필름(10)에 접하는 표면]의 낮은 젖음성은 특정 요철 결함의 억제에 유리하게 작용하는 것이 밝혀져 있다. 이것은, 저회전 저항 롤과 이것에 접촉하는 PVA계 수지 필름(10) 사이의 전술한 밀착력의 저하에 기여하기 위해서로 추정된다. 따라서, 저회전 저항 롤은, 젖음성이 낮은 표면[반송 중의 PVA계 수지 필름(10)에 접하는 표면]을 갖는 것이 바람직하고, 구체적으로는, 저회전 저항 롤은, 물에 대한 접촉각(대수 접촉각)이 바람직하게는 60도 이상, 보다 바람직하게는 80도 이상, 더욱 바람직하게는 100도 이상인 표면을 갖는다. 물에 대한 접촉각의 최대값은, 통상 120도 정도이다. 저회전 저항 롤표면의 물에 대한 접촉각은, 후술하는 실시예의 항의 기재에 따라 측정된다.

상기와 같은 대수 접촉각이 큰 표면을 갖는 롤은, 롤 표면에 대수 접촉각이 큰 재료로 이루어지는 표면층(코팅층)을 마련한 것일 수 있다. 대수 접촉각이 큰 재료의 구체예는, 폴리테트라플루오로에틸렌 등의 불소계 수지; 실록산계 수지 등의실리콘 원자 함유 수지; 카본, 다이아몬드 라이크 카본(DLC) 등의 탄소 재료를 포함한다.

저회전 저항 롤의 배치수는 특별히 한정되지 않고, 또한, 저회전 저항 롤은, 편광 필름 제조 장치가 갖는 반송 경로의 어느 위치에 배치되어도 좋다. 따라서, 반송 경로에 2 이상의 저회전 저항 롤을 배치하거나, 반송되는 PVA계 수지 필름(10)의 표면에 접하는 모든 롤이 저회전 저항 롤이어도 좋지만, 특정 요철 결함의 억제 효과를 얻기 위해서는, 적어도, 습식 처리부(20)[습식 처리 공정(S101)]로부터 건조 처리부(22)[건조 처리 공정(S102)]에 걸친 반송 경로 중 어느 위치에 저회전 저항 롤을 배치하는 것이 바람직하다. 「습식 처리부(20)[습식 처리 공정(S101)]로부터」란, 예컨대 최초의 습식 처리가 팽윤 처리인 경우, 팽윤 처리조(13)의 상류단[PVA계 수지 필름(10)이 팽윤욕에 침지되는 시점]을 가리킨다. 「건조 처리부(22)[건조 처리 공정(S102)]에 걸친」이란, 건조 처리부(22)(건조 수단)의 하류단(건조 처리 종료 시점)을 가리킨다.

그 중에서도, 다음 점을 고려하여 저회전 저항 롤의 배치 위치를 선택하는 것이 보다 바람직하다.

〔a〕가교 처리 전보다는 오히려, 가교 처리 후의 PVA계 수지 필름(10)이 롤에 접촉하였을 때에 특정 요철 결함을 발생시키기 쉬운 경향이 본 발명자에 의해 확인되어 있다. 따라서, 가교 처리조(17) 이후[가교 처리조(17) 또는 그보다 하류측]의 반송 경로에 적어도 하나의 저회전 저항 롤을 배치하는 것이 바람직하고, 가교 처리조(17) 이후의 반송 경로에 복수의 롤이 존재하는 경우, 이들 롤의 전부를 저회전 저항 롤로 하는 것이 바람직하다.

〔b〕습식 처리 중보다는 오히려, 습식 처리를 끝낸 후의 PVA계 수지 필름(10)이 롤에 접촉하였을 때에 특정 요철 결함을 발생시키기 쉬운 경향이 본 발명자에 의해 확인되어 있다. 따라서, 가교 처리조(17)보다 하류측의 반송 경로에 적어도 하나의 저회전 저항 롤을 배치하는 것이 바람직하고, 가교 처리조(17)보다 하류측의 반송 경로에 복수의 롤이 존재하는 경우, 이들 롤의 전부를 저회전 저항 롤로 하는 것이 바람직하다. 가교 처리 후에 세정 처리와 같은 습식 처리를 행하는 경우에는, 습식 처리부(20)보다 하류측의 반송 경로에 적어도 하나의 저회전 저항 롤을 배치하는 것이 바람직하고, 습식 처리부(20)보다 하류측의 반송 경로에 복수의 롤이 존재하는 경우, 이들 롤의 전부를 저회전 저항 롤로 하는 것이 바람직하다.

〔c〕습식 처리를 끝낸 직후(최후의 습식 처리조로부터 나온 직후)의 수분율보다 낮은 수분율을 갖는 PVA계 수지 필름(10)이 롤에 접촉하였을 때에 특정 요철 결함을 발생시키기 쉬운 경향이 본 발명자에 의해 확인되어 있다. 따라서, 이 점에 있어서도, 습식 처리부(20)보다 하류측의 반송 경로에 적어도 하나의 저회전 저항 롤을 배치하는 것이 바람직하고, 습식 처리부(20)보다 하류측의 반송 경로에 복수의 롤이 존재하는 경우, 이들 롤의 전부를 저회전 저항 롤로 하는 것이 바람직하다. 특히, 습식 처리를 끝낸 직후로서, 건조 처리의 완료에 의해 원하는 수분율을 갖는 편광 필름(25)이 되기 전의 PVA계 수지 필름(10)이 롤에 접촉하였을 때에 특정 요철 결함을 발생시키기 쉽다. 따라서, 습식 처리부(20)와 건조 처리부(22)를 접속하는 반송 경로, 또는 건조 처리부(22)의 전반의 반송 경로에 적어도 하나의 저회전 저항 롤을 배치하는 것이 바람직하고, 습식 처리부(20)와 건조 처리부(22)를 접속하는 반송 경로 및 건조 처리부(22)의 전반의 반송 경로에 복수의 롤이 존재하는 경우, 이들 롤의 전부를 저회전 저항 롤로 하는 것이 바람직하다. 전술한 「습식 처리를 끝낸 직후(최후의 습식 처리조로부터 나온 직후)의 수분율보다 낮은 수분율을 갖는 PVA계 수지 필름(10)」의 수분율은, 예컨대 8∼30 중량％이고, 더욱 10∼25 중량％이다. 수분율의 의미(측정 방법)는, 전술과 동일하다.

〔d〕롤에 접촉하는 PVA계 수지 필름(10)의 두께가 작을수록 특정 요철 결함을 발생시키기 쉬운 경향에 있다. 따라서, 습식 처리 공정(S101)에 제공되는 시점에서의 PVA계 수지 필름(10)의 두께보다, 습식 연신 처리에 의해 두께가 작아져 있는 PVA계 수지 필름(10)과 접하는 롤을 저회전 저항 롤로 하는 것이 바람직하고, 이러한 롤이 복수 존재하는 경우, 이들 롤의 전부를 저회전 저항 롤로 하는 것이 바람직하다. 구체적으로는, 습식 연신을 행하는 경우가 많은 염색 처리조(15) 이후[염색 처리조(15) 또는 그보다 하류측] 또는 가교 처리조(17) 이후[가교 처리조(17) 또는 그보다 하류측]의 반송 경로에 적어도 하나의 저회전 저항 롤을 배치하는 것이 바람직하고, 그 반송 경로에 복수의 롤이 존재하는 경우, 이들 롤의 전부를 저회전 저항 롤로 하는 것이 바람직하다. 전술한 「습식 처리 공정(S101)에 제공되는 시점에서의 PVA계 수지 필름(10)의 두께보다, 습식 연신 처리에 의해 두께가 작아져 있는 PVA계 수지 필름(10)」의 두께는, 예컨대 15 ㎛ 이하이고, 더욱 12 ㎛ 이하이고, 더욱 10 ㎛ 이하이다.

〔e〕롤에 접하는 전후에서 PVA계 수지 필름(10)의 반송 방향이 변화하지 않을 때보다, 변화할 때 쪽이 특정 요철 결함을 발생시키기 쉬운 경향에 있다. 따라서, 그것에 접하는 PVA계 수지 필름(10)의 반송 방향을 변화시키는 롤을 저회전 저항 롤로 하는 것이 바람직하다. 롤에 접하기 직전의 PVA계 수지 필름(10)의 반송 방향 벡터를 A, 그 롤로부터 떨어진 직후의 PVA계 수지 필름(10)의 반송 방향 벡터를 B로 하고, 롤에 접하기 직전의 PVA계 수지 필름(10)의 반송 방향과 그 롤로부터 떨어진 직후의 PVA계 수지 필름(10)의 반송 방향이 변화없이 동일한 방향일 때의 벡터(A와 B)가 이루는 각도(반송 방향 변화 각도)(α)를 0°로 하고, 롤에 접하기 직전의 PVA계 수지 필름(10)의 반송 방향과 그 롤로부터 떨어진 직후의 PVA계 수지 필름(10)의 반송 방향이 완전히 반대가 되었을 때의 벡터(A와 B)가 이루는 각도(α)를 180°라고 할 때, 각도(α)가 30∼180°, 더욱 45∼180°를 만족하는 경우에 본 발명은 특히 유리하다.

(5) 특정 요철 결함

편광 필름의 표면에 생길 수 있는 본 명세서에서 말하는 특정 요철 결함은, 그 편광 필름을 액정 표시 장치에 적용하였을 때에 휘점(광 누설)을 발생시킨다. 이 휘점은, 백 라이트의 휘도를 어느 정도 이상까지 높게 하였을 때에 처음으로 시인되게 되는 결함이고, 이 점은 본 발명자에 의해 처음으로 발견된 새로운 과제이다. 전술한 「백 라이트의 휘도를 어느 정도 이상까지 높게 하였을 때」란, 휘도계로 측정한 백 라이트의 휘도가 대략 10,000 ㏅/㎡ 이상일 때이다. 이 백 라이트의 휘도는, 그 백 라이트와, 그 위에 배치되는 액정 패널(액정 패널은, 액정 셀과 그 양면에 배치되는 편광판을 구비함)을 포함하여 구성되는 액정 표시 장치로부터 출사되는 광의 휘도로 말하면, 대략 500 ㏅/㎡ 이상에 상당한다.

특정 요철 결함은 전형적으로는, 그 요철 결함 이외의 편광 필름면을 기준으로, 그보다 돌출하고 있는 하나의 볼록부와, 상기 기준보다 함몰하고 있으며, 그 볼록부에 인접하는 하나의 오목부의 조합으로 이루어진다. 통상, 필름 반송 방향의 상류측에 볼록부가 있고, 그 하류측에 오목부가 있다. 종래의 편광 필름에 있어서는, 이러한 볼록부 및 오목부로 이루어지는 요철부의 복수가 편광 필름의 대략 전체면에 걸쳐 도트형으로 랜덤으로 형성되어 있는 것이었다. 이 요철부의 형상은 편광 필름을 위에서 보았을 때(필름면에 대하여 수직인 방향에서 보았을 때), 예컨대 원 형상, 타원 형상 등이지만, 부정형인 경우도 있다. 특정 요철 결함은, 편광 필름을 위에서 보았을 때(필름면에 대하여 수직인 방향에서 보았을 때)의 장경(최대 직경)이 0.5∼5 ㎜ 정도(예컨대 1∼3 ㎜)이다. 특정 요철 결함은 전형적으로는, 상기 기준에 대한 볼록부의 높이 및 오목부의 깊이가 0.05∼0.5 ㎛ 정도이다. 특정 요철 결함에 있어서의 고저차(볼록부의 꼭대기부로부터 오목부의 바닥부까지의 필름 두께 방향 거리)는, 0.1∼1 ㎛ 정도이다. 특정 요철 결함의 장경이나 고저차가 상기 범위 밖인 경우에는, 그 요철 결함은 휘점을 발생시키지 않아, 문제가 되기는 어려운 경향에 있다. 특정 요철 결함의 존재는, 예컨대 루페 등에 의해 확인할 수 있다. 특정 요철 결함의 장경 및 고저차는, 후술하는 실시예의 항에 기재된 방법에 따라 측정된다.

본 발명에 따르면, 편광 필름 표면에 있어서의 상기와 같은 특정 요철 결함의 발생을 억제 또는 방지할 수 있다. 이에 의해, 휘도가 높은 백 라이트를 사용한 액정 표시 장치에 편광 필름을 적용한 경우에 있어서도, 휘점(광 누설)을 효과적으로 억제 또는 방지할 수 있다.

본 발명에 따른 편광 필름은, 그 적어도 한쪽의 면에 있어서의 특정 요철 결함의 밀도가 20개/㎡ 이하인 것이 바람직하고, 15개/㎡ 이하인 것이 보다 바람직하고, 10개/㎡ 이하인 것이 보다 바람직하다. 편광 필름의 적어도 한쪽의 면에 있어서의 특정 요철 결함의 밀도는, 0개/㎡인 것이 바람직하다고 할 수 있지만, 20개/㎡ 이하이면, 액정 표시 장치의 화면을 보았을 때의 휘점은, 그 화면의 사이즈에 상관없이, 화면의 시인성에 거의 영향을 끼치지 않는다. 이에 대하여, 특정 요철 결함의 밀도가 20개/㎡를 넘으면, 화면의 사이즈에 따라서는 시인성을 저해한다. 특정 요철 결함의 밀도는, 후술하는 실시예의 항에 기재된 방법에 따라 측정된다. 또한, 편광 필름의 한쪽의 면에 특정 요철 결함이 인정되는 경우에는 통상, 다른쪽의 면에도 같은 위치에, 볼록부와 오목부가 역전한 특정 요철 결함이 형성되어 있다.

<편광판>

편광 필름(25)의 편면 또는 양면에 보호층을 형성함으로써 편광판을 얻을 수 있다. 보호층은 열 가소성 수지로 이루어지는 보호 필름일 수 있는 것 외에, 활성 에너지선 경화성 수지 조성물의 경화물층이어도 좋다. 보호 필름을 이용하는 경우, 편광 필름(25)의 편면 또는 양면에 접착제층을 통해 보호 필름을 접합함으로써 편광판을 얻을 수 있다. 편광 필름(25)의 양면에 보호 필름이 접합되는 경우에 있어서 이들 보호 필름을 구성하는 열 가소성 수지는, 동종이어도 좋고 이종이어도 좋다.

보호 필름을 구성하는 열 가소성 수지는, 투광성을 갖는 열 가소성 수지, 바람직하게는 광학적으로 투명한 열 가소성 수지이다. 열 가소성 수지는 예컨대, 쇄형 폴리올레핀계 수지(폴리프로필렌계 수지 등), 환형 폴리올레핀계 수지(노르보넨계 수지 등)와 같은 폴리올레핀계 수지; 트리아세틸셀룰로오스, 디아세틸셀룰로오스와 같은 셀룰로오스계 수지; 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트와 같은 폴리에스테르계 수지; 폴리카보네이트계 수지; 메타크릴산메틸계 수지와 같은 (메타)아크릴계 수지; 폴리스티렌계 수지; 폴리염화비닐계 수지; 아크릴로니트릴·부타디엔·스티렌계 수지; 아크릴로니트릴·스티렌계 수지; 폴리초산비닐계 수지; 폴리염화비닐리덴계 수지; 폴리아미드계 수지; 폴리아세탈계 수지; 변성 폴리페닐렌에테르계 수지; 폴리술폰계 수지; 폴리에테르술폰계 수지; 폴리아릴레이트계 수지; 폴리아미드이미드계 수지; 폴리이미드계 수지 등일 수 있다.

쇄형 폴리올레핀계 수지로서는, 폴리에틸렌 수지, 폴리프로필렌 수지와 같은 쇄형 올레핀의 단독 중합체 외에, 2종 이상의 쇄형 올레핀으로 이루어지는 공중합체를 들 수 있다. 보다 구체적인 예는, 폴리프로필렌계 수지(프로필렌의 단독 중합체인 폴리프로필렌 수지나, 프로필렌을 주체로 하는 공중합체), 폴리에틸렌계 수지(에틸렌의 단독 중합체인 폴리에틸렌 수지나, 에틸렌을 주체로 하는 공중합체)를 포함한다.

환형 폴리올레핀계 수지는, 환형 올레핀을 중합 단위로 하여 중합되는 수지의 총칭이다. 환형 폴리올레핀계 수지의 구체예를 들면, 환형 올레핀의 개환 (공)중합체, 환형 올레핀의 부가 중합체, 환형 올레핀과 에틸렌, 프로필렌과 같은 쇄형 올레핀과의 공중합체(대표적으로는 랜덤 공중합체) 및 이들을 불포화 카르복실산이나 그 유도체로 변성한 그라프트 중합체와, 이들의 수소화물 등이다. 그 중에서도, 환형 올레핀으로서 노르보넨이나 다환 노르보넨계 모노머 등의 노르보넨계 모노머를 이용한 노르보넨계 수지가 바람직하게 이용된다.

셀룰로오스계 수지란, 면화 린터나 목재 펄프(광엽수 펄프, 침엽수 펄프) 등의 원료 셀룰로오스에서 얻어지는 셀룰로오스의 수산기에 있어서의 수소 원자의 일부 또는 전부가 아세틸기, 프로피오닐기 및/또는 부티릴기로 치환된, 셀룰로오스 유기산 에스테르 또는 셀룰로오스 혼합 유기산 에스테르를 말한다. 예컨대, 셀룰로오스의 초산에스테르, 프로피온산에스테르, 부티르산에스테르 및 이들의 혼합 에스테르 등으로 이루어지는 것을 들 수 있다. 그 중에서도, 트리아세틸셀룰로오스, 디아세틸셀룰로오스, 셀룰로오스아세테이트프로피오네이트, 셀룰로오스아세테이트부틸레이트가 바람직하다.

폴리에스테르계 수지는, 에스테르 결합을 갖는, 상기 셀룰로오스계 수지 이외의 수지이며, 다가 카르복실산 또는 그 유도체와 다가 알코올의 중축합체로 이루어지는 것이 일반적이다. 다가 카르복실산 또는 그 유도체로서는 2가의 디카르복실산 또는 그 유도체를 이용할 수 있고, 예컨대 테레프탈산, 이소프탈산, 디메틸테레프탈레이트, 나프탈렌디카르복실산디메틸 등을 들 수 있다. 다가 알코올로서는 2가의 디올을 이용할 수 있고, 예컨대 에틸렌글리콜, 프로판디올, 부탄디올, 네오펜틸글리콜, 시클로헥산디메탄올 등을 들 수 있다. 적합한 폴리에스테르계 수지의 예는, 폴리에틸렌테레프탈레이트를 포함한다.

폴리카보네이트계 수지는, 카르보네이트기를 통해 모노머 단위가 결합된 중합체로 이루어지는 엔지니어링 플라스틱이며, 높은 내충격성, 내열성, 난연성, 투명성을 갖는 수지이다. 폴리카보네이트계 수지는, 광 탄성 계수를 내리기 위해 폴리머 골격을 수식한 것과 같은 변성 폴리카보네이트라고 불리는 수지나, 파장 의존성을 개량한 공중합 폴리카보네이트 등이어도 좋다.

(메타)아크릴계 수지는, (메타)아크릴계 모노머 유래의 구성 단위를 포함하는 중합체이다. 그 중합체는 전형적으로는 메타크릴산에스테르를 포함하는 중합체이다. 바람직하게는 메타크릴산에스테르에 유래하는 구조 단위의 비율이, 전체 구조 단위에 대하여, 50 중량％ 이상 포함하는 중합체이다. (메타)아크릴계 수지는, 메타크릴산에스테르의 단독 중합체여도 좋고, 다른 중합성 모노머 유래의 구성 단위를 포함하는 공중합체여도 좋다. 이 경우, 다른 중합성 모노머 유래의 구성 단위의 비율은, 바람직하게는 전체 구조 단위에 대하여, 50 중량％ 이하이다.

(메타)아크릴계 수지를 구성할 수 있는 메타크릴산에스테르로서는, 메타크릴산알킬에스테르가 바람직하다. 메타크릴산알킬에스테르로서는, 메타크릴산메틸, 메타크릴산에틸, 메타크릴산n-프로필, 메타크릴산이소프로필, 메타크릴산n-부틸, 메타크릴산이소부틸, 메타크릴산t-부틸, 메타크릴산2-에틸헥실, 메타크릴산시클로헥실, 메타크릴산2-히드록시에틸같은 알킬기의 탄소수가 1∼8인 메타크릴산알킬에스테르를 들 수 있다. 메타크릴산알킬에스테르에 포함되는 알킬기의 탄소수는, 바람직하게는 1∼4이다. (메타)아크릴계 수지에 있어서, 메타크릴산에스테르는, 1종만을 단독으로 이용하여도 좋고 2종 이상을 병용하여도 좋다.

(메타)아크릴계 수지를 구성할 수 있는 상기 다른 중합성 모노머로서는, 아크릴산에스테르 및 그 밖의 분자 내에 중합성 탄소-탄소 이중 결합을 갖는 화합물을 들 수 있다. 다른 중합성 모노머는, 1종만을 단독으로 이용하여도 좋고 2종 이상을 병용하여도 좋다. 아크릴산에스테르로서는, 아크릴산알킬에스테르가 바람직하다. 아크릴산알킬에스테르로서는, 아크릴산메틸, 아크릴산에틸, 아크릴산n-프로필, 아크릴산이소프로필, 아크릴산n-부틸, 아크릴산이소부틸, 아크릴산t-부틸, 아크릴산2-에틸헥실, 아크릴산시클로헥실, 아크릴산2-히드록시에틸과 같은 알킬기의 탄소수가 1∼8인 아크릴산알킬에스테르 등을 들 수 있다. 아크릴산알킬에스테르에 포함되는 알킬기의 탄소수는, 바람직하게는 1∼4이다. (메타)아크릴계 수지에 있어서, 아크릴산에스테르는, 1종만을 단독으로 이용하여도 좋고 2종 이상을 병용하여도 좋다.

그 밖의 분자 내에 중합성 탄소-탄소 이중 결합을 갖는 화합물로서는, 에틸렌, 프로필렌, 스티렌 등의 비닐계 화합물이나, 아크릴로니트릴과 같은 비닐시안 화합물을 들 수 있다. 그 밖의 분자 내에 중합성 탄소-탄소 이중 결합을 갖는 화합물은, 1종만을 단독으로 이용하여도 좋고 2종 이상을 병용하여도 좋다.

보호 필름은 위상차 필름, 휘도 향상 필름과 같은 광학 기능을 더불어 갖는 필름일 수도 있다. 예컨대, 상기 열 가소성 수지로 이루어지는 필름을 연신(일축 연신 또는 이축 연신 등)하거나, 그 필름 상에 액정층 등을 형성하거나 함으로써, 임의의 위상차값이 부여된 위상차 필름으로 할 수 있다. 보호 필름은 그 표면에 적층되는, 하드 코트층, 방현층, 반사 방지층, 대전 방지층, 방오층과 같은 표면 처리층(코팅층)을 가지고 있어도 좋다.

보호 필름의 두께는 통상 1∼100 ㎛이지만, 강도나 취급성, 편광판의 박막화 등의 관점에서 5∼60 ㎛인 것이 바람직하고, 5∼50 ㎛인 것이 보다 바람직하다.

편광 필름(25)과 보호 필름의 접합에 이용하는 접착제로서는, 수계 접착제, 활성 에너지선 경화성 접착제 또는 열 경화성 접착제를 이용할 수 있고, 바람직하게는 수계 접착제, 활성 에너지선 경화성 접착제이다. 편광 필름(25)의 양면에 보호 필름이 접합되는 경우에 있어서 이들 보호 필름을 접합하기 위한 접착제는, 동종의 접착제여도 좋고 이종의 접착제여도 좋다.

수계 접착제는 접착제 성분을 물에 용해한 것 또는 물에 분산시킨 것이다. 바람직하게 이용되는 수계 접착제는, 예컨대, 주성분으로서 폴리비닐알코올계 수지 또는 우레탄 수지를 이용한 접착제 조성물이다.

접착제의 주성분으로서 폴리비닐알코올계 수지를 이용하는 경우, 그 폴리비닐알코올계 수지는, 부분 비누화 폴리비닐알코올, 완전 비누화 폴리비닐알코올과 같은 폴리비닐알코올 수지일 수 있는 것 외에 카르복실기 변성 폴리비닐알코올, 아세토아세틸기 변성 폴리비닐알코올, 메틸올기 변성 폴리비닐알코올, 아미노기 변성 폴리비닐알코올과 같은 변성된 폴리비닐알코올계 수지여도 좋다. 폴리비닐알코올계 수지는, 초산비닐의 단독 중합체인 폴리초산비닐을 비누화 처리하여 얻어지는 비닐알코올 호모폴리머 외에, 초산비닐과 이것에 공중합 가능한 다른 단량체의 공중합체를 비누화 처리하여 얻어지는 폴리비닐알코올계 공중합체여도 좋다.

폴리비닐알코올계 수지를 접착제 성분으로 하는 수계 접착제는 통상, 폴리비닐알코올계 수지의 수용액이다. 접착제 중의 폴리비닐알코올계 수지의 농도는, 물 100 중량부에 대하여, 통상 1∼10 중량부, 바람직하게는 1∼5 중량부이다.

폴리비닐알코올계 수지의 수용액으로 이루어지는 접착제는, 접착성을 향상시키기 위해, 다가 알데히드, 멜라민계 화합물, 지르코니아 화합물, 아연 화합물, 글리옥살, 글리옥살 유도체, 수용성 에폭시 수지와 같은 경화성 성분이나 가교제를 함유하는 것이 바람직하다. 수용성 에폭시 수지로서는, 예컨대 디에틸렌트리아민, 트리에틸렌테트라민 등의 폴리알킬렌폴리아민과, 아디프산 등의 디카르복실산과의 반응으로 얻어지는 폴리아미드아민에, 에피클로로히드린을 반응시켜 얻어지는 폴리아미드폴리아민에폭시 수지를 적합하게 이용할 수 있다. 이러한 폴리아미드폴리아민에폭시 수지의 시판품으로서는, 「스미레즈레진 650」(다오카가가쿠고교(주) 제조), 「스미레즈레진 675」(다오카가가쿠고교(주) 제조), 「WS-525」(니혼 PMC(주) 제조) 등을 들 수 있다. 이들 경화성 성분이나 가교제의 첨가량(경화성 성분 및 가교제로서 함께 첨가하는 경우에는 그 합계량)은, 폴리비닐알코올계 수지 100 중량부에 대하여, 통상 1∼100 중량부, 바람직하게는 1∼50 중량부이다. 상기 경화성 성분이나 가교제의 첨가량이 폴리비닐알코올계 수지 100 중량부에 대하여 1 중량부 미만인 경우에는, 접착성 향상의 효과가 작아지는 경향에 있고, 또한, 그 첨가량이 폴리비닐알코올계 수지 100 중량부에 대하여 100 중량부를 넘는 경우에는, 접착제층이 취약해지는 경향에 있다.

또한, 접착제의 주성분으로서 우레탄 수지를 이용하는 경우의 적합한 예로서, 폴리에스테르계 아이오노머형 우레탄 수지와 글리시딜옥시기를 갖는 화합물의 혼합물을 들 수 있다. 폴리에스테르계 아이오노머형 우레탄 수지란, 폴리에스테르 골격을 갖는 우레탄 수지로서, 그 중에 소량의 이온성 성분(친수 성분)이 도입된 것이다. 이러한 아이오노머형 우레탄 수지는, 유화제를 사용하지 않고 직접, 수중에서 유화하여 에멀젼이 되기 때문에, 수계의 접착제로서 적합하다.

활성 에너지선 경화성 접착제는, 자외선, 가시광, 전자선, X선과 같은 활성 에너지선의 조사에 의해 경화하는 접착제이다. 활성 에너지선 경화성 접착제를 이용하는 경우, 편광판이 갖는 접착제층은, 그 접착제의 경화물층이다.

활성 에너지선 경화성 접착제는, 양이온 중합에 의해 경화하는 에폭시계 화합물을 경화성 성분으로서 함유하는 접착제일 수 있고, 바람직하게는 이러한 에폭시계 화합물을 경화성 성분으로서 함유하는 자외선 경화성 접착제이다. 여기서 말하는 에폭시계 화합물이란, 분자 내에 평균 1개 이상, 바람직하게는 2개 이상의 에폭시기를 갖는 화합물을 의미한다. 에폭시계 화합물은 1종만을 사용하여도 좋고 2종 이상을 병용하여도 좋다.

적합하게 사용할 수 있는 에폭시계 화합물의 구체예는, 방향족 폴리올의 방향 고리에 수소화 반응을 행하여 얻어지는 지환식 폴리올에, 에피클로로히드린을 반응시킴으로써 얻어지는 수소화 에폭시계 화합물(지환식 고리를 갖는 폴리올의 글리시딜에테르); 지방족 다가 알코올 또는 그 알킬렌옥사이드 부가물의 폴리글리시딜에테르와 같은 지방족 에폭시계 화합물; 지환식 고리에 결합한 에폭시기를 분자 내에 1개 이상 갖는 에폭시계 화합물인 지환식 에폭시계 화합물을 포함한다.

활성 에너지선 경화성 접착제는, 경화성 성분으로서, 상기 에폭시계 화합물 대신에, 또는 이것과 함께 라디칼 중합성인 (메타)아크릴계 화합물을 함유할 수 있다. (메타)아크릴계 화합물로서는, 분자 내에 적어도 1개의 (메타)아크릴로일옥시기를 갖는 (메타)아크릴레이트 모노머; 관능기 함유 화합물을 2종 이상 반응시켜 얻어지며, 분자 내에 적어도 2개의 (메타)아크릴로일옥시기를 갖는 (메타)아크릴레이트 올리고머 등의 (메타)아크릴로일옥시기 함유 화합물을 들 수 있다.

활성 에너지선 경화성 접착제는, 양이온 중합에 의해 경화하는 에폭시계 화합물을 경화성 성분으로서 포함하는 경우, 광 양이온 중합 개시제를 함유하는 것이 바람직하다. 광 양이온 중합 개시제로서는, 예컨대, 방향족 디아조늄염; 방향족 요오도늄염이나 방향족 술포늄염 등의 오늄염; 철-알렌 착체 등을 들 수 있다. 또한, 활성 에너지선 경화성 접착제가 (메타)아크릴계 화합물과 같은 라디칼 중합성 경화성 성분을 함유하는 경우는, 광 라디칼 중합 개시제를 함유하는 것이 바람직하다. 광 라디칼 중합 개시제로서는, 예컨대, 아세토페논계 개시제, 벤조페논계 개시제, 벤조인에테르계 개시제, 티오크산톤계 개시제, 크산톤, 플루오레논, 캄파퀴논, 벤즈알데히드, 안트라퀴논 등을 들 수 있다.

편광 필름에 보호 필름을 접합하는 데 앞서, 편광 필름 및/또는 보호 필름의 접합면에, 플라즈마 처리, 코로나 처리, 자외선 조사 처리, 플레임(화염) 처리, 비누화 처리와 같은 표면 활성화 처리를 행하여도 좋다. 이 표면 활성화 처리에 의해, 편광 필름과 보호 필름의 접착성을 높일 수 있다.

실시예

이하, 실시예 및 비교예를 나타내어 본 발명을 더욱 구체적으로 설명하지만, 본 발명은 이들 예에 의해 한정되는 것이 아니다. 측정 또는 평가는 이하의 방법에 따랐다.

(1) 필름 두께의 측정

(주)니콘 제조의 디지털 마이크로미터 「MH-15M」을 이용하여 측정하였다.

(2) 필름의 수분율의 측정

수분율이 상이한 복수의 폴리비닐알코올 필름 시료를 이용하여, 건조 중량법에 따른 수분율과, 적외선 흡수식의 수분율계((주)치노 제조의 「IRMA1100」)의 측정값의 상관을 나타내는 검량선(환산식)을 작성하였다. 상기 수분율계를 이용하여 측정값을 얻고, 이것을 상기 검량선(환산식)에 대입하여 건조 중량법에 따른 수분율〔중량％〕로 환산하고, 이것을 필름의 수분율로 하였다. 건조 중량법에 따른 수분율은, 105℃에서 120분간 열 처리하였을 때의 폴리비닐알코올 필름 시료의 중량을 W1, 열 처리 전의 폴리비닐알코올 필름 시료의 중량을 W0이라고 할 때, 하기 식:

건조 중량법에 따른 수분율〔중량％〕=(W0-W1)÷W0×100

에 따라 구하였다. 상기 검량선은 측정 대상의 필름의 두께가 상이할 때마다 작성하였다.

(3) 특정 요철 결함의 확인 및 평가

얻어진 편광 필름의 편면(한쪽의 면에 특정 요철 결함이 인정되는 경우에는 통상, 다른쪽의 면에도 같은 위치에 특정 요철 결함이 형성되어 있음)을 루페로 관찰하고, 특정 요철 결함의 유무를 확인하였다. 전술한 바와 같이 특정 요철 결함은, 그 요철 결함 이외의 편광 필름면을 기준으로, 그보다 돌출하고 있는 하나의 볼록부와, 상기 기준보다 함몰하고 있으며, 그 볼록부에 인접하는 하나의 오목부와의 조합으로 이루어진다. 특정 요철 결함이 존재하는 경우에는, (주)료카 시스템 제조의 백색 간섭계 「Vert Scan」을 이용하여 평균적인 특정 요철 결함의 장경(평균 장경) 및 평균적인 특정 요철 결함의 고저차(평균 고저차; 볼록부의 꼭대기부로부터 오목부의 바닥부까지의 필름 두께 방향 평균 거리)를 측정하였다[하기 (4) 참조]. 또한, 얻어진 편광 필름으로부터 투과축 방향 200 ㎜×흡수축 방향 300 ㎜의 샘플을, 랜덤의 영역으로부터 3장 절취하고, 각각에 대해서 루페로 관찰하여 특정 요철 결함의 개수를 계측함으로써, 특정 요철 결함의 밀도(편광 필름의 단위 면적당의 특정 요철 결함의 수, 단위: 개/㎡)를 구하였다. 구체적으로는, 특정 요철 결함의 밀도의 산출은, 하기 식:

특정 요철 결함의 밀도(개/㎡)=(3장의 샘플에 있어서의 특정 요철 결함의 합계 개수)/(3장의 샘플의 합계 면적)

에 따랐다. 결과를 표 1에 나타낸다. 또한, 이상의 특정 요철 결함의 확인은, 얻어진 편광 필름의 편면에 대해서만 행하였지만, 하기의 실시예 및 비교예 사이에서, 특정 요철 결함의 확인은 편광 필름의 동일한 면에 대해서 행하였다.

(4) 특정 요철 결함의 평균 장경 및 평균 고저차의 측정

측정에는, (주)료카 시스템 제조의 백색 간섭계 「Vert Scan」을 이용하였다. 장경(최대 직경)이란, 특정 요철 결함을 위에서 보았을 때(필름면에 대하여 수직인 방향에서 보았을 때)의 볼록부의 외측단으로부터 오목부의 외측단까지의 거리 중, 가장 긴 거리를 말한다. 특정 요철 결함을 임의로 10개 선택하고, 이들 장경의 평균값을 「평균 장경」이라고 하였다. 또한, 상기 10개의 특정 요철 결함에 대해서 고저차를 측정하고, 이들 평균값을 「평균 고저차」라고 하였다. 결과를 표 1에 나타낸다. 또한, 실시예 및 비교예에 있어서, 측정한 개개의 특정 요철 결함의 장경은 0.5∼5 ㎜의 범위이고, 고저차는 0.1∼1 ㎛의 범위 내였다.

(5) 휘점(광 누설)의 확인 및 평가

얻어진 편광 필름으로부터 투과축 방향 200 ㎜×흡수축 방향 300 ㎜의 샘플을, 랜덤의 영역으로부터 3장 절취하고, 각각에 대해서 휘점(광 누설)의 평가를 실시하였다. 구체적으로는, 암실 내에 있어서, 휘도가 20,000 ㏅/㎡((주)탑콘테크노하우스 제조의 휘도계 「BM-5A」를 이용하여 측정)인 백 라이트 상에, 검사용의 편광판을 배치하고, 더욱 그 위에 상기 편광 필름 샘플을 배치하였다. 이때, 검사용의 편광판에 포함되는 편광 필름의 투과축과 편광 필름 샘플의 투과축이 직교하도록 검사용의 편광판 및 편광 필름 샘플을 배치하였다. 계속해서, 백 라이트를 점등시켜, 편광 필름 샘플측으로부터, 그 샘플의 표면에 있어서의 도트형의 휘점(광 누설)의 유무를 눈으로 보아 확인하였다. 휘점이 인정되는 경우에는 그 개수를 계측하여, 그 밀도(단위 면적당의 휘점의 수, 단위: 개/㎡)를 구하였다. 구체적으로는, 휘점의 밀도의 산출은, 하기 식:

휘점의 밀도(개/㎡)=(3장의 샘플에 있어서의 휘점의 합계 개수)/(3장의 샘플의 합계 면적)

에 따랐다. 결과를 표 1에 나타낸다.

또한, 상기 조건에 있어서 휘도가 인정된 경우에는, 하기의 조건 (A) 또는 (B) 중 어느 하나를 더하는 것 이외에는 상기와 같이 하여 휘점의 밀도를 구하였다. 결과를 표 1에 나타낸다.

(A) 백 라이트와 검사용의 편광판 사이에 평균 투과율 50％의 ND 필터를 더욱 배치한다(이 경우, 백 라이트의 실질적인 휘도는 10,000 ㏅/㎡가 됨).

(B) 백 라이트과 검사용의 편광판 사이에 평균 투과율 3％의 ND 필터를 더욱 배치한다(이 경우, 백 라이트이 실질적인 휘도는 600 ㏅/㎡가 됨).

(6) 시감도 보정 단체 투과율(Ty) 및 시감도 보정 편광도(Py)의 측정

적분구를 갖는 흡광 광도계(니혼분코(주) 제조의「V7100」)를 이용하여, 얻어진 투과율, 편광도에 대하여 JIS Z 8701의 2도 시야(C 광원)에 의해 시감도 보정을 행하고, 시감도 보정 단체 투과율(Ty) 및 시감도 보정 편광도(Py)를 측정하였다.

(7) 가이드 롤의 회전 저항의 측정

롤에 얇은 필름(두께 25 ㎛의 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름)을 휘감은 후, 휘감은 필름의 외측의 단부를 스프링에만 고정하여, 스프링만을 롤의 회전수가 100 rpm이 되도록 일정 속도로 뽑았을 때의 스프링에만 가해지는 하중을 측정하여, 이것을 가이드 롤의 회전 저항으로 하였다.

(8) 가이드 롤 표면의 물에 대한 접촉각(대수 접촉각)의 측정

접촉각계(교와가이멘가가쿠사 제조의 전자동 접촉각계 「DM-701」)를 이용하여, 액적법에 따라, 온도 23℃, 상대 습도 50％의 조건 하에서 측정하였다.

<실시예 1>

건조 처리부가 합계 15개인 가이드 롤(프리 롤)을 포함하는(모두 필름 표면에 접함) 것 이외에는 도 1 및 도 2와 동일한 편광 필름 제조 장치를 이용하여, 장척의 PVA계 수지 필름(10)으로부터 장척의 편광 필름(25)을 연속 제조하였다. 계속해서, 얻어진 편광 필름(25)을 이용하여 편광판을 제작하였다. 구체적으로는 다음과 같다.

(1) PVA계 수지 필름(10)의 준비

PVA계 수지 필름(10)으로서 다음 PVA계 수지 필름(a)을 준비하였다. 이 PVA계 수지 필름(a)은, 두께 30 ㎛의 폴리비닐알코올 필름을 건식으로 4.1배로 일축 연신한 것이며, 필름을 구성하는 폴리비닐알코올의 비누화도는 99.9 몰％ 이상, 평균 중합도는 2400이고, 필름을 구성하는 폴리비닐알코올 100 중량부에 대하여 10 중량부의 가소제를 함유하고 있다.

(2) 습식 처리 공정(S101)

PVA계 수지 필름(a)을 언와인딩 롤(11)로부터 풀어내면서, 장력을 가하여 긴장 상태를 유지한 채로 연속적으로 반송하여, 40℃의 순수를 수용하는 팽윤 처리조(13)에 체류 시간 60초로 침지하여 PVA계 수지 필름(a)을 충분히 팽윤시킨다(팽윤 처리 공정). 팽윤 처리조(13)로부터 인출한 필름을, 요오드/요오드화칼륨/물이 중량비로 0.1/6/100인 30℃의 염색 처리액을 수용하는 염색 처리조(15)에 체류 시간 60초로 침지하면서, 그 동안에 일축 연신(욕 중에서의 롤간 연신)을 행하였다(염색 처리 공정). 염색 처리조(15)로부터 인출한 필름을, 요오드화칼륨/붕산/물이 중량비로 15/5.5/100인 68℃의 가교 처리액을 수용하는 가교 처리조(17)에 체류 시간 130초로 침지하면서, 그 동안에 일축 연신(욕 중에서의 롤간 연신)을 행하였다(가교 처리 공정). 가교 처리조(17)로부터 인출한 필름을, 20℃의 순수를 수용하는 세정 처리조(19)에 체류 시간 3초로 침지하여 세정을 행하였다(세정 처리 공정). PVA계 수지 필름(a)를 기준으로 하는 누적 연신 배율은 4.5배였다.

(3) 건조 처리 공정(S102)

계속해서, 세정 처리조(19)로부터 인출한 필름을 연속적으로 반송하면서, 열풍 오븐인 건조로(21)에 도입하여, 체류 시간 90초, 온도 60℃의 건조 처리를 행하여, 편광 필름(25)을 얻었다. 얻어진 편광 필름(25)의 두께는 12 ㎛, 시감도 보정 단체 투과율(Ty)은 42.5％, 시감도 보정 편광도(Py)는 99.993％, 수분율은 10 중량％였다. 얻어진 편광 필름(25)에 대해서 특정 요철 결함의 확인을 행하였다. 결과를 표 1에 나타낸다. 또한, 최초의 저회전 저항 롤에 접할 때의 필름의 두께는, 편광 필름(25)의 두께와 실질적으로 동일하다.

실시예 1에 있어서는, 편광 필름 제조 장치가 갖는 필름의 반송 경로를 구축하고 있는 가이드 롤 중, 건조로(21)의 전반의 반송 경로를 구축하고 있는 가이드 롤(15개의 가이드 롤 중 상류측의 8개)을 전부 저회전 저항 롤로 하였다. 이들 저회전 저항 롤에는 다음의 저회전 저항 롤(I)을 사용하였다. 건조로(21)의 전반의 반송 경로를 구축하고 있는 가이드 롤 이외의 가이드 롤(하류측의 7개)에는, 다음 가이드 롤(II)을 이용하였다. 습식 처리부의 가이드 롤에도, 전부 다음 가이드 롤(II)을 이용하였다.

〔저회전 저항 롤(I)〕

·구성: 코어재에 카본을 이용하여, 표면에 불소계 수지층이 코팅된 가이드 롤,

·회전 저항: 0.008 N,

·단위 체적당의 중량: 640 ㎏/㎥,

·표면의 대수 접촉각: 95도,

·각 저회전 저항 롤에 있어서의 필름의 각도(α)(반송 방향 변화 각도): 90°또는 180°(각 실시예 및 비교예에 공통).

〔가이드 롤(II)〕

·구성: 코어재에 SUS304를 이용하여, 표면에 크롬 도금이 실시된 가이드 롤,

·회전 저항: 0.03 N,

·단위 체적당의 중량: 1600 ㎏/㎥,

·표면의 대수 접촉각: 75도.

얻어진 편광 필름(25)에 대해서, 전술한 방법에 따라, 특정 요철 결함 및 휘점(광 누설)의 평가를 행하였다. 결과를 표 1에 나타낸다.

(4) 편광판의 제작

얻어진 편광 필름(25)을 연속적으로 반송하며, 제1 보호 필름〔코니카미놀타옵토(주) 제조의 TAC 필름 「KC2UAW」, 두께: 25 ㎛〕 및 제2 보호 필름〔JSR(주) 제조의 환형 폴리올레핀계 수지 필름인 상품명 「FEKB015D3」, 두께: 15 ㎛〕을 연속적으로 반송하여, 편광 필름(25)과 제1 보호 필름 사이 및 편광 필름(25)과 제2 보호 필름 사이에 수계 접착제를 주입하면서, 접합 롤 사이에 통과시켜 제1 보호 필름/수계 접착제층/편광 필름(25)/수계 접착제층/제2 보호 필름으로 이루어지는 적층 필름으로 하였다.

상기 수계 접착제에는 폴리비닐알코올 분말〔니혼고세이가가쿠고교(주) 제조의 상품명 「고세파이머」, 평균 중합도 1100〕을 95℃의 열수에 용해하여 얻어진 농도 3 중량％의 폴리비닐알코올 수용액에 가교제〔니혼고세이가가쿠고교(주) 제조의 글리옥실산나트륨〕를 폴리비닐알코올 분말 10 중량부에 대하여 1 중량부의 비율로 혼합한 수용액을 이용하였다.

계속해서, 얻어진 적층 필름을 반송하여, 열풍 건조기에 통과시켜 80℃, 300초의 가열 처리를 행함으로써 수계 접착제층을 건조시켜 편광판을 얻었다.

<실시예 2>

다음의 저회전 저항 롤(III)을 사용한 것 이외에는 실시예 1과 동일하게 하여 편광 필름(25)(두께 12 ㎛)을 제작하고, 계속해서 편광판을 제작하였다. 특정 요철 결함 및 휘점(광 누설)의 평가 결과를 표 1에 나타낸다.

〔저회전 저항 롤(III)〕

·구성: 코어재에 카본을 이용하여, 표면에 다이아몬드 라이크 카본층이 코팅된 가이드 롤,

·회전 저항: 0.008 N,

·단위 체적당의 중량: 640 ㎏/㎥,

·표면의 대수 접촉각: 105도.

<실시예 3>

건조로(21)의 전반의 반송 경로를 구축하고 있는 모든 가이드 롤에 더하여, 세정 처리조(19)와 건조로(21)를 접속하는 반송 경로를 구축하고 있는 모든 가이드 롤을 저회전 저항 롤(I)로 한 것 이외에는 실시예 1과 동일하게 하여 편광 필름(25)(두께 12 ㎛)을 제작하고, 계속해서 편광판을 제작하였다. 특정 요철 결함 및 휘점(광 누설)의 평가 결과를 표 1에 나타낸다.

<실시예 4∼6>

PVA계 수지 필름(10)으로서, 두께 20 ㎛의 폴리비닐알코올 필름을 건식으로 4.1배로 일축 연신하여 이루어지는 PVA계 수지 필름(b)을 이용한 것 이외에는 각각 실시예 1∼3과 동일하게 하여 편광 필름(25)(두께 7 ㎛)을 제작하고, 계속해서 편광판을 제작하였다. 특정 요철 결함 및 휘점(광 누설)의 평가 결과를 표 1에 나타낸다.

<비교예 1>

저회전 저항 롤(I)을 이용하는 일없이, 편광 필름 제조 장치가 갖는 필름의 반송 경로를 구축하고 있는 가이드 롤을 전부 전술한 가이드 롤(II)로 한 것 이외에는 실시예 1과 동일하게 하여 편광 필름(25)(두께 12 ㎛)을 제작하고, 계속해서 편광판을 제작하였다. 특정 요철 결함 및 휘점(광 누설)의 평가 결과를 표 1에 나타낸다.

<비교예 2>

PVA계 수지 필름(10)으로서, 두께 20 ㎛의 폴리비닐알코올 필름을 건식으로 4.1배로 일축 연신하여 이루어지는 PVA계 수지 필름(b)을 이용한 것 이외에는 비교예 1과 동일하게 하여 편광 필름(25)(두께 7 ㎛)을 제작하고, 계속해서 편광판을 제작하였다. 특정 요철 결함 및 휘점(광 누설)의 평가 결과를 표 1에 나타낸다.

1a, 1b, 1c, 1d, 1e, 1f, 1g, 1h, 1i, 1j, 1k, 1l, 1m, 1n, 1o, 1p, 1q, 1r, 1s 가이드 롤, 2a, 2b, 2c, 2d, 2e, 2f 니프 롤, 10 폴리비닐알코올계 수지 필름(PVA계 수지 필름), 11 언와인딩 롤, 13 팽윤 처리조, 15 염색 처리조, 17 가교 처리조, 19 세정 처리조, 20 습식 처리부, 21 건조로, 22 건조 처리부, 25 편광 필름, 27 와인딩 롤.

Claims (17)

1. 폴리비닐알코올계 수지 필름으로 편광 필름을 제조하기 위한 제조 장치로서,
   상기 폴리비닐알코올계 수지 필름의 반송 경로를 구성하며, 상기 폴리비닐알코올계 수지 필름의 표면에 접하도록 배치되는 복수의 롤과,
   상기 반송 경로 상에 배치되며, 상기 폴리비닐알코올계 수지 필름이 침지되는 처리액을 수용하는 1 이상의 처리조를 포함하는 습식 처리부와,
   상기 반송 경로 상에 배치되며, 습식 처리 후의 폴리비닐알코올계 수지 필름을 건조시키기 위한 건조 처리부
   를 포함하고,
   상기 복수의 롤은 회전 저항이 0.025 N 이하인 저회전 저항 롤을 포함하는, 제조 장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 저회전 저항 롤은 상기 습식 처리부로부터 상기 건조 처리부에 걸친 반송 경로 중 어느 위치에 배치되는 것인 제조 장치.
3. 제2항에 있어서, 상기 습식 처리부는 이색성 색소를 함유하는 염색 처리액을 수용하는 염색 처리조 및 가교제를 함유하는 가교 처리액을 수용하는 가교 처리조를 이 순서로 포함하고,
   상기 저회전 저항 롤은 상기 가교 처리조 이후에 배치되는 것인 제조 장치.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 저회전 저항 롤은 물에 대한 접촉각이 60도 이상인 표면을 갖는 것인 제조 장치.
5. 제4항에 있어서, 상기 표면은 불소계 수지, 실리콘 원자 함유 수지, 카본 또는 다이아몬드 라이크 카본으로 구성되는 것인 제조 장치.
6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 저회전 저항 롤은 단위 체적당의 중량이 1500 ㎏/㎥ 이하인 제조 장치.
7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 저회전 저항 롤은 가이드 롤인 제조 장치.
8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 저회전 저항 롤에 접하는 상기 폴리비닐알코올계 수지 필름의 두께가 15 ㎛ 이하인 제조 장치.
9. 폴리비닐알코올계 수지 필름으로 편광 필름을 제조하는 방법으로서,
   상기 폴리비닐알코올계 수지 필름의 표면에 접하도록 배치되는 복수의 롤에 의해 구성되는 반송 경로를 따라 상기 폴리비닐알코올계 수지 필름을 반송시키면서, 1 이상의 처리액에 침지시키는 습식 처리 공정과,
   상기 반송 경로를 따라 상기 폴리비닐알코올계 수지 필름을 반송시키면서, 습식 처리 후의 폴리비닐알코올계 수지 필름을 건조시키는 건조 처리 공정
   을 포함하고,
   상기 복수의 롤은 회전 저항이 0.025 N 이하인 저회전 저항 롤을 포함하는, 제조 방법.
10. 제9항에 있어서, 상기 저회전 저항 롤은 상기 습식 처리 공정으로부터 상기 건조 처리 공정에 걸친 반송 경로 중 어느 위치에 배치되는 것인 제조 방법.
11. 제10항에 있어서, 상기 습식 처리 공정은 이색성 색소를 함유하는 염색 처리액에 침지시키는 공정과, 가교제를 함유하는 가교 처리액에 침지시키는 공정을 이 순서로 포함하고,
    상기 저회전 저항 롤은 상기 가교 처리액에 침지시키는 공정 이후의 반송 경로에 배치되는 것인 제조 방법.
12. 제9항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 저회전 저항 롤은 물에 대한 접촉각이 60도 이상인 표면을 갖는 것인 제조 방법.
13. 제12항에 있어서, 상기 표면은 불소계 수지, 실리콘 원자 함유 수지, 카본 또는 다이아몬드 라이크 카본으로 구성되는 것인 제조 방법.
14. 제9항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 저회전 저항 롤은 단위 체적당의 중량이 1500 g/㎥ 이하인 제조 방법.
15. 제9항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 저회전 저항 롤은 가이드 롤인 제조 방법.
16. 제9항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 저회전 저항 롤에 접하는 상기 폴리비닐알코올계 수지 필름의 두께가 15 ㎛ 이하인 제조 방법.
17. 폴리비닐알코올계 수지 필름에 이색성 색소가 흡착 배향되어 있는 편광 필름으로서,
    적어도 한쪽의 면에 있어서의 요철 결함의 밀도가 20개/㎡ 이하이고,
    상기 요철 결함은 상기 요철 결함 이외의 편광 필름면을 기준으로 그것보다 돌출하고 있는 하나의 볼록부와, 상기 기준보다 함몰하면서 상기 볼록부에 인접하는 하나의 오목부의 조합으로 이루어지고, 장경이 0.5∼5 ㎜의 범위 내인, 편광 필름.

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