KR20190067687A

KR20190067687A - 편광 필름의 제조 방법 및 편광 필름의 제조 장치

Info

Publication number: KR20190067687A
Application number: KR1020180082816A
Authority: KR
Inventors: 아유무 나카하라
Original assignee: 닛토덴코 가부시키가이샤
Priority date: 2017-12-07
Filing date: 2018-07-17
Publication date: 2019-06-17
Also published as: CN109975908A; TW201925286A; CN109975908B; JP7177590B2; JP2019101341A; KR102574051B1

Abstract

보다 우수한 편광도를 갖는 편광 필름의 제조 방법을 제공한다.
염색액이 들어 있는 염색조(51) 안에 배치된 2개 이상의 가이드 롤러(53)에 의해 필름(2)을 반송하여, 상기 필름(2)을 염색액에 침지하는 염색 공정을 갖는 편광 필름의 제조 방법이며, 적어도 하나의 상기 가이드 롤러(53)가, 산술 평균 조도 Ra로 5.0㎛ 이하의 표면 조도를 갖는다.

Description

편광 필름의 제조 방법 및 편광 필름의 제조 장치{METHOD AND APPARATUS FOR MANUFACTURING POLARIZING FILM}

본 발명은, 편광 필름의 제조 방법 및 제조 장치에 관한 것이다.

종래, 액정 표시 장치나 편광 선글라스 등의 구성 재료로서 편광 필름이 사용되고 있다. 편광 필름으로서는, 예를 들어 요오드 등의 2색성 물질을 배향시킨 필름이 알려져 있다.

이러한 편광 필름은, 예를 들어 폴리비닐알코올계 필름에 팽윤 처리, 염색 처리 및 가교 처리를 실시함으로써 얻어진다.

특허문헌 1에는, 폴리비닐알코올계 필름을 팽윤 처리, 염색 처리, 붕산 처리 및 세정 처리하는 동안에 2개의 닙 롤러 사이의 주속차를 이용하여 1축 연신하는 편광 필름의 제조 방법에 있어서, 붕산 처리 공정의 직전에, 붕산 처리액에 침지하면서 기중 및 액중의 순으로 배치된 2개의 닙 롤러에 의해 1축 연신을 행하는 연신 공정에 있어서, 침지 직전의 필름 폭에 대한 침지 후의 필름 폭의 감소율을 6％ 이하로 하는 편광 필름의 제조 방법이 개시되어 있다. 또한, 특허문헌 1에는, 상기 연신 공정에 있어서, 필름이 침지되고 나서 액중 닙 롤러로 반송될 때까지의 가이드 롤러로서, JIS 쇼어 C 경도로 20 내지 60도, 밀도 0.4 내지 0.6g/㎤, 표면 조도 10 내지 30S의 가이드 롤러를 사용하는 것이 개시되어 있다.

특허문헌 1에는, 상기 제조 방법에 의하면, 흡수 축의 변동이 작은 편광 필름을 제조할 수 있다고 기재되어 있다.

일본 특허 공개 제2011-215216호 공보

그런데 기술 개량에 의해, 편광 필름의 편광도도 상당히 향상되어 왔지만, 시장에서는, 보다 편광도가 우수한 편광 필름이 요구되고 있다.

또한, 편광 필름의 광학 특성으로서는, 편광도 뿐만 아니라, 색상도 중요한 요소이다. 그러나 y값(xy 색도도)이 비교적 큰 편광 필름을 제조하는 것은 곤란하다.

본 발명의 제1 목적은, 보다 우수한 편광도를 갖는 편광 필름의 제조 방법 및 그 제조 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 제2 목적은, 보다 우수한 편광도를 갖고, 또한 비교적 큰 y값을 갖는 편광 필름의 제조 방법 및 그 제조 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 편광 필름의 제조 방법은, 염색액이 들어 있는 염색조 안에 배치된 2개 이상의 가이드 롤러에 의해 필름을 반송하여, 상기 필름을 염색액에 침지하는 염색 공정을 갖고, 적어도 하나의 상기 가이드 롤러가, 산술 평균 조도 Ra로 5.0㎛ 이하의 표면 조도를 갖는다.

본 발명의 바람직한 제조 방법은, 상기 염색조 안에 배치된 모든 가이드 롤러가, 산술 평균 조도 Ra로 5.0㎛ 이하의 표면 조도를 갖는다.

본 발명의 바람직한 제조 방법은, 필름을 팽윤시키는 팽윤 공정, 상기 염색 공정, 염색 후에 가교하는 가교 공정, 가교 후에 상기 필름을 세정하는 세정 공정을 차례로 갖고, 또한 상기 필름을 연신하는 공정을 갖는다.

본 발명의 바람직한 제조 방법은, 상기 염색액이, 요오드를 포함하고, 상기 필름이, 폴리비닐알코올계 필름을 포함한다.

본 발명의 다른 국면에 의하면, 편광 필름의 제조 장치를 제공한다.

본 발명의 편광 필름의 제조 장치는, 염색액이 들어 있는 염색조와, 상기 염색조 안에 배치된 가이드 롤러이며, 필름을 반송하는 2개 이상의 가이드 롤러를 구비하고, 적어도 1개의 상기 가이드 롤러가, 산술 평균 조도 Ra로 5.0㎛ 이하의 표면 조도를 갖는다.

본 발명의 편광 필름의 제조 방법 및 제조 장치에 의하면, 보다 편광도가 우수한 편광 필름을 제조할 수 있다.

또한, 본 발명의 바람직한 편광 필름의 제조 방법 및 제조 장치에 의하면, 보다 편광도가 우수하고, 비교적 큰 y값을 갖는 편광 필름을 제조할 수 있다.

도 1은 본 발명의 편광 필름의 제조 장치를 도시하는 개략도.

본 명세서에 있어서, 용어의 첫머리에, 「제1」, 「제2」를 붙이는 경우가 있는데, 이 제1 등은, 용어를 구별하기 위해서만 부가된 것이며, 그 순서나 우열 등의 특별한 의미를 갖지는 않는다. 또한, 「하한값 X 내지 상한값 Y」로 표현되는 수치 범위는, 하한값 X 이상 상한값 Y 이하를 의미한다. 상기 수치 범위가 별개로 복수 기재되어 있는 경우, 임의의 하한값과 임의의 상한값을 선택하고, 「임의의 하한값 내지 임의의 상한값」을 설정할 수 있는 것으로 한다.

편광 필름을 제조하는 데 있어서, 임의의 필름에 유효 성분을 포함하는 처리액을 침지한다. 상기 침지는, 상기 임의의 필름에, 처리액 중의 유효 성분을, 흡착, 부착, 함유, 또는 결합시키는 것을 포함한다. 본 명세서에 있어서, 유효 성분이라 함은, 그 처리액의 사용 목적을 위해 필요한 성분을 말한다.

본 발명의 편광 필름의 제조 방법은, 통상, 처리 전의 필름을 팽윤시키는 팽윤 공정, 팽윤 후의 상기 필름을 염색하는 염색 공정, 염색 후에 가교하는 가교 공정, 가교 후에 상기 필름을 세정하는 세정 공정을 차례로 갖고, 또한 상기 필름을 연신하는 공정을 갖는다. 연신 공정은, 상기 각 공정으로부터 선택되는 적어도 하나의 공정에서 행해도 되고, 상기 각 공정으로부터 선택되는 2개의 공정 사이에 행해도 된다.

또한, 본 발명의 편광 필름의 제조 방법은, 상기 각 공정 이외의 공정을 갖고 있어도 된다.

[편광 필름의 제조 장치]

도 1은, 편광 필름의 제조 장치를 도시하는 참고도이다. 도면 중의 화살표는, 필름의 진행 방향(반송 방향)을 나타낸다.

제조 장치(1)는, 처리 대상인 필름(2)이 감긴 전방 롤부(31)와, 편광 필름(9)을 권취하는 후방 롤부(32)를 갖는다. 이 제조 장치(1)는, 이른바 롤 투 롤 방식으로 편광 필름을 제조하는 것이다.

상기 전방 롤부(31)와 후방 롤부(32) 사이에는, 전방 롤부(31)로부터 차례로, 팽윤조(41)를 갖는 팽윤 처리부, 염색조(51)를 갖는 염색 처리부, 가교조(61)를 갖는 가교 처리부, 세정조(81)를 갖는 세정 처리부가 배치되어 있다. 도시 예의 제조 장치(1)는, 가교 처리부와 세정 처리부 사이에, 연신조(71)를 갖는 연신 처리부가 배치되어 있다.

전방 롤부(31)로부터 조출되고, 또한 반송되는 필름(2)은, 팽윤 처리부에 의한 팽윤 공정, 염색 처리부에 의한 염색 공정, 가교 처리부에 의한 가교 공정, 연신 처리부에 의한 연신 공정, 세정 처리부에 의한 세정 공정을 거쳐, 후방 롤부(32)에 권취된다.

도면 중, 부호 11은, 한 쌍의 닙 롤러를 나타낸다. 필름(2)을 반송하기 위해, 몇 개의 닙 롤러(11) 또는 모든 닙 롤러(11)에는, 구동 장치(모터 등. 도시하지 않음)가 구비되어 있다.

또한, 제조 장치의 각 처리부에는, 회전 가능한 가이드 롤러가 구비되어 있다. 가이드 롤러는, 반송되는 필름(2)을 유도하는 기능을 갖는다. 가이드 롤러는, 팽윤 처리부, 염색 처리부, 가교 처리부, 세정 처리부 등의 각 처리부 외에, 필름(2)의 반송 경로 중의 적절한 위치에 배치되어 있다.

상기 각 가이드 롤러의 직경 및 축 방향 길이는, 필름(2)의 폭에 맞추어 적절하게 설정된다. 예를 들어, 각 가이드 롤러의 직경은, 100㎜ 내지 1000㎜이고, 및 축 방향 길이는, 1m 내지 5m이다.

<필름>

처리 대상인 필름(2)은, 긴 띠 형상이다. 긴 띠 형상은, 길이 방향의 길이가 짧은 방향(길이 방향과 직교하는 방향)의 길이보다 충분히 큰 직사각 형상을 말한다. 긴 띠 형상의 필름(2)의 길이 방향의 길이는, 예를 들어 10m 이상이고, 바람직하게는 50m 이상이다.

처리 전의 필름(2)은, 전방 롤부(31)에 권취되어 있다.

필름(2)은, 특별히 한정되지 않지만, 2색성 물질에 의한 염색성이 우수하다는 점에서, 바람직하게는 친수성 중합체 필름(예를 들어, 폴리비닐알코올계 필름 등)을 포함하는 필름이 사용되고, 더 바람직하게는, 친수성 중합체 필름이 사용된다. 상기 친수성 중합체 필름을 포함하는 필름으로서는, 친수성 중합체 필름과 비친수성 중합체 필름이 적층된 필름을 들 수 있다. 이 경우, 비친수성 중합체 필름의 표면 및/또는 이면에 상기 친수성 중합체 필름이 적층되어 있는 것이 바람직하다.

상기 친수성 중합체 필름으로서는, 특별히 한정되지 않고 종래 공지의 필름을 사용할 수 있다. 구체적으로는, 친수성 중합체 필름으로서는, 예를 들어 폴리비닐알코올(PVA)계 필름, 부분 포르말화 PVA계 필름, 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 필름, 에틸렌·아세트산 비닐 공중합체계 필름, 이들의 부분 비누화 필름 등을 들 수 있다. 또한, 이들 외에도, PVA의 탈수 처리물이나 폴리염화비닐의 탈염산 처리물 등의 폴리엔 배향 필름, 연신 배향된 폴리비닐렌계 필름 등도 사용할 수 있다. 이들 중에서도, 특히 2색성 물질에 의한 염색성이 우수하다는 점에서, PVA계 중합체 필름이 바람직하다.

상기 PVA계 중합체 필름의 원료 중합체로서는, 예를 들어 아세트산 비닐을 중합한 후에 비누화한 중합체, 아세트산 비닐에 대해 소량의 불포화 카르복실산이나 불포화 술폰산 등의 공중합 가능한 단량체를 공중합한 중합체 등을 들 수 있다. 상기 PVA계 중합체의 중합도는, 특별히 한정되지 않지만, 물에 대한 용해도의 점 등으로부터, 500 내지 10000이 바람직하고, 더 바람직하게는 1000 내지 6000이다. 또한, 상기 PVA계 중합체의 비누화도는, 75몰％ 이상이 바람직하고, 더 바람직하게는, 98몰％ 내지 100몰％이다. 상기 필름의 두께는, 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어 15㎛ 내지 110㎛이고, 바람직하게는 38㎛ 내지 110㎛이고, 더 바람직하게는 50㎛ 내지 100㎛이다.

<팽윤 처리부>

팽윤 처리부는, 상기 처리 전의 필름(2)을 팽윤시키기 위해 설치되어 있다.

팽윤 처리부는, 조(41)(팽윤조(41))와, 상기 팽윤조(41)에 들어 있는 팽윤액(42)과, 상기 팽윤조(41) 안에 배치된 가이드 롤러(43)를 갖는다. 또한, 후술하는 염색 처리부에서 충분히 팽윤하는 필름이 사용되는 경우에는, 팽윤 처리부는 생략해도 된다.

도시 예에서는, 팽윤 처리부는 하나만 설치되어 있지만, 필름의 진행 방향으로 2개 이상의 팽윤 처리부(2개 이상의 팽윤조)를 병설해도 된다(도시하지 않음).

상기 팽윤액(42)으로서는, 예를 들어 물을 사용할 수 있다. 또한, 물에, 글리세린이나 요오드화 칼륨 등을 적량 첨가한 물을 팽윤액으로 해도 된다. 글리세린을 첨가하는 경우, 그 농도는 5중량％ 이하가 바람직하고, 요오드화 칼륨을 첨가하는 경우, 그 농도는 10중량％ 이하가 바람직하다.

반송되는 필름을 유도하기 위해, 상기 팽윤조(41) 내에는, 가이드 롤러(43)가 배치되어 있다. 가이드 롤러(43)는 팽윤액(42)에 잠긴 상태에서, 팽윤조(41) 내에 배치되어 있다.

팽윤조(41)의 가이드 롤러(43)는, 적어도 하나 설치된다. 바람직하게는, 팽윤조(41)에는, 2개 이상의 가이드 롤러(43)가 필름의 진행 방향으로 간격을 두고 설치되어 있다.

도시 예에서는, 팽윤조(41)에 2개의 가이드 롤러(43)가 설치되어 있다.

상기 팽윤조(41)의 1개 또는 2개 이상의 가이드 롤러(43)의 표면 조도는 특별히 한정되지 않는다.

예를 들어, 팽윤조(41)에는, 산술 평균 조도 Ra로 5.0㎛ 이하의 표면 조도를 갖는 가이드 롤러를 배치해도 되고, 산술 평균 조도 Ra로 5.0㎛를 초과하는 표면 조도를 갖는 가이드 롤러를 배치해도 된다. 예를 들어, 팽윤조(41)의 가이드 롤러(43)는 산술 평균 조도 Ra로 9.0㎛ 이상의 표면 조도를 갖고, 또한 산술 평균 조도 Ra로 11.0㎛ 이상의 표면 조도를 갖는다. 상기 팽윤조(41)의 가이드 롤러(43)의 산술 평균 조도 Ra의 상한값은 특별히 없지만, 예를 들어 20㎛이다.

또한, 상기 팽윤조(41)에는, 최대 높이 조도 Rz로 25.0㎛ 이하의 표면 조도를 갖는 가이드 롤러를 배치해도 되고, 최대 높이 조도 Rz로 25.0㎛를 초과하는 표면 조도를 갖는 가이드 롤러를 배치해도 된다. 예를 들어, 팽윤조(41)의 가이드 롤러(43)는 최대 높이 조도 Rz로 40.0㎛ 이상의 표면 조도를 갖고, 또한 최대 높이 조도 Rz로 50.0㎛ 이상의 표면 조도를 갖는다. 상기 팽윤조(41)의 가이드 롤러(43)의 최대 높이 조도 Rz의 상한값은 특별히 없지만, 예를 들어 100㎛이다.

상기한 바와 같은 표면 조도를 갖는 가이드 롤러는, 시판품을 사용해도 되고, 혹은 개별로 제작해도 된다.

<염색 처리부>

염색 처리부는, 상기 필름을 염색하기 위해 설치되어 있다.

염색 처리부는, 조(51)(염색조(51))와, 상기 염색조(51)에 들어 있는 염색액(52)과, 상기 염색조(51) 안에 배치된 가이드 롤러(53)를 갖는다.

도시 예에서는, 염색 처리부는 하나만 설치되어 있지만, 필름의 진행 방향으로 2개 이상의 염색 처리부(2개 이상의 염색조)를 병설해도 된다(도시하지 않음).

상기 염색액(52)은, 필름을 염색하기 위한 용액이며, 유효 성분으로서 2색성 물질을 포함한다. 2색성 물질로서는, 요오드, 유기 염료 등을 들 수 있다.

바람직하게는, 상기 염색액(52)은, 요오드를 용매에 용해시킨 용액을 사용할 수 있다. 상기 용매로서는, 물이 일반적으로 사용되지만, 물과 상용성이 있는 유기 용매가 더 첨가되어도 된다. 염색액 중의 요오드의 농도로서는, 특별히 한정되지 않지만, 0.01중량％ 내지 10중량％인 것이 바람직하고, 0.02중량％ 내지 7중량％의 범위가 보다 바람직하고, 0.025중량％ 내지 5중량％인 것이 더욱 바람직하다.

또한, 염색 효율을 한층 더 향상시키기 위해, 염색액에 요오드 화합물을 첨가하는 것이 바람직하다. 요오드 화합물은, 분자 내에 요오드와 요오드 이외의 원소를 포함하는 화합물이다. 상기 요오드 화합물로서는, 예를 들어 요오드화 칼륨, 요오드화 리튬, 요오드화 나트륨, 요오드화 아연, 요오드화 알루미늄, 요오드화 납, 요오드화 구리, 요오드화 바륨, 요오드화 칼슘, 요오드화 주석, 요오드화 티타늄 등을 들 수 있다. 요오드 화합물을 첨가하는 경우, 그 농도는 0.01중량％ 내지 10중량％인 것이 바람직하고, 0.1중량％ 내지 5중량％인 것이 더 바람직하다. 요오드 화합물 중에서도, 요오드화 칼륨을 첨가하는 것이 바람직하다.

상기 염색액이 요오드와 요오드 화합물을 포함하는 경우, 요오드가 염색액의 주성분이어도 되고, 혹은 요오드 화합물이 염색액의 주성분이어도 된다. 통상, 요오드 화합물 쪽이 요오드보다 많이 포함되어 있는 염색액이 사용된다.

반송되는 필름을 유도하기 위해, 상기 염색조(51) 내에는, 가이드 롤러(53)가 배치되어 있다. 가이드 롤러(53)는, 염색액(52)에 잠긴 상태에서, 염색조(51) 내에 배치되어 있다.

염색조(51)에는, 2개 이상의 가이드 롤러가 필름의 진행 방향으로 간격을 두고 설치되고, 바람직하게는 3개 이상의 가이드 롤러가 필름의 진행 방향으로 간격을 두고 설치되고, 보다 바람직하게는 4개 이상의 가이드 롤러가 설치되고, 더욱 바람직하게는 6개 이상의 가이드 롤러가 설치된다. 염색조(51)의 가이드 롤러의 개수의 상한은 특별히 없지만, 통상, 20개이고, 바람직하게는 16개이다.

또한, 상술한 바와 같이, 2개 이상의 염색 처리부를 병설한 경우에는, 그 2개 이상의 염색 처리부에 포함되는 모든 가이드 롤러의 개수가, 상기 범위인 것이 바람직하다.

도시 예에서는, 하나의 염색 처리부(하나의 염색조(51))에, 10개의 가이드 롤러(53)(상하 한 쌍의 가이드 롤러(53)가 5세트)가 배치되어 있다.

필름의 진행 방향으로부터 차례로, 제1 가이드 롤러(531), 제2 가이드 롤러(532), 제3 가이드 롤러(533), 제4 가이드 롤러(534), 제5 가이드 롤러(535), 제6 가이드 롤러(536), 제7 가이드 롤러(537), 제8 가이드 롤러(538), 제9 가이드 롤러(539), 제10 가이드 롤러(530)라고 한다.

도 1에서는, 제1 가이드 롤러(531)가 염색조(51) 안의 가장 입구측에 배치된 가이드 롤러(염색조(51)의 입구에 가장 가까운 곳에 배치된 가이드 롤러)이고, 제10 가이드 롤러(530)가 염색조(51) 안의 가장 출구측에 배치된 가이드 롤러(염색조(51)의 출구에 가장 가까운 곳에 배치된 가이드 롤러)이다.

필름은, 입구측의 제1 가이드 롤러(531)로부터 제2 가이드 롤러(532), 제3 가이드 롤러(533), …와 같이 차례로 접하면서 통과하고, 출구측의 제10 가이드 롤러(530)를 통해 염색조(51) 밖으로 반송된다.

상기 염색조(51)의 복수의 가이드 롤러(53) 중, 적어도 하나의 가이드 롤러는, 산술 평균 조도 Ra로 5.0㎛ 이하의 표면 조도를 갖는다. 본 명세서에 있어서, 「산술 평균 조도 Ra로 5.0㎛ 이하의 표면 조도」를 「특정 Ra의 표면 조도」라고 하는 경우가 있다.

상기 특정 Ra의 표면 조도를 갖는 가이드 롤러를, 염색조(51)에 사용함으로써, 편광도가 우수한 편광 필름을 제조할 수 있다.

예를 들어, 염색조(51)의 복수의 가이드 롤러(53) 중, 염색조(51)의 가장 입구측에 배치된 가이드 롤러(531) 또는/및 염색조(51)의 가장 출구측에 배치된 가이드 롤러(530)가 특정 Ra의 표면 조도를 갖는다. 또한, 염색조(51)의 복수의 가이드 롤러(53) 중, 염색조(51)의 가장 입구측에 배치된 가이드 롤러(531) 또는/및 염색조(51)의 가장 출구측에 배치된 가이드 롤러(530)를 포함하는 절반 이상의 가이드 롤러(53)가, 특정 Ra의 표면 조도를 갖는다.

바람직하게는, 염색조(51)의 모든 가이드 롤러(53)가 특정 Ra의 표면 조도를 갖는다. 염색조(51)의 모든 가이드 롤러(53)로서 특정 Ra의 표면 조도를 갖는 가이드 롤러를 사용함으로써, 비교적 큰 y값을 갖는 편광 필름을 제조할 수 있다.

상기 특정 Ra의 표면 조도를 갖는 가이드 롤러는, 바람직하게는 산술 평균 조도 Ra로 4.0㎛ 이하이고, 더 바람직하게는, 산술 평균 조도 Ra로 3.0㎛ 이하이다. 상기 염색조(51)의 가이드 롤러(53)의 산술 평균 조도 Ra의 하한값은 이론상 0이지만, 현실적인 수치로는 0.01㎛이고, 바람직하게는 0.1㎛이다.

특정 Ra의 표면 조도를 갖는 가이드 롤러의 최대 높이 조도 Rz는, 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어 25.0㎛ 이하이고, 바람직하게는 22.0㎛ 이하이고, 보다 바람직하게는, 20.0㎛ 이하이고, 더욱 바람직하게는, 18.0㎛ 이하이다. 상기 최대 높이 조도 Rz의 하한값은, 이론상 0이지만, 현실적인 수치로는 0.01㎛이고, 바람직하게는 0.1㎛이다. 본 명세서에 있어서, 「최대 높이 조도 Rz로 25.0㎛ 이하의 표면 조도」를 「특정 Rz의 표면 조도」라고 하는 경우가 있다. 산술 평균 조도 Ra로 5.0㎛ 이하, 또한 최대 높이 조도 Rz로 25.0㎛ 이하의 표면 조도」를 「특정 Ra 및 Rz의 표면 조도」라고 하는 경우가 있다.

상기 특정 Rz의 표면 조도를 갖는 가이드 롤러를, 염색조(51)에 사용함으로써, 편광도가 우수한 편광 필름을 제조할 수 있다.

본 명세서에 있어서, 가이드 롤러의 산술 평균 조도 Ra 및 최대 높이 조도 Rz(표면 조도)는, 각각 JIS B 0601;2013년에 준하여 측정한 값을 말한다. 그 측정 기기로서는, 예를 들어 표면 조도계((주) 미쯔토요 제조, 상품명 「SJ-310」)를 사용할 수 있다.

특정 Ra 및 Rz의 표면 조도를 갖는 가이드 롤러는, 시판품을 사용해도 되고, 혹은 개별로 제작해도 된다. 또한, 상기 표면 조도를 만족시키지 않는 가이드 롤러에 대해, 연마 등의 경면 가공 처리를 실시함으로써, 특정 Ra 및 Rz의 표면 조도를 갖는 가이드 롤러를 제작할 수도 있다.

<가교 처리부>

가교 처리부는, 상기 2색성 물질을 흡착시킨 필름을 가교하기 위해 설치되어 있다.

가교 처리부는, 조(61)(가교조(61))와, 상기 가교조(61)에 들어 있는 가교액(62)과, 상기 가교조 안에 배치된 가이드 롤러(63)를 갖는다.

도시 예에서는, 가교 처리부는 하나만 설치되어 있지만, 필름의 진행 방향으로 2개 이상의 가교 처리부(2개 이상의 가교조)를 병설해도 된다(도시하지 않음).

상기 가교액(62)은, 필름을 가교하기 위한 용액이며, 유효 성분으로서 붕소 화합물을 포함하는 용액을 사용할 수 있다. 예를 들어, 가교액(62)으로서는, 붕소 화합물을 용매에 용해시킨 용액을 사용할 수 있다. 상기 용매로서는, 물이 일반적으로 사용되지만, 물과 상용성이 있는 유기 용매가 더 첨가되어도 된다. 붕소 화합물로서는, 붕산, 붕사 등을 들 수 있다. 그 중에서도, 붕산을 사용하는 것이 바람직하다. 가교액 중의 붕소 화합물의 농도로서는 특별히 한정되지 않지만, 1중량％ 내지 10중량％인 것이 바람직하고, 2중량％ 내지 7중량％가 보다 바람직하고, 2중량％ 내지 6중량％인 것이 더욱 바람직하다. 또한, 필요에 따라서, 상기 가교액에, 글리옥살, 글루타르알데히드 등을 첨가해도 된다.

또한, 균일한 광학 특성을 갖는 편광 필름(9)이 얻어진다는 점에서, 상기 가교액에 요오드 화합물을 첨가하는 것이 바람직하다. 이 요오드 화합물로서는, 특별히 한정되지 않고 상기 염색액(52)으로 예시한 것을 들 수 있다. 그 중에서도, 요오드화 칼륨이 바람직하다. 요오드 화합물의 농도는, 특별히 한정되지 않지만, 0.05중량％ 내지 15중량％인 것이 바람직하고, 0.5중량％ 내지 8중량％인 것이 보다 바람직하다. 요오드 화합물을 첨가하는 경우, 붕소 화합물(바람직하게는 붕산)과 요오드 화합물(바람직하게는 요오드화 칼륨)의 비율로서는, 중량비로, 1:0.1 내지 1:6의 범위인 것이 바람직하고, 1:0.5 내지 1:3.5인 것이 보다 바람직하고, 1:1 내지 1:2.5인 것이 더욱 바람직하다.

상기 가교액이 붕소 화합물과 요오드 화합물을 포함하는 경우, 붕소 화합물이 용액의 주성분이어도 되고, 혹은 요오드 화합물이 용액의 주성분이어도 된다.

반송되는 필름을 유도하기 위해, 상기 가교조(61) 내에는, 가이드 롤러(63)가 배치되어 있다. 가이드 롤러(63)는 가교액(62)에 잠긴 상태에서, 가교조(61) 내에 배치되어 있다.

가교조(61)의 가이드 롤러(63)는, 적어도 하나 설치된다. 바람직하게는, 가교조(61)에는, 2개 이상의 가이드 롤러(63)가 필름의 진행 방향으로 간격을 두고 설치되어 있다.

도시 예에서는, 가교조(61)에 2개의 가이드 롤러(63)가 설치되어 있다.

상기 가교조(61)의 하나 또는 2개 이상의 가이드 롤러(63)의 표면 조도는 특별히 한정되지 않는다.

예를 들어, 가교조(61)에는, 산술 평균 조도 Ra로 5.0㎛ 이하의 표면 조도를 갖는 가이드 롤러를 배치해도 되고, 산술 평균 조도 Ra로 5.0㎛를 초과하는 표면 조도를 갖는 가이드 롤러를 배치해도 된다. 예를 들어, 가교조(61)의 가이드 롤러는, 산술 평균 조도 Ra로 5.5㎛ 이상의 표면 조도를 갖고, 또한 가교조(61)의 가이드 롤러는, 산술 평균 조도 Ra로 7.0㎛ 이상의 표면 조도를 갖는다. 상기 가교조(61)의 가이드 롤러의 산술 평균 조도 Ra의 상한값은 특별히 없지만, 예를 들어 15㎛이다.

또한, 상기 가교조(61)에는, 최대 높이 조도 Rz로 25.0㎛ 이하의 표면 조도를 갖는 가이드 롤러를 배치해도 되고, 최대 높이 조도 Rz로 25.0㎛를 초과하는 표면 조도를 갖는 가이드 롤러를 배치해도 된다. 예를 들어, 가교조(61)의 가이드 롤러는, 최대 높이 조도 Rz로 26.0㎛ 이상의 표면 조도를 갖고, 또한 가교조(61)의 가이드 롤러는, 최대 높이 조도 Rz로 40.0㎛ 이상의 표면 조도를 갖는다. 상기 가교조(61)의 가이드 롤러의 최대 높이 조도 Rz의 상한값은 특별히 없지만, 예를 들어 100㎛이다.

<연신 처리부>

연신 처리부는, 2색성 물질을 흡착시키고, 또한 가교시킨 필름을 배향시키기 위해 설치되어 있다.

연신 처리부는, 조(71)(연신조(71))와, 상기 연신조(71)에 들어 있는 연신 처리액(72)과, 상기 연신조(71) 안에 배치된 가이드 롤러(73)를 갖는다.

도시 예에서는, 연신 처리부는 하나만 설치되어 있지만, 필름의 진행 방향으로 2개 이상의 연신 처리부(2개 이상의 연신조)를 병설해도 된다(도시하지 않음).

또한, 염색 처리부나 가교 처리부 등에서도 필름을 연신할 수 있으므로, 연신 처리부를 생략할 수도 있다.

상기 연신 처리액(72)은, 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어 유효 성분으로서 붕소 화합물을 포함하는 용액을 사용할 수 있다. 연신 처리액(72)으로서는, 예를 들어 붕소 화합물 및 필요에 따라서, 요오드화 화합물, 각종 금속염, 아연 화합물 등을 용매에 용해시킨 용액을 사용할 수 있다. 상기 용매로서는, 물이 일반적으로 사용되지만, 물과 상용성이 있는 유기 용매가 더 첨가되어도 된다. 붕소 화합물로서는, 붕산, 붕사 등을 들 수 있고, 그 중에서도, 붕산을 사용하는 것이 바람직하다. 연신 처리액 중의 붕소 화합물의 농도로서는 특별히 한정되지 않지만, 1중량％ 내지 10중량％인 것이 바람직하고, 2중량％ 내지 7중량％가 더 바람직하다.

또한, 필름에 흡착시킨 요오드의 용출을 억제한다는 관점에서, 상기 연신 처리액에 요오드 화합물을 첨가하는 것이 바람직하다. 이 요오드 화합물로서는, 특별히 한정되지 않고, 상기 염색액(52)으로 예시한 것을 들 수 있다. 그 중에서도, 요오드화 칼륨이 바람직하다. 연신 처리액(72) 중의 요오드 화합물의 농도는 특별히 한정되지 않지만, 0.05중량％ 내지 15중량％인 것이 바람직하고, 0.5중량％ 내지 8중량％가 더 바람직하다.

상기 연신 처리액이 붕소 화합물과 요오드 화합물을 포함하는 경우, 붕소 화합물이 용액의 주성분이어도 되고, 혹은 요오드 화합물이 용액의 주성분이어도 된다. 통상, 요오드 화합물 쪽이 붕소 화합물보다 많이 포함되어 있는 연신 처리액이 사용된다.

반송되는 필름을 유도하고, 또한 연신하기 위해, 상기 연신조(71) 내에는, 가이드 롤러(73)가 배치되어 있다. 가이드 롤러(73)는, 연신 처리액(72)에 잠긴 상태에서, 연신조(71) 내에 배치되어 있다.

연신조(71)에는, 2개 이상의 가이드 롤러(73)가 필름의 진행 방향으로 간격을 두고 설치되어 있다.

도시 예에서는, 연신조(71)에 2개의 가이드 롤러(73)가 설치되어 있다.

상기 연신조(71)의 2개 이상의 가이드 롤러(73)의 표면 조도는 특별히 한정되지 않는다.

예를 들어, 연신조(71)에는, 산술 평균 조도 Ra로 5.0㎛ 이하의 표면 조도를 갖는 가이드 롤러를 배치해도 되고, 산술 평균 조도 Ra로 5.0㎛를 초과하는 표면 조도를 갖는 가이드 롤러를 배치해도 된다. 예를 들어, 연신조(71)의 가이드 롤러는, 산술 평균 조도 Ra로 5.5㎛ 이상의 표면 조도를 갖고, 또한 연신조(71)의 가이드 롤러는, 산술 평균 조도 Ra로 7.0㎛ 이상의 표면 조도를 갖는다. 상기 연신조(71)의 가이드 롤러의 산술 평균 조도 Ra의 상한값은 특별히 없지만, 예를 들어 15㎛이다.

또한, 상기 연신조(71)에는, 최대 높이 조도 Rz로 25.0㎛ 이하의 표면 조도를 갖는 가이드 롤러를 배치해도 되고, 최대 높이 조도 Rz로 25.0㎛를 초과하는 표면 조도를 갖는 가이드 롤러를 배치해도 된다. 예를 들어, 연신조(71)의 가이드 롤러는, 최대 높이 조도 Rz로 26.0㎛ 이상의 표면 조도를 갖고, 또한 연신조(71)의 가이드 롤러는, 최대 높이 조도 Rz로 40.0㎛ 이상의 표면 조도를 갖는다. 상기 연신조(71)의 가이드 롤러의 최대 높이 조도 Rz의 상한값은 특별히 없지만, 예를 들어 100㎛이다.

<세정 처리부>

세정 처리부는, 필름에 부착된 염색액(52)이나 가교액(62) 등의 처리액을 세정하기 위해 설치되어 있다.

세정 처리부는, 조(81)(세정조(81))와, 상기 세정조(81)에 들어 있는 세정액(82)과, 상기 세정조(81) 안에 배치된 가이드 롤러(83)를 갖는다.

도시 예에서는, 세정 처리부는 하나만 설치되어 있지만, 필름의 진행 방향으로 2개 이상의 세정 처리부(2개 이상의 세정조)를 병설해도 된다(도시하지 않음).

상기 세정액(82)으로서는, 대표적으로는, 이온 교환수, 증류수, 순수 등의 물이 사용된다.

반송되는 필름을 유도하기 위해, 상기 세정조(81) 내에는, 가이드 롤러(83)가 배치되어 있다.

세정조(81)의 가이드 롤러(83)는, 적어도 하나 설치된다. 바람직하게는, 세정조(81)에는, 2개 이상의 가이드 롤러(83)가 필름의 진행 방향으로 간격을 두고 설치되어 있다.

도시 예에서는, 세정조(81)에 2개의 가이드 롤러(83)가 설치되어 있다.

상기 세정조(81)의 하나 또는 2개 이상의 가이드 롤러(83)의 표면 조도는 특별히 한정되지 않는다.

예를 들어, 세정조에는, 산술 평균 조도 Ra로 5.0㎛ 이하의 표면 조도를 갖는 가이드 롤러를 배치해도 되고, 산술 평균 조도 Ra로 5.0㎛를 초과하는 표면 조도를 갖는 가이드 롤러를 배치해도 된다. 예를 들어, 세정조의 가이드 롤러는, 산술 평균 조도 Ra로 9.0㎛ 이상의 표면 조도를 갖고, 또한 세정조의 가이드 롤러는, 산술 평균 조도 Ra로 11.0㎛ 이상의 표면 조도를 갖는다. 상기 세정조의 가이드 롤러의 산술 평균 조도 Ra의 상한값은 특별히 없지만, 예를 들어 20㎛이다.

또한, 상기 세정조에는, 최대 높이 조도 Rz로 25.0㎛ 이하의 표면 조도를 갖는 가이드 롤러를 배치해도 되고, 최대 높이 조도 Rz로 25.0㎛를 초과하는 표면 조도를 갖는 가이드 롤러를 배치해도 된다. 예를 들어, 세정조의 가이드 롤러는, 최대 높이 조도 Rz로 40.0㎛ 이상의 표면 조도를 갖고, 또한 세정조의 가이드 롤러는, 최대 높이 조도 Rz로 50.0㎛ 이상의 표면 조도를 갖는다. 상기 세정조의 가이드 롤러의 최대 높이 조도 Rz의 상한값은 특별히 없지만, 예를 들어 100㎛이다.

<조정 처리부>

조정 처리부는, 필름의 색상을 조정하기 위해 설치되어 있다. 이 조정 처리부는, 도 1에 도시하지 않지만, 상기 가교 처리부와 연신 처리부 사이, 또는 연신 처리부와 세정 처리부 사이에 설치된다.

특히 도시하지 않은 조정 처리부는, 조(조정조)와, 상기 조정조에 들어 있는 조정액과, 상기 조정조 안에 배치된 가이드 롤러를 갖는다.

상기 조정액은, 필름의 색상 조정 등을 위한 용액이며, 유효 성분으로서 요오드 화합물을 포함하는 용액을 사용할 수 있다. 예를 들어, 조정액으로서는, 요오드 화합물을 용매에 용해시킨 용액을 사용할 수 있다. 상기 용매로서는, 물이 일반적으로 사용되지만, 물과 상용성이 있는 유기 용매가 더 첨가되어도 된다. 이 요오드 화합물로서는, 특별히 한정되지 않고 상기 염색액(52)으로 예시한 것을 들 수 있고, 그 중에서도, 요오드화 칼륨이 바람직하다. 조정액 중의 요오드 화합물의 농도는 특별히 한정되지 않지만, 0.5중량％ 내지 20중량％가 바람직하고, 1중량％ 내지 15중량％가 더 바람직하다.

조정조 내에는, 가이드 롤러가 배치되어 있다.

조정조의 가이드 롤러는, 세정조의 가이드 롤러와 마찬가지이므로, 여기서는 기재를 생략한다.

또한, 조정 처리와 세정 처리를 병용할 수도 있다. 이 경우, 별도의 조정 처리부를 설치하지 않고, 세정 처리부에서 조정 처리 및 세정 처리가 행해진다.

[편광 필름의 제조 방법]

편광 필름의 제조는, 상기 제조 장치(1)를 사용하여 실시할 수 있다.

도 1을 참조하여, 처리 전의 필름(2)을 전방 롤부(31)로부터 조출하여, 상기 필름(2)을 팽윤조(41)로 반송한다.

팽윤조(41)의 가이드 롤러(43)로 필름을 반송하면서, 상기 필름(2)을 팽윤액(42)에 침지함으로써, 필름이 팽윤한다.

상기 팽윤액(42)의 온도는 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어 20℃ 내지 45℃이고, 바람직하게는 25℃ 내지 40℃이다. 필름을 팽윤액(42)에 침지하는 시간은, 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어 5초 내지 300초이고, 바람직하게는 8초 내지 240초이다.

상기 팽윤 공정 후의 필름(2)을 팽윤조(41)로부터 인출하여, 상기 필름(2)을 염색조(51)로 반송한다.

염색조(51)의 가이드 롤러(53)로 필름을 반송하면서, 상기 필름을 염색액(52)에 침지함으로써, 필름이 2색성 물질에 의해 염색된다.

상기 염색액(52)의 온도는 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어 20℃ 내지 50℃이고, 바람직하게는 25℃ 내지 40℃이다. 필름을 염색액(52)에 침지하는 시간은 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어 5초 내지 300초이고, 바람직하게는 8초 내지 240초이다.

상기 염색 공정 후의 필름(2)을 염색조(51)로부터 인출하여, 상기 필름을 가교조(61)로 반송한다.

가교조(61)의 가이드 롤러(63)로 필름을 반송하면서, 상기 필름을 가교액(62)에 침지함으로써, 필름의 2색성 물질이 가교된다.

상기 가교액(62)의 온도는 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어 25℃ 이상이고, 바람직하게는 30℃ 내지 85℃이다. 필름을 가교액(62)에 침지하는 시간은 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어 5초 내지 800초이고, 바람직하게는 6초 내지 500초이다.

상기 가교 공정 후의 필름(2)을 가교조(61)로부터 인출하여, 상기 필름(2)을 연신조(71)로 반송한다.

연신조(71)의 가이드 롤러(73)로 필름을 반송하면서 연신한다. 연신 배율은 목적에 따라서 적절하게 설정할 수 있지만, 총 연신 배율은, 예를 들어 2배 내지 7배이고, 바람직하게는 4.5배 내지 6.8배이다. 상기 총 연신 배율은, 필름의 최종적인 연신 배율을 의미한다.

상기 연신 공정 후의 필름(2)은, 필요에 따라서, 조정 처리부로 반송되어, 조정액에 침지된다. 조정액의 온도는, 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어 15℃ 내지 40℃이다. 필름을 조정액에 침지하는 시간은 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어 2초 내지 20초이다.

상기 연신 공정 후, 또는 조정 공정 후의 필름(2)을 세정조(81)로 반송한다.

세정조(81)의 가이드 롤러(83)로 필름을 반송하면서, 상기 필름을 세정액(82)에 침지함으로써, 필름이 세정된다.

상기 세정액의 온도는, 예를 들어 5℃ 내지 50℃이고, 바람직하게는 10℃ 내지 45℃이다. 세정 시간은, 예를 들어 1초 내지 300초이고, 바람직하게는 3초 내지 240초이다.

상기 세정 공정 후의 필름을, 필요에 따라서 건조함으로써, 편광 필름(9)이 얻어진다. 제조된 편광 필름(9)은 후방 롤부(32)에 권취된다.

본 발명의 제조 방법 및 제조 장치를 사용함으로써, 보다 우수한 편광 특성을 갖는 편광 필름을 제조할 수 있다.

본 발명에 의해 얻어진 편광 필름은, 후술하는 실시예로부터도 명백한 바와 같이, 예를 들어 99.992％ 이상이라고 하는 높은 편광도를 갖는다. 또한, 본 발명에 따르면, xy 색도도에 있어서의 y값도 큰 편광 필름을 얻을 수 있다. 이러한 편광 필름을 제조할 수 있는 이유는, 명확하지는 않지만, 본 발명자들은 다음과 같이 추정하고 있다.

일반적으로, 편광 필름의 제조에 있어서는, 요오드 등의 2색성 물질로 염색한 필름을 연신함으로써, 필름을 구성하는 PVA계 중합체 등의 중합체가 배향되고, 그 배향에 따라서 2색성 물질이 배향되어, 편광 특성을 발현한다.

예를 들어, 염색 공정에 있어서, 산술 평균 조도 Ra가 큰 표면을 갖는 가이드 롤러를 사용한 경우에는, 필름을 구성하는 PVA계 중합체 등의 중합체가 일부분에서 결정화된다고 추정된다. 상기 중합체가 일부 결정화되면, 염색 공정 후에 연신되어도, 그 일부분의 중합체가 충분히 배향되지 않고, 그 결과, 2색성 물질도 일부분에서 충분히 배향되지 않게 된다. 이 점에서, 본 발명과 같이, 염색조 안의 적어도 하나의 가이드 롤러로서 특정 Ra의 표면 조도를 갖는 가이드 롤러(바람직하게는, 특정 Ra 및 Rz의 표면 조도를 갖는 가이드 롤러)를 사용함으로써, 염색 공정에 있어서, PVA계 중합체 등의 중합체가 결정화되기 어려워져, 그 결과, 2색성 물질도 충분히 배향되게 된다고 추정된다. 따라서, 본 발명의 제조 방법 및 제조 장치에서 얻어진 편광 필름은, 편광도가 우수하고, y값도 커진다.

[편광 필름의 용도 등]

본 발명의 편광 필름은, 예를 들어 선글라스 등의 렌즈, 조광 창, 액정 디스플레이 등의 화상 표시 장치 등에 사용할 수 있다.

본 발명의 편광 필름은, 그 한쪽 면 또는 양면에 보호 필름을 적층함으로써, 편광판으로서 사용할 수도 있다. 편광판으로서 사용하는 경우, 위상차 필름을 추가로 적층해도 된다.

상기 보호 필름으로서는, 예를 들어 투명성, 기계적 강도, 열 안정성, 수분 차단성 등이 우수한 것을 적합하게 채용할 수 있다. 보호 필름을 구성하는 재료의 구체예로서는, 트리아세틸셀룰로오스 등의 셀룰로오스계 수지, 폴리에스테르계 수지, 폴리에테르술폰계 수지, 폴리술폰계 수지, 폴리카르보네이트계 수지, 폴리아미드계 수지, 폴리이미드계 수지, 폴리올레핀계 수지, (메트)아크릴계 수지, 환상 폴리올레핀계 수지(노르보르넨계 수지), 폴리아릴레이트계 수지, 폴리스티렌계 수지, 폴리비닐알코올계 수지 및 이들의 혼합물을 들 수 있다.

[실시예]

이하, 실시예를 나타내어 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다. 단, 본 발명은 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.

[사용한 가이드 롤러]

·가이드 롤러 (1)

부타디엔-아크릴로니트릴 공중합체(NBR)제 표면층을 갖는 가이드 롤러((주)가쯔라 롤러 세이사꾸쇼 제조의 상품명 「구로 S45」).

·가이드 롤러 (2)

부타디엔-아크릴로니트릴 공중합체(NBR)제 표면층을 갖는 가이드 롤러((주) 가쯔라 롤러 세이사꾸쇼 제조의 상품명 「다이나 롤러」)의 표면을 스트레이트 연마한 것.

·가이드 롤러 (3)

폴리우레탄 발포제 표면층을 갖는 가이드 롤러((주) 가쯔라 롤러 세이사꾸쇼 제조의 상품명 「스펀지 롤러」).

·가이드 롤러 (4)

부타디엔-아크릴로니트릴 공중합체(NBR)제 표면층을 갖는 가이드 롤러((주) 가쯔라 롤러 세이사꾸쇼 제조의 상품명 「터프셀」).

·가이드 롤러 (5)

부타디엔-아크릴로니트릴 공중합체(NBR)제 표면층을 갖는 가이드 롤러((주) 가쯔라 롤러 세이사꾸쇼 제조의 상품명 「다이나 롤러」).

·가이드 롤러 (6)

부타디엔-아크릴로니트릴 공중합체(NBR)제 표면층을 갖는 가이드 롤러((주) 가쯔라 롤러 세이사꾸쇼 제조의 상품명 「다이나 롤러」)의 표면을 약간 연마한 것.

또한, 가이드 롤러 (1) 내지 (6)은 모두, 직경 200㎜, 축 방향의 길이가 2.5m인 원기둥 형상이다.

[표면 조도의 측정]

상기 가이드 롤러 (1) 내지 (6)의 표면 조도(가이드 롤러의 산술 평균 조도 Ra 및 최대 높이 조도 Rz)를 JIS B 0601;2013년에 준하여, 표면 조도계((주) 미쯔토요 제조, 상품명 「SJ-310」)를 사용하여 각각 측정하였다.

그 결과를 표 1에 나타낸다.

[실시예 1]

도 1에 도시한 바와 같은, 2개의 가이드 롤러를 갖는 팽윤조, 10개의 가이드 롤러를 갖는 염색조, 2개의 가이드 롤러를 갖는 가교조, 2개의 가이드 롤러를 갖는 연신조 및 2개의 가이드 롤러를 갖는 세정조가 차례로 나란히 설치된 제조 장치를 준비하였다.

표 2도 참조하여, 각 조의 가이드 롤러로서 다음에 나타내는 것을 선택하여, 제조 장치에 장착하였다.

<각 조의 가이드 롤러>

팽윤조의 2개의 가이드 롤러: 2개 모두 가이드 롤러 (4)를 사용하였다.

염색조의 10개의 가이드 롤러: 10개 모두 가이드 롤러 (1)을 사용하였다.

가교조의 2개의 가이드 롤러: 2개 모두 가이드 롤러 (5)를 사용하였다.

연신조의 2개의 가이드 롤러: 2개 모두 가이드 롤러 (5)를 사용하였다.

세정조의 2개의 가이드 롤러: 2개 모두 가이드 롤러 (4)를 사용하였다.

두께 60㎛의 폴리비닐알코올계 수지를 주성분으로 하는 미연신 필름((주) 구라레 제조, 상품명 「VF-PE6000」)을, 상기 제조 장치의 전방 롤부에 세트하였다. 상기 필름을 팽윤조, 염색조, 가교조, 연신조, 세정조의 순으로 도입하여, 팽윤, 염색, 가교, 연신, 세정의 각 공정을 실시한 후, 40℃의 공기 순환식 건조 오븐 내에서 15초 건조함으로써, 두께 30㎛의 편광 필름을 제작하였다.

<각 조의 처리액 및 처리 시간>

팽윤 공정: 팽윤액은, 25℃의 순수. 침지 시간은, 약 10초.

염색 공정: 염색액은, 1중량％의 요오드와, 7중량％의 요오드화 칼륨을 포함하는, 30℃의 수용액. 침지 시간은, 약 10초.

가교 공정: 가교액은, 3중량％의 요오드화 칼륨과, 4.5중량％의 붕산을 포함하는, 40℃의 수용액. 침지 시간은, 약 8초.

연신 공정: 연신 처리액은, 5중량％의 요오드화 칼륨과, 4중량％의 붕산을 포함하는, 63℃의 수용액. 침지 시간은, 약 12초.

세정 공정: 세정액은, 5중량％의 요오드화 칼륨을 포함하는, 27℃의 수용액. 침지 시간은, 약 3초.

[실시예 2]

염색조의 가이드 롤러로서 10개 모두 가이드 롤러 (2)를 사용한 것 이외에는(표 2를 참조), 실시예 1과 마찬가지로 하여 편광 필름을 제작하였다.

[실시예 3]

염색조의 제1 가이드 롤러(531), 제3 가이드 롤러(533), 제5 가이드 롤러(535), 제7 가이드 롤러(537) 및 제9 가이드 롤러(539)로서 각각 가이드 롤러 (1)을 사용하고, 제2 가이드 롤러(532), 제4 가이드 롤러(534), 제6 가이드 롤러(536), 제8 가이드 롤러(538) 및 제10 가이드 롤러(530)로서 각각 가이드 롤러 (2)를 사용한 것 이외에는, 실시예 1과 마찬가지로 하여 편광 필름을 제작하였다.

[실시예 4]

염색조의 제1 가이드 롤러(531), 제2 가이드 롤러(532), 제5 가이드 롤러(535), 제6 가이드 롤러(536), 제9 가이드 롤러(539) 및 제10 가이드 롤러(530)로서 각각 가이드 롤러 (1)을 사용하고, 제3 가이드 롤러(535), 제4 가이드 롤러(534), 제7 가이드 롤러(537) 및 제8 가이드 롤러(538)로서 각각 가이드 롤러 (2)를 사용한 것 이외에는, 실시예 1과 마찬가지로 하여 편광 필름을 제작하였다.

[실시예 5]

염색조의 제1 가이드 롤러(531)(가장 입구측의 가이드 롤러)로서 가이드 롤러 (1)을 사용하고, 제2 내지 제10 가이드 롤러(532 내지 530)(나머지 9개의 가이드 롤러)로서 각각 가이드 롤러 (3)을 사용한 것 이외에는, 실시예 1과 마찬가지로 하여 편광 필름을 제작하였다.

[실시예 6]

염색조의 제10 가이드 롤러(530)(가장 출구측의 가이드 롤러)로서 가이드 롤러 (1)을 사용하고, 제1 내지 제9 가이드 롤러(531 내지 539)(나머지 9개의 가이드 롤러)로서 각각 가이드 롤러 (3)을 사용한 것 이외에는, 실시예 1과 마찬가지로 하여 편광 필름을 제작하였다.

[실시예 7]

염색조의 제5 가이드 롤러(535)로서 가이드 롤러 (1)을 사용하고, 제1 내지 제4 가이드 롤러(531 내지 534) 및 제6 내지 제10 가이드 롤러(536 내지 530)(나머지 9개의 가이드 롤러)로서 각각 가이드 롤러 (3)을 사용한 것 이외에는, 실시예 1과 마찬가지로 하여 편광 필름을 제작하였다.

[비교예 1]

염색조의 가이드 롤러로서 10개 모두 가이드 롤러 (4)를 사용한 것 이외에는, 실시예 1과 마찬가지로 하여 편광 필름을 제작하였다.

[비교예 2]

염색조의 가이드 롤러로서 10개 모두 가이드 롤러 (3)을 사용한 것 이외에는, 실시예 1과 마찬가지로 하여 편광 필름을 제작하였다.

[비교예 3]

염색조의 가이드 롤러로서 10개 모두 가이드 롤러 (5)를 사용한 것 이외에는, 실시예 1과 마찬가지로 하여 편광 필름을 제작하였다.

[비교예 4]

염색조의 가이드 롤러로서 10개 모두 가이드 롤러 (6)을 사용한 것 이외에는, 실시예 1과 마찬가지로 하여 편광 필름을 제작하였다.

[비교예 5]

염색조의 가이드 롤러로서 10개 모두 가이드 롤러 (3)을 사용하고, 가교조의 가이드 롤러로서 2개 모두 가이드 롤러 (1)을 사용한 것 이외에는, 실시예 1과 마찬가지로 하여 편광 필름을 제작하였다.

[편광 필름의 광학 특성의 평가]

각 실시예 및 비교예에서 얻어진 편광 필름의 한쪽 면에, 접착제를 통해 두께 40㎛의 아크릴 수지 필름((주) 가네카 제조, 상품명 「HTX」. Re＝0㎚, Rth＝0㎚)을 적층하고, 편광 필름의 다른 쪽 면에, 접착제를 통해 두께 52㎛의 노르보르넨계 수지 필름(닛본제온(주) 제조, 상품명 「제오노아」. 횡연신 필름. Re＝55㎚, Rth＝130㎚)을 적층함으로써, 두께 152㎛의 편광판을 제작하였다. 각각의 편광판에 대해 단체 투과율, 편광도 등을 측정하였다. 그 결과를 표 3에 나타낸다.

편광판의 단체 투과율 T, 평행 투과율 Tp, 직교 투과율 Tc, 430㎚에 있어서의 직교 투과율 Tc430은, 자외 가시 분광 광도계(니혼분꼬(주) 제조, 상품명 「V7100」)를 사용하여 측정하였다. 이들 T, Tp, Tc, Tc430은, JIS Z 8701의 2도 시야(C 광원)에 의해 측정하여 시감도 보정을 행한 Y값이다. 편광도 P를 상기한 투과율을 사용하여, 다음 식에 의해 구하였다.

편광도 P(％)＝{(Tp－Tc)/(Tp＋Tc)}^1/2×100

또한, 2매의 편광판을 직교 형상(크로스 니콜)으로 겹친 것을 측정 대상으로 하고, JIS Z 8722;2009년에 준하여, xy 색도도에 따른 x값 및 y값을 측정하였다. 측정 기기는, 분광 광도계(니혼분꼬(주) 제조, 상품명 「V7100」)를 사용하였다. 그 결과를 표 3에 나타낸다.

표 3으로부터, 특정 Ra 및 Rz의 표면 조도를 갖는 가이드 롤러를 염색조에 사용한 실시예 1 내지 7에서 얻어진 편광 필름을 갖는 편광판은, 99.992％ 이상이라고 하는 높은 편광도를 갖고 있었다. 특히, 염색조 안의 모든 가이드 롤러가 특정 Ra 및 Rz의 표면 조도를 갖는 실시예 1 내지 4에서 얻어진 편광 필름을 갖는 편광판은, 99.994％ 이상이라고 하는 매우 높은 편광도를 갖고 있었다. 또한, 실시예 1 내지 4에서 얻어진 편광 필름을 갖는 편광판은, 색상을 나타내는 수치인 x값 및 y값이 컸다. x값 및 y값이 큰 편광판은, x값 및 y값이 큰 편광 필름을 사용하여 제작할 수 있다. y값이 큰 편광 필름을 제조하는 것은, 일반적으로 곤란하지만, 본 발명에 따르면, y값이 큰 편광 필름을 제조할 수 있다. 예를 들어, 실시예 1 내지 4에서 얻어진 편광 필름을 갖는 편광판은, 0.27 이상의 x값 및 0.23 이상의 y값을 갖는다.

한편, 비교예 1 내지 4에서 얻어진 편광 필름을 갖는 편광판은, 편광도가 낮고, 또한 y값도 작았다. 또한, 특정 Ra 및 Rz의 표면 조도를 갖는 가이드 롤러를 가교조에 사용한 비교예 5에서 얻어진 편광 필름을 갖는 편광판도, 편광도가 낮고, 또한 y값도 작았다. 이 점에서, 염색조에 특정 Ra 및 Rz의 표면 조도를 갖는 가이드 롤러를 사용함으로써, 보다 우수한 편광도 등을 갖는 편광 필름을 제조할 수 있음을 알 수 있다.

1 : 편광 필름의 제조 장치
2 : 처리 전의 필름
41 : 팽윤조
51 : 염색조
53, 531, 532, 533, 534, 535, 536, 537, 538, 539, 530 : 염색조의 가이드 롤러
61 : 가교조
71 : 연신조
81 : 세정조

Claims

염색액이 들어 있는 염색조 안에 배치된 2개 이상의 가이드 롤러에 의해 필름을 반송하여, 상기 필름을 염색액에 침지하는 염색 공정을 갖고,
적어도 하나의 상기 가이드 롤러가, 산술 평균 조도 Ra로 5.0㎛ 이하의 표면 조도를 갖는, 편광 필름의 제조 방법.
제1항에 있어서,
상기 염색조 안에 배치된 모든 가이드 롤러가, 산술 평균 조도 Ra로 5.0㎛ 이하의 표면 조도를 갖는, 편광 필름의 제조 방법.
제1항 또는 제2항에 있어서,
필름을 팽윤시키는 팽윤 공정, 상기 염색 공정, 염색 후에 가교하는 가교 공정, 가교 후에 상기 필름을 세정하는 세정 공정을 차례로 갖고, 추가로 상기 필름을 연신하는 공정을 갖는, 편광 필름의 제조 방법.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 염색액이, 요오드를 포함하고, 상기 필름이, 폴리비닐알코올계 필름을 포함하는, 편광 필름의 제조 방법.
제3항에 있어서,
상기 염색액이, 요오드를 포함하고, 상기 필름이, 폴리비닐알코올계 필름을 포함하는, 편광 필름의 제조 방법.
염색액이 들어 있는 염색조와, 상기 염색조 안에 배치된 가이드 롤러이며, 필름을 반송하는 2개 이상의 가이드 롤러를 구비하고,
적어도 하나의 상기 가이드 롤러가, 산술 평균 조도 Ra로 5.0㎛ 이하의 표면 조도를 갖는, 편광 필름의 제조 장치.