KR20190138597A - 편광 필름 롤의 제조 방법 - Google Patents

Abstract

(과제) 본 발명은 편광 필름 단부에 있어서의 권취 함몰의 발생을 억제할 수 있는 편광 필름 롤의 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
(해결 수단) 본 발명의 편광 필름 롤의 제조 방법은 편광 필름을 권심에 권취하는 공정을 포함하고, 상기 편광 필름은 두께가 100㎛ 이하 또한 길이가 500m 이상 4000m 이하이며, 상기 공정에 있어서, 권취량이 500m 이상이 되었을 때부터 권취 종료까지 하기 식(1)에 의해 산출되는 장력 y가 30N 이상 150N 이하가 되도록 상기 장력 y를 가하면서 편광 필름을 권심에 권취하는 것을 특징으로 한다.
장력 y=a{1-(bx/400000)} (1)
a: 권취 개시 시의 장력(a>30N)
b: 테이퍼율(%)={(권취 개시 시의 장력-4000m 권취 상정 시의 장력)/권취 개시 시의 장력}×100
x: 권취량(500m≤x≤4000m)

Description

편광 필름 롤의 제조 방법{MANUFACTURING METHOD FOR POLARIZING FILM ROLL}

본 발명은 편광 필름 롤의 제조 방법에 관한 것이다.

각종 화상 표시 장치에 있어서는 화상 표시를 위해 편광 필름이 사용되고 있다. 예를 들면, 액정 표시 장치(LCD)는 그 화상 형성 방식으로부터 액정 패널 표면을 형성하는 유리 기판의 양측에 편광 필름을 배치하는 것이 필요 불가결하다. 또한, 유기 EL 표시 장치에서는 금속 전극에서의 외광의 경면 반사를 차폐하기 위해서 유기 발광층의 시인측에 편광 필름과 1/4 파장판을 적층한 원편광 필름이 배치된다.

상기 편광 필름으로서는 일반적으로는 폴리비닐알코올계 필름과 요오드 등의 2색성 재료로 이루어지는 편광자의 편면 또는 양면에 보호 필름을 폴리비닐알코올계 접착제 등에 의해 첩합한 것이 사용되고 있다.

최근, 액정 표시 장치 등의 화상 표시 장치의 박형화가 진행되고, 그것에 따라 편광 필름에도 박형화가 요구되어 있다.

편광 필름은 통상 원반(原反) 롤로부터 원료 필름을 송출하면서 상기 원료 필름에 각종 가공을 실시하고, 얻어진 장척 형상의 편광 필름을 권심에 권취해서 롤로 하는 소위 롤·투·롤 방식에 의해 제조된다.

상기와 같이 편광 필름은 롤·투·롤 방식에 의해 제조되어 편광 필름 롤로서 보관되지만, 편광 필름 롤로부터 권출된 편광 필름에는 스트라이프, 함몰, 또는 컬 등의 결함이 생기기 쉽다는 문제가 있었다.

예를 들면, 특허문헌 1에서는 권취 스트라이프 결함(편광판의 권취 개시단과 권심 외주면 사이에 생기는 고저차, 즉 단차 부분에 권회되는 편광판이 압박됨으로써 발생하는 편광판의 폭방향으로 연장되는 스트라이프 형상의 함몰 결함)을 억제하는 것을 목적으로 하여 둘레방향으로 연장되는 제 1 볼록부 및 제 2 볼록부를 외주면에 구비하는 권심과, 상기 권심에 권회되는 편광판을 포함하고, 상기 편광판은 편광자와 그 적어도 한쪽의 면 상에 적층되는 보호 필름를 구비하는 것이며, 상기 편광판은 상기 보호 필름의 폭방향에 있어서의 한쪽의 단부 영역이 상기 제 1 볼록부 상에 위치하고, 다른 쪽의 단부 영역이 상기 제 2 볼록부 상에 위치하도록 상기 권심에 권회되는 편광판 롤이 제안되어 있다.

또한, 특허문헌 2에서는 역 컬이나 웨이브 컬의 발생을 방지하는 것을 목적으로 하여 투명 필름의 원료가 되는 원료 필름의 수분 함유율을 조정하는 공정과, 수분 함유율을 조정 후의 원료 필름을 편광 필름의 편면 또는 양면에 첩합하는 공정을 포함하는 편광판의 제조 방법이 제안되어 있다.

일본특허공개 2016-85331호 공보 일본특허공개 2014-191155호 공보

그러나, 특허문헌 1의 기술에서는 특수 구조의 권심이 필요하며, 일반적인 권심이 사용될 수 없다는 문제가 있다. 또한, 특허문헌 2의 기술에서는 원료 필름의 수분 함유율을 조정할 필요가 있어 제조가 번잡해진다는 문제가 있다.

본 발명은 편광 필름 단부에 있어서의 권취 함몰의 발생을 억제할 수 있는 편광 필름 롤의 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명자들은 예의 검토의 결과, 하기 편광 필름 롤의 제조 방법에 의해 상기 과제를 해결할 수 있는 것을 찾아내고, 본 발명을 완성하기에 이르렀다.

즉, 본 발명은 편광 필름을 권심에 권취하는 공정을 포함하는 편광 필름 롤의 제조 방법으로서,

상기 편광 필름은 두께가 100㎛ 이하 또한 길이가 500m 이상 4000m 이하이며,

상기 공정에 있어서, 권취량이 500m 이상이 되었을 때부터 권취 종료까지 하기 식(1)에 의해 산출되는 장력 y가 30N 이상 150N 이하가 되도록 상기 장력 y를 가하면서 편광 필름을 권심에 권취하는 것을 특징으로 하는 편광 필름 롤의 제조 방법에 관한 것이다.

장력 y=a{1-(bx/400000)} (1)

a: 권취 개시 시의 장력(a>30N)

b: 테이퍼율(%)={(권취 개시 시의 장력-4000m 권취 상정 시의 장력)/권취 개시 시의 장력}×100

x: 권취량(500m≤x≤4000m)

상기 편광 필름은 길이가 1000~4000m이며, 권취량이 상기 길이가 되었을 때의 상기 장력 y가 35N 이상 145N 이하인 것이 바람직하다.

상기 편광 필름은 편광자의 편면 또는 양면에 접착제층을 통해 보호 필름을 갖는 것이 바람직하다.

또한, 상기 편광자의 두께는 20㎛ 이하인 것이 바람직하다.

(발명의 효과)

편광 필름의 두께가 100㎛ 이하인 경우, 편광 필름의 강성이 낮기 때문에 상기 편광 필름에 장력을 가하여 권심에 권취하여 보관하면 되감긴 상기 편광 필름의 단부에 함몰이 발생하기 쉽다. 특히, 편측 구동 롤 장치를 사용했을 경우에는 편광 필름 롤의 폭방향에서 권취 장력에 차가 발생하기 쉽다. 그리고, 편광 필름 롤의 보관 시에 그 장력차를 해소하기 위해서 편광 필름 롤이 변형되고, 그 결과, 편광 필름의 단부에 함몰이 발생된다고 생각된다. 이러한 단부 함몰을 갖는 편광 필름은 롤 반송성이 저하하거나, 제품으로서 사용할 수 없기 때문에 수율이 저하한다는 문제가 있다. 그러나, 본 발명과 같이 권취량이 500m 이상이 되었을 때부터 권취 종료까지 상기 장력 y가 30N 이상 150N 이하가 되도록 조정하면서 편광 필름을 권심에 권취함으로써 두께가 100㎛ 이하인 편광 필름이어도 편광 필름 단부에 있어서의 권취 함몰의 발생을 효과적으로 억제할 수 있다. 특히, 본 발명의 편광 필름 롤의 제조 방법은 편측 구동 롤 장치를 사용했을 경우에 유효하다. 본 발명의 편광 필름 롤의 제조 방법에 의하면 권취 시에 편광 필름 롤의 폭방향에 있어서의 장력차를 작게 할 수 있기 때문에 편광 필름 단부에 있어서의 권취 함몰의 발생을 효과적으로 억제할 수 있다.

도 1은 권취 어긋남의 평가 방법을 나타내는 개략도이다.
도 2는 권취 함몰의 평가에 있어서의 샘플의 제작 방법을 나타내는 개략도이다.
도 3은 권취 함몰의 평가에 있어서의 최대 깊이의 측정 방법을 나타내는 개략도이다.

본 발명의 편광 필름 롤의 제조 방법은 편광 필름을 권심에 권취하는 공정을 포함하고,

상기 편광 필름은 두께가 100㎛ 이하 또한 길이가 500m 이상 4000m 이하이며,

상기 공정에 있어서, 권취량이 500m 이상이 되었을 때부터 권취 종료까지 하기 식(1)에 의해 산출되는 장력 y가 30N 이상 150N 이하가 되도록 상기 장력 y를 가하면서 편광 필름을 권심에 권취하는 것을 특징으로 하는 편광 필름 롤의 제조 방법에 관한 것이다.

장력 y=a{1-(bx/400000)} (1)

a: 권취 개시 시의 장력(a>30N)

b: 테이퍼율(%)={(권취 개시 시의 장력-4000m 권취 상정 시의 장력)/권취 개시 시의 장력}×100

x: 권취량(500m≤x≤4000m)

상기 편광 필름은 두께가 100㎛ 이하 또한 길이가 500m 이상 4000m 이하의 것이면 좋고, 그 외는 특별히 제한되지 않는다. 상기 편광 필름은 두께가 80㎛ 이하인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 70㎛ 이하이다. 상기 편광 필름은 강성, 기계적 강도, 및 취급성 등의 관점으로부터 통상 10㎛ 이상이며, 바람직하게는 15㎛ 이상이다. 상기 편광 필름은 길이가 700m 이상인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 800m 이상이며, 더욱 바람직하게는 1000m 이상이며, 더욱 바람직하게는 1500m 이상이며, 더욱 바람직하게는 2000m 이상이며, 더욱 바람직하게는 2500m 이상이다. 또한, 상기 편광 필름은 폭이 50~200cm인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 100~150cm이다.

상기 편광 필름은 편광자의 편면 또는 양면에 접착제층을 통해 보호 필름을 갖는 것이 바람직하다. 상기 편광 필름은 하기의 기능층, 이접착층, 표면 보호 필름, 점착제층, 광학층, 및 세퍼레이터 등의 추가층을 1개 이상 더 포함하고 있어도 좋다.

상기 편광자는 공지의 것을 특별히 제한 없이 사용할 수 있지만, 박형화 및 크랙의 발생을 억제하는 관점으로부터 두께가 20㎛ 이하인 것이 바람직하다. 편광자의 두께는 보다 바람직하게는 18㎛ 이하, 더욱 바람직하게는 16㎛ 이하, 보다 더욱 바람직하게는 15㎛ 이하이다. 한편, 편광자의 두께는 2㎛ 이상인 것이 바람직하고, 보다 더욱 바람직하게는 3㎛ 이상이다.

편광자는 폴리비닐알코올계 수지를 사용한 것이 사용된다. 편광자로서는 예를 들면, 폴리비닐알코올계 필름, 부분 포르말화 폴리비닐알코올계 필름, 에틸렌·아세트산 비닐 공중합체계 부분 비누화 필름 등의 친수성 고분자 필름에 요오드나 2색성 염료의 2색성 물질을 흡착시켜서 1축 연신한 것, 폴리비닐알코올의 탈수 처리물이나 폴리염화비닐의 탈염산 처리물 등 폴리엔계 배향 필름 등을 들 수 있다. 이들 중에서도 폴리비닐알코올계 필름과 요오드 등의 2색성 물질로 이루어지는 편광자가 적합하다.

폴리비닐알코올계 필름을 요오드로 염색하여 1축 연신한 편광자는 예를 들면, 폴리비닐알코올을 요오드의 수용액에 침지함으로써 염색하고, 원래 길이의 3~7배로 연신함으로써 제작할 수 있다. 필요에 따라 붕산이나 황산아연, 염화아연 등을 포함하고 있어도 좋고, 요오드화칼륨 등의 수용액에 침지할 수도 있다. 또한, 필요에 따라 염색 전에 폴리비닐알코올계 필름을 물에 침지해서 수세해도 좋다. 폴리비닐알코올계 필름을 수세함으로써 폴리비닐알코올계 필름 표면의 오염이나 블로킹 방지제를 세정할 수 있는 것 외에 폴리비닐알코올계 필름을 팽윤시킴으로써 염색의 얼룩 등의 불균일을 방지하는 효과도 있다. 연신은 요오드로 염색한 후에 행해도 좋고, 염색하면서 연신해도 좋고, 또한 연신하고 나서 요오드로 염색해도 좋다. 붕산이나 요오드화칼륨 등의 수용액이나 수욕 중에서도 연신할 수 있다.

편광자는 붕산을 함유하고 있는 것이 연신 안정성이나 가습 신뢰성의 점으로부터 바람직하다. 또한, 편광자에 포함되는 붕산 함유량은 크랙의 발생 억제의 관점으로부터 편광자 전체량에 대하여 22중량% 이하인 것이 바람직하고, 20중량% 이하인 것이 더욱 바람직하다. 연신 안정성이나 가습 신뢰성의 관점으로부터 편광자 전체량에 대한 붕산 함유량은 10중량% 이상인 것이 바람직하고, 12중량% 이상인 것이 더욱 바람직하다.

박형의 편광자로서는 대표적으로는,

일본특허 제4751486호 명세서,

일본특허 제4751481호 명세서,

일본특허 제4815544호 명세서,

일본특허 제5048120호 명세서,

국제공개 제2014/077599호 팜플렛,

국제공개 제2014/077636호 팜플렛,

등에 기재되어 있는 박형 편광자 또는 이들에 기재된 제조 방법으로부터 얻어지는 박형 편광자를 들 수 있다.

상기 박형 편광자로서는 적층체의 상태에서 연신하는 공정과 염색하는 공정을 포함하는 제법 중에서도 고배율로 연신할 수 있어 편광 성능을 향상시키는 것이 가능한 점에서 일본특허 제4751486호 명세서, 일본특허 제4751481호 명세서, 일본특허 4815544호 명세서에 기재가 있는 것과 같은 붕산 수용액 중에서 연신하는 공정을 포함하는 제법으로 얻어지는 것이 바람직하고, 특히 일본특허 제4751481호 명세서, 일본특허 4815544호 명세서에 기재가 있는 붕산 수용액 중에서 연신하기 전에 보조적으로 공중 연신하는 공정을 포함하는 제법에 의해 얻어지는 것이 바람직하다. 이들 박형 편광자는 폴리비닐알코올계 수지(이하, PVA계 수지라고도 함)층과 연신용 수지 기재를 적층체의 상태에서 연신하는 공정과 염색하는 공정을 포함하는 제법에 의해 얻을 수 있다. 이 제법이면 PVA계 수지층이 얇아도 연신용 수지 기재에 지지되어 있음으로써 연신에 의한 파단 등의 문제 없이 연신하는 것이 가능해진다.

상기 보호 필름의 재료로서는 투명성, 기계적 강도, 열 안정성, 수분 차단성, 등방성 등이 우수한 것이 바람직하다. 예를 들면, 폴리에틸렌테레프탈레이트나 폴리에틸렌나프탈레이트 등의 폴리에스테르계 폴리머, 디아세틸셀룰로오스나 트리아세틸셀룰로오스 등의 셀룰로오스계 폴리머, 폴리메틸메타크릴레이트 등의 아크릴계 폴리머, 폴리스티렌이나 아크릴로니트릴·스티렌 공중합체(AS 수지) 등의 스티렌계 폴리머, 폴리카보네이트계 폴리머 등을 들 수 있다. 또한, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 시클로계 또는 노르보르넨 구조를 갖는 폴리올레핀, 에틸렌·프로필렌 공중합체와 같은 폴리올레핀계 폴리머, 염화비닐계 폴리머, 나일론이나 방향족 폴리아미드 등의 아미드계 폴리머, 이미드계 폴리머, 술폰계 폴리머, 폴리에테르술폰계 폴리머, 폴리에테르에테르케톤계 폴리머, 폴리페닐렌술피드계 폴리머, 비닐알코올계 폴리머, 염화비닐리덴계 폴리머, 비닐부티랄계 폴리머, 아릴레이트계 폴리머, 폴리옥시메틸렌계 폴리머, 에폭시계 폴리머, 또는 상기 폴리머의 블렌드물 등도 상기 보호 필름을 형성하는 폴리머의 예로서 들 수 있다.

보호 필름 중에는 임의의 적절한 첨가제가 1종류 이상 포함되어 있어도 좋다. 첨가제로서는 예를 들면, 자외선 흡수제, 산화 방지제, 활제, 가소제, 이형제, 착색 방지제, 난연제, 핵제, 대전 방지제, 안료, 착색제 등을 들 수 있다.

보호 필름 중의 상기 폴리머의 함유량은 바람직하게는 50~100중량%, 보다 바람직하게는 50~99중량%, 더욱 바람직하게는 60~98중량%, 보다 더욱 바람직하게는 70~97중량%이다. 보호 필름 중의 상기 폴리머의 함유량이 50중량% 미만인 경우, 상기 폴리머가 본래 갖는 고투명성 등이 충분히 발현될 수 없을 우려가 있다.

상기 보호 필름으로서는 위상차 필름, 휘도 향상 필름, 확산 필름 등도 사용할 수 있다. 위상차 필름으로서는 정면 위상차가 40nm 이상 및/또는 두께방향 위상차가 80nm 이상인 위상차를 갖는 것을 들 수 있다. 정면 위상차는 통상 40~200nm의 범위로, 두께방향 위상차는 통상 80~300nm의 범위로 제어된다. 보호 필름으로서 위상차 필름을 사용하는 경우에는 상기 위상차 필름이 편광자의 보호 필름으로서도 기능하기 때문에 박형화를 도모할 수 있다.

위상차 필름으로서는 열 가소성 수지 필름을 1축 또는 2축 연신 처리해서 이루어지는 복굴절성 필름을 들 수 있다. 상기 연신의 온도, 연신 배율 등은 위상차값, 필름의 재료, 두께에 따라 적당히 설정된다.

보호 필름의 두께는 적당히 결정할 수 있지만, 강도나 취급성 등의 작업성, 박층성 등의 점으로부터 1~50㎛ 정도이다. 보호 필름의 두께는 바람직하게는 5~50㎛, 보다 바람직하게는 10~50㎛, 더욱 바람직하게는 10~40㎛이다.

상기 보호 필름의 편광자를 접착시키지 않는 면에는 하드코트층, 반사 방지층, 스티킹 방지층, 확산층 또는 안티글레어층 등의 기능층을 형성할 수 있다. 또한, 상기 하드코트층, 반사 방지층, 스티킹 방지층, 확산층이나 안티글레어층 등의 기능층은 보호 필름 그 자체에 형성할 수 있는 것 외, 별도 보호 필름과는 별체의 것으로서 형성할 수도 있다.

상기 접착제층은 접착제에 의해 형성된다. 접착제의 종류는 특별히 제한되지 않고, 여러가지의 것을 사용할 수 있다. 상기 접착제층은 광학적으로 투명하면 특별히 제한되지 않고, 접착제로서는 수계, 용제계, 핫멜트계, 활성 에너지선 경화형 등의 각종 형태의 것이 사용되지만, 수계 접착제 또는 활성 에너지선 경화형 접착제가 적합하다.

수계 접착제로서는 이소시아네이트계 접착제, 폴리비닐알코올계 접착제, 젤라틴계 접착제, 비닐계 라텍스계, 수계 폴리에스테르 등을 예시할 수 있다. 수계 접착제는 통상 수용액으로 이루어지는 접착제로서 사용되고, 통상 0.5~60중량%의 고형분을 함유한다.

활성 에너지선 경화형 접착제는 전자선, 자외선(라디칼 경화형, 양이온 경화형) 등의 활성 에너지선에 의해 경화가 진행되는 접착제이며, 예를 들면 전자선 경화형, 자외선 경화형의 양태로 사용할 수 있다. 활성 에너지선 경화형 접착제는 예를 들면, 광 라디칼 경화형 접착제를 사용할 수 있다. 광 라디칼 경화형의 활성 에너지선 경화형 접착제를 자외선 경화형으로서 사용하는 경우에는 상기 접착제는 라디칼 중합성 화합물 및 광 중합개시제를 함유한다.

접착제의 도공 방식은 접착제의 점도나 목적으로 하는 두께에 따라 적당히 선택된다. 도공 방식의 예로서 예를 들면, 리버스 코터, 그라비어 코터(다이렉트, 리버스나 오프셋), 바 리버스 코터, 롤 코터, 다이 코터, 바 코터, 로드 코터 등을 들 수 있다. 그 외, 도공에는 디핑 방식 등의 방식을 적당히 사용할 수 있다.

상기 접착제층의 두께는 적당히 결정할 수 있지만, 0.01~5㎛인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 0.05~3㎛이며, 더욱 바람직하게는 0.05~2㎛이다.

또한, 편광자와 보호 필름의 적층에 있어서 보호 필름과 접착제층 사이에는 이접착층을 형성할 수 있다. 이접착층은 예를 들면, 폴리에스테르 골격, 폴리에테르 골격, 폴리카보네이트 골격, 폴리우레탄 골격, 실리콘계, 폴리아미드 골격, 폴리이미드 골격, 폴리비닐알코올 골격 등을 갖는 각종 수지에 의해 형성할 수 있다. 이들 폴리머 수지는 1종을 단독으로, 또는 2종 이상을 조합해서 사용할 수 있다. 또한, 이접착층의 형성에는 다른 첨가제를 첨가해도 좋다. 구체적으로는 점착 부여제, 자외선 흡수제, 산화 방지제, 내열 안정제 등의 안정제 등을 더 사용해도 좋다.

이접착층은 통상 보호 필름에 미리 형성해 두고 상기 보호 필름의 이접착층측과 편광자를 접착제층에 의해 적층한다. 이접착층의 형성은 이접착층의 형성재를 보호 필름 상에 공지의 기술에 의해 도공, 건조시킴으로써 행해진다. 이접착층의 형성재는 건조 후의 두께, 도공의 원활성 등을 고려해서 적당한 농도로 희석한 용액으로서 통상 조정된다. 이접착층의 건조 후의 두께는 바람직하게는 0.01~5㎛, 보다 바람직하게는 0.02~2㎛, 더욱 바람직하게는 0.05~1㎛이다. 또한, 이접착층은 복수층 형성할 수 있지만, 이 경우에도 이접착층의 총 두께는 상기 범위가 되도록 하는 것이 바람직하다.

상기 편광 필름은 점착제층을 갖고 있어도 좋다.

편광자의 양면에 보호 필름을 형성한 편광 필름의 경우, 한쪽의 보호 필름의 표면에 직접 또는 다른 층을 통해서 점착제층을 형성한다. 또한, 다른 쪽의 보호 필름의 표면에 직접 또는 다른 층을 통해 표면 보호 필름을 형성해도 좋다.

편광자의 편면에만 보호 필름을 형성한 편광 필름의 경우, 편광자측에 직접 또는 다른 층을 통해 점착제층을 형성한다. 또한, 보호 필름측에 직접 또는 다른 층을 통해 표면 보호 필름을 형성해도 좋다.

상기 다른 층은 특별히 제한되지 않고 편광 필름에 형성되는 공지의 기능층이나 광학층 등을 들 수 있다. 광학층으로서는 예를 들면, 반사판, 반투과판, 위상차판(1/2이나 1/4 등의 파장판을 포함함), 시각 보상 필름, 및 휘도 향상 필름 등을 들 수 있다. 상기 다른 층은 1층 형성되어 있어도 좋고, 2층 이상 형성되어 있어도 좋다.

상기 점착제층은 편광 필름을 액정 셀 등의 셀 기판에 첩합하기 위해 편광 필름의 편면에 형성된다.

상기 점착제층의 두께는 예를 들면, 1~40㎛ 정도이며, 바람직하게는 2~40㎛, 보다 바람직하게는 2~35㎛, 더욱 바람직하게는 2~30㎛이다.

상기 점착제층의 형성에는 적당한 점착제를 사용할 수 있고, 그 종류에 대하여 특별히 제한은 없다. 점착제로서는 고무계 점착제, 아크릴계 점착제, 실리콘계 점착제, 우레탄계 점착제, 비닐알킬에테르계 점착제, 폴리비닐알코올계 점착제, 폴리비닐피롤리돈계 점착제, 폴리아크릴아미드계 점착제, 셀룰로오스계 점착제 등을 들 수 있다.

이들 점착제 중에서도 광학적 투명성이 우수하고, 적당한 젖음성과 응집성과 접착성의 점착 특성을 나타내고, 내후성이나 내열성 등이 우수한 것이 바람직하게 사용된다. 이러한 특징을 나타내는 것으로서 아크릴계 점착제가 바람직하게 사용된다.

점착제층을 형성하는 방법으로서는 예를 들면, 상기 점착제를 박리 처리한 세퍼레이터 등에 도포하고, 중합 용제 등을 건조 제거하여 점착제층을 형성한 후에 편광 필름에 전사하는 방법, 또는 상기 점착제를 도포하고, 중합 용제 등을 건조 제거하여 점착제층을 편광 필름에 형성하는 방법 등을 들 수 있다. 또한, 점착제의 도포에 있어서는 적당히 중합 용제 이외의 1종 이상의 용제를 새로 첨가해도 좋다.

박리 처리한 세퍼레이터로서는 실리콘 박리 라이너가 바람직하게 사용된다. 이러한 라이너 상에 점착제를 도포, 건조시켜서 점착제층을 형성하는 공정에 있어서 점착제를 건조시키는 방법으로서는 목적에 따라 적당히 적절한 방법이 채용될 수 있다. 바람직하게는 상기 도포막을 과열 건조시키는 방법이 사용된다. 가열 건조 온도는 바람직하게는 40℃~200℃이며, 더욱 바람직하게는 50℃~180℃이며, 특히 바람직하게는 70℃~170℃이다. 가열 온도를 상기 범위로 함으로써 우수한 점착 특성을 갖는 점착제를 얻을 수 있다.

건조 시간은 적당히 적절한 시간이 채용될 수 있다. 상기 건조 시간은 바람직하게는 5초~20분, 더욱 바람직하게는 5초~10분, 특히 바람직하게는 10초~5분이다.

점착제층의 형성 방법으로서는 각종 방법이 사용된다. 구체적으로는 예를 들면, 롤 코팅, 키스롤 코팅, 그라비어 코팅, 리버스 코팅, 롤 브러시, 스프레이 코팅, 딥 롤 코팅, 바 코팅, 나이프 코팅, 에어나이프 코팅, 커튼 코팅, 립 코팅, 다이 코터 등에 의한 압출 코팅법 등의 방법을 들 수 있다.

상기 점착제층이 노출되는 경우에는 실용에 제공될 때까지 박리 처리한 시트(세퍼레이터)로 점착제층을 보호해도 좋다.

세퍼레이터의 구성 재료로서는 예를 들면, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리에스테르 필름 등의 플라스틱 필름, 종이, 천, 부직포등의 다공질 재료, 네트, 발포 시트, 금속박, 및 이들의 라미네이트체 등의 적당한 박엽(薄葉)체 등을 들 수 있지만, 표면 평활성이 우수한 점으로부터 플라스틱 필름이 적합하게 사용된다.

그 플라스틱 필름으로서는 상기 점착제층을 보호할 수 있는 필름이면 특별히 한정되지 않고, 예를 들면, 폴리에틸렌 필름, 폴리프로필렌 필름, 폴리부텐 필름, 폴리부타디엔 필름, 폴리메틸펜텐 필름, 폴리염화비닐 필름, 염화비닐 공중합체 필름, 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름, 폴리부틸렌테레프탈레이트 필름, 폴리우레탄 필름, 에틸렌-아세트산비닐 공중합체 필름 등을 들 수 있다.

상기 세퍼레이터에는 필요에 따라 실리콘계, 불소계, 장쇄 알킬계 또는 지방산 아미드계의 이형제, 실리카 분말 등에 의한 이형 및 방오 처리나, 도포형, 니딩형, 증착형 등의 대전 방지 처리도 할 수도 있다. 특히, 상기 세퍼레이터의 표면에 실리콘 처리, 장쇄 알킬 처리, 불소 처리 등의 박리 처리를 적당히 행함으로써 상기 점착제층으로부터의 박리성을 보다 높일 수 있다.

상기 표면 보호 필름은 통상 기재 필름 및 점착제층을 갖고, 상기 점착제층을 통해 편광 필름을 보호한다.

상기 표면 보호 필름의 기재 필름으로서는 검사성이나 관리성 등의 관점으로부터 등방성을 갖는 또는 등방성에 가까운 필름 재료가 선택된다. 그 필름 재료로서는 예를 들면, 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름 등의 폴리에스테르계 수지, 셀룰로오스계 수지, 아세테이트계 수지, 폴리에테르술폰계 수지, 폴리카보네이트계 수지, 폴리아미드계 수지, 폴리이미드계 수지, 폴리올레핀계 수지, 아크릴계 수지와 같은 투명한 폴리머를 들 수 있다. 이들 중에서도 폴리에스테르계 수지가 바람직하다. 기재 필름은 1종 또는 2종 이상의 필름 재료의 라미네이트체로서 사용할 수도 있고, 또한 상기 필름의 연신물을 사용할 수도 있다. 기재 필름의 두께는 바람직하게는 10~150㎛이며, 보다 바람직하게는 20~150㎛이다.

상기 표면 보호 필름의 점착제층을 형성하는 점착제로서는 (메타)아크릴계 폴리머, 실리콘계 폴리머, 폴리에스테르, 폴리우레탄, 폴리아미드, 폴리에테르, 불소계나 고무계 등의 폴리머를 베이스 폴리머로 하는 점착제를 적당히 선택해서 사용할 수 있다. 투명성, 내후성, 내열성 등의 관점으로부터 아크릴계 폴리머를 베이스 폴리머로 하는 아크릴계 점착제가 바람직하다. 점착제층의 두께(건조 막 두께)는 바람직하게는 1~40㎛이며, 보다 바람직하게는 1~30㎛이다.

또한, 표면 보호 필름에는 기재 필름에 있어서의 점착제층을 형성한 면의 반대면에 실리콘 처리, 장쇄 알킬 처리, 불소 처리 등의 저접착성 재료에 의해 박리 처리층을 형성할 수 있다.

편광 필름 롤은 장척 형상의 상기 편광 필름을 권심에 권취함으로써 제조한다. 권취 장치로서는 편측 구동 롤 장치를 사용해도 좋고, 양측 구동 롤 장치를 사용해도 좋지만, 편측 구동 롤 장치를 사용하는 것이 바람직하다.

상기 권심의 외경은 특별히 제한되지 않지만, 바람직하게는 100~500mm이며, 보다 바람직하게는 150~400mm이다. 상기 권심의 폭은 상기 편광 필름의 폭에 따라 적당히 조정하면 좋다.

권취 공정에 있어서는 권취량이 500m 이상이 되었을 때부터 권취 종료까지 하기 식(1)에 의해 산출되는 장력 y가 30N 이상 150N 이하가 되도록 상기 장력 y를 가하면서 편광 필름을 권심에 권취한다.

장력 y=a{1-(bx/400000)} (1)

a: 권취 개시 시의 장력(a>30N)

b: 테이퍼율(%)={(권취 개시 시의 장력-4000m 권취 상정 시의 장력)/권취 개시 시의 장력}×100

x: 권취량(500m≤x≤4000m)

상기 장력 y가 30N 미만인 경우에는 권취 어긋남이 발생하여 다음 회 반복 시의 반송 불량을 일으킨다. 한편, 상기 장력 y가 150N을 초과하는 경우에는 편광 필름 단부에 권취 함몰이 발생한다.

권취량이 500m가 되었을 때의 상기 장력 y는 바람직하게는 40N 이상, 보다 바람직하게는 50N 이상, 더욱 바람직하게는 90N 이상이며, 또한 바람직하게는 130N 이하, 보다 바람직하게는 120N 이하, 더욱 바람직하게는 110N 이하이다.

상기 편광 필름의 길이가 1000~4000m인 경우, 권취량이 상기 길이가 되었을 때(즉, 상기 편광 필름을 모두 권취했을 때)의 상기 장력 y는 35N 이상인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 40N 이상이며, 더욱 바람직하게는 45N 이상이며, 또한 145N 이하인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 140N 이하이며, 더욱 바람직하게는 135N 이하이다.

또한, 상기 편광 필름의 길이가 2000~3000m인 경우, 권취량이 상기 길이가 되었을 때(즉, 상기 편광 필름을 모두 권취했을 때)의 상기 장력 y는 40N 이상인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 50N 이상이며, 더욱 바람직하게는 60N 이상이며, 또한 135N 이하인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 120N 이하이며, 더욱 바람직하게는 110N 이하이다.

권취 개시 시의 장력은 30N 초과이며, 바람직하게는 35N 이상이며, 또한 바람직하게는 300N 이하이며, 보다 바람직하게는 280N 이하이며, 더욱 바람직하게는 270N 이하이며, 더욱 바람직하게는 200N 이하이며, 더욱 바람직하게는 150N 이하이다.

테이퍼율은 상기 식으로 나타내는 바와 같이, 권취 개시 시의 장력과 4000m 권취 상정 시의 장력으로부터 산출되는 값이다. 실제로 권취하는 편광 필름의 길이가 4000m 미만인 경우이어도 4000m 권취하는 것을 상정했을 때의 장력을 설정해서 테이퍼율을 결정한다.

상기 테이퍼율은 특별히 제한되지 않지만, 바람직하게는 1% 이상이며, 보다 바람직하게는 5% 이상이며, 더욱 바람직하게는 10% 이상이며, 더욱 바람직하게는 20% 이상이며, 또한 바람직하게는 99% 이하이며, 보다 바람직하게는 90% 이하이며, 더욱 바람직하게는 85% 이하이며, 더욱 바람직하게는 80% 이하이며, 더욱 바람직하게는 75% 이하이며, 더욱 바람직하게는 60% 이하이며, 더욱 바람직하게는 50% 이하이며, 더욱 바람직하게는 40% 이하이다.

편광 필름 단부에 있어서의 권취 함몰의 최대 깊이는 2.5mm 이하인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 2.0mm 미만이다.

(실시예)

이하에, 실시예에 의해 본 발명을 구체적으로 설명하지만, 본 발명은 이들 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다. 또한, 각 예 중의 부 및 %는 모두 중량 기준이다.

(편광자의 제작)

평균 중합도 2400, 비누화도 99.9몰%, 두께 30㎛의 폴리비닐알코올 필름(PVA계 수지 필름)을 30℃의 온수 중에 침지하고, 팽윤시키면서 PVA계 수지 필름의 길이가 원래 길이의 2.0배가 되도록 1축 연신을 행했다. 이어서, 0.3중량%(중량비: 요오드/요오드화칼륨=0.5/8)의 30℃의 요오드 용액 중에 침지하고, PVA계 수지 필름의 길이가 원래 길이의 3.0배가 되도록 1축 연신하면서 염색했다. 그 후, 6붕산 4중량%, 요오드화칼륨 5중량%의 수용액 중에서 PVA계 수지 필름의 길이가 원래 길이의 6배가 되도록 연신했다. 또한, 요오드화칼륨 3중량%의 수용액(요오드 함침욕)으로 요오드 이온 함침 처리를 행한 후, 60℃의 오븐에서 4분간 건조시켜 두께 12㎛의 편광자를 얻었다.

(보호 필름)

<보호 필름 1>

HC 부착 25㎛ TAC 필름: TJ25UL(FUJIFILM CORPORATION제, 원료: 트리아세틸셀룰로오스계 폴리머)에 아크릴 수지성 하드코트 코팅을 실시한 것

40㎛ TAC 필름: KC4UYW(Konica Minolta, Inc.제, 원료: 트리아세틸셀룰로오스계 폴리머)

HC 부착 37㎛λ/4TAC: KC2UGR-HC(Konica Minolta, Inc.제, 원료: 트리아세틸셀룰로오스계 폴리머)에 아크릴 수지성 하드코트 코팅을 실시한 것

<보호 필름 2>

25㎛ TAC 필름: KC2UA(Konica Minolta, Inc.제, 원료: 트리아세틸셀룰로오스계 폴리머)

13㎛ COP 필름: ZF-014(Zeon Corporation제, 원료: 시클로올레핀계 폴리머)

30㎛ 아크릴 필름의 제조

교반 장치, 온도 센서, 냉각관, 질소 도입관을 구비한 용량 30L의 가마형 반응기에 8,000g의 메타크릴산메틸(MMA), 2,000g의 2-(히드록시메틸)아크릴산메틸(MHMA), 10,000g의 4-메틸-2-펜탄온(메틸이소부틸케톤, MIBK), 5g의 n-도데실메르캅탄을 투입하고, 이것에 질소를 통과시면서 105℃까지 승온하고 환류한 데에서 중합 개시제로서 5.0g의 t-부틸퍼옥시이소프로필카보네이트(카야카르본 BIC-7, Kayaku Akzo Corporation제)를 첨가함과 동시에, 10.0g의 t-부틸퍼옥시이소프로필카보네이트와 230g의 MIBK로 이루어지는 용액을 4시간에 걸쳐 적하하면서 환류 하, 약 105~120℃에서 용액 중합을 행하고, 4시간에 걸쳐 숙성을 더 행했다.

얻어진 중합체 용액에 30g의 인산스테아릴/인산디스테아릴 혼합물(Phoslex A-18, SAKAI CHEMICAL INDUSTRY CO.,LTD.제)을 첨가하고 환류 하, 약 90~120℃에서 5시간 환화 축합 반응을 행했다. 이어서, 얻어진 중합체 용액을 배럴 온도 260℃, 회전수 100rpm, 감압도 13.3~400hPa(10~300mmHg), 리어 벤트수 1개, 포 벤트 수 4개의 벤트 타입 스크류 2축 압출기(φ=29.75mm, L/D=30)에 수지량 환산으로 2.0kg/h의 처리 속도로 도입하고, 이 압출기 내에서 환화 축합 반응과 탈휘(脫揮)를 더 행하고, 압출함으로써 락톤환 함유 중합체의 투명한 펠릿을 얻었다.

얻어진 락톤환 함유 중합체에 대하여 다이내믹 TG의 측정을 행한 결과, 0.17질량%의 질량 감소를 검지했다. 또한, 이 락톤환 함유 중합체는 중량 평균 분자량이 133,000, 멜트 플로우 레이트가 6.5g/10min, 유리 전이 온도가 131℃이었다.

얻어진 펠릿과, 아크릴로니트릴-스티렌(AS) 수지(TOYO AS AS20, TOYO STYRENE CO., LTD.제)를 질량비 90/10으로 단축 압출기(스크류 30mmφ)를 사용해서 혼련 압출함으로써 투명한 펠릿을 얻었다. 얻어진 펠릿의 유리 전이 온도는 127℃이었다.

이 펠릿을 50mmφ 단축 압출기를 사용하여 400mm 폭의 코트행거 타입 T다이로부터 용융 압출해서 두께 120㎛의 필름을 제작했다, 이것을 2축 연신 장치를 사용하여 150℃의 온도 조건 하, 2.0배로 연신함으로써 두께 30㎛의 아크릴 필름을 얻었다. 이 연신 필름의 광학 특성을 측정한 결과, 전체 광선 투과율이 93%, 면내 위상차 Δnd가 0.8nm, 두께방향 위상차 Rth가 1.5nm이었다.

(수계 접착제의 조제)

아세토아세틸기를 함유하는 폴리비닐알코올계 수지(평균 중합도: 1200, 비누화도: 98.5몰%, 아세토아세틸화도: 5몰%)를 30℃의 온도 조건 하에서 순수에 용해하고, 고형분 농도 4%로 조정해서 수계 접착제를 얻었다.

실시예 1

보호 필름 1(HC 부착 25㎛ TAC 필름) 및 보호 필름 2(25㎛ TAC 필름)의 각각의 편면에 상기 수계 접착제를 건조 후의 접착제층의 두께가 80nm가 되도록 도공해서 접착제 부착 보호 필름 1 및 2를 얻었다. 이어서, 23℃의 온도 조건 하에서 상기 편광자의 편면에 상기 접착제 부착 보호 필름 1을 상기 편광자의 다른 면에 상기 접착제 부착 보호 필름 2를 롤 기에 의해 첩합하고, 그 후 55℃에서 6분간 건조시켜 편광 필름(두께 69㎛)을 제작했다. 그리고, 편측 구동 롤 장치를 사용해서 제작한 편광 필름을 권심에 권취하여 편광 필름 롤을 제작했다. 또한, 권취 시의 조건은 표 1과 같다.

실시예 2~11, 비교예 1~5

보호 필름 1 및 2의 종류, 편광 필름의 두께 및 길이, 및 권취 시의 조건을 표 1에 기재된 바와 같이 변경한 이외는 실시예 1과 마찬가지의 방법으로 편광 필름 롤을 제작했다.

실시예 및 비교예에서 제작한 편광 필름 롤에 대하여 하기 평가를 행했다. 결과를 표 1에 나타낸다.

<권취 어긋남의 평가>

실시예 및 비교예에서 제작한 편광 필름 롤을 25℃ 55%의 환경에서 7일간 보관했다. 그 후, 편광 필름 롤의 내주단부를 기준으로 해서 도 1에 나타내는 바와 같이, 내주단부(1)와 최외주단부(2)의 높이차를 금척으로 계측하고, 그 차를 권취 어긋남량으로 했다. 권취 어긋남량이 200mm 이하인 경우를 ○, 권취 어긋남량이 200mm 초과인 경우를 ×로 평가했다.

<권취 함몰의 평가>

실시예 및 비교예에서 제작한 편광 필름 롤을 25℃ 55%의 환경 하 또한 베어링대차 상에서 7일간 보관했다. 그 후, 도 2에 나타내는 바와 같이, 편광 필름 롤(3)로부터 편광 필름을 되감고, 되감음 개시로부터 3~6m 부분의 편광 필름(4)(길이 3m)을 잘라냈다. 그리고, 편광 필름(4)의 양단으로부터 폭 200mm의 샘플(5)을 2매 잘라냈다. 도 3에 나타내는 바와 같이, 2매의 샘플(5)로부터 모든 권취 함몰부(6)를 잘라내고, 그리고 중심부(7)를 통과하도록 편광 필름의 폭방향으로 권취 함몰부(6)를 반분으로 절단했다. 그리고, 반분으로 절단한 권취 함몰부(6)를 평판 상에 두고 평면으로부터의 최대 깊이(D)를 측정하고, 하기 기준으로 평가했다. 또한, 권취 함몰부(6)가 복수 있는 경우에는 최대 깊이(D)의 평균값을 채용했다.

◎: 2.0mm 미만

○: 2.0~2.5mm

×: 2.5mm 초과

표 1로부터 본 발명의 편광 필름 롤의 제조 방법에 의한 실시예 1~11에서는 권취 어긋남량이 작고, 편광 필름의 권취 함몰부의 깊이도 작은 것을 알 수 있다. 한편, 비교예 1~3에서는 권취 종료 시의 장력 y가 150N을 초과하고 있기 때문에 편광 필름의 권취 함몰부의 깊이가 큰 것을 알 수 있다. 비교예 4에서는 테이퍼율이 0%이며, 권취 종료 시의 장력 y가 150N을 초과하고 있기 때문에 편광 필름의 권취 함몰부의 깊이가 큰 것을 알 수 있다. 비교예 5에서는 테이퍼율이 0%이며, 권취 개시 시의 장력이 30N이기 때문에 권취 어긋남량이 큰 것을 알 수 있다.

(산업상 이용가능성)

본 발명의 편광 필름은 이것 단독으로, 또는 이것을 적층한 광학 필름으로서 액정 표시 장치(LCD), 유기 EL 표시 장치 등의 화상 표시 장치에 사용된다.

1 내주단부 2 최외주단부
3 편광 필름 롤 4 편광 필름
5 샘플 6 권취 함몰부
7 중심부 D 최대 깊이

Claims (4)

1. 편광 필름을 권심에 권취하는 공정을 포함하는 편광 필름 롤의 제조 방법으로서,
   상기 편광 필름은 두께가 100㎛ 이하 또한 길이가 500m 이상 4000m 이하이며,
   상기 공정에 있어서, 권취량이 500m 이상이 되었을 때부터 권취 종료까지 하기 식(1)에 의해 산출되는 장력 y가 30N 이상 150N 이하가 되도록 상기 장력 y를 가하면서 편광 필름을 권심에 권취하는 것을 특징으로 하는 편광 필름 롤의 제조 방법.
   장력 y=a{1-(bx/400000)} (1)
   a: 권취 개시 시의 장력(a>30N)
   b: 테이퍼율(%)={(권취 개시 시의 장력-4000m 권취 상정 시의 장력)/권취 개시 시의 장력}×100
   x: 권취량(500m≤x≤4000m)
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 편광 필름은 길이가 1000~4000m이며, 권취량이 상기 길이가 되었을 때의 상기 장력 y가 35N 이상 145N 이하인 편광 필름 롤의 제조 방법.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
   상기 편광 필름은 편광자의 편면 또는 양면에 접착제층을 통해 보호 필름을 갖는 것인 편광 필름 롤의 제조 방법.
4. 제 3 항에 있어서,
   상기 편광자의 두께는 20㎛ 이하인 편광 필름 롤의 제조 방법.

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