KR20220074860A - 광학 필름 제조용 필름, 광학 필름의 제조 방법, 및 광학 필름 - Google Patents

광학 필름 제조용 필름, 광학 필름의 제조 방법, 및 광학 필름 Download PDF

Info

Publication number
KR20220074860A
KR20220074860A KR1020227007705A KR20227007705A KR20220074860A KR 20220074860 A KR20220074860 A KR 20220074860A KR 1020227007705 A KR1020227007705 A KR 1020227007705A KR 20227007705 A KR20227007705 A KR 20227007705A KR 20220074860 A KR20220074860 A KR 20220074860A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
film
optical film
preferable
group
pva
Prior art date
Application number
KR1020227007705A
Other languages
English (en)
Inventor
사야카 시미즈
다카시 네리오
신지 나카이
마사키 나카타니
Original Assignee
주식회사 쿠라레
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 쿠라레 filed Critical 주식회사 쿠라레
Publication of KR20220074860A publication Critical patent/KR20220074860A/ko

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00—Optical elements other than lenses
    • G02B5/30—Polarising elements
    • G02B5/3025—Polarisers, i.e. arrangements capable of producing a definite output polarisation state from an unpolarised input state
    • G02B5/3033—Polarisers, i.e. arrangements capable of producing a definite output polarisation state from an unpolarised input state in the form of a thin sheet or foil, e.g. Polaroid
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J5/00—Manufacture of articles or shaped materials containing macromolecular substances
    • C08J5/18—Manufacture of films or sheets
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F216/00—Copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by an alcohol, ether, aldehydo, ketonic, acetal or ketal radical
    • C08F216/02—Copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by an alcohol, ether, aldehydo, ketonic, acetal or ketal radical by an alcohol radical
    • C08F216/04—Acyclic compounds
    • C08F216/06—Polyvinyl alcohol ; Vinyl alcohol
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00—Optical elements other than lenses
    • G02B5/30—Polarising elements
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00—Optical elements other than lenses
    • G02B5/30—Polarising elements
    • G02B5/3025—Polarisers, i.e. arrangements capable of producing a definite output polarisation state from an unpolarised input state
    • G02B5/3033—Polarisers, i.e. arrangements capable of producing a definite output polarisation state from an unpolarised input state in the form of a thin sheet or foil, e.g. Polaroid
    • G02B5/3041—Polarisers, i.e. arrangements capable of producing a definite output polarisation state from an unpolarised input state in the form of a thin sheet or foil, e.g. Polaroid comprising multiple thin layers, e.g. multilayer stacks
    • G02B5/305—Polarisers, i.e. arrangements capable of producing a definite output polarisation state from an unpolarised input state in the form of a thin sheet or foil, e.g. Polaroid comprising multiple thin layers, e.g. multilayer stacks including organic materials, e.g. polymeric layers
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2329/00—Characterised by the use of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by an alcohol, ether, aldehydo, ketonic, acetal, or ketal radical; Hydrolysed polymers of esters of unsaturated alcohols with saturated carboxylic acids; Derivatives of such polymer
    • C08J2329/02—Homopolymers or copolymers of unsaturated alcohols
    • C08J2329/04—Polyvinyl alcohol; Partially hydrolysed homopolymers or copolymers of esters of unsaturated alcohols with saturated carboxylic acids

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Polarising Elements (AREA)
  • Manufacture Of Macromolecular Shaped Articles (AREA)

Abstract

양호한 생산성을 갖고, 동일한 중합도를 갖는 비변성의 PVA 를 사용한 경우와 비교하여 광학 성능 및 내습열성이 우수한 광학 필름을 얻을 수 있는 광학 필름 제조용 필름, 이와 같은 광학 필름 제조용 필름을 사용한 광학 필름의 제조 방법 및 광학 필름을 제공한다. 본 발명은, 규소 함유기를 갖는 폴리비닐알코올을 포함하고, 상기 규소 함유기가, 실란올기 또는 물의 존재하에서 실란올기로 전화할 수 있는 기이며, 상기 폴리비닐알코올의 점도 평균 중합도가 1,000 이상 6,000 이하, 비누화도가 98.7 몰％ 이상, 또한 전체 구조 단위에 대한 상기 규소 함유기의 함유량이 0.01 몰％ 이상 1.0 몰％ 이하인, 광학 필름 제조용 필름이다.

Description

광학 필름 제조용 필름, 광학 필름의 제조 방법, 및 광학 필름
본 발명은, 광학 필름 제조용 필름, 광학 필름의 제조 방법, 및 광학 필름에 관한 것이다.
광의 투과 및 차폐 기능을 갖는 편광판은, 광의 편광 상태를 변화시키는 액정과 함께 액정 디스플레이 (LCD) 의 기본적인 구성 요소이다. 대부분의 편광판은, 편광 필름의 표면에 삼아세트산셀룰로오스 (TAC) 필름 등의 보호 필름이 첩합된 구조를 가지고 있다. 편광 필름으로는, 폴리비닐알코올 필름 (이하,「폴리비닐알코올」을「PVA」라고 약기하는 경우가 있다.) 을 1 축 연신하여 이루어지는 매트릭스 (연신 필름) 에 요오드계 색소 (I3 - 이나 I5 - 등) 나 이색성 유기 염료와 같은 이색성 색소가 흡착하고 있는 것이 주류로 되어 있다.
LCD 는, 전자식 탁상 계산기 및 손목시계 등의 소형 기기, 스마트 폰, 노트북 컴퓨터, 액정 모니터, 액정 컬러 프로젝터, 액정 텔레비전, 차재용 네비게이션 시스템, 휴대 전화, 옥내외에서 사용되는 계측 기기 등 광범위하게 사용되고 있다. 최근, 이들 기기에는 표시 품질의 향상이 요구되고 있다. 이에 수반하여, 편광 필름에 대해서도 고성능화가 요구되고 있으며, 구체적으로는, 편광도, 투과도 등의 광학 성능이 우수한 편광 필름이 요구되고 있다. 또, 편광 필름에 있어서는 내구성도 중요하고, 예를 들어 고온 다습한 환경하에 있어서도 양호한 성능이 유지되는 것 등이 요구된다. 편광 필름 이외의 광학 필름에 있어서도, 마찬가지로 광학 성능이나 내구성이 요구되고 있다.
광학 성능 및 내습열성 등이 개선된 편광 필름으로서, 중합도가 높은 PVA 가 사용된 편광 필름이 알려져 있다 (특허문헌 1). 이 특허문헌 1 에 있어서는, 고중합도의 PVA 가 디메틸술폭사이드를 주성분으로 하는 용매에 용해된 PVA 제막 용액을 사용하여, 제막이 행해지고 있다.
일본 공개특허공보 평1-105204호
공업적인 PVA 필름의 제조에는, 환경면, 경제성 등을 고려하여, 용매로서 물이 사용된 PVA 수용액을 제막 용액으로서 사용하는 것이 일반적이다. 그러나, 중합도가 높은 PVA 는, 그 수용액의 점도가 상승하기 때문에, 제막성이 나빠, 공업적인 생산면에서 바람직하지 않다. 따라서, PVA 의 중합도를 높이는 방법 이외에 의해, 광학 필름의 광학 성능이나 내습열성을 높이는 방법이 요망되고 있다.
본 발명은 이상과 같은 사정에 기초하여 이루어진 것이고, 그 목적은, 양호한 생산성을 갖고, 동일한 중합도를 갖는 비변성의 PVA 를 사용한 경우와 비교하여 광학 성능 및 내습열성이 우수한 광학 필름을 얻을 수 있는 광학 필름 제조용 필름, 이와 같은 광학 필름 제조용 필름을 사용한 광학 필름의 제조 방법 및 광학 필름을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적은,
[1] 규소 함유기를 갖는 폴리비닐알코올을 포함하고, 상기 규소 함유기가, 실란올기 또는 물의 존재하에서 실란올기로 전화할 수 있는 기이며, 상기 폴리비닐알코올의 점도 평균 중합도가 1,000 이상 6,000 이하, 비누화도가 98.7 몰％ 이상, 또한 전체 구조 단위에 대한 상기 규소 함유기의 함유량이 0.01 몰％ 이상 1.0 몰％ 이하인, 광학 필름 제조용 필름 ;
[2] 상기 비누화도가 99.5 몰％ 이상인, [1] 의 광학 필름 제조용 필름 ;
[3] 상기 점도 평균 중합도와 상기 규소 함유기의 함유량의 곱이 100 몰％ 이상 2,000 몰％ 이하인, [1] 또는 [2] 의 광학 필름 제조용 필름 ;
[4] 평균 두께가 1 ㎛ 이상 75 ㎛ 이하인, [1] ∼ [3] 중 어느 하나의 광학 필름 제조용 필름 ;
[5] 팽윤도가 140 ％ 이상 400 ％ 이하인, [1] ∼ [4] 중 어느 하나의 광학 필름 제조용 필름 ;
[6] 상기 광학 필름이 편광 필름인, [1] ∼ [5] 중 어느 하나의 광학 필름 제조용 필름 ;
[7] 비연신 필름인, [1] ∼ [6] 중 어느 하나의 광학 필름 제조용 필름 ;
[8] [1] ∼ [7] 중 어느 하나의 광학 필름 제조용 필름을 1 축 연신하는 공정을 구비하는, 광학 필름의 제조 방법 ;
[9] 상기 광학 필름이 편광 필름인, [8] 의 광학 필름의 제조 방법 ;
[10] 규소 함유기를 갖는 폴리비닐알코올을 포함하고, 상기 규소 함유기가, 실란올기 또는 물의 존재하에서 실란올기로 전화할 수 있는 기이며, 상기 폴리비닐알코올의 점도 평균 중합도가 1,000 이상 6,000 이하, 비누화도가 98.7 몰％ 이상, 또한 전체 구조 단위에 대한 상기 규소 함유기의 함유량이 0.01 몰％ 이상 1.0 몰％ 이하인, 광학 필름 ;
[11] 편광 필름인, [10] 의 광학 필름 ; 및
[12] 단층 필름인, [10] 또는 [11] 의 광학 필름 ;
의 어느 것을 제공함으로써 달성된다.
본 발명에 의하면, 양호한 생산성을 갖고, 동일한 중합도를 갖는 비변성의 PVA 를 사용한 경우와 비교하여 광학 성능 및 내습열성이 우수한 광학 필름을 얻을 수 있는 광학 필름 제조용 필름, 이와 같은 광학 필름 제조용 필름을 사용한 광학 필름의 제조 방법 및 광학 필름을 제공할 수 있다.
＜광학 필름 제조용 필름＞
본 발명의 광학 필름 제조용 필름은, 규소 함유기를 갖는 폴리비닐알코올 (이하,「실란올 변성 PVA」라고 칭하는 경우가 있다.) 을 포함한다.
(실란올 변성 PVA)
실란올 변성 PVA 는, 비닐알코올 단위 (-CH2-CH(OH)-) 를 구조 단위로서 갖는 중합체로서, 또한 규소 함유기를 갖는다. 실란올 변성 PVA 는, 규소 함유기를 포함하는 구조 단위를 포함하고 있어도 되고, 아세트산비닐 단위 등의 비닐에스테르 단위나 그 밖의 구조 단위를 추가로 가지고 있어도 된다.
실란올 변성 PVA 의 점도 평균 중합도의 하한은 1,000 이며, 2,000 이 바람직하고, 2,500 이 보다 바람직하다. 실란올 변성 PVA 의 점도 평균 중합도가 상기 하한 이상임으로써, 본 발명의 광학 필름 제조용 필름은 연신 가공성이 우수한 것이 되어, 우수한 광학 성능 및 내습열성을 갖는 광학 필름을 얻을 수 있다. 한편, 상기 점도 평균 중합도의 상한은, 6,000 이며, 5,000 이 바람직하고, 4,000 이 보다 바람직하다. 실란올 변성 PVA 의 점도 평균 중합도가 상기 상한 이하임으로써, 양호한 수용성을 발휘하고, 또, 수용액의 점도의 상승이 억제된다. 이 때문에, 실란올 변성 PVA 의 점도 평균 중합도가 상기 상한 이하임으로써, 양호한 제막성이 발휘되어, 본 발명의 광학 필름 제조용 필름의 생산성을 높일 수 있다.
점도 평균 중합도란, JIS K 6726-1994 의 기재에 준해 측정되는 평균 중합도를 의미한다. 즉, 본 명세서중에 있어서, 점도 평균 중합도는, PVA 의 잔존 비닐에스테르기를 재비누화하고, 정제한 후, 30 ℃ 의 수중에서 측정한 극한 점도[η] (단위 : 데시리터/g) 로부터, 하기 식에 의해 구해진다.
점도 평균 중합도 Po = ([η] × 104/8.29)(1/0.62)
실란올 변성 PVA 의 비누화도의 하한은, 98.7 몰％ 이며, 99.0 몰％ 가 바람직하고, 99.5 몰％ 가 보다 바람직하고, 99.8 몰％ 가 더욱 바람직하고, 99.9 몰％ 가 특히 바람직하다. 비누화도가 상기 하한 이상임으로써, 광학 성능 및 내습열성이 우수한 광학 필름이 얻어진다. 한편, 비누화도의 상한으로 특별히 제한은 없지만, 실란올 변성 PVA 의 생산성의 관점에서, 99.99 몰％ 이하가 바람직하다.
PVA 의 비누화도란, PVA 가 갖는, 비누화에 의해 비닐알코올 단위로 변환될 수 있는 구조 단위 (전형적으로는 비닐에스테르 단위) 와 비닐알코올 단위의 합계 몰수에 대한 비닐알코올 단위의 몰수의 비율 (몰％) 을 말한다. PVA 의 비누화도는 JIS K 6726-1994 의 기재에 준해 측정할 수 있다.
실란올 변성 PVA 는, 규소 함유기를 갖는다. 이 규소 함유기는, 실란올기 또는 물의 존재하에서 실란올기로 전화할 수 있는 기이다. 실란올기란, 규소 원자와 이 규소 원자에 결합하는 적어도 1 개의 하이드록시기를 갖는 기를 말한다. 실란올기가 갖는 하이드록시기의 수는, 통상 1 ∼ 3 의 어느 것이며, 3 인 것이 바람직하다. 실란올기가 갖는 하이드록시기는, 염 (예를 들어, -ONa, -OK 등) 의 상태로 존재하고 있어도 된다.
물의 존재하에서 실란올기로 전화할 수 있는 기란, PVA 를 수중에서, 반응 시간 2 시간, 반응 온도 150 ℃ 의 조건하에 가수분해했을 경우에, 실란올기로 전화할 수 있는 기를 의미한다. 물의 존재하에서 실란올기로 전화할 수 있는 기로는, 규소 원자에 적어도 1 개의 알콕시기 또는 아실옥시기가 결합한 기 등을 들 수 있고, 구체적으로는 트리메톡시실릴기, 트리에톡시실릴기, 트리이소프로폭시실릴기, 디메톡시메틸실릴기, 디에톡시메틸실릴기, 메톡시디메틸실릴기, 에톡시디메틸실릴기, 트리아세톡시실릴기 등을 들 수 있다.
규소 함유기, 즉 실란올기 또는 물의 존재하에서 실란올기로 전화할 수 있는 기로는, 하기 식 (1) ∼ (3) 의 어느 것으로 나타내는 기를 들 수 있다. 이들 중에서도, 하기 식 (1) 로 나타내는 기가 바람직하다.
[화학식 1]
Figure pct00001
식 (1) ∼ (3) 중, R1 은, 각각 독립적으로, 수소 원자, 치환 혹은 비치환의 탄소수 1 ∼ 20 의 탄화수소기, 또는 치환 혹은 비치환의 탄소수 1 ∼ 20 의 아실기이다. R2 는, 각각 독립적으로, 치환 또는 비치환의 탄소수 1 ∼ 20 의 탄화수소기이다.
R1 및 R2 로 나타내는 탄소수 1 ∼ 20 의 탄화수소기로는, 지방족 탄화수소기, 지환식 탄화수소기 (시클로헥실기 등), 방향족 탄화수소기 (페닐기 등) 등을 들 수 있고, 지방족 탄화수소기가 바람직하다. 지방족 탄화수소기로는, 메틸기, 에틸기, 프로필기 등의 알킬기, 비닐기 등의 알케닐기, 에티닐기 등의 알키닐기 등을 들 수 있고, 알킬기가 바람직하다. R1 및 R2 로 나타내는 탄화수소기의 탄소수로는, 1 ∼ 6 이 바람직하고, 1 ∼ 3 이 보다 바람직하다. R1 및 R2 로 나타내는 탄화수소기가 갖는 수소 원자의 적어도 일부는, 할로겐 원자, 카르복시기, 알콕시기 (메톡시기, 에톡시기 등) 등으로 치환되어 있어도 된다.
R1 로 나타내는 탄소수 1 ∼ 20 의 아실기로는, 상기 서술한 탄소수 1 ∼ 20 의 탄화수소기에 카르보닐기 (-CO-) 가 결합한 기를 들 수 있다. 구체적으로는, 아세틸기, 프로피오닐기, 벤조일기 등을 들 수 있다. R1 로 나타내는 아실기의 탄소수로는, 1 ∼ 6 이 바람직하고, 1 ∼ 3 이 보다 바람직하다. R1 로 나타내는 아실기가 갖는 수소 원자의 적어도 일부는, 할로겐 원자, 카르복시기, 알콕시기 (메톡시기 등) 등으로 치환되어 있어도 된다.
상기 식 (1) ∼ (3) 의 어느 것으로 나타내는 기에 있어서, R1 의 적어도 하나가 수소 원자인 경우, 이 기는 실란올기이다. 또, 상기 식 (1) ∼ (3) 의 어느 것으로 나타내는 기에 있어서, 모든 R1 이 수소 원자가 아닌 경우, 이 기는 물의 존재하에서 실란올기로 전화할 수 있는 기이다. R1 로는, 수소 원자, 또는 치환 혹은 비치환의 탄소수 1 ∼ 20 의 탄화수소기인 것이 바람직하다.
얻어지는 광학 필름의 광학 성능의 관점 등에서, 규소 함유기는 규소-탄소 결합에 의해, 중합체 주사슬 중의 탄소 원자에 직접 결합하고 있는 것이 바람직하다.
실란올 변성 PVA 의 전체 구조 단위에 대한 규소 함유기의 함유량은, 0.01 몰％ 이상 1.0 몰％ 이하이다. 이와 같이, 소정량의 규소 함유기를 갖는 실란올 변성 PVA 를 사용함으로써, 얻어지는 광학 필름의 광학 성능 및 내습열성이, 중합도가 동일한 비변성의 PVA 를 사용하여 얻어지는 종래의 광학 필름과 비교하여 현저하게 향상된다. 또한, 비변성의 PVA 란, 비닐에스테르의 단독 중합체를 비누화하여 얻어지는 PVA 이다. 한편, 얻어지는 광학 필름의 광학 성능이 동일한 고중합도의 PVA 와 비교하면, 상기 실란올 변성 PVA 는, 고온 (예를 들어 80 ℃) 에서의 수용액의 점도가 낮다. 따라서, 실란올 변성 PVA 를 사용함으로써, 당해 광학 필름 제조용 필름은 양호한 생산성 (제막성) 을 가지면서, 얻어지는 광학 필름의 광학 성능 및 내습열성을 높일 수 있다. 혹은, 실란올 변성 PVA 를 사용함으로써, 얻어지는 광학 필름이 우수한 광학 성능 및 내습열성을 발휘하면서, 당해 광학 필름 제조용 필름의 생산성 (제막성) 을 개선할 수 있다.
실란올 변성 PVA 의 전체 구조 단위에 대한 규소 함유기의 함유량의 하한은, 0.01 몰％ 이며, 0.05 몰％ 가 바람직하고, 0.1 몰％ 가 보다 바람직하고, 0.25 몰％ 가 더욱 바람직하다. 규소 함유기의 함유량을 상기 하한 이상으로 함으로써, 실란올 변성시키는 것에 의한 상기 효과를 충분히 발휘시킬 수 있다. 한편, 실란올 변성 PVA 의 전체 구조 단위에 대한 규소 함유기의 함유량의 상한은, 1.0 몰％ 이며, 0.8 몰％ 가 바람직하고, 0.6 몰％ 가 보다 바람직하다. 규소 함유기의 함유량을 상기 상한 이하로 함으로써, 실란올 변성 PVA 의 수용성 및 수용액의 점도 안정성이 양호해져, 필름 생산성 (제막성) 등을 향상시킬 수 있다.
실란올 변성 PVA 에 있어서, 규소 함유기의 함유량 (몰％) 은, 예를 들어, 비누화하기 전의 비닐에스테르 중합체의 프로톤 NMR 로부터 구해진다. 여기서, 비누화하기 전의 비닐에스테르 중합체의 프로톤 NMR 을 측정할 때에는, 비닐에스테르 중합체를 헥산-아세톤에 의해 재침전 정제하여 중합체 중으로부터 미반응의 모노머를 완전하게 제거하고, 이어서 90 ℃ 감압 건조를 2 일간 실시한 후, CDCl3 용매에 용해하여 분석에 제공한다.
실란올 변성 PVA 의 점도 평균 중합도와 규소 함유기의 함유량의 곱의 하한은, 100 몰％ 가 바람직하고, 300 몰％ 가 보다 바람직하고, 500 몰％ 가 더욱 바람직하고, 700 몰％ 가 특히 바람직하다. 상기 곱이 상기 하한 이상임으로써, 얻어지는 광학 필름의 광학 성능 및 내습열성이 보다 우수한 것이 된다. 한편, 상기 곱의 상한은, 2,000 몰％ 가 바람직하고, 1,500 이 보다 바람직하고, 1,200 이 더욱 바람직하다. 상기 곱이 상기 상한 이하임으로써, 실란올 변성 PVA 의 수용성을 보다 향상시켜, 당해 광학 필름 제조용 필름의 생산성 등을 보다 향상시킬 수 있다.
실란올 변성 PVA 는, 규소 함유기를 갖는 구조 단위를 갖는 것이 바람직하다. 규소 함유기를 갖는 구조 단위로는, 하기 식 (4) 로 나타내는 구조 단위를 들 수 있다.
[화학식 2]
Figure pct00002
식 (4) 중, R3 은, 수소 원자 또는 메틸기이다. R4 는, 단결합 또는 2 가의 연결기이다. R5 는, 규소 함유기이다.
R3 으로는, 수소 원자가 바람직하다.
R4 로 나타내는 2 가의 연결기로는, -(CH2)n- (n 은, 1 ∼ 5 의 정수이다.) 또는 -CONR6-R7- (R6 은, 수소 원자 또는 탄소수 1 ∼ 5 의 알킬기이다. R7 은, 상기 -(CH2)n- 로 나타내는 기, 또는 산소 원자 및 질소 원자의 적어도 일방을 포함하는 2 가의 탄화수소기이다.) 로 나타내는 기를 들 수 있다.
산소 원자 및 질소 원자의 적어도 일방을 포함하는 2 가의 탄화수소기로는, -CH2CH2NHCH2CH2CH2-, -CH2CH2NHCH2CH2-, -CH2CH2NHCH2-, -CH2CH2N(CH3)CH2CH2-, -CH2CH2N(CH3)CH2-, -CH2CH2OCH2CH2CH2-, -CH2CH2OCH2CH2-, -CH2CH2OCH2- 등을 들 수 있다. 산소 원자 및 질소 원자의 적어도 일방을 포함하는 2 가의 탄화수소기의 탄소수로는, 예를 들어 2 이상 6 이하로 할 수 있다.
R4 는, 단결합인 것이 바람직하다.
R5 로 나타내는 규소 함유기의 구체예로는, 상기 서술한 바와 같고, 상기 식 (1) ∼ (3) 의 어느 것으로 나타내는 기를 들 수 있고, 상기 식 (1) 로 나타내는 기가 바람직하다.
규소 함유기를 갖는 구조 단위에 포함되는 규소 함유기의 수는, 특별히 한정되지 않지만, 1 이어도 된다. 실란올 변성 PVA 의 전체 구조 단위에 대한 규소 함유기를 갖는 구조 단위의 함유량의 범위는, 상기 서술한 전체 구조 단위에 대한 규소 함유기의 함유량의 범위여도 된다. 또, 실란올 변성 PVA 의 점도 평균 중합도와 규소 함유기를 갖는 구조 단위의 함유량의 곱의 범위는, 상기 서술한 점도 평균 중합도와 규소 함유기의 함유량의 곱의 범위여도 된다.
실란올 변성 PVA 는, 비닐알코올 단위, 비닐에스테르 단위 및 규소 함유기를 갖는 구조 단위 이외의 그 밖의 구조 단위를 가지고 있어도 된다. 단, 실란올 변성 PVA 의 전체 구조 단위에 대한 상기 그 밖의 구조 단위의 함유량은, 15 몰％ 이하가 바람직하고, 5 몰％ 이하가 보다 바람직하고, 1 몰％ 이하가 더욱 바람직하고, 0.1 몰％ 이하가 보다 더 바람직한 경우도 있다. 실란올 변성 PVA 가, 실질적으로 비닐알코올 단위, 비닐에스테르 단위 및 규소 함유기를 갖는 구조 단위로 구성되어 있음으로써, 본 발명의 효과가 보다 충분히 발휘되는 경우가 있다.
당해 광학 필름 제조용 필름은, 1 종의 실란올 변성 PVA 를 단독으로 함유 해도 되고, 중합도, 비누화도 및 규소 함유기의 함유량 등이 서로 상이한 2 종 이상의 실란올 변성 PVA 를 함유해도 된다.
당해 광학 필름 제조용 필름에 있어서의 실란올 변성 PVA 의 함유량의 하한은 특별히 한정되지 않지만, 50 질량％ 가 바람직하고, 80 질량％ 가 보다 바람직하고, 85 질량％ 가 더욱 바람직하다. 실란올 변성 PVA 의 함유량을 상기 하한 이상으로 함으로써, 본 발명의 효과를 보다 높일 수 있다. 한편, 이 함유량의 상한은 특별히 한정되지 않고, 100 질량％ 여도 되고, 99 질량％ 가 바람직하고, 95 질량％ 가 보다 바람직하다.
(실란올 변성 PVA 의 제조 방법)
실란올 변성 PVA 의 제조 방법은 특별히 한정되지 않는다. 예를 들어, 비닐에스테르 모노머와 규소 함유기를 갖는 모노머를 공중합시켜, 얻어지는 비닐에스테르 중합체를 비누화함으로써 제조할 수 있다.
비닐에스테르 모노머로는, 예를 들어 포름산비닐, 아세트산비닐, 프로피온산비닐, 발레리안산비닐, 카프르산비닐, 라우르산비닐, 스테아르산비닐, 벤조산비닐, 피발산비닐, 바사틱산비닐 등을 들 수 있다. 이들 중에서도, 아세트산비닐이 바람직하다.
규소 함유기를 갖는 모노머로는, 비닐트리메톡시실란, 비닐메틸디메톡시실란, 비닐디메틸메톡시실란, 비닐트리에톡시실란, 비닐메틸디에톡시실란, 비닐디메틸에톡시실란, 알릴트리메톡시실란, 알릴메틸디메톡시실란, 알릴디메틸메톡시실란, 알릴트리에톡시실란, 알릴메틸디에톡시실란, 알릴디메틸에톡시실란, 비닐트리스(β-메톡시에톡시)실란, 비닐이소부틸디메톡시실란, 비닐에틸디메톡시실란, 비닐메톡시디부톡시실란, 비닐디메톡시부톡시실란, 비닐트리부톡시실란, 비닐메톡시디헥실옥시실란, 비닐디메톡시헥실옥시실란, 비닐트리헥실옥시실란, 비닐메톡시디옥틸옥시실란, 비닐디메톡시옥틸옥시실란, 비닐트리옥틸옥시실란, 비닐메톡시디라우릴옥시실란, 비닐디메톡시라우릴옥시실란, 비닐메톡시디올레일옥시실란, 비닐디메톡시올레일옥시실란, 3-(메트)아크릴아미드-프로필트리메톡시실란, 3-(메트)아크릴아미드-프로필트리에톡시실란, 3-(메트)아크릴아미드-프로필트리(β-메톡시에톡시)실란, 2-(메트)아크릴아미드-에틸트리메톡시실란, 1-(메트)아크릴아미드-메틸트리메톡시실란, 2-(메트)아크릴아미드-2-메틸프로필트리메톡시실란, 2-(메트)아크릴아미드-이소프로필트리메톡시실란, N-(2-(메트)아크릴아미드-에틸)-아미노프로필트리메톡시실란, (3-(메트)아크릴아미드-프로필)-옥시프로필트리메톡시실란, 3-(메트)아크릴아미드-프로필트리아세톡시실란, 2-(메트)아크릴아미드-에틸트리아세톡시실란, 4-(메트)아크릴아미드-부틸트리아세톡시실란, 3-(메트)아크릴아미드-프로필트리프로피오닐옥시실란, 2-(메트)아크릴아미드-2-메틸프로필트리아세톡시실란, N-(2-(메트)아크릴아미드-에틸)-아미노프로필트리아세톡시실란, 3-(메트)아크릴아미드-프로필이소부틸디메톡시실란, 2-(메트)아크릴아미드-에틸디메틸메톡시실란, 3-(메트)아크릴아미드-프로필메틸디아세톡시실란, 2-(메트)아크릴아미드-2-메틸프로필하이드로젠디메톡시실란, 3-(N-메틸-(메트)아크릴아미드)-프로필트리메톡시실란, 2-(N-에틸-(메트)아크릴아미드)-에틸트리아세톡시실란 등을 들 수 있다.
비닐에스테르 모노머와 규소 함유기를 갖는 모노머를 공중합시키는 방법으로는 특별히 한정되지 않고, 괴상 중합법, 용액 중합법, 현탁 중합법, 유화 중합법 등의 공지된 방법을 들 수 있다. 이들 방법 중에서도, 무용매로 실시하는 괴상 중합법, 및 알코올 등의 용매를 사용하여 실시하는 용액 중합법이 바람직하다. 용액 중합시에 용매로서 사용되는 용매로는, 아세트산메틸, 아세트산에틸 등의 에스테르 ; 벤젠, 톨루엔 등의 방향족 탄화수소 ; 메탄올, 에탄올 등의 저급 알코올 등을 들 수 있다.
공중합 반응에 사용되는 개시제로는, 종래 공지된 아조계 개시제, 과산화물계 개시제, 레독스계 개시제 등이 적절히 선택된다. 아조계 개시제로는, 2,2'-아조비스이소부티로니트릴, 2,2'-아조비스(2,4-디메틸발레로니트릴), 2,2'-아조비스(4-메톡시-2,4-디메틸발레로니트릴) 등을 들 수 있다. 과산화물계 개시제로는, 디노르말프로필퍼옥시디카보네이트, 디이소프로필퍼옥시디카보네이트, 디-2-에틸헥실퍼옥시디카보네이트, 디에톡시에틸퍼옥시디카보네이트 등의 퍼카보네이트 화합물 ; t-부틸퍼옥시네오데카네이트, α-쿠밀퍼옥시네오데카네이트, t-부틸퍼옥시네오데카네이트 등의 퍼에스테르 화합물 ; 아세틸시클로헥실술포닐퍼옥사이드, 디이소부티릴퍼옥사이드 ; 2,4,4-트리메틸펜틸-2-퍼옥시페녹시아세테이트 등을 들 수 있다. 나아가서는, 예시한 상기 과산화물계 개시제에 과황산칼륨, 과황산암모늄, 과산화수소 등을 조합하여 개시제로 할 수 있다. 레독스계 개시제로는, 상기 과산화물과 아황산수소나트륨, 탄산수소나트륨, 타르타르산, L-아스코르브산, 론갈리트 등의 환원제를 조합한 것을 들 수 있다.
공중합 반응을 실시할 때의 중합 온도에 대해서는 특별히 제한은 없지만, 0 ℃ 이상 180 ℃ 이하가 바람직하고, 20 ℃ 이상 160 ℃ 이하가 보다 바람직하고, 30 ℃ 이상 150 ℃ 이하가 더욱 바람직하다.
비닐에스테르 모노머와 규소 함유기를 갖는 모노머를 공중합시킬 때에는, 본 발명의 효과가 저해되지 않는 범위이면, 필요에 따라, 공중합 가능한 다른 모노머를 공중합시킬 수 있다. 이 다른 모노머로는, 예를 들어, 에틸렌 ; 프로필렌, 1-부텐, 이소부텐 등의 탄소수 3 ∼ 30 의 올레핀 ; 아크릴산 또는 그 염 ; 아크릴산메틸, 아크릴산에틸, 아크릴산n-프로필, 아크릴산i-프로필, 아크릴산n-부틸, 아크릴산i-부틸, 아크릴산t-부틸, 아크릴산2-에틸헥실, 아크릴산도데실, 아크릴산옥타데실 등의 아크릴산에스테르 ; 메타크릴산 또는 그 염 ; 메타크릴산메틸, 메타크릴산에틸, 메타크릴산n-프로필, 메타크릴산i-프로필, 메타크릴산n-부틸, 메타크릴산i-부틸, 메타크릴산t-부틸, 메타크릴산2-에틸헥실, 메타크릴산도데실, 메타크릴산옥타데실 등의 메타크릴산에스테르 ; 아크릴아미드, N-메틸아크릴아미드, N-에틸아크릴아미드, N,N-디메틸아크릴아미드, 디아세톤아크릴아미드, 아크릴아미드프로판술폰산 또는 그 염, 아크릴아미드프로필디메틸아민 또는 그 염, N-메틸올아크릴아미드 또는 그 유도체 등의 아크릴아미드 유도체 ; 메타크릴아미드, N-메틸메타크릴아미드, N-에틸메타크릴아미드, 메타크릴아미드프로판술폰산 또는 그 염, 메타크릴아미드프로필디메틸아민 또는 그 염, N-메틸올메타크릴아미드 또는 그 유도체 등의 메타크릴아미드 유도체 ; N-비닐포름아미드, N-비닐아세트아미드, N-비닐피롤리돈 등의 N-비닐아미드 ; 메틸비닐에테르, 에틸비닐에테르, n-프로필비닐에테르, i-프로필비닐에테르, n-부틸비닐에테르, i-부틸비닐에테르, t-부틸비닐에테르, 도데실비닐에테르, 스테아릴비닐에테르 등의 비닐에테르 ; 아크릴로니트릴, 메타크릴로니트릴 등의 시안화비닐 ; 염화비닐, 염화비닐리덴, 불화비닐, 불화비닐리덴 등의 할로겐화비닐 ; 아세트산알릴, 염화알릴 등의 알릴 화합물 ; 말레산 또는 그 염, 에스테르 혹은 산 무수물 ; 이타콘산 또는 그 염, 에스테르 혹은 산 무수물 ; 아세트산이소프로페닐 등을 들 수 있다. 비닐에스테르 중합체는, 상기 서술한 다른 모노머 중 1 종 또는 2 종 이상에서 유래하는 구조 단위를 가질 수 있다.
비닐에스테르 중합체에서 차지하는 상기 다른 모노머 (비닐에스테르 모노머 및 규소 함유기를 갖는 모노머 이외의 모노머) 에서 유래하는 구조 단위의 비율은, 본 발명의 효과를 방해하지 않는 한 반드시 제한되지는 않지만, 비닐에스테르 중합체를 구성하는 전체 구조 단위의 몰수에 기초하여, 15 몰％ 이하가 바람직하고, 5 몰％ 이하가 보다 바람직하고, 1 몰％ 이하가 더욱 바람직하고, 0.1 몰％ 이하가 보다 더 바람직한 경우도 있다.
비닐에스테르 중합체는, 이어서, 공지된 방법에 따라서 용매중에서 비누화되어 실란올 변성 PVA 로 유도된다. 비누화 반응에 사용되는 용매로는, 알코올이 바람직하다. 알코올로는, 메탄올, 에탄올 등의 저급 알코올을 들 수 있고, 메탄올이 특히 바람직하게 사용된다. 비누화 반응에 사용되는 용매에는, 알코올 외, 아세톤, 아세트산메틸이나 아세트산에틸 등의 에스테르, 톨루엔 등의 유기 용매가 추가로 함유되어 있어도 된다. 비누화 반응에 사용되는 촉매로는, 예를 들어 수산화칼륨, 수산화나트륨 등의 알칼리 금속의 수산화물, 나트륨메틸레이트 등의 알칼리 촉매, 광산 등의 산촉매 등을 들 수 있다. 비누화 반응의 온도로는, 예를 들어 20 ℃ 이상 60 ℃ 이하로 할 수 있다. 비누화 반응의 진행에 수반하여, 겔상 생성물이 석출되어 오는 경우에는, 그 시점에서 생성물을 분쇄하고, 세정 후, 건조시킴으로써, 실란올 변성 PVA 가 얻어진다.
(가소제)
본 발명의 광학 필름 제조용 필름은, 가소제를 포함하는 것이 바람직하다. 광학 필름 제조용 필름이 가소제를 포함함으로써, 연신성 등을 높일 수 있다. 가소제로는 다가 알코올이 바람직하다. 다가 알코올로는, 에틸렌글리콜, 글리세린, 프로필렌글리콜, 디에틸렌글리콜, 디글리세린, 트리에틸렌글리콜, 테트라에틸렌글리콜, 트리메틸올프로판 등을 들 수 있다. 이들 중에서도, 연신성의 향상 효과면에서 글리세린이 바람직하다. 가소제는, 1 종 또는 2 종 이상을 사용할 수 있다.
본 발명의 광학 필름 제조용 필름에 있어서의 가소제의 함유량의 하한으로는, 실란올 변성 PVA 100 질량부에 대해, 1 질량부가 바람직하고, 3 질량부가 보다 바람직하고, 5 질량부가 더욱 바람직하다. 가소제의 함유량이 상기 하한 이상임으로써, 필름의 연신성이 향상되고, 얻어지는 광학 필름의 광학 성능 등을 보다 높일 수 있다. 한편, 이 가소제의 함유량의 상한으로는, 실란올 변성 PVA 100 질량부에 대해, 20 질량부가 바람직하고, 17 질량부가 보다 바람직하고, 15 질량부가 더욱 바람직하다. 가소제의 함유량이 상기 상한 이하임으로써, 필름이 지나치게 유연해져 취급성이 저하되거나 하는 것을 억제할 수 있다.
(계면 활성제)
당해 광학 필름 제조용 필름은, 계면 활성제를 포함하는 것이 바람직하다. 계면 활성제를 포함하는 제막 원액을 사용하여 제막함으로써, 제막성이 향상되어 필름의 두께 불균일의 발생이 억제됨과 함께, 제막에 사용하는 금속 롤이나 벨트로부터의 필름의 박리가 용이해진다. 계면 활성제를 포함하는 제막 원액으로부터 광학 필름 제조용 필름을 제조한 경우에는, 얻어지는 필름 중에는 계면 활성제가 함유될 수 있다.
계면 활성제의 종류는 특별히 한정되지 않지만, 금속 롤이나 벨트로부터의 박리성의 관점 등에서, 아니온성 계면 활성제 및 논이온성 계면 활성제가 바람직하다.
아니온성 계면 활성제로는, 예를 들어 라우르산칼륨 등의 카르복실산형 ; 폴리옥시에틸렌라우릴에테르황산염, 옥틸술페이트 등의 황산에스테르형 ; 도데실벤젠술포네이트 등의 술폰산형 등을 들 수 있다.
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 등을 들 수 있다.
계면 활성제는, 1 종을 단독으로 또는 2 종 이상을 조합하여 사용할 수 있다.
당해 광학 필름 제조용 필름이 계면 활성제를 포함하는 경우, 그 함유량의 하한은, 실란올 변성 PVA 100 질량부에 대해, 0.01 질량부가 바람직하고, 0.02 질량부가 보다 바람직하고, 0.05 질량부가 더욱 바람직하다. 계면 활성제의 함유량을 상기 하한 이상으로 함으로써, 제막성 및 박리성이 보다 향상된다. 한편, 이 함유량의 상한은, 실란올 변성 PVA 100 질량부에 대해, 0.5 질량부가 바람직하고, 0.3 질량부가 보다 바람직하고, 0.1 질량부가 더욱 바람직하다. 계면 활성제의 함유량을 상기 상한 이하로 함으로써, 계면 활성제가 필름의 표면에 블리드 아웃하여 블로킹이 일어나 취급성이 저하되는 것을 억제할 수 있다.
(다른 첨가제 등)
본 발명의 광학 필름 제조용 필름에는, 추가로 충전제, 구리 화합물 등의 가공 안정제, 내후성 안정제, 착색제, 자외선 흡수제, 광 안정제, 산화 방지제, 대전 방지제, 난연제, 다른 열가소성 수지, 윤활제, 향료, 소포제, 소취제, 증량제, 박리제, 이형제, 보강제, 가교제, 곰팡이 방지제, 방부제, 결정화 속도 지연제 등의 첨가제가 필요에 따라 적절히 함유되어 있어도 된다.
본 발명의 광학 필름 제조용 필름에는, 상기 서술한 실란올 변성 PVA 이외의 PVA 가 포함되어 있어도 된다. 본 발명의 광학 필름 제조용 필름에 있어서의, 실란올 변성 PVA 를 포함하는 모든 PVA, 가소제 및 계면 활성제의 합계가 차지하는 비율은, 80 질량％ 이상이 바람직하고, 90 질량％ 이상이 보다 바람직하고, 95 질량％ 이상이 더욱 바람직하고, 99 질량％ 이상이 보다 더 바람직한 경우도 있다. 본 발명의 광학 필름 제조용 필름이, PVA, 가소제 및 계면 활성제로 실질적으로 구성되어 있음으로써, 본 발명의 효과를 보다 충분히 발휘할 수 있다.
본 발명의 광학 필름 제조용 필름에 포함되는 모든 PVA 에서 차지하는 상기 서술한 실란올 변성 PVA 의 함유 비율로는, 50 질량％ 이상이 바람직하고, 80 질량％ 이상이 보다 바람직하고, 90 질량％ 이상이 보다 바람직하고, 95 질량％ 이상이 더욱 바람직하고, 99 질량％ 이상이 보다 더 바람직하다. 본 발명의 광학 필름 제조용 필름에 있어서, PVA 로서 실란올 변성 PVA 를 주로 사용함으로써, 본 발명의 효과를 보다 충분히 발휘할 수 있다.
본 발명의 광학 필름 제조용 필름에 있어서의, 실란올 변성 PVA, 가소제 및 계면 활성제의 합계가 차지하는 비율은, 80 질량％ 이상이 바람직하고, 90 질량％ 이상이 보다 바람직하고, 95 질량％ 이상이 더욱 바람직하고, 99 질량％ 이상이 보다 더 바람직한 경우도 있다. 본 발명의 광학 필름 제조용 필름이, 실란올 변성 PVA, 가소제 및 계면 활성제로 실질적으로 구성되어 있음으로써, 본 발명의 효과를 보다 충분히 발휘할 수 있다.
(형상·물성 등)
본 발명의 광학 필름 제조용 필름은, 광학 필름의 재료로서 사용되는, 이른바 원단 필름이다. 단, 본 발명의 광학 필름 제조용 필름은, 롤상으로 되어 있는 것으로 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 광학 필름 제조용 필름의 평균 두께는 특별히 제한되지 않지만, 하한으로는 1 ㎛ 가 바람직하고, 5 ㎛ 가 보다 바람직하고, 10 ㎛ 가 더욱 바람직하다. 평균 두께가 상기 하한 이상임으로써, 광학 필름을 제조할 때의 1 축 연신 처리 시의 끊김을 억제할 수 있다. 또, 이 평균 두께의 상한으로는, 75 ㎛ 가 바람직하고, 60 ㎛ 가 보다 바람직하고, 45 ㎛ 가 더욱 바람직하고, 35 ㎛ 가 보다 더 바람직하다. 평균 두께가 상기 상한 이하임으로써, 1 축 연신 처리 시의 연신 불균일을 억제할 수 있다. 또한,「평균 두께」란, 임의의 5 점에서 측정한 두께의 평균치를 말한다 (이하, 평균 두께에 대해 동일하다.).
본 발명의 광학 필름 제조용 필름은, 1 층의 PVA 층 (실란올 변성 PVA 를 포함하는 층) 으로 이루어지는 단층 필름이어도 되고, 1 층의 PVA 층을 포함하는 다층 필름이어도 된다. 단, 편광 필름의 제조에 사용하는 경우 등에는, 단층 필름인 것이 바람직하다. 본 발명의 광학 필름 제조용 필름이 갖는 PVA 층의 평균 두께의 하한으로는, 1 ㎛ 가 바람직하고, 5 ㎛ 가 보다 바람직하고, 10 ㎛ 가 더욱 바람직하다. 평균 두께가 상기 하한 이상임으로써, 광학 필름을 제조할 때의 1 축 연신 처리 시의 끊김을 억제할 수 있다. 또, 이 평균 두께의 상한으로는, 75 ㎛ 가 바람직하고, 60 ㎛ 가 보다 바람직하고, 45 ㎛ 가 더욱 바람직하고, 35 ㎛ 가 보다 더 바람직하다. 평균 두께가 상기 상한 이하임으로써, 1 축 연신 처리 시의 연신 불균일을 억제할 수 있다.
광학 필름 제조용 필름에 있어서의 PVA 층의 구체적 조성 및 적합 조성은, 상기 서술한 광학 필름 제조용 필름 자체의 구체적 조성 및 적합 조성에 관한 기재를 인용할 수 있다.
본 발명의 광학 필름 제조용 필름이 단층 필름인 경우, 핸들링성을 확보하기 위해서, 평균 두께는 20 ㎛ 이상이 바람직하고, 30 ㎛ 이상이 보다 바람직하다. 한편, 본 발명의 광학 필름 제조용 필름이 다층 필름인 경우, PVA 층의 평균 두께를 20 ㎛ 이하로 할 수도 있고, 15 ㎛ 이하로 할 수도 있다.
다층 필름이란, 2 층 이상의 층을 갖는 필름을 말한다. 다층 필름의 층수는, 5 층 이하여도 되고, 3 층 이하여도 된다. 다층 필름으로는, 기재 수지층과 PVA 층의 적층 구조를 갖는 광학 필름 제조용 필름을 들 수 있다. 기재 수지층의 평균 두께는, 예를 들어 20 ㎛ 이상 500 ㎛ 이하이다. 다층 필름에 있어서의 기재 수지층은, PVA 층과 함께 1 축 연신할 수 있는 것인 것이 바람직하다. 기재 수지층을 구성하는 수지로는, 폴리에스테르, 폴리올레핀 등을 사용할 수 있다. 그 중에서도, 비정질 폴리에스테르 수지가 바람직하고, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 및 폴리에틸렌테레프탈레이트에 이소프탈산, 1,4-시클로헥산디메탄올 등의 공중합 성분을 공중합시킨 비정질 폴리에스테르 수지가 바람직하게 사용된다. 기재 수지층과 PVA 층의 사이에는, 접착제층이 형성되어 있어도 된다.
본 발명의 광학 필름 제조용 필름의 폭은 특별히 제한되지 않고, 그 용도 등에 따라 결정할 수 있다. 예를 들어, 광학 필름 제조용 필름의 폭의 하한은 3 m 가 바람직하다. 최근, 액정 텔레비전이나 액정 모니터의 대화면화가 진행되고 있는 점에서 광학 필름 제조용 필름의 폭을 3 m 이상으로 해 두면, 이들을 최종 제품으로 하는 용도에 바람직하다. 한편, 광학 필름 제조용 필름의 폭의 상한은 7 m 가 바람직하다. 폭을 7 m 이하로 함으로써, 실용화되어 있는 장치로 광학 필름을 제조하는 경우에, 효율적으로 1 축 연신 처리를 실시하거나 할 수 있다.
본 발명의 광학 필름 제조용 필름의 팽윤도는, 광학 필름의 생산성이나 광학 성능의 관점 등에서, 140 ％ 이상 400 ％ 이하의 범위 내인 것이 바람직하다. 이 팽윤도의 하한은, 180 ％ 가 보다 바람직하고, 190 ％ 가 더욱 바람직하다. 또, 팽윤도의 상한은, 220 ％ 가 보다 바람직하고, 210 ％ 가 더욱 바람직하다. 필름의 팽윤도는, 예를 들어, 열처리의 조건을 강하게 함으로써, 보다 작은 값으로 조정하거나 할 수 있다.
여기서,「필름의 팽윤도」란, 다음 식에 의해 구한 값을 말한다.
팽윤도 (％) = 100 × N/M
식 중, N 은 필름으로부터 채취한 샘플을 30 ℃ 의 증류수 속에 30 분간 침지 후, 표면의 물을 제거한 후의 샘플의 질량 (g) 을 나타낸다. M 은 그 샘플을 105 ℃ 의 건조기로 16 시간 건조시킨 후의 샘플의 질량 (g) 을 나타낸다.
본 발명의 광학 필름 제조용 필름은, 통상, 실질적으로 연신되어 있지 않은 필름 (비연신 필름, 미연신 필름) 이다. 당해 광학 필름 제조용 원단 필름의 면내 위상차는, 바람직하게는 100 ㎚ 이하이며, 더욱 바람직하게는 50 ㎚ 이하이다. 통상, 본 발명의 광학 필름 제조용 필름을 연신 처리 (1 축 연신 처리 또는 2 축 연신 처리) 하는 것 등에 의해, 광학 필름을 얻을 수 있다.
본 발명의 광학 필름 제조용 필름에 의하면, 양호한 생산성을 갖고, 동일한 중합도를 갖는 비변성의 PVA 를 사용한 경우와 비교하여 광학 성능 및 내습열성이 우수한 광학 필름을 얻을 수 있다. 또한, 광학 성능이란, 광 투과성, 편광성 등을 들 수 있다. 당해 광학 필름 제조용 필름에 의해 제조할 수 있는 광학 필름으로는, 편광 필름, 위상차 필름, 시야각 향상 필름, 휘도 향상 필름 등을 들 수 있고, 편광 필름인 것이 바람직하다.
＜광학 필름 제조용 필름의 제조 방법＞
본 발명의 광학 필름 제조용 필름의 제조 방법은 특별히 한정되지 않지만, 제막 후의 필름의 두께 및 폭이 보다 균일해지는 제조 방법을 바람직하게 채용할 수 있다. 예를 들어, 실란올 변성 PVA, 그리고 필요에 따라 추가로 가소제, 계면 활성제 및 그 밖의 첨가제 등 중의 1 종 또는 2 종 이상이 액체 매체 속에 용해된 제막 원액을 사용하여 제조할 수 있다. 제막 원액이 가소제, 계면 활성제 및 그 밖의 첨가제의 적어도 1 종을 함유하는 경우, 그들 성분이 균일하게 혼합되어 있는 것이 바람직하다.
제막 원액의 조제에 사용되는 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. 이들 중에서도, 환경에 미치는 부하나 회수성의 점에서 물이 바람직하다. 또, 상기 서술한 실란올 변성 PVA 는, 수용성도 양호하고, 또, 비교적 고온 (예를 들어 80 ℃) 의 수용액으로 했을 경우의 점도 상승도 억제되고 있다. 이 점에서도, 액체 매체로서 물을 바람직하게 사용할 수 있다.
제막 원액의 휘발분율 (제막시에 휘발이나 증발에 의해 제거되는 액체 매체 등의 휘발성 성분의 제막 원액 중에 있어서의 함유 비율) 은, 예를 들어 50 질량％ 이상 95 질량％ 이하가 바람직하고, 55 질량％ 이상 90 질량％ 이하가 보다 바람직하고, 60 질량％ 이상 85 질량％ 이하가 더욱 바람직하다. 제막 원액의 휘발분율이 50 질량％ 이상임으로써, 제막 원액의 점도가 지나치게 높아지지 않고, 제막 원액 조제시의 여과나 탈포가 원활하게 행해져, 이물질이나 결점이 적은 필름의 제조가 용이해진다. 한편, 제막 원액의 휘발분율이 95 질량％ 이하임으로써, 제막 원액의 농도가 지나치게 낮아지지 않아, 공업적 필름의 제조가 용이해진다.
제막시의 제막 원액의 온도로는, 예를 들어 70 ℃ 이상 90 ℃ 이하로 할 수 있다. 실란올 변성 PVA 를 사용하고, 또한 이와 같은 비교적 고온에서 제막을 실시함으로써, 제막 원액의 점도를 비교적 낮게 억제할 수 있어 제막성을 높일 수 있다.
제막 원액을 사용하여 제막할 때의 제막 방법으로는, 예를 들어 캐스트 제막법, 압출 제막법, 습식 제막법, 겔 제막법 등을 들 수 있다. 이들 제막 방법은 1 종만을 채용해도 2 종 이상을 조합하여 채용해도 된다. 이들 제막 방법 중에서도, 캐스트 제막법 및 압출 제막법이, 두께 및 폭이 균일하고 물성이 양호한 필름이 얻어지는 점에서 바람직하다. 제막된 필름에는 필요에 따라 건조나 열처리를 실시할 수 있다.
본 발명의 광학 필름 제조용 필름의 구체적인 제조 방법의 예로는, 예를 들어 이하의 예를 들 수 있다. T 형 슬릿 다이, 호퍼 플레이트, I-다이, 립 코터 다이 등을 사용하여, 제막 원액을 최상류측에 위치하는 회전하는 가열된 제 1 롤 (혹은 벨트) 의 둘레면 상에 균일하게 토출 또는 유연한다. 이 제 1 롤 (혹은 벨트) 의 둘레면 상에 토출 또는 유연된 막의 일방의 면으로부터 휘발성 성분을 증발시켜 건조시킨다. 계속해서 그 하류측에 배치한 1 개 또는 복수 개의 회전하는 가열된 롤의 둘레면 상에서 더욱 건조시키거나, 또는 열풍 건조 장치 안을 통과시켜 더욱 건조시킨다. 그 후, 권취 장치에 의해, 필름을 권취한다. 가열된 롤에 의한 건조와 열풍 건조 장치에 의한 건조는, 적절히 조합하여 실시해도 된다.
또한, 본 발명의 광학 필름 제조용 필름이 다층 필름인 경우, 예를 들어 기재 수지 필름 (기재 수지층) 위에 제막 원액을 도포함으로써 다층 필름을 제조할 수 있다. 이 때, PVA 층과 기재 수지층 사이의 접착성을 개선하기 위해서, 기재 수지 필름의 표면을 개질하거나, 기재 수지 필름의 표면에 접착제를 도포하거나 해도 된다.
＜광학 필름의 제조 방법＞
본 발명의 광학 필름의 제조 방법은, 상기 서술한 광학 필름 제조용 필름을 1 축 연신하는 공정을 구비한다. 이하에는, 광학 필름의 제조 방법의 일례로서 편광 필름의 제조 방법을 들어 구체적으로 설명한다.
편광 필름의 제조 방법으로는, 광학 필름 제조용 필름 (이하,「PVA 필름」이라고도 칭한다.) 을 각각, 염색하는 염색 공정, 1 축 연신하는 연신 공정, 및 필요에 따라 추가로, 팽윤시키는 팽윤 공정, 가교시키는 가교 공정, 고정 처리하는 고정 처리 공정, 세정하는 세정 공정, 건조시키는 건조 공정, 열처리하는 열처리 공정 등을 구비하는 방법을 들 수 있다. 이 경우, 각 공정의 순서로는 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어, 팽윤 공정, 염색 공정, 가교 공정, 연신 공정, 고정 처리 공정 등의 순서로 실시할 수 있다. 또, 1 개 또는 2 개 이상의 공정을 동시에 실시할 수도 있고, 각 공정을 2 회 또는 그 이상 실시할 수도 있다.
팽윤 공정은, PVA 필름을 물에 침지함으로써 실시할 수 있다. 물에 침지 할 때의 물의 온도로는, 20 ℃ 이상 55 ℃ 이하가 바람직하고, 22 ℃ 이상 50 ℃ 이하가 보다 바람직하고, 25 ℃ 이상 45 ℃ 이하가 더욱 바람직하다. 또, 물에 침지하는 시간으로는, 예를 들어 0.1 분 이상 5 분 이하가 바람직하고, 0.5 분 이상 3 분 이하가 보다 바람직하다. 또한, 물에 침지할 때의 물은 순수로 한정되지 않고, 각종 성분이 용해된 수용액이어도 되고, 물과 수성 매체의 혼합물이어도 된다.
염색 공정은, PVA 필름에 대해 이색성 색소를 접촉시킴으로써 실시할 수 있다. 이색성 색소로는 요오드계 색소를 사용하는 것이 일반적이다. 염색의 타이밍으로는, 1 축 연신 전, 1 축 연신 시 및 1 축 연신 후의 어느 단계여도 된다. 염색은 PVA 필름을 염색욕인 요오드-요오드화칼륨을 함유하는 용액 (특히 수용액) 중에 침지시킴으로써 실시하는 방법이 바람직하게 채용된다. 염색욕에 있어서의 요오드의 농도는 0.01 질량％ 이상 0.5 질량％ 이하가 바람직하고, 요오드화칼륨의 농도는 0.01 질량％ 이상 10 질량％ 이하가 바람직하다. 또, 염색욕의 온도는 20 ℃ 이상 50 ℃ 이하, 특히 25 ℃ 이상 40 ℃ 이하로 하는 것이 바람직하다. 바람직한 염색 시간은 0.2 분 이상 5 분 이하이다.
PVA 필름 중의 실란올 변성 PVA를 가교시키는 가교 공정을 실시함으로써, 고온에서 습식 연신할 때에 실란올 변성 PVA 가 물에 용출되는 것을 효과적으로 억제할 수 있다. 이 관점에서 가교 공정은 염색 공정 후로서 연신 공정의 전에 실시하는 것이 바람직하다. 가교 공정은, 가교제를 포함하는 수용액에 PVA 필름을 침지함으로써 실시할 수 있다. 가교제로는, 붕산, 붕사 등의 붕산염 등의 붕소 화합물의 1 종 또는 2 종 이상을 사용할 수 있다. 가교제를 포함하는 수용액에 있어서의 가교제의 농도는 1 질량％ 이상 15 질량％ 이하가 바람직하고, 1.5 질량％ 이상 7 질량％ 이하가 보다 바람직하고, 2 질량％ 이상 6 질량％ 이하가 더욱 바람직하다. 가교제의 농도가 상기 범위 내에 있음으로써 충분한 연신성을 유지할 수 있다. 가교제를 포함하는 수용액은 요오드화칼륨 등을 함유해도 된다. 가교제를 포함하는 수용액의 온도는, 20 ℃ 이상 60 ℃ 이하, 특히 25 ℃ 이상 55 ℃ 이하로 하는 것이 바람직하다. 온도를 상기 범위 내로 함으로써 효율적으로 가교할 수 있다.
PVA 필름을 1 축 연신하는 연신 공정은, 습식 연신법 또는 건식 연신법 중 어느 것으로 실시해도 된다. 습식 연신법의 경우에는, 붕산을 포함하는 수용액 속에서 실시할 수도 있고, 상기 서술한 염색욕 속이나 후술하는 고정 처리욕 속에서 실시할 수도 있다. 또, 건식 연신법의 경우에는, 실온인 채로 연신을 실시해도 되고, 가열하면서 연신해도 되고, 흡수 후의 PVA 필름을 사용하여 공기중에서 실시할 수도 있다. 이들 중에서도, 폭방향으로 균일성 높게 연신할 수 있는 점에서 습식 연신법이 바람직하고, 붕산을 포함하는 수용액 속에서 1 축 연신하는 것이 보다 바람직하다. 붕산 수용액 속에 있어서의 붕산의 농도는, 0.5 질량％ 이상 6.0 질량％ 이하가 바람직하고, 1.0 질량％ 이상 5.0 질량％ 이하가 보다 바람직하고, 1.5 질량％ 이상 4.0 질량％ 이하가 특히 바람직하다. 또, 붕산 수용액은 요오드화칼륨을 함유해도 되고, 요오드화칼륨의 농도는 0.01 질량％ 이상 10 질량％ 이하가 바람직하다. 1 축 연신에 있어서의 연신 온도는, 30 ℃ 이상 90 ℃ 이하가 바람직하고, 40 ℃ 이상 80 ℃ 이하가 보다 바람직하고, 50 ℃ 이상 75 ℃ 이하가 특히 바람직하다.
1 축 연신에 있어서의 연신 배율 (비연신의 PVA 필름으로부터의 전체 연신 배율) 은, 얻어지는 편광 필름의 편광 성능의 점에서 5 배 이상인 것이 바람직하고, 5.5 배 이상인 것이 보다 바람직하다. 연신 배율의 상한은 특별히 제한되지 않지만, 연신 배율은 8 배 이하인 것이 바람직하다.
장척의 PVA 필름을 1 축 연신하는 경우에 있어서의 1 축 연신의 방향에 특별히 제한은 없고, 장척 방향에 대한 1 축 연신이나 횡일축 연신을 채용할 수 있다. 편광 성능이 우수한 편광 필름이 얻어지는 점에서, 장척 방향으로의 1 축 연신이 바람직하다. 장척 방향으로의 1 축 연신은, 서로 평행한 복수의 롤을 구비하는 연신 장치를 사용하여, 각 롤간의 주속을 바꿈으로써 실시할 수 있다. 한편, 횡일축 연신은 텐터형 연신기를 사용하여 실시할 수 있다.
편광 필름의 제조에 있어서는, PVA 필름에 대한 이색성 색소 (요오드계 색소 등) 의 흡착을 강고하게 하기 위해서, 연신 공정 후에 고정 처리 공정을 실시할 수 있다. 고정 처리에 사용하는 고정 처리욕으로는, 붕산, 붕사 등의 붕소 화합물의 1 종 또는 2 종 이상을 포함하는 수용액을 사용할 수 있다. 또, 필요에 따라, 고정 처리욕 속에 요오드 화합물이나 금속 화합물을 첨가해도 된다. 고정 처리욕에 있어서의 붕소 화합물의 농도는, 2 질량％ 이상 15 질량％ 이하, 특히 3 질량％ 이상 10 질량％ 이하인 것이 바람직하다. 붕소 화합물의 농도를 상기 범위 내로 함으로써 이색성 색소의 흡착을 보다 강고하게 할 수 있다. 고정 처리욕의 온도는, 15 ℃ 이상 60 ℃ 이하, 특히 25 ℃ 이상 40 ℃ 이하가 바람직하다.
세정 공정은, 증류수, 순수, 수용액 등에 필름을 침지하여 실시되는 것이 일반적이다. 이 때, 편광 성능 향상의 점에서 요오드화칼륨 등의 요오드화물을 보조제로서 함유하는 수용액을 사용하는 것이 바람직하고, 요오드화물의 농도는 0.5 질량％ 이상 10 질량％ 이하로 하는 것이 바람직하다. 또, 세정 처리에 있어서의 수용액의 온도는 일반적으로 5 ℃ 이상 50 ℃ 이하이며, 10 ℃ 이상 45 ℃ 이하가 바람직하고, 15 ℃ 이상 40 ℃ 이하가 더욱 바람직하다. 수용액의 온도를 상기 범위로 함으로써, 편광 성능을 보다 높이거나 할 수 있다.
건조 공정의 조건은 특별히 제한되지 않지만, 30 ℃ 이상 150 ℃ 이하, 특히 50 ℃ 이상 130 ℃ 이하의 온도에서 PVA 필름의 건조를 실시하는 것이 바람직하다. 상기 범위 내의 온도에서 건조시킴으로써 치수 안정성이 우수한 편광 필름이 얻어지기 쉽다.
또한, 위상차 필름 등, 편광 필름 이외의 광학 필름도, 본 발명의 광학 필름 제조용 필름을 1 축 연신하는 공정을 구비하는 방법에 의해 제조할 수 있다. 구체적인 제조 방법은, 본 발명의 광학 필름 제조용 필름을 사용하는 것 이외에는, 종래 공지된 방법을 채용할 수 있다.
＜광학 필름＞
본 발명의 광학 필름은, 규소 함유기를 갖는 PVA (실란올 변성 PVA) 를 포함하고, 상기 규소 함유기가, 실란올기 또는 물의 존재하에서 실란올기로 전화할 수 있는 기이며, 상기 실란올 변성 PVA 의 점도 평균 중합도가 1,000 이상 6,000 이하, 비누화도가 98.7 몰％ 이상, 또한 전체 구조 단위에 대한 상기 규소 함유기의 함유량이 0.01 몰％ 이상 1.0 몰％ 이하인 광학 필름이다.
본 발명의 광학 필름은, 본 발명의 광학 필름 제조용 필름을 사용하여 상기 서술한 제조 방법에 의해 얻어진 광학 필름이어도 된다. 본 발명의 광학 필름에 포함되는 실란올 변성 PVA 의 구체적 구조나 함유량 등의 상세한 것은, 본 발명의 광학 필름 제조용 필름에 포함되는 실란올 변성 PVA 와 동일하다. 또, 본 발명의 광학 필름에는, 본 발명의 광학 필름 제조용 필름과 동일한 다른 성분이 포함되어 있어도 된다.
본 발명의 광학 필름은, 편광 필름, 위상차 필름, 시야각 향상 필름, 휘도 향상 필름 등이어도 되고, 편광 필름인 것이 바람직하다. 이 경우, 편광 필름에는, 통상, 이색성 색소가 포함되어 있고, 또, 실란올 변성 PVA 는 가교되어 있어도 된다.
본 발명의 광학 필름은, 연신 필름인 것이 바람직하고, 1 축 연신 필름인 것이 보다 바람직하다. 또, 본 발명의 광학 필름은, 단층 필름이어도 되고, 다층 필름이어도 되지만, 단층 필름인 것이 바람직하다. 이와 같은 필름인 경우, 본 발명의 광학 필름은, 편광 필름 등으로서 보다 바람직하게 사용할 수 있다.
본 발명의 광학 필름이 편광 필름인 경우, 편광 필름의 이색성 비 (R) 가 100 이상인 것이 바람직하다. 상기 서술한 실란올 변성 PVA 를 포함함으로써, 이와 같은 높은 이색성 비 (R) 를 갖는 편광 필름을 생산성 좋게 제조할 수 있다. 이색성 비 (R) 는 150 이상이 보다 바람직하고, 190 이상이 더욱 바람직하다. 이 이색성 비 (R) 의 상한으로는, 예를 들어 350 이며, 300 이어도 된다.
편광 필름의 이색성 비 (R) 의 산출 방법은 이하와 같다. 먼저, 표면 반사를 배제한 투과율 (T') 과 단체 투과율 (T) 의 관계는 식 (a) 로 나타낸다. 이 때, 편광 필름의 굴절률은 1.5 인 것으로 하고, 표면에서의 반사율은 4 ％ 인 것으로 한다. 투과율 (T') 과 편광도 (V) 와 이색성 비 (R) 의 관계는 식 (b) 로 나타낸다. 따라서, 단체 투과율 (T) 및 편광도 (V) 를 계측한 다음, 그들의 값을 사용하여 식 (a) 및 (b) 를 풂으로써 편광 필름의 이색성 비 (R) 를 산출할 수 있다.
T' = T/(1-0.04)2··· (a)
R =｛-ln[T'(1-V)]｝/｛-ln[T'(1＋V)]｝··· (b)
편광 필름은, 통상, 그 양면 또는 편면에, 광학적으로 투명하고 또한 기계적 강도를 갖는 보호막을 첩합하여 편광판으로서 사용된다. 보호막으로는, 삼아세트산셀룰로오스 (TAC) 필름, 시클로올레핀 폴리머 (COP) 필름, 아세트산·부티르산셀룰로오스 (CAB) 필름, 아크릴계 필름, 폴리에스테르계 필름 등이 사용된다. 또, 첩합을 위한 접착제로는, PVA 계 접착제, 우레탄계 접착제, 아크릴레이트계 자외선 경화형 접착제 등을 들 수 있다. 즉, 편광판은, 편광 필름과 이 편광 필름의 편면 또는 양면에 직접 또는 접착제층을 개재하여 적층된 보호막을 갖는다.
편광판은, 예를 들어, 아크릴계 등의 점착제를 코트한 후, 유리 기판에 첩합하여 LCD 의 부품으로서 사용할 수 있다. 또한, 편광판에는, 추가로 위상차 필름, 시야각 향상 필름, 휘도 향상 필름 등이 첩합되어 있어도 된다.
실시예
이하, 실시예에 의해 본 발명을 보다 상세하게 설명하지만, 본 발명은 이들 실시예에 의해 전혀 한정되지 않는다. 각 측정 및 평가의 방법은 이하와 같다.
[PVA 의 중합도 (점도 평균 중합도)]
이하의 합성예로 합성된 PVA 에 대해, JIS K 6726-1994 의 기재에 준해, 점도 평균 중합도를 측정하였다.
[PVA 의 비누화도]
이하의 합성예로 합성된 PVA 에 대해, JIS K 6726-1994 의 기재에 준해, 비누화도를 측정하였다.
[PVA 에 있어서의 규소 함유기의 함유량]
이하의 합성예로 합성된 PVA 에 대해, 전체 구조 단위에 대한 규소 함유기의 함유량을 비누화하기 전의 비닐에스테르 중합체의 프로톤 NMR 로부터 측정하였다. 비누화하기 전의 비닐에스테르 중합체의 프로톤 NMR 을 측정할 때에는, 비닐에스테르 중합체를 헥산-아세톤에 의해 재침전 정제하여 중합체 중으로부터 미반응의 모노머를 완전하게 제거하고, 이어서 90 ℃ 감압 건조를 2 일간 실시한 후, CDCl3 용매에 용해하여 분석에 제공하였다.
[10 질량％ PVA 수용액 점도]
이하의 합성예로 합성된 PVA 10 g 를 샘플병에 칭량하고, 합계 100 g 이 되도록 순수를 첨가하였다. 이것을 스터러로 교반하면서 95 ℃ 수욕 속에서 4 시간 용해한 후, 80 ℃ 건조기로 밤새 정치 탈포하였다. 얻어진 10 질량％ PVA 수용액의 80 ℃ 에 있어서의 점도를 B 형 점도계로 측정하였다.
[필름의 팽윤도]
이하의 실시예 및 비교예에서 얻어진 필름 (광학 필름 제조용 필름) 을 1.5 g 이 되도록 컷하고, 30 ℃ 의 증류수 1000 g 속에 30 분간 침지하였다. 30 분간 침지 후에 필름을 꺼내어, 여과지로 표면의 물을 빨아들인 후, 그 질량 (N) 을 측정하였다. 계속해서, 그 필름을 105 ℃ 의 건조기로 16 시간 건조시킨 후, 건조 후의 질량 (M) 을 측정하였다. 얻어진 질량 (N) 및 질량 (M) 으로부터, 이하의 식에 의해, 필름의 팽윤도를 구하였다.
팽윤도 (％) = 100 × N/M
[편광 필름의 이색성 비 (광학 성능)]
이하의 실시예 및 비교예에서 얻어진 편광 필름의 폭방향의 중앙부로부터, 편광 필름의 길이 방향으로 4 ㎝ 의 장방형의 샘플을 채취하였다. 이 샘플에 대해, 적분구 부착 분광 광도계 (일본 분광 주식회사 제조「V7100」) 를 사용하여, JIS Z 8722 (물체색의 측정 방법) 에 준거하여, C 광원, 2°시야의 가시광 영역의 시 감도 보정을 실시한 다음, 단체 투과율 (T) 및 편광도 (V) 를 측정하였다.
얻어진 단체 투과율 (T) 및 편광도 (V) 의 값으로부터 하기 식 (a) 및 (b) 를 풂으로써, 편광 필름의 이색성 비 (R) 를 산출하였다. 여기서, 편광 필름의 굴절률은 1.5 인 것으로 하고, 표면에서의 반사율은 4 ％ 인 것으로 하였다.
T' = T/(1-0.04)2··· (a)
R =｛-ln[T'(1-V)]｝/｛-ln[T'(1＋V)]｝··· (b)
[편광 필름의 내습열성]
이하의 실시예 및 비교예에서 얻어진 편광 필름을 금속틀에 고정하고, 적분구 부착 분광 광도계 (일본 분광 주식회사 제조「V7100」) 를 사용하여, JIS Z 8722 (물체색의 측정 방법) 에 준거하여, C 광원, 2°시야의 가시광 영역의 시감도 보정을 실시한 다음, 단체 투과율 (T0) 및 편광도 (V0) 를 측정하였다. 또한, 금속틀에 고정한 편광 필름을 60 ℃ 90 ％ RH 의 분위기하에서 12 시간 습열 처리한 후, 마찬가지로 분광 광도계로 12 시간 후의 투과율 (T12) 및 편광도 (V12) 를 측정하였다. 습열 처리 후의 투과도의 증가량 (T12-T0 : ％) 및 편광도의 감소량 (V0-V12 : ％) 을 내습열성의 지표로 하였다.
[합성예 1] PVA-1 의 합성
교반기, 질소 도입구, 첨가제 도입구 및 개시제 첨가구를 구비한 6 L 의 반응조에 아세트산비닐 2590 g, 메탄올 410 g 및 비닐트리메톡시실란 5.3 g 을 주입하고, 60 ℃ 로 승온한 후 30 분간 질소 버블링에 의해 계 중을 질소 치환하였다. 반응조내의 온도를 60 ℃ 로 조정하고, 2,2'-아조비스(이소부티로니트릴) 0.32 g 첨가하여, 중합을 개시하였다. 중합 개시시 시점으로부터 비닐메톡시실란을 2.5 질량％ 함유하는 메탄올 135 g 을 계 내에 첨가하면서 3 시간 중합 반응을 실시하고, 그 시점에서 중합을 정지하였다. 중합 반응을 정지한 시점에 있어서의 중합률은 26.8 ％ 였다. 또한, 중합중에는 중합 온도를 60 ℃ 로 유지하였다. 이어서, 감압하에서 미반응의 아세트산비닐을 제거하고, 폴리아세트산비닐 (이하, PVAc 로 약기하는 경우가 있다) 의 메탄올 용액을 얻었다.
얻어진 PVAc 의 메탄올 용액의 농도를 23.5 ％ 로 조정하고, 알칼리 몰비 (NaOH 의 몰수/PVAc 중의 비닐에스테르 단위의 몰수) 가 0.04 가 되도록 NaOH 메탄올 용액 (10 ％ 농도) 을 첨가하여, 비누화하였다. 얻어진 폴리비닐알코올은 메탄올로 세정하였다.
이상의 조작에 의해 얻어진 PVA-1 의 중합도 (점도 평균 중합도) 는 2,400, 비누화도는 99.9 몰％, 규소 함유기의 함유량은 0.2 몰％, 80 ℃ 에서의 10 질량％ 수용액 점도는 920 mPa·s 였다.
[합성예 2 ∼ 11] PVA-2 ∼ PVA-11 의 합성
합성예 1 에 준해, 또한 사용한 모노머의 비율, 중합 조건 및 비누화 조건을 적절히 조정하고, 표 1 ∼ 3 에 기재된 중합도 (점도 평균 중합도), 비누화도 및 SiOH 기 함유량 (규소 함유기의 함유량) 을 갖는 PVA-2 ∼ PVA-11 을 얻었다.
[실시예 1]
PVA-1 100 질량부, 가소제로서 글리세린 10 질량부, 및 계면 활성제로서 폴리옥시에틸렌라우릴에테르 황산나트륨 0.1 질량부를 포함하고, PVA 함유율이 9.5 질량％ 인 수용액을 제막 원액으로서 조제하였다. 이 제막 원액을 80 ℃ 의 금속 롤 상에서 건조시키고, 얻어진 필름을 열풍 건조기 속에서 120 ℃ 의 온도로 10 분간 열처리를 함으로써 팽윤도를 200 ％ 로 조정하여, 평균 두께가 30 ㎛ 인 PVA 필름 (광학 필름 제조용 필름) 을 제작하였다.
얻어진 PVA 필름의 폭방향 중앙부로부터, 폭 5 ㎝ × 길이 5 ㎝ 의 범위를 1 축 연신할 수 있도록 폭 5 ㎝ × 길이 9 ㎝ 의 샘플을 컷하였다. 이 샘플을 30 ℃ 의 순수에 60 초간 침지하면서 2.0 배로 길이 방향으로 1 축 연신하여, 팽윤 처리하였다. 계속해서 요오드 0.05 질량％ 및 요오드화칼륨 5.0 질량％ 를 함유하는 수용액 (염색 처리욕 : 온도 32 ℃) 에 120 초간 침지하면서 1.2 배 (전체로 2.4 배) 로 길이 방향으로 1 축 연신하여 요오드를 흡착시켰다. 이어서, 붕산 2.6 질량％ 를 함유하는 수용액 (붕산 가교 처리욕 : 온도 32 ℃) 에 120 초 침지하면서 1.25 배 (전체로 3.0 배) 로 길이 방향으로 1 축 연신하였다. 또한 붕산을 2.8 질량％ 및 요오드화칼륨을 5 질량％ 의 비율로 함유하는 58 ℃ 의 수용액 (1 축 연신 처리욕) 에 침지하면서, 전체로 6.0 배까지 길이 방향으로 1 축 연신하였다. 그 후, 붕산을 1.5 질량％ 및 요오드화칼륨을 3.5 질량％ 의 농도로 함유하는 온도 22 ℃ 의 요오드화칼륨 수용액 (세정욕) 속에 5 초간 침지함으로써 필름을 세정하였다. 마지막으로 80 ℃ 에서 4 분간 건조시켜 편광 필름을 얻었다.
얻어진 편광 필름을 사용하여 상기한 방법에 의해, 단체 투과율 (T) 및 편광도 (V) 를 측정하고, 이색성 비 (R) 를 구하였다. 또, 상기 방법에 의해, 편광 필름의 내습열성을 평가하였다. 결과를 표 1 에 나타낸다.
[실시예 2 ∼ 5 및 비교예 1 ∼ 4]
표 1 ∼ 3 에 기재된 PVA (PVA-2 ∼ PVA-9) 를 사용하고, PVA 필름의 평균 두께가 30 ㎛, 팽윤도가 200 ％ 가 되도록, 제막 원액의 PVA 함유율 및 열처리 온도를 조정한 것 이외에는 실시예 1 과 동일하게 하여 PVA 필름의 제작 및 평가를 실시하였다. 얻어진 PVA 필름을 사용하여, 실시예 1 과 동일하게 하여 편광 필름의 제조 및 평가를 실시하였다. 결과를 표 1 ∼ 3 에 나타낸다.
[비교예 5]
PVA 로서 PVA-10 을 사용하고, PVA 필름의 평균 두께가 30 ㎛, 팽윤도가 200 ％ 가 되도록, 제막 원액의 PVA 함유율 및 열처리 온도를 조정한 것 이외에는 실시예 1 과 동일하게 하여 PVA 필름의 제작을 실시하였다. 그러나, 1 축 연신 처리 욕 속에서 파단하여, 편광 필름을 얻을 수 없었다.
[비교예 6]
PVA 로서 PVA-11 을 사용하고, 제막 원액 및 10 질량％ PVA 수용액을 제작하려고 했지만, PVA 가 용해되지 않아, 제막 원액을 제작할 수 없었다.
Figure pct00003
Figure pct00004
Figure pct00005
표 1 ∼ 3 에 나타내는 바와 같이, 실시예 1 ∼ 5 에서 사용된 PVA-1 ∼ PVA-5 는, 수용성이 충분하기 때문에 제막 원액을 조제할 수 있고, 또, 얻어진 PVA 필름 (광학 필름 제조용 필름) 은 편광 필름을 얻기 위한 충분한 연신이 가능하였다. 이와 같이, 실시예 1 ∼ 5 의 PVA 필름은 생산성이 양호한 것을 알 수 있다. 또, 실시예 1 ∼ 5 의 PVA 필름으로부터 얻어진 편광 필름은, 동일한 중합도를 갖는 비변성의 PVA 가 사용된 편광 필름과 비교하여 광학 성능 (이색성 비) 및 내습열성이 우수하였다. 구체적으로는, 표 1 에 나타내는 바와 같이, 중합도가 2,400 인 실란올 변성 PVA 를 사용한 실시예 1 ∼ 3 의 편광 필름은, 중합도가 2,400 인 비변성 PVA 를 사용한 비교예 1 의 편광 필름과 비교하여, 이색성 비가 높고, 편광도 감소량이 작았다. 중합도가 3,300 인 실란올 변성 PVA 를 사용한 실시예 4 의 편광 필름은, 중합도가 3,300 인 비변성 PVA 를 사용한 비교예 2 의 편광 필름과 비교하여, 이색성 비가 높고, 투과도 증가량 및 편광도 감소량이 작았다. 중합도가 1,700 인 실란올 변성 PVA 를 사용한 실시예 5 의 편광 필름은, 중합도가 1,700 인 비변성 PVA 를 사용한 비교예 3 및 비교예 4 의 편광 필름과 비교하여, 이색성 비가 높고, 투과도 증가량 및 편광도 감소량이 작았다.
또, 예를 들어, 중합도가 2,400 인 비변성의 PVA 를 사용한 비교예 1 을 기준으로 하여, 비교예 2 와 실시예 1 을 비교하면 이하의 것을 알 수 있다. 비교예 2 는, 비교예 1 에 대해, 중합도가 큰 PVA 를 사용한 것이다. 실시예 1 은, 비교예 1 에 대해 실란올 변성시킨 PVA 를 사용한 것이다. 비교예 2 의 이색성 비는 201 이며, 실시예 1 의 이색성 비는 208 이며, 어느쪽이나 이색성 비가 162 인 비교예 1 과 비교하여 동일한 정도로 이색성 비가 높아져 있다. 그러나, PVA 의 수용액 점도로 비교하면, 비교예 1 의 PVA 의 점도가 910 mPa·s 인데 비해, 비교예 2 의 PVA 의 점도는 2,740 mPa·s 로 대폭 증가하였다. 한편, 실시예 1 의 PVA 의 점도는 920 mPa·s 이며, 점도의 상승이 억제되어 있다. 즉, 실시예의 실란올 변성 PVA 에 의하면, 양호한 제막성 (생산성) 을 유지하면서, 광학 필름의 광학 성능 및 내습열성을 향상시킬 수 있다고 할 수 있다.
본 발명의 광학 필름 제조용 필름은, LCD 의 구성 재료인 편광 필름 등의 재료로서 바람직하게 사용할 수 있다.

Claims (12)

  1. 규소 함유기를 갖는 폴리비닐알코올을 포함하고,
    상기 규소 함유기가, 실란올기 또는 물의 존재하에서 실란올기로 전화할 수 있는 기이며,
    상기 폴리비닐알코올의 점도 평균 중합도가 1,000 이상 6,000 이하, 비누화도가 98.7 몰％ 이상, 또한 전체 구조 단위에 대한 상기 규소 함유기의 함유량이 0.01 몰％ 이상 1.0 몰％ 이하인, 광학 필름 제조용 필름.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 비누화도가 99.5 몰％ 이상인, 광학 필름 제조용 필름.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 점도 평균 중합도와 상기 규소 함유기의 함유량의 곱이 100 몰％ 이상 2,000 몰％ 이하인, 필름 제조용 필름.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    평균 두께가 1 ㎛ 이상 75 ㎛ 이하인, 광학 필름 제조용 필름.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    팽윤도가 140 ％ 이상 400 ％ 이하인, 광학 필름 제조용 필름.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 광학 필름이 편광 필름인, 광학 필름 제조용 필름.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    비연신 필름인, 광학 필름 제조용 필름.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 기재된 광학 필름 제조용 필름을 1 축 연신하는 공정을 구비하는, 광학 필름의 제조 방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 광학 필름이 편광 필름인, 광학 필름의 제조 방법.
  10. 규소 함유기를 갖는 폴리비닐알코올을 포함하고,
    상기 규소 함유기가, 실란올기 또는 물의 존재하에서 실란올기로 전화할 수 있는 기이며,
    상기 폴리비닐알코올의 점도 평균 중합도가 1,000 이상 6,000 이하, 비누화도가 98.7 몰％ 이상, 또한 전체 구조 단위에 대한 상기 규소 함유기의 함유량이 0.01 몰％ 이상 1.0 몰％ 이하인, 광학 필름.
  11. 제 10 항에 있어서,
    편광 필름인, 광학 필름.
  12. 제 10 항 또는 제 11 항에 있어서,
    단층 필름인, 광학 필름.
KR1020227007705A 2019-10-08 2020-09-24 광학 필름 제조용 필름, 광학 필름의 제조 방법, 및 광학 필름 KR20220074860A (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JPJP-P-2019-185526 2019-10-08
JP2019185526 2019-10-08
PCT/JP2020/036028 WO2021070622A1 (ja) 2019-10-08 2020-09-24 光学フィルム製造用フィルム、光学フィルムの製造方法、及び光学フィルム

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20220074860A true KR20220074860A (ko) 2022-06-03

Family

ID=75437272

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020227007705A KR20220074860A (ko) 2019-10-08 2020-09-24 광학 필름 제조용 필름, 광학 필름의 제조 방법, 및 광학 필름

Country Status (5)

Country Link
JP (1) JP7545401B2 (ko)
KR (1) KR20220074860A (ko)
CN (1) CN114450329A (ko)
TW (1) TWI841792B (ko)
WO (1) WO2021070622A1 (ko)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20230098570A (ko) * 2020-11-09 2023-07-04 주식회사 쿠라레 광학 필름 제조용 필름, 광학 필름의 제조 방법, 및 광학 필름
KR20230098566A (ko) * 2020-11-11 2023-07-04 주식회사 쿠라레 광학 필름 제조용 필름 및 광학 필름의 제조 방법
TWI788127B (zh) 2021-12-03 2022-12-21 財團法人工業技術研究院 疏水性聚乙烯醇以及疏水性聚乙烯醇的製備方法

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01105204A (ja) 1987-07-03 1989-04-21 Unitika Ltd 偏光フイルム及びその製造法

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4818624A (en) * 1986-12-19 1989-04-04 Polaroid Corporation, Patent Department Stabilized light-polarizing material
JP2000318034A (ja) * 1999-03-10 2000-11-21 Kuraray Co Ltd ガスバリアー性フィルムの製造方法
JP4566363B2 (ja) * 1999-08-30 2010-10-20 株式会社クラレ 耐水性組成物
EP1553107B1 (en) * 2004-01-07 2008-05-21 Kuraray Co., Ltd. Anti-fouling agent and method for producing the same
JP4869644B2 (ja) * 2005-06-30 2012-02-08 日本合成化学工業株式会社 光学フィルム用ポリビニルアルコール系フィルムの製法
JP2011053234A (ja) * 2008-01-11 2011-03-17 Nippon Kayaku Co Ltd 染料系偏光素子及び偏光板、並びにその製造方法
JP2013216719A (ja) * 2012-04-04 2013-10-24 Nitto Denko Corp 光学フィルム用粘着剤組成物、光学フィルム用粘着剤層、粘着剤層付光学フィルムおよび画像表示装置
US20150368384A1 (en) * 2013-01-21 2015-12-24 The Nippon Synthetic Chemical Industry Co., Ltd. Silyl group-containing polyvinyl alcohol-based resin and use thereof
KR101748011B1 (ko) * 2014-11-28 2017-06-16 삼성에스디아이 주식회사 편광판용 점착제 조성물, 이로부터 형성된 편광판용 점착필름, 이를 포함하는 편광판 및 이를 포함하는 광학표시장치
WO2016121507A1 (ja) * 2015-01-27 2016-08-04 株式会社クラレ フィルム
JP2019015926A (ja) * 2017-07-10 2019-01-31 株式会社クラレ 偏光フィルム及びその製造方法

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01105204A (ja) 1987-07-03 1989-04-21 Unitika Ltd 偏光フイルム及びその製造法

Also Published As

Publication number Publication date
TWI841792B (zh) 2024-05-11
WO2021070622A1 (ja) 2021-04-15
TW202126703A (zh) 2021-07-16
JPWO2021070622A1 (ko) 2021-04-15
JP7545401B2 (ja) 2024-09-04
CN114450329A (zh) 2022-05-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI639618B (zh) 乙烯醇系聚合物薄膜及使用其之光學薄膜之製造方法
KR20220074860A (ko) 광학 필름 제조용 필름, 광학 필름의 제조 방법, 및 광학 필름
KR102327242B1 (ko) 편광 필름 및 그 제조 방법
KR102232980B1 (ko) 광학 필름 제조용 원반 필름
JP6383664B2 (ja) 光学フィルム製造用原反フィルム
WO2022102185A1 (ja) 光学フィルム製造用フィルム及び光学フィルムの製造方法
KR102467101B1 (ko) 필름
WO2022097336A1 (ja) 光学フィルム製造用フィルム、光学フィルムの製造方法、及び光学フィルム
JP7282042B2 (ja) 偏光フィルム及びその製造方法
JP3796198B2 (ja) 偏光フィルムの製造法
JP7042583B2 (ja) 光学フィルム製造用原反フィルム及びそれを用いた光学フィルムの製造方法
JP6255300B2 (ja) ポリビニルアルコール樹脂の製造方法
KR102457853B1 (ko) 필름
JP2023056678A (ja) ポリビニルアルコールフィルム、ポリビニルアルコールフィルムの製造方法、延伸フィルム及び偏光フィルム

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination