KR20230121805A

KR20230121805A - 폴리비닐알코올 필름 및 그것을 사용한 편광 필름 그리고편광판

Info

Publication number: KR20230121805A
Application number: KR1020237023583A
Authority: KR
Inventors: 요헤이 다카토리; 미노루 오카모토; 오사무 가제토
Original assignee: 주식회사 쿠라레
Priority date: 2020-12-28
Filing date: 2021-12-27
Publication date: 2023-08-21
Also published as: WO2022145441A1; JPWO2022145441A1; CN116685628A; TW202233739A

Abstract

편광 필름 등의 광학 필름을 제조할 때의 1 축 연신에 있어서 연신 파단이 발생하기 어려운 PVA 필름 및 그것을 사용한 편광 필름 그리고 편광판을 제공하는 것을 목적으로 한다. 폴리비닐알코올 필름의 적어도 일방의 면에 있어서, 비행 시간형 2 차 이온 질량 분석에 의한 정이온 분석으로 얻어지는, 정의 규소 프래그먼트 이온의 검출 강도의 평균치가 0.001 ∼ 0.01 이며, 광학 필름 제조용의 원단 필름인 폴리비닐알코올 필름. [정의 규소 프래그먼트 이온의 검출 강도의 평균치는, 폴리비닐알코올 필름의 TD 방향과 평행한 임의의 직선 상에 있고, TD 방향에 있어서 폴리비닐알코올 필름을 6 등분하는 5 점에 있어서의, 비행 시간형 2 차 이온 질량 분석계에 의한 정이온 분석으로 얻어지는 정의 규소 프래그먼트 이온의 검출 강도의 평균치이다.]

Description

폴리비닐알코올 필름 및 그것을 사용한 편광 필름 그리고 편광판

본 발명은, 폴리비닐알코올 필름 및 그것을 사용한 편광 필름 그리고 편광판에 관한 것이다.

광의 투과 및 차폐 기능을 갖는 편광판은, 광의 스위칭 기능을 갖는 액정과 함께, 액정 디스플레이 (LCD) 의 기본적인 구성 요소이다. 이 LCD 의 적용 분야도, 개발 초기 무렵의 전자식 탁상 계산기 및 손목시계 등의 소형 기기로부터, 최근에는, 노트북 컴퓨터, 액정 모니터, 액정 컬러 프로젝터, 액정 텔레비전, 차재용 내비게이션 시스템, 휴대 전화 및 옥내외에서 사용되는 계측 기기 등의 다양한 분야로 확대되고 있다.

편광판은, 편광 필름의 표면에 삼아세트산셀룰로오스 (TAC) 필름 또는 아세트산·부티르산셀룰로오스 (CAB) 필름 등의 보호 필름을 첩합 (貼合) 함으로써 제조된다. 그리고, 편광 필름은, 폴리비닐알코올 필름 (이하,「폴리비닐알코올」을「PVA」,「폴리비닐알코올 필름」을「PVA 필름」이라고 칭하는 경우가 있다) 을 염색 처리한 후에 1 축 연신하거나, 염색 처리하면서 1 축 연신하거나, 또는 1 축 연신한 후에 염색 처리하여, 염색된 1 축 연신 필름을 제조하고, 이 1 축 연신 필름을 붕소 화합물로 고정화 처리함으로써 제조되는 것이 일반적이다. 또, 1 축 연신은 1 조의 구동 기능이 있는 닙 롤 (재질은 NBR 고무) 의 회전 속도를 각각 조정함으로써 제어하는 것이 일반적이다. 또한, 이 붕소 화합물에서의 고정화 처리는, 1 축 연신 또는 염색 처리와 동시에 실시되는 경우도 있다.

액정 모니터나 액정 텔레비전 등의 대형 LCD 를 갖는 제품에 있어서는, 고콘트라스트이고 선명한 화상이 요구된다. 이에 수반하여, 편광 필름에 대해서도 고성능화가 요구되고 있고, 구체적으로는, 편광 필름의 편광도를 높이는 것이 요구되고 있다. 편광 필름의 편광도를 높이기 위해서, PVA 필름을 1 축 연신할 때의 연신 배율을 높게 할 필요가 있지만, 연신 배율을 높게 하면, PVA 필름의 연신 파단이 발생하기 쉬워진다. 그 결과, 편광 필름의 생산성이나 수율이 저하되어, 비용이 많이 들기 쉽다.

PVA 필름의 1 축 연신시의 연신 파단을 저감시키는 방법으로서, 예를 들어, 특허문헌 1 및 2 에는, 플라스틱 필름 상에 코트법에 의해 PVA 층을 형성하고, 그 적층체에 연신 처리나 염색 처리 등을 실시함으로써, PVA 층을 편광 필름으로 가공하는 방법이 알려져 있다.

일본 공개특허공보 2012-133303호 일본 공개특허공보 2012-073570호

그러나, 플라스틱 필름 상에 코트법에 의해 PVA 층을 형성하여 이루어지는 적층체를 사용하는 방법에는, 이하와 같은 문제가 있다.

(i) 코트 작업이나 그 후의 건조 작업이 번잡하다.

(ii) PVA 층의 불용화 처리를 위한 열처리를 적층체의 상태에서 실시할 필요가 있기 때문에, 사용되는 플라스틱 필름이 열처리 후에도 연신 가능한 것으로 한정되어, 비용이 많이 든다.

따라서, 편광 필름 등의 광학 필름을 제조할 때의 1 축 연신에 있어서 연신 파단이 발생하기 어렵고, 편광 필름 등의 광학 필름의 비용 절감에 기여할 수 있는 PVA 필름이 요구되고 있었다.

그래서, 본 발명은, 편광 필름 등의 광학 필름을 제조할 때의 1 축 연신에 있어서 연신 파단이 발생하기 어려운 PVA 필름 및 그것을 사용한 편광 필름 그리고 편광판을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명자들은 상기 목적을 달성하고자 예의 검토를 거듭한 결과, PVA 필름의 적어도 일방의 면에 있어서, 비행 시간형 2 차 이온 질량 분석에 의한 정이온 분석으로 얻어지는, 규소 프래그먼트 이온의 검출 강도의 평균치를 특정한 범위로 조정함으로써, 상기 과제가 해결되는 것을 알아냈다. 그 상세한 이유는 분명하지 않지만, PVA 필름의 표면에 규소 이온이 적당히 존재함으로써, 편광 필름 등의 광학 필름을 제조할 때의 1 축 연신에 있어서 PVA 필름과 닙 롤간의 마찰이 적당한 것이 되어, PVA 필름의 연신 파단이 억제되는 것이라고 추정된다. 본 발명자들은 이들 지견에 기초하여 더욱 검토를 거듭하여 본 발명을 완성시켰다.

즉, 본 발명은,

[1] 폴리비닐알코올 필름의 적어도 일방의 면에 있어서, 비행 시간형 2 차 이온 질량 분석에 의한 정이온 분석으로 얻어지는, 정의 규소 프래그먼트 이온의 검출 강도의 평균치가 0.001 ∼ 0.01 이며, 광학 필름 제조용의 원단 필름인 폴리비닐알코올 필름.

[정의 규소 프래그먼트 이온의 검출 강도의 평균치는, 폴리비닐알코올 필름의 TD 방향과 평행한 임의의 직선 상에 있고, TD 방향에 있어서 폴리비닐알코올 필름을 6 등분하는 5 점에 있어서의, 비행 시간형 2 차 이온 질량 분석계에 의한 정이온 분석으로 얻어지는 정의 규소 프래그먼트 이온의 검출 강도의 평균치이다.] ;

[2] 상기 TD 방향에 있어서 폴리비닐알코올 필름을 6 등분하는 5 점에 있어서의 정의 규소 프래그먼트 이온의 검출 강도의 최대치와 최소치의 차가 0.0005 ∼ 0.002 인, 상기 [1] 에 기재된 폴리비닐알코올 필름. ;

[3] 폴리비닐알코올 필름의 두께의 변동 계수의 평균치가 0.01 ∼ 0.03 인, 상기 [1] 또는 [2] 에 기재된 폴리비닐알코올 필름.

[두께의 변동 계수의 평균치는, 상기 TD 방향에 있어서 폴리비닐알코올 필름을 6 등분하는 5 점을 각각 지나고, 폴리비닐알코올 필름의 MD 방향과 평행한 길이 1.2 m 의 직선에 있어서의, 폴리비닐알코올 필름의 두께의 변동 계수의 평균치이다.] ;

[4] 30 ℃ 의 물에 30 분간 침지시켰을 때의 팽윤도가 180 ∼ 240 ％ 인, 상기 [1] ∼ [3] 중 어느 한 항에 기재된 폴리비닐알코올 필름 ;

[5] 상기 TD 방향의 길이가 1.5 m 이상인, 상기 [1] ∼ [4] 중 어느 한 항에 기재된 폴리비닐알코올 필름 ;

[6] 상기 MD 방향의 길이가 3,000 m 이상인, 상기 [1] ∼ [5] 중 어느 한 항에 기재된 폴리비닐알코올 필름 ;

[7] 두께가 10 ∼ 40 ㎛ 인, 상기 [1] ∼ [6] 중 어느 한 항에 기재된 폴리비닐알코올 필름 ;

[8] 상기 [1] ∼ [7] 중 어느 하나에 기재된 폴리비닐알코올 필름으로부터 제조되는 편광 필름 ;

[9] 상기 [8] 에 기재된 편광 필름의 적어도 일방의 면에 보호 필름을 첩합한 편광판 ;

에 관한 것이다.

본 발명에 의하면, 편광 필름 등의 광학 필름을 제조할 때의 1 축 연신에 있어서 연신 파단이 발생하기 어려운 PVA 필름 및 그것을 사용한 편광 필름 그리고 편광판이 제공된다.

도 1 은 비행 시간형 2 차 이온 질량 분석에 의한 정이온 분석에 의해, PVA 필름의 정의 규소 프래그먼트 이온의 검출 강도의 평균치를 구할 때의 측정 지점을 나타낸 도면이다.
도 2 는 PVA 필름의 두께의 변동 계수를 구할 때의 측정 지점을 나타낸 도면이다.
도 3 은 실시예 또는 비교예에 있어서, 비행 시간형 2 차 이온 질량 분석에 의한 정이온 분석에 의해, PVA 필름의 정의 규소 프래그먼트 이온의 검출 강도의 평균치를 구할 때의 측정 지점을 나타낸 도면이다.
도 4 는 실시예 또는 비교예에 있어서, PVA 필름의 두께의 변동 계수를 구할 때의 측정 지점을 나타낸 도면이다.

이하, 본 발명에 대해 상세하게 설명한다.

＜비행 시간형 2 차 이온 질량 분석＞

필름 표면에 존재하는 성분이나, 그 분포 상태를 분석하는 방법으로서, 비행 시간형 2 차 이온 질량 분석 (이하, TOF-SIMS 라고 칭하는 경우가 있다.) 이 알려져 있다. 당해 분석법에서는, 필름에 포함되는 각종 첨가제 유래의 프래그먼트 이온을 특정함으로써, 그들의 프래그먼트에서 유래하는 각종 첨가제 등의 성분이 필름 표면에 어느 정도, 어떻게 분포하고 있는지를 파악하는 것이 가능하다.

예를 들어, PVA 필름을 TOF-SIMS 로 측정하면, 다종다양한 프래그먼트 이온이 검출된다. 이들 프래그먼트 이온 가운데, PVA 필름에 포함되는 가소제나 계면 활성제에서 유래하는 프래그먼트 이온의 시그널을 분석하여, 시그널 강도를 비교함으로써, 이들 필름 표면부에서의 분포 상태나 편석 상태를 아는 것이 가능하다.

본 발명에 있어서는, PVA 필름에 대해 TOF-SIMS 에 의한 정 (正) 이온 분석을 실시하여 검출되는 규소 유래의 정프래그먼트 이온 (이하, 정의 규소 프래그먼트 이온이라고 칭하는 경우가 있다.) 에 주목하였다. 본 발명자들이 예의 검토한 결과, PVA 필름의 적어도 일방의 면에 있어서, 정의 규소 프래그먼트 이온의 검출 강도의 평균치를 특정 범위로 함으로써, 편광 필름 등의 광학 필름을 제조할 때의 1 축 연신에 있어서, 연신 파단이 발생하기 어려운 PVA 필름을 얻을 수 있다. 여기서, 정의 규소 프래그먼트 이온의 검출 강도는, TOF-SIMS 에 의한 정이온 분석으로 검출되는 전체 프래그먼트 이온의 카운트수 (T. c. : 토탈 카운트 강도) 로 정의 규소 프래그먼트 이온의 카운트수를 나눈 값을 사용하였다.

＜PVA 필름＞

본 발명의 PVA 필름은, PVA 필름의 적어도 일방의 면에 있어서, TOF-SIMS 에 의한 정이온 분석으로 얻어지는, 정의 규소 프래그먼트 이온의 검출 강도의 평균치가 0.001 ∼ 0.01 이다. 도 1 에, 정의 규소 프래그먼트 이온의 검출 강도의 평균치를 구할 때의 측정 지점을 나타낸다. 검출 강도의 평균치는, PVA 필름의 TD 방향과 평행한 임의의 직선 A 상에 있고, TD 방향에 있어서 PVA 필름을 6 등분하는 5 점 (점 P₁, P₂, P₃, P₄ 및 P₅) 에 있어서의 정의 규소 프래그먼트 이온의 검출 강도의 평균치이다. 본 발명에 있어서는, 이 측정 지점 5 점에 있어서의 정의 규소 프래그먼트 이온의 검출 강도의 평균치가 0.001 ∼ 0.01 이다.

본 발명에 있어서는, PVA 필름의 적어도 일방의 면에 있어서, 규소 프래그먼트 이온의 검출 강도의 평균치가 0.001 ∼ 0.01 이면 되지만, PVA 필름의 양면에 있어서, 규소 프래그먼트 이온의 검출 강도의 평균치가 0.001 ∼ 0.01 이어도 된다. 상기 검출 강도의 평균치가 0.001 미만이면, 편광 필름 등의 광학 필름을 제조할 때의 1 축 연신에 있어서, PVA 필름에 과도한 장력이 가해져, 연신 파단이 발생할 우려가 있다. 이는, PVA 필름의 표면에 존재하는 규소 프래그먼트 이온의 양이 지나치게 적으면, PVA 필름과 닙 롤간의 마찰이 강해지는 것에 의한 것이라고 추정된다. 한편, 상기 검출 강도의 평균치가 0.01 을 초과하면, 편광 필름 등의 광학 필름을 제조할 때의 1 축 연신에 있어서, PVA 필름이 연신되지 않고, 연신 처리액 중에서 완전히 녹아 연신 파단될 우려가 있다. 이는, PVA 필름의 표면에 존재하는 규소 프래그먼트 이온의 양이 지나치게 많으면, 닙 롤과 필름간에 미끄럼이 발생되어 버리는 것에 의한 것으로 추정된다. 상기 검출 강도의 평균치는 0.002 이상인 것이 바람직하고, 0.003 이상인 것이 보다 바람직하고, 0.004 이상인 것이 더욱 바람직하다. 상기 검출 강도의 평균치는 0.01 이하인 것이 바람직하고, 0.009 이하인 것이 보다 바람직하고, 0.008 이하인 것이 더욱 바람직하고, 0.007 이하인 것이 가장 바람직하다.

상기 검출 강도의 평균치를 0.001 ∼ 0.01 로 하는 방법으로는, 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어, PVA 필름에 규소 함유 화합물을 함유시키는 방법을 들 수 있다. 규소 함유 화합물 중에서도 실리콘형 계면 활성제인 것이 바람직하다. 이 경우에, 실리콘형 계면 활성제의 함유량, PVA 함수 칩 또는 제막 원액의 휘발분율, PVA 를 용융 혼련할 때의 압출기의 스크루의 회전수, 제막 원액을 유연시키는 지지체의 표면 온도, PVA 필름과 지지체의 접촉 시간, PVA 필름에 분사하는 열풍의 온도, 및, 건조 롤 또는 건조로의 온도 등을 적절히 조정함으로써, 검출 강도의 평균치를 0.001 ∼ 0.01 로 할 수 있다.

본 발명에 있어서, PVA 필름의 TD 방향과 평행한 임의의 직선 A 상에 있고, TD 방향에 있어서 PVA 필름을 6 등분하는 5 점 (점 P₁ ∼ P₅) 에 있어서의, 정의 규소 프래그먼트 이온의 검출 강도의 최대치와 최소치의 차는 0.0005 이상인 것이 바람직하고, 0.0007 이상인 것이 보다 바람직하고, 0.0008 이상인 것이 더욱 바람직하다. 정의 규소 프래그먼트 이온의 검출 강도의 최대치와 최소치의 차는 0.002 이하인 것이 바람직하고, 0.0018 이하인 것이 보다 바람직하고, 0.0016 이하인 것이 더욱 바람직하다. 상기 최대치와 최소치의 차가 0.0005 ∼ 0.002 임으로써, 편광 필름 등의 광학 필름을 제조할 때의 1 축 연신에 있어서, 연신이 PVA 필름의 면내에서 균일하게 행해져 연신 파단이 발생하는 것을 억제할 수 있다.

상기 검출 강도의 최대치와 최소치의 차를 0.0005 ∼ 0.002 로 하는 방법으로는, 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어, PVA 필름에 실리콘형 계면 활성제 등의 규소 함유 화합물을 함유시키는 방법을 들 수 있다. 이 경우에, 실리콘형 계면 활성제의 함유량, PVA 함수 칩 또는 제막 원액의 휘발분율, PVA 를 용융 혼련할 때의 압출기의 스크루의 회전수, 제막 원액을 유연시키는 지지체의 표면 온도, PVA 필름과 지지체의 접촉 시간, PVA 필름에 분사하는 열풍의 온도, 및, 건조 롤 또는 건조로의 온도 등을 적절히 조정함으로써, 상기 검출 강도의 최대치와 최소치의 차를 0.0005 ∼ 0.002 로 할 수 있다.

본 발명에 있어서, PVA 필름의 두께의 변동 계수의 평균치는 0.01 ∼ 0.03 인 것이 바람직하다. 도 2 에, PVA 필름의 두께의 변동 계수를 구할 때의 측정 지점을 나타낸다. 본 발명에 있어서는, 도 2 에 나타내는 바와 같이, TD 방향에 있어서 PVA 필름을 6 등분하는 5 점 (점 P₁ ∼ P₅) 을 각각 지나고, PVA 필름의 MD 방향과 평행한 길이 1.2 m 의 직선 B₁ ∼ B₅ 상의 점에 있어서, PVA 필름의 두께를 측정하고, PVA 필름의 두께의 변동 계수를 산출한다. 상기 길이 1.2 m 의 직선 B₁ ∼ B₅ 의 각각은, 예를 들어, 상기 TD 방향에 있어서 PVA 필름을 6 등분하는 5 점 (P₁ ∼ P₅) 이 중앙이 되는 직선으로 할 수 있다. 직선 B₁ ∼ B₅ 상의 복수의 점의 두께를 측정하는 경우에 있어서, 측정 간격은 적절히 설정할 수 있지만, 예를 들어, 0.5 ㎜ 간격으로 측정할 수 있다.

상기 변동 계수의 평균치는 0.01 이상인 것이 바람직하고, 0.011 이상인 것이 보다 바람직하고, 0.012 이상인 것이 더욱 바람직하고, 0.013 이상인 것이 가장 바람직하다. 상기 변동 계수의 평균치는 0.03 이하인 것이 바람직하고, 0.025 이하인 것이 보다 바람직하고, 0.022 이하인 것이 더욱 바람직하고, 0.018 이하인 것이 가장 바람직하다. 변동 계수의 평균치가 0.01 ∼ 0.03 임으로써, 편광 필름 등의 광학 필름을 제조할 때의 1 축 연신에 있어서, 연신이 PVA 필름의 면내에서 균일하게 행해져, 연신 파단이 발생하는 것을 억제할 수 있다.

상기 변동 계수의 평균치를 0.01 ∼ 0.03 으로 하는 방법으로는, 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어, PVA 함수 칩 또는 제막 원액의 휘발분율을 올리는, PVA 필름에 분사하는 열풍의 온도, 및, 건조 롤 또는 건조로의 온도를 내리는 방법을 들 수 있다. 이 경우에, 실리콘형 계면 활성제의 함유량, PVA 함수 칩 또는 제막 원액의 휘발분율, PVA 를 용융 혼련할 때의 압출기의 스크루의 회전수, 제막 원액을 유연시키는 지지체의 표면 온도, PVA 필름과 지지체의 접촉 시간, PVA 필름에 분사하는 열풍의 온도, 및, 건조 롤 또는 건조로의 온도 등을 적절히 조정함으로써, 상기 검출 강도의 최대치와 최소치의 차를 0.0005 ∼ 0.002 로 할 수 있다.

본 발명에 있어서, PVA 필름을 30 ℃ 의 물에 30 분간 침지시켰을 때의 팽윤도는, 180 ％ 이상인 것이 바람직하고, 190 ％ 이상인 것이 보다 바람직하고, 195 ％ 이상인 것이 더욱 바람직하다. PVA 필름을 30 ℃ 의 수중에 30 분간 침지시켰을 때의 팽윤도는, 240 ％ 이하인 것이 바람직하고, 210 ％ 이하인 것이 보다 바람직하고, 205 ％ 이하인 것이 더욱 바람직하다. 팽윤도가 180 ∼ 240 ％ 임으로써, 편광 필름 등의 광학 필름을 제조할 때에, PVA 필름이 팽윤 처리 등의 수중 침지시에 적당히 부드러워져, PVA 필름을 1 축 연신했을 때에 장력이 과도하게 가해지기 어려워지는 결과, 연신 파단의 발생을 억제할 수 있다.

본 발명에 있어서, PVA 필름의 MD 방향은 PVA 필름의 길이 방향을 의미하고, PVA 필름을 제조할 때의 기계 흐름 방향과 일치한다. 한편, PVA 필름의 TD 방향은 PVA 필름의 폭방향을 의미하고, PVA 필름을 제조할 때의 기계 흐름 방향과 직행하는 방향이다. 본 발명의 PVA 필름에 있어서, 어느 하나의 방향이 MD 방향인지 TD 방향인지는, PVA 필름의 위상차 불균일을 측정함으로써 PVA 필름의 제조 후에 있어서도 사후적으로 판별 가능하다. 즉, 통상 PVA 필름의 제조시에 있어서 필름의 두께 불균일을 완전하게 균일하게 하는 것은 곤란하기 때문에, PVA 필름의 위상차 불균일이 큰 방향이 TD 방향이라고 판단할 수 있다. 한편, PVA 필름의 위상차 불균일이 작은 방향이 MD 방향이라고 판단할 수 있다.

(PVA)

본 발명의 PVA 필름에 있어서, PVA 로는, 비닐에스테르계 모노머를 중합하여 얻어지는 비닐에스테르계 중합체를 비누화함으로써 제조된 중합체를 사용할 수 있다. 비닐에스테르계 모노머로는, 예를 들어, 포름산비닐, 아세트산비닐, 프로피온산비닐, 발레르산비닐, 라우르산비닐, 스테아르산비닐, 벤조산비닐, 피발산비닐, 바사틱산비닐 등을 들 수 있다. 이들 중에서도, 비닐에스테르계 모노머로는, 아세트산비닐이 바람직하다.

비닐에스테르계 중합체는, 단량체로서 1 종 또는 2 종 이상의 비닐에스테르계 모노머만을 사용하여 얻어진 중합체가 바람직하고, 단량체로서 1 종의 비닐에스테르계 모노머만을 사용하여 얻어진 중합체가 보다 바람직하다. 또한, 비닐에스테르계 중합체는, 1 종 또는 2 종 이상의 비닐에스테르계 모노머와, 이것과 공중합 가능한 다른 모노머와의 공중합체여도 된다.

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, 스테아릴 비닐에테르 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 ; 비닐트리메톡시실란 등의 비닐실릴 화합물 ; 아세트산이소프로페닐 등을 들 수 있다. 또한, 비닐에스테르계 중합체는, 이들 다른 모노머 중 1 종 또는 2 종 이상에서 유래하는 구조 단위를 가질 수 있다.

비닐에스테르계 중합체에서 차지하는 다른 모노머에서 유래하는 구조 단위의 비율은, 본 발명의 효과를 방해하지 않는 한 반드시 제한되는 것은 아니지만, 비닐에스테르 중합체를 구성하는 전체 구조 단위의 몰수에 기초하여, 15 몰％ 이하인 것이 바람직하고, 5 몰％ 이하인 것이 보다 바람직하고, 1 몰％ 이하인 것이 더욱 바람직하고, 0.1 몰％ 이하인 것이 특히 바람직한 경우도 있다.

PVA 의 중합도는, 특별히 제한되지 않는다. PVA 의 중합도는 1,000 이상인 것이 바람직하고, 8,000 이하인 것이 바람직하다. PVA 의 중합도의 하한은, 얻어지는 광학 필름의 광학 성능 및 내습열성을 높이는 관점에서, 1,500 이상인 것이 보다 바람직하고, 2,000 이상인 것이 더욱 바람직하다. 한편, PVA 의 중합도의 상한은, PVA 의 생산성을 높이는 관점에서, 5,000 이하인 것이 보다 바람직하고, 4,000 이하인 것이 더욱 바람직하다.

여기서, 중합도란, JIS K 6726-1994 의 기재에 준해 측정되는 평균 중합도를 의미한다. 즉, 본 발명에 있어서, 중합도 (Po) 는, PVA 의 잔존 아세트산기를 재비누화하고, 정제한 후, 30 ℃ 의 수중에서 측정한 극한 점도 [η] (데시리터/g) 로부터, 다음 식에 의해 구해진다.

중합도 Po = ([η] × 10⁴/8.29)^(1/0.62)

본 발명에 있어서, 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 얻어지는 경향이 있다. 한편, 비누화도의 상한으로 특별히 제한은 없지만, PVA 의 생산성의 관점에서, 99.99 몰％ 이하가 바람직하다.

여기서, PVA 의 비누화도는, 비누화에 의해 비닐알코올 단위로 변환될 수 있는 구조 단위 (전형적으로는 비닐에스테르 모노머 단위) 와 비닐알코올 단위의 합계 몰수에 대해, 비닐알코올 단위의 몰수가 차지하는 비율 (몰％) 을 말한다. PVA 의 비누화도는, JIS K 6726-1994 의 기재에 준해 측정할 수 있다.

본 발명의 PVA 필름은, 1 종류의 PVA 를 단독으로 함유해도 되고, 중합도, 비누화도 및 변성도 등이 서로 상이한 2 종 이상의 PVA 를 함유해도 된다.

PVA 필름에 있어서의 PVA 의 함유량의 비율의 상한은, 특별히 제한되지 않는다. 한편, PVA 의 함유량의 비율의 하한은, 50 질량％ 이상이 바람직하고, 80 질량％ 이상이 보다 바람직하고, 85 질량％ 이상이 더욱 바람직하다.

(가소제)

본 발명의 PVA 필름은, 가소제를 포함하는 것이 바람직하다. PVA 필름이 가소제를 포함함으로써, 광학 필름을 제조할 때의 연신 공정에 있어서, PVA 필름의 연신성을 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 효과의 점에서 글리세린이 바람직하다. 가소제는, 1 종을 단독으로 또는 2 종 이상을 조합하여 사용할 수 있다.

본 발명의 PVA 필름에 있어서의 가소제의 함유량은, PVA 100 질량부에 대해, 1 질량부 이상인 것이 바람직하고, 3 질량부 이상인 것이 보다 바람직하고, 5 질량부 이상인 것이 더욱 바람직하다. 한편, 가소제의 함유량은, PVA 100 질량부에 대해, 40 질량부 이하인 것이 바람직하고, 30 질량부 이하인 것이 보다 바람직하고, 20 질량부 이하인 것이 더욱 바람직하다. 가소제의 함유량이 상기 범위 내에 있으면, PVA 필름이 지나치게 유연해져 취급성이 저하되거나, PVA 필름의 표면에 가소제가 블리드 아웃하거나 하는 것을 방지할 수 있다.

(실리콘형 계면 활성제)

본 발명의 PVA 필름은, 규소 함유 화합물을 함유하는 것이 바람직하다. 규소 함유 화합물 중에서도, 실리콘형 계면 활성제를 함유하는 것이 보다 바람직하다. 실리콘형 계면 활성제를 함유함으로써, 정의 규소 프래그먼트 이온의 검출 강도의 평균치를 상기 범위로 조정하기 쉬워진다. 실리콘형 계면 활성제의 구체예로는, 실리콘의 편말단이 폴리에테르 구조를 갖는 실리콘형 계면 활성제 (산노푸코사 제조「SN 웨트 125」,「SN 웨트 126」), 실리콘의 양말단이 폴리에테르 구조를 갖는 실리콘형 계면 활성제 (신에츠 화학공업사 제조「X-22-4952」,「X-22-4272」및「X-22-6266」), 실리콘의 측사슬에 폴리에테르 구조를 갖는 실리콘형 계면 활성제 (신에츠 화학공업사 제조「KF-351A」,「KF-352A」,「KF-353」,「KF-354L」,「KF-355A」,「KF-615A」,「KF-945」,「KF-640」,「KF-642」,「KF-643」,「KF-6020」,「KS-604」,「X-50-1039A」,「X-50-1105G」,「X-22-6191」,「X-22-4515」,「KF-6011」,「KF-6012」,「KF-6015」및「KF-6017」), 그리고 실리콘의 양말단에 폴리에테르 구조를 갖는 계면 활성제 (신에츠 화학공업사 제조「KF-6004」,「KF-889」,「X-22-4741」,「KF-1002」,「X-22-4952」,「X-22-4272」및「X-22-6266」) 등을 들 수 있다.

본 발명의 PVA 필름에 있어서, 실리콘형 계면 활성제의 함유량은 PVA 100 질량부에 대해 0.02 질량부 이상인 것이 바람직하고, 0.04 질량부 이상인 것이 보다 바람직하고, 0.06 질량부 이상인 것이 더욱 바람직하다. 한편, 상기 실리콘형 계면 활성제의 함유량은, 0.14 질량부 이하인 것이 바람직하고, 0.12 질량부 이하인 것이 보다 바람직하고, 0.10 질량부 이하인 것이 더욱 바람직하다. 실리콘형 계면 활성제의 함유량이 상기 범위임으로써, 정의 규소 프래그먼트 이온의 검출 강도의 평균치를 상기 범위로 조정하기 쉬워진다.

(그 밖의 계면 활성제)

본 발명의 PVA 필름은, 실리콘형 계면 활성제 이외의 계면 활성제를 함유하는 것이 바람직하다. 이와 같은 계면 활성제를 포함함으로써, PVA 필름의 취급성이나, 제조시에 있어서의 PVA 필름의 제막 장치로부터의 박리성을 향상시킬 수 있다. 실리콘형 계면 활성제 이외의 계면 활성제로는, 특별히 제한되지 않고, 예를 들어, 아니온계 계면 활성제, 논이온계 계면 활성제가 바람직하게 사용된다.

아니온계 계면 활성제로는, 예를 들어, 라우르산칼륨 등의 카르복실산형 계면 활성제 ; 옥틸술페이트 등의 황산에스테르형 계면 활성제 ; 도데실벤젠술포네이트 등의 술폰산형 계면 활성제 등을 들 수 있다.

논이온계 계면 활성제로는, 예를 들어, 폴리옥시에틸렌라우릴에테르, 폴리옥시에틸렌올레일에테르 등의 알킬에테르형 계면 활성제 ; 폴리옥시에틸렌옥틸페닐에테르 등의 알킬페닐에테르형 계면 활성제 ; 폴리옥시에틸렌라우레이트 등의 알킬에스테르형 계면 활성제 ; 폴리옥시에틸렌라우릴아미노에테르 등의 알킬아민형 계면 활성제 ; 폴리옥시에틸렌라우르산아미드 등의 알킬아미드형 계면 활성제 ; 폴리옥시에틸렌폴리옥시프로필렌에테르 등의 폴리프로필렌글리콜에테르형 계면 활성제 ; 라우르산디에탄올아미드, 올레산디에탄올아미드 등의 알칸올아미드형 계면 활성제 ; 폴리옥시알킬렌알릴페닐에테르 등의 알릴페닐에테르형 계면 활성제 등을 들 수 있다.

실리콘형 계면 활성제 이외의 계면 활성제는, 1 종을 단독으로 사용해도 되고, 2 종 이상을 병용해도 된다. 실리콘형 계면 활성제 이외의 계면 활성제로는, PVA 필름의 제막시에 있어서의 표면 이상의 저감 효과가 우수한 점 등에서, 논이온계 계면 활성제가 바람직하고, 알칸올아미드형 계면 활성제가 보다 바람직하고, 지방족 카르복실산 (예를 들어, 탄소수 8 ∼ 30 의 포화 또는 불포화 지방족 카르복실산 등) 의 디알칸올아미드 (예를 들어, 디에탄올아미드 등) 가 더욱 바람직하다.

본 발명의 PVA 필름에 있어서의 실리콘형 계면 활성제 이외의 계면 활성제의 함유량은, PVA 100 질량부에 대해, 0.01 질량부 이상인 것이 바람직하고, 0.02 질량부 이상인 것이 보다 바람직하고, 0.05 질량부 이상인 것이 더욱 바람직하다. 한편, 실리콘형 계면 활성제 이외의 계면 활성제의 함유량은, PVA 100 질량부에 대해, 10 질량부 이하인 것이 바람직하고, 1 질량부 이하인 것이 보다 바람직하고, 0.5 질량부 이하인 것이 더욱 바람직하고, 0.3 질량부 이하인 것이 특히 바람직하다. 실리콘형 계면 활성제 이외의 계면 활성제의 함유량이 상기 범위이면, 제조시에 있어서의 PVA 필름의 제막 장치로부터의 박리성이 양호해짐과 함께, PVA 필름간에서의 교착 (이하「블로킹」이라고 칭하기도 한다) 이 발생하는 것을 방지할 수 있다. 또, 실리콘형 계면 활성제 이외의 계면 활성제가 PVA 필름의 표면에 블리드 아웃하거나 계면 활성제의 응집에 의해 PVA 필름의 외관이 악화되는 것을 방지할 수 있다.

(그 밖의 성분)

본 발명의 PVA 필름은, PVA 이외에, 수용성 고분자, 수분, 산화 방지제, 자외선 흡수제, 활제, 가교제, 착색제, 충전제, 방부제, 방미제, 다른 고분자 화합물 등의 성분을, 본 발명의 효과를 방해하지 않는 범위에서 함유해도 된다. PVA, 계면 활성제, 가소제, PVA 이외의 그 밖의 성분의 질량의 합계치가 PVA 필름의 전체 질량에서 차지하는 비율은, 60 ∼ 100 질량％ 인 것이 바람직하고, 80 ∼ 100 질량％ 인 것이 보다 바람직하고, 90 ∼ 100 질량％ 인 것이 더욱 바람직하다.

(물성)

본 발명의 PVA 필름은 비수용성이다. PVA 필름이 비수용성임으로써, 편광 필름 등의 광학 필름을 제조할 때의 1 축 연신을 수용액 중에서 실시했을 경우에, 최대 연신 속도가 고속이어도, 1 축 연신시에 PVA 필름을 파단시키지 않고 연신할 수 있다. 여기서, 본 발명에 있어서 비수용성이란, 이하의 ＜1＞ ∼ ＜4＞ 의 순서로 PVA 필름을 30 ℃ 의 물 (탈이온수) 에 침지했을 경우에, PVA 필름이 완전히 용해되지 않고 일부라도 용해되지 않고 남는 것을 말한다.

＜1＞ PVA 필름을 20 ℃ - 65 ％ RH 로 조정한 항온항습기 내에, 16 시간 이상 두어 조습한다.

＜2＞ 조습한 PVA 필름으로부터, 길이 40 ㎜ × 폭 35 ㎜ 의 장방형의 샘플을 잘라낸 후, 길이 35 ㎜ × 폭 23 ㎜ 의 장방형의 창 (구멍) 이 개구된 50 ㎜ × 50 ㎜ 의 플라스틱판 2 장의 사이에, 샘플의 길이 방향이 창의 길이 방향과 평행하고 또한 샘플이 창의 폭방향의 거의 중앙에 위치하도록 끼워 넣고 고정시킨다.

＜3＞ 500 mL 의 비커에 300 mL 의 탈이온수를 넣고, 회전수 280 rpm 으로 3 ㎝ 길이의 바를 구비한 마그네틱 스터러로 교반하면서, 수온을 30 ℃ 로 조정한다.

＜4＞ 상기 ＜2＞ 에 있어서 플라스틱판에 고정한 샘플을, 회전하는 마그네틱 스터러의 바에 접촉시키지 않도록 주의하면서, 비커 내의 탈이온수에 1000 초간 침지한다.

(형상)

본 발명에 있어서, PVA 필름의 두께는 10 ㎛ 이상인 것이 바람직하고, 15 ㎛ 이상인 것이 바람직하고, 18 ㎛ 이상인 것이 보다 바람직하고, 20 ㎛ 이상인 것이 더욱 바람직하다. 또, PVA 필름의 두께는 40 ㎛ 이하인 것이 바람직하고, 38 ㎛ 이하인 것이 보다 바람직하고, 36 ㎛ 이하인 것이 더욱 바람직하고, 34 ㎛ 이하인 것이 특히 바람직하고, 32 ㎛ 이하인 것이 보다 더 바람직하다. 두께가 상기 범위 내임으로써 편광 필름 등의 광학 필름을 제조할 때의 1 축 연신에 있어서, 연신 파단의 발생을 억제할 수 있다. 또한,「두께」란, 임의의 5 점에서 측정한 두께의 평균치를 말한다.

본 발명에 있어서, PVA 필름의 TD 방향의 길이는 1.5 m 이상인 것이 바람직하고, 3 m 이상인 것이 보다 바람직하다. 최근, 액정 텔레비전이나 액정 모니터의 대화면화가 진행되고 있는 점에서, PVA 필름의 TD 방향의 길이를 1.5 m 이상으로 해 두면, 이들을 최종 제품으로 하는 용도에 바람직하다. 한편, PVA 필름의 TD 방향의 길이는 7 m 이하인 것이 바람직하고, 6 m 이하인 것이 보다 바람직하다. TD 방향의 길이를 7 m 이하로 함으로써, 실용화되어 있는 장치로 광학 필름을 제조하는 경우에, 효율적으로 1 축 연신 처리를 실시하거나 할 수 있다.

본 발명의 PVA 필름의 형상은 특별히 제한되지 않지만, 보다 균일한 PVA 필름을 연속하여 원활하게 제조할 수 있는 점이나, 광학 필름 등을 제조할 때에 연속하여 사용하는 점 등에서, 장척의 필름인 것이 바람직하다. 장척의 필름의 길이 (흐름 방향의 길이) 는 특별히 제한되지 않고, 적절히 설정할 수 있다. 필름의 길이는, 3,000 m 이상인 것이 바람직하고, 5,000 m 이상인 것이 보다 바람직하다. 한편, 필름의 길이는, 30,000 m 이하인 것이 바람직하다. 장척의 필름은 코어에 권취하거나 하여 필름 롤로 하는 것이 바람직하다.

(용도)

본 발명의 PVA 필름은, 광학 필름을 제조할 때의 원단 필름으로서 사용된다. 본 발명의 광학 필름으로는, 편광 필름, 시야각 향상 필름, 위상차 필름, 휘도 향상 필름 등이 예시되지만, 편광 필름에 바람직하게 사용할 수 있다.

＜PVA 필름의 제조 방법＞

본 발명의 PVA 필름의 제조 방법은, 특별히 제한되지 않고, 예를 들어, 다음과 같은 임의의 방법을 채용할 수 있다. 이러한 방법으로는, PVA 에 용매, 첨가제 등을 첨가하여 균일화시킨 제막 원액을, 유연 제막법, 습식 제막법 (빈용매 중에 토출하는 방법), 건습식 제막법, 겔 제막법 (제막 원액을 일단 냉각 겔화한 후, 용매를 추출 제거하는 방법), 혹은 이들의 조합에 의해 제막하는 방법이나, 압출기 등을 사용하여 얻어진 제막 원액을 T 다이 등으로부터 압출함으로써 제막하는 용융 압출 제막법이나 인플레이션 성형법 등을 들 수 있다. 이들 중에서도, PVA 필름의 제조 방법으로는, 유연 제막법 및 용융 압출 제막법이 바람직하다. 이들 방법을 사용하면, 균질한 PVA 필름을 양호한 생산성으로 얻을 수 있다. 이하, PVA 필름을 유연 제막법 또는 용융 압출 제막법을 이용하여 제조하는 경우에 대해 설명한다.

본 발명의 PVA 필름을 유연 제막법 또는 용융 압출 제막법을 이용하여 제조하는 경우, 먼저, PVA 와, 용매와, 필요에 따라 가소제 등의 첨가제를 함유하는 제막 원액을 준비한다. 다음으로, 이 제막 원액을, 금속 롤이나 금속 벨트 등의 회전하는 지지체 상에 막 형상으로 유연 (공급) 한다. 이로써, 지지체 상에 제막 원액의 액상 피막을 형성한다. 액상 피막은, 지지체 상에서 가열되어 용매가 제거됨으로써, 고화되어 필름화된다. 액상 피막을 가열하는 방법은, 지지체 자체를 열매 등에 의해 고온화하는 방법이나, 액상 피막의 지지체에 접촉하고 있는 면의 반대면에 열풍을 분사하는 방법 등이 예시된다. 고화된 장척의 필름 (PVA 필름) 은, 지지체로부터 박리되고, 필요에 따라서 건조 롤, 건조로 등에 의해 건조되고, 추가로 필요에 따라 열처리되어, 롤상으로 권취된다.

통상, PVA 필름의 건조는, 지지체나 건조 롤 등에 접촉하지 않은, 해방된 필름 표면으로부터 휘발분이 휘발되어 감으로써 진행된다. 실리콘형 계면 활성제는 휘발하는 물과 함께 표면으로 이동하는 점에서, 건조 도중의 공정에서는, 그때그때의 온도, 드로우의 조건이 정의 규소 프래그먼트 이온의 검출 강도에 영향을 미친다. 이 정의 규소 프래그먼트 이온의 검출 강도는, 실리콘형 계면 활성제의 함유량, PVA 함수 칩 또는 제막 원액의 휘발분율, PVA 를 용융 혼련할 때의 압출기의 스크루의 회전수, 제막 원액을 유연시키는 지지체의 표면 온도, PVA 필름과 지지체의 접촉 시간, PVA 필름에 분사하는 열풍의 온도, 및, 건조 롤 또는 건조로의 온도 등을 조정함으로써 조정할 수 있다.

제막 원액의 휘발분율 (제막시 등에 휘발이나 증발에 의해 제거되는 용매 등의 휘발성 성분의 농도) 은, 50 ∼ 80 질량％ 의 범위에 있는 것이 바람직하다. 휘발분율이 상기 범위이면, 제막 원액의 점도를 바람직한 범위로 조정할 수 있기 때문에, 지지체 상에 유연된 액상 피막의 제막성이 향상됨과 함께, 균일한 두께를 갖는 PVA 필름을 얻기 쉬워진다. 제막 원액은, 필요에 따라 이색성 염료를 함유하고 있어도 된다. 또, 제막 원액의 휘발분율은, 하기 식에 의해 구한 값을 말한다.

제막 원액의 휘발분율 (질량％) =｛(Wa - Wb)/Wa｝× 100

상기 식 중, Wa 는, 제막 원액의 질량 (g) 을 나타내고, Wb 는, Wa (g) 의 제막 원액을 105 ℃ 의 전열 건조기 중에서 16 시간 건조시킨 후의 질량 (g) 을 나타낸다.

제막 원액의 조정 방법으로는, 특별히 제한되지 않고, 예를 들어, PVA 와, 가소제, 계면 활성제 등의 첨가제를 용해 탱크 등으로 용매 중에 용해시키는 방법이나, 1 축 압출기 또는 2 축 압출기를 사용하여 함수 상태의 PVA 를, 가소제, 계면 활성제 등의 첨가제와 함께 용융 혼련하는 방법 등을 들 수 있다.

제막 원액은, 일반적으로 T 다이 등의 다이의 다이 립을 통과하여, 금속 롤이나 금속 벨트 등의 지지체 상에 막 형상으로 유연된다. 지지체 상에서는, 유연된 필름 형상의 원액의 지지체에 접촉하고 있지 않은 면 (이하, 프리면이라고 칭하는 경우가 있다) 으로부터 용매가 휘발되어 가고, 한편, 지지체에 접촉하고 있는 면 (이하, 터치면이라고 칭하는 경우가 있다) 으로부터는 실질적으로 휘발되지 않기 때문에, 필름의 두께 방향에 대하여, 프리면측의 용매 농도가 낮고, 터치면측의 용매 농도가 높다는 분포가 생긴다. 따라서, PVA 의 고화도 프리면에서부터 먼저 진행된다.

PVA 의 고화와 병행하여 PVA 의 결정화도 진행된다. PVA 의 결정화는, 용매 농도가 지나치게 높아도 지나치게 낮아도 진행되기 어렵고, PVA 분자의 1 차 구조에 따라서도 다르지만, 유연된 제막 원액의 휘발분율이 20 ∼ 60 질량％ 의 범위에 있을 때에 진행되기 쉽다. 또한, PVA 의 결정화의 속도는 온도가 높을수록 빨라지지만, 온도가 높을수록 용매의 휘발 속도도 빨라진다.

＜광학 필름의 제조 방법＞

본 발명의 PVA 필름은, 광학 필름을 제조할 때의 원단 필름으로서 사용할 수 있다. 광학 필름으로는, 편광 필름, 시야각 향상 필름, 위상차 필름, 휘도 향상 필름 등이 예시되지만, 편광 필름인 것이 바람직하다. 이하에서는, 광학 필름의 제조 방법의 일례로서 편광 필름의 제조 방법을 들어 구체적으로 설명한다.

본 발명의 편광 필름은, 본 발명의 PVA 필름으로부터 제조할 수 있다. 본 발명의 PVA 필름을 사용함으로써, 편광 필름을 제조할 때의 1 축 연신에 있어서 연신 파단이 발생하기 어려워지기 때문에, 그 결과, 수율 좋게 편광 필름을 제조할 수 있다. 편광 필름은, 통상, PVA 필름을 원단 필름으로서 사용하여, 팽윤 공정, 염색 공정, 가교 공정, 연신 공정, 고정 처리 공정 등의 처리 공정을 거쳐 제조할 수 있다. 각 공정에 사용하는 처리액의 구체예로는, 팽윤 처리에 사용되는 팽윤 처리액, 염색 처리에 사용되는 염색 처리액 (염색액), 가교 처리에 사용되는 가교 처리액, 연신 처리에 사용되는 연신 처리액, 고정 처리에 사용되는 고정 처리액 및 세정 처리에 사용되는 세정 처리액 (세정액) 등을 들 수 있다.

편광 필름을 제조하기 위한 제조 방법에 있어서 채용할 수 있는 각 처리 공정에 대해, 이하에 상세하게 설명한다. 또한, 편광 필름의 제조 방법에 있어서, 이하의 각 처리의 하나 또는 둘 이상을 생략해도 되고, 동일한 처리를 복수회 실시해도 되고, 별도의 처리를 동시에 실시해도 된다.

(팽윤 처리 전의 세정 처리)

PVA 필름에 팽윤 처리를 실시하기 전에, PVA 필름에 세정 처리를 실시하는 것이 바람직하다. 이러한 팽윤 처리 전의 세정 처리에 의해 PVA 필름에 부착되어 있는 블로킹 방지제 등을 제거할 수 있어, 편광 필름의 제조 공정에서의 각 처리액이 블로킹 방지제 등에 의해 오염되는 것을 방지할 수 있다. 세정 처리는, PVA 필름을 세정 처리액에 침지시킴으로써 실시하는 것이 바람직하지만, 세정 처리액을 PVA 필름에 대하여 분사함으로써 실시할 수도 있다. 세정 처리액으로는, 예를 들어 물을 사용할 수 있다. 세정 처리액의 온도는 20 ℃ 이상인 것이 바람직하다. 세정 처리액의 온도가 20 ℃ 이상임으로써, PVA 필름에 부착되어 있는 블로킹 방지제 등의 제거를 실시하기 쉬워진다. 또, 세정 처리액의 온도는 40 ℃ 이하인 것이 바람직하다. 세정 처리액의 온도가 40 ℃ 이하임으로써, PVA 필름의 표면의 일부가 용해되어 필름끼리가 교착되어 취급성이 저하되는 것을 방지할 수 있다.

(팽윤 처리)

팽윤 처리는, PVA 필름을 물 등의 팽윤 처리액에 침지시킴으로써 실시할 수 있다. 팽윤 처리액의 온도는, 20 ℃ 이상인 것이 바람직하고, 40 ℃ 이하인 것이 바람직하다. 또한, 팽윤 처리액으로서 사용되는 물은 순수로 한정되지 않고, 붕소 함유 화합물 등의 각종 성분이 용해된 수용액이어도 되고, 물과 수성 매체의 혼합물이어도 된다. 붕소 함유 화합물의 종류는 특별히 한정되지 않지만, 취급성의 관점에서 붕산 또는 붕사가 바람직하다. 팽윤 처리액이 붕소 함유 화합물을 포함하는 경우, PVA 필름의 연신성을 향상시키는 관점에서, 그 농도는 6 질량％ 이하인 것이 바람직하다.

(염색 처리)

염색 처리는 이색성 색소로서 요오드계 색소를 사용하여 실시하는 것이 좋고, 염색의 시기로는, 연신 처리 전, 연신 처리시, 연신 처리 후의 어느 단계여도 된다. 염색 처리는, 염색 처리액으로서 요오드-요오드화칼륨을 함유하는 용액 (바람직하게는 수용액) 을 사용하여, 염색 처리액에 PVA 필름을 침지시킴으로써 실시하는 것이 바람직하다. 염색 처리액에 있어서의 요오드의 농도는 0.005 ∼ 0.2 질량％ 의 범위 내인 것이 바람직하고, 요오드화칼륨/요오드 (질량) 는 20 ∼ 100 의 범위 내인 것이 바람직하다. 염색 처리액의 온도는 20 ℃ 이상인 것이 바람직하고, 50 ℃ 이하인 것이 바람직하다. 염색 처리액에는, 붕산 등의 붕소 함유 화합물이 가교제로서 함유되어 있어도 된다. 또한, 원단 필름으로서 사용하는 PVA 필름에 미리 이색성 색소를 함유시켜 두면, 염색 처리를 생략할 수 있다. 또, 원단 필름으로서 사용하는 PVA 필름에 미리 붕산, 붕사 등의 붕소 함유 화합물을 함유시켜 둘 수도 있다.

(가교 처리)

편광 필름의 제조에 있어서, PVA 필름에 대한 이색성 색소의 흡착을 강고하게 하는 등의 목적을 위해서, 염색 처리 후에 가교 처리를 실시하는 것이 바람직하다. 가교 처리는, 가교 처리액으로서 가교제를 함유하는 용액 (바람직하게는 수용액) 을 사용하여, 가교 처리액에 PVA 필름을 침지시킴으로써 실시할 수 있다. 가교제로는, 붕산, 붕사 등의 붕소 함유 화합물의 1 종 또는 2 종 이상을 사용할 수 있다. 가교 처리액에 있어서의 가교제의 농도는, 너무 지나치게 높으면 가교 반응이 지나치게 진행되어 그 후에 실시하는 연신 처리에서 충분한 연신을 실시하는 것이 곤란해지는 경향이 있고, 또, 너무 지나치게 적으면 가교 처리의 효과가 저감되는 경향이 있다. 가교 처리액에 있어서의 가교제의 농도는, 1 질량％ 이상인 것이 바람직하고, 1.5 질량％ 이상인 것이 보다 바람직하고, 6 질량％ 이하인 것이 바람직하다.

염색 처리 후의 PVA 필름으로부터 이색성 색소가 용출되는 것을 억제하기 위해, 가교 처리액에는, 요오드화칼륨 등의 요오드 함유 화합물을 함유시켜도 된다. 가교 처리액에 있어서의 요오드 함유 화합물의 농도는, 너무 지나치게 높으면 이유는 불분명하지만 얻어지는 편광 필름의 내열성이 저하되는 경향이 있다. 또한, 가교 처리액에 있어서의 요오드 함유 화합물의 농도가, 너무 지나치게 낮으면, 이색성 색소의 용출을 억제하는 효과가 저감되는 경향이 있다. 가교 처리액에 있어서의 요오드 함유 화합물의 농도는, 1 질량％ 이상인 것이 바람직하고, 6 질량％ 이하인 것이 바람직하다.

가교 처리액의 온도는, 너무 지나치게 높으면 이색성 색소가 용출되어 얻어지는 편광 필름에 염색 불균일이 발생하기 쉬워지는 경향이 있고, 또, 너무 지나치게 낮으면 가교 처리의 효과가 저감되는 경우가 있다. 가교 처리액의 온도는, 20 ℃ 이상인 것이 바람직하고, 45 ℃ 이하인 것이 바람직하다.

후술하는 연신 처리와는 별도로, 상기 서술한 각 처리중이나 처리간에 있어서, PVA 필름을 연신해도 된다. 이와 같은 연신 (전연신) 을 함으로써, PVA 필름의 표면에 주름이 발생하는 것을 방지할 수 있다. 전연신의 총연신 배율 (각 처리에 있어서의 연신 배율을 곱한 배율) 은, 얻어지는 편광 필름의 편광 성능 등의 관점에서, 연신 전의 원단의 PVA 필름의 원길이에 기초하여, 4 배 이하인 것이 바람직하다. 전연신의 총연신 배율은, 얻어지는 편광 필름의 편광 성능 등의 관점에서, 연신 전의 원단의 PVA 필름의 원길이에 기초하여, 1.5 배 이상인 것이 보다 바람직하다. 팽윤 처리에 있어서의 연신 배율은, PVA 필름의 원길이에 기초하여, 1.1 배 이상인 것이 바람직하다. 팽윤 처리에 있어서의 연신 배율은, PVA 필름의 원길이에 기초하여, 3 배 이하인 것이 바람직하다. 염색 처리에 있어서의 연신 배율은, PVA 필름의 원길이에 기초하여, 2 배 이하인 것이 바람직하다. 염색 처리에 있어서의 연신 배율은, PVA 필름의 원길이에 기초하여, 1.1 배 이상인 것이 더욱 바람직하다. 가교 처리에 있어서의 연신 배율은, PVA 필름의 원길이에 기초하여, 2 배 이하인 것이 바람직하다. 가교 처리에 있어서의 연신 배율은, PVA 필름의 원길이에 기초하여, 1.05 배 이상인 것이 더욱 바람직하다.

(연신 처리)

연신 처리는, 습식 연신법 또는 건식 연신법 중 어느 방법으로 실시해도 된다. 습식 연신법의 경우에는, 연신 처리액으로서 붕산 등의 붕소 함유 화합물을 함유하는 용액 (바람직하게는 수용액) 을 사용하여, 연신 처리액 중에서 실시할 수도 있고, 염색 처리액 중이나 후술하는 고정 처리액 중에서 실시할 수도 있다. 또한 건식 연신법의 경우에는, 흡수 후의 PVA 필름을 사용하여 공기 중에서 실시할 수 있다. 이들 중에서도, 습식 연신법이 바람직하고, 붕산을 포함하는 수용액 중에서 1 축 연신하는 것이 보다 바람직하다. 연신 처리액이 붕소 함유 화합물을 함유하는 경우, 연신 처리액에 있어서의 붕소 함유 화합물의 농도는, PVA 필름의 연신성을 향상시킬 수 있는 점에서, 1.5 질량％ 이상인 것이 바람직하다. 연신 처리액에 있어서의 붕소 함유 화합물의 농도는, PVA 필름의 연신성을 향상시킬 수 있는 점에서, 7 질량％ 이하인 것이 바람직하다.

연신 처리액에는, 요오드화칼륨 등의 요오드 함유 화합물을 함유시키는 것이 바람직하다. 연신 처리액에 있어서의 요오드 함유 화합물의 농도가 너무 지나치게 높으면, 얻어지는 편광 필름의 색상이 푸른 색이 강한 것이 되는 경향이 있고, 또, 연신 처리액에 있어서의 요오드 함유 화합물의 농도가 너무 지나치게 낮으면, 이유는 불분명하지만 얻어지는 편광 필름의 내열성이 저하되는 경향이 있다. 연신 처리액에 있어서의 요오드 함유 화합물의 농도는, 2 질량％ 이상인 것이 바람직하다. 연신 처리액에 있어서의 요오드 함유 화합물의 농도는, 8 질량％ 이하인 것이 바람직하다.

연신 처리액의 온도는, 너무 지나치게 높으면 PVA 필름이 녹아 부드러워져 파단되기 쉬워지는 경향이 있고, 또, 너무 지나치게 낮으면 연신성이 저하되는 경향이 있다. 연신 처리액의 온도는, 50 ℃ 이상인 것이 바람직하고, 67.5 ℃ 이하인 것이 바람직하다. 또한, 연신 처리를 건식 연신법으로 실시하는 경우의 연신 온도의 바람직한 범위도 상기한 바와 같다.

연신 처리에 있어서의 연신 배율은, 높은 편이 보다 우수한 편광 성능을 갖는 편광 필름이 얻어지는 점 등에서, 1.2 배 이상인 것이 바람직하고, 1.5 배 이상인 것이 보다 바람직하고, 2 배 이상인 것이 더욱 바람직하다. 또한, 상기한 전연신의 연신 배율도 포함한 총연신 배율 (각 공정에 있어서의 연신 배율을 곱한 배율) 은, 연신 전의 원료의 PVA 필름의 원길이에 기초하여, 얻어지는 편광 필름의 편광 성능의 점에서, 5.5 배 이상인 것이 바람직하고, 5.7 배 이상인 것이 보다 바람직하고, 5.9 배 이상인 것이 더욱 바람직하다. 연신 배율의 상한은 특별히 제한되지 않지만, 지나치게 높으면 연신 파단이 발생하기 쉬워지는 점에서 8 배 이하인 것이 바람직하다.

연신 처리를 1 축 연신으로 실시하는 방법에 특별히 제한은 없고, 장척 방향으로의 1 축 연신이나 폭 방향으로의 횡 1 축 연신을 채용할 수 있다. 편광 필름을 제조하는 경우에, 편광 성능이 우수한 것이 얻어지는 점에서는, 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.

연신 처리를 1 축 연신으로 실시할 때의 최대 연신 속도 (％/min) 에 특별히 제한은 없지만, 200 ％/min 이상인 것이 바람직하고, 300 ％/min 이상인 것이 보다 바람직하고, 400 ％/min 이상이 더욱 바람직하다. 여기서, 최대 연신 속도란, 3 개 이상의 주속이 상이한 롤을 사용하여 2 단계 이상의 단계로 나누어 PVA 필름의 연신 처리를 실시하는 경우에 있어서, 그 단계 중에서 가장 빠른 연신 속도를 말한다. 또한, PVA 필름의 연신 처리를 2 단계 이상으로 나누지 않고 1 단계로 실시하는 경우에는, 그 단계에 있어서의 연신 속도가 최대 연신 속도가 된다. 또, 연신 속도란, 단위시간 당의, 연신 전의 PVA 필름의 길이에 대해 연신에 의해 증가한 PVA 필름의 길이의 증가분을 말한다. 예를 들어, 연신 속도 100 ％/min 란, 연신 전의 길이로부터 1 분간에 2 배의 길이로 PVA 필름을 변형시킬 때의 속도이다. 최대 연신 속도가 커질수록, PVA 필름의 연신 처리 (1 축 연신) 를 고속으로 실시할 수 있고, 그 결과, 편광 필름의 생산성이 향상되는 점에서 바람직하다. 한편, 최대 연신 속도가 지나치게 커지면, PVA 필름의 연신 처리 (1 축 연신) 에 있어서 PVA 필름에 국소적으로 과대한 장력이 가해지는 경우가 있어, 연신 파단이 발생하기 쉬워진다. 이와 같은 관점에서, 최대 연신 속도는 900 ％/min 를 넘지 않는 것이 바람직하다.

(고정 처리)

편광 필름의 제조에 있어서는, PVA 필름에 대한 이색성 색소의 흡착을 강고하게 하기 위해서 고정 처리를 실시하는 것이 바람직하다. 고정 처리는, 고정 처리액으로서 붕산, 붕사 등의 붕소 함유 화합물의 1 종 또는 2 종 이상을 포함하는 용액 (바람직하게는 수용액) 을 사용하고, 고정 처리액에 PVA 필름 (바람직하게는 연신 처리 후의 PVA 필름) 을 침지시킴으로써 실시할 수 있다. 또 필요에 따라, 고정 처리액에는 요오드 함유 화합물이나 금속 화합물을 함유시켜도 된다. 고정 처리액에 있어서의 붕소 함유 화합물의 농도는, 2 질량％ 이상인 것이 바람직하다. 고정 처리액에 있어서의 붕소 함유 화합물의 농도는, 15 질량％ 이하인 것이 바람직하다. 고정 처리액의 온도는, 15 ℃ 이상인 것이 바람직하다. 고정 처리액의 온도는, 60 ℃ 이하인 것이 바람직하다.

(염색 처리 후의 세정 처리)

염색 처리 후, 바람직하게는 연신 처리 후의 PVA 필름에 대해 세정 처리를 실시하는 것이 바람직하다. 세정 처리는, PVA 필름을 세정 처리액에 침지시킴으로써 실시하는 것이 바람직하지만, 세정 처리액을 PVA 필름에 대해 분사함으로써 실시할 수도 있다. 세정 처리액으로는, 예를 들어 물을 사용할 수 있다. 물은 순수로 한정되지 않고, 예를 들어 요오드화칼륨 등의 요오드 함유 화합물을 함유하고 있어도 된다. 또한, 세정 처리액은 붕소 함유 화합물을 함유하고 있어도 되지만, 그 경우, 붕소 함유 화합물의 농도는 2.0 질량％ 이하인 것이 바람직하다.

세정 처리액의 온도는 5 ∼ 40 ℃ 의 범위 내인 것이 바람직하다. 온도가 5 ℃ 이상임으로써 수분의 동결에 의한 PVA 필름의 파단을 억제할 수 있다. 또, 온도가 40 ℃ 이하임으로써, 얻어지는 편광 필름의 광학 특성이 향상된다. 세정 처리액의 온도는, 5 ℃ 이상인 것이 바람직하다. 또, 세정 처리액의 온도는, 40 ℃ 이하인 것이 바람직하다.

편광 필름을 제조할 때의 구체적인 방법으로는, PVA 필름에 대해 염색 처리, 연신 처리, 그리고, 가교 처리 및/또는 고정 처리를 실시하는 방법을 들 수 있다. 바람직한 일례로는, PVA 필름에 대해, 팽윤 처리, 염색 처리, 가교 처리, 연신 처리 (특히 1 축 연신 처리), 세정 처리를 이 순서로 실시하는 방법을 들 수 있다. 또, 연신 처리는, 상기보다 전의 어느 처리 공정에서 실시해도 되고, 2 단 이상의 다단으로 실시해도 된다.

상기와 같은 각 처리를 거친 후의 PVA 필름에 건조 처리를 실시함으로써, 편광 필름을 얻을 수 있다. 건조 처리의 방법에 특별히 제한은 없고, 예를 들어, 필름을 가열 롤에 접촉시키는 접촉식의 방법, 열풍 건조기 중에서 건조시키는 방법, 필름을 부유시키면서 열풍에 의해 건조시키는 플로팅식의 방법 등을 들 수 있다.

＜편광판＞

본 발명의 편광 필름은, 기계적 강도를 보완하기 위해, 적어도 편면에 보호 필름을 첩부하여 제조된다. 본 발명의 편광 필름은, 통상은, 그 양면 또는 편면에, 광학적으로 투명하고 또한 기계적 강도를 갖는 보호 필름을 첩합하여 편광판으로 하여 사용되는 것이 바람직하다. 보호 필름으로는, 삼아세트산셀룰로오스 (TAC) 필름, 시클로올레핀 폴리머 (COP) 필름, 아세트산·부티르산셀룰로오스 (CAB) 필름, 아크릴계 필름, 폴리에스테르계 필름 등이 사용된다. 또한, 첩합을 위한 접착제로는, PVA 계 접착제나 우레탄계 접착제 등을 들 수 있지만, PVA 계 접착제가 바람직하다.

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

실시예

이하에 본 발명을 실시예 등에 의해 구체적으로 설명하지만, 본 발명은, 이하의 실시예에 의해 전혀 한정되지 않는다.

＜TOF-SIMS 에 의한 정이온 분석＞

이하의 실시예 또는 비교예에서 얻어진 PVA 필름 롤을 조출하여, 두께 30 ㎛, 폭 (TD 방향의 길이) 1.65 m, 길이 (MD 방향의 길이) 1 m 의 PVA 필름을 잘라냈다. 이 PVA 필름의 폭방향 (TD 방향) 과 평행한 직선 상의 점이며, TD 방향에 있어서 PVA 필름을 6 등분하는 5 점에 대해, TOF-SIMS 에 의한 정이온 분석을 실시하였다. 구체적으로는, 도 3 에 나타내는 바와 같이, PVA 필름의 MD 방향의 중앙을 지나 TD 방향과 평행한 직선에 있어서, PVA 필름의 일방의 단부로부터 0.275 m, 0.55 m, 0.825 m, 1.1 m, 1.375 m 의 위치 (점 P₁, P₂, P₃, P₄ 및 P₅) 의 각각에 있어서 PVA 필름을 5 ㎜ × 5 ㎜ 의 사이즈로 재단하여, 측정 시료로 하였다. 이 측정 시료를 각각, 도전성의 양면 테이프를 개재하여 TOF-SIMS 측정 장치의 받침대에 세트하고, 하기 측정 조건에서 TOF-SIMS 에 의한 정이온 분석을 실시하였다.

＜측정 조건＞

측정 장치 : TOF-SIMS 5 (ION-TOF 사 제조)

해석 소프트 : Surface Lab 6 (ION-TOF 사 제조)

1 차 이온원 : Bi₃ ^＋＋

측정 전류 : 0.2 pA at 25 keV (10 kHz)

측정 범위 : 200 ㎛ × 200 ㎛

측정 픽셀수 : 128 Pix × 128 Pix

대전 중화 조건 : 중화 전자총 사용 없음

카운트수의 계측 : 검출기에 의해 보완되는 프래그먼트수 (검출기 강도)

＜정의 규소 프래그먼트 이온의 검출 강도의 측정 방법＞

상기 5 개의 측정 시료의 각각에 대해, TOF-SIMS 에 의한 정이온 분석을 실시하고, 검출되는 전체 프래그먼트 이온의 카운트수로 정의 규소 프래그먼트 이온의 카운트수를 나눔으로써, 정의 규소 프래그먼트 이온의 검출 강도를 구하고, 이들 검출 강도의 평균치를 산출하였다. 또, 이들 검출 강도의 최대치와 최소치의 차를 산출하였다.

＜PVA 필름의 두께 측정＞

이하의 실시예 또는 비교예에서 얻어진 PVA 필름 롤을 조출하여, 두께 30 ㎛, 폭 (TD 방향의 길이) 1.65 m, 길이 (MD 방향의 길이) 1.5 m 의 PVA 필름을 잘라냈다. 이 PVA 필름의 폭방향 (TD 방향) 과 평행한 직선 상의 점이며, TD 방향에 있어서 PVA 필름을 6 등분하는 5 점을 지나는, MD 방향과 평행한 직선 상의 점에 대해, PVA 필름의 두께의 변동 계수를 구하였다. 구체적으로는, 도 4 에 나타내는 바와 같이, PVA 필름의 MD 방향의 중앙을 지나 TD 방향과 평행한 직선 A 에 있어서, PVA 필름의 일방의 단부로부터 0.275 m, 0.55 m, 0.825 m, 1.1 m, 1.375 m 의 위치 (점 P₁, P₂, P₃, P₄ 및 P₅) 를 지나도록, MD 방향과 평행한 길이 1.2 m 의 직선 B (각각, 직선 B₁, B₂, B₃, B₄ 및 B₅) 를 형성하고, 각 직선 B 상의 복수의 점에 있어서 PVA 필름의 두께를 측정하였다. 이 때, PVA 필름의 두께는 0.5 ㎜ 간격으로 측정하고, 측정 장치로는 접촉식 두께계「연속 두께 측정기 필름 테스터 S2246」 (주식회사 후지 워크사 제조) 을 사용하였다. 또, 도 4 에 나타내는 바와 같이, MD 방향과 평행한 길이 1.2 m 의 직선은, 그 각 중점이, 폭방향 (TD 방향) 에 있어서 PVA 필름을 6 등분하는 5 점과 일치하도록 형성했다. 이와 같이 하여, MD 방향과 평행한 길이 1.2 m 의 직선 각각에 있어서 PVA 필름의 두께를 측정하고, 얻어진 PVA 필름 두께의 평균치 및 표준 편차로부터, PVA 필름 두께의 변동 계수 (표준 편차/평균치) 를 구하였다. 그리고, MD 방향과 평행한 길이 1.2 m 의 직선 각각에 대해, PVA 필름의 두께의 변동 계수를 구하고, 이들 변동 계수의 평균치를 산출하였다.

＜PVA 필름의 팽윤도 측정＞

이하의 실시예 또는 비교예에서 얻어진 PVA 필름 롤을 조출하여, 두께 30 ㎛, 폭 (TD 방향의 길이) 1.65 m, 길이 (MD 방향의 길이) 1 m 의 PVA 필름을 잘라냈다. 이 PVA 필름으로부터 약 1.5 g 의 시험편을 잘라내어, 30 ℃ 의 증류수 1000 g 중에 침지하였다. 30 분간 침지 후에 시험편을 꺼내어, 여과지로 표면의 물을 빨아들인 후, 그 질량 (We) 을 측정하였다. 계속해서 시험편을, 열풍 건조기에 넣고, 105 ℃ 에서 16 시간 건조시킨 후, 그 질량 (Wf) 을 측정하였다. 얻어진 질량 We 및 Wf 로부터, 이하의 식에 의해, PVA 필름의 팽윤도를 구하였다.

팽윤도 (％) = (We/Wf) × 100

＜PVA 필름의 연신 파단성 평가＞

이하의 실시예 또는 비교예에서 얻어진 PVA 필름 롤로부터 PVA 필름을 조출하여, 이하의 공정에서 PVA 필름의 연신 파단성을 평가하였다. 먼저, PVA 필름을 온도 30 ℃ 의 물 (팽윤 처리액) 속에 1 분간 침지하면서, PVA 필름을 원래의 길이의 1.6 배까지 길이 방향으로 1 축 연신하였다. 이어서, PVA 필름을 온도 30 ℃ 의 요오드/요오드화칼륨 수용액 (염색 처리액) (요오드 0.053 질량％, 요오드화칼륨 5.3 질량％) 에 1 분간 침지하면서, PVA 필름을 원래의 길이의 2.7 배까지 길이 방향으로 1 축 연신 (2 단째 연신) 하였다. 이어서, PVA 필름을 온도 30 ℃ 의 붕산/요오드화칼륨 수용액 (붕산 3 질량％, 요오드화칼륨 3 질량％) (가교 처리액) 에 2 분간 침지하면서, PVA 필름을 원래의 길이의 3 배까지 길이 방향으로 1 축 연신 (3 단째 연신) 하였다. 이어서, PVA 필름을 온도 62 ℃ 의 붕산/요오드화칼륨 수용액 (가교 처리액) (붕산 4.5 질량％, 요오드화칼륨 6 질량％) 에 침지하면서, PVA 필름을 원래의 길이의 6 배까지 길이 방향으로 1 축 연신 (4 단째 연신) 하였다. 그리고, PVA 필름을 온도 30 ℃ 의 붕산/요오드화칼륨 수용액 (세정 처리액) (붕산 1.5 질량％, 요오드화칼륨을 3 질량％) 에 5 초간 침지한 후, 60 ℃ 의 건조기로 240 초간 건조시킴으로써, 두께 13 ㎛ 의 편광 필름을 연속적으로 제조하였다. 여기서, 1 축 연신은 1 조의 구동 기능이 있는 닙 롤 (재질은 NBR 고무) 의 회전 속도를 각각 조정함으로써 제어하였다. 본 시험에 있어서, PVA 필름의 파단 횟수가 60 분에 대해 0 회였던 경우에는 A, 1 회였던 경우에는 B, 2 회였던 경우에는 C, 3 회 이상이었던 경우에는 D 라고 평가하였다.

＜실시예 1＞

＜PVA 필름의 제조 및 평가＞

PVA (중합도 2400, 비누화도 99.9 몰％) 의 칩 100 질량부를 70 ℃ 의 증류수 2500 질량부에 24 시간 침지시킨 후, 원심 탈수를 실시하고, 휘발분율 70 질량％ 의 PVA 함수 칩을 얻었다. 당해 PVA 함수 칩 333 질량부 (건조 PVA 는 100 질량부) 에 대해, 가소제로서 글리세린 10 질량부, 실리콘형 계면 활성제로서 폴리디메틸실록산의 양말단에 폴리에테르 구조를 갖는 계면 활성제인「SN-wet126」 (산노푸코사 제조) 0.08 질량부를 혼합한 후, 얻어진 혼합물을 벤트가 부착된 2 축 압출기 (최고 온도 130 ℃, 압출기의 스크루 회전 속도는 20 rpm) 로 가열 용융하여 제막 원액으로 하였다. 이 제막 원액을 열교환기로 100 ℃ 로 냉각시킨 후, 180 ㎝ 폭의 코트 행거 다이로부터 표면 온도가 90 ℃ 인 지지체 상에 압출 제막하고, 나아가 열풍 건조 장치를 사용하여 PVA 필름의 지지체와의 비접촉면측에 114 ℃ 의 열풍을 분사하여 건조시켰다. PVA 필름과 지지체의 접촉 시간은 100 초로 하고, PVA 필름을 지지체로부터 박리시켰다. 이어서, 제막시의 넥인에 의해 두꺼워진 필름의 양단부를 잘라냄으로써, 두께 30 ㎛, 폭 (TD 방향의 길이) 1.65 m, 팽윤도 200 ％ 의 PVA 필름을 연속적으로 제조하였다. 당해 PVA 필름 중, 길이 (MD 방향의 길이) 4000 m 분을 원통상의 코어에 권취하여 PVA 필름 롤로 하였다. 얻어진 PVA 필름 롤을 사용하여, 상기 방법으로, 정의 규소 프래그먼트 이온의 검출 강도를 구하고, 이들 검출 강도의 평균치 및 최대치와 최소치의 차를 산출하였다. 또, 얻어진 PVA 필름 롤을 사용하여, 상기 방법으로, PVA 필름의 두께의 변동 계수의 평균치를 구하고, 또한 연신 파단성을 평가하였다. 결과를 표 1 에 나타낸다.

＜실시예 2 ∼ 4, 비교예 1 ∼ 4＞

PVA 필름의 제조 조건을 표 1 에 나타내는 바와 같이 변경한 것 이외에는 실시예 1 과 동일하게 하여, PVA 필름의 제조 및 평가를 실시하였다. 결과를 표 1 에 나타낸다.

표 1 에 나타내는 바와 같이, 실시예 1 ∼ 4 의 PVA 필름을 사용하여 편광 필름을 제조한 경우에는, 필름의 파단은 60 분에 대해 0 ∼ 2 회였다. 따라서, 실시예 1 ∼ 4 의 PVA 필름은, 연신시 (1 축 연신시) 의 파단이 억제된 것이라고 할 수 있다. 한편, 비교예 1 ∼ 4 의 PVA 필름을 사용하여 편광 필름을 제조한 경우에는, 필름의 파단이 60 분에 대해 3 회 이상이었다. 또한, 표 1 에는, PVA 필름의 지지체와의 접촉면측에 대해, 정의 규소 프래그먼트 이온의 검출 강도의 평균치 및 최대치와 최소치의 차, 두께의 변동 계수의 평균치의 평가 결과를 기재하고 있지만, PVA 필름의 지지체와의 비접촉면측에 대해서도 동일한 평가 결과가 되었다.

Claims

폴리비닐알코올 필름의 적어도 일방의 면에 있어서, 비행 시간형 2 차 이온 질량 분석에 의한 정이온 분석으로 얻어지는, 정의 규소 프래그먼트 이온의 검출 강도의 평균치가 0.001 ∼ 0.01 이며, 광학 필름 제조용의 원단 필름인 폴리비닐알코올 필름.
[정의 규소 프래그먼트 이온의 검출 강도의 평균치는, 폴리비닐알코올 필름의 TD 방향과 평행한 임의의 직선 상에 있고, TD 방향에 있어서 폴리비닐알코올 필름을 6 등분하는 5 점에 있어서의, 비행 시간형 2 차 이온 질량 분석계에 의한 정이온 분석으로 얻어지는 정의 규소 프래그먼트 이온의 검출 강도의 평균치이다.]
제 1 항에 있어서,
상기 TD 방향에 있어서 폴리비닐알코올 필름을 6 등분하는 5 점에 있어서의 정의 규소 프래그먼트 이온의 검출 강도의 최대치와 최소치의 차가 0.0005 ∼ 0.002 인, 폴리비닐알코올 필름.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
폴리비닐알코올 필름의 두께의 변동 계수의 평균치가 0.01 ∼ 0.03 인, 폴리비닐알코올 필름.
[두께의 변동 계수의 평균치는, 상기 TD 방향에 있어서 폴리비닐알코올 필름을 6 등분하는 5 점을 각각 지나고, 폴리비닐알코올 필름의 MD 방향과 평행한 길이 1.2 m 의 직선에 있어서의, 폴리비닐알코올 필름의 두께의 변동 계수의 평균치이다.]
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
30 ℃ 의 물에 30 분간 침지시켰을 때의 팽윤도가 180 ∼ 240 ％ 인, 폴리비닐알코올 필름.
제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 TD 방향의 길이가 1.5 m 이상인, 폴리비닐알코올 필름.
제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 MD 방향의 길이가 3,000 m 이상인, 폴리비닐알코올 필름.
제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
두께가 10 ∼ 40 ㎛ 인, 폴리비닐알코올 필름.
제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 기재된 폴리비닐알코올 필름으로부터 제조되는 편광 필름.
제 8 항에 기재된 편광 필름의 적어도 일방의 면에 보호 필름을 첩합한 편광판.