KR102536035B1

KR102536035B1 - 편광 필름을 제조하기 위한 방법 및 시스템

Info

Publication number: KR102536035B1
Application number: KR1020180107647A
Authority: KR
Inventors: 홍치 린; 치엔셩 쿠오; 웨이팅 쉬
Original assignee: 스미또모 가가꾸 가부시키가이샤
Priority date: 2017-09-13
Filing date: 2018-09-10
Publication date: 2023-05-23
Also published as: KR20200068012A; JP2019053294A; TW201915058A; JP7199882B2; CN107632335A; CN107632335B; TWI640556B

Abstract

본 발명은 편광 필름을 제조하기 위한 방법 및 시스템에 관한 것이다. 이 방법은 편광 필름 전구체를 제1 용액에 통과시키는 단계; 제1 용액과 접촉하는 전극군을 이용하여 제1 용액에 대해 석출 처리를 진행하여 제2 용액을 형성하는 단계; 제2 용액을 여과 처리하여 제3 용액을 형성하는 단계를 포함한다.

Description

편광 필름을 제조하기 위한 방법 및 시스템{METHOD AND SYSTEM FOR FORMING POLARIZER SHEET}

본 발명은 편광 필름을 제조하기 위한 방법 및 시스템에 관한 것으로, 특히 전극군을 이용하여 전기응집 석출을 진행하는 편광 필름을 제조하기 위한 방법 및 시스템에 관한 것이다.

편광 필름은 액정 디스플레이에 널리 사용되는 광학 소자이다. 최근, 예를 들어, 핸드폰, 웨어러블 장치 등 액정 디스플레이의 사용 범위가 넓어져, 편광 필름의 품질에 대한 요구도 점점 높아지고 있다.

편광판은 편광 필름을 포함하며, 편광 필름은 일반적으로 폴리비닐 알코올에 흡착 배향된 이색성 색소로 형성된다(예를 들어, 특허문헌 1). 통상, 편광 필름의 형성은 아래의 단계를 포함한다: 팽윤 처리, 염색 처리, 연신 처리, 가교 처리, 세정 처리 및 건조 처리. 여기서, 연신 처리에 의해 폴리비닐 알코올이 편광 작용을 갖게 된다.

일본 특허 공개 제2004-245925호 공보

본 발명의 목적은, 부스러기(屑體; 설체)의 부착이 없거나, 또는 부스러기의 부착이 적은 편광 필름을 제조할 수 있는 편광 필름의 제조 방법 및 시스템(장치)을 제공하는 데 있다.

본 발명은 편광 필름을 제조하기 위한 방법 및 시스템에 관한 것이다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 편광 필름 전구체를 제1 용액에 통과시키는 단계; 제1 용액과 접촉하는 전극군을 이용하여 제1 용액을 석출 처리하여 제2 용액을 형성하는 단계; 제2 용액을 여과 처리하여 제3 용액을 형성하는 단계를 포함하는 편광 필름 제조 방법을 제공한다.

본 발명의 다른 일 측면에 따르면, 처리조; 가이드 롤러; 전극군; 및 여과 장치를 포함하는 편광 필름 제조 시스템을 제공한다. 처리조는 용액을 포함한다. 가이드 롤러는 용액을 통해 편광 필름 전구체를 운반하는 데 사용된다. 전극군은 편광 필름 전구체가 통과한 후에 용액과 접촉한다. 여과 장치는 전극군과의 접촉 후에 용액을 여과하는 데 사용된다.

본 발명의 상기 및 기타 측면을 더 명확하게 이해하기 위해, 이하 실시예를 예로 들어, 도면을 참조하여 구체적으로 설명하기로 한다.

부스러기의 부착이 없거나, 또는 부스러기의 부착이 적은 편광 필름을 제조할 수 있는 편광 필름의 제조 방법 및 시스템(장치)을 제공할 수 있다.

도 1은 편광 필름을 제조하기 위한 시스템을 나타내는 도면이다.
도 2는 일 실시예의 개념에 따른 편광 필름을 제조하기 위한 시스템을 나타내는 도면이다.
도 3은 일 실시예의 개념에 따른 편광 필름을 제조하기 위한 시스템을 나타내는 도면이다.
도 4는 일 실시예의 개념에 따른 편광 필름을 제조하기 위한 시스템을 나타내는 도면이다.

편광 필름 제조 공정에서, 편광 필름 전구체는 연신 처리 후에 쉽게 파열될 수 있으며, 편광 필름 전구체가 약액 탱크를 통과할 때, 부스러기가 석출되어 약액 내에 분포되며, 일정 정도 누적되면, 편광 필름 표면에 결함이 발생하게 되므로, 이러한 현상의 발생을 방지하기 위해, 약액 내의 부스러기를 제거하여 약액의 청결도가 컨트롤 가능한 표준을 유지하도록 하는 것이 매우 중요하다.

이 개시 내용의 실시예는 편광 필름을 제조하는 방법 및 시스템을 제공한다. 이는 용액 내 부스러기가 편광 필름 전구체에 부착되어 제품 성질에 영향을 주는 가능성을 효율적으로 낮출 수 있다.

반드시 주의해야 할 점은, 본 개시는 모든 가능한 실시예를 개시하지 않았으며, 본 개시에서 제공되지 않은 기타 실시 형태도 적용될 수 있다는 것이다. 나아가, 도시된 크기 비례는 실제 제품 등의 비례에 따라 도시된 것은 아니다. 따라서, 명세서와 도시 내용은 실시예를 설명하기 위한 것일 뿐, 본 개시의 보호 범위를 한정하기 위한 것은 아니다. 또한, 실시예에서의 설명, 예를 들어, 세부 구조, 제조 과정과 재료 사용 등은 예를 들어 설명하기 위한 것일 뿐, 본 개시의 보호 범위를 한정하기 위한 것은 아니다. 실시예의 단계와 구조의 각 세부 사항에 대해서는 본 개시의 사상과 범위를 벗어나지 않는 상황에서 실제 제조 과정의 수요에 따라 변경과 수정을 할 수 있다. 이하에서는, 동일/유사한 부호로 동일/유사한 소자를 표시한 것에 대해 설명하기로 한다.

도 1은 편광 필름을 제조하기 위한 시스템을 도시하고 있다. 도 1에 도시된 시스템은 권출 롤러(102), 팽윤조(104), 염색조(106), 가교조(108), 세정조(110), 건조로(112) 및 권취 롤러(114)를 포함한다. 해당 처리조 및 처리 설비는 선택적으로 추가, 감소, 중복 배치 또는 기타 조정을 할 수 있다. 편광 필름 전구체(200)가 권출 롤러(102)로부터 펼쳐진 후, 가이드 롤러(120)의 안내와 전송에 의해 화살표 표시 방향대로 각각의 처리조 및 처리 설비를 차례로 통과한다. 이렇게 형성된 편광 필름(200')은 운송이 용이하도록 권취 롤러(114)에서 다시 귄취된다.

편광 필름 전구체(200)의 재료는 폴리비닐 알코올(polyvinyl alcohol, PVA) 또는 기타 적합한 재료를 포함한다. 예를 들어, 편광 필름 전구체(200)는 폴리비닐 알코올 필름일 수 있다. 폴리비닐 알코올은 폴리비닐 아세테이트를 비누화함으로써 형성될 수 있다. 일부 실시 방안에 따르면, 폴리비닐 아세테이트는 비닐 아세테이트의 단량체이거나, 비닐 아세테이트 및 기타 단량체의 공중합체일 수 있으며, 상기 기타 단량체는 불포화 카복실산류, 올레핀류, 불포화 설폰산류 또는 비닐 에테르류 등일 수 있다. 일부 실시예에 있어서, 폴리비닐 알코올은 개질을 통해, 예를 들어, 알데히드류 개질을 통한 폴리비닐 포르말(polyvinyl formal), 폴리비닐 아세탈 또는 폴리비닐 부티랄(polyvinyl butyral) 등이다. 일부 실시 방안에 있어서, 편광 필름 전구체(200)의 두께는 약 20 ㎛∼100 ㎛이다.

편광 필름 전구체(200)는 먼저 가이드 롤러(120)에 의해 팽윤조(104)로 안내되어 편광 필름 전구체(200)에 대해 팽윤 처리를 하도록 할 수 있다. 팽윤 처리는 편광 필름 전구체(200) 표면의 이물질 및 편광 필름 전구체(200) 내의 가소제를 제거할 수 있고, 후속 단계의 염색 처리 및 가교 처리의 진행에 도움이 된다.

일부 실시 방안에 따르면, 편광 필름 제조 시스템에서 편광 필름 전구체(200)에 대해 연신 처리를 실시할 수 있다. 연신 처리는 팽윤조(104) 및/또는 후속 단계의 염색조(106), 가교조(108)를 통과할 때 진행할 수 있다. 예를 들어, 팽윤조(104) 입구에 설치된 가이드 롤러(120)와 팽윤조(104) 출구에 설치된 가이드 롤러(120)에 원주 속도 차이가 존재하도록 하여, 단일축 연신 처리를 진행할 수 있다. 일부 실시 방안에 따르면, 팽윤 처리부터 가교 처리까지 편광 필름 전구체(200)에 누적된 연신 배율은 약 4.5 배∼8 배이다.

이어서, 편광 필름 전구체(200)는 가이드 롤러(120)에 의해 염색조(106)로 안내되어 편광 필름 전구체(200)에 대해 염색 처리를 진행하도록 한다. 염색조(106) 내의 조액(槽液)에는 염색제가 함유된다. 염색제는 이색성 색소를 사용하거나, 또는 기타 적절한 수용성 이색성 염료를 사용할 수 있다. 일부 실시 방안에 있어서, 염색제는 요오드와 요오드화칼륨을 포함한다. 예를 들어, 염색제는 0.003 중량부∼0.2 중량부의 요오드 및 3 중량부∼30 중량부의 요오드화칼륨을 포함하는 수용액일 수 있다. 일부 실시 방안에 있어서, 염색 처리 온도는 10℃∼50℃이고, 염색 처리 시간은 10 초∼600 초이다. 더 우수한 염색 처리 효과를 얻기 위해, 조액에 기타 첨가제, 예를 들어, 붕산을 포함할 수 있다.

이어서, 편광 필름 전구체(200)는 가이드 롤러(120)에 의해 가교조(108)로 안내되어 편광 필름 전구체(200)에 대해 가교 처리를 하도록 한다. 가교조(108) 내의 조액에는 가교제가 함유된다. 가교제는 붕산을 사용할 수 있다. 가교조(108) 내의 조액에는 광학 조절제를 더 함유할 수 있다. 광학 조절제의 농도를 변경함으로써 편광 필름 색상을 조절할 수 있다. 광학 조절제는 요오드화칼륨, 요오드화아연 또는 이들의 조합을 사용할 수 있다. 일부 실시 방안에 있어서, 가교 처리 온도는 10℃∼70℃이고, 가교 처리 시간은 1 초∼600 초일 수 있다. 일부 실시 방안에 있어서, 가교조(108)의 조액은 편광 필름 전구체(200)의 석출물, 예를 들어, 폴리비닐 알코올에 의한 석출물을 함유할 수 있다. 상기 석출물은 용해된 폴리비닐 알코올과 붕산이 작용하여 발생한 불용성 쇄설이다.

도 2는 일 실시예 개념에 따른 편광 필름 제조 시스템을 나타내는 도면이다.처리조(101)의 조액은 제1 용액(L1)이다. 편광 필름 전구체(200)가 처리조(101) 내의 제1 용액(L1)을 통과하도록 가이드 롤러(120)가 전송한다.

일 실시예에 있어서, 처리조(101)는 도 1에 도시된 염색조(106)이고, 이에 수용된 제1 용액(L1)은 편광 필름 전구체(200)를 염색하는 약액, 예를 들어, 해리된 요오드 이온을 함유하는 수용액이다. 다른 실시예에 있어서, 처리조(101)는 도 1에 도시된 가교조(108)이고, 이에 수용된 제1 용액(L1)은 붕산, 요오드화칼륨, 요오드화아연 또는 이들의 조합을 포함하는 용액이다.

실시예에 있어서, 제1 용액(L1)에는 제1 부스러기(P1)가 함유될 수 있다. 예를 들어, 제1 부스러기(P1)는 편광 필름 전구체(200)가 제1 용액(L1)을 통과할 때 발생한 원하지 않는 부스러기, 예를 들어, 편광 필름 전구체(200)의 탈락, 용출 또는 석출된 쇄설, 또는 기타 처리조(101) 내의 유기 이물질을 함유할 수 있다. 실시예에 있어서, 제1 용액(L1)에 분포된 제1 부스러기(P1)는 입경 범위가 10 ㎚∼1000 ㎚이다.

실시예에 있어서, 처리조(101)는 순환 시스템(37)과 연통될 수 있다. 순환 시스템(37)은 제1 통로(103), 석출조(105), 제2 통로(107), 여과 장치(109) 및 제3 통로(111)를 포함할 수 있다.

실시예에 있어서, 제1 부스러기(P1)는 순환 시스템(37)의 석출조(105)의 처리를 통해 크기가 커져 제2 부스러기(P2)로 형성되어, 여과 장치(109)를 통해 여과된다.

제1 통로(103)는 처리조(101)와 석출조(105) 사이에 연통되어, 처리조(101) 내의 제1 용액(L1)이 석출조(105)로 흐르는 경로를 제공하여 석출조(105)로 유입될 수 있다. 펌프(미도시)를 사용하여 제1 용액(L1)을 구동할 수 있다.

석출조(105) 내에는 전극군(E)이 설치되어 있다. 전극군(E)은 극성이 상반되는 제1 전극 소자(E1)와 제2 전극 소자(E2)를 포함하며, 예를 들어, 각각 플러스 전극과 마이너스 전극이다. 제1 전극 소자(E1)와 제2 전극 소자(E2)의 재질은 금속, 예를 들어, 철, 알루미늄, 니켈, 구리 등 적절한 전도성 재질을 포함하나 이에 한정되지 않는다. 제1 전극 소자(E1)와 제2 전극 소자(E2)는 용액에 침지될 수 있으며, 용액과 접촉되어 전압 또는 전류를 인가하는 방식으로 용액을 석출함으로써, 석출 형성된 제2 부스러기(P2)를 함유하는 제2 용액(L2)을 형성한다. 일 실시예에 있어서, 제2 부스러기(P2)는 제1 용액(L1) 내의 제1 부스러기(P1)가 석출되어, 처리 후 형성된 크기, 예를 들어, 입경이 커진 제2 부스러기(P2)이다. 다시 말하면, 제2 용액(L2) 내의 제2 부스러기(P2)의 크기는 제1 용액(L1) 내의 제1 부스러기(P1)보다 크다.

실시예에 있어서, 상기 처리는 전기응집법(Electrocoagulation)으로 진행된다. 전류를 사용함으로써 제1 용액(L1) 내의 제1 부스러기(P1)가 전하를 가지도록 하며, 제1 부스러기(P1) 표면의 전하 분포를 변경하며, 제1 부스러기(P1)가 모여 상기 제2 부스러기(P2)를 형성하도록 한다.

실시예에 있어서, 예를 들어, 전극군(E)의 전류값은 0.2∼5.0 암페어이며, 바람직하게는 0.2∼1 암페어이다. 실시예에 있어서, 제2 부스러기(P2)의 입경 범위는 2 ㎛∼10 ㎛이다.

제2 통로(107)는 석출조(105)와 여과 장치(109) 사이에 연통되어, 석출조(105) 내의 제2 용액(L2)이 여과 장치(109)로 흐르는 경로를 제공하여 여과 장치(109)로 유입되어 여과될 수 있다. 펌프(미도시)를 사용하여 제2 용액(L2)을 구동할 수 있다.

예를 들어, 여과 장치(109)는 제1 탱크 부분(116A), 제2 탱크 부분(116B)과 여과막(118)을 포함할 수 있다. 제2 통로(107)는 석출조(105)와 여과 장치(109)의 제1 탱크 부분(116A) 사이에 연통되어, 석출조(105) 내의 제2 용액(L2)이 제1 탱크 부분(116A)으로 흐르는 경로를 제공하여 제1 탱크 부분(116A)으로 유입될 수 있다. 여과막(118)은 제1 탱크 부분(116A)과 제2 탱크 부분(116B) 사이에 설치되어, 제1 탱크 부분(116A)으로부터 유입된 제2 용액(L2)을 여과하여 제3 용액(L3)을 형성하여, 제2 탱크 부분(116B)으로 유입되게 한다.

실시예에 있어서, 여과막(118)은 여과 홀을 구비하며, 홀 직경의 크기는 제2 용액(L2) 내의 크기가 여과 홀의 홀 직경보다 큰 제2 부스러기(P2)를 차단하도록 적절히 선택할 수 있으므로, 여과막(118)을 통해 유출되는 제3 용액(L3)에는 제1 부스러기(P1)에 의해 형성되는 제2 부스러기(P2)가 함유되지 않는다. 다시 말하면, 여과 장치(109)를 통해 제2 부스러기(P2)를 여과하여 제거하는 것이다. 실시예에 있어서, 예를 들어, 여과막(118)의 여과 홀의 홀 직경은 1 ㎛∼10 ㎛, 또는 2 ㎛∼10 ㎛, 또는 1 ㎛∼2 ㎛로, 일반적인 한외 여과 기술에 사용되는 여과 홀의 홀 직경 크기인 2 ㎚∼100 ㎚보다 훨씬 크다.

다른 실시예에 있어서, 제2 부스러기(P2)의 크기가 제1 부스러기(P1)의 크기보다 더 크므로, 여과막(118)은 여과 홀이 제2 부스러기(P2)보다 작고, 제1 부스러기(P1)보다 큰 크기를 선택하여 사용할 수 있으며, 여기서 여과 홀 크기가 비교적 큰 여과막(118)은 단가가 낮고, 효율적인 작업 수명이 길어, 긴 작업 시간 후에 주기적인 유지 보수를 진행할 수 있다. 본 개시는 이에 한정되지 않으며, 기타 실시예에 있어서, 예를 들어, 여과막(118)은 여과 홀이 제1 부스러기(P1)보다 작은 크기를 선택하여 사용할 수도 있어, 제1 부스러기(P1) 및 제2 부스러기(P1)를 모두 제거할 수 있다.

제3 통로(111)는 여과 장치(109)와 처리조(101) 사이에 연통되어, 여과 장치(109)에서 여과에 의해 형성된 제3 용액(L3)이 처리조(101)로 흐르는 경로를 제공하여 처리조(101)로 유입될 수 있다. 구체적으로, 제3 통로(111)는 여과 장치(109)의 제2 탱크 부분(116B)과 처리조(101) 사이에 연통된다. 펌프(미도시)를 사용하여 제3 용액(L3)을 구동할 수 있다. 제3 용액(L3)에 제2 부스러기(P2)가 함유되어 있지 않아, 처리조(101) 내의 제1 용액(L1)이 제3 용액(L3)과 혼합 희석되면 제1 부스러기(P1)의 함량 비율을 낮출 수 있으므로, 제1 용액(L1)을 세정하는 효과를 갖는다.

실시예의 시스템은 연속적인 제조 시스템일 수 있다. 즉, 처리조(101), 석출조(105), 여과 장치(109)가 서로 연통되어 용액을 지속적으로 세정하는 기간에 편광 필름 전구체(200)는 가이드 롤러(120)에 의해 처리조(101)로 전송되어 처리 단계를 진행하는 것을 유지할 수 있으며, 편광 필름 전구체(200)의 처리 단계를 일부러 정지할 필요가 없으므로, 생산 능력에 영향을 미치지 않는다. 나아가, 석출조(105) 및 여과 장치(109)의 처리에 의해, 제1 용액(L1)의 제1 부스러기(P1)의 함량 비율은 제조 공정 관리에서 허용 가능한 하한 범위 내로 제어 가능하여, 처리조(101)에 제1 부스러기(P1)가 부착되어 구조적 결함이 발생하는 문제를 방지할 수 있으므로, 제품 수율을 높일 수 있다. 구체적으로, 편광 필름 전구체(200)가 제1 용액(L1)을 지속적으로 통과하여 제1 부스러기(P1)가 지속적으로 발생 가능한 상황에서, 본 개시의 개념에 따른 제1 부스러기(P1)를 연속적으로 제거하는 시스템을 사용하여, 제1 용액(L1)에서의 제1 부스러기(P1)의 지속적인 누적을 방지할 수 있으므로, 제1 용액(L1) 내의 제1 부스러기(P1)를 제조 공정 관리에서 허용 가능한 범위 내로 제어할 수 있다. 또한, 제1 용액(L1)은 여과 후 연속적으로 순환 사용되며, 처리조(101)를 정지시켜 별도의 깨끗한 용액으로 교체할 필요가 없으므로, 단가를 낮추고 생산 능력을 높일 수 있다.

기타 실시예에 있어서, 제1 통로(103), 제2 통로(107) 및/또는 제3 통로(111)에 제어 밸브(미도시)를 설치하여, 제1 통로(103), 제2 통로(107) 및/또는 제3 통로(111)의 유통을 제어함으로써, 시스템의 동작 유연성을 높일 수 있다. 예를 들어, 석출조(105) 및/또는 여과 장치(109)를 정지시켜 검사 또는 주기적으로 유지 보수가 필요할 경우, 제1 통로(103), 제2 통로(107) 및/또는 제3 통로(111)의 제어 밸브(미도시)를 닫아 제1 용액(L1)이 처리조(101)로부터 유출되는 것을 차단할 수 있으므로, 석출조(105) 및/또는 여과 장치(109)를 사용하지 않아도 편광 필름 전구체(200)가 처리조(101)를 통과하여 지속적으로 처리되도록 할 수 있으며, 생산 능력도 석출조(105) 및/또는 여과 장치(109)의 영향을 받지 않는다.

이로써, 연속 순환 시스템은 제1 용액(L1) 내의 제1 부스러기(P1)의 함량을 제조 공정 관리에서 허용 가능한 하한 범위 내로 제어 가능하여, 제1 용액(L1)을 예측 가능한 청결도로 유지하여, 과량의 제1 부스러기(P1)를 방지, 예를 들어, 원하지 않는 PVA 부스러기가 편광 필름 전구체(200)의 표면에 부착되어 구조 결함의 품질 문제를 일으키는 것을 방지하고, 제품 수율을 높일 수 있다.

일 실시예에 있어서, 제1 용액(L1)이 붕산 성분을 함유하지 않아도, 석출조(105)는 여전히 제1 용액(L1)에 대해 석출 반응을 하여, 제1 부스러기(P1)에 겔을 전기응집하여 제2 부스러기(P2)를 형성하므로, 본 개시의 시스템 방법은 다양한 종류의 용액 상황에 적용될 수 있다. 일 실시예에 있어서, 예를 들어, 제1 용액(L1)에 사용된 염색 약액은, 예를 들어, 해리된 요오드 이온을 함유한 수용액으로, 붕산 성분을 함유하지 않는다.

용액 중의 PVA 함량 검출 방법은 총 유기 탄소 함량(TOC)에 의해 계산된다.

실시예에 의해 추측한, 석출조가 제1 부스러기(P1)를 모아서 제2 부스러기(P2)를 형성하는 메커니즘은, 전극군(E)으로 전류를 흘려 석출 처리를 진행하는 기간에, 제1 용액(L1) 내의 물 분자는 전극군(E)과 화학적 반응을 일으켜 제1 전극 소자(E1)와 제2 전극 소자(E2)(금속 재질 포함)의 표면에 수산화금속을 응집제로서 형성하고, 제1 부스러기(P1)가 수산화금속에 흡착되어 겔을 형성하므로, 부피가 커져 제2 부스러기(P2)로 된다.

도 3은 다른 실시예 개념에 따른 편광 필름 제조 시스템을 나타내는 도면이다. 처리조(101) 내에 제1 용액(L1)이 저장되어 있고, 전극군(E)과 적어도 하나의 오버플로우 장치(3)를 포함할 수 있다. 전극군(E)은 용액에 침지되어 있을 수 있으며, 용액과 접촉되어 전압 또는 전류를 인가하는 방식에 의해 용액을 석출함으로써, 석출 형성된 제2 부스러기(P2)(도 3에 도시되어 있지 않음)를 함유하는 제2 용액(L2)을 형성한다. 오버플로우 장치(3)는 배수판(31) 및 제1 통로(130)(예를 들어, 배수관)를 포함할 수 있다. 오버플로우 장치(3)의 배수판(31)의 위치는 용액의 액면보다 낮게 조절하여, 용액을 내부로 유도하여, 제1 통로(130)를 통해 처리조(101) 외부의 순환 시스템(137)으로 배출되도록 할 수 있다. 이를 위해, 순환 시스템(137)에는 여과 장치(109)를 설치함으로써 제2 용액(L2) 내의 제2 부스러기(P2)를 여과하여 제거할 수 있다. 다음으로, 여과하여 정화한 후의 제3 용액(L3)은 제2 통로(133)를 통해 처리조(101)로 돌아와 순환되어 사용될 수 있다.

도 4는 일 실시예 개념에 따른 처리조(101)를 나타내는 도면이다. 오버플로우 장치(3)는 함체부(32)를 포함할 수 있다. 배수판(31)은 함체부(32)의 적어도 일측에 이동 가능하게 배치됨으로써, 배수판(31)의 위치가 용액의 액면에 따라 조절될 수 있다. 다른 실시예에 있어서, 오버플로우 장치(3)는 여과 부재(318)를 더 포함할 수 있다. 여과 부재(318)는 함체부(32) 내에 착탈 가능하게 배치될 수 있다. 여과 부재(318)는 예를 들어, 여과망 및/또는 여과막이다. 여과 부재(318)는 부스러기를 먼저 여과하여, 부스러기를 여과 제거하는 효율을 추가로 높일 수 있다. 여과막의 여과 홀의 홀 직경은 1 ㎛∼10 ㎛, 또는 2 ㎛∼10 ㎛, 또는 1 ㎛∼2 ㎛으로, 일반적인 한외 여과 기술에 사용되는 여과 홀의 홀 직경 크기인 2 ㎚∼100 ㎚보다 훨씬 크다.

본 발명의 상기 내용을 더 명확하게 이해하기 위해, 이하 실시예를 예로 들어 구체적으로 설명하기로 한다.

순수(純水) 2 L, 요오드화칼륨 40 g, 요오드 5 g과 PVA 고체(입경 0.1∼0.5 mm) 0.5 g을 균일하게 혼합하여 침전물이 없을 때까지 교반하여 제1 용액을 얻는다.

실시예 1∼4는 실온에서 연동 펌프를 이용하여 80 ml/min으로 설정하고, 제1 용액을 석출조로 유입한 후, 전극군(제1 전극 소자와 제2 전극 소자가 용액에 침지된 부분이 폭 2 cm, 높이 6 cm의 크기를 구비함)에 상이한 전류값을 조절하여 전기응집을 진행함으로써, 제2 용액을 형성한 후, 제2 용액을 여과하여 제3 용액을 얻는다. 여기서, 여과는 여과 홀 크기가 1 ㎛∼2 ㎛(마이크로미터)인 여과막을 사용한다.

실시예 1∼4에서, 인가한 전류의 증가로 인해 더 많은 PVA 고체가 제거되어, PVA 고체 함량이 감소되는 바람직한 효과를 갖는다. 여기서, 실시예 3은 가장 높은 효율을 갖는다. 실시예 4에 있어서, 전류가 추가로 상승되었으나, PVA 고체 함량의 감소 폭이 실시예 3보다 낮아, 석출 단계에서 제2 용액에서 해리된 이온에 포화 한계가 있고, 과도하게 높은 전류값은 포화된 제2 용액에서 해리 이온의 농도를 추가로 높일 수 없고, 과도하게 높은 전류값으로 인해 여유 에너지의 소모가 발생하여 불필요한 제조 단가를 증가시켜 경제적 효율이 낮은 것을 추측할 수 있다. 표 1에는 실시예 1∼4가 석출 단계에서의 전극군의 전류값, 및 용액 처리 전후의 총 유기 탄소 함량(처리 전의 총 유기 탄소 함량이 즉 제1 용액의 총 유기 탄소 함량(C1)이고, 처리 후의 총 유기 탄소 함량이 즉 제3 용액의 총 유기 탄소 함량(C2)임)과 총 유기 탄소 함량의 전후 차이에 의해 산출된 PVA 고체 제거율(즉 (C1-C2)/C1)이 표시되어 있다. 총 유기 탄소 함량은 총 유기 탄소 함량(TOC) 분석기를 이용하여 측정되었다.

비교예 1은 한외 여과 방법을 사용하였으며, 연동 펌프를 이용하여 80 ml/min으로 설정하여 제1 용액을 펌핑하여 여과막을 통해 여과되도록 하였다. 높은 제거율을 구비하지만, 한외 여과 방법은 반드시 여과 홀 크기가 매우 작은(홀 직경 2 ㎚∼100 ㎚) 여과막을 사용해야 하며, 이는 가격이 비싸고, 부스러기로 인해 빠르게 막혀 효율적으로 여과를 할 수 없어, 효율적인 작업 수명이 짧아 교체 주기가 높으므로, 경제적 효율이 낮다. 표 1에는 비교예 1에서 용액 처리 전후의 총 유기 탄소 함량(처리 전의 총 유기 탄소 함량이 제1 용액의 총 유기 탄소 함량(C1)이고, 처리 후의 총 유기 탄소 함량이 제1 용액의 총 유기 탄소 함량(C1')임)과 총 유기 탄소 함량의 전후 차이에 의해 산출된 PVA 고체 제거율(즉, (C1-C1')/C1)이 표시되어 있다.

비교예 2는 저온 여과 방법을 사용하여 제1 용액을 여과하였다. 여기서, 먼저 제1 용액을 실온보다 낮은 저온(5℃)으로 한 후, 저온 환경에서 연동 펌프를 이용하여 80 ml/min으로 설정하고, 제1 용액을 펌핑하여 여과 홀 크기가 1 ㎛∼2 ㎛인 여과막을 통해 여과를 하였다. 표 1에는 비교예 2에서 용액 처리 전후의 총 유기 탄소 함량(처리 전의 총 유기 탄소 함량이 제1 용액의 총 유기 탄소 함량(C1)이고, 처리 후의 총 유기 탄소 함량이 제1 용액의 총 유기 탄소 함량(C1')임)과 총 유기 탄소 함량의 전후 차이에 의해 산출된 PVA 고체 제거율(즉 (C1-C1')/C1)이 표시되어 있다. 비교예 2의 PVA 고체 제거율은 실시예 1∼3 및 비교예 1보다 현저하게 낮으며, 이는 제1 용액이 저온에 의해 응집 효과에 달성할 수 있는 붕산 성분을 함유하지 않기 때문에, 제1 용액 내의 PVA 고체도 저온에서 큰 크기로 변할 수 없어, 여과 홀 크기가 큰 여과막에 의해 제1 용액으로부터 제거될 수 없는 것으로 추측된다.

실례	여과 방법	총 유기 탄소 함량(ppm)		제거율
실례	여과 방법	처리 전	처리 후	제거율
실시예 1	전류값 0.2 암페어	253	202	20%
실시예 2	전류값 0.5 암페어	243	156	32%
실시예 3	전류값 1.0 암페어	256	148	42%
실시예 4	전류값 2.0 암페어	247	136	45%
비교예 1	한외 여과	241	113	53%
비교예 2	저온 여과	254	248	2%

상술한 바와 같이, 본 발명은 실시예로 상기 내용을 설명하였으나, 이에 의해 본 발명이 한정되지 않는다. 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자라면 본 발명의 사상과 범위를 벗어나지 않는 범위 내에서 각종 변경과 수정을 할 수 있다. 따라서, 본 발명의 보호 범위는 첨부된 청구 범위에 의해 정해지는 것을 기준으로 한다.

3: 오버플로우 장치
31: 배수판
32: 함체부
37, 137: 순환 시스템
101: 처리조
102: 권출 롤러
103: 제1 통로
104: 팽윤조
105: 석출조
106: 염색조
107: 제2 통로
108: 가교조
109: 여과 장치
110: 세정조
111: 제3 통로
112: 건조로
114: 권취 롤러
116A: 제1 탱크 부분
116B: 제2 탱크 부분
118: 여과막
120: 가이드 롤러
130: 제1 통로
133: 제2 통로
200: 편광 필름 전구체
200': 편광 필름
318: 여과 부재
E: 전극군
E1: 제1 전극 소자
E2: 제2 전극 소자
L1: 제1 용액
L2: 제2 용액
L3: 제3 용액
P1: 제1 부스러기
P2: 제2 부스러기

Claims

편광 필름 제조 방법에 있어서,
편광 필름 전구체를 제1 용액에 통과시키는 단계;
상기 제1 용액과 접촉하는 전극군을 이용하여 상기 제1 용액에 대해 석출 처리를 하여 제2 용액을 형성하는 단계; 및
상기 제2 용액을 여과 처리하여 제3 용액을 형성하는 단계
를 포함하는 편광 필름 제조 방법.
제1항에 있어서, 상기 편광 필름 전구체를 상기 제3 용액과 혼합된 후의 상기 제1 용액 또는 상기 제2 용액에 통과시키는 단계를 더 포함하는 편광 필름 제조 방법.
제1항에 있어서, 상기 제1 용액은 제1 부스러기를 포함하고, 상기 제2 용액은 상기 제1 부스러기로부터 석출 처리에 의해 크기가 커진 제2 부스러기를 포함하는 것인 편광 필름 제조 방법.
제3항에 있어서, 상기 제1 부스러기는 상기 편광 필름 전구체가 통과할 때 발생한 부스러기를 포함하고, 상기 제2 용액은 상기 제1 부스러기로부터 석출 처리에 의해 크기가 커진 제2 부스러기를 포함하며, 상기 여과 처리는 크기가 상기 제1 부스러기보다 큰 여과 홀을 갖는 여과 장치를 사용하는 것을 포함하는 것인 편광 필름 제조 방법.
제4항에 있어서, 상기 제1 부스러기의 입경 범위는 10 ㎚∼1000 ㎚이고, 상기 제2 부스러기의 입경 범위는 2 ㎛∼10 ㎛이며, 상기 여과 홀의 홀 직경은 1 ㎛∼10 ㎛인 편광 필름 제조 방법.
제1항에 있어서, 상기 제1 용액은 요오드 이온을 함유하는 편광 필름 염색 용액이거나, 또는 제1 용액은 붕산, 요오드화칼륨, 요오드화아연 또는 이들의 조합을 포함하는 용액인 편광 필름 제조 방법.
제1항에 있어서, 상기 전극군의 전류값은 0.2∼5.0 암페어이거나, 또는 상기 전극군은 전기응집법에 사용되는 것인 편광 필름 제조 방법.
편광 필름 제조 시스템에 있어서,
용액을 포함하는 처리조;
편광 필름 전구체가 상기 용액을 통과하도록 전송하는 가이드 롤러;
상기 편광 필름 전구체가 통과한 후의 상기 용액과 접촉하는 전극군; 및
상기 전극군과 접촉한 후의 상기 용액을 여과하는 여과 장치
를 포함하는 편광 필름 제조 시스템.
제8항에 있어서, 상기 처리조의 외측에서 상기 처리조와 연통되며, 상기 전극군과 상기 여과 장치를 포함하는 순환 시스템을 포함하는 것인 편광 필름 제조 시스템.
제8항에 있어서, 상기 전극군은 상기 처리조에 설치되는 것인 편광 필름 제조 시스템.
제8항에 있어서, 상기 전극군은 상기 편광 필름 전구체가 통과한 후의 상기 용액에 대한 전기응집법에 사용되거나, 또는 상기 전극군의 전류값이 0.2 암페어∼5.0 암페어인 편광 필름 제조 시스템.
제8항에 있어서, 상기 여과 장치는 여과 부재 및 배수판을 더 포함하는 오버플로우 장치인 편광 필름 제조 시스템.
제12항에 있어서, 상기 여과 부재는 여과망 및 여과막 중 적어도 하나를 포함하고, 상기 여과막의 여과 홀의 홀 직경이 1 ㎛∼10 ㎛인 편광 필름 제조 시스템.