KR20060049474A - 수지 필름의 제조 방법, 수지 필름을 이용하여 제조한편광판, 및 편광판을 이용하여 제조한 액정 표시 장치 - Google Patents

수지 필름의 제조 방법, 수지 필름을 이용하여 제조한편광판, 및 편광판을 이용하여 제조한 액정 표시 장치 Download PDF

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Abstract

용액 유연 막 형성법 또는 용융 유연 막 형성법으로 얻어진 셀룰로오스 에스테르 또는 노르보르넨계 수지를 포함하는 수지 필름의 단부를 슬릿(slit)하여, 제품 폭에 맞추어 필름 베이스를 형성한 후, 상기 필름 베이스의 단부에 널링(knurling) 가공을 실시하고, 최종 막 두께가 30 내지 125 ㎛이고, 임의의 폭 방향 막 두께 편차가 0.1 내지 1.8 ㎛ 이하이며, 마찰값이 0.4 내지 1.4인 수지 필름을 제조하는 방법이며, 수지 필름에서 적어도 10 mm 이상의 간격을 둔 임의의 길이 방향 10 지점에서의 널링 높이 측정 평균값을 5 내지 15 ㎛로, 널링 높이 측정 최소값을 1 ㎛ 이상으로, 널링 높이 측정 최대값을 20 ㎛ 이하로, 널링 높이 측정값 편차를 1 내지 10 ㎛로 하는 것을 특징으로 하는 수지 필름의 제조 방법.
수지 필름, 편광판, 액정 표시 장치, 널링

Description

수지 필름의 제조 방법, 수지 필름을 이용하여 제조한 편광판, 및 편광판을 이용하여 제조한 액정 표시 장치 {A Process for Preparing Resin Film, A Polarizing Plate Prepared Using The Resin Film, and A Liquid Crystal Display Device Prepared Using The Polarizing Plate}
[특허 문헌 1] 일본 특허 공개 2002-187148호 공보
[특허 문헌 2] 일본 특허 공개 2002-211803호 공보
본 발명은, 예를 들면 액정 표시 장치(LCD)의 편광판용 보호 필름으로서 바람직한 셀룰로오스 에스테르 또는 노르보르넨계 수지 필름의 제조 방법, 수지 필름을 이용하여 제조한 편광판, 및 편광판을 이용하여 제조한 액정 표시 장치에 관한 것이다.
<배경 기술>
최근, 액정 표시 장치(LCD)는 다양한 분야에서 사용됨에 따라서, LCD에 사용되는 액정 표시 소자, 즉 편광판에 대해서도 고생산성화(생산량 증대)가 요구되고 있다. 또한, 액정 표시 장치(LCD)에 대해서는 박형화가 진행되고 있고, LCD에 사 용되는 편광판에 대해서도 박막화가 요망되고 있다.
그런데, 현재 LCD의 편광판용 보호 필름으로서는, 주로 셀룰로오스 트리아세테이트(TAC) 필름이 사용되고 있지만, 편광판의 고생산성화에 따라서, 이러한 LCD 용 셀룰로오스 에스테르 필름의 고생산성화가 진행되면, 셀룰로오스 에스테르 필름 품질에 부하가 증대된다.
종래부터, 용액 유연 막 형성법에 의해 셀룰로오스 에스테르 필름을 제조하는 방법에 있어서는, 금속제 회전 엔드리스(endless) 벨트 또는 금속제 회전 드럼(지지체) 위에 셀룰로오스 에스테르 필름의 원료 용액인 도핑을 유연 다이에 의해 유연시키고, 지지체 위에서 웹을 박리한 후, 단부에 규제력을 제공한 반송 롤에서 웹을 반송하고, 롤 반송의 전 또는 후에 텐터(tenter)로 웹을 폭 방향으로 연신시키고, 건조시킨 후에 권취기에서 권취함으로써 셀룰로오스 에스테르 필름을 제조하였다.
그런데, 얇은 필름, 예를 들면 두께가 25 내지 100 ㎛와 같은 필름을 감아서 롤로 만들고, 이것을 저장해 두면 중앙부의 권심측에 「흑띠」라 불리는 「두께 불균일의 상」이 발생한다. 필름이 광학 용도 등의 엄격한 품질을 요구하는 경우에는, 이 흑띠에 의한 필름의 광학적 성질의 변화도 문제가 된다.
즉, 필름의 길이가 필름 단부에 비해 중앙부가 짧은 경우, 필름은 가장자리가 느슨해진 상태가 된다. 이러한 필름을 감을 경우, 중앙이 단단하게 감기기 때문에, 그 부분이 접착되어 흑띠상의 형태를 나타낸다. 이러한 필름을 사용을 위해 되감으면, 흑띠상의 접착 부분을 박리할 때에 크닉상의 변형이 일어난다. 이러한 변형이 일어난 필름을 사용하여 편광판을 제조하면, 변형 주변의 편광도가 그 밖의 부분과 달라, 균일한 편광도가 얻어지지 않는다. 따라서, 이러한 편광판을 사용하여 액정 표시 장치를 제작하면, 균일한 표시를 할 수 없어, 제품으로서 사용할 수 없다.
이러한 문제를 해결하기 위해서, 종래 셀룰로오스 에스테르 필름(웹)의 양측 단부에, 일정한 두께의 널링(미소)한 요철이며, 엠보싱, 로울렛 가공 등이라고도 함)을 부여하여, 필름의 폭 방향의 두께를 양끝을 두껍게, 중앙 부분을 얇게 하여 권심(券芯)에 권취함으로써, 권취 어긋남이나 권취 느슨함을 막을 수 있는 것은 알려져 있다.
여기서, 종래의 편광판용 보호 필름에 이용되는 셀룰로오스 에스테르 필름의 널링에 관한 선행 특허 문헌의 내용은 다음과 같다.
상기 특허 문헌 1에는, 용액 유연 막 형성법으로 제조되는 셀룰로오스 에스테르 필름이며, 폭 방향의 가장 긴 부분과 가장 짧은 부분의 길이 차이가 폭 방향의 가장 짧은 부분의 길이의 0.05 ％ 이하이고, 필름 양쪽 단부의 길이 차이가 길이가 짧은 쪽의 필름 단부의 길이의 0.03 ％ 이하이며, 널링부의 길이 방향의 평균 두께와 필름 평균 두께의 차가 3 ㎛ 이상 25 ㎛ 이하이고, 양끝의 널링부의 길이 방향의 평균 두께의 차가 5 ㎛ 이하인 셀룰로오스 에스테르 필름이 개시되어 있다.
상기 특허 문헌 1에 따르면, 편광판의 보호막 등에 바람직한 셀룰로오스 트리아세테이트 필름을 권심에 권취하였을 때, 권취 모습 불량(흑띠의 발생, 함몰의 발생)에 의한 크닉 발생 및 권취 어긋남의 발생이 방지될 수 있다.
상기 특허 문헌 2에는, 측단부에 널링이 부여되어 필름이 권심에 권취되어 있는 필름 롤이며, 상기 필름의 폭 방향의 두께 차가 널링부를 제외하고 5 ㎛ 이하이고, 또한 상기 널링의 두께가 3 내지 15 ㎛인 것을 특징으로 하는 필름 롤이 개시되어 있다.
상기 특허 문헌 2에 따르면, 편광판의 보호막 등에 바람직한 셀룰로오스 트리아세테이트 필름을 권심에 권취하였을 때, 권취 모습 불량(흑띠의 발생, 함몰의 발생)에 의한 크닉 발생 및 권취 어긋남의 발생이 방지될 수 있다.
<발명의 개시>
널링은, 각인(刻印) 롤에 셀룰로오스 에스테르 필름 단부를 끼워, 필름 단부에 널링 엠보싱을 형성함으로써, 이 널링 엠보싱에 의해 실질적으로 가장자리 부분의 두께를 두껍게 하여 권취를 안정시키는 것이다.
상기와 같이, 특허 문헌 1에서는 셀룰로오스 에스테르 필름의 널링 높이(3 내지 25 ㎛) 및 좌우차(5 ㎛ 이하)에 대하여 규정되고, 특허 문헌 2에서는 셀룰로오스 에스테르 필름의 널링 이외의 폭 방향 막 두께 편차(5 ㎛ 이하) 및 널링 높이(3 내지 15 ㎛)에 대하여 규정되어 있다.
그러나, 널링을 너무 두껍게 하면 필름 롤은 함몰을 일으키고, 널링이 얇으면 효과가 나오지 않기 때문에, 필름에 크닉 결함을 일으키지 않는 적절한 두께의 널링을 실시하는 것이 쉽지 않았다.
본 발명의 목적은 상기 종래 기술의 문제를 해결하여, 용액 유연 막 형성법 또는 용융 유연 막 형성법으로 얻어진 셀룰로오스 에스테르 또는 노르보르넨계 수지 필름의 제조 방법에 대하여, 설비 비용의 저감, 및 수지 필름의 필요 물성의 확보를 도모할 수 있음과 동시에, 특히 고온ㆍ고습하에서의 넓은 폭의 권취 필름의 보존시에도, 접착 등의 권중(券中) 결함이 생기기 어려운, 수지 필름의 제조 방법을 제공하고자 하는 데에 있다. 본 발명의 목적은 또한, 이 수지 필름을 이용하여 제조한 품질이 양호한 편광판, 및 편광판을 이용하여 제조한, 균일한 표시 성능을 갖는 액정 표시 장치를 제공하고자 하는 데에 있다.
본 발명자는 상기 종래 기술의 문제를 해결하기 위해서 예의 연구를 거듭한 결과, 상기와 같은 수지 필름의 양측 가장자리부에 엠보싱 가공을 실시하여 형성된 널링부에 널링 편차(엠보싱 편차)를 규정하면, 고온ㆍ고습하에서 권취 필름의 보존시에도 접착 등의 권중 결함이 생기기 어렵다는 것을 발견하여, 본 발명을 완성하기에 이르렀다.
상기 목적을 달성하기 위해서, 본 발명의 제조 방법은, 용액 유연 막 형성법 또는 용융 유연 막 형성법으로 얻어진 셀룰로오스 에스테르 또는 노르보르넨계 수지를 포함하는 수지 필름의 단부를 슬릿하여, 제품 폭에 맞추어 필름 베이스를 형성한 후, 상기 필름 베이스의 단부에 널링 가공을 실시하고, 최종 막 두께가 30 내지 125 ㎛이고, 임의의 폭 방향 막 두께 편차가 0.1 내지 1.8 ㎛이며, 마찰값이 0.4 내지 1.4인 수지 필름을 제조하는 방법이며, 수지 필름에서 적어도 10 mm 이상의 간격을 둔 임의의 길이 방향 10 지점에서의 널링 높이 측정 평균값을 5 내지 15 ㎛로, 널링 높이 측정 최소값을 1 ㎛ 이상으로, 널링 높이 측정 최대값을 20 ㎛ 이하로, 널링 높이 측정값 편차를 1 내지 10 ㎛로 하는 것을 특징으로 한다. 여기서 말하는“마찰값"이란, 지지체의 표면을 접촉시켜 일정 하중하에서 일정 속도로 인장시킬 때의 운동 마찰 계수이다.
상기 수지 필름의 제조 방법에서, 수지 필름의 제품 폭을 1340 내지 1980 mm로 하는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명의 편광판은, 상기에 기재된 수지 필름을 편광자의 적어도 한쪽 면에 접합시킨 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 액정 표시 장치는, 상기에 기재된 편광판을 이용하여 제조된 것을 특징으로 한다.
<발명을 실시하기 위한 최선의 형태>
이하, 본 발명에 대하여 구체적으로 설명한다.
본 발명에 의한 수지 필름의 제조 방법은, 용액 유연 막 형성법 또는 용융 유연 막 형성법으로 얻어진 셀룰로오스 에스테르 또는 노르보르넨계 수지를 포함하는 수지 필름의 단부를 슬릿하여, 제품 폭에 맞추어 필름 베이스를 형성한 후, 상기 필름 베이스의 단부에 널링 가공을 실시하고, 최종 막 두께가 30 내지 125 ㎛이고, 임의의 폭 방향 막 두께 편차가 0.1 내지 1.8 ㎛이며, 마찰값이 0.4 내지 1.4인 수지 필름을 제조하는 방법이다.
여기서, 본 발명의 방법에 의해 제조되는 셀룰로오스 에스테르 또는 노르보르넨계 수지 필름에서 임의의 폭 방향 막 두께 편차가 1.8 ㎛를 초과하면, 널링 조 건이 갖추어져 있어도, 폭 방향 막 두께 편차가 큰 부분에서 접착이 발생하기 때문에 바람직하지 않다. 또한, 용액 유연 막 형성법 또는 용융 유연 막 형성법에서는, 수지 필름에 0.1 ㎛ 이상의 폭 방향 막 두께 편차가 생긴다. 또한, 셀룰로오스 에스테르 또는 노르보르넨계 수지 필름의 마찰값이 0.4 미만이면, 특히 널링 높이를 규정하지 않더라도 권중 결함은 거의 발생하지 않는다. 마찰값이 1.4를 초과하면, 널링을 규정하더라도, 접착이 빈발하기 때문에 바람직하지 않다.
또한, 본 발명에 의한 수지 필름의 제조 방법에서는, 셀룰로오스 에스테르 또는 노르보르넨계 수지 필름에서 적어도 10 mm 이상의 간격을 둔 임의의 길이 방향 10 지점에서의 널링 높이 측정 평균값을 5 내지 15 ㎛로, 널링 높이 측정 최소값을 1 ㎛ 이상으로, 널링 높이 측정 최대값을 20 ㎛ 이하로, 널링 높이 측정값 편차를 1 내지 10 ㎛로 한다.
여기서, 널링 높이 평균값이 5 ㎛ 미만이면, 권중에서 필름 베이스의 접착이나 변형이 생기기 때문에 바람직하지 않다. 또한, 널링 높이 평균값이 15 ㎛를 초과하면, 시간 경과에 따라 권취 변형이 발생하고, 접착의 원인이 되기 때문에 바람직하지 않다.
또한, 널링 높이 측정 최소값이 1 ㎛ 미만이면, 널링이 낮은 경우에 접착이 발생한다. 반대로, 널링 높이 측정 최대값이 20 ㎛를 초과하면, 시간 경과에 따라 권취 변형이 커지기 때문에 바람직하지 않다.
또한, 본 발명의 방법에 있어서, 널링 편차가 1 ㎛ 미만이면, 널링이 낮은 경우에 접착이 발생하는 경우가 있다. 반대로, 널링 편차가 10 ㎛를 초과하면, 부 분적으로 권취의 접착이나 변형이 발생하기 때문에, 바람직하지 않다.
또한, 본 발명의 방법에 의해 제조한 셀룰로오스 에스테르 또는 노르보르넨계 수지 필름의 제품은, 필름 폭 1340 내지 1980 mm를 갖는 것이다. 여기서, 필름 폭이 1340 mm 미만이면, 널링의 효과보다 막 두께 편차의 인자가 커지기 때문에, 바람직하지 않다. 또한, 필름 폭이 1980 mm보다 큰 경우에는, 널링의 효과가 거의 없고, 어떤 조건에서나 접착이 발생하기 때문에 바람직하지 않다.
본 발명의 방법에 있어서, 필름의 원료로서 사용되는 셀룰로오스 에스테르로서는, 셀룰로오스 트리아세테이트, 셀룰로오스 디아세테이트, 셀룰로오스 아세테이트 부틸레이트, 셀룰로오스 아세테이트 프로피오네이트 등을 들 수 있다. 셀룰로오스 트리아세테이트의 경우에는, 특히 중합도 250 내지 400, 결합 아세트산량이 54 내지 62.5 ％인 셀룰로오스 트리아세테이트가 바람직하고, 결합 아세트산량이 58 내지 62.5 ％이면 베이스 강도가 강하여 보다 바람직하다. 셀룰로오스 트리아세테이트는 면화 린터로부터 합성된 셀룰로오스 트리아세테이트와 목재 펄프로부터 합성된 셀룰로오스 트리아세테이트 중 어느 하나를 단독 또는 혼합하여 사용할 수 있다.
벨트나 드럼으로부터의 박리성이 양호한 면화 린터로부터 합성된 셀룰로오스 트리아세테이트를 많이 사용한 쪽이 생산성 효율이 높아 바람직하다. 면화 린터로부터 합성된 셀룰로오스 트리아세테이트의 비율이 60 중량％ 이상이며, 박리성 효과가 현저해지기 위해서 60 중량％ 이상이 바람직하고, 보다 바람직하게는 85 중량％ 이상, 또한 단독으로 사용하는 것이 가장 바람직하다.
한편, 본 발명의 방법에 있어서, 필름의 원료로서 사용되는 노르보르넨계 수지 필름의 주원료인 노르보르넨계 수지는 공지된 수지이며, 예를 들면 일본 특허 공개 (평)3-14882호 공보 및 일본 특허 공개 (평)3-122137호 공보 등에 기재되어 있다.
노르보르넨계 수지 필름을 구성하는 단량체로서는, 예를 들면 노르보르넨, 5-메틸-2-노르보르넨, 5-에틸-2-노르보르넨, 5-부틸-2-노르보르넨, 5-에틸리덴-2-노르보르넨, 5-메톡시카르보닐-2-노르보르넨, 5,5-디메틸-2-노르보르넨, 5-시아노-2-노르보르넨, 5-메틸-5-메톡시카르보닐-2-노르보르넨, 5-페닐-2-노르보르넨, 5-페닐-5-메틸-2-노르보르넨 등을 들 수 있다.
노르보르넨계 수지는, 예를 들면 (A) 노르보르넨계 단량체의 개환 중합체 또는 개환 공중합체를, 필요에 따라서 말레산 부가, 시클로펜타디엔 부가와 같은 변성을 행한 후에, 수소를 첨가한 수지, (B) 노르보르넨계 단량체를 부가 중합시킨 수지, (C) 노르보르넨계 단량체와 에틸렌 또는 α-올레핀 등의 올레핀계 단량체를 부가 중합시킨 수지, (D) 노르보르넨계 단량체와 시클로펜텐, 시클로옥텐, 5,6-디히드로디시클로펜타디엔 등의 환상 올레핀계 단량체를 부가 중합시킨 수지, 및 이들 수지의 변성물 등을 들 수 있고, 이들의 중합은 통상법에 의해 행할 수 있다.
본 발명의 수지 필름의 제조 방법에 이용할 수 있는 가소제는 특별히 한정되지 않지만, 인산 에스테르계로서 트리페닐포스페이트, 트리크레실포스페이트, 크레실디페닐포스페이트, 옥틸디페닐포스페이트, 디페닐비페닐포스페이트, 트리옥틸포스페이트, 트리부틸포스페이트 등, 프탈산 에스테르계로서 디에틸프탈레이트, 디메 톡시에틸프탈레이트, 디메틸프탈레이트, 디옥틸프탈레이트, 디부틸프탈레이트, 디-2-에틸헥실프탈레이트 등, 글리콜산 에스테르계로서 트리아세틴, 트리부틸린, 부틸프탈릴부틸글리콜레이트, 에틸프탈릴에틸글리콜레이트, 메틸프탈릴에틸글리콜레이트, 부틸프탈릴부틸글리콜레이트 등을 단독으로 또는 병용하는 것이 바람직하다.
가소제는 필요에 따라서 2종류 이상을 병용하여 사용할 수도 있고, 이 경우, 인산 에스테르계의 가소제의 사용 비율은 50 ％ 이하인 것이, 셀룰로오스 에스테르 또는 노르보르넨계 수지 필름의 가수분해를 야기하기 어렵고, 내구성이 우수하기 때문에 바람직하다.
인산 에스테르계의 가소제 비율은 적은 쪽이 보다 바람직하고, 프탈산 에스테르계나 글리콜산 에스테르계의 가소제만을 사용하는 것이 특히 바람직하다.
본 발명에 있어서, 또한 흡수율 및 수분율을 특정 범위 내로 만들기 위해 바람직한 가소제의 첨가량은 셀룰로오스 에스테르에 대한 중량％로 3 내지 30 중량％이고, 보다 바람직하게는 10 내지 25 중량％, 더욱 바람직하게는 15 내지 25 중량％이다. 30 중량％보다 많게 하면 기계 강도ㆍ치수 안정성이 열화된다.
본 발명의 수지 필름의 제조 방법에 이용할 수 있는 자외선 흡수제로는, 액정이나 편광자의 열화 방지의 면에서 파장 380 nm 이하의 자외선의 흡수능이 우수하고, 양호한 액정 표시성의 면에서 파장 400 nm 이상의 가시광의 흡수가 가급적으로 적은 것이 바람직하게 이용된다. 특히, 파장 380 nm에서의 투과율이 10 ％ 이하일 필요가 있으며, 바람직하게는 5 ％ 이하, 보다 바람직하게는 2 ％ 이하이다.
일반적으로 이용되는 것으로서는, 예를 들면 옥시벤조페논계 화합물, 벤조트 리아졸계 화합물, 살리실산 에스테르계 화합물, 벤조페논계 화합물, 시아노아크릴레이트계 화합물, 니켈 착염계 화합물 등을 들 수 있지만, 이들로 한정되지 않는다.
본 발명에 있어서는, 이들 자외선 흡수제 중 1종 이상을 이용하는 것이 바람직하고, 다른 2종 이상의 자외선 흡수제를 함유할 수도 있다.
본 발명에 있어서, 바람직하게 사용되는 자외선 흡수제는 벤조트리아졸계 자외선 흡수제나 벤조페논계 자외선 흡수제 등이다. 벤조트리아졸계 자외선 흡수제를 셀룰로오스 에스테르 또는 노르보르넨계 수지 필름에 첨가하는 형태에서는, 불필요한 착색이 보다 적어지기 때문에 특히 바람직하다.
이 이외에, 자외선 흡수제로서는 트리아진계 자외선 흡수제, 또는 본 출원인이 앞서 제안한 일본 특허 공개 2001-154017호 공보 및 일본 특허 공개 (평)6-130226호 공보에 기재된 고분자 자외선 흡수제도 바람직하게 이용된다.
본 발명에서는, 자외선 흡수제의 첨가 방법은, 알코올이나 메틸렌 클로라이드, 디옥솔란 등의 유기 용매에 자외선 흡수제를 다른 첨가제나 셀룰로오스 에스테르 또는 노르보르넨계 수지를 용해시키고 나서, 셀룰로오스 에스테르 또는 노르보르넨계 수지 용액에 첨가한다. 무기 분체와 같이 유기 용제에 용해되지 않는 것은, 유기 용제와 셀룰로오스 에스테르 또는 노르보르넨계 수지 중에 용해기나 샌드 밀을 사용하여 분산시키고 나서, 셀룰로오스 에스테르 또는 노르보르넨계 수지 용액에 첨가한다.
본 발명에서의 자외선 흡수제의 사용량은, 셀룰로오스 에스테르 또는 노르보 르넨계 수지에 대한 중량％로 0.1 내지 2.5 중량％, 바람직하게는 0.5 내지 2.0 중량％, 보다 바람직하게는 0.8 내지 2.0 중량％이다. 자외선 흡수제의 사용량이 2.5 중량％보다 많으면, 투명성이 나빠지는 경향이 있어 바람직하지 않다.
본 발명에 있어서, 셀룰로오스 에스테르의 용제로서는, 예를 들면 메탄올, 에탄올, n-프로필 알코올, 이소프로필 알코올, n-부탄올 등의 저급 알코올류, 시클로헥산 디옥산류, 메틸렌 클로라이드와 같은 저급 지방족 탄화수소 염화물류 등을 사용할 수 있다.
용제 비율은 예를 들면, 메틸렌 클로라이드 70 내지 95 중량％, 그 밖의 용제 30 내지 5 중량％가 바람직하다. 또한, 셀룰로오스 에스테르의 농도는 10 내지 50 중량％가 바람직하다. 용제를 첨가한 후의 가열 온도는 사용 용제의 비점 이상이면서, 상기 용제가 비등하지 않는 범위의 온도가 바람직하며, 예를 들면 60 ℃ 이상, 80 내지 110 ℃의 범위로 설정하는 것이 바람직하다. 또한, 압력은 설정 온도에서 용제가 비등하지 않도록 정해진다.
본 발명에서 노르보르넨계 수지의 용제로는 톨루엔, 크실렌, 에틸벤젠, 클로로벤젠, 트리메틸벤젠, 디에틸벤젠, 이소프로필벤젠 등의 고비점 용매를 들 수 있고, 그 중에서도 톨루엔, 크실렌, 클로로벤젠이 바람직하다. 또는, 이들 고비점 용매와 시클로헥산, 벤젠, 테트라히드로푸란, 헥산, 옥탄 등의 저비점 용매의 혼합용매를 사용할 수 있다.
또한, 노르보르넨계 수지의 용제로는 메틸렌 클로라이드를 단독으로 또는 상기 용매와 혼합하여 사용할 수 있다.
예를 들면, 가압 용기에서 셀룰로오스 에스테르 또는 노르보르넨계 수지를 용해한 후에는, 용액을 냉각시키면서 용기로부터 꺼내거나, 또는 용기로부터 펌프 등으로 꺼내어 열 교환기 등에서 냉각시키고, 이것을 막 형성에 사용한다.
가압 용기의 종류는 특별히 한정되지 않고, 소정의 압력에 견딜 수 있으며, 가압하에서 가열, 교반을 할 수 있으면 된다. 가압 용기는 그 밖에 압력계, 온도계등의 계측기류를 적절하게 배치한다. 가압은 질소 가스 등의 불활성 기체를 압입하는 방법이나, 가열에 의한 용제의 증기압 상승에 의해서 행할 수도 있다. 가열은 외부에서 행하는 것이 바람직하고, 예를 들면 쟈켓 유형의 것은 온도 제어가 용이하여 바람직하다.
용제를 첨가한 후의 가열 온도는, 사용 용제의 비점 이상이면서, 또한 상기 용제가 비등하지 않는 범위의 온도가 바람직하며, 예를 들면 60 ℃ 이상, 80 내지 110 ℃의 범위로 설정하는 것이 바람직하다. 또한, 압력은 설정 온도에서 용제가 비등하지 않도록 정해진다.
용해 후에는 냉각시키면서 용기로부터 꺼내거나, 또는 용기로부터 펌프 등으로 꺼내어 열 교환기 등에서 냉각시키고, 이것을 막 형성에 사용하지만, 이 때의 냉각 온도는 상온까지 냉각시킬 수도 있지만, 비점보다 5 내지 10 ℃ 낮은 온도까지 냉각시키며, 그 온도 그대로 캐스팅을 행하는 것이, 도핑액 점도를 저감시킬 수 있기 때문에 보다 바람직하다.
또한, 본 발명에서, 셀룰로오스 에스테르 또는 노르보르넨계 수지 필름에는 매트제로서 미립자가 첨가된다. 여기서, 미립자의 종류로는 무기 화합물일 수도 유기 화합물일 수도 있으며, 무기 화합물의 예로서는 이산화규소, 이산화티탄, 산화알루미늄, 산화지르코늄, 산화주석 등의 미립자를 들 수 있다. 이 중에서는, 규소 원자를 함유하는 화합물인 것이 바람직하고, 특히 이산화규소 미립자가 바람직하다.
이러한 이산화규소 미립자로서는, 예를 들면 아에로질 가부시끼가이샤 제조의 AEROSIL-200, 200V, 300, R972, R972V, R974, R202, R812, R805, OX50, TT600 등을 들 수 있다. 분산성이나 입경을 제어하는 점에서는, AEROSIL-200V, R972V가 바람직하다.
본 발명에 있어서, 상기 미립자의 첨가량은 필름 중에 대하여 0.05 내지 0.5 중량％ 첨가하여 사용된다. 바람직하게는 0.10 내지 0.35 중량％, 더욱 바람직하게는 0.20 내지 0.30 중량％이다.
본 발명의 방법에 있어서, 예를 들면 수용성 용매를 25 내지 100 중량％ 함유하는 용제 중 상기 미립자를 분산시킨 후, 비수용성 유기 용제를 수용성 용매에 대하여 0.5 내지 1.5 배 첨가하여 상기 미립자 분산액을 희석한다. 이어서, 셀룰로오스 에스테르를 용제에 용해시킨 셀룰로오스 에스테르용액과 상기 미립자 분산액을 혼합한다.
상기 수용성 용매로서는, 주로 저급 알코올이 사용된다. 저급 알코올류로서는, 바람직하게는 메틸 알코올, 에틸 알코올, 프로필 알코올, 이소프로필 알코올, 부틸 알코올 등을 들 수 있다.
또한, 비수용성 용매로서는 특별히 한정되지 않지만, 셀룰로오스 에스테르의 막 형성시에 이용되는 용제를 사용하는 것이 바람직하고, 물에 대한 용해도가 30 중량％ 이하인 것이 사용되며, 메틸렌 클로라이드, 클로로포름, 아세트산메틸 등을 들 수 있다.
또한, 미립자는 용매 중에서 1 내지 30 중량％의 농도로 분산된다. 이 이상의 농도로 분산되면, 점도가 급격히 상승하여 바람직하지 않다. 분산액 중의 미립자의 농도는 바람직하게는 5 내지 25 중량％, 더욱 바람직하게는 10 내지 20 중량％이다.
본 발명에 있어서, 용액 막 형성 유연법에 의해 셀룰로오스 에스테르 또는 노르보르넨계 수지 필름을 제조하는 경우에 대하여 서술하면, 예를 들면 용해 용기에서 셀룰로오스 에스테르 또는 노르보르넨계 수지, 자외선 흡수제, 및 미립자 등의 첨가제, 및 용제를 혼합하여, 셀룰로오스 에스테르 또는 노르보르넨계 수지 필름의 도핑액을 제조한다. 또한, 이 셀룰로오스 에스테르 또는 노르보르넨계 수지 필름의 도핑액을, 용액 유연 막 형성 장치의 유연 다이에 의해 지지체 위에 유연시키고(캐스팅 공정), 가열하여 용제의 일부를 제거(지지체상 건조 공정)한 후, 지지체로부터 박리하며, 박리된 필름을 건조(필름 건조 공정)시켜 셀룰로오스 에스테르 또는 노르보르넨계 수지 필름을 얻는다.
캐스팅 공정에서의 지지체는 벨트상 또는 드럼상의 스테인레스를 경면 마무리한 지지체가 사용된다. 캐스팅 공정의 지지체의 온도는 일반적인 온도 범위 0 내지 용제의 비점 미만의 온도에서 유연할 수 있지만, 5 내지 30 ℃의 지지체 위에 유연하는 것이, 도핑액을 겔화시켜 박리 한계 시간을 증진시킬 수 있기 때문에 바 람직하고, 5 내지 15 ℃의 지지체 위에 유연하는 것이 보다 바람직하다. 박리 한계 시간이란, 투명하고 평면성이 양호한 필름을 연속적으로 얻을 수 있는 유연 속도의 한계에 있어서, 유연된 도핑액이 지지체 위에 있는 시간을 말한다. 박리 한계 시간은 짧은 것이 생산성이 우수하여 바람직하다.
지지체 상에서의 건조 공정에서는 도핑액을 유연하여 일단 겔화시킨 후, 유연으로부터 박리하기까지의 시간을 100 ％라 하였을 때, 유연으로부터 30 ％ 이내에 도핑액 온도를 40 내지 70 ℃로 함으로써, 용제의 증발을 촉진시켜, 그 만큼 빨리 지지체 위에서 박리할 수 있고, 또한 박리 강도가 증가되기 때문에 바람직하며, 30 ％ 이내에 도핑액 온도를 55 내지 70 ℃로 하는 것이 보다 바람직하다. 이 온도를 20 ％ 이상 유지하는 것이 바람직하고, 40 ％ 이상이 보다 바람직하다.
지지체 상에서의 건조는 잔류 용매량 60 내지 150 ％에서 지지체로부터 박리하는 것이, 지지체로부터의 박리 강도가 작아지기 때문에 바람직하고, 80 내지 120 ％가 보다 바람직하다. 박리할 때의 도핑액 온도는 0 내지 30 ℃로 하는 것이 박리시의 베이스 강도를 높일 수 있고, 박리시의 베이스 파단을 방지할 수 있기 때문에 바람직하며, 5 내지 20 ℃가 보다 바람직하다.
필름 중의 잔류 용매량은 다음 수학식 1로 나타낸다.
<수학식 1>
잔류 용매량 = 잔존 휘발분 중량/가열 처리 후 필름 중량 × 100 ％
또한, 잔존 휘발분 중량은 필름을 115 ℃에서 1 시간 가열 처리하였을 때, 가열 처리 전의 필름 중량으로부터 가열 처리 후의 필름 중량을 뺀 값이다.
필름 건조 공정에서는 지지체로부터 박리한 필름을 더욱 건조시켜, 잔류 용매량을 3 중량％ 이하, 바람직하게는 1 중량％ 이하, 보다 바람직하게는 0.5 중량％ 이하로 한 것이, 치수 안정성이 양호한 필름을 얻는 데에 있어서 바람직하다. 필름 건조 공정에서는 일반적으로 롤 현수 방식이나, 핀 텐터 방식, 또는 클립 텐터 방식으로 필름을 반송하면서 건조시키는 방식이 이용된다. 액정 표시용 부재용으로서는, 텐터 방식으로 폭을 유지하면서 건조시키는 것이, 치수 안정성을 향상시키기 때문에 바람직하다. 특히 지지체로부터 박리한 직후 잔류 용매량이 많은 부분에서 폭을 유지하면, 치수 안정성 향상 효과를 보다 발휘하기 때문에 특히 바람직하다.
특히, 지지체로부터 박리한 후의 건조 공정에서는, 용매의 증발에 의해 필름은 폭 방향으로 수축하려고 한다. 고온에서 건조시킬수록 수축이 커진다. 이러한 수축을 가능한 한 억제하면서 건조시키는 것이, 완성된 필름의 평면성을 양호하게 하기 때문에 바람직하다. 이 점에서, 예를 들면 일본 특허 공개 (소)62-46625호 공보에 나타나 있는 것과 같은 전체 건조 공정 또는 일부 공정을 폭 방향으로 클립으로 웹의 폭 양쪽 말단을 폭 유지하면서 건조시키는 방법/텐터 방식이 바람직하다.
필름을 건조시키는 수단은 특별히 제한되지 않으며, 일반적으로 열풍, 적외선, 가열 롤, 마이크로파 등으로 행한다. 간편하다는 점에서 열풍으로 행하는 것이 바람직하다. 건조 온도는 40 내지 150 ℃의 범위에서 3 내지 5 단계의 온도로 나누어, 점점 높혀 가는 것이 바람직하고, 80 내지 140 ℃의 범위에서 행하는 것이 치수 안정성을 양호하게 하기 때문에 더욱 바람직하다.
이들 유연으로부터 후건조까지의 공정은, 공기 분위기하에서 행할 수도 있고, 질소 가스 등의 불활성 가스 분위기하에서 행할 수도 있다. 또한, 공기 분위기하의 경우, 건조 분위기를 용매의 폭발 한계 농도를 고려하여 실시하는 것은 물론이다.
이어서, 본 발명에서 셀룰로오스 에스테르 또는 노르보르넨계 수지를 포함하는 수지 필름을 용융 유연 막 형성법으로 제조하는 경우에 대하여 설명한다.
본 발명에서 용융 유연이란, 용매를 이용하지 않고 셀룰로오스 에스테르 또는 노르보르넨계 수지를 유동성을 나타내는 온도까지 가열 용융하고, 그 후 유동성의 셀룰로오스 에스테르 또는 노르보르넨계 수지를 엔드리스 벨트, 드럼 위에 압출하여 막을 형성하는 것을 의미한다.
용융 유연에 이용되는 각종 첨가물을 포함할 수 있는 유동성 셀룰로오스 에스테르 또는 노르보르넨계 수지는 거의 휘발성 용매를 포함하지 않지만, 한편으로 그의 용융 셀룰로오스 에스테르 또는 노르보르넨계 수지를 제조하는 과정의 일부에서는 용매를 사용할 수도 있다.
보호 필름을 구성하는 셀룰로오스 에스테르 필름은 셀룰로오스의 저급 지방산 에스테르로 제조된 것을 사용하는 것이 바람직하다. 셀룰로오스의 저급 지방산 에스테르에 있어서 저급 지방산이란, 탄소 원자수가 6 이하인 지방산을 의미하고, 예를 들면 셀룰로오스 아세테이트, 셀룰로오스 프로피오네이트, 셀룰로오스 부틸레이트 등의 셀룰로오스의 저급 지방산 에스테르를 바람직한 것으로서 들 수 있다. 그 이외에도 셀룰로오스 아세테이트 프로피오네이트나 셀룰로오스 아세테이트 부틸레이트 등의 혼합 지방산 에스테르를 사용할 수 있다. 한편, 노르보르넨계 수지로서는 상술한 것을 사용할 수 있다.
본 발명의 방법에 있어서는, 셀룰로오스 에스테르 또는 노르보르넨계 수지 이외에, 목적에 따라서 상술한 가소제, 자외선 흡수제 및 매트제 등을 함유시킬 수도 있다.
또한, 다른 실시 형태에서는, 원료인 셀룰로오스 에스테르 또는 노르보르넨계 수지는 적어도 한번 용매에 용해시킨 후, 용매를 건조시킨 셀룰로오스 에스테르 또는 노르보르넨계 수지를 이용하는 것이 바람직하다. 바람직하게는 가소제, 자외선 흡수제 및 매트제 중 적어도 1개 이상과 함께 용매에 용해시킨 후, 건조시킨 셀룰로오스 에스테르 또는 노르보르넨계 수지를 이용한다. 또한, 용해의 과정에서 -20 ℃ 이하로 냉각시키는 것이 보다 바람직하다. 이러한 셀룰로오스 에스테르 또는 노르보르넨계 수지를 첨가하는 것은, 용융 상태로 만들었을 때의 각 첨가물을 균일하게 만들기 쉽기 때문에 바람직하고, 광학 특성을 균일하게 하기 때문에도 우수하다. 특히, 전체 셀룰로오스 에스테르 또는 노르보르넨계 수지의 1 중량％ 이상, 보다 바람직하게는 5 중량％ 이상, 더욱 바람직하게는 10 중량％ 이상, 더욱 바람직하게는 30 중량％ 이상, 더욱 바람직하게는 50 중량％ 이상 첨가하는 것이 바람직하고, 가장 바람직하게는 모든 셀룰로오스 에스테르 또는 노르보르넨계 수지 원료를 용매에 한번에 용해시키는 것이 바람직하다.
본 발명의 수지 필름의 제조 방법에서는, 셀룰로오스 에스테르 또는 노르보 르넨계 수지 이외의 고분자 성분을 적절하게 혼합할 수 있다. 혼합되는 고분자 성분은 셀룰로오스 에스테르와 상용성이 우수한 것이 바람직하고, 필름으로 만들었을 때의 투과율이 80 ％ 이상, 더욱 바람직하게는 90 ％ 이상, 더욱 바람직하게는 92 ％ 이상인 것이 바람직하다.
이하, 본 발명의 수지 필름의 용융 유연 막 형성법에 의한 제조 방법을 더욱 상세하게 설명하지만, 본 발명이 이것으로 한정되는 것은 아니다. 이 중에서, 세로 방향이란 필름의 막 형성 방향(길이 방향)을, 가로 방향(폭 방향)이란 필름의 막 형성 방향과 직각인 방향을 말한다.
우선, 원료인 셀룰로오스 에스테르 또는 노르보르넨계 수지를 펠릿상으로 성형하고, 열풍 건조 또는 진공 건조시킨 후, 용융 압출하고, T 다이로부터 시트상으로 압출하여, 정전 인가법 등에 의해 냉각 드럼에 밀착시키고, 냉각 고화하여 미연신 시트를 얻는다. 냉각 드럼의 온도는 90 내지 150 ℃로 유지하는 것이 바람직하다.
본 발명의 방법에 의한 수지 필름을 편광판 보호 필름으로 하여 편광판을 제조한 경우, 상기 셀룰로오스 에스테르 또는 노르보르넨계 수지 필름은, 폭 방향 또는 막 형성 방향으로 연신 막 형성된 필름인 것이 특히 바람직하다.
상기 냉각 드럼으로부터 박리되고, 얻어진 미연신 시트를 복수개의 롤군 및(또는) 적외선 가열기 등의 가열 장치를 통해 셀룰로오스 에스테르 또는 노르보르넨계 수지의 유리 전이 온도(Tg)에서부터 Tg+100 ℃의 범위 내로 가열하고, 1단 또는 다단 세로 연신하는 것이 바람직하다.
이어서, 상기와 같이 하여 얻어진 세로 방향으로 연신된 셀룰로오스 에스테르 또는 노르보르넨계 수지 필름을, Tg 내지 Tg-20 ℃의 온도 범위 내에서 가로 연신하고, 이어서 열 고정하는 것이 바람직하다.
가로 연신하는 경우, 2개 이상으로 분할된 연신 영역에서 온도차를 1 내지 50 ℃의 범위에서 순차 승온하면서 가로 연신하면, 폭 방향의 물성의 분포를 저감시킬 수 있어 바람직하다. 또한, 가로 연신 후, 필름을 그의 최종 가로 연신 온도 이하에서 Tg-40 ℃ 이상의 범위로 0.01 내지 5 분간 유지하면, 폭 방향의 물성의 분포를 더욱 저감시킬 수 있어 바람직하다.
열 고정은 그의 최종 가로 연신 온도보다 고온에서, Tg-20 ℃ 이하의 온도 범위 내에서 통상 0.5 내지 300 초간 열 고정한다. 이 때, 2개 이상으로 분할된 영역에서 온도차를 1 내지 100 ℃의 범위에서 순차 승온하면서 열 고정하는 것이 바람직하다.
열 고정된 필름은 통상 Tg 이하까지 냉각시켜, 필름 양끝의 클립 파지(把持)부를 컷팅하여 권취한다. 이 때, 최종 열 고정 온도 이하, Tg 이상의 온도 범위 내에서 가로 방향 및(또는) 세로 방향으로 0.1 내지 10 ％ 이완 처리하는 것이 바람직하다. 또한, 냉각은, 최종 열 고정 온도에서부터 Tg까지를 매초 100 ℃ 이하의 냉각 속도로 서서히 냉각시키는 것이 바람직하다. 냉각, 이완 처리하는 수단은 특별히 한정되지 않고, 종래 공지된 수단으로 행할 수 있지만, 특히 복수개의 온도 영역에서 순차 냉각시키면서 이들의 처리를 행하는 것이 필름의 치수 안정성 향상의 점에서 바람직하다. 또한, 냉각 속도는, 최종 열 고정 온도를 T1, 필름이 최종 열 고정 온도로부터 Tg에 도달하기까지의 시간을 t라 하였을 때, (T1-Tg)/t로 구해진 값이다.
이들 열 고정 조건, 냉각, 이완 처리 조건의 보다 최적인 조건은, 필름을 구성하는 셀룰로오스 에스테르 또는 노르보르넨계 수지에 따라서 다르기 때문에, 얻어진 이축 연신 필름의 물성을 측정하여, 바람직한 특성을 갖도록 적절하게 조정함으로써 결정할 수 있다.
본 발명의 방법에 의한 수지 필름을 편광판 보호 필름으로 하여 편광판을 제조한 경우, 상기 셀룰로오스 에스테르 또는 노르보르넨계 수지 필름의 Tg는 150 ℃ 이상이 바람직하고, 180 ℃ 이상이 더욱 바람직하다. Tg는 시차 주사 열량계로 측정하였을 때, 베이스 라인이 치우치기 시작하는 온도와 새롭게 베이스 라인으로 되돌아가는 온도의 평균값으로서 구해진다. 또한, 용융 온도는 110 내지 280 ℃의 범위인 것이 바람직하고, 200 ℃ 이상이 더욱 바람직하다.
셀룰로오스 에스테르 또는 노르보르넨계 수지 필름의 바람직한 연신 배율은, 한 방향이 연신 배율 1.01 내지 3.00 배로 연신되고, 다른 한쪽이 연신 배율 0.95 내지 2.5 배로 연신 막 형성되는 것이고, 보다 바람직하게는 한 방향이 연신 배율 1.01 내지 3.0 배로 연신되고, 다른 한쪽이 연신 배율 0.95 내지 1.5 배 미만으로 연신되는 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 한 방향이 연신 배율 1.01 내지 2.50 배로 연신되고, 다른 한쪽이 연신 배율 0.95 내지 1.25 배 미만으로 연신되는 것이며, 가장 바람직하게는 한 방향이 연신 배율 1.01 내지 2.00 배로 연신되고, 다른 한쪽이 연신 배율 0.95 내지 1.10 배 미만으로 연신되는 것이다. 이에 의해, 광학적 등방성이 우수한 셀룰로오스 에스테르 또는 노르보르넨계 수지 필름을 바람직하게 얻을 수 있다. 막 형성 공정에서 이러한 폭 유지 또는 가로 방향의 연신은 텐터에 의해서 행하는 것이 바람직하고, 핀 텐터 또는 클립 텐터일 수도 있다.
본 발명에 의한 용융 유연 막 형성법으로 얻어진 수지 필름은, 막 형성 공정에서 실질적으로 용매를 사용하지 않기 때문에, 막 형성 후 권취된 셀룰로오스 에스테르 또는 노르보르넨계 수지 필름에 포함되는 잔류 유기 용매량은 안정적으로 0.1 중량％ 미만이다. 즉, 잔류 유기 용매량이 0.1 중량％ 미만이면 특히 막 두께 방향의 리타데이션(retardation) Rt의 값은 안정적으로 내려가고, 취급이 용이하였다. 편광판 보호 필름에서는, Rt의 변동이 적은 것이 안정한 광학 특성을 얻기 위해 요구되고, 이러한 안정한 막 두께 방향의 리타데이션 Rt를 갖는 셀룰로오스 에스테르 또는 노르보르넨계 수지 필름을 제공하는 것이 가능하다.
본 발명의 용액 유연 막 형성법 또는 용융 유연 막 형성법으로 얻어진 셀룰로오스 에스테르 또는 노르보르넨계 수지 필름의 권취 공정에서 사용되는 권취기는, 일반적으로 사용되는 것일 수 있고, 일정(constant) 텐션법, 일정 토크법, 테이퍼 텐션법, 내부 응력 일정의 프로그램 텐션 제어법 등의 권취 방법으로 권취할 수 있다.
여기서, 셀룰로오스 에스테르 또는 노르보르넨계 수지 필름의 권취성을 안정시키기 위해서, 상기 수지 필름의 폭 방향의 양끝에 요철을 부여하여 단부를 부풀리는 소위 널링 가공을 실시한다.
널링 높이(a: ㎛)의 필름 막 두께(d: ㎛)에 대한 비율 X(％)
비율 X(％)=(a/d)×100이라 하였을 때, X=5 내지 25 ％의 범위가 권취성을 안정시키기 때문에 바람직하다. 바람직하게는 5 내지 15 ％이다. 이 범위보다 널링 높이 비율이 크면 권취 형상의 변형이 일어나기 쉽고, 또한 동일한 비율이 작으면 권취성이 열화되기 때문에 바람직하지 않다.
본 발명에 있어서, 셀룰로오스 에스테르 또는 노르보르넨계 수지 필름의 두께는, 일반적으로 20 내지 200 ㎛의 두께로 사용되지만, LCD에 사용되는 편광판에 대한 박육화, 경량화의 요구에 따라 20 내지 65 ㎛인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 30 내지 60 ㎛, 더욱 바람직하게는 35 내지 50 ㎛이다. 이 범위보다 얇은 경우에는 필름의 강도가 저하되기 때문에, 편광판 제조 공정상에서 주름 등의 발생에 의한 트러블이 발생하기 쉽고, 또한 이 범위보다 두꺼운 경우에는 LCD의 박막화에 대한 기여가 적다.
<실시예>
이하, 본 발명을 실시예에 의해 구체적으로 설명하지만, 본 발명이 이들로 한정되는 것은 아니다.
실시예 1
도핑액 처방 1
셀룰로오스 트리아세테이트 100 중량부
메틸렌 클로라이드 350 중량부
에탄올 12 중량부
트리페닐포스페이트 12 중량부
티누빈 326(시바 스페셜티 케미컬즈사 제조) 0.5 중량부
이산화규소 미립자 0.1 중량부
(상품명: AEROSIL-200V, 닛본 아에로질사 제조)
이들을 밀폐 용기에 투입하여, 가압하에 80 ℃에서 보온ㆍ교반하면서 완전히 용해시켰다.
(필름 시료의 제조)
상기 도핑액 처방 1의 용액을 여과한 후, 용액 유연 막 형성 장치(도시 생략)를 이용하여 도핑액 온도 33 ℃에서 다이스로부터, 스테인레스강으로 제조된 엔드리스 벨트를 포함하는 지지체 위에 유연하였다. 지지체 위에서 60 초간 유지하여, 박리 가능한 범위까지 건조시킨 후, 지지체 위에서 웹(도핑액 막)을 박리하였다. 이 때의 웹의 잔류 용매량은 25 ％였다. 도핑액 유연으로부터 박리까지 필요한 시간은 3 분이었다. 지지체로부터 박리한 웹을, 다수개의 롤에서 반송시키면서 건조 영역에서 건조시킴과 동시에 필름 양측 단부를 슬릿하여, 제품 폭에 맞추어 필름 베이스를 형성한 후, 상기 필름 베이스의 단부에 널링 가공을 실시하고, 셀룰로오스 트리아세테이트 필름을 권심에 롤상으로 권취함으로써, 최종 막 두께 40 ㎛, 임의의 폭 방향 막 두께 편차 0.5 ㎛, 마찰값 0.7을 갖는 셀룰로오스 트리아세테이트(TAC) 필름 시료를 제조하였다. 또한, 필름 폭은 1385 mm, 권취 길이는 3000 m이고, 막 형성 속도는 30 m/분으로 하였다.
또한, 얻어진 셀룰로오스 트리아세테이트 필름에서 적어도 10 mm 이상의 간격을 둔 임의의 길이 방향 10 지점에서의 널링 높이 측정 평균값, 널링 높이 측정 최소값, 널링 높이 측정 최대값을 측정하고, 널링 높이 측정값 편차를 계산하여, 얻어진 결과를 하기의 표 1에 나타내었다.
실시예 2
(필름 시료의 제조)
상기 도핑액 처방 1의 용액을 이용하여, 실시예 1의 경우와 동일한 방법에 의해 셀룰로오스 트리아세테이트(TAC) 필름 시료를 제조하였다. 여기서, 필름 폭은 1385 mm이고, 얻어진 셀룰로오스 트리아세테이트 필름의 최종 막 두께는 80 ㎛, 임의의 폭 방향 막 두께 편차가 0.9 ㎛, 마찰값이 0.8이었다.
또한, 얻어진 셀룰로오스 트리아세테이트 필름에서 적어도 10 mm 이상의 간격을 둔 임의의 길이 방향 10 지점에서의 널링 높이 측정 평균값, 널링 높이 측정 최소값, 널링 높이 측정 최대값을 측정하고, 또한 널링 높이 측정값 편차를 계산하여, 얻어진 결과를 하기의 표 1에 나타내었다.
실시예 3
도핑액 처방 2
셀룰로오스 트리아세테이트 100 중량부
아세트산메틸 450 중량부
아세톤 50 중량부
에틸프탈릴에틸글리콜레이트 1 중량부
티누빈 326(시바 스페셜티 케미컬즈사 제조) 0.5 중량부
이산화규소 미립자 0.1 중량부
(상품명: AEROSIL-200V, 닛본 아에로질사 제조)
이들을 밀폐 용기에 투입하여, 가압하에 80 ℃에서 보온ㆍ교반하면서 완전히 용해시켰다.
(필름 시료의 제조)
상기 도핑액 처방 2의 용액을 여과한 후, 실시예 1의 경우와 동일한 방법에 의해, 최종 막 두께 80 ㎛의 셀룰로오스 트리아세테이트(TAC) 필름 시료를 제조하였지만, 필름 폭을 1360 mm로 하였다. 얻어진 셀룰로오스 트리아세테이트 필름을 권심에 롤상으로 권취함으로써, 최종 막 두께 80 ㎛, 임의의 폭 방향 막 두께 편차 0.9 ㎛, 마찰값 0.7을 갖는 셀룰로오스 트리아세테이트(TAC) 필름 시료를 제조하였다.
또한, 얻어진 셀룰로오스 트리아세테이트 필름에서 적어도 10 mm 이상의 간격을 둔 임의의 길이 방향 10 지점에서의 널링 높이 측정 평균값, 널링 높이 측정 최소값, 널링 높이 측정 최대값을 측정하고, 또한 널링 높이 측정값 편차를 계산하여, 얻어진 결과를 하기의 표 1에 나타내었다.
실시예 4
(필름 시료의 제조)
상기 도핑액 처방 2의 용액을 이용하여, 실시예 1의 경우와 동일한 방법에 의해 셀룰로오스 트리아세테이트(TAC) 필름 시료를 제조하였다. 여기서, 필름 폭은 1360 mm이고, 얻어진 셀룰로오스 트리아세테이트 필름의 최종 막 두께는 58 ㎛, 임의의 폭 방향 막 두께 편차가 0.7 ㎛, 마찰값이 0.8이었다.
또한, 얻어진 셀룰로오스 트리아세테이트 필름에서 적어도 10 mm 이상의 간격을 둔 임의의 길이 방향 10 지점에서의 널링 높이 측정 평균값, 널링 높이 측정 최소값, 널링 높이 측정 최대값을 측정하고, 널링 높이 측정값 편차를 계산하여, 얻어진 결과를 하기의 표 1에 나타내었다.
실시예 5
투명 수지로서, 셀룰로오스 트리아세테이트 대신에 노르보르넨계 수지를 사용한 것 이외에는, 상기 실시예 1 내지 8과 거의 동일하게 하여 노르보르넨계 수지 필름을 제조하였다.
[미립자 분산액의 제조]
에탄올 27 중량부
미립자 I/이산화규소 미립자 3 중량부
(상품명: AEROSIL-R972V, 1차 입경: 16 nm)
상기 재료를 소정의 용기에 넣어 혼합하고, 회전수 500 rpm에서 30 분 교반한 후, 만톤고린(Mantongorin)형 고압 분산기에서 250 kgf/cm2의 압력으로 분산시킨 후, 분산액을 메틸렌 클로라이드 27 중량부로 희석하여 미립자 분산액(a-2)를 제조하였다.
[노르보르넨계 수지 용액의 제조]
노르보르넨 수지(아톤G JSR사 제조) 80 중량부
에틸프탈릴에틸글리콜레이트(가소제 A) 2 중량부
트리페닐포스페이트(가소제 B) 8 중량부
메틸렌 클로라이드(비점: 39.8 ℃) 250 중량부
에탄올 10 중량부
용해 용기에 상기 재료를 투입하여 70 ℃까지 가열하고, 교반하면서 노르보르넨계 수지를 완전히 용해시켜 노르보르넨계 수지 용액을 얻었다. 또한, 용해에 필요한 시간은 4 시간이었다. 노르보르넨계 수지 용액은, 이어서 용해 용기의 바닥부에 접속된 유송관으로부터 배출되어, 송액 펌프의 작동에 의해 이송되고, 여과기에서 절대 여과 정밀도 0.005 mm의 여지를 이용하여, 여과 유량 300 l/m2ㆍ시, 여과압 1.0×106 Pa에서 여과를 행하였다.
[첨가제 용액의 제조]
상기 노르보르넨계 수지 용액 75 중량부
2-(2'-히드록시-3',5'-디-t-부틸페닐)벤조트리아졸
(자외선 흡수제 I) 25 중량부
상기 미립자 분산액 60 중량부
메틸렌 클로라이드 290 중량부
용해 용기에서 메틸렌 클로라이드를 교반하면서, 여과 후의 상기 노르보르넨계 수지 용액의 일부를 첨가한 후, 또한 자외선 흡수제, 상기 미립자 분산액의 순서로 첨가하였다. 첨가 후에, 40 ℃까지 가온하고, 30 분간 용해시켜 상기 첨가제 용액을 제조하였다. 이어서, 이 첨가제 용액을, 용해 용기의 바닥부에 접속된 유 송관으로부터 배출하고, 송액 펌프의 작동에 의해 이송하여, 여과기에서 공칭 여과 정밀도 20 ㎛의 필터로 여과를 행하였다.
[노르보르넨계 수지 필름용 도핑액의 제조]
상기 여과기에서 절대 여과 정밀도 0.005 mm의 여지를 이용하여, 여과 유량 300 l/m2ㆍ시, 여과압 1.0×106 Pa에서 여과를 행하고, 또한 유송관에 의해 유송되는 여과 후의 상기 노르보르넨계 수지 용액의 주요부(잔부)에, 유송관에서의 동일하게 여과한 후의 상기 첨가제 용액을 인라인 첨가하여, 스태틱 믹서에서 혼합함으로써 노르보르넨계 수지 필름용의 도핑액을 제조하였다.
[노르보르넨계 수지 필름 시료의 제조]
상기 노르보르넨계 수지 필름용의 도핑액을, 용액 유연 막 형성 장치(도시 생략)를 이용하여, 도핑액 온도 35 ℃에서 유연 다이로부터, 스테인레스강으로 제조된 엔드리스 벨트를 포함하는 30 ℃의 지지체 위에 균일하게 유연하였다. 지지체 위에서 60 초간 유지하여 박리 가능한 범위까지 건조시킨 후, 지지체 위에서 웹(도핑액 막)을 박리하였다. 이 때의 웹의 잔류 용매량은 25 ％였다. 도핑액 유연으로부터 박리까지 필요한 시간은 3 분이었다. 지지체로부터 박리한 웹을, 다수개의 롤에서 반송시키면서 건조 영역에서 건조시킴과 동시에, 필름 양쪽 단부를 슬릿하여, 제품 폭에 맞추어 필름 베이스를 형성한 후에, 상기 필름 베이스의 단부에 널링 가공을 실시하고, 노르보르넨계 수지 필름을 권심에 롤상으로 권취함으로써, 최종 막 두께 40 ㎛, 임의의 폭 방향 막 두께 편차 0.6 ㎛, 마찰값 0.7을 갖는 노 르보르넨계 수지 필름 시료를 제조하였다.
또한, 필름 폭은 1386 mm, 권취 길이는 2800 m이고, 또한 막 형성 속도는 32 m/분으로 하였다.
또한, 얻어진 노르보르넨계 수지 필름에서 적어도 10 mm 이상의 간격을 둔 임의의 길이 방향 10 지점에서의 널링 높이 측정 평균값, 널링 높이 측정 최소값, 널링 높이 측정 최대값을 측정하고, 널링 높이 측정값 편차를 계산하여, 얻어진 결과를 하기의 표 1에 나타내었다.
실시예 6
[셀룰로오스 에스테르 필름의 제조]
셀룰로오스 아세테이트(이스트만 케미컬사 제조 CA-398-3)를 이용하여 80 ㎛의 필름을, 용융 막 형성법에 의해 제조하여 셀룰로오스 에스테르 필름을 얻었다.
또한, 열안정제로서 에폭시화 톨유 0.6 중량％, 파라-tert-부틸페놀 0.4 중량％, 네오펜틸페닐포스파이트 0.07 중량％, 스트론튬나프토에이트 0.02 중량％ 및 이산화규소부 입자(아에로질 R972V) 0.05 중량％를 첨가하였다.
필름 제조시, 반송시에 필름 양쪽 단부를 슬릿하여, 제품 폭에 맞추어 필름 베이스를 형성한 후에, 상기 필름 베이스의 단부에 널링 가공을 실시하고, 셀룰로오스 아세테이트 필름을 권심에 롤상으로 권취함으로써, 최종 막 두께 80 ㎛, 임의의 폭 방향 막 두께 편차 1.0 ㎛, 마찰값 0.8을 갖는 셀룰로오스 아세테이트 필름 시료를 제조하였다.
또한, 필름 폭은 1360 mm, 권취 길이는 2800 m이고, 또한 막 형성 속도는 25 m/분으로 하였다.
또한, 얻어진 셀룰로오스 아세테이트 필름에서 적어도 10 mm 이상의 간격을 둔 임의의 길이 방향 10 지점에서의 널링 높이 측정 평균값, 널링 높이 측정 최소값, 널링 높이 측정 최대값을 측정하고, 널링 높이 측정값 편차를 계산하여, 얻어진 결과를 하기의 표 1에 나타내었다.
비교예 1
비교를 위해, 상기 실시예 1의 경우와 동일하게 하여 셀룰로오스 트리아세테이트 필름을 제조하였지만, 필름 폭을 본 발명의 범위밖인 1020 mm로 하였다. 얻어진 셀룰로오스 트리아세테이트 필름을 권심에 롤상으로 권취함으로써, 최종 막 두께가 80 ㎛, 임의의 폭 방향 막 두께 편차가 본 발명의 범위밖인 2.5 ㎛, 마찰값이 본 발명의 범위밖인 1.5인 셀룰로오스 트리아세테이트(TAC) 필름 시료를 제조하였다.
또한, 얻어진 셀룰로오스 트리아세테이트 필름에서 적어도 10 mm 이상의 간격을 둔 임의의 길이 방향 10 지점에서의 널링 높이 측정 평균값, 널링 높이 측정 최소값, 널링 높이 측정 최대값을 측정하고, 또한 널링 높이 측정값 편차를 계산하여, 얻어진 결과를 하기의 표 1를 아울러 나타내었다.
실시예 1 실시예 2 실시예 3 실시예 4 실시예 5 실시예 6 비교예 1
도핑 처리 1 1 2 2 3 4 1
최종 막 두께(㎛) 40 A 80 A 80 A 58 A 40 A 80 A 80 A
막 두께 변화(㎛) 0.5 A 0.9 A 0.9 A 0.7 A 0.6 A 1.0 A 2.5 A
마찰값 0.7 A 0.8 A 0.7 A 0.8 A 0.7 A 0.8 A 1.5 B
널 링 높 이 평균값(㎛) 9.5 A 10 A 10 A 9 A 9 A 11 A 15 A
최소값(㎛) 5 A 6 A 5 A 4 A 4 A 6 A 9 A
최대값(㎛) 14 A 15 A 13 A 13 A 14 A 16 A 21 B
편차(㎛) 9 A 9 A 8 A 9 A 10 A 10 A 12 B
제품 필름 폭(mm) 1385 A 1385 A 1360 A 1360 A 1386 A 1360 A 1020 B
A: 양호, B: 불량
(수지 필름의 평가)
이어서, 상기 본 발명의 실시예 1 내지 6, 및 비교예 1의 수지 필름을, 고온/고습(38 ℃/75 ％)의 분위기하에서 약 2 주간 권취 보존한 후에 권중 결함의 평가를 실시하고, 필름의 외관에서 말등 형상의 결함이 생겼는지 여부, 필름 권중에서 직경 5 mm 이상이 접착이 생겼는지 여부, 또한 필름에 미소한 권중 변형이 생겼는지 여부에 대하여 측정하고, 얻어진 결과를 하기의 표 2에 통합하여 나타내었다.
외관 권중 접착 권중 변형
실시예 1 말등 형상 결함 거의 없음 A 직경 5 mm 이상의 접착 없음 A 미소 변형 없음 A
실시예 2 말등 형상 결함 거의 없음 A 직경 5 mm 이상의 접착 없음 A 미소 변형 없음 A
실시예 3 말등 형상 결함 거의 없음 A 직경 5 mm 이상의 접착 없음 A 미소 변형 없음 A
실시예 4 말등 형상 결함 거의 없음 A 직경 5 mm 이상의 접착 없음 A 미소 변형 없음 A
실시예 5 말등 형상 결함 거의 없음 A 직경 5 mm 이상의 접착 없음 A 미소 변형 없음 A
실시예 6 말등 형상 결함 거의 없음 A 직경 5 mm 이상의 접착 없음 A 미소 변형 없음 A
비교예 1 5 mm 이상 함몰된 말등 형상 결함 발생 B 직경 10 mm 이상의 접착 10 개 이상 발생 B 미소 변형수 10 개 이상 발생 B
A: 양호, B: 불량
상기 표 2의 결과로부터 분명한 바와 같이, 본 발명에 의한 실시예 1 내지 6의 수지 필름에 따르면, 모든 경우에 필름의 외관에서 말등 형상의 결함이 거의 없고, 또한 필름 권중에서 직경 5 mm 이상의 접착 결함은 전혀 없고, 또한 필름이 미소한 권중 변형도 생기지 않았다.
이에 대하여, 비교예 1의 수지 필름에 따르면, 5 mm 이상 함몰한 말등 형상의 결함이 발생하고, 또한 직경 10 mm 이상의 잡착 결함이 10개 이상 발생하며, 또한 미소 변형수가 10개 이상 발생하여, 편광판용 보호 필름으로서의 사용에 적합하지 않았다.
본 발명은 상술한 바와 같이, 용액 유연 막 형성법 또는 용융 유연 막 형성법으로 얻어진 셀룰로오스 에스테르 또는 노르보르넨계 수지를 포함하는 수지 필름의 단부를 슬릿하여, 제품 폭에 맞추어 필름 베이스를 형성한 후, 상기 필름 베이 스의 단부에 널링 가공을 실시하고, 최종 막 두께가 30 내지 125 ㎛이고, 임의의 폭 방향 막 두께 편차가 0.1 내지 1.8 ㎛ 이하이며, 마찰값이 0.4 내지 1.4인 수지 필름을 제조하는 방법이며, 수지 필름에서 적어도 10 mm 이상의 간격을 둔 임의의 길이 방향 10 지점에서의 널링 높이 측정 평균값을 5 내지 15 ㎛로, 널링 높이 측정 최소값을 1 ㎛ 이상으로, 널링 높이 측정 최대값을 20 ㎛ 이하로, 널링 높이 측정값 편차를 1 내지 10 ㎛로 하는 것을 특징으로 하며, 본 발명의 수지 필름의 제조 방법에 따르면, 장치 비용이 들지 않고, 특히 고온ㆍ고습하에서의, 예를 들면 1340 내지 1980 mm를 갖는 넓은 폭의 권취 필름의 보존시에도, 접착 등의 권중 결함이 생기기 어려운 셀룰로오스 에스테르 필름 또는 노르보르넨계 수지 필름을 제조할 수 있다는 효과가 발휘된다.
또한, 본 발명의 편광판은, 상기에 기재된 수지 필름을 편광자의 적어도 한쪽 면에 접합시킨 것을 특징으로 하며, 본 발명의 편광판에 따르면, 광학적, 물리적 및 치수 안정성이 우수한 특성을 가지고, 품질이 양호하다는 효과가 발휘된다.
또한, 본 발명의 액정 표시 장치는, 상기에 기재된 편광판을 이용하여 제조된 것을 특징으로 하며, 본 발명의 액정 표시 장치에 따르면, 균일한 표시 성능을 갖는다는 효과가 발휘된다.

Claims (4)

  1. 용액 유연 막 형성법 또는 용융 유연 막 형성법으로 얻어진 셀룰로오스 에스테르 또는 노르보르넨계 수지를 포함하는 수지 필름의 단부를 슬릿(slit)하여, 제품 폭에 맞추어 필름 베이스를 형성한 후, 상기 필름 베이스의 단부에 널링(knurling) 가공을 실시하고, 최종 막 두께가 30 내지 125 ㎛이고, 임의의 폭 방향 막 두께 편차가 0.1 내지 1.8 ㎛ 이하이며, 마찰값이 0.4 내지 1.4인 수지 필름을 제조하는 방법이며, 수지 필름에서 적어도 10 mm 이상의 간격을 둔 임의의 길이 방향 10 지점에서의 널링 높이 측정 평균값을 5 내지 15 ㎛로, 널링 높이 측정 최소값을 1 ㎛ 이상으로, 널링 높이 측정 최대값을 20 ㎛ 이하로, 널링 높이 측정값 편차를 1 내지 10 ㎛로 하는 것을 특징으로 하는 수지 필름의 제조 방법.
  2. 제1항에 있어서, 수지 필름의 제품 폭을 1340 내지 1980 mm로 하는 것을 특징으로 하는 수지 필름의 제조 방법.
  3. 제1항에 기재된 수지 필름을 편광자의 적어도 한쪽 면에 접합시킨 것을 특징으로 하는 편광판.
  4. 제3항에 기재된 편광판을 이용하여 제조된 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
KR1020050044918A 2004-06-01 2005-05-27 수지 필름의 제조 방법, 수지 필름을 이용하여 제조한편광판, 및 편광판을 이용하여 제조한 액정 표시 장치 KR20060049474A (ko)

Applications Claiming Priority (2)

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JPJP-P-2004-00162784 2004-06-01
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