KR20130018227A - 적층 필름의 제조 방법, 편광성 적층 필름의 제조 방법 및 편광판의 제조 방법 - Google Patents

적층 필름의 제조 방법, 편광성 적층 필름의 제조 방법 및 편광판의 제조 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은, 기재 필름의 한쪽 면에 폴리비닐알코올계 수지를 함유하는 용액을 도포하여 수지 도포층을 형성하는 도포 공정과, 상기 수지 도포층을 건조시켜 수지층을 형성하는 건조 공정을 포함하는 수지층 형성 공정(S10)을 가지며, 상기 도포 공정에서, 상기 기재 필름의 폭 방향의 양단으로부터 내측으로 각각 0.5 ㎝ 이상의 영역에서 상기 용액을 도포하지 않는 미도포 부분을 마련하는 적층 필름의 제조 방법, 이 적층 필름을 이용하는 편광성 적층 필름의 제조 방법, 및 이 편광성 적층 필름을 이용하는 편광판의 제조 방법을 제공한다. 본 발명에 의하면, 젖혀짐 현상을 방지하고, 생산성 좋게 편광판을 제조하는 방법이 제공된다.

Description

적층 필름의 제조 방법, 편광성 적층 필름의 제조 방법 및 편광판의 제조 방법{METHOD FOR PRODUCING LAMINATE FILM, METHOD FOR PRODUCING POLARIZING LAMINATE FILM, AND METHOD FOR PRODUCING POLARIZING PLATE}
본 발명은, 적층 필름의 제조 방법 및 편광판의 제조 방법에 관한 것이다.
편광판은, 액정 표시 장치에서의 편광의 공급 소자로서, 또한 편광의 검출 소자로서, 널리 이용되고 있다. 이러한 편광판으로서, 종래부터, 폴리비닐알코올계 수지로 이루어지는 편광 필름에 트리아세틸셀룰로오스로 이루어지는 보호 필름을 접착한 것이 사용되고 있지만, 최근 액정 표시 장치의 노트형 퍼스널 컴퓨터나 휴대 전화 등 모바일 기기에의 전개, 더 나아가서는 대형 텔레비전으로의 전개 등에 따라, 박육 경량화가 요구되고 있다.
이와 같은 박형의 편광판을 제조하는 방법으로서, 기재 필름 표면에 폴리비닐알코올계 수지를 함유하는 용액을 도포하여 수지층을 형성한 후, 연신하고, 이어서 염색하는 것에 의해, 편광자층을 갖는 편광성 적층 필름을 얻고, 이것을 그대로 편광판으로서 이용하거나, 이 필름에 보호 필름을 접합한 후, 기재 필름을 박리한 것을 편광판으로서 이용하는 방법이 제안되어 있다(예컨대 JP2000-338329-A, JP2009-93074-A, JP2009-98653-A 및 JP2003-43257-A 참조).
그러나, 상기 종래의 방법에서는, 기재 필름의 표면에 폴리비닐알코올계 수지를 함유하는 용액을 도포한 후의 건조 공정 등에서, 기재 필름의 양단이 폴리비닐알코올계 수지로 이루어지는 수지층 측으로 젖혀지는 현상이 생기는 경우가 있고, 이 상태 그대로 연속으로 필름을 계속 보내면, 그 중 건조로 안이나 건조로 출구에서 필름의 단부가 내측으로 접혀 들어가 버리는 문제점을 야기하는 경우가 있었다.
그래서, 본 발명의 목적은, 상기한 젖혀짐 현상을 방지하고, 생산성 좋게 적층 필름 또는 편광판을 제조하는 방법을 제공하는 것에 있다.
〔1〕 기재 필름의 한쪽 면에 폴리비닐알코올계 수지를 함유하는 용액을 도포하여 수지 도포층을 형성하는 도포 공정과, 수지 도포층을 건조시켜 수지층을 형성하는 건조 공정을 가지며, 도포 공정에서, 기재 필름의 폭 방향의 양단으로부터 내측으로 각각 0.5 ㎝ 이상의 영역에서 상기 용액을 도포하지 않는 미도포 부분을 마련하는 적층 필름의 제조 방법.
〔2〕 미도포 부분은 양단으로부터 내측으로 각각 20 ㎝ 이하인 것인 〔1〕에 기재된 적층 필름의 제조 방법.
〔3〕〔1〕 또는 〔2〕에 기재된 제조 방법에 의해 제조된 적층 필름을 준비하는 공정과, 적층 필름으로부터, 기재 필름을 절단하는 것에 의해 미도포 부분을 제거하는 제거 공정과, 미도포 부분을 제거한 적층 필름을 일축 연신하여 연신 필름을 얻는 연신 공정과, 연신 필름의 수지층을 이색성 색소로 염색하여 편광자층을 형성하는 염색 공정을 이 순서로 갖는 편광성 적층 필름의 제조 방법.
〔4〕 〔1〕 또는 〔2〕에 기재된 제조 방법에 의해 제조된 적층 필름을 준비하는 공정과, 상기 적층 필름을 일축 연신하여 연신 필름을 얻는 연신 공정과, 상기 연신 필름으로부터, 상기 기재 필름을 절단하는 것에 의해 상기 미도포 부분을 제거하는 제거 공정과, 미도포 부분을 제거한 적층 필름의 수지층을 이색성 색소로 염색하여 편광자층을 형성하는 염색 공정을 이 순서로 갖는, 편광성 적층 필름의 제조 방법.
〔5〕 연신 공정은 적층 필름을 5배 초과의 연신 배율로 일축 연신하는 〔3〕 또는 〔4〕에 기재된 편광성 적층 필름의 제조 방법.
〔6〕 〔3〕～〔5〕 중 어느 하나에 기재된 제조 방법에 의해 제조된 편광성 적층 필름을 준비하는 공정과, 편광성 적층 필름에서의 편광자층의 기재 필름과 반대측 면에 보호 필름을 접합하여 다층 필름을 얻는 접합 공정과, 다층 필름으로부터 기재 필름을 박리하는 박리 공정을 갖는 편광판의 제조 방법.
본 발명의 제조 방법에 의하면, 기재 필름 표면에 수지 용액을 도포하여 수지층을 형성하는 공정을 갖는 적층 필름 또는 편광판의 제조 방법에서, 단부의 휘어짐의 발생을 방지하고, 단부의 접혀 들어감을 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 편광판의 제조 방법의 제1 실시형태를 도시하는 흐름도이다.
도 2는 수지 도포층에 의한 기재 필름의 접혀 들어감의 원리를 도시하는 도면이다.
도 3은 본 발명의 편광판의 제조 방법의 제2 실시형태를 도시하는 흐름도이다.
본 발명은, 기재 필름의 한쪽 면에 폴리비닐알코올계 수지를 함유하는 용액을 도포하여 수지 도포층을 형성하는 도포 공정과, 상기 수지 도포층을 건조시켜 수지층을 형성하는 건조 공정을 가지며, 상기 도포 공정에서, 상기 기재 필름의 폭 방향의 양단으로부터 내측으로 각각 0.5 ㎝ 이상의 영역에서 상기 용액을 도포하지 않는 미도포 부분을 마련하는, 적층 필름의 제조 방법이다. 상기 미도포 부분은, 바람직하게는, 상기 기재 필름의 양단으로부터 내측으로 각각 20 ㎝ 이하이다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 편광판의 제조 방법의 바람직한 실시형태를 상세히 설명한다.
〔제1 실시형태〕
도 1은, 본 발명의 편광판의 제조 방법의 제1 실시형태를 도시하는 흐름도이다. 본 실시형태의 편광판의 제조 방법은, 기재 필름의 한쪽 표면 위에 폴리비닐알코올계 수지를 포함하는 수지층을 형성하여 적층 필름으로 하는 수지층 형성 공정(S10)이 존재한다. 이 공정에는, 폴리비닐알코올계 수지 용액을 도포하는 도포 공정과 도포한 수지 용액으로부터 용매를 건조시켜 적층 필름으로 하는 건조 공정이 포함된다. 도포 공정에서는, 기재 필름의 폭 방향의 양단으로부터 내측으로 각각 0.5 ㎝ 이상의 영역에서 상기 용액을 도포하지 않는 미도포 부분을 마련한다. 미도포 부분은, 바람직하게는, 기재 필름의 양단으로부터 내측으로 각각 20 ㎝ 이하이다.
그 후, 기재 필름을 절단하는 것에 의해 상기 미도포 부분을 제거하는 제거 공정(S20)을 실시한다. 기재 필름의 절단 위치는, 미도포 부분이 모두 포함되도록 절제(切除)되는 위치이면 한정되지는 않고, 예컨대 기재 필름 위의 수지 용액이 도포되어 있는 도포 부분과, 미도포 부분과의 경계 부분에서 절단하여도 좋으며, 도포 부분에서 절단하는 것에 의해 미도포 부분 모두와 도포 부분의 일부가 포함하는 부분이 제거되도록 절단하여도 좋다. 구체적으로, 기재 필름의 폭 방향의 양단으로부터 내측으로 각각 0.5 ㎝의 영역에서 폴리비닐알코올계 수지 용액을 도포하지 않는 미도포 부분을 마련하고, 다른 영역은 폴리비닐알코올계 수지 용액을 도포한 경우에 대해서 예시하여 설명한다. 이 경우, 기재 필름의 절단 위치는, 기재 필름의 폭 방향의 양단으로부터 내측으로 각각 0.5 ㎝ 이상의 위치이면 특별히 한정되지 않는다.
다음에, 미도포 부분을 제거한 적층 필름에 일축 연신 처리를 실시하고 연신 필름으로 하는 연신 공정(S30)을 실시한다. 일축 연신 처리의 연신 배율은 5배 초과인 것이 바람직하다. 5배 초과로 하는 것에 의해, 원하는 편광 성능을 갖는 편광판을 제작할 수 있다. 또한 이러한 높은 편광 성능을 갖는 편광판을 얻기 위해 고배율로 일축 연신을 행하는 경우에, 젖혀짐의 문제가 현저해지고, 따라서 젖혀짐을 억제할 수 있다고 하는 본 발명의 효과가 현저해지기 때문이다. 또한 일축 연신은, 비교적 두께가 감소하기 어려운 연신 방법인 자유단 세로 일축 연신이 바람직하다.
그 후, 수지층을 이색성 색소로 염색하여 편광자층을 형성하는 염색 공정(S40)이 있다. 이 공정을 끝내고 편광자층을 구비하는 필름을 편광성 적층 필름으로 부른다. 즉, 본 실시형태의 S10～S40까지의 공정에 의해 편광성 적층 필름을 얻는 제조 방법은, 본 발명에 따른 편광성 적층 필름의 제조 방법이다.
그 후, 전술한 편광성 적층 필름의 편광자층의 기재 필름측 면과는 반대측 면에 보호 필름을 접합하여 다층 필름을 얻는 접합 공정(S50), 또한, 다층 필름으로부터 기재 필름을 박리하는 박리 공정(S60)이 설치된다. 이들 공정을 경유하여 편광판이 제작된다.
본 실시형태에서는, 도포 공정에서 미도포 부분을 마련하고 있는 것에 의해, 폴리비닐알코올계 수지 도포층의 건조 공정에서, 기재 필름의 젖혀짐 현상을 방지할 수 있다. 이하, 이러한 젖혀짐 현상의 방지 원리에 대해서 고찰한다.
우선, 수지 도포층을 기재 필름의 표면 전체로 한 경우에, 젖혀짐이 생기는 원리를 추찰하고, 도 2의 (a)에 추찰한 젖혀짐 원리를 설명하는 도면을 모식적으로 나타낸다. 한편, 미도포 부분을 마련하여 수지 도포층을 형성한 경우에, 젖혀짐이 억제되는 원리를 추찰하고, 도 2의 (b)에 추찰한 원리를 설명하는 도면을 모식적으로 나타낸다. 도 2의 (a)에 도시하는 바와 같이, 수지 도포층(11)을 기재 필름(10)의 표면 전체에 설치한 경우는, 건조 공정에서 수지 도포층(11)에 큰 수축력이 작용하여, 라인 장력에 의해 기재 필름(10)의 단부가 접혀 들어가기 쉬워지는 것으로 추찰된다. 한편, 도 2의 (b)에 도시하는 바와 같이, 기재 필름 위의 단부에 수지 도포층(11)을 형성하지 않는 미도포 부분을 마련하는 것에 의해, 건조 공정에서도, 기재 필름(10)의 단부 부근에서 수축력이 작용하지 않아, 접혀 들어감이 발생하기 어려워지는 것으로 추찰된다. 따라서, 미도포 부분을 크게 취하면 취할수록 접혀 들어감 발생의 억제 효과는 보다 현저해진다. 그러나, 미도포 부분을 크게 취하는 것은 유효 폭이 좁아져 버리게 되기 때문에, 생산 효율이 저하되어 버리는 것으로부터, 실질적으로 미도포 부분은 기재 필름의 양단으로부터 각각 20 ㎝ 이하가 바람직하고, 10 ㎝ 이하가 더 바람직하다.
이상과 같이, 본 실시형태에 의하면, 기재 필름의 단부에 미도포 부분을 마련하는 것에 의해 건조 공정을 경유하여도 기재 필름의 접혀 들어감이 발생하기 어렵다. 그러나, 미도포 부분은, 물결을 발생시키기 쉽다. 물결은, 예컨대 연신 공정에서 적층 필름의 파단을 발생시키는 경우가 있다. 본 실시형태에서는, 연신 공정 전에 미도포 부분을 제거하는 제거 공정(S20)을 실행하기 때문에, 연신 공정에서 물결에 기인하는 적층 필름의 파단이 생기는 것을 막을 수 있다. 또한, 만약에 물결이 발생하여도, 물결이 제거되기 때문에, 제거 공정(S20) 후에는 감은 모습이 양호한 롤이 얻어진다.
〔제2 실시형태〕
도 3은, 본 발명의 편광판의 제조 방법의 제2 실시형태를 도시하는 흐름도이다. 본 실시형태의 편광판의 제조 방법은, 제1 실시형태와는, 미도포 부분을 제거하는 제거 공정(S20)과 연신 공정(S30)의 순번이 반대로 되어 있는 점만 상이하다. 동일 내용의 공정에는 동일한 공정 부호를 붙이고 반복되는 설명을 생략하고, 이하 에서의 상세한 설명을 공통의 설명으로 한다.
본 실시형태에서는, 도포 공정에서 미도포 부분을 마련하고 있는 것에 의해, 폴리비닐알코올계 수지 도포층의 건조 공정에서, 기재 필름의 젖혀짐 현상을 방지할 수 있다. 그러나, 미도포 부분은, 물결을 발생시키기 쉽다. 물결이 발생하면, 적층 필름을 롤에 양호하게 권취할 수 없다고 하는 문제점이 생기기 쉽다. 본 실시형태에서는, 연신 공정(S30) 후에 제거 공정(S20)을 구비하고, 제거 공정(S20) 후에는 감은 모습이 양호한 롤이 얻어진다. 물결은, 연신 공정(S30)에서 파단을 발생시키는 경우가 있지만, 연신 공정(S30)에서 파단의 문제점이 발생하지 않는 경우, 본 실시형태의 제조 방법은 적합하다.
제1 및 제2 실시형태에서는, 연신 공정(S30) 전, 또는 후에 기재 필름을 절단하는 것에 의해 상기한 미도포 부분을 제거하는 제거 공정(S20)을 마련한다. 연신 공정보다 이전에 마련한 경우(제1 실시형태)에는, 연신시의 파단 방지와 단부의 물결을 억제할 수 있어, 깔끔하게 롤에 권취할 수 있다. 또한, 필름의 연신 공정에서 파단이 없는 경우에는, 연신 공정보다 이후에 설치할 수 있고(제2 실시형태), 이 경우에는, 단부의 물결을 제거하고나서 롤에 권취하게 되기 때문에, 감은 모습이 양호한 롤이 얻어지는 메리트가 있다. 이 경우, 제거 공정(S20)을 마련하는 위치는, 연신 후의 필름을 롤 형상으로 권취하는 공정보다 이전에 마련하는 것이 바람직하지만, 장치상의 제약 등으로 어쩔 수 없는 경우에는, 연신 후에 일단, 일시적으로 가상의 권취를 실시해 두고, 단기간 내에 리와인더 등의 권취기를 이용하여, 단부 제거를 하면서 롤을 깔끔하게 고쳐 감는 방법으로도 실시 가능하다. 권취부 앞에 권취 어긋남 방지를 위한 단부 위치 검출 제어 장치(EPC) 등이 설치되어 있는 경우는, 정확하게 EPC를 작동시키기 위해, 그 전에 단부를 제거하는 것이 바람직하다.
이하, S10～S60의 각 공정에 대해서, 상세히 설명한다.
[수지층 형성 공정(S10)]
여기서는, 기재 필름의 한쪽 표면 위에 폴리비닐알코올계 수지로 이루어지는 수지층을 형성한다. 형성하는 수지층의 두께는, 3 ㎛ 초과 30 ㎛ 이하인 것이 바람직하고, 더 나아가서는 5 ㎛～20 ㎛가 바람직하다. 3 ㎛ 이하이면 연신 후에 너무 얇아져 염색성이 현저히 악화되어 버리고, 30 ㎛를 초과하면, 최종적으로 얻어지는 편광 필름의 두께가 10 ㎛를 초과해 버리기 때문에 바람직하지 않다.
본 발명에서의 수지층은, 바람직하게는, 폴리비닐알코올계 수지의 분말을 양용매에 용해시켜 얻은 폴리비닐알코올계 수지 용액을 기재 필름의 한쪽 표면 위에 도공하고, 용제를 증발시키는 것에 의해 형성된다. 수지층을 이와 같이 형성하는 것에 의해, 얇게 형성하는 것이 가능해진다.
폴리비닐알코올계 수지 용액을 기재 필름에 도공하는 방법으로서는, 와이어바 코팅법, 리버스 코팅, 그라비아 코팅 등의 롤 코팅법, 다이코트법, 콤마코트법, 립코트법, 스핀 코팅법, 스크린 코팅법, 파운틴 코팅법, 디핑법, 스프레이법 등을 공지의 방법으로부터 적절하게 선택하여 채용할 수 있다.
여기서, 제1 및 제2 실시형태에서는, 기재 필름 단부의 젖혀짐을 억제하기 위해, 기재 필름의 양단부에 폴리비닐알코올계 수지 용액을 도포하지 않는 미도포 부분을 마련해야 한다. 특히 젖혀짐에 의한 단부의 접혀 들어감을 억제하기 위해서는, 이 미도포 부분을 일정값 이상으로 넓게 마련하는 것이 필요하다. 구체적으로는 기재 필름의 폭 방향의 양단으로부터 내측으로 각각 0.5 ㎝ 이상의 영역에서 폴리비닐알코올계 수지 용액을 도포하지 않는 미도포 부분을 마련한 경우에 휘어짐의 억제에 효과가 나온다.
[제거 공정(S20)]
제1 및 제2 실시형태에서는, 수지층 형성 공정(S10)에서 미도포 부분을 마련한 결과, 그대로로는 연신 공정에서 단부가 물결치는 문제점이 생긴다. 이 물결을 방지하기 위해, 각 실시형태에서는, 연신 공정(S30) 전(제1 실시형태), 또는 후(제2 실시형태)에 단부의 제거 공정(S20)을 마련한다. 제거 공정은, 롤 등의 긴 것을 연속으로 처리할 수 있는 것이 바람직하다. 방법으로서는, 특별히 한정되는 것이 아니지만, 예컨대 일반적으로 슬리터로 불리고 있는 방법 등을 적합하게 이용할 수 있다. 또한 연신 공정에서 미도포 부분에 물결이 생기지 않는 경우에는, 전술한 본 발명 방법에 의해 얻어지는 적층 필름을 이용하여, 제거 공정을 행하지 않는 방법에 의해 편광성 적층 필름이나 편광판을 제조할 수도 있다.
슬리터의 예로서는, 예컨대 레이저날로 불리는 면도날을 이용하는 방법을 들 수 있다. 동일한 레이저날을 이용한 방법으로, 특히 백업 가이드를 설치하지 않고 공중에서 슬릿하는 중공 자르기나, 백업 가이드로서, 홈을 낸 롤에 날을 집어 넣어 슬릿의 사행을 안정시키는 홈롤법 등이 있다. 그 외에도, 전단날로 불리는 원형 날을 2장 이용하여, 필름의 반송에 맞춰 회전시키면서 상부 날로 하부 날에 접촉 압력을 걸어 슬릿하는 방법이나, 스코어날로 불리는 날을 퀀칭 롤 등에 내리눌러 슬릿하는 방법, 또한, 전단날을 2장 조합하여 가위처럼 커트하면서 슬릿하는 방법 등을 이용할 수 있다. 그 중에서도, 필름의 슬릿 위치를 간단히 변경할 수 있고, 주행이 안정되기 쉬운 방법인 「레이저날을 이용한 홈롤법」 등이 적합하게 이용된다.
이 제거 공정(S20)은, 그다지 대규모 장치를 필요로 하지 않기 때문에, 다른 어느 한 공정의 인라인에 넣어 실시하는 것이 효율적이다. 예컨대 수지층 형성 공정(S10)에 넣는 경우에는, 용매를 제거하는 건조로 등의 뒤에 슬리터 등의 단부 제거 장치를 설치하여 거기서 미도포 부분인 단부를 제거한 후, 그대로, 롤 형상으로 권취할 수 있다. 마찬가지로, 연신 공정의 연신 가열로의 바로 앞, 또는 바로 뒤 등에 설치되어 있어도 좋다. 당연하지만, 슬릿 공정만이 별도의 독립된 공정으로서 존재하고 있어도 좋다. 이러한 독립 공정의 예로서는, 예컨대 롤을 바꿔 감는 등 리와인더 등으로 불리는 장치에 슬리터가 설치되어 있는 것 등을 들 수 있다.
기재 필름 단부의 물결이 연신 공정에서 생긴 경우, 연신 후의 권취로 깔끔한 롤을 감을 수 없는 문제점이 생긴다. 또한 권취하지 않고 염색 공정에 그대로 보낸 경우에도, 단부의 물결에 의해, 사행이 생기거나, 닙롤 등에서 단부가 접혀 들어가 버리는 등의 문제점이 발생한다. 또한 연신 공정에서의 단부의 물결이, 너무 현저한 경우에는, 연신 공정 도중에 파단을 발생시키는 경우도 있다. 이러한 경우에는, 제1 실시형태와 같이 연신 전에 단부를 제거함으로써, 연신시의 단부 물결을 없애는 것이 효과적이다. 연신 공정에서 파단을 그다지 발생시키지 않는 경우에는, 제2 실시형태와 같이 연신 공정 후의 단부 제거여도 좋다.
미도포 부분을 제거하지 않는 필름이, 파단이나 물결의 문제점을 발생시키는 원인으로서는, 기재 필름뿐인 부분과, 적층 필름으로 되어 있는 부분의 연신시의 필름의 신축 거동이 상이한 것을 들 수 있다. 기재 필름 위에 수지층이 형성되어 있는 부분은 2층 필름으로서의 연신 거동을 나타내지만, 기재 필름뿐인 부분은, 기재 필름 단품으로서의 거동을 나타내어, 결과적으로 양자의 치수가 상이해져 버린다. 이 때문에, 통상, 두께가 얇은 기재 필름 쪽이 열의 영향을 받기 쉽기 때문에, 보다 신장한 상태가 되기 쉽고, 필름의 가장자리 레이스와 같이 물결치는 경우가 많다. 필름이 물결친 경우, 라인 텐션이 균일하게 기재 필름의 단부에 걸리지 않게 되고, 응력이 수집되는 점이 생겨, 그 부분으로부터 파단이 일어나는 것으로 추측된다. 또한, 이와 같이 물결친 필름은 단부 위치 검출 제어 장치(EPC)로 검출할 때에, 에지를 잘 검출할 수 없기 때문에, 사행이 발생한다. 또한, 적층 필름의 면으로부터 비어져 나와 상하로 웨이브컬되어 있기 때문에, 롤에 감았을 때에 그 부분의 부피가 커져 깔끔한 롤 권취가 되지 않는다.
이러한 관점에서, 수지층이 형성되어 있는 부분의 단부 근방이어도, 수지층이 극단적으로 두껍게, 또는 얇게 되어 있는 경우에는, 연신성이 상이해지기 때문에 같은 문제점을 발생시키기 쉽다. 따라서, 단부 제거시에는, 기재 필름뿐인 미도포 부분을 제거하는 것은 물론, 미도포 부분보다 약간 내측으로부터 제거함으로써, 극단적으로 두께가 상이한 부분도 제거하는 것이 바람직하다. 물론, 수지층의 두께가 단부까지 비교적 일정하며, 수지층을 제거할 필요가 없는 경우에는 제거 부분이 미도포 부분과 일치하도록 제거하여도 좋다.
건조 온도는, 예컨대 50℃～200℃이며, 바람직하게는 60℃～150℃이다. 건조 시간은, 예컨대 2～20분이지만, 이 때, 폴리비닐알코올계 수지의 수지층의 막 두께가 두꺼워질수록, 건조 공정에서, 보다 건조 온도, 보다 긴 건조 시간을 요한다. 이 결과, 기재 필름에 많은 열량이 걸리게 되고, 필름의 탄력이 없어져, 필름 단부의 접혀 들어감이 발생하기 쉬워진다. 이러한 관점으로부터도, 폴리비닐알코올 수지를 두껍게 칠한 경우에는 필름의 접혀 들어감이 발생하기 쉬운 경향이 있다. 따라서, 본 실시형태의 제조 방법에 의한 접혀 들어감 방지의 효과는, 수지층이 두꺼워질수록 현저해진다.
또한, 기재 필름과 폴리비닐알코올계 수지층의 밀착성을 향상시키기 위해, 기재 필름과 수지층 사이에 프라이머층을 마련하여도 좋다. 프라이머층은 폴리비닐알코올계 수지에 가교제 등을 함유하는 조성물로 형성하는 것이 밀착성의 관점에서 바람직하다.
이 경우, 동일한 이유로부터, 프라이머층도 기재 필름의 양단부에 미도포 부분을 마련하여 작성하는 경우도 가능하지만, 통상 프라이머층은 두께가 수지층에 비해 매우 얇기 때문에 수축력도 약하고, 전술과 같이 문제를 야기할 가능성이 낮다. 따라서, 본 발명에서의 미도포 부분이란 수지층이 형성되어 있지 않은 부분을 가리키고, 프라이머층 도포의 유무는 이것에 관계없이, 수지층 도포의 유무에 의해 정해진다.
<기재 필름>
본 실시형태에서 이용되는 기재 필름의 재료로서는, 예컨대 투명성, 기계적 강도, 열안정성, 연신성 등이 우수한 열가소성 수지가 이용된다. 이러한 열가소성 수지의 구체예로서는, 셀룰로오스 트리아세테이트 등의 셀룰로오스 에스테르계 수지, 폴리에스테르계 수지, 폴리에테르술폰계 수지, 폴리술폰계 수지, 폴리카보네이트계 수지, 폴리아미드계 수지, 폴리이미드계 수지, 폴리올레핀계 수지, (메트)아크릴계 수지, 환상 폴리올레핀계 수지(노르보르넨계 수지), 폴리아릴레이트계 수지, 폴리스티렌계 수지, 폴리비닐알코올계 수지, 및 이들 혼합물 등을 들 수 있다.
기재 필름의 재료로서, 셀룰로오스 에스테르계 수지, 폴리올레핀계 수지, 환상 폴리올레핀계 수지 및 (메트)아크릴계 수지로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 어느 하나가 포함되는 것이 바람직하다.
셀룰로오스 에스테르계 수지는, 셀룰로오스와 지방산의 에스테르이다. 이와 같이 셀룰로오스 에스테르계 수지의 구체예로서는, 셀룰로오스 트리아세테이트, 셀룰로오스 디아세테이트, 셀룰로오스 트리프로피오네이트, 셀룰로오스 디프로피오네트 등을 들 수 있다.
이들 중에서도, 셀룰로오스 트리아세테이트가 특히 바람직하다. 셀룰로오스 트리아세테이트는 많은 제품이 시판되고 있고, 입수 용이성이나 비용의 점에서도 유리하다. 셀룰로오스 트리아세테이트의 시판품의 예로서는, 후지태크(등록상표) TD80[후지필름(주)제], 후지태크(등록상표) TD80UF[후지필름(주)제], 후지태크(등록상표) TD80UZ[후지필름(주)제], 후지태크(등록상표) TD40UZ[후지필름(주)제], KC8UX2M[코니카미놀타옵트(주)제], KC4UY[코니카미놀타옵트(주)제] 등을 들 수 있다.
폴리올레핀계 수지로서는, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 등을 들 수 있다. 폴리프로필렌으로 이루어지는 기재 필름을 이용한 경우, 안정적으로 고배율로 연신하기 쉬워 바람직하다. 환상 폴리올레핀계 수지로서는, 바람직하게는 노르보르넨계 수지가 이용된다.
환상 폴리올레핀계 수지는, 환상 올레핀을 중합 단위로서 중합되는 수지의 총칭이며, 예컨대 JPH01-240517-A, JPH03-14882-A, JPH03-122137-A 등에 기재되어 있는 수지를 들 수 있다. 구체예로서는, 환상 올레핀의 개환 (공)중합체, 환상 올레핀의 부가 중합체, 환상 올레핀과 에틸렌, 프로필렌 등의 α-올레핀과 그 공중합체(대표적으로는 랜덤 공중합체), 및 이들을 불포화카르복실산이나 그 유도체로 변성한 그래프트 중합체, 및 이들의 수소화물 등을 들 수 있다. 환상 올레핀의 구체예로서는, 노르보르넨계 모노머를 들 수 있다.
환상 폴리올레핀계 수지로서는 여러 가지의 제품이 시판되고 있다. 구체예 로서는, Topas(등록상표)(Ticona사제), 아톤(등록상표)[JSR(주)제], 제오노아(ZEONOR)(등록상표)[니혼제온(주)제], 제오넥스(ZEONEX)(등록상표)[니혼제온(주)제], 아펠(등록상표)[미쓰이가가쿠(주)제]을 들 수 있다.
(메트)아크릴계 수지로서는, 임의의 적절한 (메트)아크릴계 수지를 채용할 수 있다. 예컨대 폴리메타크릴산메틸 등의 폴리(메트)아크릴산에스테르, 메타크릴산메틸-(메트)아크릴산 공중합체, 메타크릴산메틸-(메트)아크릴산에스테르 공중합체, 메타크릴산메틸-아크릴산에스테르-(메트)아크릴산 공중합체, (메트)아크릴산메틸-스티렌 공중합체(MS 수지 등), 지환족 탄화수소기를 갖는 중합체(예컨대 메타크릴산메틸-메타크릴산시클로헥실 공중합체, 메타크릴산메틸-(메트)아크릴산노르보르닐 공중합체 등)을 들 수 있다.
바람직하게는, 폴리(메트)아크릴산메틸 등의 폴리(메트)아크릴산 C1-6 알킬을 들 수 있다. (메트)아크릴계 수지로서, 보다 바람직하게는, 메타크릴산메틸을 주성분(50 중량%～100 중량%, 바람직하게는 70 중량%～100 중량%)으로 하는 메타크릴산메틸계 수지가 이용된다.
기재 필름에는, 상기한 열가소성 수지 외에, 임의의 적절한 첨가제가 첨가되어 있어도 좋다. 이러한 첨가제로서는, 예컨대 자외선 흡수제, 산화 방지제, 윤활제, 가소제, 이형제, 착색 방지제, 난연제, 핵제, 대전 방지제, 안료, 및 착색제 등을 들 수 있다. 기재 필름 중 상기에서 예시한 열가소성 수지의 함유량은, 바람직하게는 50 중량%～100 중량%, 보다 바람직하게는 50 중량%～99 중량%, 더 바람직하게는 60 중량%～98 중량%, 특히 바람직하게는 70 중량%～97 중량%이다. 기재 필름중 열가소성 수지의 함유량이 50 중량% 미만인 경우, 열가소성 수지가 원래 갖는 고투명성 등이 충분히 발현되지 않을 우려가 있다.
기재 필름은, 폴리비닐알코올 수지의 연신에 적합한 온도 범위에서 연신할 수 있도록, 융점이 110℃ 이상의 것을 이용하는 것이 바람직하다. 바람직하게는, 융점이 130℃ 이상의 것을 이용한다. 기재 필름의 융점이 110℃ 미만이면, 후술하는 연신 공정(S30)에서, 기재 필름이 융해하기 쉬워 연신 온도를 충분히 올릴 수 없어, 5배 초과의 연신이 곤란해지기 때문이다. 기재 필름의 융점이란, ISO3146에 기초하여 승온 속도 10℃/min에서 측정한 값이다.
기재 필름의 두께는, 적절하게 결정할 수 있지만, 일반적으로는 강도나 취급성 등의 작업성의 점에서 1 ㎛～500 ㎛가 바람직하고, 1 ㎛～300 ㎛가 보다 바람직하며, 더 나아가서는 5 ㎛～200 ㎛가 바람직하다. 기재 필름의 두께는, 5 ㎛～150 ㎛이 가장 바람직하다.
기재 필름은, 수지층과의 밀착성을 향상시키기 위해, 적어도 수지층이 형성되는 측의 표면에, 코로나 처리, 플라즈마 처리, 화염 처리 등을 행하여도 좋다. 또한 밀착성을 향상시키기 위해, 기재 필름의 수지층이 형성되는 측의 표면에 프라이머층 등의 박층을 형성하여도 좋다.
<수지층>
본 실시형태의 수지층에는, 폴리비닐알코올계 수지가 이용된다. 본 발명에 이용하는 폴리비닐알코올계 수지는, 비누화도가 90 몰%～100 몰%의 것이 적합하게 이용되고, 일부가 변성되어 있는 변성 폴리비닐알코올이어도 좋다. 예컨대 폴리비닐알코올 수지를 에틸렌, 프로필렌 등의 올레핀, 아크릴산, 메타크릴산, 크로톤산 등의 불포화카르복실산, 불포화카르복실산의 알킬에스테르, 아크릴아미드 등으로 수 % 정도 변성한 것 등을 들 수 있다. 폴리비닐알코올계 수지의 평균 중합도도 특별히 한정되는 것은 아니지만, 100～10000이 바람직하고, 1500～10000이 보다 바람직하다.
이러한 특성을 부여하는 폴리비닐알코올 수지로서는, 예컨대 (주)쿠라레제의 PVA124(비누화도: 98.0 몰%～99.0 몰%), PVA117(비누화도: 98.0 몰%～99.0 몰%), PVA624(비누화도: 95.0 몰%～96.0 몰%), PVA617(비누화도: 94.5 몰%～95.5 몰%) 등; 예컨대 니혼고세이가가쿠고교(주)제의 AH-26(비누화도: 97.0 몰%～98.8 몰%), AH-22(비누화도: 97.5 몰%～98.5 몰%), NH-18(비누화도: 98.0 몰%～99.0 몰%), N-300(비누화도: 98.0 몰%～99.0 몰%) 등; 예컨대 니혼사쿠비·포발(주)의 JF-17(비누화도: 98.0 몰%～99.0 몰%), JF-17L(비누화도: 98.0 몰%～99.0 몰%), JF-20(비누화도: 98.0 몰%～99.0 몰%) 등을 들 수 있어 적합하게 이용할 수 있다.
[연신 공정(S30)]
여기서는, 기재 필름 및 수지층을 포함하는 적층 필름을, 적층 필름의 원래 길이에 대하여, 5배 초과의 연신 배율이 되도록 일축 연신하는 것이 바람직하다. 바람직하게는, 5배 초과 17배 이하의 연신 배율이 되도록 일축 연신한다. 더 바람직하게는 5배 초과 8배 이하의 연신 배율이 되도록 일축 연신한다. 연신 배율이 5배 이하이면, 폴리비닐알코올계 수지를 포함하는 수지층이 충분히 배향하지 않기 때문에 결과로서, 편광 필름의 편광도가 충분히 높아지지 않는다. 한편, 연신 배율이 17배를 초과하면 연신시의 적층 필름의 파단이 생기기 쉬워지는 동시에, 적층 필름의 두께가 필요 이상으로 얇아져, 후속 공정에서의 가공성·핸들링성이 저하될 우려가 있다. 연신 공정(S30)에서의 일축 연신 처리는, 일단에서의 연신에 한정되지 않고 다단으로 행할 수도 있다. 다단으로 행하는 경우는, 연신 처리의 전체단을 합쳐 5배 초과의 연신 배율이 되도록 연신 처리를 행하는 것이 바람직하다.
제1 및 제2 실시형태에서의 연신 공정(S30)에서는, 적층 필름의 길이 방향에 대하여 행하는 세로 연신 처리가 바람직하다. 세로 연신 방식으로서는, 롤간 연신 방법, 압축 연신 방법, 텐터를 이용한 연신 방법 등을 들 수 있다. 연신 처리는, 세로 연신 처리에 한정되지 않고, 경사 연신 처리 등이어도 좋다.
또한, 연신 처리는, 습윤식 연신 방법과 건식 연신 방법 모두 채용할 수 있지만, 건식 연신 방법을 이용하는 편이, 적층 필름을 연신할 때의 온도를 넓은 범위에서 선택할 수 있는 점에서 바람직하다.
제1 및 제2 실시형태에서는, 기재 필름의 융점의 -30℃ 내지 +5℃의 온도 범위에서 연신 처리를 행한다. 더 바람직하게는, 기재 필름의 융점의 -25℃부터 융점의 온도 범위에서 연신 처리를 행한다. 연신 온도를 기재 필름의 융점의 -30℃보다 낮게 하면, 5배 초과의 고배율 연신이 곤란해진다. 연신 온도가 기재 필름의 융점의 +5℃를 초과하면, 기재 필름의 융해에 의해 연신이 곤란해지기 때문에 바람직하지 않다. 또한 연신 온도는 상기 범위 내로서, 더 바람직하게는 120℃ 이상이다. 연신 온도가 120℃ 이상인 경우, 5배 초과의 고연신 배율이어도 연신 처리에 곤란성을 수반하지 않기 때문이다. 연신 처리의 온도 조정은, 통상, 가열로의 온도 조정에 의한다.
[염색 공정(S40)]
여기서는, 적층 필름의 수지층을, 이색성 물질로 염색한다. 이색성 물질로서는, 예컨대 요오드나 유기 염료 등을 들 수 있다. 유기 염료로서는, 예컨대 레드 BR, 레드 LR, 레드 R, 핑크 LB, 루빈 BL, 보르도 GS, 스카이블루 LG, 레몬옐로우, 블루 BR, 블루 2R, 네이비 RY, 그린 LG, 바이올렛 LB, 바이올렛 B, 블랙 H, 블랙 B, 블랙 GSP, 옐로우 3G, 옐로우 R, 오렌지 LR, 오렌지 3R, 스칼렛 GL, 스칼렛 KGL, 콩고레드, 브릴리언트 바이올렛 BK, 수프라블루 G, 수프라블루 GL, 수프라 오렌지 GL, 다이렉트 스카이블루, 다이렉트 퍼스트 오렌지 S, 퍼스트 블랙 등을 사용할 수 있다. 이들 이색성 물질은, 1종류여도 좋고, 2종류 이상을 병용하여 이용하여도 좋다.
염색 공정은, 예컨대 상기 이색성 물질을 함유하는 용액(염색 용액)에, 기재 필름 및 수지층을 포함하는 적층 필름 전체를 침지하는 것에 의해 행한다. 염색 용액으로서는, 상기 이색성 물질을 용매에 용해한 용액을 사용할 수 있다. 염색 용액의 용매로서는, 일반적으로는 물이 사용되지만, 물과 상용성이 있는 유기 용매가 더 첨가되어도 좋다. 이색성 물질의 농도로서는, 0.01 중량%～10 중량%인 것이 바람직하고, 0.02 중량%～7 중량%인 것이 보다 바람직하며, 0.025 중량%～5 중량%인 것이 특히 바람직하다.
이색성 물질로서 요오드를 사용하는 경우, 염색 효율을 한층 더 향상시킬 수 있기 때문에, 요오드화물을 더 첨가하는 것이 바람직하다. 이 요오드화물로서는, 예컨대 요오드화칼륨, 요오드화리튬, 요오드화나트륨, 요오드화아연, 요오드화알루미늄, 요오드화납, 요오드화구리, 요오드화바륨, 요오드화칼슘, 요오드화주석, 요오드화티탄 등을 들 수 있다. 이들 요오드화물의 첨가 비율은, 염색 용액에서, 0.01 중량%～10 중량%인 것이 바람직하다. 요오드화물 중에서도, 요오드화칼륨을 첨가하는 것이 바람직하다. 요오드화칼륨을 첨가하는 경우, 요오드와 요오드화칼륨의 비율은 중량비로, 1:5～1:100의 범위에 있는 것이 바람직하고, 1:6～1:80의 범위에 있는 것이 보다 바람직하며, 1:7～1:70의 범위에 있는 것이 특히 바람직하다.
염색 용액에의 적층 필름의 침지 시간은, 특별히 한정되지 않지만, 통상은 15초～15분간의 범위인 것이 바람직하고, 1분～3분간인 것이 보다 바람직하다. 또한 염색 용액의 온도는, 10℃～60℃의 범위에 있는 것이 바람직하고, 20℃～40℃의 범위에 있는 것이 보다 바람직하다.
염색 공정에서, 염색에 이어 가교 처리를 할 수 있다. 가교 처리는, 예컨대 가교제를 포함하는 용액(가교 용액)중에 적층 필름을 침지하는 것에 의해 행할 수 있다. 가교제로서는, 종래 공지의 물질을 사용할 수 있다. 예컨대 붕산, 붕사 등의 붕소화합물이나, 글리옥살, 글루타르알데히드 등을 들 수 있다. 이들은 1종류여도 좋고, 2종류 이상을 병용하여도 좋다.
가교 용액으로서, 가교제를 용매에 용해한 용액을 사용할 수 있다. 용매로서는, 예컨대 물을 사용할 수 있지만, 또한 물과 상용성이 있는 유기 용매를 포함하여도 좋다. 가교 용액에서의 가교제의 농도는, 이것에 한정되는 것은 아니지만, 1 중량%～10 중량%의 범위에 있는 것이 바람직하고, 2 중량%～6 중량%인 것이 보다 바람직하다.
가교 용액중에는, 요오드화물을 첨가하여도 좋다. 요오드화물의 첨가에 의해, 수지층의 면내에서의 편광 특성을 보다 균일화시킬 수 있다. 요오드화물로서는, 예컨대 요오드화칼륨, 요오드화리튬, 요오드화나트륨, 요오드화아연, 요오드화알루미늄, 요오드화납, 요오드화구리, 요오드화바륨, 요오드화칼슘, 요오드화주석, 요오드화티탄을 들 수 있다. 요오드화물의 함유량은 0.05 중량%～15 중량%, 보다 바람직하게는 0.5 중량%～8 중량%이다.
가교 용액에의 적층 필름의 침지 시간은, 통상 15초～20분간인 것이 바람직하고, 30초～15분간인 것이 보다 바람직하다. 또한, 가교 용액의 온도는, 10℃～80℃의 범위에 있는 것이 바람직하다.
그 후, 세정 공정 및 건조 공정을 행하는 것이 바람직하다. 세정 공정으로서는, 물 세정 처리를 실시할 수 있다. 물 세정 처리는, 통상, 이온 교환수, 증류수 등의 순수에 적층 필름을 침지하는 것에 의해 행할 수 있다. 물 세정 온도는, 통상 3℃～50℃, 바람직하게는 4℃～20℃의 범위이다. 침지 시간은 통상 2～300초간, 바람직하게는 3초～240초간이다.
세정 공정은, 요오드화물 용액에 의한 세정 처리와 물 세정 처리를 조합하여도 좋고, 적절히 메탄올, 에탄올, 이소프로필알코올, 부탄올, 프로판올 등의 액체 알코올을 배합한 용액을 이용할 수도 있다.
세정 공정 후에, 건조 공정을 실시하는 것이 바람직하다. 건조 공정으로서, 임의의 적절한 방법(예컨대 자연 건조, 송풍 건조, 가열 건조)을 채용할 수 있다. 예컨대 가열 건조의 경우의 건조 온도는, 통상 20℃～95℃이며, 건조 시간은, 통상 1～15분간 정도이다. 이상의 염색 공정(S40)에 의해, 수지층이 편광 필름으로서의 기능을 갖게 된다. 본 명세서에서는, 염색 공정(S40)을 경유한 수지층을 편광자층이라고 하고, 편광자층을 구비한 적층 필름을 편광성 적층 필름이라고 한다.
[접합 공정(S50)]
여기서는, 편광성 적층 필름에서의 편광자층의 기재 필름측 면과는 반대측 면에 보호 필름을 접합한다. 보호 필름을 접합하는 방법으로서는, 점착제로 편광자층과 보호 필름을 접합하는 방법, 접착제로 편광자층과 보호 필름을 접합하는 방법을 들 수 있다.
<보호 필름>
본 실시형태에 이용되는 보호 필름으로서는, 광학 기능을 갖지 않는 단순한 보호 필름이어도 좋고, 위상차 필름이나 휘도 향상 필름과 같이 광학 기능을 아울러 갖는 보호 필름이어도 좋다. 보호 필름의 재질로서는, 특별히 한정되는 것이 아니지만, 예컨대 환상 폴리올레핀계 수지 필름, 트리아세틸셀룰로오스, 디아세틸셀룰로오스와 같은 수지를 포함하는 아세트산셀룰로오스계 수지 필름, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트와 같은 수지를 포함하는 폴리에스테르계 수지 필름, 폴리카보네이트계 수지 필름, 아크릴계 수지 필름, 폴리프로필렌계 수지 필름 등, 당분야에서 종래부터 널리 이용되고 있는 필름을 들 수 있다.
환상 폴리올레핀계 수지로서는, 적절한 시판품, 예컨대 Topas(등록상표)(Ticona사제), 아톤(등록상표)[JSR(주)제], 제오노아(ZEONOR)(등록상표)(니혼제온(주)제), 제오넥스(등록상표)(ZEONEX)[니혼제온(주)제], 아펠(등록상표)[미쓰이가가쿠(주)제]을 적합하게 이용할 수 있다. 이러한 환상 폴리올레핀계 수지를 제막하여 필름으로 할 때에는, 용제 캐스트법, 용융 압출법 등의 공지의 방법이 적절하게 이용된다. 또한, 에스시나(등록상표)[세키스이가가쿠고교(주)제], SCA40(세키스이가가쿠고교(주)제), 제오노아(등록상표)필름[(주)오프테스제] 등의 미리 제막된 환상 폴리올레핀계 수지제의 필름의 시판품을 이용하여도 좋다.
환상 폴리올레핀계 수지 필름은, 일축 연신 또는 이축 연신된 것이어도 좋다. 연신함으로써, 환상 폴리올레핀계 수지 필름에 임의의 위상차값을 부여할 수 있다. 연신은, 통상 필름 롤을 감아내면서 연속적으로 행해져, 가열로에서, 롤의 진행 방향, 그 진행 방향과 수직 방향, 또는 그 양방으로 연신된다. 가열로의 온도는, 통상 환상 폴리올레핀계 수지의 유리 전이 온도 근방으로부터 유리 전이 온도 +100℃까지의 범위이다. 연신의 배율은, 한 방향에 대해 통상 1.1～6배, 바람직하게는 1.1～3.5배이다.
환상 폴리올레핀계 수지 필름은, 일반적으로 표면 활성이 뒤떨어지기 때문에, 편광자층과 접착시키는 표면에는, 플라즈마 처리, 코로나 처리, 자외선 조사 처리, 프레임(화염) 처리, 비누화 처리 등의 표면 처리를 행하는 것이 바람직하다. 그 중에서도, 비교적 용이하게 실시 가능한 플라즈마 처리, 코로나 처리가 적합하다.
아세트산셀룰로오스계 수지 필름으로서는, 적절한 시판품, 예컨대 후지태크(등록상표) TD80[후지필름(주)제], 후지태크(등록상표) TD80UF[후지필름(주)제], 후지태크(등록상표) TD80UZ[후지필름(주)제], 후지태크(등록상표) TD40UZ[후지필름(주)제], KC8UX2M[코니카미놀타옵트(주)제], KC4UY[코니카미놀타옵트(주)제]를 적합하게 이용할 수 있다.
아세트산셀룰로오스계 수지 필름의 표면에는, 시야각 특성을 개량하기 위해 액정층 등을 형성하여도 좋다. 또한, 위상차를 부여하기 위해 아세트산셀룰로오스계 수지 필름을 연신시킨 것이어도 좋다. 아세트산셀룰로오스계 수지 필름은, 편광 필름과의 접착성을 높이기 위해, 통상은 비누화 처리가 실시된다. 비누화 처리로서는, 수산화나트륨이나 수산화칼륨과 같은 알칼리의 수용액에 침지하는 방법을 채용할 수 있다.
전술한 바와 같은 보호 필름의 표면에는, 하드코트층, 방현층, 반사방지층 등의 광학층을 형성할 수도 있다. 보호 필름 표면에 이들 광학층을 형성하는 방법은 특별히 한정되지 않고, 공지의 방법을 이용할 수 있다.
보호 필름의 두께는 박형화의 요구로부터, 얇은 것이 바람직하고, 88 ㎛ 이하가 바람직하며, 48 ㎛ 이하가 보다 바람직하다. 너무 얇으면 강도가 저하되어 가공성이 뒤떨어지기 때문에, 5 ㎛ 이상인 것이 바람직하다.
<점착제>
보호 필름과 편광자층과의 접합에 이용되는 점착제는, 통상 아크릴계 수지, 스티렌계 수지, 실리콘계 수지 등을 베이스 폴리머로 하고, 거기에, 이소시아네이트 화합물, 에폭시 화합물, 아지리딘 화합물 등의 가교제를 가한 조성물을 포함한다. 미립자를 더 함유하여 광 산란성을 나타내는 점착제층으로 할 수도 있다.
점착제층의 두께는 1 ㎛～40 ㎛인 것이 바람직하지만, 가공성, 내구성의 특성을 손상하지 않는 범위에서, 얇게 칠하는 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 3 ㎛～25 ㎛이다. 3 ㎛～25 ㎛이면 양호한 가공성을 가지며, 편광 필름의 치수 변화를 억제한 후라도 적합한 두께이다. 점착제층이 1 ㎛ 미만이면 점착성이 저하되고, 40 ㎛를 초과하면 점착제가 비어져 나오는 등의 문제점을 발생시키기 쉬워진다.
점착제에 의해 보호 필름을 편광자층에 접합하는 방법에서는, 보호 필름면에 점착제층을 마련한 후, 편광자층에 접합하여도 좋고, 편광자층면에 점착제층을 마련한 후, 여기에 보호 필름을 접합하여도 좋다.
점착제층을 형성하는 방법은 특별히 한정되는 것이 아니라, 보호 필름면, 또는 편광자층면에, 상기한 베이스 폴리머를 비롯한 각 성분을 포함하는 용액을 도포하고, 건조하여 점착제층을 형성한 후, 보호 필름과 편광자층을 접합시켜도 좋으며, 세퍼레이터 위에 점착제층을 형성한 후, 보호 필름면 또는 편광자층면에 전사하여 적층하여도 좋다. 또한, 점착제층을 보호 필름 또는 편광자층면에 형성할 때에는 필요에 따라 보호 필름 또는 편광자층면, 또는 점착제의 한쪽 또는 양쪽에 밀착 처리, 예컨대 코로나 처리 등을 하여도 좋다.
<접착제>
보호 필름과 편광자층의 접합에 이용되는 접착제는, 예컨대 폴리비닐알코올계 수지 수용액, 수계 이액형 우레탄계 에멀전 접착제 등을 이용한 수계 접착제를 들 수 있다. 보호 필름으로서 비누화 처리 등으로 친수화 처리된 아세트산셀룰로오스계 필름을 이용하는 경우, 편광자층과의 접합용 수계 접착제로서, 폴리비닐알코올계 수지 수용액이 적합하게 이용된다. 접착제로서 이용하는 폴리비닐알코올계 수지에는, 아세트산비닐의 단독 중합체인 폴리아세트산비닐을 비누화 처리하여 얻어지는 비닐알코올 호모폴리머 외, 아세트산비닐과 이것에 공중합 가능한 다른 단량체와의 공중합체를 비누화 처리하여 얻어지는 비닐알코올계 공중합체, 더 나아가서는 이들 수산기를 부분적으로 변성한 변성 폴리비닐알코올계 중합체 등이 있다. 수계 접착제에는, 다가 알데히드, 수용성 에폭시 화합물, 멜라민계 화합물, 지르코니아 화합물, 아연 화합물 등이 첨가제로서 첨가되어도 좋다. 이러한 수계의 접착제를 이용한 경우, 그 다음에 얻어지는 접착제층은, 통상 1 ㎛ 이하가 되고, 통상의 광학 현미경으로 단면을 관찰하여도, 그 접착제층은 사실상 관찰되지 않는다.
수계 접착제를 이용하여 편광자층과 보호 필름을 접합하는 방법은 특별히 한정되는 것은 아니며, 예컨대 편광자층 및/또는 보호 필름의 표면에 접착제를 균일하게 도포하고, 도포면에 다른 한 쪽 필름을 포개어 롤 등에 의해 접합하여, 건조하는 방법 등을 들 수 있다. 통상, 접착제는, 그 조제 후, 15℃～40℃의 온도 하에서 도포되고, 접합 온도는 통상 15℃～30℃의 범위이다.
수계 접착제를 사용하는 경우는, 편광자층과 보호 필름을 접합한 후, 수계 접착제중에 포함되는 물을 제거하기 위해, 적층 필름을 건조시킨다. 건조로의 온도는 30℃～90℃가 바람직하다. 30℃ 미만이면 편광자층면과 보호 필름면이 박리하기 쉬워지는 경향이 있다. 90℃ 이상이면 열에 의해 광학 성능이 열화될 우려가 있다. 건조 시간은 10～1000초로 할 수 있고, 특히 생산성의 관점에서는, 바람직하게는 60～750초, 더 바람직하게는 150～600초이다.
건조 후에는 또한, 실온 또는 그보다 약간 높은 온도, 예컨대 20℃～45℃ 정도의 온도에서 12～600시간 정도 양생하여도 좋다. 양생시의 온도는, 건조시에 채용한 온도보다 낮게 설정되는 것이 일반적이다.
또한 편광자층과 보호 필름을 접합할 때의 접착제로서, 광경화성 접착제를 이용할 수도 있다. 광경화성 접착제로서는, 예컨대 광경화성 에폭시 수지와 광양이온 중합 개시제와의 혼합물 등을 들 수 있다.
편광자층과 보호 필름을 광경화성 접착제로써 접합하는 방법으로서는, 종래 공지의 방법을 이용할 수 있고, 예컨대 유연법, 메이어바코트법, 그라비아코트법, 콤마코터법, 닥터블레이드법, 다이코트법, 딥코트법, 분무법 등에 의해, 편광자층 및/또는 보호 필름의 접착면에 접착제를 도포하여, 양자를 중합시키는 방법을 들 수 있다. 유연법이란, 피도포물인 편광 필름 또는 보호 필름을, 대략 수직 방향, 대략 수평 방향, 또는 양자 사이의 경사 방향으로 이동시키면서, 그 표면에 접착제를 흘러 내려 확산 분포시키는 방법이다.
편광자층 또는 보호 필름의 표면에 접착제를 도포한 후, 편광 필름 및 보호 필름을 접착제 도포면을 통해 닙롤 등으로 사이에 끼우고 접합시키는 것에 의해 접착된다. 또한, 편광자층과 보호 필름을 중첩시킨 상태로 편광자층과 보호 필름 사이에 접착제를 적하한 후, 이 적층자층을 롤 등으로 가압하여 균일하게 눌러 펴는 방법도 적합하게 사용할 수 있다. 이 경우, 롤의 재질로서는 금속이나 고무 등을 이용하는 것이 가능하다. 또한, 편광자층과 보호 필름 사이에 접착제를 적하한 후, 이 적층 필름을 롤과 롤 사이에 통과시키고, 가압하여 눌려 펴는 방법도 바람직하게 채용된다. 이 경우, 이들 롤은 동일한 재질이어도 좋고, 상이한 재질이어도 좋다. 상기 닙롤 등을 이용하여 접합된 후의 접착제층의, 건조 또는 경화 전의 두께는, 5 ㎛ 이하 0.01 ㎛ 이상인 것이 바람직하다.
편광자층 및/또는 보호 필름의 접착 표면에는, 접착성을 향상시키기 위해, 플라즈마 처리, 코로나 처리, 자외선 조사 처리, 프레임(화염) 처리, 비누화 처리 등의 표면 처리를 적절하게 실시하여도 좋다. 비누화 처리로서는, 수산화나트륨이나 수산화칼륨과 같은 알칼리의 수용액에 침지하는 방법을 들 수 있다.
접착제로서 광경화성 수지를 이용한 경우는, 편광 필름과 보호 필름을 접합 후, 활성 에너지선을 조사하는 것에 의해 광경화성 접착제를 경화시킨다. 활성 에너지선의 광원은 특별히 한정되지 않지만, 파장 400 ㎚ 이하에 발광 분포를 갖는 활성 에너지선이 바람직하고, 구체적으로는 저압 수은등, 중압 수은등, 고압 수은등, 초고압 수은등, 케미컬 램프, 블랙라이트 램프, 마이크로웨이브 여기 수은등, 메탈할라이드 램프 등이 바람직하게 이용된다.
광경화성 접착제에의 광 조사 강도는, 광경화성 접착제의 조성에 의해 적절하게 결정되고, 특별히 한정되지 않지만, 중합개시제의 활성화에 유효한 파장 영역의 조사 강도가 0.1 mW/㎠～6000 mW/㎠인 것이 바람직하다. 조사 강도가 0.1 mW/㎠ 이상인 경우, 반응 시간이 너무 길어지지 않고, 6000 mW/㎠ 이하인 경우, 광원으로부터 복사되는 열 및 광경화성 접착제의 경화시의 발열에 의한 에폭시 수지의 황변이나 편광 필름의 열화를 발생시킬 우려가 적다. 광경화성 접착제에의 광 조사 시간은, 경화시키는 광경화성 접착제에 따라 적용되는 것으로서 특별히 한정되지 않지만, 상기한 조사 강도와 조사 시간의 곱으로서 나타내어지는 적산 광량이 10 mJ/㎠～10000 mJ/㎠가 되도록 설정되는 것이 바람직하다. 광경화성 접착제에의 적산 광량이 10 mJ/㎠ 이상인 경우, 중합개시제 유래의 활성종을 충분량 발생시켜 경화 반응을 보다 확실하게 진행시킬 수 있고, 10000 mJ/㎠ 이하인 경우, 조사 시간이 너무 길어지지 않아, 양호한 생산성을 유지할 수 있다. 또한 활성 에너지선 조사 후의 접착제층의 두께는, 통상 0.001 ㎛～5 ㎛ 정도이며, 바람직하게는 0.01 ㎛ 이상 2 ㎛ 이하, 더 바람직하게는 0.01 ㎛ 이상 1 ㎛ 이하이다.
활성 에너지선의 조사에 의해 광경화성 접착제를 경화시키는 경우, 편광 필름의 편광도, 투과율 및 색상, 및 보호 필름의 투명성 등, 편광판의 여러 가지 기능이 저하되지 않는 조건으로 경화하는 것이 바람직하다.
[박리 공정(S60)]
본 실시형태의 편광판의 제조 방법에서는, 도 1 또는 도 3에 도시하는 바와 같이, 보호 필름을 편광 필름에 접합하는 보호 필름 접합 공정(S50) 후, 기재 필름의 박리 공정(S60)을 행한다. 기재 필름의 박리 공정(S60)에서는, 기재 필름을 적층 필름으로부터 박리한다. 기재 필름의 박리 방법은 특별히 한정되는 것은 아니고, 통상의 점착제를 갖는 편광판에서 행해지는 박리 필름의 박리 공정과 같은 방법으로 박리할 수 있다. 보호 필름의 접합 공정(S50) 후, 그대로 바로 박리하여도 좋고, 한번 롤 형상으로 권취한 후, 별도로 박리 공정을 마련하여 박리하여도 좋다.
<다른 광학층>
이상과 같이 하여 제조되는 제1 및 제2 실시형태의 편광판은, 실용에 있어서 다른 광학층을 적층한 광학 필름으로서 이용할 수 있다. 또한, 상기 보호 필름이 이들 광학층의 기능을 갖고 있어도 좋다. 다른 광학층의 예로서는, 어느 종의 편광광을 투과하고, 그것과 반대 성질을 나타내는 편광광을 반사하는 반사형 편광 필름, 표면에 요철 형상을 갖는 방현 기능을 갖는 필름, 표면 반사 방지 기능을 갖는 필름, 표면에 반사 기능을 갖는 반사 필름, 반사 기능과 투과 기능을 함께 갖는 반투과 반사 필름, 시야각 보상 필름을 들 수 있다.
어느 종의 편광광을 투과하고, 그것과 반대 성질을 나타내는 편광광을 반사하는 반사형 편광 필름에 상당하는 시판품으로서는, 예컨대 DBEF[3M사제, 스미토모스리엠(주)으부터 입수 가능], APF[3M사제, 스미토모스리엠(주)으로부터 입수 가능]를 들 수 있다. 시야각 보상 필름으로서는 기재 표면에 액정성 화합물이 도포되고, 배향되어 있는 광학 보상 필름, 폴리카보네이트계 수지로 이루어지는 위상차 필름, 환상 폴리올레핀계 수지로 이루어지는 위상차 필름을 들 수 있다. 기재 표면에 액정성 화합물이 도포되고, 배향되어 있는 광학 보상 필름에 상당하는 시판품으로서는, WV 필름[후지필름(주)제], NH 필름[신니혼세키유(주)제], NR 필름[신니혼세키유(주)제] 등을 들 수 있다. 또한, 환상 폴리올레핀계 수지로 이루어지는 위상차 필름에 상당하는 시판품으로서는, 아톤(등록상표)필름[JSR(주)제], 에스시나(등록상표)[세키스이가가쿠고교(주)제], 제오노아(등록상표) 필름[(주)오프테스제] 등을 들 수 있다.
[실시예]
이하, 실시예를 나타내어 본 발명을 더 구체적으로 설명하지만, 본 발명은 이들 예에 의해 한정되는 것이 아니다.
실시예 1
(기재 필름)
기재 필름으로서, 두께 110 ㎛의 미연신의 폴리프로필렌(PP) 필름(융점: 163℃)을 이용하였다.
(프라이머층의 형성)
폴리비닐알코올 분말[니혼고세이가가쿠고교(주)제, 평균 중합도 1100, 비누화도 99.5 몰%, 상품명: Z-200]을 95℃의 열수에 용해시켜 농도 3중량%의 수용액을 조정하였다. 얻어진 수용액에 가교제[스미토모가가쿠(주)제, 상품명: 스미레즈(등록상표) 레진 650]를 폴리비닐알코올 분말 6 중량부에 대하여 5 중량부를 섞었다.
얻어진 혼합 수용액을 코로나 처리를 실시한 기재 필름 위에 마이크로그라비아코터를 이용하여 도공하고, 80℃에서 10분간 건조시켜 두께 0.2 ㎛의 프라이머층을 형성하였다.
(수지층의 형성)
폴리비닐알코올 분말에 PVA124[쿠라레(주)제, 평균 중합도 2400, 비누화도 98.0 몰%～99.0 몰%)를 이용하여, 이것을 95℃의 열수중에 용해시켜 농도 8 중량%의 폴리비닐알코올 수용액을 조제하였다. 얻어진 수용액을 상기 프라이머층 위에 립코터를 이용하여 도공하고, 연속하여 80℃에서 2분, 70℃에서 2분, 60℃에서 4분간 건조시켜, 기재 필름, 프라이머층, 수지층을 포함하는 3층의 적층 필름을 작성하였다. 수지층의 도포 공정에서, 립에서의 도포 폭을 기재 필름의 폭보다 내측에 설정하여 기재 필름의 양단에 약 0.7 ㎝의 미도포 부분을 마련하였다. 건조로 안, 및 건조로 출구에서 필름의 상태를 확인했는데, 다소의 단부의 젖혀짐이 있었지만 접혀 들어가지 않아, 문제없이 롤 형상으로 권취할 수 있었다. 완성된 필름에는, 필름의 가장자리(미도포 부분)가 양단부에 약 0.7 ㎝ 생겨 있고, 이때의, 폴리비닐알코올계 수지층의 두께는 8.1 ㎛였다.
실시예 2
도포 공정에서, 기재 필름의 양단에 약 1.0 ㎝의 미도포 부분을 마련한 점 이외는, 실시예 1과 같은 방법으로 적층 필름을 작성하였다. 건조로 안, 및 건조로 출구에서 필름의 상태를 확인했지만, 다소의 단부의 젖혀짐이 있었지만 접혀 들어가지 않아, 문제없이 롤 형상으로 권취할 수 있었다. 건조 후의 폴리비닐알코올계 수지층의 두께는 14.5 ㎛였다.
실시예 3
(연신 공정, 제거 공정)
실시예 2에서 얻어진 적층 필름을 세로 연신기를 이용하여 160℃에서 5.8배의 자유단 일축 연신을 실시하였다. 얻어진 연신 필름은, 연속으로 레이저날의 슬리터를 이용하여, 중공에서 단부 제거하면서 롤 형상으로 권취하였다. 이 때, 슬릿의 위치는 단부로부터 1.5 ㎝ 정도로 하였다. 얻어진 필름은 단부의 물결도 거의 없고, 감은 모습이 양호한 롤이 얻어졌다.
실시예 4
(제거 공정, 연신 공정)
실시예 2에서 얻어진 적층 필름을, 연속으로 레이저날의 슬리터를 이용하여, 중공에서 단부 제거하면서 리와인드하여, 슬릿된 적층 필름을 얻었다. 이 때, 슬릿의 위치는 단부로부터 1.5 ㎝ 정도로 하였다. 얻어진 슬릿된 적층 필름을 세로 연신기를 이용하여 160℃에서 5.8배의 자유단 일축 연신을 실시하여 롤 형상으로 권취하였다. 500 m 이상의 긴 롤을 연속으로 연신했지만, 필름은 파단하지 않고 연신성은 양호했다. 또한 단부의 물결도 거의 없고, 감은 모습이 양호한 롤이 얻어졌다.
실시예 5
(염색 공정)
또한 실시예 4에서 얻어진 연신 필름을, 60℃의 온욕에 60초 침지하고, 30℃의 요오드와 요오드화칼륨의 혼합 수용액인 염색액에 150초 정도 침지하여 염색한 후, 10℃의 순수로 여분의 요오드액을 씻어 버렸다. 이어서 76℃의 붕산과 요오드화칼륨의 혼합 수용액에 600초 침지시켰다. 그 후 10℃의 순수로 4초간 세정하고, 마지막에 50℃에서 300초간 건조시켜, 편광자층, 프라이머층, 기재 필름의 3층을 포함하는 편광성 적층 필름을 얻었다.
(보호 필름의 접합)
폴리비닐알코올 분말[(주)쿠라레제, 평균 중합도 1800, 상품명: KL-318]을 95℃의 열수에 용해시켜 농도 3중량%의 수용액을 조정하였다. 얻어진 수용액에 가교제[스미토모가가쿠(주)제, 상품명: 스미레즈(등록상표) 레진 650]를 폴리비닐알코올 분말 2 중량부에 대하여 1 중량부를 섞어 접착제 용액으로 하였다. 상기 편광성 적층 필름의 편광자층의 기재 필름측 면과는 반대측 면에 전술한 폴리비닐알코올계 접착제를 도포한 후에 보호 필름[코니카미톨타옵트(주)제의 TAC:KC4UY]을 접합하고, 보호 필름, 접착제층, 편광자층, 프라이머층, 기재 필름의 5층을 포함하는 편광판을 얻었다. 얻어진 편광판으로부터 기재 필름을 박리하였다. 기재 필름은 용이하게 박리되고, 보호 필름, 접착제층, 편광자층, 프라이머층의 4층을 포함하는 편광판을 얻었다. 이와 같이 하여 얻어진 편광판은, 균일하고 광학 특성이 매우 우수한 것이었다.
비교예 1
도포 공정에서, 기재 필름의 단까지, 즉 기재 필름의 표면 전체에 폴리비닐알코올계 수지를 도포한 점 이외는 실시예 1과 동일한 방법으로, 적층 필름을 작성하였다.
건조로 안, 및 건조로 출구에서 필름의 상태를 확인했지만, 단부의 젖혀짐이 크고, 연속적으로 계속 보내는 동안에 단부의 접혀 들어감이 발생하여, 안정된 연속 생산을 할 수 없었다. 건조 후의 폴리비닐알코올계 수지층의 두께는 11.5 ㎛였다.
비교예 2
도포 공정에서, 기재 필름의 양단에 약 0.2 ㎝의 미도포 부분을 마련한 점 이외는 실시예 1과 동일한 방법으로, 적층 필름을 작성하였다. 건조로 안, 및 건조로 출구에서 필름의 상태를 확인했지만, 단부의 젖혀짐이 크고, 연속적으로 계속 보내는 동안에 단부의 접혀 들어감이 발생하여, 안정적인 연속 생산을 할 수 없었다. 건조 후의 폴리비닐알코올계 수지층의 두께는 14.5 ㎛였다.
실시예 6
(연신 공정)
실시예 2에서 얻어진 적층 필름을 단부를 제거하지 않고 그대로 세로 연신기를 이용하여 160℃에서 5.8배의 자유단 일축 연신을 실시했다. 얻어진 연신 필름은 단부를 제거하지 않고 그대로 롤 형상으로 권취하였다. 얻어진 필름에는, 단부에 심한 물결이 존재하여, 롤 형상으로 권취하기 어려웠다. 무리하게 권취한 롤은 단부의 현저한 물결이 중앙부까지 침식하여, 울퉁불퉁한 롤 권취가 되었다. 또한 EPC를 사용한 경우에는 단부의 물결의 영향으로 쓸데없이 사행이 생겨 현저한 권취 어긋남을 발생시켰다.

Claims (6)

  1. 기재 필름의 한쪽 면에 폴리비닐알코올계 수지를 함유하는 용액을 도포하여 수지 도포층을 형성하는 도포 공정과,
    수지 도포층을 건조시켜 수지층을 형성하는 건조 공정을 가지며,
    도포 공정에서, 기재 필름의 폭 방향의 양단으로부터 내측으로 각각 0.5 ㎝ 이상의 영역에서 상기 용액을 도포하지 않는 미도포 부분을 마련하는 적층 필름의 제조 방법.
  2. 제1항에 있어서, 미도포 부분은, 양단으로부터 내측으로 각각 20 ㎝ 이하인 것인 적층 필름의 제조 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 기재된 제조 방법에 의해 제조된 적층 필름을 준비하는 공정과,
    적층 필름으로부터, 기재 필름을 절단하는 것에 의해 미도포 부분을 제거하는 제거 공정과,
    미도포 부분을 제거한 적층 필름을 일축 연신하여 연신 필름을 얻는 연신 공정과,
    연신 필름의 수지층을 이색성 색소로 염색하여 편광자층을 형성하는 염색 공정을 이 순서로 갖는 것인 편광성 적층 필름의 제조 방법.
  4. 제1항 또는 제2항에 기재된 제조 방법에 의해 제조된 적층 필름을 준비하는 공정과,
    적층 필름을 일축 연신하여 연신 필름을 얻는 연신 공정과,
    연신 필름으로부터, 기재 필름을 절단하는 것에 의해 미도포 부분을 제거하는 제거 공정과,
    미도포 부분을 제거한 적층 필름의 수지층을 이색성 색소로 염색하여 편광자층을 형성하는 염색 공정을 이 순서로 갖는 것인 편광성 적층 필름의 제조 방법.
  5. 제3항 또는 제4항에 있어서, 연신 공정은, 적층 필름을 5배 초과의 연신 배율로 일축 연신하는 것인 편광성 적층 필름의 제조 방법.
  6. 제3항 내지 제5항 중 어느 한 항에 기재된 제조 방법에 의해 제조된 편광성 적층 필름을 준비하는 공정과,
    편광성 적층 필름에서의 편광자층의 기재 필름과 반대측 면에 보호 필름을 접합하여 다층 필름을 얻는 접합 공정과,
    다층 필름으로부터 기재 필름을 박리하는 박리 공정을 갖는 편광판의 제조 방법.
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