KR20200016897A - 원단 필름, 연신 광학 필름의 제조 방법, 및 연신 광학 필름 - Google Patents

Abstract

박형이며 찢어지기 어려운 연신 광학 필름을 비교적 용이하게 얻을 수 있는 원단 필름, 박형이며 찢어지기 어려운 연신 광학 필름, 및 이와 같은 연신 광학 필름을 비교적 용이하게 얻을 수 있는 연신 광학 필름의 제조 방법을 제공한다.
본 발명은, 평균 두께가 45 ㎛ 이하이고, 주성분인 비닐알코올계 중합체와, 유리 전이 온도가 30 ℃ 이하인 수지 입자를 함유하고, 상기 비닐알코올계 중합체 100 질량부에 대한 상기 수지 입자의 함유량이, 1 질량부 이상 50 질량부 이하인 연신 광학 필름 제조용의 원단 필름이다.

Description

원단 필름, 연신 광학 필름의 제조 방법, 및 연신 광학 필름

본 발명은, 원단 필름, 연신 광학 필름의 제조 방법, 및 연신 광학 필름에 관한 것이다.

광의 투과 및 차폐 기능을 갖는 편광판은, 광의 편광 상태를 변화시키는 액정과 함께 액정 디스플레이 (LCD) 의 기본적인 구성 요소이다. 대다수의 편광판은, 편광 필름의 표면에 삼아세트산셀룰로오스 (TAC) 필름 등의 보호 필름이 첩합 (貼合) 된 구조를 가지고 있다. 편광판을 구성하는 편광 필름으로는, 비닐알코올계 중합체 필름 (이하, 「비닐알코올계 중합체」를 「PVA」라고 약기하는 경우가 있다) 을 1 축 연신하여 배향시킨 연신 필름에 요오드계 색소 (I₃ ^- 나 I₅ ^- 등) 나 이색성 유기 염료와 같은 이색성 색소가 흡착되어 있는 것이 주류를 이루고 있다. 이와 같은 편광 필름은, 이색성 색소를 미리 함유시킨 PVA 필름을 1 축 연신하거나, PVA 필름의 1 축 연신과 동시에 이색성 색소를 흡착시키거나, PVA 필름을 1 축 연신한 후에 이색성 색소를 흡착시키거나 하여 제조된다.

LCD 는, 전자식 탁상 계산기 및 손목 시계 등의 소형 기기, 스마트폰, 노트 PC, 액정 모니터, 액정 컬러 프로젝터, 액정 텔레비전, 차재용 내비게이션 시스템, 휴대 전화, 옥내외에서 사용되는 계측 기기 등의 넓은 범위에서 사용되게 되었다. 최근, 특히 소형의 노트 PC 나 휴대 전화 등의 모바일 용도로의 전개 등에 수반하여, 편광판에 대한 박형화의 요구가 강해지고 있다. 또, 휴대화에 의해 사용 장소가 광범위에 걸치는 점에서, 동시에 내구성의 향상도 요구되고 있다.

편광판을 박형화하는 수법의 하나로서, 편광 필름이나 보호 필름을 박형화하는 것을 들 수 있다. 이를 위해서는, 편광 필름의 원료가 되는 원단 필름 (PVA 필름) 을 박형화할 필요가 있다. 그러나, 얇은 원단 필름은, 편광 필름을 제조할 때의 건조 공정이나, 얻어진 편광 필름과 보호 필름을 첩합하는 공정 등에서, 연신 방향으로 찢어지기 쉽다. 또, 편광 필름이 얇은 경우, 편광 필름이나 편광판을 타발 (打拔) 하거나 커트하거나 할 때 등의 취급시에, 편광 필름이 연신 방향으로 찢어지거나, 편광 필름의 단면 (端面) 에 미세한 크랙이 생기기 쉽다. 이 때문에, 얇은 원단 필름을 사용한 경우, 편광판이나 LCD 의 생산성이나 수율이 저하되고, 높은 비용으로 이어지기 쉽다. 이와 같이, 원단 필름이나 편광 필름의 박형화는, 생산성이나 수율이 저하되고, 높은 비용으로 이어지기 쉽다. 또, 위상차 필름 등, 편광 필름 이외의 연신 광학 필름에 있어서도, 박형화가 기대되고 있지만, 마찬가지로 찢어짐 등이 생기기 쉬워진다는 문제를 갖는다.

얇은 편광 필름을 양호한 수율로 제조하는 기술로서, 플라스틱 필름 상에 코트법에 의해 얇은 PVA 막을 형성하고, 그 적층체를 연신 및 건조시키는 방법이 알려져 있다 (특허문헌 1 및 2 참조). 또, 얻어지는 편광 필름의 타발성 등의 취급성을 개선하기 위해, 특정 조건에서 편광 필름을 제조한 후에, 이 편광 필름의 적어도 편면에 우레탄 수지층을 적층한 편광판 (특허문헌 3 참조), 및 유연성이 우수한 경화 수지층을 형성할 수 있는 조성물 (특허문헌 4 참조) 도 제안되어 있다.

일본 특허공보 제4804588호 일본 특허공보 제4815544호 일본 특허공보 제3315914호 일본 공개특허공보 2014-115538호

그러나, 특허문헌 1 및 2 에 기재되어 있는 방법에는, 이하와 같은 문제가 있다.

(1) 코트 작업이나 그 후의 건조 작업이 번잡하다.

(2) PVA 막의 불용화 처리를 위한 열 처리를 적층체의 상태에서 실시할 필요가 있기 때문에, 사용되는 플라스틱 필름이 열 처리 후에도 연신 가능한 것으로 한정되고, 높은 비용이 된다.

(3) 플라스틱 필름 상에 코트법에 의해 PVA 막을 형성하여 이루어지는 적층체에 있어서는, 플라스틱 필름과 PVA 막 사이의 접착 강도가 비교적 높다. 이 때문에, 이와 같은 접착 강도가 높은 적층체를 연신하면, PVA 막의 적당한 네크 인이 방해되어, 편광 성능이 우수한 편광 필름이 얻어지기 어렵다.

또, 특허문헌 3 및 4 에 기재된 방법에서도, 편광판 제조시의 공정이 증가하는 것에 의한 비용의 증가, 수율의 저하 등의 문제가 생긴다.

본 발명은, 이상과 같은 사정에 기초하여 이루어진 것으로서, 그 목적은, 박형이며 찢어지기 어려운 연신 광학 필름을 비교적 용이하게 얻을 수 있는 원단 필름, 박형이며 찢어지기 어려운 연신 광학 필름, 및 이와 같은 연신 광학 필름을 비교적 용이하게 얻을 수 있는 연신 광학 필름의 제조 방법을 제공하는 것이다.

본 발명자들은 상기의 목적을 달성하기 위해 예의 검토를 거듭한 결과, 필름의 두께를 얇게 한 경우라도, 필름에 비교적 낮은 유리 전이 온도를 갖는 수지 입자를 첨가해 둠으로써, 찢어지기 어려운 연신 광학 필름이 얻어지는 것을 알아내고, 이들 지견에 기초하여 더욱 검토를 거듭하여 본 발명을 완성시켰다.

즉, 상기 과제를 해결하기 위해 이루어진 본 발명은, 이하와 같다.

[1] 평균 두께가 45 ㎛ 이하이고, 주성분인 비닐알코올계 중합체와, 유리 전이 온도가 30 ℃ 이하인 수지 입자를 함유하고, 상기 비닐알코올계 중합체 100 질량부에 대한 상기 수지 입자의 함유량이, 1 질량부 이상 50 질량부 이하인 연신 광학 필름 제조용의 원단 필름.

[2] 상기 수지 입자의 평균 입경이, 1 ㎚ 이상 300 ㎚ 이하인 [1] 의 원단 필름.

[3] [1] 또는 [2] 의 원단 필름을 연신하는 공정을 구비하는 연신 광학 필름의 제조 방법.

[4] 평균 두께가 20 ㎛ 이하이고, 주성분인 비닐알코올계 중합체와, 유리 전이 온도가 30 ℃ 이하인 수지 입자를 함유하고, 상기 비닐알코올계 중합체 100 질량부에 대한 상기 수지 입자의 함유량이, 1 질량부 이상 50 질량부 이하인 연신 광학 필름.

[5] 연신 방향에 평행인 절단면에 있어서의 투과형 전자 현미경 화상에서 관측되는 상기 수지 입자의 상기 연신 방향의 길이가, 상기 연신 방향에 수직인 방향의 길이보다 긴 [4] 의 연신 광학 필름.

본 발명에 의하면, 박형이며 찢어지기 어려운 연신 광학 필름을 비교적 용이하게 얻을 수 있는 원단 필름, 박형이며 찢어지기 어려운 연신 광학 필름, 및 이와 같은 연신 광학 필름을 비교적 용이하게 얻을 수 있는 연신 광학 필름의 제조 방법을 제공할 수 있다.

도 1 은, 본 발명의 일 실시형태에 관련된 연신 광학 필름에 있어서의 연신 방향에 평행인 절단면을 나타내는 모식도이다.

＜원단 필름＞

본 발명의 일 실시형태에 관련된 원단 필름은, 연신 광학 필름의 제조에 사용되는 필름이다. 즉, 당해 원단 필름은, 편광 필름이나 위상차 필름 등의 연신 광학 필름의 재료가 되는 필름이다. 당해 원단 필름을 연신함으로써, 연신 광학 필름이 얻어진다.

당해 원단 필름은, 단층 필름이어도 되고, 다층 필름 (적층체) 이어도 된다. 다층 필름의 형태로는, 예를 들어 열가소성 수지 필름 상에 코트법 등에 의해 형성된 PVA 층을 갖는 필름 등을 들 수 있다. 본 발명의 효과가 한층 더 현저하게 발휘되는 점, 적층 (코트 등) 작업의 번잡함, 열가소성 수지 필름의 비용 등의 관점에서, 당해 원단 필름은 단층 필름인 것이 바람직하다.

(평균 두께)

당해 원단 필름의 평균 두께의 상한은, 45 ㎛ 이고, 40 ㎛ 가 바람직하고, 35 ㎛ 가 보다 바람직하고, 30 ㎛ 가 더욱 바람직하다. 당해 원단 필름의 평균 두께가 상기 상한 이하임으로써, 박형의 연신 광학 필름을 얻을 수 있다. 한편, 이 평균 두께의 하한으로는, 1 ㎛ 가 바람직하고, 3 ㎛ 가 보다 바람직하고, 10 ㎛ 가 더욱 바람직하고, 20 ㎛ 가 더욱더 바람직하다. 당해 원단 필름의 평균 두께가 상기 하한 이상임으로써, 얻어지는 연신 광학 필름의 내찢어짐성을 보다 높일 수 있다.

(PVA)

당해 원단 필름은, 주성분으로서 PVA (비닐알코올계 중합체) 를 함유한다. 또한, 주성분이란, 질량 기준으로 가장 함유량이 큰 성분을 말한다 (이하 동일). PVA 는, 비닐알코올 단위 (-CH₂-CH(OH)-) 를 구조 단위로서 갖는 중합체이다. PVA 는, 비닐알코올 단위 외에, 비닐에스테르 단위나 그 밖의 단위를 가지고 있어도 된다.

PVA 로는, 아세트산비닐, 포름산비닐, 프로피온산비닐, 부티르산비닐, 피발산비닐, 버사틱산비닐, 라우르산비닐, 스테아르산비닐, 벤조산비닐, 아세트산이소프로페닐 등의 비닐에스테르의 1 종 또는 2 종 이상을 중합하여 얻어지는 폴리비닐에스테르를 비누화함으로써 얻어지는 것을 사용할 수 있다. 상기의 비닐에스테르 중에서도, PVA 의 제조의 용이성, 입수의 용이성, 비용 등의 면에서, 분자 중에 비닐옥시카르보닐기 (H₂C=CH-O-CO-) 를 갖는 화합물이 바람직하고, 아세트산비닐이 보다 바람직하다.

상기 폴리비닐에스테르는, 단량체로서 1 종 또는 2 종 이상의 비닐에스테르만을 사용하여 얻어진 것이 바람직하고, 단량체로서 1 종의 비닐에스테르만을 사용하여 얻어진 것이 보다 바람직하지만, 본 발명의 효과를 크게 저해하지 않는 범위 내이면, 1 종 또는 2 종 이상의 비닐에스테르와, 이것과 공중합 가능한 다른 단량체와의 공중합체여도 된다.

상기 비닐에스테르와 공중합 가능한 다른 단량체로는, 예를 들어

에틸렌, 프로필렌, 1-부텐, 이소부텐 등의 탄소수 2 ∼ 30 의 α-올레핀 ;

(메트)아크릴산 또는 그 염 ;

(메트)아크릴산메틸, (메트)아크릴산에틸, (메트)아크릴산n-프로필, (메트)아크릴산i-프로필, (메트)아크릴산n-부틸, (메트)아크릴산i-부틸, (메트)아크릴산t-부틸, (메트)아크릴산2-에틸헥실, (메트)아크릴산도데실, (메트)아크릴산옥타데실 등의 (메트)아크릴산에스테르 ;

(메트)아크릴아미드 ;

N-메틸(메트)아크릴아미드, N-에틸(메트)아크릴아미드, N,N-디메틸(메트)아크릴아미드, 디아세톤(메트)아크릴아미드, (메트)아크릴아미드프로판술폰산 또는 그 염, (메트)아크릴아미드프로필디메틸아민 또는 그 염, N-메틸올(메트)아크릴아미드 또는 그 유도체 등의 (메트)아크릴아미드 유도체 ;

N-비닐포름아미드, N-비닐아세트아미드, N-비닐피롤리돈 등의 N-비닐아미드 ;

메틸비닐에테르, 에틸비닐에테르, n-프로필비닐에테르, i-프로필비닐에테르, n-부틸비닐에테르, i-부틸비닐에테르, t-부틸비닐에테르, 도데실비닐에테르, 스테아릴비닐에테르 등의 비닐에테르 ;

(메트)아크릴로니트릴 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 ;

불포화 술폰산 또는 그 염 등을 들 수 있다.

상기 폴리비닐에스테르는, 상기 단량체의 1 종 또는 2 종 이상에서 유래하는 구조 단위를 가질 수 있다.

상기 폴리비닐에스테르에서 차지하는 상기 다른 단량체에서 유래하는 구조 단위의 비율의 상한은, 폴리비닐에스테르를 구성하는 전체 구조 단위의 몰수에 기초하여, 15 몰％ 가 바람직하고, 10 몰％ 가 보다 바람직하고, 5 몰％ 가 더욱 바람직하고, 1 몰％ 가 더욱더 바람직하다.

PVA 로는 그래프트 공중합이 되어 있지 않은 것을 바람직하게 사용할 수 있다. 단, 본 발명의 효과를 크게 저해하지 않는 범위 내이면, PVA 는 1 종 또는 2 종 이상의 그래프트 공중합 가능한 단량체에 의해 변성된 것이어도 된다. 그래프트 공중합은, 폴리비닐에스테르 및 그것을 비누화함으로써 얻어지는 PVA 중의 적어도 일방에 대하여 실시할 수 있다. 상기 그래프트 공중합 가능한 단량체로는, 예를 들어, 불포화 카르복실산 또는 그 유도체 ; 불포화 술폰산 또는 그 유도체 ; 탄소수 2 ∼ 30 의 α-올레핀 등을 들 수 있다. 폴리비닐에스테르 또는 PVA 에 있어서의 그래프트 공중합 가능한 단량체에서 유래하는 구조 단위의 비율은, 폴리비닐에스테르 또는 PVA 를 구성하는 전체 구조 단위의 몰수에 기초하여, 5 몰％ 이하인 것이 바람직하다.

상기 PVA 는 그 하이드록시기의 일부가 가교되어 있어도 되고, 가교되어 있지 않아도 된다. 또, 상기 PVA 는 그 하이드록시기의 일부가 아세트알데히드, 부틸알데히드 등의 알데히드 화합물 등과 반응하여 아세탈 구조를 형성하고 있어도 되고, 이들 화합물과 반응하지 않고 아세탈 구조를 형성하고 있지 않아도 된다.

상기 PVA 의 중합도의 하한으로는, 1,000 이 바람직하고, 1,500 이 보다 바람직하고, 2,000 이 더욱 바람직하다. PVA 의 중합도가 상기 하한 이상임으로써, 얻어지는 연신 광학 필름의 광학 특성을 향상시킬 수 있다. 한편, 이 중합도의 상한으로는, 10,000 이 바람직하고, 8,000 이 보다 바람직하고, 5,000 이 더욱 바람직하다. PVA 의 중합도를 상기 상한 이하로 함으로써, PVA 의 제조 비용의 상승이나 제막시에 있어서의 불량 발생을 억제할 수 있다. 또한, PVA 의 중합도는, JIS K 6726-1994 의 기재에 준하여 측정한 평균 중합도를 의미한다.

PVA 의 비누화도의 하한은, 얻어지는 연신 광학 필름의 내습열성이 양호해지는 점에서, 95 몰％ 가 바람직하고, 98 몰％ 가 보다 바람직하고, 99 몰％ 가 더욱 바람직하고, 99.5 몰％ 가 특히 바람직하다. 한편, 이 비누화도의 상한은, 실질적으로 100 몰％ 여도 된다. 또한, PVA 의 비누화도란, 비누화에 의해 비닐알코올 단위로 변환될 수 있는 구조 단위 (전형적으로는 비닐에스테르 단위) 와 비닐알코올 단위의 합계 몰수에 대한 비닐알코올 단위의 몰수의 비율 (몰％) 을 말한다. 비누화도는, JIS K 6726-1994 의 기재에 준하여 측정할 수 있다.

당해 원단 필름에 있어서의 PVA 의 함유량의 하한으로는, 60 질량％ 가 바람직하고, 70 질량％ 가 보다 바람직하고, 75 질량％ 가 더욱 바람직하다. PVA 의 함유량을 상기 하한 이상으로 함으로써, 얻어지는 연신 광학 필름에 있어서, 편광 성능 등의 광학 특성이 보다 양호하게 발현된다. 한편, 이 함유량의 상한으로는, 95 질량％ 가 바람직하고, 90 질량％ 가 보다 바람직한 경우가 있고, 85 질량％ 가 더욱 바람직한 경우도 있다. PVA 의 함유량을 상기 상한 이하로 함으로써, 얻어지는 연신 광학 필름이 보다 찢어지기 어렵게 된다.

(수지 입자)

당해 원단 필름은, 유리 전이 온도가 30 ℃ 이하인 수지 입자를 함유한다. 당해 원단 필름은, 이와 같은 수지 입자를 함유함으로써, 박형이면서 찢어지기 어려운 연신 광학 필름을 얻을 수 있다. 이와 같은 효과가 생기는 이유는 확실하지 않지만, 당해 원단 필름으로부터 제조한 연신 광학 필름이 찢어진 장소의 단면 (斷面) 을 관찰한 결과, 단면이 거칠어져 있었던 점에서, 필름 중에 분산되어 있는 수지 입자가 찢어짐의 전파를 억제함으로써, 찢어지기 어렵게 된 것으로 추측된다. 특히, 수지 입자의 유리 전이 온도가 30 ℃ 이하, 즉 원단 필름을 사용하여 연신 광학 필름을 제조할 때의 일반적인 연신 처리 온도 이하임으로써, 연신 공정시에 수지 입자도 연신 방향으로 변형할 수 있다. 이로써, PVA 와 수지 입자의 밀착성을 유지한 채로, PVA 가 충분히 배향할 수 있다. 이 때문에, 당해 원단 필름으로부터 얻어지는 연신 광학 필름은, 찢어짐이 발생하기 어렵게 되고, 수지 입자의 함유량이나 평균 입경을 조정함으로써, 편광 성능 등의 광학 특성도 높일 수 있는 것으로 추측된다.

수지 입자란, 주성분이 중합체 (수지) 인 입자이다. 수지 입자 중의 중합체의 함유량의 하한으로는, 예를 들어 50 질량％ 이고, 80 질량％ 가 바람직하고, 95 질량％ 가 보다 바람직하다. 수지 입자는, 실질적으로 수지만으로 형성되어 있어도 된다.

수지 입자의 유리 전이 온도 (Tg) (수지 입자의 주성분인 중합체의 Tg) 의 상한은, 30 ℃ 이지만, 25 ℃ 가 바람직하고, 20 ℃ 가 보다 바람직하고, 15 ℃ 가 더욱 바람직하고, 10 ℃ 가 더욱더 바람직하다. 이 유리 전이 온도가 상기 상한 이하임으로써, 찢어지기 어려운 연신 광학 필름을 얻을 수 있다. 또, 이 유리 전이 온도를 상기 상한 이하로 하며, 또한 수지 입자의 함유량이나 평균 입경을 조정함으로써, 편광 성능 등의 광학 특성도 높일 수 있다.

수지 입자의 유리 전이 온도의 하한은 특별히 제한은 없지만, 예를 들어 -100 ℃ 가 바람직하고, -80 ℃ 가 보다 바람직하고, -60 ℃ 가 더욱 바람직하다. 이 유리 전이 온도를 상기 하한 이상으로 함으로써, 원단 필름을 제작하는 제막 공정에 있어서의 가온시의 수지 입자의 응집이 억제되고, 얻어지는 원단 필름 및 연신 광학 필름의 백탁을 억제할 수 있다. 또, 얻어지는 연신 광학 필름의 광학 특성을 높일 수 있다.

또한, 수지 입자의 유리 전이 온도는, 수지 입자를 사용하여 제막하고, 이 얻어진 수지막에 대하여 실시한 DSC (시차 주사 열량 측정) 에 의한 측정치로 한다. 수지 입자가, 상이한 복수의 수지를 포함하는 경우, 가장 낮은 유리 전이 온도를 갖는 수지의 유리 전이 온도를, 이 수지 입자의 유리 전이 온도로 한다.

당해 원단 필름에 있어서의 수지 입자의 함유량의 하한은, PVA 100 질량부에 대하여, 1 질량부이고, 3 질량부가 바람직하고, 5 질량부가 보다 바람직하고, 7 질량부가 더욱 바람직한 경우도 있다. 수지 입자의 함유량을 상기 하한 이상으로 함으로써, 얻어지는 연신 광학 필름을 찢어지기 어렵게 할 수 있고, 취급성 등이 향상된다. 한편, 이 함유량의 상한은, 50 질량부이고, 30 질량부가 바람직하고, 20 질량부가 보다 바람직하고, 15 질량부가 더욱 바람직하다. 수지 입자의 함유량을 상기 상한 이하로 함으로써, 얻어지는 연신 광학 필름의 광 투과성을 양호한 상태로 할 수 있고, 또, 편광 성능 등의 광학 특성을 높일 수 있다.

당해 원단 필름 중의 수지 입자의 평균 입경의 하한으로는, 1 ㎚ 가 바람직하고, 5 ㎚ 가 보다 바람직하고, 10 ㎚ 가 더욱 바람직하고, 20 ㎚ 가 더욱더 바람직하고, 30 ㎚ 가 더욱더 바람직하다. 수지 입자의 평균 입경을 상기 하한 이상으로 함으로써, 얻어지는 연신 광학 필름이 보다 찢어지기 어렵게 되고, 취급성 등이 향상된다. 한편, 이 평균 입경의 상한으로는, 예를 들어 500 ㎚ 여도 되지만, 300 ㎚ 가 바람직하고, 200 ㎚ 가 보다 바람직하고, 100 ㎚ 가 더욱 바람직하다. 수지 입자의 평균 입경을 상기 상한 이하, 특히 300 ㎚ 이하로 함으로써, 얻어지는 연신 광학 필름의 광 투과성을 양호한 상태로 할 수 있고, 편광 성능 등의 광학 특성을 높일 수 있다.

또한, 당해 원단 필름 중의 수지 입자의 평균 입경은, 필름 절단면의 TEM (투과형 전자 현미경) 화상에 기초하는 측정치로 한다. 당해 원단 필름의 면내 방향에 대하여 수직인 절단면의 TEM 을 측정함으로써, 수지 입자의 유무나 분산 상태를, 해도 (海島) 구조로서 관찰할 수 있다. 또한, 해도 구조란, 2 종류의 물성으로 이루어지는 혼합물에 있어서, 연속적으로 보이는 부분 (해부) 중에, 불연속인 부분 (도부) 이 혼재되어 있는 상태의 구조를 말한다. 수지 입자와 PVA 의 염색성이 상이하기 때문에, 연속적으로 보이는 부분의 색이 진하고, 불연속으로 보이는 부분의 색이 연하게 되거나, 연속적으로 보이는 부분의 색이 연하고, 불연속으로 보이는 부분의 색이 진하게 되거나 한다. 이 TEM 화상에 있어서는, 수지 입자가 도부로 되어 관측된다. 필름 절단면의 TEM 화상에 대하여, 화상 해석 소프트를 사용하여, 기계적으로 수지 입자를 추출하고, 이들 수지 입자의 직경의 평균치를 산출한다. 이 산출된 값을 수지 입자의 평균 입경으로 한다. 수지 입자의 평균 입경의 구체적인 측정 방법은, 실시예에 기재된 방법으로 한다.

수지 입자는, 중합체를 함유한다. 이 중합체로는, 유리 전이 온도가 30 ℃ 이하인 것이면 특별히 한정되지 않고, 폴리올레핀, 폴리우레탄, 아크릴 수지 등을 들 수 있지만, 아크릴 수지가 바람직하다. 아크릴 수지란, (메트)아크릴산에스테르에서 유래하는 구조 단위를 포함하는 중합체를 말한다.

(메트)아크릴에스테르로는,

(메트)아크릴산메틸, (메트)아크릴산에틸, (메트)아크릴산프로필, (메트)아크릴산부틸, (메트)아크릴산헥실, (메트)아크릴산도데실, (메트)아크릴산옥타데실 등의 (메트)아크릴산알킬에스테르 ;

(메트)아크릴산디시클로펜타닐, (메트)아크릴산이소보르닐 등의 지환식기를 갖는 (메트)아크릴산에스테르 ;

(메트)아크릴산페닐 등의 (메트)아크릴산아릴에스테르 등을 들 수 있다.

수지 입자는, 아크릴 수지 중에서도, (메트)아크릴산알킬에스테르에서 유래하는 구조 단위 ((메트)아크릴산알킬에스테르 단위) 를 포함하는 아크릴 수지를 포함하는 것이 바람직하다. 상기 (메트)아크릴산알킬에스테르가 갖는 알킬기의 탄소수의 하한은 1 이지만, 2 가 바람직하고, 3 이 보다 바람직하고, 4 가 더욱 바람직하다. 한편, 이 알킬기의 탄소수의 상한으로는, 예를 들어 10 이고, 8 이 바람직하고, 6 이 보다 바람직하고, 4 가 더욱 바람직하다. 또, 아크릴산알킬에스테르 단위인 것도 바람직하다. 즉, (메트)아크릴산알킬에스테르 단위 중에서도, 아크릴산부틸 단위가 가장 바람직하다. 이와 같은 (메트)아크릴산알킬에스테르 단위를 포함하는 아크릴 수지를 사용한 수지 입자는, 유리 전이점이 낮고, 찢어지기 어려움 및 광학 특성을 보다 높일 수 있다. 이 이유는 확실하지 않지만, 수지 입자의 유연성이 높아지고, 연신 처리시에 수지 입자가 연신 방향으로 변형하기 쉬워지는 것 등이 추측된다.

또, 아크릴 수지로는, (메트)아크릴산 단위 (-CH₂-CHCOOH- 및 -CH₂-C(CH₃)COOH-) 를 포함하는 아크릴 수지도 바람직하게 사용할 수 있다. 이와 같은 중합체를 사용한 수지 입자는, PVA 매트릭스 중에서 양호한 분산성 등을 발휘할 수 있다. 이 경우, 예를 들어 (메트)아크릴산 단위와 (메트)아크릴산알킬에스테르 단위의 블록 공중합체가 바람직하다. 또한, 아크릴 수지가 블록 공중합체인 경우, 디블록 공중합체, 트리블록 공중합체 등의 어느 것이어도 된다.

수지 입자는, 1 종의 중합체로부터 형성되는 입자를 사용해도 되고, 내측과 외측의 재질이 상이한, 이른바 코어 셸형의 구조를 갖는 입자를 사용해도 된다. 코어 셸형의 입자를 사용하는 경우, 코어의 재료가, (메트)아크릴산알킬에스테르 단위를 포함하는 아크릴 수지를 포함하는 것이 바람직하다. 또, 코어 셸형의 입자를 사용하는 경우, 셸의 재료가, 지환식기 함유 (메트)아크릴산에스테르 단위나, (메트)아크릴산 단위를 포함하는 아크릴 수지인 것이 바람직하다.

수지 입자는, 공지된 방법에 의해 제조할 수 있다. 또, 수지 입자는, 시판품을 사용해도 된다. 또, 당해 원단 필름에 수지 입자를 함유시키는 방법도, 특별히 한정되지 않는다. 예를 들어 PVA 칩에 수지 입자를 첨가해도 되고, 제막시에 사용하는 제막 원액에 수지 입자를 첨가해도 된다.

(가소제)

당해 원단 필름은, 가소제를 추가로 포함할 수 있다. 당해 원단 필름이 가소제를 포함함으로써, 취급성이나 연신성의 향상 등을 도모할 수 있다. 바람직한 가소제로는, 다가 알코올을 들 수 있고, 구체예로는, 에틸렌글리콜, 글리세린, 프로필렌글리콜, 디에틸렌글리콜, 디글리세린, 트리에틸렌글리콜, 테트라에틸렌글리콜, 트리메틸올프로판 등을 들 수 있다. 이들 가소제는, 1 종 또는 2 종 이상을 사용할 수 있다. 이들 중에서도, 연신성의 향상 효과의 면에서 글리세린이 바람직하다.

당해 원단 필름에 있어서의 가소제의 함유량의 하한으로는, PVA 100 질량부에 대하여 2 질량부가 바람직하고, 3 질량부가 보다 바람직하고, 4 질량부가 더욱 바람직하고, 6 질량부가 더욱더 바람직하다. 가소제의 함유량을 상기 하한 이상으로 함으로써, 연신성이 보다 향상된다. 한편, 이 함유량의 상한으로는, 20 질량부가 바람직하고, 17 질량부가 보다 바람직하고, 14 질량부가 더욱 바람직하다. 가소제의 함유량을 상기 상한 이하로 함으로써, 원단 필름이 지나치게 유연해지거나, 표면에 가소제가 블리드 아웃되거나 하여, 취급성이 저하되는 것을 억제할 수 있다.

(다른 첨가제 등)

당해 원단 필름에는, PVA, 수지 입자 및 가소제 이외에, 추가로 충전제, 구리 화합물 등의 가공 안정제, 내후성 안정제, 착색제, 자외선 흡수제, 광 안정제, 산화 방지제, 대전 방지제, 난연제, 다른 열가소성 수지, 윤활제, 향료, 소포제, 소취제, 증량제, 박리제, 이형제, 보강제, 가교제, 방미제, 방부제, 결정화 속도 지연제 등의 다른 첨가제를, 필요에 따라 적절히 배합할 수 있다.

단, 당해 원단 필름에 있어서의 PVA, 수지 입자 및 가소제 이외의 다른 첨가제의 함유량의 상한으로는, 1 질량％ 가 바람직한 경우가 있고, 0.2 질량％ 가 보다 바람직한 경우가 있다. 다른 첨가제의 함유량이 상기 상한을 초과하는 경우, 얻어지는 연신 광학 필름의 찢어짐 강도나 광학 특성에 영향을 미치는 경우가 있다.

당해 원단 필름의 팽윤도의 하한으로는, 160 ％ 가 바람직하고, 170 ％ 가 보다 바람직하고, 180 ％ 가 더욱 바람직하다. 팽윤도가 상기 하한 이상임으로써, 극도로 결정화가 진행하는 것을 억제할 수 있고, 안정적으로 고배율까지 연신할 수 있다. 한편, 이 팽윤도의 상한으로는, 240 ％ 가 바람직하고, 230 ％ 가 보다 바람직하고, 220 ％ 가 더욱 바람직하다. 팽윤도가 상기 상한 이하임으로써, 연신시의 용해가 억제되고, 보다 고온의 조건하에서도 연신하는 것이 가능해진다. 또한, 원단 필름의 팽윤도란, 원단 필름을 30 ℃ 의 증류수 중에 15 분간 침지했을 때의 질량을, 30 ℃ 의 증류수에 15 분간 침지한 후에 105 ℃ 에서 16 시간 건조시킨 원단 필름의 질량으로 나누어 얻어지는 값의 백분율을 의미한다.

당해 원단 필름의 형상에 특별히 제한은 없지만, 연신 광학 필름을 생산성 좋게 연속적으로 제조할 수 있는 점에서, 장척의 필름인 것이 바람직하다. 당해 장척의 원단 필름의 길이는 특별히 제한되지 않고, 제조되는 연신 광학 필름의 용도 등에 따라 적절히 설정할 수 있고, 예를 들어, 5 m 이상 20,000 m 이하의 범위 내로 할 수 있다. 당해 원단 필름의 폭에 특별히 제한은 없고, 예를 들어 하한을 50 ㎝ 로 할 수 있지만, 최근 광폭의 편광 필름이 요구되고 있는 점에서, 하한은 1 m 가 바람직하고, 2 m 가 보다 바람직하고, 4 m 가 더욱 바람직하다. 당해 원단 필름의 폭의 상한에 특별히 제한은 없지만, 예를 들어 7 m 로 할 수 있다. 폭이 지나치게 넓으면, 실용화되어 있는 장치로 연신 광학 필름을 제조하는 경우에, 균일하게 연신하는 것이 곤란해지는 경향이 있다.

당해 원단 필름은, 제조시나 취급시에 찢어지기 어려운 연신 광학 필름을 비교적 용이하게 제조할 수 있다. 따라서, 편광 필름이나 위상차 필름 등의 연신 광학 필름의 재료로서 바람직하게 사용할 수 있다. 그 중에서도, 당해 원단 필름은, 양호한 편광 성능을 갖는 편광 필름을 용이하게 제조할 수 있는 점에서, 편광 필름을 제조하기 위한 원단 필름으로서 사용하는 것이 특히 바람직하다.

(원단 필름의 제조 방법)

본 발명의 원단 필름의 제조 방법은 특별히 한정되지 않고, 제막 후의 원단 필름의 두께 및 폭이 보다 균일해지는 제조 방법을 바람직하게 채용할 수 있다. 예를 들어, 원단 필름을 구성하는 상기 PVA 및 수지 입자, 그리고 필요에 따라 추가로, 가소제, 그 밖의 첨가제, 및 후술하는 계면 활성제 등 중의 1 종 또는 2 종 이상이 액체 매체 중에 용해된 제막 원액을 사용하여, 제막함으로써 얻을 수 있다. 또, 필요에 따라, PVA 를 용융한 제막 원액을 사용해도 제조할 수 있다. 제막 원액에 있어서, 수지 입자는 균일하게 혼합되어 있는 것이 바람직하다. 또, 제막 원액이, 가소제, 그 밖의 첨가제 및 계면 활성제의 적어도 1 종을 함유하는 경우에는, 그들 성분이 균일하게 혼합되어 있는 것이 바람직하다.

상기 액체 매체로는, 예를 들어 물, 디메틸술폭시드, 디메틸포름아미드, 디메틸아세트아미드, N-메틸피롤리돈, 에틸렌글리콜, 글리세린, 프로필렌글리콜, 디에틸렌글리콜, 트리에틸렌글리콜, 테트라에틸렌글리콜, 트리메틸올프로판, 에틸렌디아민, 디에틸렌트리아민 등을 들 수 있다. 이들 액체 매체는, 1 종 또는 2 종 이상을 사용할 수 있다. 이들 중에서도, 환경에 미치는 부하가 작은 점이나 회수성의 면에서 물이 바람직하다.

제막 원액의 휘발분율 (제막 원액 중에 있어서의, 제막시에 휘발이나 증발에 의해 제거되는 액체 매체 등의 휘발성 성분의 함유 비율) 은, 제막 방법, 제막 조건 등에 따라서도 상이하지만, 일반적으로는, 하한으로서 50 질량％ 가 바람직하고, 55 질량％ 가 보다 바람직하고, 60 질량％ 가 더욱 바람직하다. 제막 원액의 휘발분율이 상기 하한 이상임으로써, 제막 원액의 점도가 지나치게 높아지지 않아, 제막 원액 조제시의 여과나 탈포가 원활하게 이루어지고, 이물질이나 결점이 적은 원단 필름의 제조가 용이해진다. 한편, 이 휘발분율의 상한으로는, 95 질량％ 가 바람직하고, 90 질량％ 가 보다 바람직하고, 85 질량％ 가 더욱 바람직하다. 제막 원액의 휘발분율이 상기 상한 이하임으로써, 제막 원액의 농도가 지나치게 낮아지지 않아, 공업적인 원단 필름의 제조가 용이해진다.

제막 원액은 계면 활성제를 포함하는 것이 바람직하다. 계면 활성제를 포함함으로써, 제막성이 향상되어 원단 필름의 두께 불균일의 발생이 억제됨과 함께, 제막에 사용하는 금속 롤이나 벨트로부터의 필름의 박리가 용이해진다. 계면 활성제를 포함하는 제막 원액으로부터 원단 필름을 제조한 경우에는, 당해 원단 필름 중에는 계면 활성제가 함유될 수 있다. 상기 계면 활성제의 종류는 특별히 한정되지 않지만, 금속 롤이나 벨트로부터의 박리성의 관점 등으로부터, 아니온성 계면 활성제 및 논이온성 계면 활성제가 바람직하다.

아니온성 계면 활성제로는, 예를 들어 라우르산칼륨 등의 카르복실산형 ; 폴리옥시에틸렌라우릴에테르황산염, 옥틸술페이트 등의 황산에스테르형 ; 도데실벤젠술포네이트 등의 술폰산형 등이 바람직하다.

논이온성 계면 활성제로는, 예를 들어 폴리옥시에틸렌올레일에테르 등의 알킬에테르형 ; 폴리옥시에틸렌옥틸페닐에테르 등의 알킬페닐에테르형 ; 폴리옥시에틸렌라우레이트 등의 알킬에스테르형 ; 폴리옥시에틸렌라우릴아미노에테르 등의 알킬아민형 ; 폴리옥시에틸렌라우르산아미드 등의 알킬아미드형 ; 폴리옥시에틸렌폴리옥시프로필렌에테르 등의 폴리프로필렌글리콜에테르형 ; 라우르산디에탄올아미드, 올레산디에탄올아미드 등의 알칸올아미드형 ; 폴리옥시알킬렌알릴페닐에테르 등의 알릴페닐에테르형 등이 바람직하다.

이들 계면 활성제는, 1 종을 단독으로 또는 2 종 이상을 조합하여 사용할 수 있다.

제막 원액 또는 얻어지는 원단 필름이 계면 활성제를 포함하는 경우, 그 함유량의 하한은, 제막 원액 또는 원단 필름에 포함되는 PVA 100 질량부에 대하여, 0.01 질량부가 바람직하고, 0.02 질량부가 보다 바람직하다. 계면 활성제의 함유량이 상기 하한 이상임으로써, 제막성 및 박리성이 보다 향상된다. 한편, 이 함유량의 상한으로는, 0.5 질량부가 바람직하고, 0.3 질량부가 보다 바람직하고, 0.1 질량부가 더욱 바람직하다. 계면 활성제의 함유량이 상기 상한 이하임으로써, 계면 활성제가 원단 필름의 표면에 블리드 아웃되어 블로킹이 발생하고 취급성이 저하되는 것을 억제할 수 있다.

상기 제막 원액을 사용하여 원단 필름을 제막할 때의 제막 방법으로는, 예를 들어 캐스트 제막법, 압출 제막법, 습식 제막법, 겔 제막법 등을 들 수 있다. 이들 제막 방법은 1 종만을 채용해도 되고 2 종 이상을 조합하여 채용해도 된다. 이들 제막 방법 중에서도 캐스트 제막법 및 압출 제막법이, 두께 및 폭이 균일하고 물성이 양호한 원단 필름이 얻어지는 점에서 바람직하다. 제막된 원단 필름에는 필요에 따라 건조나 열 처리를 실시할 수 있다.

열 처리 온도에 특별히 제한은 없고, 적절히 조정하면 된다. 열 처리 온도는, 지나치게 높으면 원단 필름의 변색이나 열화가 보인다. 따라서, 열 처리 온도의 상한으로는, 210 ℃ 가 바람직하고, 180 ℃ 가 보다 바람직하고, 150 ℃ 가 더욱 바람직하다. 한편, 열 처리 온도의 하한으로는, 예를 들어 60 ℃ 이고, 90 ℃ 가 바람직하다.

열 처리 시간에 특별히 제한은 없고, 적절히 조정하면 되지만, 원단 필름을 효율적으로 제조하는 관점에서, 상한으로는, 30 분이 바람직하고, 15 분이 보다 바람직하다. 한편, 이 하한으로는, 예를 들어 1 분이 바람직하고, 3 분이 보다 바람직하다.

＜연신 광학 필름＞

본 발명의 일 실시형태에 관련된 연신 광학 필름은, 편광 필름이나 위상차 필름 등, 소정 방향으로 배향한 PVA 를 포함하는 광학 필름이다. 당해 연신 광학 필름은, 1 축 연신되어 있어도 되고, 2 축 연신되어 있어도 되지만, 1 축 연신되어 있는 것이 바람직하다. 1 축 연신된 당해 연신 광학 필름은, 편광 필름 등으로서 바람직하게 사용할 수 있다. 당해 연신 광학 필름은, 단층 필름이어도 되고, 다층 필름이어도 되지만, 단층 필름인 것이 바람직하다.

(평균 두께)

당해 연신 광학 필름의 평균 두께의 상한은, 20 ㎛ 이고, 18 ㎛ 가 바람직하고, 16 ㎛ 가 보다 바람직하고, 14 ㎛ 가 더욱 바람직하다. 당해 연신 광학 필름의 평균 두께가 상기 상한 이하임으로써, 충분한 박형화를 도모할 수 있다. 한편, 이 평균 두께의 하한으로는, 5 ㎛ 가 바람직하고, 8 ㎛ 가 보다 바람직하고, 10 ㎛ 가 더욱 바람직하다. 당해 연신 광학 필름의 평균 두께가 상기 하한 이상임으로써, 보다 찢어지기 어렵게 하고, 취급성 등을 높일 수 있다.

(성분 등)

당해 연신 광학 필름은, 주성분인 PVA 와 수지 입자를 함유한다.

당해 연신 광학 필름에 함유되는 수지 입자의 유리 전이 온도 (Tg) (수지 입자의 주성분인 중합체의 Tg) 의 상한은, 30 ℃ 이지만, 25 ℃ 가 바람직하고, 20 ℃ 가 보다 바람직하고, 15 ℃ 가 더욱 바람직하고, 10 ℃ 가 더욱더 바람직하다. 이 유리 전이 온도가 상기 상한 이하임으로써, 당해 연신 광학 필름은, 찢어지기 어렵고, 취급성 등이 우수하다. 또, 이 유리 전이 온도를 상기 상한 이하로 하며, 또한 수지 입자의 함유량이나 평균 입경을 조정함으로써, 편광 성능 등의 광학 특성도 높일 수 있다. 수지 입자의 유리 전이 온도의 하한은 특별히 제한은 없지만, 예를 들어 -100 ℃ 가 바람직하고, -80 ℃ 가 보다 바람직하고, -60 ℃ 가 더욱 바람직하다. 이 유리 전이 온도를 상기 하한 이상으로 함으로써, 수지 입자의 응집이 억제되고, 연신 광학 필름의 백탁을 억제할 수 있다. 또, 연신 광학 필름의 광학 특성을 높일 수 있다.

또한, 당해 연신 광학 필름에 함유되는 수지 입자의 유리 전이 온도는, 원단 필름에 함유되는 수지 입자와 동일하게, 수지 입자를 사용하여 제막하고, 이 얻어진 수지막에 대하여 실시한 DSC (시차 주사 열량 측정) 의 측정치로 한다.

당해 연신 광학 필름에 있어서의 수지 입자의 함유량의 하한은, PVA 100 질량부에 대하여, 1 질량부이고, 3 질량부가 바람직하고, 5 질량부가 보다 바람직하고, 7 질량부가 더욱 바람직한 경우도 있다. 수지 입자의 함유량을 상기 하한 이상으로 함으로써, 연신 광학 필름을 찢어지기 어렵게 할 수 있고, 취급성 등이 향상된다. 한편, 이 함유량의 상한은, 50 질량부이고, 30 질량부가 바람직하고, 20 질량부가 보다 바람직하고, 15 질량부가 더욱 바람직하다. 수지 입자의 함유량을 상기 상한 이하로 함으로써, 연신 광학 필름의 광 투과성을 양호한 상태로 할 수 있고, 또, 편광 성능 등의 광학 특성을 높일 수 있다.

당해 연신 광학 필름에 있어서는, 연신 방향에 평행인 절단면에 있어서의 투과형 전자 현미경 (TEM) 화상에서 관측되는 수지 입자의 상기 연신 방향의 길이 (연신 방향의 직경) 가, 상기 연신 방향에 수직인 방향의 길이 (연신 방향에 수직인 방향의 직경) 보다 긴 것이 바람직하다. 즉, 당해 연신 광학 필름 중의 수지 입자는, 연신 방향을 따른 장축을 갖는 타원형인 것이 바람직하다. 이와 같은 경우, PVA 와 수지 입자의 밀착성을 유지한 채로, PVA 가 충분한 배향 상태를 형성할 수 있다. 이 때문에, 당해 연신 광학 필름은, 찢어짐이 발생하기 어렵게 되고, 수지 입자의 함유량이나 평균 입경을 조정함으로써, 편광 성능 등의 광학 특성도 높일 수 있는 것으로 추측된다. 또한, 이와 같은 타원형의 수지 입자는, 유리 전이 온도가 30 ℃ 이하인 수지 입자를 포함하는 원단 필름을 연신 처리할 때, 수지 입자가 연신 방향을 따라 변형함으로써 형성될 수 있다. 또한, 연신 광학 필름에 있어서의 연신 방향은, 통상, PVA 의 결정의 배향 방향이다.

구체적으로는, 도 1 에 나타내는 바와 같이, 당해 연신 광학 필름 (1) 의 연신 방향 (X) 에 평행인 절단면에 있어서의 TEM 화상에 있어서, 수지 입자 (2) (도부) 의 연신 방향 (X) 의 길이 (A) 가, 연신 방향 (X) 에 수직인 방향의 길이 (B) 보다 긴 것이 바람직하다. 또한, 이 수지 입자 (2) 에 있어서의 연신 방향 (X) 에 수직인 방향의 길이 (B) 에 대한 연신 방향 (X) 의 길이 (A) 의 비 (A/B) 의 하한으로는, 1.2 가 바람직하고, 1.6 이 보다 바람직하고, 2.0 이 더욱 바람직하다. 또한, 이 비 (A/B) 의 상한으로는, 예를 들어 3 이어도 되고, 2.6 이어도 된다.

수지 입자의 연신 방향의 길이 (A) 의 하한으로는, 1 ㎚ 가 바람직하고, 10 ㎚ 가 보다 바람직하고, 30 ㎚ 가 더욱 바람직하고, 50 ㎚ 가 더욱더 바람직하고, 70 ㎚ 가 더욱더 바람직하다. 한편, 이 길이 (A) 의 상한으로는, 예를 들어 800 ㎚ 여도 되지만, 300 ㎚ 가 바람직하고, 200 ㎚ 가 보다 바람직하고, 100 ㎚ 가 더욱 바람직하다. 또, 수지 입자의 연신 방향에 수직인 방향의 길이 (B) 의 하한으로는, 1 ㎚ 가 바람직하고, 10 ㎚ 가 보다 바람직하고, 20 ㎚ 가 더욱 바람직하고, 30 ㎚ 가 더욱더 바람직하다. 한편, 이 길이 (B) 의 상한으로는, 예를 들어 500 ㎚ 여도 되지만, 200 ㎚ 가 바람직하고, 100 ㎚ 가 보다 바람직하고, 50 ㎚ 가 더욱 바람직하다. 길이 (A) 및 길이 (B) 가 상기 범위임으로써, 찢어짐이 보다 발생하기 어렵게 되고, 수지 입자의 함유량이나 평균 입경을 조정함으로써, 편광 성능 등의 광학 특성도 높일 수 있다.

또한, 상기 수지 입자의 연신 방향의 길이 (A) 와, 연신 방향에 수직인 방향의 길이 (B) 는, 이하의 방법에 의해 측정된다. 연신 방향에 평행인 필름 절단면의 TEM 화상에 대하여, 화상 해석 소프트를 사용하여, 기계적으로 수지 입자를 추출한다. 추출된 수지 입자의 장축 방향의 평균 길이를 길이 (A) 로 하고, 단축 방향의 평균 길이를 길이 (B) 로 하여 산출한다. 이 길이 (A) 및 길이 (B) 로부터, 길이의 비 (A/B) 도 구해진다. 이들의 구체적인 측정 방법은, 실시예에 기재된 방법으로 한다.

당해 연신 광학 필름에 함유되는 PVA 및 수지 입자의 바람직한 형태는, 상기 서술한 원단 필름에 함유되는 PVA 및 수지 입자와 동일하다. 당해 연신 광학 필름에 포함되어 있어도 되는 그 밖의 성분에 대해서도, 상기 서술한 원단 필름과 동일하다. 당해 연신 광학 필름이 편광 필름인 경우, 당해 연신 광학 필름은, 표리면에 흡착된 이색성 색소를 갖는다. 이색성 색소로는, 요오드계 색소가 일반적이다.

당해 연신 광학 필름이 편광 필름인 경우, 그 편광 성능으로는, 투과율 44.0 ％ 일 때의 편광도의 하한으로서, 예를 들어 70 ％ 여도 되지만, 99.0 ％ 인 것이 바람직하고, 99.8 ％ 인 것이 보다 바람직하고, 99.9 ％ 인 것이 더욱 바람직하다. 편광도가 상기 하한 미만인 경우에는, 스마트폰, 노트 PC, 액정 텔레비전, 차재용 내비게이션 시스템 등에 사용하면, LCD 의 콘트라스트가 저하되는 경우가 있다.

당해 연신 광학 필름이 편광 필름인 경우, 이 편광 필름은, 통상, 그 양면 또는 편면에, 광학적으로 투명하며 또한 기계적 강도를 갖는 보호막을 첩합하여 편광판으로 하여 사용된다. 보호막으로는, 삼아세트산셀룰로오스 (TAC) 필름, 아세트산·부티르산셀룰로오스 (CAB) 필름, 아크릴계 필름, 폴리에스테르계 필름 등이 사용된다. 또, 첩합을 위한 접착제로는, PVA 계 접착제나 자외선 경화형 접착제 등을 들 수 있고, PVA 계 접착제가 바람직하다.

상기와 같이 하여 얻어진 편광판은, 추가로 위상차 필름, 시야각 향상 필름, 휘도 향상 필름 등이 첩합되어 있어도 된다. 또한, 상기 위상차 필름으로서 본 발명의 연신 광학 필름을 사용할 수도 있다. 편광판은, 아크릴계 등의 점착제를 코트한 후, 유리 기판에 첩합하여 LCD 의 부품으로서 사용할 수 있다.

＜연신 광학 필름의 제조 방법＞

본 발명의 일 실시형태에 관련된 연신 광학 필름은, 상기 서술한 당해 원단 필름을 연신하는 공정을 구비하는 제조 방법에 의해 얻을 수 있다. 즉, 당해 연신 광학 필름은, 상기 서술한 원단 필름을 사용하는 것 이외에는, 종래와 동일한 방법에 의해 제조할 수 있다. 즉, 당해 제조 방법에 의하면, 특수한 공정을 거치지 않고, 박형이며 찢어지기 어려운 연신 광학 필름을 비교적 용이하게 얻을 수 있다. 이하, 당해 연신 광학 필름이 편광 필름인 경우의 구체적인 제조 방법에 대하여 설명한다.

당해 편광 필름을 제조하기 위한 구체적인 방법으로는, 당해 원단 필름에 대하여, 팽윤 처리, 염색 처리, 1 축 연신 처리, 및 필요에 따라 추가로, 가교 처리, 고정 처리, 세정 처리, 건조 처리, 열 처리 등을 실시하는 방법을 들 수 있다. 이 경우, 팽윤 처리, 염색 처리, 가교 처리, 1 축 연신, 고정 처리 등의 각 처리의 순서는 특별히 제한되지 않고, 또, 2 가지 이상의 처리를 동시에 실시할 수도 있다. 또, 각 처리의 1 가지 또는 2 가지 이상을 2 회 또는 그 이상 실시할 수도 있다.

팽윤 처리는, 원단 필름을 물에 침지함으로써 실시할 수 있다. 물에 침지할 때의 물의 온도의 하한으로는, 20 ℃ 가 바람직하고, 22 ℃ 가 보다 바람직하고, 25 ℃ 가 더욱 바람직하다. 한편, 이 온도의 상한으로는, 40 ℃ 가 바람직하고, 38 ℃ 가 보다 바람직하고, 35 ℃ 가 더욱 바람직하다. 또, 물에 침지하는 시간의 하한으로는, 0.1 분이 바람직하고, 0.5 분이 보다 바람직하다. 한편, 이 시간의 상한으로는, 5 분이 바람직하고, 3 분이 보다 바람직하다. 또한, 물에 침지할 때의 물은 순수에 한정되지 않고, 각종 성분이 용해된 수용액이어도 되고, 물과 수성 매체의 혼합물이어도 된다.

염색 처리는, 원단 필름에 대하여 이색성 색소를 접촉시킴으로써 실시할 수 있다. 이색성 색소로는, 요오드계 색소를 사용하는 것이 일반적이다. 염색 처리의 시기로는, 1 축 연신 처리 전, 1 축 연신 처리시 및 1 축 연신 처리 후의 어느 단계여도 된다. 염색 처리는, 원단 필름을 염색욕으로서 요오드-요오드화칼륨을 함유하는 용액 (특히 수용액) 중에 침지시킴으로써 실시하는 것이 일반적이다. 염색욕에 있어서의 요오드의 농도는 0.01 질량％ 이상 0.5 질량％ 이하인 것이 바람직하고, 요오드화칼륨의 농도는 0.01 질량％ 이상 10 질량％ 이하인 것이 바람직하다. 또, 염색욕의 온도의 하한은, 20 ℃ 가 바람직하고, 25 ℃ 가 보다 바람직하다. 한편, 이 온도의 상한은, 50 ℃ 가 바람직하고, 40 ℃ 가 보다 바람직하다.

원단 필름에 대하여 가교 처리를 실시함으로써, 고온에서 습식 연신할 때에, PVA 가 물에 용출하는 것을 효과적으로 방지할 수 있다. 이 관점에서 가교 처리는 1 축 연신 처리 전에 실시하는 것이 바람직하다. 가교 처리는, 가교제를 포함하는 수용액에 원단 필름을 침지함으로써 실시할 수 있다. 상기 가교제로는, 붕산, 붕사 등의 붕산염 등의 붕소 무기 화합물의 1 종 또는 2 종 이상을 사용할 수 있다. 가교제를 포함하는 수용액에 있어서의 가교제의 농도의 하한은 1 질량％ 가 바람직하고, 2 질량％ 가 보다 바람직하고, 3 질량％ 가 더욱 바람직하다. 한편, 이 농도의 상한은, 15 질량％ 가 바람직하고, 7 질량％ 가 보다 바람직하고, 6 질량％ 가 더욱 바람직하다. 가교제의 농도가 상기 범위 내에 있음으로써 충분한 연신성을 유지할 수 있다. 가교제를 포함하는 수용액은 요오드화칼륨 등의 보조제를 함유해도 된다. 가교제를 포함하는 수용액의 온도의 하한은, 20 ℃ 가 바람직하고, 25 ℃ 가 보다 바람직하다. 한편, 이 온도의 상한은, 50 ℃ 가 바람직하고, 40 ℃ 가 보다 바람직하다. 이 온도를 상기 범위 내로 함으로써 효율적으로 가교할 수 있다.

1 축 연신 처리는, 습식 연신법 및 건식 연신법의 어느 것으로 실시해도 된다. 습식 연신법의 경우에는, 붕산 수용액 중에서 실시할 수도 있고, 상기 서술한 염색욕 중이나 후술하는 고정 처리욕 중에서 실시할 수도 있다. 또, 건식 연신법의 경우에는, 실온인 채로 1 축 연신 처리를 실시해도 되고, 가열하면서 1 축 연신 처리를 실시해도 되고, 흡수 후의 원단 필름을 사용하여 공기 중에서 1 축 연신 처리를 실시해도 된다. 이들 중에서도, 습식 연신법이 바람직하고, 붕산 수용액 중에서 1 축 연신 처리를 실시하는 것이 보다 바람직하다. 붕산 수용액의 붕산 농도의 하한은 0.5 질량％ 가 바람직하고, 1.0 질량％ 가 보다 바람직하고, 1.5 질량％ 가 더욱 바람직하다. 한편, 이 붕산 농도의 상한은, 6.0 질량％ 가 바람직하고, 5.0 질량％ 가 보다 바람직하고, 4.0 질량％ 가 더욱 바람직하다. 또, 붕산 수용액은 요오드화칼륨을 함유해도 되고, 그 농도는 0.01 질량％ 이상 10 질량％ 이하로 하는 것이 바람직하다.

1 축 연신 처리에 있어서의 연신 온도의 하한은, 30 ℃ 가 바람직하고, 40 ℃ 가 보다 바람직하고, 50 ℃ 가 더욱 바람직하다. 연신 온도의 하한을 수지 입자의 유리 전이 온도의 상한인 30 ℃ 이상으로 함으로써, 연신시에 수지 입자가 연신 방향으로 연장되도록 양호하게 변형된다. 이로써, 찢어지기 어렵고, 취급성이 우수한 연신 광학 필름을 비교적 용이하게 얻을 수 있다.

1 축 연신 처리에 있어서의 연신 배율의 하한은, 얻어지는 편광 필름의 편광 성능의 면에서 5 배가 바람직하고, 5.5 배가 보다 바람직하고, 6 배가 더욱 바람직하다. 연신 배율의 상한은 특별히 제한되지 않지만, 예를 들어 10 배가 바람직하고, 8 배가 보다 바람직한 경우도 있다.

편광 필름의 제조에 있어서는, 원단 필름에 대한 이색성 색소 (요오드계 색소 등) 의 흡착을 강고하게 하기 위해 1 축 연신 처리 후에 고정 처리를 실시하는 것이 바람직하다. 고정 처리에 사용하는 고정 처리욕으로는, 붕산, 붕사 등의 붕소 무기 화합물의 1 종 또는 2 종 이상을 포함하는 수용액을 사용할 수 있다. 또, 필요에 따라, 고정 처리욕 중에 요오드 화합물이나 금속 화합물을 첨가해도 된다. 고정 처리욕에 있어서의 붕소 무기 화합물의 농도의 하한은, 0.5 질량％ 가 바람직하고, 1 질량％ 가 보다 바람직하다. 한편, 이 농도의 상한은, 15 질량％ 가 바람직하고, 10 질량％ 가 보다 바람직하다. 이 농도를 상기 범위 내로 함으로써 이색성 색소의 흡착을 보다 강고하게 할 수 있다. 고정 처리욕의 온도의 하한은, 15 ℃ 가 바람직하다. 한편, 이 온도의 상한은, 60 ℃ 가 바람직하고, 40 ℃ 가 보다 바람직하다.

세정 처리는, 물 등에 원단 필름을 침지하여 실시되는 것이 일반적이다. 이 때, 편광 성능 향상의 면에서 세정 처리에 사용하는 물 등은 요오드화칼륨 등의 보조제를 함유하는 것이 바람직하다. 이 때, 요오드화칼륨 등의 요오드화물의 농도는 0.5 질량％ 이상 10 질량％ 이하로 하는 것이 바람직하다. 또, 세정 처리에 사용하는 물 등의 온도의 하한은, 일반적으로 5 ℃ 이고, 10 ℃ 가 바람직하고, 15 ℃ 가 보다 바람직하다. 한편, 이 온도의 상한은, 일반적으로 50 ℃ 이고, 45 ℃ 가 바람직하고, 40 ℃ 가 보다 바람직하다. 경제적인 관점에서 물 등의 온도가 지나치게 낮은 것은 바람직하지 않다. 한편, 물 등의 온도가 지나치게 높으면 편광 성능이 저하되는 경우가 있다.

건조 처리의 조건은 특별히 제한되지 않지만, 건조 온도의 하한으로는, 30 ℃ 가 바람직하고, 50 ℃ 가 보다 바람직하다. 한편, 건조 온도의 상한으로는, 150 ℃ 가 바람직하고, 130 ℃ 가 보다 바람직하다. 상기 범위 내의 온도에서 건조시킴으로써, 치수 안정성이 우수한 편광 필름이 얻어지기 쉽다.

건조 처리 후에 열 처리를 실시함으로써, 더욱 치수 안정성이 우수한 편광 필름을 얻을 수 있다. 여기서 열 처리란, 건조 처리 후의 수분율이 5 ％ 이하인 편광 필름을 추가로 가열하여, 편광 필름의 치수 안정성을 향상시키는 처리를 말한다. 열 처리의 조건은 특별히 제한되지 않지만, 60 ℃ 이상 150 ℃ 이하의 범위 내에서 열 처리하는 것이 바람직하다. 60 ℃ 보다 저온에서 열 처리를 실시하면 열 처리에 의한 치수 안정화 효과가 불충분하다. 한편, 150 ℃ 보다 고온에서 열 처리를 실시하면, 편광 필름에 황변이 심하게 발생하는 경우가 있다.

＜그 밖의 실시형태＞

본 발명의 원단 필름, 연신 광학 필름, 및 연신 광학 필름의 제조 방법은, 상기 실시형태에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 연신 광학 필름 및 그 제조 방법으로는, 연신 광학 필름이 편광 필름인 경우를 중심으로 설명했지만, 연신 광학 필름은 편광 필름에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 위상차 필름 등의 편광 필름 이외의 연신 광학 필름도, 본 발명의 범위 내이고, 본 발명의 원단 필름을 연신하는 공정을 구비하는 제조 방법에 의해 제조할 수 있다. 본 발명의 일 실시형태로서의 위상차 필름의 제조 방법은, 본 발명의 원단 필름을 연신하는 것 이외에는, 종래 공지된 방법을 사용하여 실시할 수 있다.

실시예

본 발명을 이하의 실시예에 의해 구체적으로 설명하지만, 본 발명은 이들 실시예에 의해 전혀 한정되지 않는다. 또한, 이하의 실시예 및 비교예에 있어서 채용된 각 평가 방법을 이하에 나타낸다.

[수지 입자의 유리 전이 온도]

이하의 각 실시예 또는 비교예에서 얻어진 원단 필름을 물에 용해 후, 수지 입자를 포집 가능한 필터 (머크사의 「MF-밀리포어 멤브레인 필터 VSWP」 구멍 직경 0.025 ㎛) 로 여과하고, 포집물 (수지 입자) 을 건조시켰다. 그 후, 수지 입자를 100 ℃ 에서 열 처리함으로써, 수지 입자만으로 성형한 수지막을 채취하였다. DSC (TA Instruments 사의 「Q2000」) 를 사용하여, 수지막의 유리 전이 온도를 구하였다. 이것을 수지 입자의 유리 전이 온도로 하였다.

[원단 필름의 팽윤도]

이하의 각 실시예 또는 비교예에서 얻어진 원단 필름을 약 1.5 g 채취하였다. 이것을 약 2 ㎜ × 10 ㎝ 로 재단한 후, 100 메시 (NBC 메시테크사의 「N-N0110S 115」) 에 감싸고, 30 ℃ 의 증류수 중에 15 분간 침지하였다. 그 후, 3,000 rpm 으로 5 분간 원심 탈수를 실시하고, 메시를 제거하고 나서 팽윤한 원단 필름의 질량 (W1) 을 구하였다. 계속해서, 그 원단 필름을 105 ℃ 의 건조기로 16 시간 건조시킨 후, 질량 (W2) 을 구하였다. 하기 식에 의해, 원단 필름의 팽윤도를 산출하였다.

팽윤도 (％) ＝ {(W1)/(W2)} × 100

[원단 필름 중의 수지 입자의 평균 입경]

이하의 각 실시예 또는 비교예에서 얻어진 원단 필름을 울트라 미크로톰 (Leica 사의 「울트라 커트 S/FC-S」) 으로 잘라낸 후, 사산화오스뮴의 증기에 23 ℃ 의 분위기하에서 5 일간 노출시키고, PVA 의 하이드록시기를 염색 처리하였다. 염색 처리 후, 추가로 다이아몬드 나이프 (DiATOME 사의 「Ultra Cryo Dry」 2 ㎜ 35°) 를 사용하여, -100 ℃ 의 분위기하에서 관찰용의 동결 절편을 잘라내었다. 그 후, 과잉으로 염색된 관찰용의 동결 절편을 증류수로 세정하고 건조시켰다. 투과형 전자 현미경 (히타치 하이테크놀로지즈사의 「투과 전자 현미경 HT7000」) 을 사용하여 절단면을 관찰하고, TEM 화상을 얻었다. 가속 전압은 100 ㎸, 이미션 전류는 10 ㎂ 로 설정하고, 전자총은 LaB6 필라멘트를 사용하였다.

상기 방법으로 얻어진 TEM 화상을 사용하여, 이하의 방법으로, 원단 필름 중의 수지 입자의 평균 입경을 측정하였다. 먼저, 화상 해석 소프트 「Image-Pro Plus 7.0J」 (Media Cybernetics 사 제조) 를 사용하여, TEM 화상을 연 후, 「변환」으로 8 비트 스케일로 변환 변경하고, 「필터 처리」로 평탄화 처리를 실시하였다. 다음으로, 「콘트라스트 강조」로 콘트라스트값을 80 으로 설정하고, 「카운트/사이즈」 내의 측정 항목 설정 페이지에 있어서 「평균 입경」을 선택한 후, 밝은 색의 오브젝트를 자동 추출시킴으로써, 기계적으로 수지 입자를 추출하고, 원단 필름 중의 수지 입자의 평균 입경을 산출하였다. 또한, 입경이 TEM 화상 중에서의 최대 직경의 1/10 보다 작은 것은, 노이즈로서 제거하였다. 또, TEM 화상에 있어서, PVA 보다 수지 입자의 색이 진한 경우에는, 어두운 색의 오브젝트를 자동 추출시킴으로써, 원단 필름 중의 수지 입자의 평균 입경을 산출하였다.

[편광 필름 중의 수지 입자의 길이]

이하의 각 실시예 또는 비교예에서 얻어진 편광 필름에 대하여, 상기 「원단 필름 중의 수지 입자의 평균 입경」에 기재된 방법과 동일하게 하여, 절단면의 TEM 화상을 얻었다. 단, 이 편광 필름에 대해서는, 연신 방향에 대하여 평행인 절단면으로부터 관찰을 실시하였다.

상기 방법으로 얻어진 TEM 이미지를 사용하여, 이하의 방법으로, 편광 필름 중의 수지 입자의 연신 방향 길이 (A) (장축 길이), 및 연신 방향에 수직인 방향의 길이 (B) (단축 길이) 를 측정하였다. 먼저, 화상 해석 소프트 「Image-Pro Plus 7.0J」 (Media Cybernetics 사 제조) 를 사용하여, TEM 화상을 연 후, 「변환」으로 8 비트 스케일로 변환 변경하고, 「필터 처리」로 평탄화 처리를 실시하였다. 다음으로, 「콘트라스트 강조」로 콘트라스트값을 80 으로 설정하고, 「카운트/사이즈」 내의 측정 항목 설정 페이지에 있어서 「타원의 장축/단축비」를 선택한 후, 밝은 색의 오브젝트를 자동 추출시킴으로써, 기계적으로 수지 입자를 추출하고, 편광 필름 중의 수지 입자의 장축 방향의 길이 (A) (연신 방향의 길이), 단축 방향의 길이 (B) (연신 방향에 수직인 방향의 길이), 및 이들의 길이비 (A/B) 를 산출하였다. 또한, 입경이 TEM 화상 중에서의 최대 직경의 1/10 보다 작은 것은, 노이즈로서 제거하였다. 또, TEM 화상에 있어서, PVA 보다 수지 입자의 색이 진한 경우에는, 어두운 색의 오브젝트를 자동 추출시킴으로써, 편광 필름 중의 수지 입자의 각 길이를 산출하였다.

[내찢어짐성 평가 : 돌자성 (突刺性)]

이하의 각 실시예 또는 비교예에서 얻어진 편광 필름을 온도 23 ℃, 상대 습도 20 ％ 에서 24 시간 정치하였다. 이 후, 이 편광 필름으로부터 길이 방향 (편광 필름의 연신 방향) 으로 40 ㎜ × 폭 방향으로 20 ㎜ 의 필름편을 잘라내고, 금속 프레임으로 사이에 끼워 4 변을 고정시켰다. 그 후, 인장 시험 장치 (시마즈 제작소사의 「오토그래프 AGS-H」) 에 이 편광 필름을 장착하고, 이 편광 필름의 연신 방향과 마이너스 드라이버 (편광 필름과의 접촉 면적 : 1 ㎜ × 5 ㎜) 의 장변이 평행이 되도록, 마이너스 드라이버를 위의 척부에 장착하고, 1 ㎜/min 의 속도로 편광 필름에 마이너스 드라이버를 가압하였다. 그리고, 마이너스 드라이버가 편광 필름을 관통했을 때의 최대 하중을 돌자 강도로 하고, 이하의 기준으로 돌자성을 평가하였다. 또한, A 및 B 는 실용상 문제 없이 사용할 수 있기 때문에 양호로 판정하고, C 는 불량으로 판정하였다.

A : 돌자 강도가 5 N 이상

B : 돌자 강도가 3 N 이상 5 N 미만

C : 돌자 강도가 3 N 미만

[내찢어짐성 평가 : 커팅성]

이하의 각 실시예 또는 비교예에서 얻어진 편광 필름을 온도 23 ℃, 상대 습도 50 ％ 에서 24 시간 정치하였다. 이 후, 이 편광 필름을 연신 방향과 수직인 방향으로 속도 600 ㎜/min 으로 커터 나이프를 사용하여 커트하고, 커트 단면을 실체 현미경으로 관찰하였다. 또한, 커터 나이프의 칼날과 편광 필름의 연신 방향이 이루는 각도를 45°로 하였다. 그리고, 편광 필름의 커트 단면의 1 ㎝ 당 존재하는 크랙수를 측정하고, 이하의 기준으로 커팅성을 평가하였다. 또한, A 및 B 는 실용상 문제 없이 사용할 수 있기 때문에 양호로 판정하고, C 는 불량으로 판정하였다.

A : 크랙 없음

B : 1 ∼ 4 개/㎝

C : 5 개 이상/㎝

[내찢어짐성 평가 : 타발성]

이하의 각 실시예 또는 비교예에서 얻어진 편광 필름을 온도 23 ℃, 상대 습도 50 ％ 에서 24 시간 정치하였다. 이 후, 커팅 매트 (코쿠요사의 「마 40N」) 상에 편광 필름을 놓고, 직경 10 ㎜ 의 원형의 펀치 (쓰리에치사의 벨트 펀치 「TPO-100」) 를 사용하여 편광 필름을 타발하고, 원형으로 도려내진 편광 필름의 타발 단면 (端面) 을 실체 현미경으로 관찰하였다. 그리고, 편광 필름에 존재하는 크랙수를 측정하고, 이하의 기준으로 타발성을 평가하였다. 또한, A 및 B 는 실용상 문제 없이 사용할 수 있기 때문에 양호로 판정하고, C 는 불량으로 판정하였다.

A : 크랙 없음

B : 1 ∼ 4 개/둘레

C : 5 개 이상/둘레

[편광 필름의 편광 성능]

(투과율 (Ts) 의 측정)

편광 필름의 중앙부로부터, 편광 필름의 연신 방향으로 2 ㎝ 의 길이의 샘플을 2 장 채취하였다. 1 장의 샘플에 대하여, 적분구 부착 분광 광도계 (니혼 분광사의 「V7100」) 를 사용하고, JIS Z 8722 (물체색의 측정 방법) 에 준거하여, C 광원, 2° 시야의 가시광 영역의 시감도 보정을 실시하고, 길이 방향에 대하여 +45° 기울인 경우의 광의 투과율과 -45° 기울인 경우의 광의 투과율을 측정하고, 그들의 평균치 Ts1 (％) 을 구하였다. 다른 1 장의 샘플에 대해서도 동일하게 하여, +45° 기울인 경우의 광의 투과율과 -45° 기울인 경우의 광의 투과율을 측정하고, 그들의 평균치 Ts2 (％) 를 구하였다. 하기 계산식 (1) 을 사용하여, Ts1 과 Ts2 를 평균하고, 편광 필름의 투과율 (Ts) (％) 로 하였다.

Ts ＝ (Ts1 ＋ Ts2)/2 ··· (1)

이하의 실시예 또는 비교예에 있어서는, 염색 처리 조건을 조정하여 투과율 (Ts) 이 44.0 ％ 가 되도록 샘플을 제작하고, 이하의 편광도 (V) 의 측정을 실시하였다.

(편광도 (V) 의 측정)

상기 투과율 (Ts) 의 측정에서 사용한 2 장의 샘플에 대하여, 그 연신 방향이 서로 직교하도록 중첩한 경우의 광의 투과율 T_⊥ (％) 와, 그 연신 방향이 평행이 되도록 중첩한 경우의 광의 투과율 T_// (％) 를 측정하였다. 이 측정은, 적분구 부착 분광 광도계 (니혼 분광사의 「V7100」) 를 사용하고, JIS Z 8722 (물체색의 측정 방법) 에 준거하여, C 광원, 2° 시야의 가시광 영역의 시감도 보정을 행하여 실시하였다. 측정한 T_// (％) 및 T_⊥ (％) 로부터, 하기 계산식 (2) 를 사용하여, 편광도 (V) (％) 를 구하였다.

V ＝ {(T_// － T_⊥)/(T_// ＋ T_⊥)}^1/2 × 100 ··· (2)

[제조예 1] 수지 입자 A 의 제조

건조시킨 0.5 L 의 내압 중합조에, 중합 개시제인 퍼옥소이황산칼륨 0.20 g, 산요 화성 공업사의 반응성 유화제 「JS-20」 36.0 g, 및 이온 교환수 300 g 을 주입하였다. 이것을 30 분간 질소 가스로 버블링함으로써 탈산소 처리를 실시하고, 개시 유화액을 얻었다. 다음으로, 이 개시 유화액을 교반하면서 60 ℃ 로 승온한 후에, 각각 탈기 처리한 아크릴산n-부틸 45.0 g, 메타크릴산알릴 0.45 g, 및 트리메틸올프로판트리메타크릴레이트 0.23 g 의 혼합액을 1.0 ㎖/분의 속도로 연속적으로 첨가하였다.

그 후, 후술하는 방법으로 산출한 각 단량체의 전화율이 95 질량％ 를 초과한 것을 확인한 시점에서, 탈기 처리한 메타크릴산디시클로펜타닐 5.6 g 을 1.0 ㎖/분의 속도로 연속적으로 첨가하였다. 상기 첨가 후, 상기 방법으로 산출한 단량체 전화율이 95 질량％ 를 초과한 것을 확인하고, 중합조를 100 ℃ 로 승온하여 중합을 실시하고, 잔류 단량체가 가스 크로마토그래피의 검출 한계 이하가 될 때까지 중합을 실시하였다. 중합 후 25 ℃ 까지 냉각하여, 수지 입자 A 를 포함하는 에멀션 용액 (수지분 17 질량％) 을 얻었다. 또한, 중합 개시로부터 25 ℃ 까지의 냉각에 필요로 한 중합 시간은 8 시간이었다. 또, 얻어진 수지 입자는, 코어가 폴리아크릴산n-부틸, 셸이 폴리메타크릴산디시클로펜타닐인 코어 셸형의 입자이다.

(단량체의 전화율)

중합 개시로부터 1 시간마다 샘플링한 유화액 (0.100 g) 을 테트라하이드로푸란 용액 (10.0 g, 0.1 질량％ 4-터셔리·부틸카테콜 첨가) 에 적하함으로써, 피복 중합체 입자 또는 중합체 입자의 테트라하이드로푸란 용액을 조제하였다. 이 용액을 가스 크로마토그래피 (시마즈 제작소 GC-14A, 칼럼 UAWAX-20EX-1.0F) 로 분석하고, 검출된 단량체량 및 유화 중합 개시 시점의 단량체의 첨가량으로부터 단량체 전화율 (％) 을 산출하였다.

[제조예 2] 수지 입자 B 의 제조

2 축 압출기 (파커 코퍼레이션사 제조) 에, 호퍼로부터 (메트)아크릴계 블록 공중합체인 메타크릴산메틸-아크릴산n-부틸-메타크릴산메틸 트리블록 공중합체 (쿠라리티 (등록상표) LA2140, (주) 쿠라레 제조, 메타크릴산메틸 단위 24 질량％) 를 0.66 ㎏/시로 공급하고, 실린더 도중부터 N-메틸시클로헥실아민을 72 ㎏/시 ((메트)아크릴계 중합체 중의 메타크릴산메틸 단위 100 몰에 대하여 40 몰이 되는 양) 로 공급하고, 실린더 온도 220 ℃, 스크류 회전수 100 rpm 으로 용융 혼련하였다. 이로써, 메타크릴산 무수물-아크릴산n-부틸 공중합체 1 을 얻었다. 이것을 20 ㎣ 이하로 분쇄하고, 80 ℃ 의 열수에 24 시간 침지함으로써, 산 무수물을 카르복시기로 변환하고, 메타크릴산-아크릴산n-부틸-메타크릴산 트리블록 공중합체로 하였다. 그 후, 이 공중합체를 여과에 의해 취출 (取出) 하고, 건조시키고, 메탄올에 고형분 농도 10 질량％ 가 되도록 용해시켰다. 그 후, 메탄올과 동질량분의 물을 적하하고, 분산 용액을 얻은 후, 얻어진 용액을 60 ℃ 에서 감압 처리하여 메탄올을 증류 제거하고, 메타크릴산-아크릴산n-부틸-메타크릴산 트리블록 공중합체의 수지 입자 B 를 포함하는 에멀션 용액 (수지분 10 질량％) 을 얻었다.

이하에, 실시예 및 비교예에서 사용한 시판되는 수지 입자를 나타낸다.

수지 입자 C : 이테크사의 「AE986B」 (아크릴 수지제 입자)

수지 입자 D : 사이덴 화학사의 「UC-143」 (아크릴 수지제 입자)

수지 입자 E : 세이코우 PMC 사의 「QE-1042」

수지 입자 F : 세이코우 PMC 사의 「KE-1062」

수지 입자 G : 이테크사의 「N827(A)-1」 (아크릴 수지제 입자)

[실시예 1]

(원단 필름의 제조)

PVA (아세트산비닐의 단독 중합체의 비누화물이고, 중합도는 2,400, 비누화도는 99.95 몰％ 이다.) 와 글리세린 (PVA 100 질량부에 대하여 12 질량부) 과 계면 활성제 (PVA 100 질량부에 대하여 0.03 질량부) 와 물을 혼합하고, 90 ℃ 에서 4 시간 용해시킴으로써, PVA 수용액을 얻었다. 그 후, 이 PVA 수용액에 PVA 100 질량부에 대하여, 10 질량부의 수지 입자 A 를 첨가하고, 85 ℃ 에서 30 분간 교반하였다. 그 후, PVA 수용액의 탈포를 위해, PVA 수용액을 85 ℃ 에서 16 시간 보온하였다.

상기 PVA 수용액을, 80 ℃ 의 금속 롤 상에서 건조시켜 PVA 필름을 얻었다. 그 후, 110 ℃ 의 건조기로 10 분간 열 처리를 실시하여, 평균 두께가 30 ㎛ 인 실시예 1 의 원단 필름을 얻었다.

(2) 편광 필름의 제조

상기 (1) 에서 얻어진 원단 필름으로부터, 길이 방향 9 ㎝ × 폭 방향 5 ㎝ 의 장방형의 시험편을 채취하였다. 이 시험편의 길이 방향의 양단을, 연신 부분의 사이즈가 길이 방향 5 ㎝ × 폭 방향 5 ㎝ 가 되도록 연신 지그에 고정시키고, 온도 30 ℃ 의 수중에 38 초간 침지하고 있는 동안에 24 ㎝/분의 연신 속도로 원래 길이의 2.2 배로 길이 방향으로 1 축 연신 (1 단째 연신) 하였다. 그 후, 요오드를 0.03 질량％ 및 요오드화칼륨을 3 질량％ 의 농도로 함유하는 온도 30 ℃ 의 요오드/요오드화칼륨 수용액 중에 60 초간 침지하고 있는 동안에 24 ㎝/분의 연신 속도로 원래 길이의 3.3 배까지 길이 방향으로 1 축 연신 (2 단째 연신) 하였다. 이어서, 붕산을 3 질량％ 및 요오드화칼륨을 3 질량％ 의 농도로 함유하는 온도 30 ℃ 의 붕산/요오드화칼륨 수용액 중에 약 20 초간 침지하고 있는 동안에 24 ㎝/분의 연신 속도로 원래 길이의 3.6 배까지 길이 방향으로 1 축 연신 (3 단째 연신) 하였다. 계속해서, 붕산을 4 질량％ 및 요오드화칼륨을 약 5 질량％ 의 농도로 함유하는 온도 58 ℃ 의 붕산/요오드화칼륨 수용액 중에 침지하면서 24 ㎝/분의 연신 속도로 한계 연신 배율 (4 장의 필름을 장착하고, 2 장이 끊어진 연신 배율을 한계 연신 배율로 하였다) 까지 길이 방향으로 1 축 연신 (4 단째 연신) 하였다. 그 후, 붕산을 1.5 질량％ 및 요오드화칼륨을 3 질량％ 의 농도로 함유하는 요오드화칼륨 수용액 중에 10 초간 침지하여 고정 처리를 실시하였다. 그 후 60 ℃ 의 건조기로 4 분간 건조시켜, 연신 광학 필름인 실시예 1 의 편광 필름 (평균 두께 13 ㎛) 을 얻었다.

[실시예 2 ∼ 6, 비교예 1 ∼ 4]

PVA 수용액에 첨가한 수지 입자의 종류 및 양을 표 1 에 나타내는 바와 같이 한 것 이외에는, 실시예 1 과 동일하게 하여, 실시예 2 ∼ 6 및 비교예 1 ∼ 4 의 각 원단 필름 및 편광 필름을 얻었다. 또한, 비교예 1 에 있어서는, 수지 입자를 첨가하지 않았다.

[비교예 5]

원단 필름의 평균 두께를 60 ㎛ 로 한 것 이외에는 비교예 1 과 동일하게 하여, 비교예 5 의 원단 필름 및 편광 필름을 얻었다. 얻어진 편광 필름의 평균 두께는 26 ㎛ 였다.

[평가]

얻어진 각 원단 필름을 사용하여, 상기한 방법에 의해, 수지 입자의 유리 전이 온도, 원단 필름의 팽윤도, 및 원단 필름 중의 수지 입자의 평균 입경을 측정하였다. 또, 얻어진 편광 필름을 사용하여, 상기한 방법에 의해, 편광 필름 중의 수지 입자의 길이 (A) (연신 방향의 길이), 길이 (B) (연신 방향에 수직인 방향의 길이) 및 그 길이비 (A/B) 의 측정, 그리고 돌자성, 커팅성, 타발성, 및 편광 성능의 평가를 실시하였다. 결과를 표 1 에 나타낸다.

표 1 에 나타내는 바와 같이, 실시예 1 ∼ 6 에서 얻어진 편광 필름은, 돌자성, 커팅성 및 타발성의 평가가 A 또는 B 로, 박형이면서, 찢어지기 어렵고, 취급성이나 생산성이 우수한 것을 알 수 있다. 또, 실시예 1 ∼ 6 은, 복잡한 공정을 거치지 않고 실시되어, 편광 필름을 비교적 용이하게 제조할 수 있는 것을 알 수 있다. 또한, 실시예 1 ∼ 4 의 편광 필름에 있어서는, 편광 성능도 특히 양호한 것을 알 수 있다.

한편, 비교예 1 ∼ 4 에서 얻어진 편광 필름은, 돌자성, 커팅성 및 타발성의 평가가 낮아, 찢어지기 쉬운 것을 알 수 있다. 또, 비교예 5 에서는, 얻어진 편광 필름은 내찢어짐성을 갖기는 하지만, 얇은 편광 필름을 얻을 수 없었다.

1 : 연신 광학 필름
2 : 수지 입자
X : 연신 방향
A : 연신 방향의 길이
B : 연신 방향에 수직인 방향의 길이
산업상 이용가능성
본 발명의 원단 필름은, LCD 의 구성 재료인 편광 필름 등의 재료로서 바람직하게 사용할 수 있다. 또, 본 발명의 연신 광학 필름의 제조 방법, 및 연신 광학 필름은, 편광 필름이나 그 제조 방법으로서 바람직하게 사용할 수 있다.

Claims (5)

1. 평균 두께가 45 ㎛ 이하이고,
   주성분인 비닐알코올계 중합체와, 유리 전이 온도가 30 ℃ 이하인 수지 입자를 함유하고,
   상기 비닐알코올계 중합체 100 질량부에 대한 상기 수지 입자의 함유량이, 1 질량부 이상 50 질량부 이하인 연신 광학 필름 제조용의 원단 필름.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 수지 입자의 평균 입경이, 1 ㎚ 이상 300 ㎚ 이하인 원단 필름.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 기재된 원단 필름을 연신하는 공정을 구비하는 연신 광학 필름의 제조 방법.
4. 평균 두께가 20 ㎛ 이하이고,
   주성분인 비닐알코올계 중합체와, 유리 전이 온도가 30 ℃ 이하인 수지 입자를 함유하고,
   상기 비닐알코올계 중합체 100 질량부에 대한 상기 수지 입자의 함유량이, 1 질량부 이상 50 질량부 이하인 연신 광학 필름.
5. 제 4 항에 있어서,
   연신 방향에 평행인 절단면에 있어서의 투과형 전자 현미경 화상에서 관측되는 상기 수지 입자의 상기 연신 방향의 길이가, 상기 연신 방향에 수직인 방향의 길이보다 긴 연신 광학 필름.
   

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