KR20230059745A - 편광자의 제조 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은, 가습 공정에 제공하였을 때에 가습 시간을 저감하여도, 단체 투과율을 충분히 향상할 수 있는 편광자를 제조할 수 있는 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 실시형태에 따른 편광자의 제조 방법은, 폴리비닐알코올계 수지 필름을 이색성 물질로 염색하는 제1 염색 공정과; 제1 염색 공정 후의 폴리비닐알코올계 수지 필름을, 붕산 수용액 중에서 연신하는 연신 공정과; 연신 공정 후의 폴리비닐알코올계 수지 필름으로부터 붕산을 용출시킴과 함께, 상기 폴리비닐알코올계 수지 필름을 이색성 물질로 염색하는 제2 염색 공정을 포함한다.
본 발명의 실시형태에 따른 편광자의 제조 방법은, 폴리비닐알코올계 수지 필름을 이색성 물질로 염색하는 제1 염색 공정과; 제1 염색 공정 후의 폴리비닐알코올계 수지 필름을, 붕산 수용액 중에서 연신하는 연신 공정과; 연신 공정 후의 폴리비닐알코올계 수지 필름으로부터 붕산을 용출시킴과 함께, 상기 폴리비닐알코올계 수지 필름을 이색성 물질로 염색하는 제2 염색 공정을 포함한다.
Description
본 발명은, 편광자의 제조 방법에 관한 것이다.
화상 표시 장치에는, 대표적으로는 편광자가 이용되고 있다. 그와 같은 편광자는, 예컨대 폴리비닐알코올계 수지 필름을 이색성(二色性) 물질로 염색한 후, 그 폴리비닐알코올계 수지 필름을 붕산 수용액 중에서 연신함으로써 제조된다.
근래, 편광자의 광학 특성의 향상이 점점 더 요구되고 있다. 이에, 편광자를 가습하여 편광자의 편광도의 향상을 도모하는 기술이 제안되고 있다(예컨대, 특허문헌 1). 그러나, 특허문헌 1에 기재된 기술로는 편광자의 단체 투과율의 향상에는 개선의 여지가 남아있다.
본 발명은 상기 종래의 과제를 해결하기 위하여 이루어진 것이며, 그의 주된 목적으로 하는 바는, 가습 공정에 제공하였을 때에 가습 시간을 저감하여도 단체 투과율을 충분히 향상할 수 있는 편광자를 제조할 수 있는 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 실시형태에 따른 편광자의 제조 방법에서는, 폴리비닐알코올계 수지 필름을 이색성 물질로 염색하는 제1 염색 공정과; 해당 제1 염색 공정 후의 폴리비닐알코올계 수지 필름을, 붕산 수용액 중에서 연신하는 연신 공정과; 해당 연신 공정 후의 폴리비닐알코올계 수지 필름으로부터 붕산을 용출시킴과 함께, 해당 폴리비닐알코올계 수지 필름을 이색성 물질로 염색하는 제2 염색 공정을 포함한다.
하나의 실시형태에서는, 상기 제2 염색 공정 후의 폴리비닐알코올계 수지 필름에서, 붕산 함유 비율이 10질량% 이하이고, 단체 투과율이 35% 이하이다.
하나의 실시형태에서는, 상기 편광자의 제조 방법은, 상기 제2 염색 공정 후의 폴리비닐알코올계 수지 필름을, 온도 40℃~100℃, 습도 50%RH 이상의 분위기 하에서 가습하는 가습 공정을 추가로 포함한다.
하나의 실시형태에서는, 상기 가습 공정에서의 가습 시간은 60분 이하이다.
하나의 실시형태에서는, 상기 편광자의 제조 방법은, 폴리비닐알코올계 수지와 할로겐화물을 포함하는 도포액을 장척상의 열가소성 수지 기재 위에 도포하여, 폴리비닐알코올계 수지 필름으로서의 폴리비닐알코올계 수지층과 해당 열가소성 수지 기재를 구비하는 적층체를 제작하는 적층체 제작 공정과; 해당 적층체를 공중 연신하는 보조 연신 공정과; 상기 제1 염색 공정과; 상기 연신 공정과; 상기 제2 염색 공정과; 해당 제2 염색 공정 후의 폴리비닐알코올계 수지 필름을, 장척 방향으로 반송하면서 상기 장척 방향과 직교하는 폭 방향으로 수축시키는 건조 수축 공정을 이 순서대로 포함한다.
하나의 실시형태에서는, 상기 가습 공정은 상기 가열 수축 공정 후에 실시된다.
하나의 실시형태에서는, 상기 제2 염색 공정에서, 상기 연신 공정 후의 폴리비닐알코올계 수지 필름을, 이색성 물질을 포함하는 제2 염색액에 침지시킨다. 제2 염색액에서의 이색성 물질의 농도는 0.8질량% 이하이고, 제2 염색 공정에서의 침지 시간은 5분 이하이다.
본 발명의 실시형태에 따르면, 가습 공정에 제공하였을 때에 가습 시간을 저감하여도, 단체 투과율을 충분히 향상할 수 있는 편광자를 제조할 수 있다.
도 1은, 본 발명의 하나의 실시형태에 따른 편광자의 제조 방법을 설명하기 위한 개략도이다.
도 2의 (a)는, 도 1에 나타내는 폴리비닐알코올계 수지 필름의 하나의 실시형태의 개략 단면도이다. 도 2의 (b)는, 도 1에 나타내는 폴리비닐알코올계 수지 필름의 다른 실시형태의 개략 단면도이다.
도 3은, 실시예 및 비교예에서의 단체 투과율과 편광도와의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 4는, 실시예 및 비교예에서의 가습 시간과 단체 투과율의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 2의 (a)는, 도 1에 나타내는 폴리비닐알코올계 수지 필름의 하나의 실시형태의 개략 단면도이다. 도 2의 (b)는, 도 1에 나타내는 폴리비닐알코올계 수지 필름의 다른 실시형태의 개략 단면도이다.
도 3은, 실시예 및 비교예에서의 단체 투과율과 편광도와의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 4는, 실시예 및 비교예에서의 가습 시간과 단체 투과율의 관계를 나타내는 그래프이다.
이하, 본 발명의 대표적인 실시형태에 대하여 설명하지만, 본 발명은 이들 실시형태로는 한정되지 않는다.
A. 편광자의 제조 방법의 개요
본 발명의 하나의 실시형태에 따른 편광자의 제조 방법은, 폴리비닐알코올계 수지 필름(이하, PVA계 수지 필름으로 한다.)을 이색성 물질로 염색하는 제1 염색 공정과; 제1 염색 공정 후의 PVA계 수지 필름을, 붕산 수용액 중에서 연신하는 연신 공정과; 연신 공정 후의 PVA계 수지 필름으로부터 붕산을 용출시킴과 함께, 해당 PVA계 수지 필름을 이색성 물질로 염색하는 제2 염색 공정을 포함한다.
본 발명자들은, 연신 공정 후의 PVA계 수지 필름을 충분히 가습하면, 단체 투과율을 충분히 향상할 수 있는 것을 발견하였다. 그러나, 단체 투과율의 충분한 향상에는 현저히 긴 가습 시간이 필요하고, 편광자의 제조 효율이 저하한다는 문제가 생겼다.
이 점에서, 본 발명자들은, 연신 공정 후의 PVA계 수지 필름에 대하여 제2 염색 공정을 실시하고, 제2 염색 공정 후의 PVA계 수지 필름에서 붕산의 함유 비율을 충분히 저감하며, 또한, 단체 투과율을 충분히 저감하면, 현저히 짧은 가습 시간으로 편광자의 단체 투과율을 충분히 향상할 수 있는 것을 발견하여, 본 발명을 완성하기에 이르렀다.
보다 자세하게는, 제2 염색 공정에서는, 제2 염색 공정 후의 PVA계 수지 필름(구체적으로는, 제2 염색 공정 후 및 가습 공정 직전의 PVA계 수지 필름)에서의 붕산의 함유 비율 및 단체 투과율의 각각을 하기의 상한 이하가 되도록 조정할 수 있다.
제2 염색 공정 후의 PVA계 수지 필름에서의 붕산의 함유 비율은, 예컨대 10질량% 이하, 바람직하게는 9.0질량% 이하, 보다 바람직하게는 7.0질량% 이하, 더욱 바람직하게는 4.0질량% 이하, 특히 바람직하게는 1.0질량% 이하이다. 제2 염색 공정 후의 PVA계 수지 필름에서의 붕산의 함유 비율은, 대표적으로는 0.1질량% 이상이다.
제2 염색 공정 후의 PVA계 수지 필름의 단체 투과율은, 예컨대 35% 이하, 바람직하게는 25% 이하, 보다 바람직하게는 20% 이하이다. 제2 염색 공정 후의 PVA계 수지 필름의 단체 투과율은, 대표적으로는 1% 이상이다.
제2 염색 공정 후의 PVA계 수지 필름에서, 붕산의 함유 비율이 상기 상한 이하이고, 또한, 단체 투과율이 상기 상한 이하이면, 제2 염색 공정 후의 PVA계 수지 필름을 가습 공정에 제공하였을 때에 수분을 PVA계 수지 필름에 원활하게 침입시킬 수 있고, 또한, PVA계 수지 필름으로부터 이색성 물질을 원활하게 용출시킬 수 있다. 따라서, 가습 시간을 저감하여도 가습 후의 PVA계 수지 필름(즉 편광자)의 단체 투과율을 효율적으로 향상할 수 있다.
하나의 실시형태에서, 편광자의 제조 방법은, 연신 공정 전에, 제1 염색 공정 후의 PVA계 수지 필름을 붕산 수용액에 접촉시키는 가교 공정을 추가로 포함한다. 제1 염색 공정 후의 PVA계 수지 필름을 붕산 수용액에 접촉시키면, 연신 공정에서 PVA계 수지 필름이 붕산 수용액에 녹는 것을 안정적으로 억제할 수 있다. 구체적으로는, 붕산은, 수용액 중에서 테트라히드록시 붕산 음이온을 생성하여 PVA계 수지와 수소 결합하는 것에 의한 가교나, PVA계 수지의 히드록실기와 탈수 축합하여 붕산에스테르를 형성하는 것에 의한 가교를 형성할 수 있다. 그 결과, PVA계 수지 필름에 내수성을 부여할 수 있다.
하나의 실시형태에서, 편광자의 제조 방법은, 상기 제2 염색 공정 후의 PVA계 수지 필름을, 온도 40℃~100℃, 습도 50%RH 이상의 분위기 하에서 가습하는 가습 공정을 추가로 포함한다. 가습 온도는 예컨대 50℃ 이상, 바람직하게는 60℃ 이상, 보다 바람직하게는 70℃ 이상, 더욱 바람직하게는 80℃ 이상이고, 예컨대 90℃ 이하이다. 바람직하게는 50℃~90℃이다. 가습 습도는 바람직하게는 70%RH 이상, 보다 바람직하게는 80%RH 이상이고, 대표적으로는 100%RH 이하, 바람직하게는 95%RH 이하이다.
제2 염색 공정 후의 PVA계 수지 필름을 상기의 분위기 하에서 가습하여 편광자를 제조하면, 편광자의 단체 투과율의 향상을 도모할 수 있으면서 편광자의 편광도의 저하를 억제할 수 있다.
하나의 실시형태에서, 가습 공정에서의 가습 시간은 예컨대 120분 이하, 바람직하게는 80분 이하, 보다 바람직하게는 60분 이하, 더욱 바람직하게는 40분 이하, 더욱 특히 바람직하게는 20분 이하, 특히 바람직하게는 10분 이하, 가장 바람직하게는 5분 이하이다. 가습 시간이 이와 같은 상한 이하이면 편광자의 제조 효율의 향상을 안정적으로 도모할 수 있다.
또한, 가습 공정에서의 가습 시간은 대표적으로는 30초 이상, 바람직하게는 1분 이상이다. 가습 시간이 이와 같은 하한 이상이면 편광자의 단체 투과율 및 편광도의 향상을 안정적으로 도모할 수 있다.
하나의 실시형태에서, 편광자의 제조 방법은, 적층체 제작 공정과; 보조 연신 공정과; 상기한 제1 염색 공정과; 상기한 연신 공정과; 상기한 제2 염색 공정과; 건조 수축 공정을 이 순서대로 포함한다. 적층체 제작 공정에서는, PVA계 수지와 할로겐화물을 포함하는 도포액을 장척상의 열가소성 수지 기재 위에 도포하여, PVA계 수지 필름으로서의 PVA계 수지층과 열가소성 수지 기재를 구비하고 있는 적층체를 제작한다. 보조 연신 공정에서는 적층체를 공중 연신한다. 건조 수축 공정에서는, 제2 염색 공정 후의 PVA계 수지 필름을 장척 방향으로 반송하면서 장척 방향과 직교하는 폭 방향으로 수축시킨다.
이와 같은 방법에 따르면, 두께가 저감된 편광자로서, 우수한 광학 특성을 갖는 편광자를 제공할 수 있다. 즉, 보조 연신 공정을 도입함으로써, 열가소성 수지 위에 PVA계 수지를 도포하는 경우에도 PVA계 수지의 결정성을 높이는 것이 가능해져, 높은 광학 특성을 달성하는 것이 가능해진다. 또한, 동시에 PVA계 수지의 배향성을 사전에 높임으로써, 이후의 염색 공정이나 연신 공정에서 물에 침지되었을 때에 PVA계 수지의 배향성의 저하나 용해 등의 문제를 방지할 수 있어, 높은 광학 특성을 달성하는 것이 가능해진다. 또한, PVA계 수지층을 액체에 침지한 경우에서, PVA계 수지층이 할로겐화물을 포함하지 않는 경우에 비하여 PVA계 수지 분자의 배향의 흐트러짐 및 배향성의 저하가 억제될 수 있다. 이에 따라, 염색 공정 및 연신 공정 등, 적층체를 액체에 침지하여 행하는 처리 공정을 거쳐 얻어지는 편광자의 광학 특성을 향상할 수 있다. 또한, 건조 수축 공정에 의해 PVA계 수지 필름을 폭 방향으로 수축시킴으로써 편광자의 광학 특성을 향상시킬 수 있다.
상기한 편광자의 제조 방법은, 팽윤 공정 및/또는 색상 조정 공정을 포함하고 있어도 된다.
팽윤 공정에서는, 대표적으로는, 제1 염색 공정 전의 PVA계 수지 필름을 팽윤욕(팽윤액)에 침지시킨다. 이에 따라, PVA계 수지 필름 표면의 이물을 제거할 수 있고, 또한, PVA계 수지 필름 중의 가소제를 제거할 수 있다. 또한, 팽윤액은 바람직하게는 붕산을 함유하는 붕산 수용액이다. 팽윤액이 붕산 수용액인 경우, PVA계 수지 필름에 내수성을 부여할 수 있다. 이 경우, 팽윤 공정은 불용화 공정이라고 칭하여진다.
색상 조정 공정에서는, 대표적으로는 가습 공정 전에 제2 염색 공정 후의 PVA계 수지 필름을 색상 조정욕(색상 조정액)에 침지시킨다. 이에 따라, PVA계 수지 필름을 세정할 수 있고, 편광자가 소망하는 색상을 갖도록 조정할 수 있다.
B. 편광자의 제조 방법의 상세
도 1은, 본 발명의 하나의 실시형태에 따른 편광자의 제조 방법을 설명하기 위한 개략도이다. 도시예의 편광자의 제조 방법에서는, 상기한 팽윤 공정(불용화 공정), 제1 염색 공정, 가교 공정, 연신 공정, 제2 염색 공정, 색상 조정 공정 및 건조 수축 공정이 연속적으로 실시된다.
보다 구체적으로는, 장척상의 PVA계 수지 필름(1)이 원반(原反) 롤(21)로부터 권취 롤(22)을 향하여 반송되고, 원반 롤(21)과 권취 롤(22)과의 사이에서, 팽윤 공정(불용화 공정), 제1 염색 공정, 가교 공정, 연신 공정, 제2 염색 공정, 색상 조정 공정 및 건조 수축 공정이, PVA계 수지 필름(1)에 대하여 순서대로 실시된다. 하나의 실시형태에서는, PVA계 수지 필름(1)은, 복수의 롤러(24)에 의해, 팽윤욕(2A)(팽윤액), 제1 염색욕(2B')(제1 염색액), 가교욕(2C)(가교액), 연신욕 2D(연신액), 제2 염색욕(2B'')(제2 염색액), 및 색상 조정욕(2E)(색상 조정액)에, 이 순서대로 침지된 후, 가열 건조부(23)를 통과하도록 반송된다. 또한, 자세하게는 후술하지만 PVA계 수지 필름이 적층체에 포함되는 경우, PVA계 수지 필름을 포함하는 적층체를 상기의 각 욕(각 액체)에 침지시킴으로써, PVA계 수지 필름을 각 액체와 접촉시킨다.
그 후, 상기한 가습 공정이 건조 수축 공정 후에 실시된다.
B-1. PVA계 수지 필름
원반 롤(21)에서는, 상기한 각 공정이 실시되기 전의 PVA계 수지 필름(1)(이하, 원반 필름(11)으로 한다.)이 롤상으로 권회되어 있다.
원반 필름(11)에서의 PVA계 수지의 결정화 지수는 예컨대 1.4 이상, 바람직하게는 1.6 이상, 보다 바람직하게는 1.8 이상이다. PVA계 수지의 결정화 지수는 대표적으로는 3.0 이하이다. PVA계 수지의 결정화 지수는 푸리에 변환 적외선 분광 광도계를 이용하여 ATR법에 의해 측정할 수 있다.
원반 필름(11)은, 도 2의 (a)에 나타내는 바와 같이 단층의 수지 필름이어도 되고, 도 2의 (b)에 나타내는 바와 같이 열가소성 수지 기재(12)(이하, 수지 기재(12)로 한다.)에 적층되어 있어도 된다.
단층의 수지 필름의 구체예로서는, PVA계 필름, 부분 포르말화 PVA계 필름, 에틸렌·초산비닐 공중합체계 부분 비누화 필름 등의 친수성 고분자 필름, PVA의 탈수 처리물이나 폴리염화비닐의 탈염산 처리물 등의 폴리엔계 배향 필름을 들 수 있다.
원반 필름(11)이 단층의 수지 필름인 경우, 그의 두께는 예컨대 20㎛ 이상, 바람직하게는 30㎛ 이상이고, 예컨대 65㎛ 이하, 바람직하게는 60㎛ 이하이다.
원반 필름(11)이 열가소성 수지 기재(12)에 적층되어 있는 경우, 원반 필름(11)은 수지 기재(12)에 지지되는 PVA계 수지 필름이어도 되고, 수지 기재(12)에 도포 형성되는 PVA계 수지층(13)이어도 된다.
원반 필름(11)이 수지 기재(12)에 도포 형성되는 PVA계 수지층(13)인 경우, PVA계 수지층(13)은 상기한 적층체 제작 공정에 의해 수지 기재(12) 위에 형성된다.
보다 구체적으로는, PVA계 수지와 할로겐화물을 포함하는 도포액을, 장척상의 수지 기재(12) 위에 임의의 적절한 방법으로 도포하고, 필요에 따라 예컨대 50℃ 이상에서 건조시킴으로써 PVA계 수지층(13)과 수지 기재(12)를 구비하는 적층체(10)를 제작한다.
수지 기재(12)의 구성 재료는 임의의 적절한 재료를 채용할 수 있다. 수지 기재의 구성 재료로서는, 대표적으로는 비정질의(결정화하지 않은) 폴리에틸렌테레프탈레이트계 수지를 들 수 있고, 바람직하게는 비정성의(결정화하기 어려운) 폴리에틸렌테레프탈레이트계 수지를 들 수 있다. 비정성의 폴리에틸렌테레프탈레이트계 수지의 구체예로서는, 디카복실산으로서 이소프탈산을 추가로 포함하는 공중합체나, 글리콜로서 시클로헥산디메탄올을 추가로 포함하는 공중합체를 들 수 있다.
수지 기재의 유리전이온도(Tg)는 예컨대 170℃ 이하, 바람직하게는 120℃ 이하이다. 수지 기재의 Tg가 상기 상한 이하이면 PVA계 수지층의 결정화를 억제할 수 있으면서 적층체의 연신성을 충분히 확보할 수 있다. 또한, 수지 기재의 유리전이온도(Tg)는 대표적으로는 60℃ 이상이다. 이에 따라, 도포액을 수지 기재에 도포 및 건조할 때에 수지 기재가 변형(예컨대, 요철이나 늘어짐, 주름의 발생)되는 등의 문제를 억제할 수 있다. 또한, 유리전이온도(Tg)는 JIS K 7121에 준하여 측정된다.
수지 기재의 연신 전의 두께는 예컨대 20㎛ 이상, 바람직하게는 50㎛ 이상이고, 예컨대 300㎛ 이하, 바람직하게는 200㎛ 이하이다.
수지 기재의 표면은 임의의 적절한 표면 처리(예컨대, 코로나 처리)가 실시되어 있어도 되고 이접착층이 형성되어 있어도 된다. 이에 따라, 수지 기재와 PVA계 수지층과의 밀착성을 향상할 수 있다.
도포액은 대표적으로는 PVA계 수지와 할로겐화물을 용매에 용해한 용액이다.
PVA계 수지는 임의의 적절한 수지를 채용할 수 있다. 예컨대, 폴리비닐알코올, 에틸렌-비닐알코올 공중합체를 들 수 있다. 폴리비닐알코올은 폴리초산비닐을 비누화함으로써 얻을 수 있다. 에틸렌-비닐알코올 공중합체는 에틸렌-초산비닐 공중합체를 비누화함으로써 얻을 수 있다. PVA계 수지의 비누화도는 통상적으로 85몰%~100몰%이고, 바람직하게는 95.0몰%~99.95몰%, 보다 바람직하게는 99.0몰%~99.93몰%, 더욱 바람직하게는 99.0몰%~99.5몰%이다. 비누화도는 JIS K 6726-1994에 준하여 측정할 수 있다. 이와 같은 비누화도의 PVA계 수지를 이용함으로써 내구성이 우수한 박형 편광막이 얻어질 수 있다. 비누화도가 지나치게 높은 경우에는 겔화되어 버릴 우려가 있다.
PVA계 수지의 평균 중합도는 목적에 따라 적절히 선택할 수 있다. 평균 중합도는 예컨대 1000 이상, 바람직하게는 1500 이상, 보다 바람직하게는 2000 이상, 더욱 바람직하게는 3000 이상이고, 예컨대 10000 이하, 바람직하게는 6000 이하, 더욱 바람직하게는 4300 이하이다. 또한, 평균 중합도는 JIS K 6726-1994에 준하여 측정할 수 있다.
PVA계 수지는, 하나의 실시형태에서 아세토아세틸 변성 PVA를 포함하고 있어도 된다. PVA계 수지에서의 아세토아세틸 변성 PVA의 함유 비율은 예컨대 5질량% 이상, 바람직하게는 8질량% 이상이고, 예컨대 20질량% 이하, 바람직하게는 12질량% 이하이다. PVA계 수지가 아세토아세틸 변성 PVA를 포함하고 있으면 편광자의 기계 강도의 향상을 도모할 수 있다.
도포액에서의 PVA계 수지의 함유 비율은 용매 100질량부에 대하여, 예컨대 3질량부~20질량부이다. 이와 같은 수지 농도이면 수지 기재에 밀착한 균일한 도포막을 형성할 수 있다.
할로겐화물로서는, 임의의 적절한 할로겐화물이 채용될 수 있다. 할로겐화물로서 대표적으로는 요오드화물 및 염화나트륨을 들 수 있다. 요오드화물로서는, 예컨대 요오드화 칼륨, 요오드화 나트륨, 및 요오드화 리튬을 들 수 있고, 바람직하게는 요오드화 칼륨을 들 수 있다.
도포액에서의 할로겐화물의 함유 비율은, PVA계 수지 100질량부에 대하여 예컨대 5질량부 이상, 바람직하게는 10질량부 이상이고, 예컨대 20질량부 이하, 바람직하게는 15질량부 이하이다. 할로겐화물의 함유 비율이 이와 같은 범위이면, 최종적으로 얻어지는 편광자가 백탁하는 것을 억제할 수 있다.
용매로서는 예컨대 물, 디메틸설폭사이드, 디메틸포름아미드, 디메틸아세트아미드N-메틸피롤리돈, 각종 글리콜류, 트리메틸올프로판 등의 다가 알코올류, 에틸렌디아민, 디에틸렌트리아민 등의 아민류를 들 수 있다. 이들은 단독으로 또는 조합하여 사용할 수 있다. 용매 중에서는 바람직하게는 물을 들 수 있다.
도포액에는 첨가제를 배합하여도 된다. 첨가제로서는 예컨대 가소제, 계면활성제를 들 수 있다. 가소제로서는 예컨대 에틸렌글리콜이나 글리세린 등의 다가 알코올을 들 수 있다. 계면활성제로서는 예컨대 비이온 계면활성제를 들 수 있다.
이와 같은 도포액으로부터 형성되는 PVA계 수지층의 연신 전의 두께는, 예컨대 3㎛ 이상, 바람직하게는 5㎛ 이상이고, 예컨대 40㎛ 이하, 바람직하게는 30㎛ 이하이다.
또한, PVA계 수지층(13)과 수지 기재(12)를 구비하는 적층체(10)는, 바람직하게는 미리 상기한 보조 연신 공정에 제공되어, 장척 방향으로 상기한 연신 배율로 공중 연신되어 있다. 즉, 보조 연신 공정은, 적층체 제작 공정 후 및 제1 염색 공정 전에 실시되고, 도시예에서는 적층체 제작 공정 후 및 팽윤 공정 전에 실시된다.
보조 연신 공정에서의 연신 온도는, 대표적으로는 PVA계 수지의 유리전이온도(Tg) 이상이고, 예컨대 95℃ 이상, 바람직하게는 120℃ 이상이다. 보조 연신 공정에서의 연신 온도는 대표적으로는 150℃ 이하이다.
보조 연신 공정에서의 적층체의 연신 배율은, 2.1배 이상, 바람직하게는 2.3배 이상이다. 적층체의 연신 배율이 이와 같은 하한 이상이면, 적층체가 포함하는 PVA계 수지층의 배향성의 향상을 도모할 수 있고, 연신 공정에서 PVA계 수지층이 연신욕에 녹는 것을 안정적으로 억제할 수 있다. 또한, 보조 연신 공정에서의 적층체의 연신 배율의 상한은, 대표적으로는 4배 이하이다.
보조 연신 공정에서의 공중 연신 방법은 고정단 연신(예컨대, 텐터 연신기를 이용하여 연신하는 방법)이어도 되고, 자유단 연신(예컨대, 원주 속도가 상이한 롤 사이에 적층체를 통과시켜 1축 연신하는 방법)이어도 된다.
B-2. 팽윤 공정(불용화 공정)
상기한 원반 필름(11)(원반 필름 단체 또는 적층체에 포함되는 원반 필름)은 필요에 따라 제1 염색 공정 전에, 상기한 팽윤 공정(불용화 공정)에 제공된다. 이하에서는, 팽윤 공정(불용화 공정)이 실시된 PVA계 수지 필름을 팽윤 처리 필름(1a)으로 한다.
팽윤 공정에서는, 대표적으로는 원반 필름(11)을 팽윤액(팽윤욕)에 침지시킨다. 팽윤액은 순수(純水)이어도 되고, 붕산 수용액이어도 된다. 팽윤액이 붕산 수용액인 경우(즉, 불용화액인 경우), 불용화액에서의 붕산의 함유 비율은, 물 100질량부에 대하여 예컨대 1질량부 이상 10질량부 이하이다.
팽윤욕의 온도는, 예컨대 10℃ 이상, 바람직하게는 20℃ 이상이고, 예컨대 60℃ 이하, 바람직하게는 50℃ 이하이다. 팽윤 공정에서의 침지 시간은, 예컨대 10초 이상, 바람직하게는 20초 이상이고, 예컨대 200초 이하, 바람직하게는 60초 이하이다.
B-3. 제1 염색 공정
제1 염색 공정에서는 PVA계 수지 필름(1)(바람직하게는 팽윤 처리 필름(1a))을 이색성 물질로 염색한다. 구체적으로는 PVA계 수지 필름(1)(바람직하게는 팽윤 처리 필름(1a))에 제1 염색액을 접촉시켜 이색성 물질을 흡착시킨다. 이하에서는, 제1 염색 공정 후 및 연신 공정 전의 PVA계 수지 필름을, 제1 염색 필름(1b')으로 한다.
이색성 물질로서는, 예컨대 요오드, 유기 염료를 들 수 있다. 이색성 물질은 단독으로 또는 조합하여 사용할 수 있다. 이색성 물질 중에서는 바람직하게는 요오드를 들 수 있다.
제1 염색액은 대표적으로는 요오드 수용액이다. 제1 염색액에서의 요오드의 함유 비율은, 물 100질량부에 대하여, 예컨대 0.05질량부 이상, 바람직하게는 0.5질량부 이상이고, 예컨대 3질량부 이하이다.
제1 염색액은 바람직하게는 요오드 화합물을 추가로 함유하고 있다. 제1 염색액이 요오드 화합물을 함유하면, 요오드의 물에 대한 용해도의 향상을 도모할 수 있다.
요오드 화합물로서, 예컨대, 요오드화 칼륨, 요오드화 리튬, 요오드화 나트륨, 요오드화 아연, 요오드화 알루미늄, 요오드화 납, 요오드화 구리, 요오드화 바륨, 요오드화 칼슘, 요오드화 주석, 요오드화 티탄을 들 수 있다. 요오드 화합물은, 단독으로 또는 조합하여 사용할 수 있다. 요오드 화합물 중에서는, 바람직하게는 요오드화 칼륨을 들 수 있다.
제1 염색액에서의 요오드와 요오드 화합물과의 질량비(요오드:요오드 화합물)는, 예컨대 1:5~1:20이고, 바람직하게는 1:5~1:10이다. 이에 따라, 편광자에 우수한 광학 특성을 부여할 수 있다.
도시예의 제1 염색 공정에서는, PVA계 수지 필름(1)(팽윤 처리 필름(1a))을 상기 제1 염색욕에 침지시키고 있다.
제1 염색욕의 온도는 예컨대 10℃ 이상, 바람직하게는 20℃ 이상이고, 예컨대 50℃ 이하, 바람직하게는 40℃ 이하이다. 제1 염색 공정에서의 침지 시간(제1 염색 시간)은 예컨대 5초 이상, 바람직하게는 30초 이상이고, 예컨대 300초 이하, 바람직하게는 90초 이하이다.
또한, 상기한 불용화 공정 후에 연속하여 제1 염색 공정이 실시되는 경우, 불용화욕으로부터 제1 염색욕에 붕산이 혼입할 우려가 있다. 제1 염색욕에 붕산이 혼입하면, 제1 염색욕의 붕산 농도가 경시적으로 변화하여, 편광자에서의 붕산의 함유 비율에 영향을 미칠 수 있다. 따라서, 제1 염색욕에서의 붕산의 함유 비율은, 바람직하게는 물 100질량부에 대하여 4질량부 이하가 되도록 조정된다.
또한, 제1 염색 공정에서의 이색성 물질의 흡착 방법은, 상기한 침지로 한정되지 않는다. 예컨대, 상기 제1 염색액을 원반 필름에 도공하여도 되고, 상기 제1 염색액을 원반 필름에 분무하여도 된다.
B-4. 가교 공정
가교 공정에서는, 연신 공정 전에 제1 염색 필름(1b')을 가교액으로서의 붕산 수용액에 접촉시킨다. 대표적으로는, 제1 염색 필름(1b')을 붕산 수용액(가교욕)에 침지한다. 이하에서는, 제1 염색 필름(1b') 중 가교 공정이 실시된 것을, 가교 필름(1c)으로 한다.
가교액에서의 붕산의 함유 비율은, 물 100질량부에 대하여, 예컨대 1질량부 이상, 바람직하게는 3질량부 이상이고, 예컨대 10질량부 이하, 바람직하게는 8질량부 이하이다.
가교액은, 바람직하게는 상기한 요오드 화합물을 추가로 함유하고 있다. 가교액이 요오드 화합물을 함유하면, 제1 염색 필름에 흡착시킨 요오드가 용출하는 것을 억제할 수 있다.
가교액에서의 요오드 화합물의 함유 비율은, 물 100질량부에 대하여, 예컨대 0.1질량부 이상, 바람직하게는 1질량부 이상이고, 예컨대 8질량부 이하, 바람직하게는 5질량부 이하이다. 가교액에서의 붕산과 요오드 화합물의 질량비(붕산:요오드 화합물)는 예컨대 1:1~1:3이고, 바람직하게는 1:1.5~1:2이다.
가교욕의 온도는 예컨대 20℃ 이상, 바람직하게는 30℃ 이상이고, 예컨대 60℃ 이하, 바람직하게는 50℃ 이하이다. 가교 공정에서의 침지 시간은 예컨대 5초 이상, 바람직하게는 10초 이상이고, 예컨대 200초 이하, 바람직하게는 60초 이하이다.
B-5. 연신 공정
연신 공정에서는, 제1 염색 필름(1b')(바람직하게는 가교 필름(1c))을 연신욕으로서의 붕산 수용액 중에서 장척 방향으로 연신한다. 붕산 수용액 중에서 제1 염색 필름을 연신하면, 제1 염색 필름이 붕산 수용액에 용해하는 것을 억제할 수 있다. 이하에서는, 연신 공정 후 및 제2 염색 공정 전의 PVA계 수지 필름을, 연신 필름(1d)으로 한다.
연신 공정에서의 연신 배율은, 원반 필름에 대한 보조 연신 공정의 실시의 유무에 따라 상이하다. 원반 필름에 대하여 보조 연신 공정이 실시되어 있지 않은 경우(즉, 원반 필름이, 단층의 수지 필름 혹은 수지 기재에 지지되는 수지 필름인 경우), 연신 공정에서의 연신 배율은, 예컨대 4.5배 이상 7배 이하이고, 바람직하게는 5배 이상 6.5배 이하이다.
원반 필름에 대하여 보조 연신 공정이 실시되어 있는 경우(즉, 원반 필름이 수지 기재 위에 도포 형성되는 PVA계 수지층인 경우), 연신 공정에서의 연신 배율은, 예컨대 1.5배 이상 4배 이하이고, 바람직하게는 1.5배 이상 3배 이하이다. 또한, 보조 연신 공정에서의 연신 배율과, 연신 공정에서의 연신 배율의 곱이, 예컨대 4.5배 이상 7배 이하이고, 바람직하게는 5배 이상 6.5배 이하이다.
상기와 같은 연신 배율로 연신함으로써 편광자에 극히 우수한 광학 특성을 부여할 수 있다.
연신액(붕산 수용액)에서의 붕산의 함유 비율은, 물 100질량부에 대하여, 예컨대 0.5질량부 이상, 바람직하게는 0.7질량부 이상이고, 예컨대 5질량부 이하, 바람직하게는 3질량부 이하이다.
연신액(붕산 수용액)에서의 붕산의 농도는, 예컨대 5질량% 이하, 바람직하게는 3질량% 이하, 보다 바람직하게는 1.5질량% 이하이다. 연신액에서의 붕산의 농도가 상기 상한 이하이면, 후술하는 바와 같이 제2 염색 시간의 저감을 도모하여도, 가습 공정 전의 편광자에서의 붕산의 함유 비율을 안정적으로 저감할 수 있다. 따라서, 편광자의 제조 효율의 향상을 도모할 수 있다. 또한, 연신액에서의 붕산의 농도는 대표적으로는 0.1질량% 이상, 바람직하게는 3질량% 이하이다.
연신액은, 바람직하게는 상기한 요오드 화합물을 추가로 함유하고 있다. 연신액이 요오드 화합물을 함유하면, 제1 염색 필름에 흡착시킨 요오드가 용출하는 것을 억제할 수 있다.
연신액에서의 요오드 화합물의 함유 비율은, 물 100질량부에 대하여, 예컨대 0.1질량부 이상, 바람직하게는 1질량부 이상이고, 예컨대 10질량부 이하, 바람직하게는 6질량부 이하이다. 연신액에서의 붕산과 요오드 화합물과의 질량비(붕산:요오드 화합물)는, 예컨대 1:0.5~1:1.2이고, 바람직하게는 1:0.6~1:1이다.
연신욕의 온도는, 예컨대 40℃ 이상, 바람직하게는 60℃ 이상이고, 예컨대 85℃ 이하, 바람직하게는 80℃ 이하, 보다 바람직하게는 65℃ 이하이다. 연신욕의 온도가 상기 상한 이하이면, 연신욕에서의 붕산의 농도가 상기 상한 이하이어도, PVA계 수지층이 연신욕에 녹는 것을 안정적으로 억제할 수 있다. 연신 공정에서의 침지 시간은 예컨대 15초 이상 300초 이하이다.
B-6. 제2 염색 공정
제2 염색 공정에서는, 연신 필름(1d)으로부터 붕산을 용출시킴과 함께, 연신 필름(1d)을 상기한 이색성 물질로 염색한다. 구체적으로는, 연신 필름(1d)에 제2 염색액을 접촉시켜 연신 필름(1d)으로부터 붕산을 용출시킴과 함께, 연신 필름(1d)에 이색성 물질을 흡착시킨다. 이하에서는, 제2 염색 공정 후의 PVA계 수지 필름을, 제2 염색 필름(1b'')으로 한다.
제2 염색액은, B-3항에 기재된 제1 염색액과 마찬가지로 설명된다. 제2 염색액에서의 이색성 물질(요오드)의 농도는 예컨대 5질량% 이하, 바람직하게는 2질량% 이하, 보다 바람직하게는 0.8질량% 이하이다. 제2 염색액에서의 이색성 물질의 농도가 상기 상한 이하이면, 제2 염색 공정에서의 침지 시간(제2 염색 시간)이 후술하는 상한 이하이어도 가습 시간의 단축을 도모할 수 있다. 또한, 제2 염색액에서의 이색성 물질(요오드)의 농도는 대표적으로는 0.1질량% 이상, 바람직하게는 0.2질량% 이상이다.
도시예의 제2 염색 공정에서는 연신 필름(1d)을 상기 제2 염색욕에 침지시키고 있다.
제2 염색욕의 온도는 예컨대 10℃ 이상, 바람직하게는 20℃ 이상이고, 예컨대 50℃ 이하, 바람직하게는 40℃ 이하이다.
제2 염색 공정에서의 침지 시간(제2 염색 시간)은 예컨대 30초 이상, 바람직하게는 1분 이상이고, 예컨대 300분 이하, 바람직하게는 200분 이하, 보다 바람직하게는 60분 이하, 더욱 바람직하게는 30분 이하, 특히 바람직하게는 5분 이하이다. 제2 염색 공정에서의 침지 시간이 이와 같은 하한 이상이면, 연신 필름으로부터 붕산을 안정적으로 용출할 수 있고, 또한, 연신 필름을 충분히 염색할 수 있다. 제2 염색 공정에서의 침지 시간이 이와 같은 상한 이하이면 편광자의 제조 효율의 향상을 안정적으로 도모할 수 있다.
B-7. 색상 조정 공정
색상 조정 공정에서는, 대표적으로는 제2 염색 필름(1b'')을, 색상 조정욕(색상 조정액)에 침지한다. 이하에서는, 제2 염색 필름 중 색상 조정 공정이 실시된 것을, 색상 조정 필름(1e)으로 한다.
색상 조정액은 대표적으로는 요오드 화합물 수용액이다. 요오드 화합물 수용액은 상기한 요오드 화합물이 물에 용해된 용액이다.
색상 조정액에서의 요오드 화합물의 함유 비율은, 물 100질량부에 대하여, 예컨대 0.5질량부 이상, 바람직하게는 2질량부 이상이고, 예컨대 10질량부 이하, 바람직하게는 6질량부 이하이다.
색상 조정액은 붕산을 실질적으로 함유하지 않는다. 본 명세서에서 '붕산을 실질적으로 함유하지 않는다'란, 색상 조정욕에 의도적으로 붕산을 도입하지 않은 것을 의미하고, 보다 구체적으로는 색상 조정액에서의 붕산의 농도가 0.1질량% 이하인 것을 의미한다.
색상 조정욕의 온도는 예컨대 0℃ 이상, 바람직하게는 10℃ 이상이고, 예컨대 40℃ 이하, 바람직하게는 30℃ 이하이다. 색상 조정 공정에서의 침지 시간은 예컨대 5초 이상, 바람직하게는 10초 이상이고, 예컨대 200초 이하, 바람직하게는 60초 이하이다.
B-8. 건조 수축 공정
건조 수축 공정에서는, 대표적으로는 제2 염색 필름(1b'')(바람직하게는 색상 조정 필름(1e))을 장척 방향으로 반송하면서 가열한다. 이하에서는, 제2 염색 필름 중 건조 수축 공정이 실시된 것을, 건조 수축 필름(1f)으로 한다. 하나의 실시형태에서는, 건조 수축 필름(1f)에서의 붕산의 함유 비율의 범위 및 단체 투과율의 범위가, 상기한 제2 염색 공정 후의 PVA계 수지 필름의 붕산의 함유 비율의 범위 및 단체 투과율의 범위와 마찬가지이다.
도시예에서는, 건조 수축 공정은 가열 건조부(23)에 의해 실시된다. 가열 건조부는 가열 건조부의 내부 전체가 가열되는 존 가열 방식이어도 되고, 반송 롤이 가열되는 가열 롤 건조 방식이어도 된다. 가열 건조부는 바람직하게는 그 양쪽을 이용한다.
가열 건조부의 내부 온도는 예컨대 70℃ 이상, 바람직하게는 80℃ 이상이고, 예컨대 120℃ 이하, 바람직하게는 100℃ 이하이다.
가열 롤의 표면 온도는 예컨대 60℃ 이상, 바람직하게는 70℃ 이상이고, 예컨대 100℃ 이하, 바람직하게는 80℃ 이하이다.
가열 롤을 이용하여 건조시킴으로써 효율적으로 PVA계 수지 필름(적층체)의 가열 컬을 억제하여, 외관이 우수한 편광자를 효율적으로 제조할 수 있다. 또한, 건조 수축 공정에서 PVA계 수지 필름은, 장척 방향과 직교하는 폭 방향으로 수축된다.
건조 수축 공정에서의 PVA계 수지 필름의 폭 방향의 수축률은, 예컨대 2% 이상, 바람직하게는 4% 이상이다. 폭 방향의 수축률이 이와 같은 하한 이상이면 PVA 및 PVA/이색성 물질 착체(요오드 착체)의 배향성의 향상을 도모할 수 있고, 편광자의 광학 특성의 향상을 도모할 수 있다.
PVA계 수지 필름의 폭 방향의 수축률은, 대표적으로는 10% 이하, 바람직하게는 8% 이하, 보다 바람직하게는 6% 이하이다. 폭 방향의 수축률이 이와 같은 상한 이하이면 편광자에 주름 등의 외관 불량이 생기는 것을 억제할 수 있다.
그 후, 제2 염색 필름(1b'')(바람직하게는 건조 수축 필름(1f))은 필요에 따라 롤상으로 권취되어 권취 롤(22)을 구성한다.
B-9. 가습 공정
가습 공정에서는, 대표적으로는, 일단 권취된 제2 염색 필름(제2 염색 필름을 포함하는 적층체)을, 상기한 분위기 하에 상기한 가습 시간 정치한다.
또한, 가습 공정 직전의 제2 염색 필름에서의 붕산의 함유 비율의 범위는, 상기한 제2 염색 공정 후의 PVA계 수지 필름에서의 붕산의 함유 비율의 범위와 마찬가지이다. 또한, 가습 공정 직전의 연신 필름의 단체 투과율(초기 단체 투과율)의 범위는, 상기한 제2 염색 공정 후의 PVA계 수지 필름의 단체 투과율의 범위와 마찬가지이다. 가습 공정 직전의 연신 필름의 편광도(초기 편광도)는, 예컨대 98.0% 이상이고, 바람직하게는 99.5% 이상이며, 보다 바람직하게는 99.8% 이상이다. 가습 공정 직전의 제2 염색 필름은, 색상 조정 공정 및 건조 수축 공정이 실시되어 있지 않은 제2 염색 필름이어도 되고, 색상 조정 공정 및/또는 건조 수축 공정이 실시된 제2 염색 필름(색상 조정 필름 또는 건조 수축 필름)이어도 된다. 가습 공정 직전의 제2 염색 필름은, 바람직하게는 색상 조정 공정 및 건조 수축 공정이 실시된 건조 수축 필름이다.
C. 편광자
이상에 의해 가습된 편광자가 제조된다. 보다 자세하게는, 원반 필름이 단층의 수지 필름인 경우, 단층의 편광자가 제조되고, 원반 필름이 수지 기재에 적층되어 있는 경우, 편광자/수지 기재의 구성을 갖는 편광판이 제조된다.
편광자의 두께는 예컨대 80㎛ 이하, 바람직하게는 15㎛ 이하이고, 보다 바람직하게는 12㎛ 이하, 더욱 바람직하게는 8㎛ 이하이다. 원반 필름이 수지 기재에 도포 형성되는 PVA계 수지층인 경우, 편광자의 두께를 8㎛ 이하로 할 수 있다. 또한, 편광자의 두께는 대표적으로는 1㎛ 이상, 바람직하게는 3㎛ 이상이다.
편광자는, 바람직하게는 파장 380㎚~780㎚의 어느 파장에서 흡수 이색성을 나타낸다. 이와 같은 편광자는 우수한 단체 투과율 및 편광도를 갖는다. 편광자의 단체 투과율은 예컨대 40.0%~46.0%이고, 바람직하게는 41.0%~46.0%이며, 보다 바람직하게는 42.0%~46.0%이다. 편광자의 편광도는 바람직하게는 97.0% 이상이고, 보다 바람직하게는 99.0% 이상이며, 더욱 바람직하게는 99.5% 이상이다.
[실시예]
이하, 실시예에 의해 본 발명을 구체적으로 설명하지만, 본 발명은 이들 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다. 각 특성의 측정 방법은 이하와 같다.
(1) 단체 투과율 및 편광도의 측정
각 실시예 및 각 비교예에서 얻어진 적층체(시험편)의 수지 기재를 편광자로부터 박리하였다. 이어서, 편광자 단막의 단체 투과율(Ts), 평행 투과율(Tp) 및 직교 투과율(Tc)을 자외선/가시광선 분광 광도계(일본분광사 제조, 제품명 'V7100')를 이용하여 측정하였다. 또한, 편광자의 편광도(P)를 다음 식 (1)에 의해 산출하였다.
편광도(P)(%)={(Tp-Tc)/(Tp+Tc)}1/2×100···(1)
또한, 상기 Ts, Tp 및 Tc는, JIS Z8701의 2도 시야(C 광원)에 의해 측정하고 시감도 보정을 행한 Y값이다.
(2) 결정화 지수의 측정
각 실시예 및 각 비교예에서, PVA계 수지층의 결정화 지수를, 푸리에 변환 적외선 분광 광도계를 이용하여 ATR법에 의해 측정하였다. 구체적으로는, 편광을 측정광으로 하여 측정을 실시하고, 얻어진 스펙트럼의 1141㎝-1의 강도(IC) 및 1440㎝-1의 강도(IR)를 이용하여, 하기 식 (2)에 따라 결정화 지수를 산출하였다.
결정화 지수=(IC/IR)···(2)
(3) 가습 공정 전의 편광자에서의 붕산 함유 비율의 측정
각 실시예 및 각 비교예에서, 가습 공정 전의 편광자에서의 붕산 함유 비율을, 예컨대 중화법으로부터 하기 식을 이용하여, 단위 질량 당의 편광자에 포함되는 붕산량으로서 산출할 수 있다.
[편광자 중의 붕산 함유 비율(질량%)의 측정 방법]
120℃에서 2시간 건조시킨 편광자(약 0.2g)를 물에 녹이고, 만니톨 및 BTB 용액을 소량 적하한 수용액에, 0.1mol/L의 NaOH 수용액을 뷰렛을 이용하여 중화 적정하고, 편광자의 붕산 함유 비율을 하기 식에 기초하여 산출하였다.
편광자의 붕산 함유 비율(질량%)=C×V×Mw/M×100
C: NaOH 수용액의 농도(mol/L)
V: NaOH 수용액의 적하량(L)
Mw: 붕산의 분자량(g/mol)
M: 120℃, 2시간 건조 후의 편광자 질량(g)
<<실시예 1~5>>
열가소성 수지 기재로서, 장척상이고 Tg 약 75℃인 비정질의 이소프탈 공중합 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름(두께: 100㎛)을 이용하고, 수지 기재의 편면에 코로나 처리를 실시하였다.
폴리비닐알코올(중합도 4200, 비누화도 99.2몰%) 및 아세토아세틸 변성 PVA(일본합성화학공업사 제조, 상품명 '고세화이머')를 9:1로 혼합한 PVA계 수지 100질량부에 요오드화 칼륨 13질량부를 첨가한 것을 물에 녹여, PVA 수용액(도포액)을 조제하였다.
수지 기재의 코로나 처리면에 상기 PVA 수용액을 도포하여 60℃에서 건조함으로써 두께 13㎛의 PVA계 수지층을 형성하여, 적층체를 제작하였다.
얻어진 적층체를, 130℃의 오븐 내에서 종방향(긴 방향)으로, 2.4배의 보조 연신 배율로 1축 연신하였다(보조 연신 공정). 또한, 보조 연신 후 및 팽윤 공정 전의 적층체에 포함되는 PVA계 수지층을, 상기한 결정화 지수의 측정에 제공하였다. PVA계 수지층의 결정화 지수는 1.82이었다.
이어서, 적층체를 액체 온도 40℃의 불용화욕(물 100질량부에 대하여, 붕산을 4질량부 배합하여 얻어진 붕산 수용액)에 30초간 침지시켰다(팽윤 공정, 불용화 공정).
이어서, 적층체를 액체 온도 30℃의 제1 염색욕(물 100질량부에 대하여, 요오드와 요오드화 칼륨을 1:7의 중량비로 배합하여 얻어진 요오드 수용액)에 60초간 침지시켰다(제1 염색 공정).
이어서, 적층체를 액체 온도 40℃의 가교욕(물 100질량부에 대하여, 요오드화 칼륨을 3질량부 배합하고, 붕산을 5질량부 배합하여 얻어진 붕산 수용액)에 30 초간 침지시켰다(가교 공정).
그 후, 적층체를 표 1에 나타내는 온도의 연신욕(물 100질량부에 대하여, 요오드화 칼륨을 5질량부 배합하고, 붕산을 표 1에 나타내는 농도가 되도록 배합하여 얻어진 붕산 수용액)에 침지시키면서, 원주 속도가 상이한 롤 사이에서 종방향(긴 방향)으로 총 연신 배율이 5.5배가 되도록 1축 연신을 행하였다(연신 공정).
이어서, 적층체를 액체 온도 30℃의 제2 염색욕(물 100질량부에 대하여, 요오드와 요오드화 칼륨을 1:7의 중량비로 배합하여 얻어진 요오드 수용액)에, 표 1 에 나타내는 침지 시간, 침지시켰다(제2 염색 공정). 제2 염색욕(제2 염색액)에서의 요오드의 농도를 표 1에 나타낸다.
그 후, 적층체를 액체 온도 20℃의 색상 조정욕(물 100질량부에 대하여, 요오드화 칼륨을 4질량부 배합하여 얻어진 수용액)에 침지시켰다(색상 조정 공정).
그 후, 적층체를 약 90℃로 유지된 오븐 중에서 건조하면서, 표면 온도가 약 75℃로 유지된 SUS제 가열 롤에 접촉시켰다(건조 수축 공정).
이와 같이 하여, 수지 기재 위에 두께 약 5㎛의 편광자를 형성하여, 편광자/수지 기재의 구성을 갖는 편광판을 얻었다. 또한, 건조 수축 공정 후 및 가습 공정 전의 편광판에 포함되는 편광자를, 상기한 붕산 함유 비율의 측정에 제공하였다. 그 결과를 표 1에 나타낸다.
이어서 편광판을, 상기한 단체 투과율 및 편광도의 측정에 제공하여, 가습 시간 0분에서의 단체 투과율 및 편광도(즉, 초기 단체 투과율 및 초기 편광도)를 측정하였다.
이어서, 편광판을 반송 롤에 장가(張架)시킨 상태에서, 온도 85℃, 습도 85%RH로 유지된 고온 고습 오븐에 넣어, 가습된 편광판을 얻었다(가습 공정).
보다 자세하게는, 표 1에 나타내는 가습 시간마다, 편광판을 상기한 단체 투과율 및 편광도의 측정에 제공하였다. 이에 따라, 각 가습 시간에서의 단체 투과율 및 편광도를 측정하였다. 그 결과를 표 1, 도 3 및 도 4에 나타낸다.
또한, 단체 투과율이 43.5%에 도달하기까지의 가습 시간을, 도 4에 나타내는 바와 같이 횡축에 가습 시간, 종축에 단체 투과율을 플롯하고, 각 점을 순서대로 직선으로 연결하여, 당해 직선과 단체 투과율 43.5%와의 교점으로부터 산출하여, 하기 기준으로 평가하였다. 그 결과를 표 1에 나타낸다.
○: 단체 투과율이 43.5%에 도달하기까지의 가습 시간이 20분 이하
×: 단체 투과율이 43.5%에 도달하기까지의 가습 시간이 20분을 초과
<<비교예 1>>
제2 염색 공정을 실시하지 않고 연신 공정 후의 적층체에 색상 조정 공정을 실시한 것 이외에는 실시예 1과 마찬가지로 하여 가습된 편광판을 얻었다.
[표 1]
[평가]
표 1 및 도 4로부터 분명한 바와 같이, 연신 공정 후의 PVA계 수지 필름에 대하여 제2 염색 공정을 실시함으로써, 제2 염색 공정 후의 PVA계 수지 필름에서 붕소 함유 비율을 10질량% 이하로 저감할 수 있음과 함께, 단체 투과율을 35% 이하로 저감할 수 있다. 그러면, 가습 공정에서, 편광자에 수분을 원활하게 침입시킬 수 있고, 또한, 편광자의 탈요오드성을 향상할 수 있다. 그 결과, 가습 시간을 저감하여도 편광자의 단체 투과율을 효율적으로 향상할 수 있고, 편광도의 저하를 억제할 수 있는 편광자의 제조를 실현할 수 있다.
본 발명의 실시형태에 따른 제조 방법은, 화상 표시 장치에 적용되는 편광자의 제조에 적합하게 이용될 수 있다.
1: PVA계 수지 필름
10: 적층체
12: 열가소성 수지 기재
10: 적층체
12: 열가소성 수지 기재
Claims (7)
- 폴리비닐알코올계 수지 필름을 이색성(二色性) 물질로 염색하는 제1 염색 공정과,
상기 제1 염색 공정 후의 폴리비닐알코올계 수지 필름을, 붕산 수용액 중에서 연신하는 연신 공정과,
상기 연신 공정 후의 폴리비닐알코올계 수지 필름으로부터 붕산을 용출시킴과 함께, 상기 폴리비닐알코올계 수지 필름을 이색성 물질로 염색하는 제2 염색 공정
을 포함하는, 편광자의 제조 방법. - 제1항에 있어서,
상기 제2 염색 공정 후의 폴리비닐알코올계 수지 필름에서, 붕산 함유 비율이 10질량% 이하이고, 단체 투과율이 35% 이하인, 편광자의 제조 방법. - 제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 제2 염색 공정 후의 폴리비닐알코올계 수지 필름을, 온도 40℃~100℃, 습도 50%RH 이상의 분위기 하에서 가습하는 가습 공정을 추가로 포함하는, 편광자의 제조 방법. - 제3항에 있어서,
상기 가습 공정에서의 가습 시간은 60분 이하인, 편광자의 제조 방법. - 제3항에 있어서,
폴리비닐알코올계 수지와 할로겐화물을 포함하는 도포액을 장척상의 열가소성 수지 기재 위에 도포하여, 상기 폴리비닐알코올계 수지 필름으로서의 폴리비닐알코올계 수지층과 상기 열가소성 수지 기재를 구비하고 있는 적층체를 제작하는 적층체 제작 공정과,
상기 적층체를 공중 연신하는 보조 연신 공정과,
상기 제1 염색 공정과,
상기 연신 공정과,
상기 제2 염색 공정과,
상기 제2 염색 공정에서 염색된 폴리비닐알코올계 수지 필름을, 장척 방향으로 반송하면서 상기 장척 방향과 직교하는 폭 방향으로 수축시키는 가열 수축 공정을 이 순서대로 포함하는, 편광자의 제조 방법. - 제5항에 있어서,
상기 가습 공정은 상기 가열 수축 공정 후에 실시되는, 편광자의 제조 방법. - 제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 제2 염색 공정에서, 상기 연신 공정 후의 폴리비닐알코올계 수지 필름을, 이색성 물질을 포함하는 제2 염색액에 침지시키고,
상기 제2 염색액에서의 상기 이색성 물질의 농도가 0.8질량% 이하이며,
상기 제2 염색 공정에서의 침지 시간이 5분 이하인, 편광자의 제조 방법.
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Patent Citations (1)
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|---|---|---|---|---|
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