JP5285113B2 - シート貼合方法 - Google Patents

Description

本発明は、シートを基材シートから剥離してパネルに貼るシート貼合方法及び貼合装置であって、さらに詳述すればプラズマディスプレイパネルや液晶パネル等のディスプレイパネルに、電磁波シールド、光透過率調整及び色度調整などの機能を有する機能性シートを貼り合わせるシート貼合装置およびシート貼合方法に関する。

従来より、ディスプレイパネルの表面には機能性シートが貼り付けられることが多い。図７に、機能性シートをディスプレイパネル等の対象物に貼り付ける従来のシート貼合装置の貼合部近傍の側断面を模式的に示す。機能性シート１１１は、基材シート１１３に積層された状態でロール状に巻かれて用意されている。各種機能（例えば電磁波シールド、透過率調整、色調調整機能など）を有した機能性シート１１１をカットし、剥離ブロック１１４上を基材シート１１３が滑る形で搬送することで、剥離ブロック１１４先端において機能性シート１１１を基材シート１１３から剥離し、対象物１１６に貼り付ける技術が一般的な貼合方法として知られている。

しかし、基材シート１１３から機能性シート１１１を剥離することにより剥離帯電が発生して、剥離された基材シート１１３及び機能性シート１１１に静電気が蓄積される。静電気が蓄積された状態の機能性シート１１１がディスプレイなどの対象物１１６に貼合されることにより、機能性シート１１１の静電気が対象物１１６の内部に蓄積し、搬送など後工程で地絡したりして、対象物１１６内の電気回路やＩＣチップなどの破壊という電気的破壊の問題を招く。

図８に、上述問題の原因であるシートの剥離帯電を抑制するために、一般的に知られている方法を示す。具体的には、基材シート１１３から一旦剥離した（図８（ａ））機能性シート１１１（図８（ｂ））の剥離面に対向してイオナイザー１１５によりイオンを照射して一定時間保持した後、対象物１１６に貼合する（図８（ｃ））。しかしこの方法では、連続した基材シート１１３と機能性シート１１１との積層シートから一旦枚葉状態に機能性シート１１１を分断及び剥離した後に、剥離面に対向してイオナイザー１１５によりイオンを照射するため、大面積になればなるほど装置が大型化してしまう。また剥離面が周囲の環境に暴露される時間が長くなるため、異物の付着、装置内の搬送過程での接触による接着層のキズなど機能性シート自体の品質を低下させる問題が発生する。

そこで、図９に示すように、連続した基材シート１１３及び機能性シート１１１の積層シートを搬送し、基材シート１１３から機能性シート１１１を剥離した直後に対象物１１６に貼合することで異物の付着など機能性シート１１１の品質低下を抑え、その剥離直後から対象物１１６に貼合されるまでの僅かな時間に、剥離ブロック１１４と対象物１１６との間にイオナイザー１１５によりイオンを吹き込むことが考えられる。しかし、この方法では、剥離箇所から非常に遠く離れた場所からイオンを流し込むため、剥離箇所までイオンが届く過程でイオンの拡散及び消滅が起こってしまう。さらにイオナイザー１１５に照射される時間も非常に短いため、剥離箇所の除電効果が弱くなり、機能性シート１１１をほとんど除電できずに対象物１１６に貼合することになる。

一方、図１０に、従来の保護フィルムを剥離する際の静電気を抑制する方法の一例（特許文献１）を示す。対象物１１７上から保護フィルム１１８を剥離する際、対象物１１７表面に対象物１１７もしくは保護フィルム１１８よりプラスとマイナスに帯電しやすい樹脂（１１９、１２０）を積層することにより、保護フィルム１１８の剥離による剥離帯電を抑制する方法が公知になっている。

この方法は、剥離される対象物１１７もしくは剥離する保護フィルム１１８に帯電列の異なる複数の樹脂層を設ける必要があり、対象物への制限や保護フィルムが高価なものになってしまう。また剥離する速度を速くすると剥離帯電量が増加することが考えられ、高速に連続で剥離する場合には、剥離帯電抑制効果は期待できない。

特許第４３５５２１５号公報

上述のように、従来の貼合方法では、連続した積層シートの基材シートから機能性シートを剥離して対象物に貼合させる工程において、剥離帯電により発生する機能性シートの静電気を十分に抑制することが難しい。結果、貼合される対象物での静電気の蓄積を招き、地絡などによる対象物の電気的破壊の原因となってしまう。

本発明においては、上述の問題に鑑みて、連続した積層シートの基材シートから機能性シートを剥離して対象物に貼合させる工程において、剥離帯電により発生する機能性シートの静電気を抑制するシート貼合方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明のシート貼合方法は、長手方向に連続して供給される第１のシートと、第２のシートとからなる積層シートから、当該第２のシートを剥離して対象物に貼り合わせるシート貼合方法であって、
前記積層シートを前記対象物に向けて搬送する搬送工程と、
前記搬送された積層シートの第２のシートを前記対象物との貼り合わせに必要な長さ分だけ切断する切断工程と、
前記第２のシートが切断された積層シートの第１のシートを剥離ブロックに沿わせて、当該第２のシートを当該第１のシートから剥離させる剥離工程と、
前記剥離した第２のシートを前記対象物に貼り合わせる貼合工程とを備え、
前記第１のシートと接する部分は、前記第１のシートは前記第２のシートが剥離されることにより
マイナスに帯電する場合には、帯電列が当該第１のシートよりマイナス側に位置する材質で構成され、
プラスに帯電する場合には、帯電列が当該第１のシートよりプラス側に位置する材質で構成される剥離ブロックが用いられることを特徴とする。

本発明によれば、基材シートから剥離した機能性シートの剥離後の帯電量を低下できる。その結果、貼合される対象物への静電気の蓄積を抑制し、地絡などによる対象物の電気的破壊を抑制することができる。

本発明の実施の形態に係るシート貼合方法の対象である積層シートと貼り合わせ対象物の構造の一例を示す断面図である。 本発明の実施の形態に係るシート貼合装置の概略構成を示す図である。 本発明の実施の形態に係るシート貼合方法による機能性シートの蓄積静電気量の低減効果確認実験の前に行われた予備実験の説明図である。 図３に示した予備実験の後に行われた機能性シートの蓄積静電気量の低減効果確認実験の説明図である。 図４に示した機能性シートの蓄積静電気量の低減効果確認実験の結果を示す表である。 実際のプラズマディスプレイパネルに機能性シートを貼合し、一定時間放置した後のパネル表面及び裏面の静電気量の測定結果を示す表である。 従来のシート貼合装置の貼合部近傍を模式的に示す断面図である。 従来の剥離したシートの貼り合わせ面にイオンを吹き込んで除電する方法の説明図である。 従来の剥離したシートに、剥離直後にイオンを吹き込んで除電する方法の説明図である。 従来のディスプレイパネルからシートを剥離する際の静電気の制電方法の説明図である。

先ず、図１を参照して、本実施の形態における機能性シートの構成について説明する。機能性シート６は、所定厚Ｔ１（３０μｍ≦Ｔ１≦５０μｍ）を有する基材シート１の上に積層された積層シート７の状態で取り扱われる。以下に、プラズマディスプレイパネルの表示面に直接貼り付ける電磁波シールド用シートを例に、機能性シート６の構成について具体的に述べる。

図１（ａ）に示すように、機能性シート６は、所定厚Ｔ２（２０μｍ≦Ｔ２≦４０μｍ）を有する接着層２と、所定厚Ｔ３（７０μｍ≦Ｔ３≦１３０μｍ）を有する樹脂フィルム層３と、所定厚Ｔ４（１μｍ≦Ｔ４≦１０μｍ）を有する金属メッシュ層４、及び所定厚Ｔ５（２μｍ≦Ｔ５≦１０μｍ）を有するハードコート層５が順番に積み重なって構成されている。

材料として、基材シート１及び樹脂フィルム層３はポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）やポリカーボネイト（ＰＣ）、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）などのフィルムが用いられる。接着層２は、アクリル系モノマーをベースにした接着剤であり、紫外線や熱や圧力などにより重合が開始する反応開始剤を含んでいる。必要に応じて色素などを導入することで、光透過率や色調などを調節する機能を付加した接着剤も接着層２として使用できる。

金属メッシュ層４は、銅、銀、金、アルミニウム、ステンレス鋼、ニッケル、及びコバルトなどの導電性金属もしくはその合金、またはバインダ樹脂に導電性微粒子を分散した材料でメッシュ状の金属層が全面に形成されている。

ハードコート層５は、アクリル系樹脂など紫外線硬化樹脂を用いた硬度の高い樹脂により形成されている。上述の機能性シート６の構成及び用いられる材料は一例であり、機能性シート６に要求される機能の内容によって、適宜決定されることは言うまでもない。

上述のように構成された積層シート７の状態で、機能性シート６は貼合対象物の近傍まで搬送され、基材シート１から剥離され、対象物に貼り付けられる。図１（ｂ）に、機能性シート６が対象物８に貼り付けられている様子を示す。

図１（ｂ）に示される例においては、対象物８はプラズマディスプレイパネルである。機能性シート６の接着層２がプラズマディスプレイパネル８の表示面に貼り付けられ、プラズマディスプレイ９として製品になる。

次に、図２を参照して、本実施の形態に係るシート貼合装置の構成及び動作について、機能性シート６の貼り合わせ作業の流れに沿って上流から下流に向けて説明する。シート貼合装置１０においては、最上流に機能性シート６と基材シート１とから成る積層シート７がロール状に巻かれた原反１３が設置され、最下流に基材シート１を巻き取る巻取りローラ２３が設置されている。原反１３は、積層シート７の送り量を制御しながら回転可能なモータ（図示せず）に連動している。巻取りローラ２３は、適度のテンションを与えながら、積層シート７（基材シート１）を巻き取るように駆動されている。

原反１３から引きだされた積層シート７は、複数本の搬送ローラ１４を介して、垂れたりしないようにテンションが掛かった状態で切断工程Ｐｃに搬送される。切断工程Ｐｃは、機能性シート６を貼合対象物８であるプラズマディスプレイパネル（以降、「プラズマディスプレイパネル８」と称する）の表面へ貼り付けるために必要な長さだけ切断するために、搬送されてくる積層シート７の機能性シート６の上方に刃物１６及び切り込み刃１７が保持され、基材シート１に接するように下台１８が所定の間隔で保持されている。

具体的には、前回切断した位置から換算して、プラズマディスプレイパネル８の表面へ貼り付けるのに必要な長さ分だけ積層シート７が搬送された時点で、刃物１６及び下台１８の少なくとも一方が駆動されて、刃物１６が積層シート７（機能性シート６）を下台１８に対して押しつけるようにして、刃物１６が機能性シート６に食い込む。これにより、基材シート１は切断されずに、機能性シート６のみが切断される。本明細書において、機能性シート６のみが切断され、基材シート１は切断されない積層シート７の切断状態をハーフカットと呼ぶ。

本工程で切断された機能性シート６は、接着層２によって基材シート１に接着したままである。なお、刃物１６は好ましくはディスク状の円盤刃であり、刃先が機能性シート６に食い込んだ状態で積層シート７（機能性シート６）の幅（流れ方法に概ね垂直な）方向に走引させる。

所定の間隔でハーフカットされた積層シート７は一定のテンションが掛かった状態で剥離工程Ｐｓに搬送される。同工程においては、所定の角度θ（θ≦９０°、より好ましくは、１０°≦θ≦４５°）を有するくさび状断面形状を有する剥離ブロック２０が設けられており、切断工程Ｐｃから送り出されたハーフカットされた積層シート７は、剥離ブロック２０の上面に沿って搬送され、剥離ブロック２０の先端部２０ｔでプラズマディスプレイパネル８の移動方向Ｄｍと反対の方向に向きが変えられ、巻取りローラ２３に巻きとられる。

基材シート１と機能性シート６との接着力、機能性シート６の硬さや剛性により剥離しやすさが異なるため、剥離ブロック２０の先端部２０ｔの角度θは４５°以下であることが望ましいが、積層シート７が傷つき破断することを防止すると共に積層シート７の搬送抵抗防止のために、極先端は曲面加工が施されている。

より詳しくは、積層シート７（基材シート１）が一定のテンションが掛かった状態で、剥離ブロック２０の上面に沿って（基材シート１が剥離ブロック２０に接するように）搬送されることにより、ハーフカットされた部分が剥離ブロック２０の先端部２０ｔにさしかかると、基材シート１は剥離ブロック２０に沿って搬送され、機能性シート６は基材シート１から剥離する。

剥離ブロック２０は、ステンレスなどの金属プレート或いは樹脂プレート或いは樹脂ブロックで構成される。金属プレートで構成される場合は、その表面（基材シート１と接触する部分）に樹脂テープが貼り付けられる。樹脂プレート或いは樹脂ブロックで構成される場合には、剛性が不足して、積層シート７（基材シート１）のテンションに負けて撓んだり振動して、積層シート７の搬送が不安定になることが懸念される。よって、必要に応じて例えば剥離ブロック２０の内部もしくは基材シート１が接触しない箇所に金属ブロックなどの補強手段を導入してもよい。

また、上述の樹脂テープ、樹脂プレート及び樹脂ブロックの材質（以下、「剥離ブロック樹脂材」と称す）の選定が重要である。具体的には、剥離ブロック樹脂材の基材シート１に対する帯電列が、基材シート１と機能性シート６が剥離するときに基材シート１の剥離界面に発生する静電気の符号と同じ側にシフトした材質から選ばれる。

結果、機能性シート６の剥離前に基材シート１が剥離ブロック２０を通過する時に、剥離ブロック２０との摩擦により基材シート１が機能性シート６の剥離時に発生する帯電（以降、「剥離帯電」と称す）と逆符号に帯電（以降、「剥離前帯電」と称す）させる。この剥離前帯電が、基材シート１から機能性シート６が剥離される時に生じる逆符号の剥離帯電の発生量を低下させて、機能性シート６に蓄積される静電気を抑制することができる。

上述のように、蓄積静電気量が抑えられて、基材シート１から剥離した機能性シート６は、プラズマディスプレイパネル８と貼合ローラ２２とで挟みこまれる。そして、プラズマディスプレイパネル８の移動に応じて、切断工程Ｐｃで切断された機能性シート６がプラズマディスプレイパネル８の表面に貼り付けられる。機能性シート６が剥離された後の基材シート１は、剥離ブロック２０に上面に沿って搬送され、剥離ブロック２０の先端部２０ｔで、プラズマディスプレイパネル８の移動方向Ｄｍと反対の方向に向きが変えられて、巻取りローラ２３に巻きとられた後に廃棄される。

積層シート７（特に、基材シート１）の搬送を制御しているのは、巻取りローラ２３であり、必要に応じてシート送りを制御する機構（図示せず）、例えば、２本のローラで基材シート１を一定の圧力で挟みながら搬送すれば積層シート７を安定的に搬送できる一方、基材シート１から剥離された機能性シート６は、プラズマディスプレイパネル８の移動によって制御される。

以下に、本実施の形態に係る剥離ブロック２０による機能性シート６の蓄積静電気量の低減効果を確認するために行われた剥離実験結果について述べる。本実験において用いられた、積層シート７を構成する各種シートの厚さと材質は以下の通りである。

基材シート１（３０μｍ≦Ｔ１≦４０μｍ）：ポリエチレンテレフタレート
機能性シート６：
接着層２（２５μｍ≦Ｔ２≦３０μｍ）：アクリル系接着剤＋感圧式反応開始剤
樹脂フィルム層３（Ｔ３＝１００μｍ）：ポリエチレンテレフタレート
金属メッシュ層４（１μｍ≦Ｔ４≦３μｍ）：銅
ハードコート層５（３μｍ≦Ｔ５≦５μｍ）：アクリル系紫外線硬化樹脂

先ず、図３を参照して、本実験に先立って、機能性シート６と基材シート１の剥離による帯電の符号を予め確認するために行われた予備実験について説明する。予め十分イオナイザーを照射して除電した状態で、図３（ａ）に示すように、機能性シート６の端を絶縁されたチャックＣで固定して、機能性シート６に対して所定の角度α（約１００°〜１５０°）で基材シート１を０.２ｍ／ｓの速度で引っ張ることにより、機能性シート６から剥離させた。そして、図３（ｂ）に示すように、機能性シート６及び基材シート１の剥離界面の静電気を静電気モニタ２６＜静電気測定器ＦＭＸ−００３（シムコジャパン株式会社製）＞で観測した。結果、上述の積層シート７の構成では、機能性シート６は＋１ｋＶ〜＋５ｋＶとプラス側へ、基材シート１は−５ｋＶ〜−１５ｋＶ以上とマイナス側へ帯電した。

次に、図４を参照して、本実施の形態に係る剥離ブロック２０を用いた、機能性シート６の剥離実験について説明する。図４（ａ）に、ハーフカット単位で剥離開始前の積層シート７（基材シート１と機能性シート６）と、機能性シート６が剥離された後の基材シート１と、剥離ブロック２０とが示されている。同図において、剥離ブロック２０は、その表面に、帯電列で基材シート１よりプラス側に位置するステンレス或いは、マイナス側に位置するフッ素樹脂であるテフロン（登録商標）またはポリエチレンが用いられている。

図４（ｂ）に、図４（ａ）に示した状態より、温度２３〜２５℃、湿度６０〜７０％の環境下において、剥離ブロック２０上を基材シート１が滑るように０．２ｍ／ｓの速度で搬送され、剥離ブロック２０の先端部２０ｔで機能性シート６を剥離させ、剥離直後の機能性シート６及び基材シート１の剥離界面の静電気を静電気モニタ２６で測定した。

図５に、剥離実験における基材シート１の剥離界面における静電気量を表１として示す。結果は、剥離ブロック２０の表面材質がステンレスの場合の機能性シート６及び基材シート１の静電気量はそれぞれ＋５００Ｖ〜＋１０００Ｖ及び−１ｋＶ〜−５ｋＶであり、剥離ブロック２０の表面材質がテフロン（登録商標）の場合の機能性シート６及び基材シート１の静電気量はそれぞれ＋５０Ｖ〜＋２００Ｖ及び−１００Ｖ〜−２００Ｖであり、そして剥離ブロック２０の表面材質がポリエチレンの場合の機能性シート６及び基材シート１の静電気量はそれぞれ＋１００Ｖ〜＋２００Ｖ及び−１５０Ｖ〜−２５０Ｖである。これより、剥離ブロック２０の表面材質をステンレスにした場合に比べ、テフロン（登録商標）或いはポリエチレンを用いた場合、機能性シート６及び基材シート１の静電気量が低下する傾向が確認される。

図６に、上述の実験で使用した剥離ブロック２０を用い、実際に５０インチサイズのプラズマディスプレイパネル８の表面に機能性シート６を貼合し、一定時間放置した後のパネル表面（機能性シート６を貼合した面）及び、パネルの裏面の静電気量の測定結果を表２として示す。結果は、剥離ブロック２０の表面材質がステンレスの場合のプラズマディスプレイパネル８の表面及び裏面の静電気量はそれぞれ−２５０Ｖ〜＋２５０Ｖ及び＋８００Ｖ〜＋１０００Ｖであり、剥離ブロック２０の表面材質がテフロン（登録商標）の場合のプラズマディスプレイパネル８の表面及び裏面の静電気量はそれぞれ−１００Ｖ〜＋１００Ｖ及び−１００Ｖ〜＋２００Ｖであり、剥離ブロック２０の表面材質がポリエチレンの場合のプラズマディスプレイパネル８の表面及び裏面の静電気量はそれぞれ−１００Ｖ〜＋１００Ｖ及び−１００Ｖ〜＋２５０Ｖである。剥離ブロック２０の表面にテフロン（登録商標）或いはポリエチレンを用いた場合は、剥離した機能性シート６を貼合したプラズマディスプレイパネル８の静電気量も低減していることが確認される。

なお、上述の実験では、剥離ブロック２０の表面にポリエチレン或いはテフロン（登録商標）のテープを貼り付けた状態で実験したが、剥離ブロック２０自体をポリエチレン或いはテフロン（登録商標）の樹脂ブロックとしても同様の傾向が得られた。

これは、剥離時に、機能性シート６はプラス側に、基材シート１はマイナス側に静電気を帯びる傾向がある組み合わせにおいて、少なくとも表面が基材シート１より帯電列でマイナス側に位置する材質で構成されている剥離ブロック２０が基材シート１に接触することにより、機能性シート６の剥離前に基材シート１をプラス側へ帯電させることで、剥離帯電の発生を抑制する。つまり機能性シート６が基材シート１から剥離する前に、基材シート１が剥離ブロック２０上を通過する際に、機能性シート６と基材シート１の剥離により発生する基材シート１の静電気と逆の符号の静電気を帯びることにより、剥離による静電気の発生を抑制させると考察される。

上述の実験の結果は、基材シート１の材質がポリエチレンテレフタレートの場合に、剥離ブロック２０の表面或いはそれ自体をテフロン（登録商標）やポリエチレンで構成することで、静電気の抑制効果が確認された。これにより、テフロン（登録商標）やポリエチレン以外にも、塩化ビニルやシリコンを剥離ブロック２０に用いても同様な効果が期待できる。

しかしながら、剥離ブロック２０の表面は、基材シート１が擦れるため、耐熱性或いは耐摩耗性に優れた材質を選択する必要がある。プラズマディスプレイパネル８に機能性シート６を安定して連続して貼り合わせるためには、剥離ブロック２０の表面の摩擦抵抗を抑えるために、表面粗さを小さい材質にすることも必要である。なお、積層シート７や剥離ブロック２０に樹脂材料を用いる場合は、同じ材料であっても樹脂の分子量や密度、さらに添加剤の混合比などによっても静電気の発生の仕方が異なる。そのために、積層シート７や剥離ブロック２０の作成の前に、各材料を擦り合わせて、プラスとマイナスのどちらに帯電するか確認してから材質を選定する必要がある。

上述のように、本発明においては、剥離ブロック２０に特定の材質を選ぶことによって、プラズマディスプレイパネルなどのパネルに貼合される機能性シート６が基材シート１から剥離される前に、剥離時に生じる剥離帯電と逆の符号の剥離前帯電をさせることによって、機能性シート６に生じる剥離帯電量を抑えるものである。よって、本発明は、プラズマディスプレイパネルに限らず液晶ディスプレイパネル、有機ＥＬディスプレイパネルなどのディスプレイパネルや太陽電池などのパネルおよび反射防止シート、偏光シート、電磁波遮蔽シート、透過率調整或いは色調調整シートなどに利用可能である。さらに、基材シートから剥離されることにより静電気が発生する積層シートや、貼り合されるシートの静電気が問題になるようなパネルに利用できる。

本発明は、基材シートからシートを剥離させてパネルに貼り合わせる装置に利用できる。

１、１１３ 基材シート
２ 接着層
３ 樹脂フィルム層
４ 金属メッシュ層
５ ハードコート層
６、１１１ 機能性シート
７ 積層シート
８、１１６ 対象物、プラズマディスプレイパネル
９ プラズマディスプレイ
１０ 貼合装置
１３ 原反
１４ 搬送ローラ
１６ 刃物
１７ 切り込み刃
１８ 下台
２０、１１４ 剥離ブロック
２０ｔ 先端部
２２ 貼合ローラ
２３ 巻取りローラ
２６ 静電気モニタ
１１５ イオナイザー

Claims (4)

1. 長手方向に連続して供給される第１のシートと、第２のシートとからなる積層シートから、当該第２のシートを剥離して対象物に貼り合わせるシート貼合方法であって、
   前記積層シートを前記対象物に向けて搬送する搬送工程と、
   前記搬送された積層シートの第２のシートを前記対象物との貼り合わせに必要な長さ分だけ切断する切断工程と、
   前記第２のシートが切断された積層シートの第１のシートを剥離ブロックに沿わせて、当該第２のシートを当該第１のシートから剥離させる剥離工程と、
   前記剥離した第２のシートを前記対象物に貼り合わせる貼合工程とを備え、
   前記第１のシートと接する部分は、前記第１のシートは前記第２のシートが剥離されることにより
   マイナスに帯電する場合には、帯電列が当該第１のシートよりマイナス側に位置する材質で構成され、
   プラスに帯電する場合には、帯電列が当該第１のシートよりプラス側に位置する材質で構成される剥離ブロックが用いられることを特徴とするシート貼合方法。
2. 前記第２のシートは機能性シートであり、前記第１のシートは当該第２のシートを搬送する基材シートであることを特徴とする請求項１に記載のシート貼合方法。
3. 前記対象物は、ディスプレイパネルであることを特徴とする請求項１及び請求項２の何れかに記載のシート貼合方法。
4. 前記対象物は、プラズマディスプレイパネルであることを特徴とする請求項１及び請求項２の何れかに記載のシート貼合方法。