JP5798795B2 - 高分子フィルムの接合方法、及び、偏光フィルムの製造方法 - Google Patents
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- B29C65/00—Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor
- B29C65/02—Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor by heating, with or without pressure
- B29C65/14—Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor by heating, with or without pressure using wave energy, i.e. electromagnetic radiation, or particle radiation
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- B29C65/00—Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor
- B29C65/78—Means for handling the parts to be joined, e.g. for making containers or hollow articles, e.g. means for handling sheets, plates, web-like materials, tubular articles, hollow articles or elements to be joined therewith; Means for discharging the joined articles from the joining apparatus
- B29C65/80—Rotatable transfer means for loading or unloading purposes, i.e. turret transfer means
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- B29C66/00—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts
- B29C66/01—General aspects dealing with the joint area or with the area to be joined
- B29C66/02—Preparation of the material, in the area to be joined, prior to joining or welding
- B29C66/028—Non-mechanical surface pre-treatments, i.e. by flame treatment, electric discharge treatment, plasma treatment, wave energy or particle radiation
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- B29C66/00—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts
- B29C66/01—General aspects dealing with the joint area or with the area to be joined
- B29C66/05—Particular design of joint configurations
- B29C66/10—Particular design of joint configurations particular design of the joint cross-sections
- B29C66/11—Joint cross-sections comprising a single joint-segment, i.e. one of the parts to be joined comprising a single joint-segment in the joint cross-section
- B29C66/112—Single lapped joints
- B29C66/1122—Single lap to lap joints, i.e. overlap joints
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- B29C66/00—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts
- B29C66/40—General aspects of joining substantially flat articles, e.g. plates, sheets or web-like materials; Making flat seams in tubular or hollow articles; Joining single elements to substantially flat surfaces
- B29C66/41—Joining substantially flat articles ; Making flat seams in tubular or hollow articles
- B29C66/43—Joining a relatively small portion of the surface of said articles
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- B29C66/00—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts
- B29C66/70—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts characterised by the composition, physical properties or the structure of the material of the parts to be joined; Joining with non-plastics material
- B29C66/71—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts characterised by the composition, physical properties or the structure of the material of the parts to be joined; Joining with non-plastics material characterised by the composition of the plastics material of the parts to be joined
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- B29C66/00—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts
- B29C66/70—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts characterised by the composition, physical properties or the structure of the material of the parts to be joined; Joining with non-plastics material
- B29C66/73—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts characterised by the composition, physical properties or the structure of the material of the parts to be joined; Joining with non-plastics material characterised by the intensive physical properties of the material of the parts to be joined, by the optical properties of the material of the parts to be joined, by the extensive physical properties of the parts to be joined, by the state of the material of the parts to be joined or by the material of the parts to be joined being a thermoplastic or a thermoset
- B29C66/731—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts characterised by the composition, physical properties or the structure of the material of the parts to be joined; Joining with non-plastics material characterised by the intensive physical properties of the material of the parts to be joined, by the optical properties of the material of the parts to be joined, by the extensive physical properties of the parts to be joined, by the state of the material of the parts to be joined or by the material of the parts to be joined being a thermoplastic or a thermoset characterised by the intensive physical properties of the material of the parts to be joined
- B29C66/7317—Hydrophilicity or hydrophobicity
- B29C66/73171—Hydrophilicity
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- B29C66/00—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts
- B29C66/70—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts characterised by the composition, physical properties or the structure of the material of the parts to be joined; Joining with non-plastics material
- B29C66/73—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts characterised by the composition, physical properties or the structure of the material of the parts to be joined; Joining with non-plastics material characterised by the intensive physical properties of the material of the parts to be joined, by the optical properties of the material of the parts to be joined, by the extensive physical properties of the parts to be joined, by the state of the material of the parts to be joined or by the material of the parts to be joined being a thermoplastic or a thermoset
- B29C66/739—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts characterised by the composition, physical properties or the structure of the material of the parts to be joined; Joining with non-plastics material characterised by the intensive physical properties of the material of the parts to be joined, by the optical properties of the material of the parts to be joined, by the extensive physical properties of the parts to be joined, by the state of the material of the parts to be joined or by the material of the parts to be joined being a thermoplastic or a thermoset characterised by the material of the parts to be joined being a thermoplastic or a thermoset
- B29C66/7392—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts characterised by the composition, physical properties or the structure of the material of the parts to be joined; Joining with non-plastics material characterised by the intensive physical properties of the material of the parts to be joined, by the optical properties of the material of the parts to be joined, by the extensive physical properties of the parts to be joined, by the state of the material of the parts to be joined or by the material of the parts to be joined being a thermoplastic or a thermoset characterised by the material of the parts to be joined being a thermoplastic or a thermoset characterised by the material of at least one of the parts being a thermoplastic
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- B29C66/70—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts characterised by the composition, physical properties or the structure of the material of the parts to be joined; Joining with non-plastics material
- B29C66/73—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts characterised by the composition, physical properties or the structure of the material of the parts to be joined; Joining with non-plastics material characterised by the intensive physical properties of the material of the parts to be joined, by the optical properties of the material of the parts to be joined, by the extensive physical properties of the parts to be joined, by the state of the material of the parts to be joined or by the material of the parts to be joined being a thermoplastic or a thermoset
- B29C66/739—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts characterised by the composition, physical properties or the structure of the material of the parts to be joined; Joining with non-plastics material characterised by the intensive physical properties of the material of the parts to be joined, by the optical properties of the material of the parts to be joined, by the extensive physical properties of the parts to be joined, by the state of the material of the parts to be joined or by the material of the parts to be joined being a thermoplastic or a thermoset characterised by the material of the parts to be joined being a thermoplastic or a thermoset
- B29C66/7392—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts characterised by the composition, physical properties or the structure of the material of the parts to be joined; Joining with non-plastics material characterised by the intensive physical properties of the material of the parts to be joined, by the optical properties of the material of the parts to be joined, by the extensive physical properties of the parts to be joined, by the state of the material of the parts to be joined or by the material of the parts to be joined being a thermoplastic or a thermoset characterised by the material of the parts to be joined being a thermoplastic or a thermoset characterised by the material of at least one of the parts being a thermoplastic
- B29C66/73921—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts characterised by the composition, physical properties or the structure of the material of the parts to be joined; Joining with non-plastics material characterised by the intensive physical properties of the material of the parts to be joined, by the optical properties of the material of the parts to be joined, by the extensive physical properties of the parts to be joined, by the state of the material of the parts to be joined or by the material of the parts to be joined being a thermoplastic or a thermoset characterised by the material of the parts to be joined being a thermoplastic or a thermoset characterised by the material of at least one of the parts being a thermoplastic characterised by the materials of both parts being thermoplastics
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- B29C66/00—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts
- B29C66/80—General aspects of machine operations or constructions and parts thereof
- B29C66/81—General aspects of the pressing elements, i.e. the elements applying pressure on the parts to be joined in the area to be joined, e.g. the welding jaws or clamps
- B29C66/812—General aspects of the pressing elements, i.e. the elements applying pressure on the parts to be joined in the area to be joined, e.g. the welding jaws or clamps characterised by the composition, by the structure, by the intensive physical properties or by the optical properties of the material constituting the pressing elements, e.g. constituting the welding jaws or clamps
- B29C66/8126—General aspects of the pressing elements, i.e. the elements applying pressure on the parts to be joined in the area to be joined, e.g. the welding jaws or clamps characterised by the composition, by the structure, by the intensive physical properties or by the optical properties of the material constituting the pressing elements, e.g. constituting the welding jaws or clamps characterised by the intensive physical properties or by the optical properties of the material constituting the pressing elements, e.g. constituting the welding jaws or clamps
- B29C66/81266—Optical properties, e.g. transparency, reflectivity
- B29C66/81267—Transparent to electromagnetic radiation, e.g. to visible light
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- B29C66/00—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts
- B29C66/80—General aspects of machine operations or constructions and parts thereof
- B29C66/83—General aspects of machine operations or constructions and parts thereof characterised by the movement of the joining or pressing tools
- B29C66/832—Reciprocating joining or pressing tools
- B29C66/8322—Joining or pressing tools reciprocating along one axis
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- B29C66/00—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts
- B29C66/90—Measuring or controlling the joining process
- B29C66/91—Measuring or controlling the joining process by measuring or controlling the temperature, the heat or the thermal flux
- B29C66/914—Measuring or controlling the joining process by measuring or controlling the temperature, the heat or the thermal flux by controlling or regulating the temperature, the heat or the thermal flux
- B29C66/9161—Measuring or controlling the joining process by measuring or controlling the temperature, the heat or the thermal flux by controlling or regulating the temperature, the heat or the thermal flux by controlling or regulating the heat or the thermal flux, i.e. the heat flux
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- B29D—PRODUCING PARTICULAR ARTICLES FROM PLASTICS OR FROM SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE
- B29D7/00—Producing flat articles, e.g. films or sheets
- B29D7/01—Films or sheets
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- B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
- B65H—HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL, e.g. SHEETS, WEBS, CABLES
- B65H19/00—Changing the web roll
- B65H19/10—Changing the web roll in unwinding mechanisms or in connection with unwinding operations
- B65H19/18—Attaching, e.g. pasting, the replacement web to the expiring web
- B65H19/1842—Attaching, e.g. pasting, the replacement web to the expiring web standing splicing, i.e. the expiring web being stationary during splicing contact
- B65H19/1852—Attaching, e.g. pasting, the replacement web to the expiring web standing splicing, i.e. the expiring web being stationary during splicing contact taking place at a distance from the replacement roll
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- B29C65/00—Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor
- B29C65/02—Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor by heating, with or without pressure
- B29C65/14—Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor by heating, with or without pressure using wave energy, i.e. electromagnetic radiation, or particle radiation
- B29C65/16—Laser beams
- B29C65/1603—Laser beams characterised by the type of electromagnetic radiation
- B29C65/1612—Infrared [IR] radiation, e.g. by infrared lasers
- B29C65/1616—Near infrared radiation [NIR], e.g. by YAG lasers
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- B29C65/00—Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor
- B29C65/02—Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor by heating, with or without pressure
- B29C65/14—Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor by heating, with or without pressure using wave energy, i.e. electromagnetic radiation, or particle radiation
- B29C65/16—Laser beams
- B29C65/1629—Laser beams characterised by the way of heating the interface
- B29C65/1664—Laser beams characterised by the way of heating the interface making use of several radiators
- B29C65/1667—Laser beams characterised by the way of heating the interface making use of several radiators at the same time, i.e. simultaneous laser welding
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- B29C65/00—Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor
- B29C65/02—Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor by heating, with or without pressure
- B29C65/14—Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor by heating, with or without pressure using wave energy, i.e. electromagnetic radiation, or particle radiation
- B29C65/16—Laser beams
- B29C65/1677—Laser beams making use of an absorber or impact modifier
- B29C65/1683—Laser beams making use of an absorber or impact modifier coated on the article
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- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C65/00—Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor
- B29C65/82—Testing the joint
- B29C65/8207—Testing the joint by mechanical methods
- B29C65/8215—Tensile tests
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- B29C66/00—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts
- B29C66/70—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts characterised by the composition, physical properties or the structure of the material of the parts to be joined; Joining with non-plastics material
- B29C66/73—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts characterised by the composition, physical properties or the structure of the material of the parts to be joined; Joining with non-plastics material characterised by the intensive physical properties of the material of the parts to be joined, by the optical properties of the material of the parts to be joined, by the extensive physical properties of the parts to be joined, by the state of the material of the parts to be joined or by the material of the parts to be joined being a thermoplastic or a thermoset
- B29C66/733—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts characterised by the composition, physical properties or the structure of the material of the parts to be joined; Joining with non-plastics material characterised by the intensive physical properties of the material of the parts to be joined, by the optical properties of the material of the parts to be joined, by the extensive physical properties of the parts to be joined, by the state of the material of the parts to be joined or by the material of the parts to be joined being a thermoplastic or a thermoset characterised by the optical properties of the material of the parts to be joined, e.g. fluorescence, phosphorescence
- B29C66/7338—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts characterised by the composition, physical properties or the structure of the material of the parts to be joined; Joining with non-plastics material characterised by the intensive physical properties of the material of the parts to be joined, by the optical properties of the material of the parts to be joined, by the extensive physical properties of the parts to be joined, by the state of the material of the parts to be joined or by the material of the parts to be joined being a thermoplastic or a thermoset characterised by the optical properties of the material of the parts to be joined, e.g. fluorescence, phosphorescence at least one of the parts to be joined being polarising
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- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C66/00—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts
- B29C66/70—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts characterised by the composition, physical properties or the structure of the material of the parts to be joined; Joining with non-plastics material
- B29C66/73—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts characterised by the composition, physical properties or the structure of the material of the parts to be joined; Joining with non-plastics material characterised by the intensive physical properties of the material of the parts to be joined, by the optical properties of the material of the parts to be joined, by the extensive physical properties of the parts to be joined, by the state of the material of the parts to be joined or by the material of the parts to be joined being a thermoplastic or a thermoset
- B29C66/735—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts characterised by the composition, physical properties or the structure of the material of the parts to be joined; Joining with non-plastics material characterised by the intensive physical properties of the material of the parts to be joined, by the optical properties of the material of the parts to be joined, by the extensive physical properties of the parts to be joined, by the state of the material of the parts to be joined or by the material of the parts to be joined being a thermoplastic or a thermoset characterised by the extensive physical properties of the parts to be joined
- B29C66/7352—Thickness, e.g. very thin
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- B29C66/00—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts
- B29C66/70—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts characterised by the composition, physical properties or the structure of the material of the parts to be joined; Joining with non-plastics material
- B29C66/73—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts characterised by the composition, physical properties or the structure of the material of the parts to be joined; Joining with non-plastics material characterised by the intensive physical properties of the material of the parts to be joined, by the optical properties of the material of the parts to be joined, by the extensive physical properties of the parts to be joined, by the state of the material of the parts to be joined or by the material of the parts to be joined being a thermoplastic or a thermoset
- B29C66/737—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts characterised by the composition, physical properties or the structure of the material of the parts to be joined; Joining with non-plastics material characterised by the intensive physical properties of the material of the parts to be joined, by the optical properties of the material of the parts to be joined, by the extensive physical properties of the parts to be joined, by the state of the material of the parts to be joined or by the material of the parts to be joined being a thermoplastic or a thermoset characterised by the state of the material of the parts to be joined
- B29C66/7375—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts characterised by the composition, physical properties or the structure of the material of the parts to be joined; Joining with non-plastics material characterised by the intensive physical properties of the material of the parts to be joined, by the optical properties of the material of the parts to be joined, by the extensive physical properties of the parts to be joined, by the state of the material of the parts to be joined or by the material of the parts to be joined being a thermoplastic or a thermoset characterised by the state of the material of the parts to be joined uncured, partially cured or fully cured
- B29C66/73753—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts characterised by the composition, physical properties or the structure of the material of the parts to be joined; Joining with non-plastics material characterised by the intensive physical properties of the material of the parts to be joined, by the optical properties of the material of the parts to be joined, by the extensive physical properties of the parts to be joined, by the state of the material of the parts to be joined or by the material of the parts to be joined being a thermoplastic or a thermoset characterised by the state of the material of the parts to be joined uncured, partially cured or fully cured the to-be-joined area of at least one of the parts to be joined being partially cured, i.e. partially cross-linked, partially vulcanized
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- B29C66/8122—General aspects of the pressing elements, i.e. the elements applying pressure on the parts to be joined in the area to be joined, e.g. the welding jaws or clamps characterised by the composition, by the structure, by the intensive physical properties or by the optical properties of the material constituting the pressing elements, e.g. constituting the welding jaws or clamps characterised by the composition of the material constituting the pressing elements, e.g. constituting the welding jaws or clamps
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- B29C66/914—Measuring or controlling the joining process by measuring or controlling the temperature, the heat or the thermal flux by controlling or regulating the temperature, the heat or the thermal flux
- B29C66/9141—Measuring or controlling the joining process by measuring or controlling the temperature, the heat or the thermal flux by controlling or regulating the temperature, the heat or the thermal flux by controlling or regulating the temperature
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Description
液晶表示装置などの画像表示装置においては高品質な偏光フィルムが用いられており、この種の偏光フィルムの製造方法においては、ポリビニルアルコール系樹脂フィルムを吸水させて膨潤させることで各種の処理が施されている。
例えば、この種の偏光フィルムは、原反となる帯状のポリビニルアルコール系樹脂フィルムがロール状に巻回されてなる原反ロールからポリビニルアルコール系樹脂フィルム(原反フィルム)を送り出し、原反フィルムをその長手方向に移送させて膨潤浴や染色浴に連続して浸漬させた後に前後2箇所において前記ローラで原反フィルムをニップして、その間において張力を加えて延伸させるような方法で製造されたりしている。
このときの接合手段としては、従来、粘着テープや接着剤などの接着接合手段、リベットや糸などによる縫合接合手段、ヒートシーラーなどによる加熱溶融接合手段などが採用されている。
・粘着テープや接着剤などによる接着接合における問題点
膨潤浴、染色浴などに原反フィルムをへ浸漬させる工程において、接着剤の成分などが薬液に溶け出すことで、薬液を汚染し、製品への異物付着の要因となりうることに加え、接着剤が薬液に溶解されたり薬液の成分によって膨潤したりすることで接合強度が低下し、延伸工程において所望の延伸倍率へ達する前に連結部に破断を生じさせるおそれを有する。
・リベットや糸などによる縫合接合における問題点
この方法では、原反フィルムにリベットや糸を通すための穴が穿設されることになるために連結部に張力が加わった場合に前記穴を起点とした破断を生じさせるおそれを有する。
このことを防止すべく穴数を減らして穴の間隔を広めに確保させると、張力が加わった際に、シワが生じやすくなって搬送時におけるトラブルの要因になるおそれがある。
・ヒートシーラーなどによる加熱溶融接合における問題点
上記のような接着接合や縫合接合における問題点の解決を図り得る接合手段として、下記特許文献1及び2などに示すようなヒートシーラーによって接合する手段が知られている。
この方法は、接合する部材どうしを直接接合させることから、接着接合に比べて薬液を汚損させるおそれが低くクリーンな接合が可能であり、縫合接合などに比べて接合部を均質な状態とすることができシワなどの形成を防止させることができる。
このようにヒートシーラーによる接合は、接着接合や縫合接合などに比べて高い品質の接合部を形成することが可能なものではあるが、ヒートシーラーによる接合では接合部が広範囲に加熱されるために気泡等が溶着部に混入されやすく、改善の余地を有するものである。
従来のレーザー溶着においては、赤外あるいは近赤外領域の波長を有するレーザー光が利用されており、接合する2枚のフィルムを、その界面にフタロシアニン系顔料などを含んだ光吸収剤を配して重ね合せ、この重ね合わせた箇所に前記レーザー光を照射することが行われている。
このようなレーザー溶着では界面部の極僅かな領域が選択的に加熱されるため、溶着部への気泡の混入を防止することができるとともにレーザー溶着では精度の高い溶着が可能になる。
すなわち、従来の接合方法においては、薬液などに浸漬処理するのに適した接合部を高品質な状態で形成させることが困難であるという問題を有している。
そして、本発明は、レーザー溶着におけるこのような問題の解決を図り、ひいては、偏光フィルムの製造方法における効率の向上を図ることを目的としている。
例えば、光吸収剤の使用を抑制しつつ高品質な接合をポリビニルアルコール系樹脂フィルムなどの吸水性高分子フィルムに対して実施させ得る。
また、2以上の帯状のポリビニルアルコール系樹脂フィルムをこのような接合方法で連結して原反フィルムとして用いることで薬液の汚損を抑制させつつこれらのポリビニルアルコール系樹脂フィルムに対して前記薬液への浸漬処理を施すことができ、効率よく偏光フィルムを作製し得る。
より具体的には、帯状のポリビニルアルコール系樹脂フィルムどうしを連結してこれらの帯状のポリビニルアルコール系樹脂フィルムを連続して延伸装置に供給して偏光フィルムを製造する場合を例示しつつ説明する。
本実施形態の延伸装置は、帯状のポリビニルアルコール系樹脂フィルム(以下「原反フィルム」、あるいは、単に「フィルム」ともいう)がロール状に巻回された原反ロールから前記原反フィルム1が送り出される原反フィルム供給部3と、送り出された原反フィルム1を所定の薬液に浸漬するための複数の浸漬浴4と、該浸漬浴4内に前記原反フィルム1を通すように、原反フィルム1の移動経路を規制する複数のローラ9と、該移動経路中において原反フィルム1を延伸する延伸手段と、複数の浸漬浴4に浸漬され且つ延伸されたフィルムを偏光フィルムとしてロール状に巻き取る偏光フィルム巻取部10とが備えられている。
図1に示すように、複数の浸漬浴4として、フィルムの流れ方向上流側から順に、ポリビニルアルコール系樹脂フィルムを膨潤させる膨潤液の貯留された膨潤浴4a、膨潤されたフィルムを染色する染色液の貯留された染色浴4b、フィルムを構成している樹脂の分子鎖を架橋させる架橋剤液の貯留された架橋浴4c、浴内でフィルムを延伸するための延伸浴4d、及び、該延伸浴4dに通されたフィルムを洗浄する洗浄液が貯留された洗浄浴4fという5種類の浸漬浴4が延伸装置に備えられている。
更に、本態様の延伸装置においては、ロール状に巻回された表面保護フィルム(例えば、トリアセチルセルロースフィルムやシクロオレフィンポリマーフィルム)等の積層用フィルム12が前記乾燥装置11で乾燥されたフィルムの両面側にそれぞれ配されており、乾燥後のフィルムの両面に積層用フィルム12を積層させるためのラミネート装置が備えられている。
尚、図2に於いては、レーザー照射によって連結された部分を黒塗り30で示している。
この図3は、レーザー溶着によって原反フィルムどうしを連結する連結装置を示す概略構成図である。
図3は、連結される新旧の原反フィルムをその側面からTD方向(幅方向)に向かって見た連結装置の正面図が示されている。
この図3に示すように、前記連結装置は、平坦な上面部を有するステージ40と、該ステージ40の上方に配され、上下方向に移動可能に配された加圧部材50と、該加圧部材50の上方に配されたレーザー光源(図示せず)とを有しており、先行する原反フィルム1の末端部1aと、これに連結する新たな原反フィルム1の先端部1bとを前記ステージ40上において上下に重ね合わせ、この重ね合わせた部分を前記加圧部材50で加圧しつつ前記レーザー光源からレーザー光Rを照射することにより、前記末端部1aと前記先端
部1bとの界面部を加熱溶融させて溶着させ得るように構成されており、前記加圧部材50がレーザー光Rの透過性に優れた透明な部材で構成されている。
特には、前記界面に向けてレーザー光を透過させる側のフィルム(図3においては、先行する原反フィルム(末端部1a))に比べて、該フィルムに接合されるフィルム(先端部1b)の側の吸水率が高くなるように水分を吸収させるための吸水手段を設けておくことが好ましい。
そして、上記装置は、前記末端部1aとの接合界面となる前記先端部1bの上面側に水を塗布するように配置することが好ましい。
例えば、このような好ましい波長を有するレーザーとして、ツリウムドープファイバーレーザー、ホロニウムドープYAGレーザー及びInGaAs半導体レーザーを用いることが出来る。
原反フィルムの分解を避けつつ該原反フィルムの溶融を促す目的で、瞬間的に高いエネルギーを投入するパルスレーザーよりも連続波のCWレーザーのほうが好ましい。
レーザー光の出力(パワー)、ビームサイズ及び形状、照射回数、さらに走査速度などは、対象となる吸水性高分子フィルムの吸水状態及び光吸収率といった光学特性や原反フィルムを構成しているポリマーの融点、ガラス転移点(Tg)といった熱特性などの違いに対して適宜最適化されればよいが、レーザーが照射された部分においてポリビニルアルコール系樹脂を効率的に流動化させて強固な接合を得る為に、照射するレーザー光のパワー密度としては、200W/cm2乃至10,000W/cm2の範囲内であることが好ましく、300W/cm2乃至5,000W/cm2の範囲内であることがさらに好ましく、1,000W/cm2乃至3,000W/cm2の範囲内であることが特に好ましい。
あることが好ましく、10J/cm2乃至300J/cm2の範囲内であることがさらに好
ましく、30J/cm2乃至150J/cm2の範囲内であることが特に好ましい。
したがって、これらの条件を満たすことのできるレーザー光源を連結装置に採用することが好ましい。
この照射スポット径(照射巾)としては、前記照射レーザーパワー密度を満たすパワーにて、新旧原反フィルム重ね合せ幅の1/10以上3倍以下が好ましい。
重ね合わせ幅の1/10未満では、重ね合せ部の未接合部が大きく、接合後に搬送する際にフィルムがばたついて、フィルムの良好な搬送性を阻害するおそれを有する。
また、3倍以上の巾でレーザーを照射すると、接合及び延伸特性には影響は及ぼさないもののエネルギー利用効率の観点からは好ましくない。
好ましくは、重ね合せ幅の1/5以上2倍以下である。
なお、新旧原反フィルムの重ね合せ幅は、0.1mm以上50mm未満とすることが好ましく、0.5mm以上30mm未満とすることが更に好ましい。
これは、重ね合せ幅が0.1mm未満では、繰り返し精度よく広幅な原反フィルムを重ね合せ配置することが難しいためであり、50mm以上になると、未接合領域が大きくなり、接合後に搬送する際にフィルムのばたつきが発生するおそれがあるためである。
また、新旧原反フィルムの重ね合わせ部においては、各原反フィルムの先端部の十分な領域が接合されることにより両先端部が搬送中にばたつかないことが、フィルムの良好な搬送性を実現するうえで好ましい。かかる観点を考慮すると、新旧原反フィルムの重ね合わせ部における未接合部の幅が5mm以下であることが好ましく、2mm以下であることがより好ましく、0mmである(重ね合わせ部の全面が接合されている)ことが更に好ましい。
レーザー光の照射に際する加圧強度としては、0.5乃至100kgf/cm2の範囲内であることが好ましく、10乃至70kgf/cm2の範囲内であることが更に好ましい。
したがって、前記連結装置において好ましく採用される加圧部材50としては、このような強度で加圧することが可能な部材であればそのガラス部材の形状は特に限定されず、例えば、平板、円筒、球状のものを使用することが出来る。
ガラス部材の厚みは特に限定されないが、薄すぎると歪みによって良好な加圧ができず、厚すぎるとレーザー光の利用効率が下がるため、レーザー光が透過する方向における厚みが3mm以上30mm未満であることが好ましく、5mm以上20mm未満であることが更に好ましい。
レーザー光Rの利用効率を高めるために、加圧部材として利用するガラス製部材は、用いるレーザー光波長に対して高い透明性を有することが好ましく、50%以上の光透過率を有していることが好ましく、70%以上の光透過率を有していることが更に好ましい。
すなわち、光透過性の良好なラバーシートやクッション性を有する透明樹脂シート等を備えた加圧部材40を採用することもでき、例えば、背面側がガラス製部材で構成され、ポリビニルアルコール系樹脂フィルムと接する前面側が透明ラバーシートで構成された加圧部材40を採用することができる。
このクッション層の厚みは、50μm以上5mm未満であることが好ましく、1mm以上3mm未満がさらに好ましい。
50μm未満であると、クッション性に乏しく、5mm以上の場合は、当該クッション層によってレーザー光の吸収や散乱が生じ、前記末端部1aと先端部1bとの接触界面部に到達するレーザー光のエネルギーを低下させるおそれを有する。
このクッション層は、用いるレーザー光波長に対して30%以上の光透過率を有することが好ましく、50%以上が更に好ましい。
ただし、広幅な原反フィルムをスプライス(接合)する場合、面内均一に加圧して良好な接合を全域において達成する目的で、比較的硬度が低く、クッション性のあるゴム系、樹脂系の材料で上面部が形成されているものを採用することが好ましい。
本実施形態の偏光フィルムの製造方法においては、前記原反フィルムを膨潤浴4aに浸漬させて膨潤させる膨潤工程、膨潤されたフィルムを染色浴4bに浸漬させて染色する染色工程、染色されたフィルムを架橋浴4cに浸漬させてフィルムを構成している樹脂の分子鎖を架橋させる架橋工程、該架橋工程後のフィルムを延伸浴4d内で延伸する延伸工程、該延伸工程後のフィルムを洗浄する洗浄工程、該洗浄されたフィルムを乾燥装置11で乾燥させる乾燥工程、該乾燥後のフィルムに表面保護フィルムを積層する積層工程を実施する。
そして、本実施形態の偏光フィルムの製造方法は、一つの原反ロールを前記原反フィルム供給部3にセットして、この原反フィルム供給部3から原反フィルムを連続的に送り出して、その移動経路において上記の工程を実施させて最終的に積層工程を終えた製品(偏光フィルム)を偏光フィルム巻取部10においてロール状に巻き取る巻取り工程を実施することによってなされるもので、前記原反ロールが終了する前に、新たな原反ロールから原反フィルムを繰り出して、この新たな原反フィルムの先端部1bを先行している原反ロールの末端部1aに連結する連結工程を別途実施することにより、引き続き、この新たなる原反ロールから原反フィルムを延伸装置に供給して偏光フィルムを連続的に製造させるものである。
通常、これらの原反フィルムは、上記に述べたようにロール状に巻回された原反ロールの状態で用いる。
前記ポリビニルアルコール系樹脂フィルムの形成材料であるポリマーの重合度は、一般に500〜10,000であり、1,000〜6,000の範囲であることが好ましく、1,400〜4,000の範囲にあることがより好ましい。
さらに、部分ケン化ポリビニルアルコールフィルムの場合、そのケン化度は、例えば、水への溶解性の点から、75モル%以上が好ましく、より好ましくは98モル%以上であり、98.3〜99.8モル%の範囲にあることがより好ましい。
原反フィルムの位相差値は、5nm〜100nmのものが好ましい。
また、面内均一な偏光フィルムを得る為に、ポリビニルアルコール系樹脂フィルム面内の位相差バラツキはできるだけ小さいほうが好ましく、原反フィルムとしてのポリビニルアルコール系樹脂フィルムの面内位相差バラツキは、測定波長1000nmにおいて10nm以下であることが好ましく、5nm以下であることがさらに好ましい。
したがって、レーザー接合される時の吸水状態としては、3質量%乃至40質量%の吸水率であることが好ましく、5質量%乃至25質量%の吸水率が更に好ましい。
連結される前の原反フィルムが40質量%以上の吸水率を有すると、レーザー溶着時においてフィルムの膨潤による伸展が生じやすくなり、位置ズレが激しくなるおそれを有する。
また、吸水率が3質量%未満の場合は、十分な光吸収特性が得られず、接合効率の低下を招くおそれを有する。
光吸収率:A(%)=100−T−R
また、吸水率については、乾燥前後の質量を比較することによって求められ、例えば、ポリビニルアルコール系樹脂フィルムであれば、83℃×1時間加熱して、その加熱減量を加熱前のポリビニルアルコール系樹脂フィルムの質量で除して求めることができる。
本工程においては、例えば、原反フィルム供給部3から送出される原反フィルムを前記ローラ9によって移動速度を一定に維持つつ水で満たされた膨潤浴4aに案内して水中に前記原反フィルムを浸漬させる。
これにより原反フィルムが水洗され、原反フィルム表面の汚れやブロッキング防止剤を洗浄することができるとともに、原反フィルムを水で膨潤させることで染色ムラ等の不均一性を防止する効果が期待できる。
膨潤液の温度は、20〜45℃の範囲とすることが好ましく、25〜40℃とすることが更に好ましい。
前記原反フィルムが前記膨潤液に浸漬される浸漬時間は、2〜180秒間とすることが好ましく、10〜150秒間とすることがより好ましく、30〜120秒間とすることが特に好ましい。
また、この膨潤浴中でポリビニルアルコール系樹脂フィルムを長さ方向に延伸してもよく、そのときの延伸倍率は膨潤による伸展も含めて1.1〜3.5倍程度とすることが好ましい。
前記膨潤工程を経たフィルムには、膨潤工程と同様にローラ9によって染色浴4bに貯留されている染色液中に浸漬させて染色工程を実施する。
例えば、ヨウ素等の二色性物質を含む染色液に膨潤工程を経たポリビニルアルコール系樹脂フィルムを浸漬することによって、上記二色性物質をフィルムに吸着させる方法を採用して前記染色工程を実施することができる。
前記二色性物質としては、従来公知の物質が使用でき、例えば、ヨウ素や有機染料等が挙げられる。
これらの二色性物質は、一種類のみ使用してもよいし、二種類以上を併用してもよい。
具体例としては、コンゴーレッドとスプラブルーG、スプラオレンジGLとダイレクトスカイブルーの組合せ、又は、ダイレクトスカイブルーとファーストブラックとの組合せなどが挙げられる。
前記染色浴の染色液としては、前記二色性物質を溶媒に溶解した溶液を使用できる。
前記溶媒としては、水を一般的に使用できるが、水と相溶性のある有機溶媒をさらに添加して用いても良い。
この染色液における二色性物質の濃度としては、0.010〜10質量%の範囲とすることが好ましく、0.020〜7質量%の範囲とすることがより好ましく、0.025〜5質量%とすることが特に好ましい。
このヨウ化物としては、例えば、ヨウ化カリウム、ヨウ化リチウム、ヨウ化ナトリウム、ヨウ化亜鉛、ヨウ化アルミニウム、ヨウ化鉛、ヨウ化銅、ヨウ化バリウム、ヨウ化カルシウム、ヨウ化錫、ヨウ化チタン等が挙げられる。
これらヨウ化物の添加割合は、前記染色浴において、0.010〜10質量%とすることが好ましく、0.10〜5質量%とすることがより好ましい。
これらのなかでも、ヨウ化カリウムを添加することが好ましく、ヨウ素とヨウ化カリウムの割合(質量比)は、1:5〜1:100の範囲とすることが好ましく、1:6〜1:80の範囲とすることがより好ましく、1:7〜1:70の範囲とすることが特に好ましい。
また、この染色浴中でフィルムを長さ方向に延伸しても良く、このときの累積した総延伸倍率は、1.1〜4.0倍程度とすることが好ましい。
なお、染色工程としては、前述のような染色浴に浸漬する方法以外に、例えば、二色性物質を含む水溶液を前記ポリマーフィルムに塗布または噴霧する方法を採用しても良い。
また、本発明においては、染色工程を行わずに、用いる原反フィルムとして、予め二色性物質が混ぜられたポリマー原料で成膜されたフィルムを採用しても良い。
次いで、架橋剤液を貯留する架橋浴4cにフィルムを導入し、前記架橋剤液中にフィルムを浸漬して架橋工程を実施する。
前記架橋剤としては、従来公知の物質を使用できる。
例えば、ホウ酸、ホウ砂等のホウ素化合物や、グリオキザール、グルタルアルデヒドなどを使用できる。
これらは一種類のみを用いても良いし、二種類以上を併用しても良い。
二種類以上を併用する場合には、例えばホウ酸とホウ砂の組合せが好ましく、また、その添加割合(モル比)は、4:6〜9:1の範囲とすることが好ましく、5.5:4.5〜7:3の範囲とすることがより好ましく、6:4とすることが最も好ましい。
前記架橋浴の架橋剤液としては、前記架橋剤を溶媒に溶解したものを使用できる。
前記溶媒としては、例えば水を使用できるが、さらに水と相溶性のある有機溶媒を併用しても良い。前記架橋剤液における架橋剤の濃度は、特に限定されるものではないが、1〜10質量%の範囲とすることが好ましく、2〜6質量%とすることがより好ましい。
このヨウ化物としては、例えば、ヨウ化カリウム、ヨウ化リチウム、ヨウ化ナトリウム、ヨウ化亜鉛、ヨウ化アルミニウム、ヨウ化鉛、ヨウ化銅、ヨウ化バリウム、ヨウ化カルシウム、ヨウ化錫、ヨウ化チタンなどが挙げられ、これらを添加する場合におけるヨウ化物の含有量は0.05〜15質量%とすることが好ましく、0.5〜8質量%とすることがより好ましい。
架橋剤とヨウ化物の組合せとしては、ホウ酸とヨウ化カリウムの組合せが好ましく、ホウ酸とヨウ化カリウムの割合(質量比)は、1:0.1〜1:3.5の範囲とすることが好ましく、1:0.5〜1:2.5の範囲とすることがさらに好ましい。
当該架橋工程においては、架橋浴中でフィルムを長さ方向に延伸してもよく、このときの累積した総延伸倍率は、1.1〜5.0倍程度とすることが好ましい。
なお、架橋工程としては、染色工程と同様に、架橋剤液中に浸漬させる処理方法に代えて、架橋剤含有溶液を塗布または噴霧する方法によって実施しても良い。
前記延伸工程は、染色、架橋されたポリビニルアルコール系樹脂フィルムを、例えば、累積した総延伸倍率が2〜8倍程度となるようにその長さ方向に延伸する工程であり、湿式延伸法では、延伸浴に貯留された溶液中にフィルムを浸漬した状態でその長さ方向に張力を加えて延伸を実施する。
延伸浴に貯留する溶液としては、特に限定されるわけではないが、例えば、各種金属塩、ヨウ素、ホウ素または亜鉛の化合物の添加された溶液を用いることが出来る。
この溶液の溶媒としては、水、エタノールあるいは各種有機溶媒を適宜用いることが出来る。
なかでも、ホウ酸及び/またはヨウ化カリウムをそれぞれ2〜18質量%程度添加した溶液を用いることが好ましい。
このホウ酸とヨウ化カリウムを同時に用いる場合には、その含有割合(質量比)は、1:0.1〜1:4程度、より好ましくは、1:0.5〜1:3程度の割合で用いることが好ましい。
前記延伸浴における溶液の温度としては、例えば、40〜67℃の範囲とすることが好ましく、50〜62℃とすることがより好ましい。
該洗浄工程は、例えば、水などの洗浄液の貯留された洗浄浴にフィルムを通すことにより、これより前の処理で付着したホウ酸等の不要残存物を洗い流す工程である。
前記水には、ヨウ化物を添加することが好ましく、例えば、ヨウ化ナトリウム又はヨウ化カリウムを添加することが好ましい。
洗浄浴の水にヨウ化カリウムを添加する場合、その濃度は通常0.1〜10質量%、好ましくは3〜8質量%とされる。
さらに、洗浄液の温度は、10〜60℃とすることが好ましく、15〜40℃とすることがより好ましい。
また、洗浄処理の回数、すなわち、洗浄液に浸漬した後、洗浄液から引き上げる繰り返し回数は、特に限定されることなく複数としてもよく、複数の洗浄浴に添加物の種類や濃度の異なる水を貯留しておき、これらにフィルムを通すことにより洗浄工程を実施してもよい。
なお、フィルムを各工程における浸漬浴から引き上げる際には、液ダレの発生を防止するために、従来公知であるピンチロール等の液切れロールを用いたり、エアナイフによって液を削ぎ落としたりするなどの方法により、余分な水分を取り除いても良い。
前記洗浄工程において洗浄を行ったフィルムは、前記乾燥機11に導入し、自然乾燥、風乾燥、加熱乾燥など、適宜最適な方法で乾燥させて当該乾燥工程を実施することができる。
このうち、加熱乾燥による乾燥工程を実施する場合であれば、加熱乾燥の条件は、加熱温度を20〜80℃程度、乾燥時間を1〜10分間程度とすることが好ましい。
さらには、乾燥温度は前記方法に関わらずフィルムの劣化を防ぐ目的としてできるだけ低温にすることが好ましい。
より好ましくは60℃以下であり、45℃以下とすることが特に好ましい。
本実施形態においては、以上のような工程を経たフィルムを巻取りローラにて巻き取る巻取り工程を実施することによりロール状に巻回された偏光フィルムを得ることができる。
なお、本実施形態においては、乾燥工程にて乾燥させた偏光フィルムの表面片側もしくは両側に適宜表面保護用フィルムなどを積層させる積層工程を実施してから巻取り工程を実施するようにしてもよい。
このように製造される偏光フィルムの最終的な総延伸倍率は、原反フィルムに対して、5.5〜8.0倍の範囲の内のいずれかの延伸倍率であることが好ましく、6.0〜7.0倍の範囲にの内のいずれかの延伸倍率であることがより好ましい。
上記のような延伸倍率が好ましいのは、最終的な総延伸倍率が5.5倍未満では、高い偏光特性を有する偏光フィルムを得ることが難しく、8.0倍を超えると、フィルムに破断を生じさせるおそれを有するためである。
原反ロールの全長にわたって上記のような工程を実施させることにより、偏光フィルムを効率よく連続して製造することが出来るが本実施形態においては、この原反ロールの全てが延伸装置に供給されてしまう前に、さらに次の原反ロールからポリビニルアルコール系樹脂フィルム(原反フィルム)を繰り出させて、この新たな原反フィルムの先端部1bを延伸装置で各工程が実施されている原反ロールの末端部1aに連結する連結工程を実施する。
すなわち、先行するフィルムの末端部と、次の原反フィルムの先端部とをレーザー接合手段にて連結することによって、高い偏光機能を付与するために求められる5.5倍以上の延伸倍率においても破断が発生しない接合が可能となり、接合部が通過する場合においても延伸条件を変更することなく、連続通紙できることによって、作業効率の向上、生産性の向上、歩留まりの向上及び材料ロスの削減効果が得られる。
このようにレーザー光によって溶着することによって、加熱変性を受けるエリアを、ヒートシーラーによる溶着を行うような場合に比べて減少させることができ、延伸時に歪み集中の生じにくい連結部を形成させることができる。
なお、吸水性の低い2枚のポリマーフィルムの界面に水を配して1.9μm〜2.2μmの波長を有するレーザー光を照射することも可能ではあるが、その場合には水の沸騰等によって、かえって溶着が阻害されるおそれがあり、条件の調整が必要になる。
一方で、ポリビニルアルコール系樹脂フィルムのような吸水性高分子フィルムを吸水状態で使用すると、上記のような溶着阻害を予防しつつレーザー溶着を容易に実施させることができる。
このことについて具体的に説明すると、例えば、ヒートシーラーによって連結されることによって連結部に大きな加熱変性(硬化)エリアが形成されている原反フィルムを前記延伸装置に供給し、前記膨潤浴4a、染色浴4b、架橋浴4cを、例えば、30℃前後の温度とし架橋浴4cでの総延伸倍率を5.0倍程度まで延伸させたとすると、前記加熱変性エリアにおいては殆ど延伸がされず、この加熱変性エリア前後に大きな歪みの生じた領域が形成されることになる。
そして、この連結部が延伸浴4dでさらなる延伸を受けた際に破断を生じさせることになる。
しかも、加熱変性エリアが小さいことで、各浴での薬液によって膨潤されやすくなる。
すなわち、軟化されて、より一層歪みの集中を防止させることができる。
例えば、前記膨潤浴4a、染色浴4b、架橋浴4cを30℃前後の温度としている場合では、膨潤による軟化効果はあまり期待することができないものの、延伸浴を50〜62℃としていると、この加熱変性エリアの膨潤が進行し、該加熱変性エリア自体を延伸させ得る。
すなわち、溶着における熱の影響を受けていない領域と溶着部分との延伸性を近似させることができ、破断等の問題を抑制しつつ高い倍率での延伸を実施させ得る。
このように本実施形態の偏光フィルムの製造方法においては、延伸によって破断するおそれの低い連結部を形成させることができる。
また、先にも述べたように、本実施形態においては、顔料の使用を抑制することができることから、膨潤浴や染色浴の薬液を汚損するおそれが低く、薬液の浄化に要する手間の削減を図り得るとともに、顔料が連結部以外の偏光フィルムとして利用される部分に付着して歩留りを低下させることを防止しうる。
すなわち、本実施形態においては、光吸収剤を使用せずに、あるいは、使用するにしてもその使用量を極力低減させつつ高品質な接合をポリビニルアルコール系樹脂フィルムなどの吸水性高分子フィルムに対して実施することができるとともに偏光フィルムの製造方法における効率の向上を図ることができる。
厚さが5μm以上であれば機械的強度が低下することはなく、また40μm以下であれば光学特性が低下せず、画像表示装置に適用しても薄型化を実現できる。
本実施形態により製造された偏光フィルムは、液晶セル基板に積層される偏光フィルムなどとして、液晶表示装置等に使用することができ、また液晶表示装置の他、エレクトロルミネッセンス表示装置、プラズマディスプレイ及び電界放出ディスプレイなどの各種画像表示装置における偏光フィルムとして用いることが出来る。
前記光学層としては、要求される光学特性を満たすものであれば特に限定されるものではないが、例えば、偏光フィルムの保護を目的とした透明保護層、視覚補償等を目的とした配向液晶層、他のフィルムを積層するための粘着層の他、偏光変換素子、反射板、半透過板、位相差板(1/2や1/4などの波長板(λ板)を含む)、視覚補償フィルム、輝度向上フィルムなどの画像表示装置等の形成に用いられるフィルムを用いることが出来る。
前記表面処理としては、ハードコート処理、反射防止処理、スティッキング防止や拡散ないしアンチグレアを目的とした表面処理を挙げることが出来る。
例えば、ポリビニルアルコール系樹脂フィルムと、他の熱可塑性樹脂フィルムとの接合において、ポリビニルアルコール系樹脂フィルムを吸水状態にしてレーザー溶着する場合や、フィルム以外の部材の表面に吸水状態のポリビニルアルコール系樹脂フィルムを面接させてレーザー溶着する場合も本発明の吸水性高分子フィルムの接合方法として意図する範囲のものである。
例えば、帯状の吸水性高分子フィルムを筒状に丸めて一部を重ね合せ、該重ね合せ部を吸水状態でレーザー溶着したり、吸水性高分子フィルムを半折してレーザー溶着したりするような場合も本発明の意図する範囲のものである。
なお、吸水性高分子とは、一般には、側鎖に親水基を有する高分子材料を指し、デンプンとポリアクリル酸とからなるもの、メタクリル酸メチルと酢酸ビニルとの共重合体、架橋ポリアクリル酸塩のようなものを指しており、ポリビニルアルコール系樹脂フィルムについて説明した種々の効果は、このような吸水性高分子で形成されたフィルムであれば、通常、ポリビニルアルコール系樹脂フィルムを用いる場合と同様に発揮されるものである。
そして、このような場合も本発明に係る高分子フィルムの接合方法として意図する範囲のものであり、このような場合においても、光吸収剤の使用を抑制することができ、クリーンで低コストな接合ができる点においては吸水性高分子フィルムを用いる場合と同じである。
・原反フィルム:
ポリビニルアルコール樹脂(PVA)フィルム((株)クラレ社製、厚み75μm、巾30mm)
・重ね合せ幅:
1.5mm巾
(加熱溶融接合手段)
・レーザー:
ツリウムドープファイバーレーザー(波長2μm、パワー100W、スポット径2mmφ、パワー密度3,180W/cm2、走査速度50mm/sec、積算照射量、812
7J/cm2、トップハットビーム)
・加圧部材:
石英ガラス板(10mm厚)
・加圧条件:
原反フィルム重ね合せ部へ加重50kgf/cm2で押し付け
重ね合せ配置した2枚のPVAフィルムの内の下側のPVAフィルムを吸水率18%とし、レーザー照射部における波長1.9〜2.2μmの範囲内での最大光吸収率を22%とし、上記基本条件にてレーザー接合を実施した。
その結果、特別な光吸収剤を用いることなく、良好な接合性が確認された。
得られた接合体の引張破断強度は100N/30mm巾と良好であった(引張速度50mm/min、引張試験機)。
さらに接合体を30℃の水中に1分間浸漬させたところ、異物が水中に溶け出すことは確認されなかった。
実施例1と同様の条件で、2枚の原反フィルムたるPVAフィルムを接合することにより連結した。このように連結されたPVAフィルムを図1に示すような延伸装置において延伸倍率が、膨潤浴では2.6倍、染色浴では3.4倍、架橋浴では3.6倍、延伸浴では6.0倍となるように延伸しながら搬送させ、さらに洗浄浴を通過させて、偏光フィルムを製造した。その結果、連結部で破断することなく、連続して偏光フィルムを製造することができた。
重ね合せ配置したフィルムの界面に光吸収剤(商品名「Clearweld LD120C」、米国ジェンテックス社製)を10nL/mm2となるように塗布することで波長940nmにおける光吸収率を40%とし、波長940nmの半導体レーザーを用いて90Wのパワーでレーザー照射したこと以外は上記実施例1と同様にPVAフィルムのレーザー接合を行った。
その結果、100N/30mmという良好な接合性は確認されたが、30℃の水中に1分間浸漬させて様子を観察したところ、光吸収剤起因の異物が水中に溶け出す様子が目視にて確認された。
浴、9:ローラ
Claims (5)
- ポリビニルアルコール系樹脂フィルムたる高分子フィルムの表面を、接合する相手材の表面に面接させてその界面をレーザー溶着させる高分子フィルムの接合方法であって、
前記高分子フィルムの少なくとも前記界面側を吸水状態にさせてレーザー光を照射し、前記吸水させた水にレーザー光を吸収させて前記レーザー溶着を実施することを特徴とする高分子フィルムの接合方法。 - 前記レーザー光として、1.9μm〜2.2μmの範囲の内のいずれかの波長を有しているレーザー光を使用する請求項1記載の高分子フィルムの接合方法。
- 20%以上の光吸収率を示す条件下で前記レーザー溶着を実施する請求項2記載の高分子フィルムの接合方法。
- 前記高分子フィルムが5μm〜100μmの範囲の内のいずれかの厚みを有している請求項1乃至3のいずれか1項に記載の高分子フィルムの接合方法。
- 2以上のポリビニルアルコール系樹脂フィルムが連結された原反フィルムを薬液に浸漬させて偏光フィルムを作製する偏光フィルムの製造方法であって、
原反フィルムの前記連結が、請求項1乃至4のいずれかに記載の高分子フィルムの接合方法によって実施されていることを特徴とする偏光フィルムの製造方法。
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