JP6076523B1 - 積層光学フィルムの製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】ナーリング部を有する光学フィルムを一対の貼合ロールにより他のフィルムと圧着する場合であっても、製造される積層光学フィルムのナーリング部にシワが発生しにくい積層光学フィルムの製造方法を提供する。【解決手段】回転する一対の貼合ロール７ａ，７ｂの間に、第１の光学フィルム２と、第１の光学フィルム２の片面側又は両面側に接着剤層，又は粘着剤層を介して配置した第２の光学フィルム３，３と、を導入し、一対の貼合ロール７ａ，７ｂによって第１の光学フィルム２と第２の光学フィルム３，３とを加圧して貼合する、積層光学フィルムの製造方法であって、第１の光学フィルム２及び第２の光学フィルム３の少なくとも一方は、幅方向の縁部にナーリング部３ａ，３ａを有し、一対の貼合ロール７ａ，７ｂは、ナーリング部３ａ，３ａを加圧することを避けながら第１の光学フィルム２と第２の光学フィルム３，３とを貼合する。【選択図】図４
Description
本発明は、積層光学フィルムの製造方法に関する。
従来、少なくとも二枚の光学フィルムを、接着剤層又は粘着剤層を介して一対の貼合ロール間を通過させることによって圧着する積層光学フィルムの製造方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。
他方、長尺の光学フィルムをロール状に巻いたときの巻きずれや変形を防止するために、光学フィルムの流れ方向に沿った両端部に、ナーリングと呼ばれる微小な凹凸を帯状に付与することが行われている（例えば、特許文献２参照）。
ナーリングが付与された部分（ナーリング部）を有する光学フィルムを一対の貼合ロールにより他のフィルムと圧着して積層光学フィルムを製造すると、ナーリング部にシワが発生しやすく、積層光学フィルムとしての品質が低下しやすい。
そこで本発明は、ナーリング部を有する光学フィルムを一対の貼合ロールにより他のフィルムと圧着する場合であっても、製造される積層光学フィルムのナーリング部にシワが発生しにくい積層光学フィルムの製造方法を提供することを目的とする。
本発明は、回転する一対の貼合ロールの間に、第１の光学フィルムと、第１の光学フィルムの片面側又は両面側に接着剤層又は粘着剤層を介して配置した第２の光学フィルムと、を導入し、一対の貼合ロールによって第１の光学フィルムと第２の光学フィルムとを加圧して貼合する、積層光学フィルムの製造方法であって、第１の光学フィルム及び第２の光学フィルムの少なくとも一方は、幅方向の縁部にナーリング部を有し、一対の貼合ロールは、ナーリング部を加圧することを避けながら第１の光学フィルムと第２の光学フィルムとを貼合する。
この製造方法によれば、ナーリング部が貼合ロールによって加圧されないので、製造される積層光学フィルムのナーリング部にシワが発生しにくい。
一対の貼合ロールは、少なくとも一方の貼合ロールが弾性ロールであってもよい。従来ナーリング部に発生していたシワは、貼合ロールが弾性ロールである場合に発生しやすかったので、貼合ロールが弾性ロールである場合は本発明を適用するのに好適である。
第１の光学フィルムと第２の光学フィルムとは、接着剤層を介して貼合され、一対の貼合ロールの延在方向における接着剤層の幅は、第１の光学フィルムの幅よりも広くなっていてもよい。この場合、第１の光学フィルムと第２の光学フィルムとを良好に接着することができる。
また、一対の貼合ロールは、ナーリング部に接触することを避けるようにして第１の光学フィルムと第２の光学フィルムとを貼合してもよい。この場合、貼合ロールはナーリング部に接触さえしないので、ナーリング部にシワが発止することが一層防止される。
本発明によれば、ナーリング部を有する光学フィルムを一対の貼合ロールにより他のフィルムと圧着する場合であっても、製造される積層光学フィルムのナーリング部にシワが発生しにくい積層光学フィルムの製造方法を提供することができる。
以下、本発明の好適な実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、各図において同一部分又は相当部分には同一符号を付し、重複する説明は省略する。
図１に示されているとおり、本実施形態の製造方法で製造される積層光学フィルム１は、第１の光学フィルム２と、その両面側に接着剤層５を介して接着された第２の光学フィルム３，３とを備えている。積層光学フィルム１は長尺であって、ロール状に巻かれて保存される。
第２の光学フィルム３，３は互いに幅が等しく、いずれも、幅方向の縁部の両面にナーリング部３ａ，３ａを有している。ナーリング部３ａ，３ａは、積層光学フィルム１の製造時に搬送される方向（図示手前方向）に沿って帯状に、且つ互いに平行に付されている。
図２（Ａ）〜（Ｃ）は、ナーリング部３ａの例を模式的に示す第２の光学フィルム３の側端部の断面図である。図２（Ａ）は、片面（図では上面）に突起を設け、反対側の面（図では下面）には該突起に対応する位置に凹陥を設けた例であり、図２（Ｂ）は、片面（図では上面）に突起及び凹陥を設け、反対側の面（図では下面）は平滑面とした例であり、図２（Ｃ）は、両面に突起及び凹陥を設けた例である。
本実施形態においてナーリング部とは、第２の光学フィルム３の側端部において両面のいずれかの面で突起又は凹陥の形成が開始される幅方向の位置の内、一番内側の位置から一番外側の位置までをナーリング部という。本実施形態において、第２の光学フィルム３に施されているナーリング部３ａは、図２（Ａ）〜（Ｃ）のいずれの形態であってもよくまたこれらの形態に限定されない。ナーリング部３ａの幅は限定されないが、各側端部においてそれぞれフィルム全体の幅の０．５〜５％程度であり、５〜３０ｍｍ程度である。
ナーリング部３ａに設ける突起や凹陥の形状として、図２（Ａ）〜（Ｃ）の各例では台形を示したが、この台形は、円錐台形であってもよいし、角柱台形であってもよい。また、台形以外の形状としては、例えば、円柱や角柱、円錐や角錐などが挙げられ、不定形であってもよい。２種以上の形状を混在させることも可能である。
本実施形態では、フィルムにナーリング加工を施す際、そのナーリング高さを２〜１０μｍ、好ましくは３〜６μｍに調整する。ここで、ナーリング高さとは、ナーリング部３ａの厚さから、ナーリング加工が施されていない部分の厚さを差し引いた値であり、図２（Ａ）〜（Ｃ）の各例では、ナーリング部３ａの厚さｔ’から、ナーリング加工が施されていない部分の厚さｔを差し引いた「ｔ’−ｔ」の値である。ナーリング高さがあまり小さいと、フィルムの巻き取り外観不良を十分に抑制できず、あまり大きいと、ナーリング加工時や加工後にフィルムが破断し易くなる。なお、ナーリング加工が施されていない部分が厚さ較差を有する場合は、その平均厚さを用いてナーリング高さを算出すればよいが、その際、ナーリング高さが該較差を上回るようにするのがよい。
また、ナーリング加工が施されていない部分の厚さ、すなわち第２の光学フィルム３の厚さは、積層光学フィルム１の薄膜化の観点から薄いことが好ましいが、薄すぎると強度が低下して加工性に劣る。５〜９０μｍ以下であることが好ましく、より好ましくは５〜６０μｍ、さらに好ましくは５〜５０μｍである。
上記のようなナーリング部３ａを有することにより、長尺の光学フィルムをロール状に巻いた際の巻きずれや変形、光学フィルム搬送時にフィルムの端部でのカール等の変形発生を防止することができる。ナーリング部３ａの高さは、２〜１０μｍと僅かではあるが、第１の光学フィルム２と第２の光学フィルム３との貼合時に、このナーリング部３ａに対しロールから加圧されるとナーリング部の凹凸が基点となって、シワが発生しやすくなる。
接着剤層５は、第２の光学フィルム３に付されたナーリング部３ａ，３ａ間に収まる幅で存在している。すなわち、接着剤層５の幅は、第２の光学フィルム３の幅よりも狭い。
接着剤層５の幅は、第１の光学フィルム２の幅よりも広いことが好ましい。この場合、第１の光学フィルム２と第２の光学フィルム３とを良好に接着することができる。
ここで、各部材の種類や材料について例示する。光学フィルムの組み合わせとして、第１の光学フィルム２が偏光子であり、第２の光学フィルム３が保護フィルムである場合が挙げられる。このとき、製造される積層光学フィルム１は偏光板である。
偏光子の材料としては、従来から偏光板の製造に使用されている公知の材料を用いることができ、例えば、ポリビニルアルコール系樹脂、ポリ酢酸ビニル樹脂、エチレン／酢酸ビニル（ＥＶＡ）樹脂、ポリアミド樹脂、ポリエステル系樹脂等が挙げられる。なかでもポリビニルアルコール系樹脂が好ましい。フィルム状に成形するときは、一軸延伸したフィルムにヨウ素又は二色性染料による染色を施し、ついでホウ酸処理することが好ましい。
偏光子の厚さは、２〜７５μｍであることが好ましく、２〜５０μｍであることがより好ましく、２〜３０μｍであることが更に好ましい。
保護フィルムは、偏光子の主面や端部の割れや傷つきを防止するフィルムである。ここで「保護フィルム」とは、偏光子に種々積層され得るフィルムのなかでも、偏光子に最も近い位置に物理的に積層されたフィルムを指している。
保護フィルムは、偏光板の分野で知られている各種の透明樹脂フィルムで構成することができる。例えば、トリアセチルセルロースを代表例とするセルロース系樹脂、ポリプロピレン系樹脂を代表例とするポリオレフィン系樹脂、ノルボルネン系樹脂を代表例とする環状オレフィン系樹脂、ポリメチルメタクリレート系樹脂を代表例とするアクリル系樹脂、ポリエチレンテレフタレート系樹脂を代表例とするポリエステル系樹脂等が挙げられる。なかでも、セルロース系樹脂が代表的である。
二枚の保護フィルムは、互いに同種の材料からなっていてもよいし、別種の材料からなっていてもよい。
保護フィルムとしては、光学機能を有しないフィルムであってもよいし、位相差フィルムや輝度向上フィルムといった光学機能を併せもつフィルムであってもよい。
保護フィルムの厚さは、５〜９０μｍであることが好ましく、５〜８０μｍであることがより好ましく、５〜５０μｍであることが更に好ましい。
接着剤層５をなす接着剤としては、従来から偏光板の製造に使用されている各種の接着剤を使用することができる。例えば、耐候性や屈折率、カチオン重合性等の観点から、分子内に芳香環を含まないエポキシ樹脂が好ましい。また、活性エネルギー線（紫外線又は熱線）の照射によって硬化するものが好ましい。
エポキシ樹脂としては、例えば水素化エポキシ樹脂、脂環式エポキシ樹脂、脂肪族エポキシ樹脂等が好ましい。エポキシ樹脂に対して、重合開始剤（例えば紫外線照射で重合させるための光カチオン重合開始剤、熱線照射によって重合させるための熱カチオン重合開始剤）や、更に他の添加剤（増感剤等）を添加して、塗布用のエポキシ樹脂組成物を調製して使用することができる。
また、接着剤としては、アクリルアミド、アクリレート、ウレタンアクリレート、エポキシアクリレート等のアクリル系樹脂や、ポリビニルアルコール系の水系接着剤を使用することもできる。
製造される偏光板は、液晶セル等の表示用セル（画像表示素子）の片面又は両面に貼着されるものである。偏光板は、保護フィルム上に積層される他の光学層を更に含むことができる。他の光学層としては、ある種の偏光を透過し、それと逆の性質を示す偏光を反射する反射型偏光フィルム；表面に凹凸形状を有する防眩機能付フィルム；表面反射防止機能付フィルム；表面に反射機能を有する反射フィルム；反射機能と透過機能とを併せ持つ半透過反射フィルム；視野角補償フィルム等が挙げられる。
偏光子と二枚の保護フィルムの三層からなる偏光板の厚さは、１０〜５００μｍであることが好ましく、１０〜３００μｍであることがより好ましく、１０〜２００μｍであることが更に好ましい。
光学フィルムの他の組み合わせとして、第１の光学フィルム２が上記偏光板であり、第２の光学フィルム３がセパレータ又は仮保護フィルムである場合が挙げられる。このとき、接着剤層５の代わりに粘着剤層が用いられ、製造される積層光学フィルム１は「セパレータ付き偏光板」又は「仮保護フィルム付き偏光板」である。
粘着剤層は、偏光板を他の物品（例えば液晶セル）に貼着させるときに機能する層である。粘着剤層は、アクリル系樹脂や、シリコーン系樹脂、ポリエステル、ポリウレタン、ポリエーテル等で構成することができる。
粘着剤層の厚さは、２〜５００μｍであることが好ましく、２〜２００μｍであることがより好ましく、２〜５０μｍであることが更に好ましい。
偏光板に粘着剤層を積層する方法としては、例えば、偏光板に上記樹脂や任意の添加成分を含む溶液を塗布する方法でもよく、セパレータ上に当該溶液で粘着剤層を形成した後に保護フィルムに積層する方法でもよい。
セパレータは、粘着剤層の保護や異物の付着防止等を目的として貼着される剥離可能なフィルムであって、偏光板の使用時に剥がされて粘着剤層が露出される。セパレータは、例えばポリエチレンのようなポリエチレン系樹脂、ポリプロピレンのようなポリプロピレン系樹脂、ポリエチレンテレフタレートのようなポリエステル系樹脂等で構成することができる。中でも、ポリエチレンテレフタレートの延伸フィルムが好ましい。
セパレータの厚さは、２〜５００μｍであることが好ましく、２〜２００μｍであることがより好ましく、２〜１００μｍであることが更に好ましい。
仮保護フィルムは、偏光板から剥離することが可能なフィルムであり、仮保護フィルムを積層した偏光板の表面を損傷、摩損等から保護するためのフィルムである。仮保護フィルムの材料としては、上記保護フィルムと同様のものを用いることができ、なかでもポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリエチレンイソフタレート、ポリブチレンテレフタレート等のポリエステル系樹脂が好ましい。
仮保護フィルムは、偏光板に積層された後、偏光板の使用時まで偏光板に貼合されており、使用時において偏光板から剥離される。
仮保護フィルムの厚さは、２〜５００μｍであることが好ましく、２〜２００μｍであることがより好ましく、２〜１００μｍであることが更に好ましい。
次に、本実施形態の製造方法について説明する。第１の光学フィルム２と第２の光学フィルム３，３とは、図３に示されているとおり、これらを搬送しながら一対の回転する貼合ロール７ａ，７ｂ間に導入し、貼合ロール７ａ，７ｂによって互いに加圧することによって貼合される。貼合された両フィルムは貼合ロール７ａ，７ｂ間を通過し、積層体４となって搬送される。なお、図３では接着剤層５を省略して描いている。
ここで、貼合ロール７ａ，７ｂ間における両フィルムの配置は、図４に示されているとおり、第１の光学フィルム２の存在幅が第２の光学フィルム３の二つのナーリング部３ａ，３ａ間に位置するように、且つ、二枚の第２の光学フィルム３，３のナーリング部３ａ，３ａが互いに対面するようにする。なお、図４では図面を見やすくするために貼合ロール７ａ，７ｂを積層体４から離して描いている。
接着剤層５は、第２の光学フィルム３の二つのナーリング部３ａ，３ａ間に収まる幅、且つ、第１の光学フィルム２の幅よりも広い幅を有している。そして、接着剤層５は、第２の光学フィルム３の二つのナーリング部３ａ，３ａ間に内包されるように、且つ、第１の光学フィルム２の存在幅を内包するように位置している。接着剤層５は、第２の光学フィルム３の面のうち第１の光学フィルム２に対面する面に上記接着剤を塗布して設けることができる。
一対の貼合ロール７ａ，７ｂは、より詳細には弾性ロール７ａと金属ロール７ｂとからなっている。ここで「弾性ロール」とは、ロールの最外層が例えばゴムのような弾性体で構成されているロールをいう。弾性ロール７ａは、その全体がゴムから構成されていてもよいし、中心部は金属からなり最外層のみがゴムから構成されていてもよい。ゴムの材料としては、ニトリルブタジエン系ゴム、ウレタン系ゴム、シリコーン系ゴム等が挙げられる。
弾性ロール７ａの幅（搬送方向に垂直な方向の延在幅）は、これに接触する第２の光学フィルム３が有する二つのナーリング部３ａ，３ａ間の距離よりも狭く（小さく）、接着剤層５の幅よりも広い（大きい）。そして、弾性ロール７ａは、二つのナーリング部３ａ，３ａ間に内包されるように、且つ、接着剤層５の存在幅を内包するように位置している。ここで弾性ロール７ａの幅とは、貼合に寄与する有効接触面となる部分と同径を維持しながら延びている部分の全幅を意味する。例えば、弾性ロール７ａの端部側において幅方向の一部が縮径し第２の光学フィルム３と接触しない部分がある場合は、縮径した部分を除いた部分の幅を弾性ロール７ａの全幅とする。
金属ロール７ｂの幅は、これと接触する第２の光学フィルム３の幅よりも広く、第２の光学フィルム３の幅の全体を内包するように位置している。貼合時、当該第２の光学フィルム３が有するナーリング部３ａ，３ａは、金属ロール７ｂに接触する。
一対の貼合ロール７ａ，７ｂは、第１の光学フィルム２と第２の光学フィルム３，３とを、接着剤層５を介した状態で加圧（ニップ）して、第１の光学フィルム２と第２の光学フィルム３，３とを貼合する。このとき、二枚の第２の光学フィルム３，３のいずれのナーリング部３ａも、加圧されることが避けられる。すなわち、弾性ロール７ａ側の第２の光学フィルム３が有するナーリング部３ａ，３ａは、弾性ロール７ａには接触さえしておらず、他方、金属ロール７ｂ側の第２の光学フィルム３が有するナーリング部３ａ，３ａは、金属ロール７ｂに接触はしているが、弾性ロール７ａ側の存在幅が足りないので加圧されることはない。
貼合に際し、一対の貼合ロール７ａ，７ｂは、これら自身はフィルムを加圧する機構を有していなくてもよく、代わりにこれらに接触するように設けられた一対の押圧ロールによって押圧されてフィルムを加圧する態様としてもよい。
貼合により作製された積層体４はその後、接着剤層５が硬化することで、図１に示された積層光学フィルム１として完成する。
上記製造方法によれば、ナーリング部３ａが一対の貼合ロール７ａ，７ｂによって加圧されないので、製造される積層光学フィルム１のナーリング部３ａにシワが発生しにくい。
また、接着剤層５の幅が第１の光学フィルム２の幅よりも広くなっているので、第１の光学フィルム２と第２の光学フィルム３とが良好に接着される。また、弾性ロール７ａが接着剤層５の存在幅を内包するように位置しているので、第１の光学フィルム２と第２の光学フィルム３とが一層良好に接着される。
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に何ら限定されるものではない。例えば、上記実施形態では、一対の貼合ロール７ａ，７ｂが弾性ロール７ａと金属ロール７ｂの組み合わせである態様を示したが、一対の貼合ロール７ａ，７ｂは二本の弾性ロールからなっていてもよいし、二本の金属ロールからなっていてもよい。
また、上記実施形態では、二枚の第２の光学フィルム３，３がいずれもナーリング部３ａを有している態様を示したが、いずれか一方の第２の光学フィルム３がナーリング部３ａを有していなくてもよい。
また、上記実施形態では、金属ロール７ｂの幅がこれと接触する第２の光学フィルム３の幅よりも広く、金属ロール７ｂが第２の光学フィルム３の幅の全体を内包するように位置している態様を示したが、金属ロール７ｂの幅を第２の光学フィルム３の二つのナーリング部３ａ，３ａ間の距離よりも狭くし、金属ロール７ｂが二つのナーリング部３ａ，３ａ間に内包されるように位置している態様としてもよい。この場合、一対の貼合ロール７ａ，７ｂが、ナーリング部３ａ，３ａに接触することを避けるようにして第１の光学フィルム２と第２の光学フィルム３とが貼合されるので、ナーリング部３ａにシワが発止することが一層防止される。
また、上記実施形態では、第１の光学フィルム２がナーリング部を有していない態様を示したが、第１の光学フィルム２もナーリング部を有していてもよい。この場合、弾性ロール７ａの幅は、第１の光学フィルム２のナーリング部間の距離よりも狭くし、且つ弾性ロール７ａが当該ナーリング部間に内包されるように位置するようにする。
また、第１の光学フィルム２、第２の光学フィルム３及び接着剤層５の各幅の大小関係は、上記実施形態の大小関係に限定されず、任意のものとすることができる。
また、上記実施形態では、一枚の第１の光学フィルム２と二枚の第２の光学フィルム３とを貼合する態様（三枚貼合）を示したが、一枚の第１の光学フィルム２と一枚の第２の光学フィルム３とを貼合する態様（二枚貼合）としてもよい。
また、上記実施形態では第１の光学フィルム２として偏光要素を含むフィルムを示したが、第１の光学フィルム２は偏光要素を含まない光学フィルムであってもよい。
１…積層光学フィルム、２…第１の光学フィルム、３…第２の光学フィルム、３ａ…ナーリング部、４…積層体、５…接着剤層、７ａ…弾性ロール（貼合ロール）、７ｂ…金属ロール（貼合ロール）。
Claims (4)
- 回転する一対の貼合ロールの間に、第１の光学フィルムと、前記第１の光学フィルムの片面側又は両面側に接着剤層又は粘着剤層を介して配置した第２の光学フィルムと、を導入し、前記一対の貼合ロールによって前記第１の光学フィルムと前記第２の光学フィルムとを加圧して貼合する、積層光学フィルムの製造方法であって、
前記第１の光学フィルム及び前記第２の光学フィルムの少なくとも一方は、幅方向の縁部にナーリング部を有し、
前記一対の貼合ロールは、前記ナーリング部を加圧することを避けながら前記第１の光学フィルムと前記第２の光学フィルムとを貼合する、積層光学フィルムの製造方法。 - 前記一対の貼合ロールは、少なくとも一方の貼合ロールが弾性ロールである、請求項１記載の積層光学フィルムの製造方法。
- 前記第１の光学フィルムと前記第２の光学フィルムとは、前記接着剤層を介して貼合され、
前記一対の貼合ロールの延在方向における前記接着剤層の幅は、前記第１の光学フィルムの幅よりも広い、請求項１又は２記載の積層光学フィルムの製造方法。 - 前記一対の貼合ロールは、前記ナーリング部に接触することを避けるようにして前記第１の光学フィルムと前記第２の光学フィルムとを貼合する、請求項１〜３のいずれか一項記載の積層光学フィルムの製造方法。
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