JP6333168B2 - 偏光板の製造方法 - Google Patents
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Description
[1]一対の貼合ロールを通るフィルム搬送経路を含む偏光板製造装置を用いて、長尺の偏光フィルムの少なくとも一方の面に接着剤層を介して長尺の保護フィルムを貼合することにより偏光板を製造するための方法であって、
前記フィルム搬送経路中にある前記保護フィルム又はその始端部に連結されていてもよい長尺の保護フィルム用リードフィルムに対して固定される部分を有するように、前記保護フィルム又は前記保護フィルム用リードフィルムにおける前記偏光フィルムが貼合される側の面に長尺の偏光フィルム用リードフィルムの一部を重ねた状態を得る第1工程と、
前記偏光フィルムの始端部と前記偏光フィルム用リードフィルムの終端部とを連結する第2工程と、
フィルム搬送により、前記保護フィルム又は前記保護フィルム用リードフィルムと前記偏光フィルム用リードフィルムとの積層体を前記一対の貼合ロールに通す第3工程と、
さらなるフィルム搬送により、前記保護フィルムと前記偏光フィルムとの積層体を、前記保護フィルムと前記偏光フィルムとの間に接着剤を介在させながら前記一対の貼合ロールに通す第4工程と、
をこの順で含む、方法。
偏光フィルムは、ポリビニルアルコール系樹脂フィルムに二色性色素が吸着配向しているものであることができ、ポリビニルアルコール系樹脂フィルムである長尺の原反フィルムに対して、例えば、膨潤処理、染色処理、ホウ酸処理、洗浄処理、乾燥処理、及び一軸延伸処理を施す製造方法によって製造することができる。本発明に係る偏光板の製造方法に用いる偏光板製造装置は、上記のような偏光フィルムの製造方法を実施するための偏光フィルム製造装置をさらに含むことができる。
膨潤処理は、ポリビニルアルコール系樹脂フィルム表面の異物除去、フィルム中の可塑剤の除去、続く染色処理での易染色性の付与、フィルムの可塑化などの目的で、必要に応じて行われる処理である。膨潤処理は、水を含む膨潤処理槽13に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り行うことができる。
染色処理は、ポリビニルアルコール系樹脂フィルムに二色性色素を吸着させる目的で行われる処理である。染色処理は、染色処理槽15に収容されたヨウ素又は水溶性二色性染料等の二色性色素を含有する染色処理浴に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り行うことができる。
ホウ酸処理は、架橋による耐水化や色相調整(フィルムが青味がかるのを防止する等)などの目的で行われる処理である。ホウ酸処理は、ホウ酸処理槽17に収容された水100重量部に対してホウ酸を1〜10重量部程度含有するホウ酸処理浴に染色処理後の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り行うことができる。
洗浄処理は、ホウ酸処理の後、ポリビニルアルコール系樹脂フィルムに付着した余分なホウ酸や二色性色素等の薬剤を除去する目的で行われる。図1には、ポリビニルアルコール系樹脂フィルムを洗浄処理槽19で水に浸漬して洗浄処理を施す場合の例を示しているが、この方法に限られるものではない。洗浄処理は、フィルムを水に浸漬させる他に、フィルムに対して水をシャワーとして噴霧したり、これらを併用したりすることによって行うことができる。
洗浄処理の後、ポリビニルアルコール系樹脂フィルムを乾燥させることにより偏光フィルム25を作製することができる。フィルムの乾燥は、乾燥炉21内を通過させることにより行うことができ、乾燥温度は例えば40〜100℃程度、炉内での滞留時間は60〜600秒程度とすることができる。
上述のように、偏光フィルム25の製造にあたって原反フィルム10は、偏光フィルム製造工程の中で、好ましくはホウ酸処理工程又はそれより前の1又は2以上の段階で一軸延伸処理される。一軸延伸処理は、空中で延伸を行う乾式延伸、浴中で延伸を行う湿式延伸のいずれであってもよく、これらの双方を行ってもよい。一軸延伸処理は、2つのニップロール間に周速差をつけて縦一軸延伸を行うロール間延伸、熱ロール延伸、テンター延伸等であることができる。膨潤処理槽13、染色処理槽15、ホウ酸処理槽17で延伸処理を行う場合は湿式延伸となる。
水分率(重量%)=(熱処理前の重量−熱処理後の重量)/熱処理前の重量×100
によって求められる。
偏光板化工程は、一対の貼合ロールを通るフィルム搬送経路を含む偏光板化装置を備えた偏光板製造装置を用いて、偏光板化工程に供給される長尺の偏光フィルム25の少なくとも一方の面に接着剤層を介して長尺の保護フィルムを貼合することにより偏光板を得るための工程であり、下記の工程:
上記フィルム搬送経路中にある保護フィルム又はその始端部に連結されていてもよい長尺の保護フィルム用リードフィルムに対して固定される部分を有するように、保護フィルム又は保護フィルム用リードフィルムにおける偏光フィルム25が貼合される側の面に長尺の偏光フィルム用リードフィルムの一部を重ねた状態を得る第1工程(「偏光フィルム用リードフィルム導入工程」ともいう。);
偏光フィルム25の始端部と偏光フィルム用リードフィルムの終端部とを連結する第2工程(「連結工程」ともいう。);
フィルム搬送により、保護フィルム又は保護フィルム用リードフィルムと偏光フィルム用リードフィルムとの積層体を上記一対の貼合ロールに通す第3工程(「リードフィルム含有積層体搬送工程」ともいう。);及び
さらなるフィルム搬送により、保護フィルムと偏光フィルム25との積層体を、保護フィルムと偏光フィルム25との間に接着剤を介在させながら上記一対の貼合ロールに通す第4工程(「偏光フィルム含有積層体搬送工程」ともいう。)
をこの順で含む。
偏光フィルム25の片面又は両面に積層される保護フィルム35,37は、透光性を有する(好ましくは光学的に透明な)熱可塑性樹脂、例えば、鎖状ポリオレフィン系樹脂(ポリプロピレン系樹脂等)、環状ポリオレフィン系樹脂(ノルボルネン系樹脂等)のようなポリオレフィン系樹脂;トリアセチルセルロース、ジアセチルセルロースのようなセルロース系樹脂;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、ポリブチレンテレフタレートのようなポリエステル系樹脂;ポリカーボネート系樹脂;メタクリル酸メチル系樹脂のような(メタ)アクリル系樹脂;ポリスチレン系樹脂;ポリ塩化ビニル系樹脂;アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン系樹脂;アクリロニトリル・スチレン系樹脂;ポリ酢酸ビニル系樹脂;ポリ塩化ビニリデン系樹脂;ポリアミド系樹脂;ポリアセタール系樹脂;変性ポリフェニレンエーテル系樹脂;ポリスルホン系樹脂;ポリエーテルスルホン系樹脂;ポリアリレート系樹脂;ポリアミドイミド系樹脂;ポリイミド系樹脂;及びこれらの混合物又は共重合物等からなるフィルムであることができる。偏光フィルム25の両面に保護フィルムが貼合される場合、これらの保護フィルムは、構成樹脂の種類、厚み、光学特性、添加剤などにおいて同じであってもよいし、異なっていてもよい。
後述する第1工程(偏光フィルム用リードフィルム導入工程)で用いる偏光フィルム用リードフィルム33は、偏光板の原料フィルムである長尺の偏光フィルム25を、偏光板製造装置が有するフィルム搬送経路に通すのに先立って当該搬送経路に通される長尺のフィルムである。
保護フィルム35,37は、接着剤層を介して偏光フィルム25に貼合される。接着剤層を形成する接着剤としては、水系接着剤、活性エネルギー線硬化性接着剤又は熱硬化性接着剤を用いることができ、好ましくは水系接着剤、活性エネルギー線硬化性接着剤である。偏光フィルム25の両面に保護フィルム35,37が貼合される場合においてこれらの保護フィルム35,37を貼合するための接着剤は、同種の接着剤であってもよいし、異種の接着剤であってもよい。
本工程は、偏光板製造装置が有する一対の貼合ロールを通るフィルム搬送経路中にある長尺の保護フィルム35,37(又は、その始端部に長尺の保護フィルム用リードフィルムが連結される場合には、このリードフィルムであってもよい。)の一方の面に長尺の偏光フィルム用リードフィルム33の一部を重ねた状態を得る工程である。上記一方の面とは、保護フィルム35,37又は保護フィルム用リードフィルムにおける偏光フィルム25が貼合される側の面を指す。偏光フィルム用リードフィルム33は、保護フィルム35,37又は保護フィルム用リードフィルムに対して固定される部分を有するように、その一部が保護フィルム35,37又は保護フィルム用リードフィルムに重ねられる。本工程は、偏光板化工程に偏光フィルム25が供給される前に実施される。
〔a〕図2、及び図2に示される実施形態における第1工程を示す図3(A)を参照して、保護フィルム35,37又は保護フィルム用リードフィルムの上記一方の面に偏光フィルム用リードフィルム33の一部を重ねた状態とし、その重ねられた積層体部分をフィルム搬送経路にある一対の貼合ロール39で挟圧する方法(以下、「第1実施形態」ともいう。)、
〔b〕図4、及び図4に示される実施形態における第1工程を示す図5(A)を参照して、偏光フィルム用リードフィルム33の始端部を保護フィルム35若しくは保護フィルム37又は保護フィルム用リードフィルムの上記一方の面に貼着する方法(以下、「第2実施形態」ともいう。)
などを挙げることができる。
本工程は、偏光フィルム25の始端部と偏光フィルム用リードフィルム33の終端部とを連結する工程である(第1工程が第1実施形態である場合については図3(B)及び図3(C)、第2実施形態である場合については図5(B)及び図5(C)参照)。本工程を実施する直前において偏光フィルム25の搬送が行われている場合(例えば、偏光フィルム製造装置において偏光フィルム25を製造しつつ、第1巻き取りロール27に巻き取る工程を実施している場合)、本工程の連結は、偏光フィルム25の搬送を停止した状態で行うか、又は連結前における偏光フィルム25の搬送速度よりも小さい搬送速度(例えば停止状態に近い速度)に調整した状態で行うことが好ましい。偏光フィルム25の搬送停止や減速のために、搬送されてくるフィルムを貯め込む滞留手段23を用いることができ、その好適な例はアキュムレータである。すなわち、滞留手段23を稼働させ(図3(B)、図5(B))、偏光フィルム25の搬送を停止又は減速した状態で連結を行う(図3(C)、図5(C))。
本工程は、第2工程の後にフィルム搬送を行って、保護フィルム35,37又は保護フィルム用リードフィルムと偏光フィルム用リードフィルム33との積層体を上記一対の貼合ロール39に通す工程である(図3(D)、図5(D))。この積層体は、保護フィルム用リードフィルム及び偏光フィルム用リードフィルム33の少なくとも一方を含む積層体であり、以下、「リードフィルム含有積層体」ともいう。フィルム搬送の開始のために滞留手段23及び保持手段30の稼働を停止するとともに、貼合ロール39や、ニップロール、第2巻き取りロール43等の駆動ロールの回転を開始する。図3(D)及び図5(D)は、偏光フィルム25と偏光フィルム用リードフィルム33との連結部分が貼合ロール39の手前まで搬送されている状態を示したものである。
本工程は、第3工程に引き続いてフィルム搬送を行うことにより、保護フィルム35,37と偏光フィルム25との積層体(以下、「偏光フィルム含有積層体」ともいう。)を、保護フィルム35,37と偏光フィルム25との間に接着剤を介在させながら貼合ロール39に通して挟圧する工程である(図6)。本工程により、偏光板製品と同じ層構成を有する長尺の偏光フィルム含有積層体が連続製造される。
第4工程で得られる、貼合ロール39を通過した偏光フィルム含有積層体は通常、貼合ロール39の下流側に設置される接着剤硬化・乾燥手段41(図6参照)に通され、接着剤の硬化工程又は乾燥工程に供される。接着剤が活性エネルギー線硬化性接着剤である場合、接着剤硬化・乾燥手段41は、活性エネルギー線照射装置であることができる。接着剤が水系接着剤又は熱硬化性接着剤である場合、接着剤硬化・乾燥手段41は、加熱装置であることができる。
(株)ニコン製のデジタルマイクロメーター「MH−15M」を用いて測定した。
偏光フィルムの水分率は、乾燥重量法により次の手順で測定した。製造した偏光フィルムから長さ100mm×幅100mmの試料片を切り出し、次いでこの試料片を105℃で120分間熱処理し、熱処理の前後における試料片の重量から下記式:
水分率(重量%)=(熱処理前の重量−熱処理後の重量)/熱処理前の重量×100
によって水分率を求めた。
図1と同様の偏光フィルム製造装置及び図2と同様の偏光板化装置を含む偏光板製造装置を用いて長尺の偏光板を巻回してなる偏光板ロールを作製した。具体的には次のとおりである。
図1を参照して、長尺のポリビニルアルコールからなる原反フィルム10〔(株)クラレ製の商品名「クラレポバールフィルムVF−PS#7500」、厚み75μm、平均重合度2400、ケン化度99.9モル%以上〕を、フィルムが弛まないように張力をかけて緊張状態を保ったまま30℃の純水を収容する膨潤処理槽13に浸漬して、原反フィルム10を十分に膨潤させた(膨潤処理工程)。引き続き、ヨウ素/ヨウ化カリウム/水が重量比で0.03/2/100の30℃の水溶液を染色処理槽15に浸しつつ一軸延伸を行った後(染色処理工程、一軸延伸工程)、ヨウ化カリウム/ホウ酸/水が重量比で12/4.4/100の55℃水溶液を収容するホウ酸処理槽17に浸漬して耐水化処理しつつ、原反フィルム10を基準とする積算延伸倍率が5.5倍になるまで一軸延伸を行った(ホウ酸処理工程、一軸延伸工程)。続いて、40℃のホウ酸水溶液を収容する2段目のホウ酸処理槽17に浸漬した後(ホウ酸処理工程)、12℃の純水を収容する洗浄処理槽19に浸漬して洗浄を行った(洗浄処理工程)。その後、乾燥炉21内を通過させることによりフィルムに70℃、3分の乾燥処理を施すことにより(乾燥処理工程)、偏光フィルム25を連続製造しつつ、第1巻き取りロール27への巻き取りを行った。乾燥処理後の偏光フィルム25の水分率は9.5重量%であり、厚みは28μmであり、フィルム幅は1280mmであった。また、第1巻き取りロール27への巻き取り速度は、16m/分とした。
図2を参照して、長尺の保護フィルム35〔位相差特性が付与された酢酸セルロース系樹脂フィルムであるコニカミノルタオプト(株)の「KC4FR−1」、厚み40μm〕及び長尺の保護フィルム37〔トリアセチルセルロースフィルムであるコニカミノルタオプト(株)の製品名「KC8UX2MW」、厚み80μm〕を、一対の貼合ロール39(回転停止状態)を含むフィルム搬送経路に通した。次いで、偏光フィルム用リードフィルム33(厚み30μmのポリエチレンフィルム)の始端部を、一対の貼合ロール39で挟圧されている2つの保護フィルム35,37の間に通して貼合ロール39に挟み込むとともに、偏光フィルム用リードフィルム33と2つの保護フィルムとが重なっている領域の一部にて、両面粘着性テープを用い、偏光フィルム用リードフィルム33を保護フィルム35における偏光フィルム25との貼合面に貼着した(第1工程)。
偏光フィルム25の第1巻き取りロール27への巻き取り速度、第3及び第4工程におけるフィルム搬送速度、並びに偏光板の巻き取り速度を25m/分としたこと以外は実施例1と同様にして偏光板ロールを製造した。偏光板化工程において偏光フィルム25に裂けや破断は認められなかった。
原反フィルム10に厚み50μmのポリビニルアルコールフィルム〔(株)クラレ製の「クラレポバールフィルムVF−PE#5000」、平均重合度2400、ケン化度99.9モル%以上〕を用いたこと以外は実施例1と同様にして偏光板ロールを製造した。偏光フィルム25の厚みは20μmであった。偏光板化工程において偏光フィルム25に裂けや破断は認められなかった。
原反フィルム10に厚み30μmのポリビニルアルコールフィルム〔(株)クラレ製の「クラレポバールフィルムVF−PE#3000」、平均重合度2400、ケン化度99.9モル%以上〕を用いたこと以外は実施例1と同様にして偏光板ロールを製造した。偏光フィルム25の厚みは12μmであった。偏光板化工程において偏光フィルム25に裂けや破断は認められなかった。
偏光板化工程において、保護フィルム35及び保護フィルム37を一対の貼合ロール39(回転停止状態)を含むフィルム搬送経路に通した後、偏光フィルム用リードフィルム33を用いることなく、偏光フィルム製造工程で得られた偏光フィルム25の始端部を手作業で、一対の貼合ロール39で挟圧されている2つの保護フィルム35,37の間に通して貼合ロール39に挟み込み、その後、第4工程以降を実施したこと以外は実施例1と同様にして偏光板ロールを製造した。かかる一連の偏光板化工程を複数回実施すると、2回に1回の頻度で、偏光板化工程において偏光フィルム25に破断が発生し、原料と時間を大幅にロスした。
偏光フィルム25の第1巻き取りロール27への巻き取り速度、第3及び第4工程におけるフィルム搬送速度、並びに偏光板の巻き取り速度を25m/分としたこと以外は比較例1と同様にして偏光板ロールを製造した。しかしながら、偏光板化工程において偏光フィルム25の破断が多発し、保護フィルムの貼合ができず、偏光板を作製することができなかった。
原反フィルム10に厚み50μmのポリビニルアルコールフィルム〔(株)クラレ製の「クラレポバールフィルムVF−PE#5000」、平均重合度2400、ケン化度99.9モル%以上〕を用いたこと以外は比較例1と同様にして偏光板ロールを製造した。しかしながら、偏光板化工程において偏光フィルム25の破断が多発し、保護フィルムの貼合ができず、偏光板を作製することができなかった。
Claims (10)
- 一対の貼合ロールを通るフィルム搬送経路を含む偏光板製造装置を用いて、長尺の偏光フィルムの少なくとも一方の面に接着剤層を介して長尺の保護フィルムを貼合することにより偏光板を製造するための方法であって、
前記フィルム搬送経路中にある前記保護フィルム又はその始端部に連結されていてもよい長尺の保護フィルム用リードフィルムに対して固定される部分を有するように、前記保護フィルム又は前記保護フィルム用リードフィルムにおける前記偏光フィルムが貼合される側の面に長尺の偏光フィルム用リードフィルムの一部を重ねた状態を得る第1工程と、
前記偏光フィルムの始端部と前記偏光フィルム用リードフィルムの終端部とを連結する第2工程と、
フィルム搬送により、前記保護フィルム又は前記保護フィルム用リードフィルムと前記偏光フィルム用リードフィルムとの積層体を前記一対の貼合ロールに通す第3工程と、
さらなるフィルム搬送により、前記保護フィルムと前記偏光フィルムとの積層体を、前記保護フィルムと前記偏光フィルムとの間に接着剤を介在させながら前記一対の貼合ロールに通す第4工程と、
をこの順で含む、方法。 - 前記第1工程において偏光フィルム用リードフィルムは、前記保護フィルム又は前記保護フィルム用リードフィルムに重ね合わされた状態で前記一対の貼合ロールによって挟圧されることで前記保護フィルム又は前記保護フィルム用リードフィルムに対して固定される、請求項1に記載の方法。
- 前記第1工程において偏光フィルム用リードフィルムは、その始端部が前記保護フィルム又は前記保護フィルム用リードフィルムにおける前記偏光フィルムが貼合される側の面に貼着されることで前記保護フィルム又は前記保護フィルム用リードフィルムに対して固定される、請求項1又は2に記載の方法。
- 前記第2工程における連結は、前記偏光フィルムの搬送を停止した状態で行うか、又は連結前における前記偏光フィルムの搬送速度よりも小さい搬送速度に調整した状態で行う、請求項1〜3のいずれか1項に記載の方法。
- 前記第2工程における連結は、前記偏光フィルム用リードフィルムの搬送が停止状態にあり、かつ、前記偏光フィルム用リードフィルムの少なくとも前記終端部を保持手段に保持させた状態で行う、請求項1〜4のいずれか1項に記載の方法。
- 前記保持手段は、吸引によって前記偏光フィルム用リードフィルムを保持するものである、請求項5に記載の方法。
- 前記一対の貼合ロールを通過後の積層体のうち、前記保護フィルム用リードフィルム及び前記偏光フィルム用リードフィルムの少なくとも一方を含む積層体部分を切断除去し、その後の積層体部分のみをロール状に巻き取る第5工程をさらに含む、請求項1〜6のいずれか1項に記載の方法。
- 前記偏光フィルムは、その厚みが25μm以下である、請求項1〜7のいずれか1項に記載の方法。
- 前記偏光フィルムは、その幅が1000mm以上である、請求項1〜8のいずれか1項に記載の方法。
- 前記第3工程及び前記第4工程におけるフィルム搬送速度が10m/分以上である、請求項1〜9のいずれか1項に記載の方法。
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