CN112770909A - 层叠偏振膜的制造方法以及层叠偏振膜的制造装置 - Google Patents

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Abstract

提供一种能够使色相等光学特性收敛在一定范围内的层叠偏振膜的制造方法等。该制造方法包括：层叠偏振膜制作工序，通过使包含偏振元件的膜(11)和其它膜(12，13)经由活性能量射线固化型粘接剂而贴合，并从活性能量射线照射装置(56)向所述粘接剂照射活性能量射线并使其固化，由此制作层叠偏振膜(1)，其中，活性能量射线照射装置具备活性能量射线照射源(56a)和收纳该活性能量射线照射源的壳体(56b)，在层叠偏振膜制作工序中，控制对壳体的内部进行冷却的制冷剂的供给量和/或制冷剂的温度，以使壳体的内部温度的变化收敛于一定范围内。

Description

层叠偏振膜的制造方法以及层叠偏振膜的制造装置
技术领域
本发明涉及通过经由粘接剂将包含偏振元件的膜和其它膜贴合而制造层叠偏振膜的方法及其制造装置。特别地，本发明涉及能够使层叠光学膜的色相等光学特性收敛在一定范围内的层叠偏振膜的制造方法及制造装置。
背景技术
以往，作为液晶显示装置或偏光太阳镜等的构成材料，使用包含偏振元件的层叠偏振膜。作为层叠偏振膜，例如使用包含用碘等二色性物质进行了染色的偏振元件和保护该偏振元件的保护膜的层叠膜。
关于这样的层叠偏振膜，例如如专利文献1及2所记载的那样，通过在保护膜上涂敷光固化型粘接剂这样的活性能量射线固化型粘接剂而形成粘接剂层，并经由该粘接剂层而将保护膜和偏振元件粘接而得到。
在专利文献1、2中记载了将紫外线等活性能量射线照射在上述粘接剂上而使其固化。
[现有技术文献]
[专利文献]
专利文献1：日本特开2012-007080号公报
专利文献2：日本特开2018-092186号公报
发明内容
发明要解决的课题
但是，已知如下情况，即如果将活性能量射线连续地照射于活性能量射线固化型粘接剂而连续地制造层叠偏振膜，则与在活性能量射线的照射开始时得到的(初期被制造的)层叠偏振膜相比，层叠偏振膜的色相(例如，平行b值)等光学特性有变化。对于层叠偏振膜，要求对应于要求规范的稳定的光学特性，因此，要求以光学特性收敛于一定的范围的方式进行制造。
因此，本发明的课题在于提供一种能够将层叠光学膜的色相等光学特性收敛在一定范围内的层叠偏振膜的制造方法及制造装置。
用于解决课题的手段
为了解决上述课题，本发明人等对层叠偏振膜的色相(具体而言，平行b值)发生变化的原因反复进行了深入研究。具体而言，当活性能量射线照射装置为在壳体内收纳活性能量射线照射源，向该壳体内部供给制冷剂(具体而言为空气)来冷却壳体内部，并将供给冷却后的制冷剂从壳体排出的结构时，存在层叠偏振膜的色相发生变化的情况，因此使用该装置反复进行了深入研究。
其结果，首先，如图7中的(a)所示，可知，随着从开始照射活性能量射线起经过时间，排气温度(作为被排出的制冷剂的空气的温度)逐渐上升。
而且，如图7中的(b)所示，可知，随着排气温度上升，平行b值也有上升的倾向。即，可知排气温度和平行b值具有正的相关关系。在本发明人等的推测中，认为随着排气温度的上升，壳体的内部温度也上升，进而被照射活性能量射线的偏振元件的气氛温度也上升，结果，偏振元件的光学特性发生变化，由此层叠偏振膜的平行b值的值上升。
基于上述的见解，本发明人等想到，如果控制对壳体的内部进行冷却的制冷剂的供给量和/或制冷剂的温度，以使壳体的内部温度的变化收敛于一定范围内，则能够使平行b值等层叠光学膜的光学特性的变化收敛于一定的范围，从而完成了本发明。
即，为了解决上述课题，本发明提供一种层叠偏振膜的制造方法，包括：粘接剂涂敷工序，分别运送包含偏振元件的膜和其它膜，在它们的运送过程中，对包含所述偏振元件的膜以及所述其它膜中的至少一者涂敷活性能量射线固化型粘接剂；以及层叠偏振膜制作工序，通过使包含所述偏振元件的膜和所述其它膜经由所述粘接剂而贴合，并且从活性能量射线照射装置向所述粘接剂照射活性能量射线并使其固化，由此，制作层叠偏振膜，其中，所述活性能量射线照射装置具备活性能量射线照射源和收纳该活性能量射线照射源的壳体，在所述层叠偏振膜制作工序中，控制对所述壳体的内部进行冷却的制冷剂的供给量和/或所述制冷剂的温度，以使所述壳体的内部温度的变化收敛于一定范围内。
根据本发明，由于进行控制以使壳体的内部温度的变化收敛于一定范围内，因此能够使与壳体的内部温度(被照射活性能量射线的偏振元件的气氛温度)具有相关性的层叠光学膜的色相等光学特性的变化收敛于一定的范围。
另外，在对冷却壳体的内部的制冷剂的供给量以及制冷剂的温度双方进行控制的情况下，可以采用对双方同时按照预先设定的每个规定的变更量进行变更的控制，也可以采用将任意一方变更到规范上的界限等，之后在壳体的内部温度的变化未收敛于一定范围内时，对另一方进行变更的控制。
优选在所述层叠偏振膜制作工序中，控制所述制冷剂的供给量和/或所述制冷剂的温度，以使所述壳体的内部温度的变化的绝对值成为5℃以内。
优选在所述层叠偏振膜制作工序中，控制对所述壳体的内部进行冷却的制冷剂的供给量和/或所述制冷剂的温度，以使所述层叠偏振膜的平行b值的变化的绝对值成为0.2以内。
另外，为了解决所述课题，本发明还提供一种层叠偏振膜的制造装置，具备：分别运送包含偏振元件的膜和其它膜的运送装置；对包含所述偏振元件的膜以及所述其它膜中的至少一者涂敷活性能量射线固化型粘接剂的粘接剂涂敷装置；对经由所述粘接剂而贴合的包含所述偏振元件的膜以及所述其它膜间的所述粘接剂照射活性能量射线而使其固化的活性能量射线照射装置；以及控制所述活性能量射线照射装置的控制装置，其中，所述活性能量射线照射装置具备活性能量射线照射源和收纳该活性能量射线照射源的壳体，所述控制装置控制对所述壳体的内部进行冷却的制冷剂的供给量和/或所述制冷剂的温度，以使所述壳体的内部温度的变化收敛于一定范围内。
发明的效果
根据本发明，能够使层叠光学膜的色相等光学特性收敛在一定的范围内。
附图说明
图1是表示通过本发明的制造方法得到的层叠偏振膜的构成例的剖面图。
图2是表示通过本发明的制造方法得到的层叠偏振膜的其它构成例的剖面图。
图3是表示通过本发明的制造方法得到的层叠偏振膜的其它构成例的剖面图。
图4是表示通过本发明的制造方法得到的层叠偏振膜的其它构成例的剖面图。
图5是概略性地表示本发明的一实施方式的层叠偏振膜的制造装置的构成例的图。
图6是概略性地表示图5所示的活性能量射线照射装置及控制装置的具体结构的图。
图7是表示排气温度的变化和平行b值的变化的关系的图。
具体实施方式
以下，一边参照附图，一边对本发明的一实施方式的层叠偏振膜的制造方法及层叠偏振膜的制造装置进行说明。
另外，在本说明书中，由“下限值X～上限值Y”表示的数值范围是指下限值X以上且上限值Y以下。在分别记载有多个上述数值范围的情况下，可以选择任意的下限值和任意的上限值，设定“任意的下限值～任意的上限值”。
另外，各图是参考性地示出的，需要注意的是，各图中示出的构件等的尺寸、比例尺及形状有时与实际不同。
[层叠偏振膜]
首先，对通过本发明的制造方法得到的层叠偏振膜的构成例进行说明。
图1～图4是表示通过本发明的制造方法得到的层叠偏振膜1的构成例的剖面图。
图1所示的构成例的层叠偏振膜1依次层叠有第二膜12、粘接剂层31、第一膜11、粘接剂层32、和第三膜13。
图2所示的构成例的层叠偏振膜1依次层叠有第二膜12、粘接剂层31、第一膜11、粘接剂层32、第三膜13、粘接剂层33、和第四膜14。
图3所示的构成例的层叠偏振膜1依次层叠有第一膜11、粘接剂层31、第二膜12、粘接剂层32、和第三膜13。
图4所示的构成例的层叠偏振膜1依次层叠有第一膜11、粘接剂层31和第二膜12。
然而，通过本发明的制造方法得到的层叠偏振膜并不限定于图1～图4的构成例，可以适当变更。
例如，也可以在上述各构成例的层叠偏振膜上进一步层叠一个或多个的第五膜等任意的其它膜。
<第一膜>
第一膜11是包含偏振元件的膜。
偏振元件(偏振元件)是指，具有透过仅在特定的1个方向上振动的光(偏振光)、而阻断在除此以外的方向上振动的光的性质的光学元件。本发明的偏振元件为柔软的膜状。
第一膜11包含偏振元件即可。
例如，第一膜11可以是偏振元件本身，也可以是偏振元件与任意的膜被层叠一体化而成的膜。
具体地，作为第一膜11，可以举出：通过二色性物质而被染色的亲水性聚合物膜(例如，通过二色性物质而被染色的聚乙烯醇类膜等)、或通过二色性物质而被染色的亲水性聚合物膜和任意膜被层叠一体化而得到的膜等。通过二色性物质而被染色的亲水性聚合物膜相当于偏振元件。
<第二膜、第三膜、第四膜等>
第二膜12、第三膜13及第四膜14等其它膜(第一膜以外的膜)均为不包含偏振元件的膜。
第二膜12隔着粘接剂层31而粘接在第一膜11的单面(参照图1～图4)。
第三膜13根据需要隔着粘接剂层32粘接在第一膜11的另一个单面(参照图1和图2)。另外，根据需要，第三膜13隔着粘接剂层32粘接于第二膜12等(参照图3)。
根据需要，第四膜14等其它膜隔着粘接剂层33粘接于第三膜13等(参照图2)。
作为第二膜12、第三膜13及第四膜14等其它膜，可以使用任意的光学膜。
作为光学膜，可以使用以往公知的光学膜，可列举例如：保护膜、相位差膜、防眩膜、亮度提高膜、视角改善膜、透明导电性膜等。
第二膜12、第三膜13及第四膜14等其它膜可以分别独立地使用选自保护膜、相位差膜、防眩膜、亮度提高膜、视角改善膜、透明导电性膜等中的膜。
特别是，作为第二膜12，优选使用TAC膜等保护膜。在第三膜13粘接于第一膜11的单面的情况下，优选使用保护膜作为第三膜13。
<粘接剂层>
粘接剂层是粘接剂的固化层，是存在于2个膜之间、将该2个膜粘接的层。
第一膜和第二膜的层间的粘接剂层由活性能量射线固化型粘接剂构成。
除第一膜与第二膜的层间以外的膜的层间的粘接剂层可以由活性能量射线固化型粘接剂构成，或者可以由除此以外的粘接剂构成。优选在粘接剂层中、至少第一膜与其它膜的层间的粘接剂层由活性能量射线固化型粘接剂构成，更优选全部粘接剂层由活性能量射线固化型粘接剂构成。
具体而言，在图1及图2所示的各层叠偏振膜1的情况下，优选地，粘接剂层31由活性能量射线固化型粘接剂构成，粘接剂层32由活性能量射线固化型粘接剂构成。在图3及图4所示的各层叠偏振膜1的情况下，粘接剂层31由活性能量射线固化型粘接剂构成。在图2所示的层叠偏振膜1的情况下，粘接剂层33可以由活性能量射线固化型粘接剂构成，或者也可以由除此以外的粘接剂构成，但优选由活性能量射线固化型粘接剂构成。另外，在图3所示的层叠偏振膜1的情况下，粘接剂层32可以由活性能量射线固化型粘接剂构成，或者也可以由除此以外的粘接剂构成，但优选由活性能量射线固化型粘接剂构成。
对于活性能量射线固化型粘接剂以及粘接剂层的细节，将在后面叙述。
[层叠偏振膜的制造装置]
接着，对本发明的层叠偏振膜的制造装置进行说明。
本发明的层叠偏振膜的制造装置具备：分别运送包含偏振元件的膜和其它膜的运送装置；对包含上述偏振元件的膜以及上述其它膜中的至少一者涂敷活性能量射线固化型粘接剂的粘接剂涂敷装置；对经由上述粘接剂而粘合(張り合う)的包含上述偏振元件的膜及上述其它膜间的上述粘接剂，照射活性能量射线而使其固化的活性能量射线照射装置；以及控制上述活性能量射线照射装置的控制装置。上述活性能量射线照射装置具备活性能量射线照射源和收纳该活性能量射线照射源的壳体。在本发明中，其特征在于，上述控制装置控制对上述壳体的内部进行冷却的制冷剂的供给量和/或上述制冷剂的温度，以使上述壳体的内部温度的变化收敛于一定范围内。
本发明的层叠偏振膜的制造装置可以是在制造包含偏振元件的膜后、在该膜上连续地粘接其它膜的形式，或者也可以是另行准备包含偏振元件的膜、在该膜上粘接其它膜的形式。前者的形式是在一个制造线上进行从包含偏振元件的膜的制造起直至粘接其它膜而得到层叠偏振膜为止的一系列工序的形式，后者的形式是在一个制造线上进行包含偏振元件的膜的制造、并在其它制造线上进行在该膜上粘接其它膜而得到层叠偏振膜的工序的形式。
本发明的制造装置优选为在一个制造线上进行从包含偏振元件的膜的制造起直至至少粘接第二膜而得到层叠偏振膜为止的一系列工序的辊对辊形式。
图5是概略性地示出本实施方式的偏振膜的制造装置的构成例的图。图5所示的制造装置是制造图1中示出的构成例的层叠偏振膜1的装置。即，是制造具有第二膜12/粘接剂层31/第一膜11/粘接剂层32/第三膜13的层结构的偏振膜的装置。
如图5所示，本实施方式的制造装置9至少具有：制作包含偏振元件的第一膜11的偏振元件制作区域4；和在该第一膜11上粘接第二膜12及第三膜13的膜层叠区域5。
偏振元件制作区域4具有：卷缠了未处理的膜卷(膜原料)1a的第一辊部41、运送膜卷1a的运送装置42、处理部、以及干燥装置43。处理部是对未处理的膜卷1a进行处理而使膜卷1a变为包含偏振元件的第一膜11的部分。处理部从膜的运送方向上游侧起依次具有例如溶胀处理槽4A、染色处理槽4B、交联处理槽4C、拉伸处理槽4D、以及清洗处理槽4E。
膜层叠区域5具有：运送第一膜11、第二膜12及第三膜13的运送装置51；卷缠了第二膜12的第二辊部52；卷缠了第三膜13的第三辊部53；具有凹印辊61的粘接剂涂敷装置54；具有夹持辊7的贴合部55；对第一膜11和其它膜之间的粘接剂照射活性能量射线而使其固化的活性能量射线照射装置56；控制活性能量射线照射装置56的控制装置58(图5中未图示。参照后面叙述的图6)；以及将制造的层叠偏振膜卷绕的卷绕辊部57。
(1)偏振元件制作区域
＜未处理的膜卷及运送装置＞
第一辊部41上卷缠有未处理的膜卷1a。膜卷1a通过具备导辊等的运送装置42而被运送至处理部。图5所示的空心箭头表示运送的膜的运送方向(行进方向)。
膜卷1a为长条带状。在本说明书中，长条带状是指，长边方向的长度充分大于短边方向(与长边方向正交的方向)的长度的长方形。长条带状的长边方向的长度例如为10m以上、优选为50m以上。
作为膜卷1a，没有特别限定，从基于二色性物质的染色性优异方面出发，优选使用包含亲水性聚合物膜(例如聚乙烯醇类膜等)的膜，更优选使用亲水性聚合物膜。作为包含亲水性聚合物膜的膜，可列举层叠了亲水性聚合物膜与非亲水性聚合物膜而得的膜。在该情况下，优选在非亲水性聚合物膜的表面和/或背面层叠有亲水性聚合物膜。在该情况下，层叠于非亲水性聚合物膜的表面和/或背面的亲水性聚合物膜可以是厚度为几个μm左右的薄膜状。
作为亲水性聚合物膜，没有特别限定，可以使用现有公知的膜。具体而言，作为亲水性聚合物膜，可列举例如：聚乙烯醇(PVA)类膜、部分缩甲醛化PVA类膜、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)膜、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物类膜、它们的部分皂化膜等。另外，除此以外，也可以使用PVA的脱水处理物、聚氯乙烯的脱盐酸处理物等多烯烃取向膜、被拉伸取向后的聚乙烯(polyvinylene)类膜等。这些当中，从基于二色性物质的染色性优异方面出发，特别优选PVA类聚合物膜。
作为PVA类聚合物膜的原料聚合物，可列举例如使乙酸乙烯酯聚合后进行了皂化而得到的聚合物；将少量的不饱和羧酸、不饱和磺酸等可共聚的单体与乙酸乙烯酯进行共聚而得到的聚合物等。PVA类聚合物的聚合度没有特别限定，但从对水的溶解度方面等出发，优选为500～10000、更优选为1000～6000。另外，PVA类聚合物的皂化度优选为75摩尔％以上、更优选为98摩尔％～100摩尔％。
未处理的膜卷1a的厚度没有特别限定，例如为15μm～110μm。
＜溶胀处理槽＞
溶胀处理槽4A是收纳了溶胀处理液的处理槽。溶胀处理液使膜卷1a溶胀。作为溶胀处理液，可以使用例如水。此外，也可以将在水中适量添加甘油、碘化钾等碘化合物而得到的水溶液作为溶胀处理液。在添加甘油的情况下，其浓度优选为5重量％以下，在添加碘化钾等碘化合物的情况下，其浓度优选为10重量％以下。
<染色处理槽>
染色处理槽4B是收纳了染色处理液的处理槽。染色处理液对膜卷1a进行染色。作为染色处理液，可列举含有二色性物质作为有效成分的溶液。作为二色性物质，可列举碘、有机染料等。优选能够使用将碘溶解于溶剂而得到的溶液作为染色处理液。作为溶剂，通常使用水，但也可以进一步添加与水具有相溶性的有机溶剂。作为染色处理液中的碘的浓度，没有特别限定，优选为0.01重量％～10重量％、更优选为0.02重量％～7重量％的范围、进一步优选为0.025重量％～5重量％。为了更进一步提高染色效率，也可以根据需要在染色处理液中添加碘化合物。碘化合物是在分子内含有碘和除碘以外的元素的化合物，可列举例如：碘化钾、碘化锂、碘化钠、碘化锌、碘化铝、碘化铅、碘化铜、碘化钡、碘化钙、碘化锡、碘化钛等。
＜交联处理槽＞
交联处理槽4C是收纳了交联处理液的处理槽。交联处理液将被染色后的膜卷1a进行交联。作为交联处理液，可以使用含有硼化合物作为有效成分的溶液。例如，作为交联处理液，可以使用将硼化合物溶解于溶剂而得到的溶液。作为溶剂，通常使用水，但也可以进一步添加与水具有相溶性的有机溶剂。作为硼化合物，可列举硼酸、硼砂等。作为交联处理液中的硼化合物的浓度，没有特别限定，优选为1重量％～10重量％、更优选为2重量％～7重量％、进一步优选为2重量％～6重量％。此外，从得到具有均匀的光学特性的偏振元件方面出发，也可以根据需要在交联处理液中添加碘化合物。
＜拉伸处理槽＞
拉伸处理槽4D是收纳了拉伸处理液的处理槽。
拉伸处理液没有特别限定，可以使用例如含有硼化合物作为有效成分的溶液。作为拉伸处理液，可以使用例如将硼化合物、及根据需要使用的各种金属盐、锌化合物等溶解于溶剂中而得到的溶液。作为溶剂，通常使用水，但也可以进一步添加与水具有相溶性的有机溶剂。作为拉伸处理液中的硼化合物的浓度，没有特别限定，优选为1重量％～10重量％、更优选为2重量％～7重量％。从抑制吸附于膜的碘的溶出(析出)的观点出发，也可以根据需要在拉伸处理液中添加碘化合物。
＜清洗处理槽＞
清洗处理槽4E是收纳了清洗处理液的处理槽。清洗处理液对拉伸后的膜卷1a进行清洗。清洗处理液是用于对附着于膜卷1a的染色处理液、交联处理液等处理液进行清洗的处理液。作为清洗处理液，代表性地使用离子交换水、蒸馏水、纯水等水。
＜干燥装置＞
干燥装置43设置于清洗处理槽4E的下游侧。干燥装置43为了对处理后的膜进行干燥而设置。
另外，在图5所示的例子中，处理部具有溶胀处理槽4A、染色处理槽4B、交联处理槽4C、拉伸处理槽4D及清洗处理槽4E，但也可以省略其中的1个或2个处理槽。另一方面，处理部可以进一步具有调整处理槽(未图示)。调整处理槽是收纳了调整处理液的处理槽。该调整处理槽设置于交联处理槽4C与拉伸处理槽4D之间、或者拉伸处理槽4D与清洗处理槽4E之间。调整处理液是用于进行膜的色相调整等的溶液，可以使用含有碘化合物作为有效成分的溶液。
通过干燥装置43对清洗后的膜卷1a进行干燥而得到的膜为包含偏振元件的第一膜11。
(2)膜层叠区域
＜运送装置＞
膜层叠区域5中的运送装置51具备导辊等。运送装置51将长条带状的包含偏振元件的第一膜11运送至贴合部55等的下游侧。另外，运送装置51将层叠于第一膜11的长条带状的第二膜12及第三膜13运送至贴合部55等的下游侧。
本实施方式的制造装置9具有：卷缠了长条带状的第二膜12的第二辊部52；以及卷缠了长条带状的第三膜13的第三辊部53。第二辊部52的第二膜12及第三辊部53的第三膜13分别独立地通过运送装置51而从各辊部52、53运送至贴合部55等的下游侧。
<粘接剂涂敷装置>
粘接剂涂敷装置54通过凹印辊61在膜上涂布粘接剂。粘接剂涂敷装置54配置于贴合部55的上游侧。
在图5所示的制造装置9中，粘接剂涂敷装置54分别配置于包含偏振元件的第一膜11的单面侧、该第一膜11的另一单面侧、第二膜12的单面侧及第三膜13的单面侧。
通过粘接剂涂敷装置54在第一膜11的单面涂敷粘接剂并在第二膜12的单面涂敷粘接剂，以两个粘接剂层相对的方式将第一膜11和第二膜12贴合，由此，可以有效地防止在第一膜11与第二膜12的层间产生气泡。
同样地，通过粘接剂涂敷装置54在第一膜11的单面涂敷粘接剂并在第三膜13的单面涂敷粘接剂，以两个粘接剂层相对的方式将第一膜11和第三膜13贴合，由此，可以有效地防止在第一膜11与第三膜13的层间产生气泡。
然而，由于只要在第一膜11及第二膜12中的至少任意一者的单面涂敷粘接剂，就可以将第一膜11和第二膜12粘接，因此，也可以省略配置于第一膜11的单面侧的粘接剂涂敷装置54及配置于第二膜12的单面侧的粘接剂涂敷装置54中的任一者。同样地，由于只要在第一膜11及第三膜13中的至少任意一者的单面涂布粘接剂，就可以将第一膜11和第三膜13粘接，因此，也可以省略配置于第一膜11的单面侧的粘接剂涂敷装置54及配置于第三膜13的单面侧的粘接剂涂敷装置54中的任一者。
粘接剂涂敷装置54具备：凹印辊61、与凹印辊61对置配置的支承辊62、储存了粘接剂的容器63、以及刮刀64。另外，对于配置于第一膜11的单面侧及另一个单面侧的粘接剂涂敷装置54、54，省略支承辊，各凹印辊61、61以夹着第一膜11的方式而对置配置。
凹印辊61在表面形成有多个池(凹坑，cell)(粘接剂所进入的凹部)。凹印辊61绕轴旋转(用箭头示出凹印辊61的旋转方向)，以使其表面与储存于容器63内的粘接剂相接触。随着旋转，在凹印辊61的包含池的表面处附着粘接剂，将余量的粘接剂通过刮刀64刮落至容器63内。将粘接剂进入了池内后的凹印辊61与第一膜11等接触，由此，将池内的粘接剂转印至第一膜11等的单面。这样一来，从凹印辊61至第一膜11等各膜的单面分别以满涂状(实心状)涂敷粘接剂。
<粘接剂>
作为用凹印辊61涂敷的粘接剂，使用活性能量射线固化型粘接剂。即，在粘接剂涂敷装置54的容器63内加入有未固化的活性能量射线固化型粘接剂。
作为活性能量射线固化型粘接剂，可以使用现有公知的粘接剂。活性能量射线固化型粘接剂一般含有活性能量射线固化性成分和聚合引发剂，并根据需要含有各种添加剂。
活性能量射线固化性成分可以大致分为电子束固化性、紫外线固化性、可见光固化性。另外，从固化的机理的观点出发，活性能量射线固化性成分可以大致分为自由基聚合性化合物和阳离子聚合性化合物。
作为自由基聚合性化合物，可列举具有(甲基)丙烯酰基、乙烯基等碳-碳双键的自由基聚合性的官能团的化合物。另外，可以使用单官能自由基聚合性化合物或二官能以上的多官能自由基聚合性化合物中的任意的自由基聚合性化合物。另外，这些自由基聚合性化合物可以单独使用1种，或者也可以组合2种以上使用。作为自由基聚合性化合物，优选具有(甲基)丙烯酰基的化合物，可列举例如：具有(甲基)丙烯酰胺基的(甲基)丙烯酰胺衍生物、具有(甲基)丙烯酰氧基的(甲基)丙烯酸酯等。
使用自由基聚合性化合物作为活性能量射线固化型粘接剂的情况下的聚合引发剂，可以根据活性能量射线适宜选择。在通过紫外线或可见光使粘接剂固化的情况下，使用紫外线裂解或可见光裂解的聚合引发剂。作为这样的聚合引发剂，可列举例如：二苯甲酮类化合物、芳香族酮化合物、苯乙酮类化合物、芳香族缩酮类化合物、芳香族磺酰氯类化合物、噻吨酮类化合物等。
作为阳离子聚合性化合物，可以举出分子内具有1个阳离子聚合性官能团的单官能阳离子聚合性化合物、分子内具有2个以上阳离子聚合性官能团的多官能阳离子聚合性化合物等。作为阳离子聚合性官能团，可以举出环氧基、氧杂环丁基、乙烯基醚基等。作为具有环氧基的阳离子聚合性化合物，可以举出脂肪族环氧化合物、脂环式环氧化合物、芳香族环氧化合物等。作为具有氧杂环丁基的阳离子聚合性化合物，可以举出3-乙基-3-羟甲基氧杂环丁烷、1,4-双[(3-乙基-3-氧杂环丁基)甲氧基甲基]苯、3-乙基-3-(苯氧基甲基)氧杂环丁烷等。作为具有乙烯基醚基的阳离子聚合性化合物，可以举出2-羟乙基乙烯基醚、二乙二醇单乙烯基醚、4-羟丁基乙烯基醚等。
在使用阳离子聚合性化合物作为活性能量射线固化型粘接剂的情况下，配合阳离子聚合引发剂。该阳离子聚合引发剂通过可见光、紫外线、电子束等活性能量射线的照射而产生阳离子种或路易斯酸，并引发与阳离子聚合性化合物的环氧基等的聚合反应。作为阳离子聚合引发剂，可以使用光产酸剂和光产碱剂。
在本发明中，可以使用通过包含380nm～450nm的可见光的光而进行固化的活性能量射线固化型粘接剂。在该情况下，优选使用含有自由基聚合性化合物和聚合引发剂的活性能量射线固化型粘接剂。
这样的活性能量射线固化型粘接剂公开在例如专利文献2(日本特开2018-092186号公报)中，作为本发明的活性能量射线固化型粘接剂，可以使用专利文献2中记载的活性能量射线固化型粘接剂。在本说明书中，由于限于篇幅，省略对专利文献2的转记，将与专利文献2的粘接剂相关的记载直接引入本说明书。
<贴合部>
在贴合部55具备一对夹持辊7、7。
将由经由粘接剂层而贴合的第一膜11、和第二膜12及第三膜13构成的层叠膜插于夹持辊7、7间，并进行按压。
<活性能量射线照射装置及控制装置>
活性能量射线照射装置56是对利用夹持辊7、7而被按压后的层叠膜照射活性能量射线的装置。活性能量射线根据活性能量射线固化型粘接剂的固化性而适宜选择。作为活性能量射线，可列举电子束、紫外线、可见光等。
另外，如图5所示，优选将活性能量射线照射装置56分别配置于层叠体的两面侧，并能够从层叠体的两面侧分别照射活性能量射线。
图6是概略性地表示活性能量射线照射装置56及控制装置58的具体结构的图。图6以适当透视各构成要素的内部的状态进行图示。
如图6所示，活性能量射线照射装置56具备活性能量射线照射源56a和收纳活性能量射线照射源56a的壳体56b。
另外，活性能量射线照射装置56具备：将从活性能量射线照射源56a发出的活性能量射线(在图6中用虚线图示)向层叠膜侧反射并聚光的反射镜56c；使活性能量射线透过的光学窗56d；以及使透过了层叠膜的活性能量射线向活性能量射线照射源56a侧反射的反射板56e。壳体56b的一个端部(层叠膜侧的端部)是开口的，但该开口被光学窗56d封闭，由此，活性能量射线照射源56a及反射镜56c被收纳在密闭空间中。
对通过壳体56b和光学窗56d而被划分的上述密闭空间中，供给用于冷却壳体56b内部的制冷剂。在本实施方式中，使用空气作为制冷剂，但并不特别限定，也可以使用其它气体或水等液体作为制冷剂。
具体而言，活性能量射线照射装置56具备：供给管56f，与壳体56b内部连通，向壳体56内部供给作为制冷剂的空气；以及排出管56g，与壳体56b内部连通，从壳体56b内部排出作为制冷剂的空气。在供给管56f上连接有用于向供给管56f供给空气的供气扇56h。在排出管56g上连接有用于经过排出管56g而排出空气的排气扇56i。
作为供气扇56h和排气扇56i，可以使用昭和电机公司的电动鼓风机(KSB系列)。
在供给管56f上安装有用于冷却所供给的空气的热交换器56j。作为热交换器56j，没有特别限定，例如可以使用在内部具备使冷却水(例如7℃左右)流通的冷却盘管(coil)的热交换器，可以将该冷却盘管卷绕地安装在例如供给管56f的外表面。
另外，在排出管56g上安装有用于测定在排出管56g中流动的空气的温度(排气温度)的温度计56k。作为温度计56k，没有特别限定，例如可以使用热电偶或热敏电阻等。
另外，在本实施方式中，测定在排出管56g中流动的空气的温度，但并不特别限定，也可以在壳体56b内部配置温度计56k，直接测定壳体56b的内部。
控制装置58与设置在活性能量射线照射装置56上的供气扇56h、热交换器56j的流量调节阀(未图示)以及温度计56k电连接。
控制装置58控制对壳体56b的内部进行冷却的空气的供给量(供气风量)和/或空气的温度(供气温度)，以使壳体56b的内部温度(具体地说，被认为与壳体56b的内部温度相等的排气温度)的变化收敛在一定范围内。具体而言，向控制装置58连续地输入由温度计56k测定的排气温度，控制装置58对供气扇56h的旋转频率和/或在热交换器56j的冷却盘管内流动的冷却水的流量即冷却水量(具体地说，热交换器56j所具备的流量调节阀的开度)进行控制(反馈控制)，以使由该温度计56k测定的排气温度的变化收敛于一定范围内。优选地，控制装置58控制供气扇56h的旋转频率和/或热交换器56j的冷却水量，使得排气温度的变化的绝对值在5℃以内，更优选使得在2℃以内。另外，通过提高供气扇56h的旋转频率，供气风量也增加。
[层叠偏振膜的制造方法]
接下来，对本发明的层叠偏振膜的制造方法进行说明。
<包含偏振元件的膜的制造工序>
如图5所示，将未处理的膜卷1a从第一辊部41抽出，通过运送装置42将膜卷1a运送至溶胀处理槽4A。通过溶胀处理槽4A内的导辊42运送膜卷1a，并且将膜卷1a浸渍于溶胀处理液，由此，膜卷1a溶胀。溶胀处理液的温度没有特别限定，例如为20℃～45℃。将膜卷1a浸渍于溶胀处理液中的时间没有特别限定，例如为5秒钟～300秒钟。接下来，将溶胀后的膜卷1a浸渍于染色处理槽4B内的染色处理液中，由此，利用二色性物质对膜卷1a进行染色。染色处理液的温度没有特别限定，例如为20℃～50℃。将膜卷1a浸渍于染色处理液中的时间没有特别限定，例如为5秒钟～300秒钟。将染色后的膜卷1a浸渍于交联处理槽4C内的交联处理液中，由此，膜卷1a的二色性物质被交联。交联处理液的温度没有特别限定，例如为25℃以上、优选为40℃～70℃。将膜卷1a浸渍于交联处理液中的时间没有特别限定，例如为5秒钟～800秒钟。
将交联后的膜卷1a用导辊在拉伸处理槽4D的拉伸处理液中进行运送，并且进行拉伸。拉伸处理液的温度没有特别限定，例如为40℃～90℃。拉伸倍率可以根据目的适宜设定，但总拉伸倍率例如为2倍～7倍、优选为4.5倍～6.8倍。总拉伸倍率是指膜卷1a的最终拉伸倍率。通过将拉伸后的膜卷1a浸渍于清洗处理槽4E内的清洗处理液而对膜卷1a进行清洗。清洗处理液的温度例如为5℃～50℃，清洗时间例如为1秒钟～300秒钟。
利用干燥装置43对清洗后的膜卷1a进行干燥，由此得到包含偏振元件的第一膜11。将得到的第一膜11接下来运送至膜层叠区域5。
<粘接剂涂敷工序>
通过运送装置51将包含偏振元件的长条带状的第一膜11运送至贴合部55。在运送过程中，通过凹印辊61在第一膜11的两面涂敷活性能量射线固化型粘接剂。通过由凹印辊61涂敷活性能量射线固化型粘接剂，在第一膜11的两面分别形成由活性能量射线固化型粘接剂构成的粘接剂层。
另一方面，将长条带状的第二膜12从第二辊部52抽出，通过运送装置51运送至贴合部55。同样地，将长条带状的第三膜13从第三辊部53中抽出，通过运送装置51运送至贴合部55。在各自的运送过程中，通过凹印辊61在第二膜12的单面及第三膜13的单面分别涂敷活性能量射线固化型粘接剂。通过由凹印辊61涂敷活性能量射线固化型粘接剂，在第二膜12的单面及第三膜13的单面分别形成由活性能量射线固化型粘接剂构成的粘接剂层。
粘接剂层的涂敷厚度没有特别限定，但如果太小，则膜的粘接强度降低，如果太大，则偏振膜的厚度变得相对过大。从该观点出发，形成在第一膜11、第二膜12及第三膜13上的粘接剂层的涂敷厚度分别独立地优选为0.1μm～5μm。
另外，涂敷时的活性能量射线固化型粘接剂的粘度没有特别限定，但如果其太小或太大，则有可能产生粘接剂的涂敷不均。从该观点出发，优选将活性能量射线固化型粘接剂的25℃下的粘度调整为1mPa·s～100mPa·s、更优选将在25℃下的粘度调整为10mPa·s～50mPa·s。本实施方式中使用的活性能量射线固化型粘接剂是无溶剂类型的，对于这样的无溶剂类型的活性能量射线固化型粘接剂，可以通过调整增粘剂等粘性调整剂，而调整为上述的优选范围的粘度。
另外，上述的粘度可以通过以所谓的哈根-泊肃叶(Hagen-Poiseuille)定律为测定原理的细管式连续粘度计来测定。
另外，涂敷时的活性能量射线固化型粘接剂的表面张力优选为50mN/m以下，进一步优选为5mN/m～45mN/m以下。通过使用具有这样的表面张力的活性能量射线固化型粘接剂，使得粘接剂从凹印辊61的池良好地转移至第一膜11等(粘接剂良好地被转印)。
另外，上述的表面张力可以通过所谓悬滴法(pendant drop法)来测定。
此外，涂敷时的第一膜11、第二膜12及第三膜13各自的运送速度(线速度)没有特别限定，太快时，存在产生气泡的担忧，太慢时，层叠偏振膜的生产效率降低。从该观点出发，涂敷时的第一膜11、第二膜12及第三膜13各自的运送速度优选为15m/分～40m/分、进一步优选为20m/分～35m/分。
<层叠偏振膜制作工序>
将形成了粘接剂层(未固化的活性能量射线固化型粘接剂)的第一膜11、第二膜12及第三膜13分别独立地运送至贴合部55。使形成于第一膜11的粘接剂层与形成于第二膜12的粘接剂层相对，并使形成于第一膜11的粘接剂层与形成于第三膜13的粘接剂层相对，并且将这些膜插于夹持辊7、7间。通过经过夹持辊7而将第一膜11、第二膜12及第三膜13贴合，得到由第二膜/未固化的粘接剂层/第一膜/未固化的粘接剂层/第三膜构成的层叠膜。
通过活性能量射线照射装置56对该层叠膜照射活性能量射线，由此，活性能量射线固化型粘接剂固化，得到由第二膜12/固化后的粘接剂层/第一膜11/固化后的粘接剂层/第三膜13构成的层叠偏振膜1。另外，由活性能量射线固化型粘接剂构成的粘接剂层在固化前(涂敷时)的厚度与固化后的厚度实质上相同。
如图6所示，在通过活性能量射线照射装置56照射活性能量射线的期间，控制装置58控制对壳体56b的内部进行冷却的制冷剂的供给量(供气扇56h的旋转频率)和/或制冷剂的温度(热交换器56j的冷却水量)，以使由温度计56k测定的排气温度的变化收敛于一定范围内(壳体56b的内部温度的变化收敛于一定范围内)。
将如上得到的层叠偏振膜卷绕在卷绕辊部57上。
<变形例>
在上述制造方法中，例示了制造由第二膜12/固化后的粘接剂层/第一膜11/固化后的粘接剂层/第三膜13构成的层叠偏振膜(图1所示的层叠偏振膜1)的情况，但不限于此。例如，在上述层叠偏振膜的下游侧配置具有凹印辊的粘接剂涂敷装置，在层叠偏振膜的单面及/或第四膜的单面涂敷粘接剂而贴合，并且使粘接剂层固化，由此，例如，也可以得到如图2所示的由第二膜12/固化后的粘接剂层/第一膜11/固化后的粘接剂层/第三膜13/固化后的粘接剂层/第四膜14构成的层叠偏振膜1。另外，通过省略上述制造方法中的第三膜13对于第一膜11的贴合，可以得到如图3及图4所示的在第一膜11的单面上未层叠有其它膜的层叠偏振膜1。
此外，在上述的制造方法中，在第一膜11的两面涂敷活性能量射线固化型粘接剂，在第二膜12及第三膜13的各自的单面也涂敷活性能量射线固化型粘接剂，以粘接剂层相互相向的方式进行贴合，但并不限定于此。例如，也可以仅在第一膜11的单面或第二膜12的单面中的任一者涂敷活性能量射线固化型粘接剂而形成粘接剂层，并经由该粘接剂层而将第一膜11和第二膜12贴合。同样地，还可以仅在第一膜11的单面或第三膜13的单面中的任一者涂敷活性能量射线固化型粘接剂而形成粘接剂层，并经由该粘接剂层将第一膜11和第三膜13贴合。
[层叠偏振膜的用途等]
通过本发明的制造方法得到的层叠偏振膜代表性地用作液晶显示装置、有机显示装置等显示器的光学膜。
另外，通过本发明的制造方法而得到的偏振膜并不限定于用于上述的显示器的情况，也可以用于显示器以外的用途。作为除显示器以外的用途，可列举光学设备、建筑物、医疗/食品领域等。在将层叠偏振膜用于光学设备的情况下，将该层叠偏振膜加工成例如偏光透镜、透明电波阻断膜等。在将层叠偏振膜用于电子设备的情况下，将该层叠偏振膜加工成例如调光窗用膜等。在将偏振膜用于医疗/食品领域的情况下，将该偏振膜加工成例如防光劣化膜等。
实施例
以下，说明实施例及比较例，进一步详述本发明。但是，本发明并不限定于下述实施例。
[使用材料]
<活性能量射线固化型粘接剂>
将54.48重量％的1,9-壬二醇二丙烯酸酯、10重量％的羟乙基丙烯酰胺及30重量％的丙烯酰基吗啉(活性能量射线固化性成分)、BYK公司制“BYK-UV3570”以0.52重量％(气泡抑制剂)、3重量％的IRGACURE 907及2重量％的KAYACURE DETX-S(聚合引发剂)混合，并搅拌3小时，从而得到了活性能量射线固化型粘接剂。
<包含偏振元件的第一膜>
将平均聚合度2400、皂化度99.9摩尔％的厚度45μm的聚乙烯醇膜在30℃的温水中浸渍60秒钟使其溶胀。接下来，浸渍于碘/碘化钾(重量比＝0.5/8)的浓度0.3％的水溶液中，一边使其拉伸至3.5倍一边对膜进行了染色。然后，在65℃的硼酸酯水溶液中进行拉伸以使总拉伸倍率成为6倍。拉伸后，在40℃的干燥装置中进行3分钟的干燥，得到了长条带状的聚乙烯醇类偏振元件(厚度18μm)。将该聚乙烯醇类偏振元件作为第一膜。
<第二膜和第三膜>
将日本特开2010-284840号公报的制造例1所记载的酰亚胺化MS树脂100重量份及三嗪类紫外线吸收剂(Adeca公司制，商品名：T-712)以0.62重量份，通过双螺杆混炼机在220℃下混合，制作了树脂粒料。将得到的树脂粒料在100.5kPa、100℃下干燥12小时，通过单螺杆挤出机、在模头温度270℃下从T模头挤出，成型为膜状(厚度160μm)。进一步将该膜沿着其运送方向在150℃的气氛下拉伸(厚度80μm)，接着在涂布了包含水性氨基甲酸酯树脂的易粘接剂后，沿着与膜运送方向正交的方向在150℃的气氛下拉伸，得到了厚度40μm(透湿度58g/m2/24h)的透明丙烯酸类(acryl)膜。将该透明丙烯酸类膜作为第二膜。
作为第三膜，使用了厚度52μm的环状聚烯烃膜(日本瑞翁株式会社制)。
<活性能量照射源>
作为活性能量照射装置所具备的活性能量照射源，使用发出包含波长范围380nm～450nm的可见光线的活性能量射线的封入镓的金属卤化物灯。
[实施例1]
在图5所示的粘接剂涂敷装置54的容器63中储存上述的活性能量射线固化型粘接剂。用运送装置51分别将上述的第一膜、第二膜及第三膜以25m/分的速度运送，并且通过凹印辊61在第一膜的两面、第二膜的单面及第三膜的单面以满涂状涂敷了活性能量射线固化型粘接剂，分别形成涂敷厚度约0.7μm的粘接剂层，然后在夹持辊7、7间经过，得到了第二膜/未固化的粘接剂层/第一膜/未固化的粘接剂层/第三膜的层叠膜。从该层叠膜的两面照射由具备上述活性能量射线源的活性能量照射装置56发出的活性能量射线，使粘接剂层固化，由此，连续地制作了层叠偏振膜。使上述的活性能量射线照射装置56连续运转约12小时，制作了长条带状的层叠偏振膜。
在从活性能量射线照射装置56开始对粘接剂层照射活性能量射线时，不驱动热交换器56j，用图6中省略图示的温度计测定供气温度(在供给管56f中流动的空气的温度)，结果为室温(20℃)。另外，在活性能量射线的照射开始时，供气扇56h的旋转频率为15Hz。然后，在使活性能量射线照射装置56连续运转约12小时时，通过控制装置58控制供气扇56h的旋转频率，以使壳体56b的内部温度(用温度计56k测定的排气温度)的变化的绝对值收敛于5℃以内。热交换器56j保持不驱动的状态。
[实施例2]
在使活性能量射线照射装置56连续运转约12小时时，通过控制装置58，控制热交换器56j的冷却水量(控制供气温度)，以使壳体56b的内部温度(用温度计56k测定的排气温度)的变化的绝对值收敛于2℃以内，除此以外，与实施例1同样地连续制作层叠偏振膜。另外，供气扇56h的旋转频率保持15Hz。
[实施例3]
在使活性能量射线照射装置56连续运转约12小时时，通过控制装置58，控制供气扇56h的旋转频率和热交换器56j的冷却水量这两者，以使壳体56b的内部温度(用温度计56k测定的排气温度)的变化的绝对值收敛于2℃以内，除此以外，与实施例1同样地连续制作层叠偏振膜。
另外，在控制供气扇56h的旋转频率以及热交换器56j的冷却水量这两者时，进行了将供气扇56h的旋转频率以及热交换器56j的冷却水量这两者同时按照预先设定的每个规定的变更量进行变更的控制。
[比较例1]
在使活性能量射线照射装置56连续运转约12小时时，除了不进行控制装置58的控制以外，与实施例1同样地连续制作层叠偏振膜。
[排气温度的变化以及平行b值的评价]
评价在实施例1～3和比较例1中使活性能量射线照射装置56连续运转约12小时时的排气温度的变化、和在实施例1～3和比较例1中得到的层叠偏振膜的平行b值。其结果如表1所示。
[表1]
Figure BDA0002996312230000201
另外，关于平行b值，将长条带状的层叠偏振膜的前端部(初期被制造的部分)与后端部(约12小时运转后被制造的部分)切断，将分别对前端部和后端部得到的各2片试验片以相互的偏振方向平行的方式配置，使用带积分球的分光光度计(日本分光制造，V7100)进行测定。b值是指亨特(Hunter)Lab表色系中的b值。表1所示的“平行b值(初始值)”指对切断层叠偏振膜的前端部而得到的2片试验片而得到的平行b值，“平行b值(连续运转12小时后)”是指对切断层叠偏振膜的后端部而得到的2片试验片而得到的平行b值。
如表1所示，根据实施例1～3，在活性能量射线照射装置56的约12小时的连续运转中，可以使排气温度的变化的绝对值收敛在5℃以内(实施例2、3为2℃以内)。其结果，能够使平行b值的变化的绝对值收敛在0.2以内(实施例2、3为0.1以内)。
与此相对，根据比较例1，不进行控制装置58的控制的结果，排气温度的变化的绝对值为10℃(上升10℃)，与此相伴，平行b值的变化的绝对值也为0.5(上升0.5)。
标号说明
1…层叠偏振膜
11…包含偏振元件的膜(第一膜)
12…其它膜(第二膜)
13…其它膜(第三膜)
4…偏振元件制作区域
5…膜层叠区域
9…层叠偏振膜的制造装置
56…活性能量射线照射装置
56a…活性能量射线照射源
56b…壳体
56h…供气扇
56k…温度计
58…控制装置。

Claims (4)

1.一种层叠偏振膜的制造方法，包括：
粘接剂涂敷工序，将包含偏振元件的膜与其它膜分别运送，在这些膜的运送过程中，对包含所述偏振元件的膜以及所述其它膜中的至少一者涂敷活性能量射线固化型粘接剂；以及
层叠偏振膜制作工序，使包含所述偏振元件的膜与所述其它膜经由所述粘接剂而贴合，并且从活性能量射线照射装置向所述粘接剂照射活性能量射线并使其固化，由此制作层叠偏振膜，
所述活性能量射线照射装置具备：活性能量射线照射源、和收纳该活性能量射线照射源的壳体，
在所述层叠偏振膜制作工序中，控制对所述壳体的内部进行冷却的制冷剂的供给量和/或所述制冷剂的温度，以使所述壳体的内部温度的变化收敛于一定范围内。
2.根据权利要求1所述的层叠偏振膜的制造方法，其中，
在所述层叠偏振膜制作工序中，控制所述制冷剂的供给量和/或所述制冷剂的温度，以使所述壳体的内部温度的变化的绝对值成为5℃以内。
3.根据权利要求1或2所述的层叠偏振膜的制造方法，其中，
在所述层叠偏振膜制作工序中，控制对所述壳体的内部进行冷却的制冷剂的供给量和/或所述制冷剂的温度，以使所述层叠偏振膜的平行b值的变化的绝对值成为0.2以内。
4.一种层叠偏振膜的制造装置，具备：
运送装置，分别运送包含偏振元件的膜与其它膜；
粘接剂涂敷装置，对包含所述偏振元件的膜以及所述其它膜中的至少一者，涂敷活性能量射线固化型粘接剂；
活性能量射线照射装置，对经由所述粘接剂而贴合了的包含所述偏振元件的膜以及所述其它膜间的所述粘接剂，照射活性能量射线而使其固化；以及
控制装置，控制所述活性能量射线照射装置，
所述活性能量射线照射装置具备：活性能量射线照射源、和收纳该活性能量射线照射源的壳体，
所述控制装置控制对所述壳体的内部进行冷却的制冷剂的供给量和/或所述制冷剂的温度，以使所述壳体的内部温度的变化收敛于一定范围内。
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