JP2004272078A - 偏光板連続製造方法及び設備 - Google Patents

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JP2004272078A JP2003065145A JP2003065145A JP2004272078A JP 2004272078 A JP2004272078 A JP 2004272078A JP 2003065145 A JP2003065145 A JP 2003065145A JP 2003065145 A JP2003065145 A JP 2003065145A JP 2004272078 A JP2004272078 A JP 2004272078A
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Kazuaki Noda
和秋 野田
Tatsuo Shiino
龍雄 椎野
Kiyoshi Fukuzawa
潔 福沢
Takeshi Nagumo
健 南雲
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Abstract

【課題】安定した品質で連続して偏光板を製造する。
【解決手段】偏光板連続製造設備2は、フィルム供給装置3、処理装置4、テンター装置5、ラミネート装置6、乾燥装置7、巻き取り装置8から構成される。テンター制御装置50は、速度基準値に基づきテンターモータ49を駆動制御する。第1演算装置61は、第1テンションセンサTS1の検出張力と基準張力との偏差と、テンター速度信号とに基づきPVAフィルム10の張力が一定になるように、第1フィードモータ51を駆動制御する。第2〜第10演算装置62〜70も、検出値と基準値との偏差と、テンター速度信号またはフィードモータ速度信号とに基づきPVAフィルム10、TACフィルム34、偏光板フィルム40の張力がそれぞれ一定になるように、第2〜第8フィードモータ52〜58、送出モータ59、巻き取りモータ60をそれぞれ個別に駆動制御する。
【選択図】 図1

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は偏光板連続製造方法及び設備に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
【特許文献1】
特開2002−86554号公報(図5)
【0003】
偏光板は液晶表示装置(以下、LCD)の普及に伴い、需要が急増している。偏光板は、一般に偏光能を有する偏光層の両面あるいは片面に、接着剤層を介して保護フィルムが貼り合わせされている。偏光層の素材としては、一般にポリビニルアルコール(以下、PVA)が主に用いられており、PVAフィルムを一軸延伸してから、ヨウ素または二色性染料で染色するか、あるいは染色してから延伸し、さらにホウ素化合物で架橋することにより偏光層用の偏光膜が形成される。通常、長手方向に一軸延伸するため、偏光膜の吸収軸は長手方向にほぼ平行となる。幅方向に一軸延伸する場合もあるが、このときに用いられるテンター装置では、左右が対称な軌跡を描いて走行する把持具でフィルムを把持して搬送する。
【0004】
LCDにおいては、画面の縦あるいは横方向に対して偏光板の配向軸を45°傾けて配置しているため、ローラ形態で製造される偏光板の打ち抜き工程において、ローラ長手方向に対して45°方向に打ち抜いていた。しかしながら、45°方向に打ち抜いたときには、ローラの端付近で使用できない部分が発生し、特に大サイズの偏光板では得率が小さくなるという問題があった。貼り合わせ後の偏光板は、材料の再利用も難しく、結果として廃棄物が増えるという問題があった。
【0005】
このため、搬送方向に対して配光軸を傾斜させた偏光膜を製造するテンター装置が、例えば特許文献1などで提案されている。これらのテンター装置では、左右が非対称な軌跡を描いて走行する把持具によってフィルムを把持し、搬送することによって、搬送方向に対して傾斜角度をつけた方向にフィルムを延伸している。
【0006】
偏光板連続製造設備は、フィルム供給装置から材料となるPVAフィルム等のシート状物を供給し、供給されたフィルムを処理装置で処理槽に通して、洗浄、染色、硬膜などの処理を行い、テンター装置で一方向へ延伸した後に熱処理し、延伸されたフィルム両面にラミネート装置でTACフィルム等の保護シートを貼り、得られた偏光板を乾燥装置で乾燥し、乾燥された偏光板を巻き取り装置で巻き取っている。そのため、偏光板連続製造設備は、フィルム供給装置、処理装置、テンター装置、ラミネート装置、乾燥装置、巻き取り装置を備えた長大な生産設備となる。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
このような偏光板連続製造設備では、複数の装置でのフィルム搬送速度をそれぞれ適正な速度に保たないと、例えば、テンター装置の上流側に配置される処理装置でのフィルム搬送速度が適正な速度よりも遅い場合や、テンター装置の下流側に配置されるラミネート装置でのフィルム搬送速度が適正な速度よりも速い場合には、テンター装置でフィルムが引っ張られ、狙っていない方向への延伸がフィルムに起き、偏光性能が悪化することとなり、さらには、フィルムが切断されることがある。また、処理装置でのフィルム搬送速度が適正な速度より速い場合や、ラミネート装置でのフィルム搬送速度が適正な速度よりも遅い場合には、テンター装置の前後でフィルムがたるんでしまう。さらに、テンター装置の上流側に配置される処理装置で、洗浄、染色、硬膜などの処理を行う場合には、各処理でのフィルム伸縮率が異なることから、フィルムが引っ張られたり、たるんだりしてしまう。
【0008】
ところで、フィルム等を各種装置に通して連続処理する場合には、図4に示すようなドロー制御が一般に行われる。このドロー制御を上記の偏光板連続製造設備に適用する場合には、テンター装置75の各把持具を移動させるテンター駆動モータ80による搬送速度V0を基準にして、テンター装置75の上流側の第1装置81、第2装置82、第3装置83や、テンター装置75の下流側の第4装置84、第5装置85などの各フィードローラを駆動する搬送モータ91〜95を所定のドロー率となるように駆動制御する。例えば、テンター装置75の下流側に対しては、固定された速度比α1,α2(>1.0)を用いて、下流になるに従い各装置84,85の搬送速度を上げる。また、テンター装置75の上流側に対しては、固定された速度比β1〜β3(<1.0)を用いて、上流になるに従い各装置81〜83の搬送速度を下げる。
【0009】
このようなドロー制御を偏光板連続製造設備に適用する場合に、フィルムの材料特性変化や、液浸条件の変化があった場合に、安定した送りを実現させるためには、前記速度比α1,α2,β1〜β3をその都度適正に変更する必要がある。しかも、適正に変更することができない場合には部分的に張力変動が発生し、この張力変動部で偏光性能が悪化してしまうという問題がある。また、液浸処理を行う場合には、各処理槽内でのフィルムの伸縮率が異なるため、上記の速度比を変える制御だけでは、張力変動による偏光性能の低下が避けられないという問題もある。
【0010】
本発明は上記課題を解決するためのものであり、安定した品質で連続して偏光板を製造することができるようにした偏光板連続製造方法及び設備を提供することを目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の偏光板連続製造方法は、光学用ポリマーフィルムを延伸するテンター装置を備える偏光板製造設備により偏光板を連続的に製造する偏光板連続製造方法において、前記テンター装置のフィルム搬送方向の上流側及び下流側に設けられる付帯装置それぞれに搬送速度制御手段を設け、前記テンター装置のフィルム搬送速度を基準とし、前記各付帯装置におけるフィルム張力が一定になるように前記搬送速度制御手段により、各付帯装置におけるフィルム搬送速度を制御することを特徴とする。
【0012】
前記各付帯装置それぞれに、張力検出手段またはダンサー及びダンサー位置検出手段を設け、前記搬送速度制御手段は、前記張力検出手段による出力またはダンサー位置検出手段による出力に基づき各付帯装置におけるフィルム搬送速度を制御することが好ましい。
【0013】
なお、前記付帯装置は、テンター装置の上流側に設けられ、帯状の光学用ポリマーフィルムが収納されるフィルム供給装置及びこのフィルム供給装置の下流側に設けられ、液体が貯留された処理槽からなる処理装置であることが好ましい。また、前記付帯装置は、テンター装置の下流側に設けられ、前記フィルム両面または片面に保護シートを貼るラミネート装置、このラミネート装置の下流側に設けられ、保護シートが貼られたフィルムを乾燥する乾燥装置及びこの乾燥装置の下流側に設けられ、乾燥されたフィルムを巻き取る巻き取り装置であることが好ましい。
【0014】
また、本発明の偏光板連続製造設備は、光学用ポリマーフィルムを用いて偏光板を連続的に製造する偏光板連続製造設備において、前記フィルムを延伸するテンター装置と、このテンター装置のフィルム搬送方向の上流側に設けられ、帯状の光学用ポリマーフィルムが収納されるフィルム供給装置と、このフィルム供給装置の下流側で且つ前記テンター装置の上流側に設けられ、液体が貯留された処理槽からなる処理装置と、前記テンター装置の下流側に設けられ、前記フィルム両面または片面に保護シートを貼るラミネート装置と、このラミネート装置の下流側に設けられ、保護シートが貼られたフィルムを乾燥する乾燥装置と、この乾燥装置の下流側に設けられ、乾燥されたフィルムを巻き取る巻き取り装置と、前記テンター装置の上流側及び下流側の各装置に設けられ、前記テンター装置のおけるフィルム搬送速度を基準にし、各装置におけるフィルム張力が一定になるように、この各装置におけるフィルム搬送速度を制御する搬送速度制御手段とを備えたことを特徴とする。
【0015】
【発明の実施の形態】
図1は、本発明を実施した偏光板連続製造設備2を示す概略の平面図である。偏光板連続製造設備2は、フィルム供給装置3、処理装置4、テンター装置5、ラミネート装置6、乾燥装置7、巻き取り装置8から構成される。
【0016】
フィルム供給装置3は、ロール状のPVA(ポリビニルアルコール)フィルムロール10aからPVAフィルム10を引き出して送り出す送出部11と、第1リザーバ(RES1)12とから構成される。PVAフィルム10は、第1リザーバ12で一定量貯留された後に処理装置4に搬送される。なお、PVAフィルム10は、図示しないフィルム接合部により、先行するフィルムと後続するフィルムが接合され、連続的に供給される。このフィルム接合の際に、第1リザーバ12で貯留されたPVAフィルム10の一部が消費される。
【0017】
PVAフィルム10を搬送するために、処理装置4には第1〜第4フィードローラFR1〜FR4が、ラミネート装置6には第5フィードローラFR5が、巻き取り装置8には第6フィードローラFR6がそれぞれ設けられている。また、搬送されるPVAフィルム10の張力を検出するために、処理装置4には、第1〜第4テンションセンサTS1〜TS4が設けられている。さらに、PVAフィルム10の速度変化を検出するために、ラミネート装置6には第1ダンサーローラDR1が、巻き取り装置8には第2ダンサーローラDR2がそれぞれ設けられている。
【0018】
図1に示すように、処理装置4には、PVAフィルム10の搬送方向上流側(図中左側)から順に、洗浄槽16、染色槽17、硬膜槽18が設けられている。洗浄槽16は、PVAフィルム10に付着するごみを除去するとともに、後続する処理槽での処理液の浸漬を容易にする働きがある。洗浄槽16には洗浄液が、染色槽17には沃素等の染色剤の水溶液が、硬膜槽18には硼酸等の硬膜剤の水溶液が所定量貯留されており、第1〜第4フィードローラFR1〜FR4と、複数のフリーローラ19により各槽16〜18を搬送されるPVAフィルム10を洗浄、染色、硬膜処理する。
【0019】
処理装置4には、第1〜第4テンションセンサTS1〜TS4が設けられており、第1テンションセンサTS1は、テンター装置5に搬送される直前の位置に配置され、PVAフィルム10の張力を検出している。洗浄槽16、染色槽17、硬膜槽18の各処理では、処理後のフィルム伸縮率が異なり、フィルムが引っ張られたり、たるんだりしてしまう。そこで、第2テンションセンサTS2は、硬膜槽18による硬膜処理後の位置に、第3テンションセンサTS3は、染色槽17による染色処理後の位置に、第4テンションセンサTS4は、洗浄槽16による洗浄処理後の位置にそれぞれ配置され、各槽16〜18による処理後のPVAフィルム10の張力を検出している。第1〜第4テンションセンサTS1〜TS4は、例えばテンションピックアップセンサで構成され、PVAフィルム10搬送時のローラに加えられる荷重により、PVAフィルム10の張力を検出する。そして、第1〜第4テンションセンサTS1〜TS4による検出張力に基づき、第1〜第4フィードローラFR1〜FR4の速度が制御され、PVAフィルム10の張力が常に一定になるようにされる。
【0020】
処理装置4で処理されたPVAフィルム10は、湿潤な状態でテンター装置5に搬送される。なお、処理装置4を洗浄槽16、染色槽17、硬膜槽18の3槽によって構成したが、必要に応じて着色槽等の新たな槽を追加してもよい。また、染色槽、硬膜槽を1槽に統合すること等により槽数を減らすことも可能である。
【0021】
図2に示すように、テンター装置5は、左レール21と、右レール22と、これらレール21,22に案内される無端チェーン(エンドレスチェーン)23,24とから構成されている。無端チェーン23,24には、把持具としてのクリップ25が所定ピッチで多数取り付けられている。テンター装置5に搬送されたPVAフィルム10は、搬送ローラによりフィルム把持位置PAに搬送される。クリップ25はPVAフィルム10の側縁部を把持しながら、図示しない駆動機構により各レール21,22に沿って移動することで、PVAフィルム10を延伸する。駆動機構は、後に説明するテンターモータ49(図3参照)によって駆動される。
【0022】
テンター装置5は、予熱部5a、延伸部5b、熱処理部5cに分かれており、予熱部5a、延伸部5bはPVAフィルム10を延伸しやすくするために高温、高湿に保たれている。このテンター装置5では、左レール21と、右レール22とが別個の屈曲した軌跡を描くことで、延伸されるPVAフィルム10は長手方向に対して垂直でない方向に延伸され、斜めの配向軸をもつ光学用ポリマーフィルムとなる。斜め延伸としては、45°延伸が好ましい。延伸されたPVAフィルム10は、テンター出口27付近でクリップ25による把持が開放され、ラミネート装置6に搬送される。
【0023】
図1に示すように、ラミネート装置6は、第1ダンサーローラDR1と第1TACフィルム供給部31と第2TACフィルム供給部32とから構成される。テンター装置5から搬送されるPVAフィルム10は、第1ダンサーローラDR1と図示しないフリーローラとを介して、ラミネートローラとしての第5フィードローラFR5の位置まで搬送される。第1,第2TACフィルム供給部31,32は、保護膜としてのローラ状のTAC(トリアセチルセルロース)フィルムロール34aからTACフィルム34を供給する。TACフィルム34の速度変化を検出するために、第1TACフィルム供給部31には第3ダンサーローラDR3が、第2TACフィルム供給部32には第4ダンサーローラDR4が、それぞれ設けられている。第1TACフィルム供給部31から供給されたTACフィルム34は、第7フィードローラFR7と複数のフリーローラ36とにより、第3ダンサーローラDR3を介して第5フィードローラFR5の位置まで搬送される。第2TACフィルム供給部32から供給されたTACフィルム34は、第8フィードローラFR8と複数のフリーローラ36とにより、第4ダンサーローラDR4を介して第5フィードローラFR5の位置まで搬送される。
【0024】
TACフィルム34を貼り付けるラミネートローラとしての第5フィードローラFR5は、第1TACフィルム供給部31から供給されるTACフィルム34をPVAフィルム10の下面に接着剤層を介して貼り付け、第2TACフィルム供給部32から供給されるTACフィルム34をPVAフィルム10の上面に接着剤層を介して貼り付けて、その後で両端を耳きりする。耳きりの方法としては、刃物などのカッターで切る方法、レーザーを用いる方法など、一般的な技術を用いることができる。ラミネート装置6でTACフィルム34がラミネートされたPVAフィルム10は偏光板フィルム40となり乾燥装置7に搬送される。
【0025】
乾燥装置7には、ヒータ(図示せず)が設けられている。乾燥装置7内はヒータにより高温に保たれており、偏光板フィルム40が乾燥される。乾燥後の偏光板フィルム40は、巻き取り装置8に搬送される。なお、ヒータによる加熱の条件としては、接着剤により異なるが、水系の場合は、30℃以上が好ましく、さらに好ましくは40℃以上100℃以下、さらに好ましくは50℃以上80℃以下である。
【0026】
巻き取り装置8は、第2ダンサーローラDR2、第6フィードローラFR6、第2リザーバ(RES2)42、巻き取り部43から構成されている。巻き取り装置8に搬送された偏光板フィルム40は、第6フィードローラFR6と複数のフリーローラ44とにより、第2ダンサーローラDR2を介して第2リザーバ42に搬送される。第2リザーバ42は、偏光板フィルム40を一定量貯留した後に巻き取り部43に搬送する。巻き取り部43は、搬送されてきた偏光板フィルム40を巻き取る。なお、偏光板フィルム40は、フィルム供給装置3で接合された部分が巻き取り部43に到達したとき、あるいは、規定量巻き取られたときに切断され、偏光板フィルムロールとなる。後続する偏光板フィルム40は、別の巻芯に巻き付けられる。この切換えの際に、第2リザーバ42で貯留された偏光板フィルム40の一部が消費される。
【0027】
第1〜第4ダンサーローラDR1〜DR4では、PVAフィルム10、TACフィルム34、偏光板フィルム40の速度変化によりダンサー位置が変化し、ループ量が変化する。この変化したループ量をそれぞれ検出し、検出ループ量に基づき第5〜第8フィードローラFR5〜FR8の速度を制御し、ダンサー位置を中立の位置(基準位置)へ持ってくる制御を行う。これにより、ループ量が基準ループ量となる。ループ量が基準ループ量の場合、PVAフィルム10、TACフィルム34、偏光板フィルム40の張力は基準張力となる。すなわち、ループ量を基準ループ量にすることにより、PVAフィルム10、TACフィルム34、偏光板フィルム40の張力を結果的に基準張力に制御することができる。なお、各ダンサーローラによって各フィルムにかかる張力は、ダンサーの質量などによって決まる。この関係は、ダンサーローラ機構の構造によって異なるが、一般的なスイングアーム式ダンサーローラの場合、軸にかかるモーメントがつりあえばよい。
【0028】
図3に示すように、テンター装置5を駆動するテンターモータ(TM)49は、テンター制御装置50により駆動制御される。第1〜第8フィードローラFR1〜FR8を駆動する第1〜第8フィードモータ(FM1〜FM8)51〜58は、第1〜第8演算装置61〜68により、送出部11を駆動する送出モータ59は、第9演算装置69により、巻き取り部43を駆動する巻き取りモータ60は、第10演算装置70により、それぞれ駆動制御される。
【0029】
第1テンションセンサTS1は、PVAフィルム10の張力を検出しており、この検出張力と予め設定されている基準張力とから偏差が求められ、この偏差が第1演算装置61に送られる。また、第1演算装置61には、テンター制御装置50からテンター速度信号が入力されている。第1演算装置61は、テンター速度信号に基づきテンター速度と同速度で第1フィードモータ51を駆動制御するとともに、偏差に基づき基準張力となるように速度を変更する。これにより、硬膜槽18を出たPVAフィルム10は一定張力で搬送される。同様にして、第2〜第4演算装置62〜64でも、第2〜第4テンションセンサTS2〜TS4の検出張力と基準張力との偏差と、下流側のフィードモータ速度信号とに基づきPVAフィルム10の張力がそれぞれ一定になるように、第2〜第4フィードモータ52〜54が駆動制御される。第1リザーバ12は、第1リザーブ量検出センサRS1によりリザーブ量が検出され、この検出リザーブ量と基準リザーブ量とから偏差が求められ、この偏差が第9演算装置69に送られる。第9演算装置69でも、同様にして、第1リザーブ量検出センサRS1の検出リザーブ量と基準リザーブ量との偏差と、下流側の第4フィードモータ54のフィードモータ速度信号とに基づきPVAフィルム10の張力が一定になるように送出モータ59が駆動制御される。
【0030】
第1ダンサーローラDR1は、ダンサー位置検出手段としての第1ループ量検出センサLS1によりループ量が検出され、この検出ループ量と基準ループ量とから偏差が求められ、この偏差が第5演算装置65に送られる。また、第5演算装置65には、テンター制御装置50からテンター速度信号が入力されている。第5演算装置65は、テンター速度信号に基づきテンター速度と同速度で第5フィードモータ55を駆動制御するとともに、偏差に基づき基準ループ量となるように速度を変更する。これによりダンサー位置が基準位置となることで、テンター装置5を出たPVAフィルム10は一定張力で搬送される。同様にして、第6演算装置66でも、第2ループ量検出センサLS2の検出ループ量と基準ループ量との偏差と、第5フィードモータ55のフィードモータ速度信号とに基づきPVAフィルム10の張力が一定になるように、第6フィードモータ56が駆動制御される。同様にして、第7,第8演算装置67,68でも、第3,第4ループ量検出センサLS3,LS4の検出ループ量と基準ループ量との偏差と、第5フィードモータ55のフィードモータ速度信号とに基づきTACフィルム34の張力がそれぞれ一定になるように、第7,第8フィードモータ57,58が駆動制御される。第2リザーバ42は、第2リザーブ量検出センサRS2によりリザーブ量が検出され、この検出リザーブ量と基準リザーブ量とから偏差が求められ、この偏差が第10演算装置70に送られる。第10演算装置70でも、同様にして、第2リザーブ量検出センサRS2の検出リザーブ量と基準リザーブ量との偏差と、上流側の第6フィードモータ56のフィードモータ速度信号とに基づき偏光板フィルム40の張力が一定になるように巻き取りモータ60が駆動制御される。
【0031】
次に、本実施形態の作用を説明する。テンター制御装置50には、予め速度基準値が設定されている。テンター制御装置50は、この速度基準値に基づきテンターモータ49を駆動制御する。そして、第1演算装置61及び第5演算装置65には、テンター制御装置50からテンター速度信号が入力される。第1演算装置61は、第1テンションセンサTS1の検出張力と基準張力との偏差と、テンター速度信号とに基づきPVAフィルム10の張力が一定になるように、第1フィードモータ51を駆動制御する。同様にして、第5演算装置65は、第1ループ量検出センサLS1の検出ループ量と基準ループ量との偏差と、テンター速度信号とに基づきPVAフィルム10の張力が一定になるように、第5フィードモータ55を駆動制御する。同様にして、第2〜第4演算装置62〜64及び第6〜第10演算装置66〜70は、検出値と基準値との偏差と、それぞれ上流側または下流側の隣接したフィードモータのフィードモータ速度信号とに基づきPVAフィルム10、TACフィルム34、偏光板フィルム40の張力がそれぞれ一定になるように、第2〜第4フィードモータ52〜54、第6〜第8フィードモータ56〜58、送出モータ59、巻き取りモータ60をそれぞれ個別に駆動制御する。
【0032】
このように、第1〜第10演算装置61〜70により、PVAフィルム10、TACフィルム34、偏光板フィルム40の張力がそれぞれ一定になるように、第1〜第8フィードモータ51〜58、送出モータ59、巻き取りモータ60をそれぞれ個別に駆動制御するから、テンター装置5及びテンター装置5の上流側及び下流側に設けられた各装置でPVAフィルム10がたるんだり引っ張られることがなく、安定した品質でPVAフィルム10を延伸することができ、安定した品質で連続して偏光板フィルム40を製造することができる。
【0033】
また、処理装置4の洗浄槽16、染色槽17、硬膜槽18の各処理後の位置に第2〜第4テンションセンサTS2〜TS4を設け、それぞれの検出値と基準値との偏差に基づき第2〜第4フィードモータ52〜54を駆動制御するから、各処理での異なるフィルム伸縮率に対応したフィルム搬送速度制御を行うことができる。
【0034】
なお、上記実施形態では、フィルム供給装置3に第1リザーバ12及び第1リザーブ量検出センサRS1を設け、処理装置4に第1〜第4テンションセンサTS1〜TS4を設け、ラミネート装置6に第1,第3,第4ダンサーローラDR1,DR3,DR4及び第1,第3,第4ループ量検出センサLS1,LS3,LS4を設け、巻き取り装置8に第2ダンサーローラDR2及び第2ループ量検出センサLS2と第2リザーバ42及び第2リザーブ量検出センサRS2とを設けたが、これに限定されることなく、フィルム供給装置3にテンションセンサ、ダンサーローラ及びループ量検出センサを設けてもよく、また、処理装置4にダンサーローラ及びループ量検出センサ、リザーバ及びリザーブ量検出センサを設けてもよい。さらに、乾燥装置7にテンションセンサ、ダンサーローラ及びループ量検出センサ、リザーバ及びリザーブ量検出センサのいずれかと組になったフィードローラを設けてもよい。
【0035】
さらに、上記実施形態では、ラミネート装置6でPVAフィルム10に保護膜を貼り付け、その後両端を耳きりしたが、テンター装置5内でPVAフィルム10に保護膜を貼り付け、その後両端を耳きりしてもよい。また、ラミネート装置6と乾燥装置7とを1装置に統合すること等により装置数を減らすことも可能である。
【0036】
上記実施形態では、ラミネート装置6で、得られた偏光膜に保護膜としてTACフィルム34を貼り付けたが、各種機能膜を保護膜として直接片面または両面に貼り付けてもよい。機能膜の例としては、λ/4板、λ/2板などの位相差膜、光拡散膜、偏光板と反対面に導電層を設けたプラスチックセル、異方性散乱や異方性光学干渉機能等をもつ輝度向上膜、反射板、半透過機能を持つ反射板等があげられる。
【0037】
保護膜としては、上に述べた好ましい保護膜を一枚、または複数枚積層して用いることができる。偏光膜の両面に同じ保護膜を貼合しても良いし、両面に異なる機能、物性をもつ保護膜をそれぞれ貼合しても良い。また、片面のみに上記保護膜を貼合し、反対面には直接液晶セルを貼合するために、粘着剤層を直接設けて保護膜を貼合しないことも可能である。この場合粘着剤の外側には、剥離可能なセパレータフィルムを設けることが好ましい。
【0038】
テンター装置5のテンター出口27でPVAフィルム10の左右に進行速度差があると、テンター出口27におけるシワ、寄りが発生するため、左右のクリップ25の速度差は、実質的に同速度であることが求められる。速度差は好ましくは1%以下であり、さらに好ましくは0.5%未満であり、最も好ましくは0.05%未満である。ここで述べる速度とは、毎分当たりに左右各々のクリップ25が進む軌跡の長さのことである。一般的なテンター装置等では、チェーンを駆動するスプロケットの歯の周期、駆動モータの周波数等に応じ、秒以下のオーダーで発生する速度ムラがあり、しばしば数%のムラを生ずるが、これらは本発明で述べる速度差には該当しない。
【0039】
本発明を実施した偏光板連続製造設備2により得られた偏光板は、優れた単板透過率及び偏光度を有する。したがって、液晶表示装置として用いる場合に、画像のコントラストを高めることができ、有利である。
【0040】
ポリビニルアルコールのケン化度は特に限定されないが、溶解性等の観点から80〜100mol%が好ましく、90〜100mol%が特に好ましい。またポリビニルアルコールの重合度は特に限定されないが、1000〜10000が好ましく、1500〜5000が特に好ましい。
【0041】
延伸前のPVAフィルム10の好ましい弾性率は、ヤング率で表して、0.01MPa以上5000MPa以下、更に好ましくは0.1MPa以上500MPa以下である。弾性率が低すぎると延伸時・延伸後の収縮率が低くなり、シワが消えにくくなり、また高すぎると延伸時にかかる張力が大きくなり、PVAフィルム10の両側縁部を保持する部分の強度を高くする必要が生じ、テンター装置5に対する負荷が大きくなる。
【0042】
延伸前のPVAフィルム10の厚味は特に限定されないが、フィルム把持の安定性、延伸の均質性の観点から、1μm〜1mmが好ましく、20〜200μmが特に好ましい。
【0043】
本発明に用いられる染色剤としては、ヨウ素−ヨウ化カリウムで生成したI3−、I5−等の多ヨウ素イオンおよび/または有機二色性色素である。二色性色素の具体例としては、例えばアゾ系色素、スチルベン系色素、ピラゾロン系色素、トリフェニルメタン系色素、キノリン系色素、オキサジン系色素、チアジン系色素、アントラキノン系色素等の色素系化合物を挙げることができる。水溶性のものが好ましいが、この限りではない。また、これらの二色性分子にスルホン酸基、アミノ基、水酸基などの親水性置換基が導入されていることが好ましい。二色性分子の具体例としては、例えばシー.アイ.ダイレクト.イエロー12、シー.アイ.ダイレクト.オレンジ39、シー.アイ.ダイレクト.オレンジ72、シー.アイ.ダイレクト.レッド39、シー.アイ.ダイレクト.レッド79、シー.アイ.ダイレクト.レッド81、シー.アイ.ダイレクト.レッド83、シー.アイ.ダイレクト.レッド89、シー.アイ.ダイレクト.バイオレット48、シー.アイ.ダイレクト.ブルー 67、シー.アイ.ダイレクト.ブルー90、シー.アイ.ダイレクト.グリーン59、シー.アイ.アシッド.レッド37等が挙げられ、さらに特開昭62−70802号、特開平1−161202号、特開平1−172906号、特開平1−172907号、特開平1−183602号、特開平1−248105号、特開平1−265205号、特開平7−261024号の各公報記載の色素等が挙げられる。これらの二色性分子は遊離酸、あるいはアルカリ金属塩、アンモニウム塩、アミン類の塩として用いられる。これらの二色性分子は2種以上を配合することにより、各種の色相を有する偏光子を製造することができる。偏光板として吸収軸を直交させた時に黒色を呈する化合物(色素)や黒色を呈するように各種の二色性分子を配合したものが単板透過率、偏光度とも優れており好ましい。本発明の偏光板連続製造設備2により延伸されたフィルムに対しては、特にヨウ素−ヨウ化カリウムで生成したI3−、I5−等の多ヨウ素イオンが好ましく使用される。
【0044】
ヨウ素−ヨウ化カリウムで生成したI3−、I5−等の多ヨウ素イオンを偏光子として使用する場合、ヨウ素は0.1〜20g/l、ヨウ化カリウムは1〜200g/l、ヨウ素とヨウ化カリウムの質量比は1〜200が好ましい。染色時間は10〜5000秒が好ましく、液温度は5〜60℃が好ましい。
【0045】
硬膜剤(架橋剤)としては、米国再発行特許第232897号に記載のものが使用できるが、ホウ酸、ホウ砂が実用的に好ましく用いられる。また、亜鉛、コバルト、ジルコニウム、鉄、ニッケル、マンガン等の金属塩も併せて用いることができる。
【0046】
また、PVAフィルム10を延伸する速度は、単位時間当りの延伸倍率で表すと、1.1倍/分以上、好ましくは2倍/分以上で、早いほうが好ましい。また、長手方向の進行速度は、0.1m/分以上、好ましくは1m/分以上で、早いほうが生産性の観点から見て好ましい。いずれの場合も、上限は、延伸するPVAフィルム10及びテンター装置5により異なる。
【0047】
本発明を実施した偏光板連続製造設備2において、PVAフィルム10の両側縁をクリップ25により把持する際、把持しやすいようにPVAフィルム10を張った状態にしておくことが好ましい。具体的には、PVAフィルム10の長手方向に張力をかけてフィルムを張るなどの方法が挙げられる。
【0048】
延伸時の環境温度は、25℃以上90℃以下が好ましく、さらに好ましい温度範囲は40℃以上90℃以下である。
【0049】
延伸時の湿度に関しては、調湿雰囲気下で延伸することが好ましく、より好ましくは50%以上100%以下、さらに好ましくは80%以上100%以下である。
【0050】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、テンター装置のフィルム搬送方向の上流側及び下流側に設けられる付帯装置それぞれに搬送速度制御手段を設け、テンター装置のフィルム搬送速度を基準とし、各付帯装置におけるフィルム張力がそれぞれ一定になるように搬送速度制御手段により、各付帯装置におけるフィルム搬送速度を制御するから、テンター装置でフィルムがたるんだり引っ張られることがなく、安定してフィルムを延伸することができ、安定した品質で連続して偏光板を製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明を実施した偏光板連続製造設備の概略を示す側面図である。
【図2】テンター装置の概略を示す側面図である。
【図3】偏光板連続製造設備の制御ブロック図である。
【図4】ドロー制御を偏光板連続製造設備に適用した場合の制御ブロック図である。
【符号の説明】
2 偏光板連続製造設備
3 フィルム供給装置
4 処理装置
5 テンター装置
6 ラミネート装置
7 乾燥装置
8 巻き取り装置
10 PVAフィルム
11 送出部
12 第1リザーバ(RES1)
16 洗浄槽
17 染色槽
18 硬膜槽
40 偏光板フィルム
42 第2リザーバ(RES2)
49 テンターモータ(TM)
50 テンター制御装置
51〜58 第1〜第8フィードモータ(FM1〜FM8)
59 送出モータ
60 巻き取りモータ
61〜70 第1〜第10演算装置
DR1〜DR4 第1〜第4ダンサーローラ
FR1〜FR8 第1〜第8フィードローラ
LS1〜LS4 第1〜第4ループ量検出センサ
RS1,RS2 第1,第2リザーブ量検出センサ
TS1〜TS4 第1〜第4テンションセンサ

Claims (5)

  1. 光学用ポリマーフィルムを延伸するテンター装置を備える偏光板製造設備により偏光板を連続的に製造する偏光板連続製造方法において、
    前記テンター装置のフィルム搬送方向の上流側及び下流側に設けられる付帯装置それぞれに搬送速度制御手段を設け、
    前記テンター装置のフィルム搬送速度を基準とし、前記各付帯装置におけるフィルム張力がそれぞれ一定になるように前記搬送速度制御手段により、前記各付帯装置におけるフィルム搬送速度を制御することを特徴とする偏光板連続製造方法。
  2. 前記各付帯装置それぞれに、張力検出手段またはダンサー及びダンサー位置検出手段を設け、前記搬送速度制御手段は、前記張力検出手段による出力またはダンサー位置検出手段による出力に基づき各付帯装置におけるフィルム搬送速度を制御することを特徴とする請求項1記載の偏光板連続製造方法。
  3. 前記付帯装置は、テンター装置の上流側に設けられ、帯状の光学用ポリマーフィルムが収納されるフィルム供給装置及びこのフィルム供給装置の下流側に設けられ、液体が貯留された処理槽からなる処理装置であることを特徴とする請求項1または2記載の偏光板連続製造方法。
  4. 前記付帯装置は、テンター装置の下流側に設けられ、前記フィルム両面または片面に保護シートを貼るラミネート装置、このラミネート装置の下流側に設けられ、保護シートが貼られたフィルムを乾燥する乾燥装置及びこの乾燥装置の下流側に設けられ、乾燥されたフィルムを巻き取る巻き取り装置であることを特徴とする請求項1ないし3いずれか1つ記載の偏光板連続製造方法。
  5. 光学用ポリマーフィルムを用いて偏光板を連続的に製造する偏光板連続製造設備において、
    前記フィルムを延伸するテンター装置と、
    このテンター装置のフィルム搬送方向の上流側に設けられ、帯状の光学用ポリマーフィルムが収納されるフィルム供給装置と、
    このフィルム供給装置の下流側で且つ前記テンター装置の上流側に設けられ、液体が貯留された処理槽からなる処理装置と、
    前記テンター装置の下流側に設けられ、前記フィルム両面または片面に保護シートを貼るラミネート装置と、
    このラミネート装置の下流側に設けられ、保護シートが貼られたフィルムを乾燥する乾燥装置と、
    この乾燥装置の下流側に設けられ、乾燥されたフィルムを巻き取る巻き取り装置と、
    前記テンター装置の上流側及び下流側の各装置に設けられ、前記テンター装置のフィルム搬送速度を基準にし、各装置におけるフィルム張力が一定になるように、この各装置におけるフィルム搬送速度を制御する搬送速度制御手段とを備えたことを特徴とする偏光板連続製造設備。
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