JP2006199722A - Method and apparatus for swelling polyvinyl alcohol film and method and apparatus for producing polarizing film - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、液晶ディスプレー(LCD)の主要部材である偏光フィルム(偏光子)の製造の際に、基材としてのポリビニルアルコールフィルム(以下「PVAフィルム」と略称する)に対して施す膨潤水による膨潤の方法の改良に関する。 This invention is based on swelling water applied to a polyvinyl alcohol film (hereinafter referred to as “PVA film”) as a base material in the production of a polarizing film (polarizer) which is a main member of a liquid crystal display (LCD). It relates to an improvement of the swelling method.
周知のように、この種のPVAフィルムの膨潤は、PVAフィルムを膨潤水中に設置した複数のガイドローラを介して膨潤水中を搬送案内する方式で行っている(例えば、特許文献1参照)。 As is well known, this type of PVA film is swelled by conveying and guiding the swollen water through a plurality of guide rollers in which the PVA film is placed in the swollen water (for example, see Patent Document 1).
しかしこの周知のPVAフィルムの膨潤方式は、PVAフィルムに対する膨潤水の自然な浸透による膨潤であるため、特に最近のようにPVAフィルムが広幅になればなる程、膨潤水の浸透にむらが生じ、全体を均一に膨潤することが難しく、この結果膨潤後における処理(染色、延伸など)も均一に行われにくく、偏光フィルムとしての光学特性にもむらが生じやすく、偏光フィルムとしての収率(歩留まり)が約75%以下のように比較的低い値に留まっている状況にある。
この発明は、上記のような状況に鑑み、PVAフィルムを膨潤液中に設置した複数のガイドローラを介して膨潤水中を案内するPVAフィルムの膨潤方法として、PVAフィルムの全体がほぼ均一に膨潤され、これにより偏光フィルムの収率をより一層アップ可能なものを提供することを主要な課題としている。 In view of the situation as described above, the present invention is a method for swelling a PVA film that guides the swollen water through a plurality of guide rollers in which the PVA film is placed in a swelling liquid. Thus, the main object is to provide a polarizing film that can further increase the yield of the polarizing film.
この発明によれば、上記の課題は、特許請求の範囲の請求項1に記載のように、基本的には、PVAフィルムを膨潤水中に設置した複数のガイドローラを介して膨潤水中を案内するPVAフィルムの膨潤方法において、少なくとも一つのガイドローラを、軸方向の両半に対称に多数の加圧水吐出孔を形成したシリンダ(ドラム)形の加圧水吐出ローラで構成することによって解決する。
According to this invention, the above-mentioned problem is basically guided in the swollen water through the plurality of guide rollers in which the PVA film is placed in the swollen water, as described in
この発明の請求項1に記載のシートのPVAフィルムの膨潤方法においては、請求項2に記載のごとく、少なくとも二つのガイドロールを構成する加圧水吐出ローラに、PVAフィルムを、表面と裏面が対向するように転向案内することが望ましい。 In the method for swelling the PVA film of the sheet according to the first aspect of the present invention, as described in the second aspect, the PVA film is opposed to the pressurized water discharge roller constituting at least two guide rolls, and the front surface and the rear surface are opposed to each other. It is desirable to guide the turning as described above.
またこの発明に係る請求項1又は請求項2に記載のPVAフィルムの膨潤方法は、請求項3に記載のように、加圧水吐出ローラの加圧水吐出孔を、加圧水吐出ローラの表面部に軸周りに間隔をおいて形成した複数条の軸方向にのびる加圧水案内溝のそれぞれに開口するように形成することが望ましい。
Further, in the method for swelling a PVA film according to
さらにこの発明の請求項3に記載のPVAフィルムの膨潤方法においては、請求項4に記載のごとく、加圧水吐出ローラの隣接する加圧水案内溝における加圧水吐出孔の軸方向の位置を相互にずらすことが好ましい。この場合の位置のずらし量は一般には半ピッチとすることができる。 Furthermore, in the swelling method of the PVA film according to claim 3 of the present invention, as described in claim 4, the axial position of the pressurized water discharge hole in the pressurized water guide groove adjacent to the pressurized water discharge roller can be shifted from each other. preferable. In this case, the shift amount of the position can generally be a half pitch.
さらにまた請求項1〜4に記載のPVAフィルムの膨潤方法においては、請求項5に記載のように、加圧水吐出ローラは、加圧水供給管系の給水端部(先端部)で支持することが望ましい。
Furthermore, in the swelling method of the PVA film according to any one of
特許請求の範囲の請求項1に記載のこの発明に係るPVAフィルムの膨潤方法の基本構成によれば、全体にわたって均一に近い膨潤が行われ、偏光フィルムの収率が90%を越える程度までアップされることを確認した。このような高収率は、膨潤水中に導入されるPVAフィルムが、加圧水吐出ローラからなるガイドローラ以外の部分では、周知の方式と同様の膨潤水の自然な浸透による膨潤作用を受ける一方、加圧水吐出ローラからなるガイドローラ部では、多数の加圧水吐出孔から吐出されてローラ表面部に沿って流動する加圧水の加圧浸透による強制的な膨潤作用を受け、これらの両膨潤作用が相乗的に作用するためであると推定される。
According to the basic structure of the swelling method of the PVA film according to the present invention as set forth in
また請求項2に記載の二以上の加圧膨潤水吐出ローラに対するPVAフィルムの表裏両面の対向案内構成によれば、PVAフィルムが、表裏の両面から加圧水の加圧浸透による強制的な膨潤作用を受け、より均一に近い膨潤が行われる。
Moreover, according to the opposing guide structure of the front and back surfaces of the PVA film with respect to the two or more pressure swelling water discharge rollers according to
請求項3に記載の加圧水吐出ローラの加圧水吐出孔の加圧水案内溝に対する開口構成によれば、加圧水が加圧水案内溝に沿って軸方向の各端に向かって流動するので、PVAフィルムが拡幅作用を受け、しわやたるみの無い状態になるので、一段と均一に近い膨潤が行われる。 According to the opening structure with respect to the pressurized water guide groove of the pressurized water discharge hole of the pressurized water discharge roller according to claim 3, since the pressurized water flows toward each end in the axial direction along the pressurized water guide groove, the PVA film has a widening action. Since there is no wrinkle or sagging, swelling is more uniform.
さらに請求項4に記載の隣接する加圧水案内溝における加圧水吐出孔の半ピッチのような軸方向の位置ずらし構成によれば、加圧水の吐出部がより均衡した状態になるので、加圧水の流動層が均一になり、PVAフィルムが一様の拡幅作用を受けるので、均一に近い膨潤が確保される。 Furthermore, according to the axial position shift configuration such as the half pitch of the pressurized water discharge holes in the adjacent pressurized water guide grooves according to claim 4, the discharge portion of the pressurized water is in a more balanced state. It becomes uniform and the PVA film is subjected to a uniform widening action, so that nearly uniform swelling is ensured.
さらにまた請求項5に記載の加圧水吐出ローラの加圧水供給管系の給水端部による支持構成によれば、独立した支持軸を設ける必要がないため、構造をコンパクトにすることができる。 Furthermore, according to the support structure by the water supply end part of the pressurized water supply pipe system of the pressurized water discharge roller according to claim 5, it is not necessary to provide an independent support shaft, so that the structure can be made compact.
以下図面に基づいて、この発明に係るPVAフィルムの膨潤方法の好適な実施形態について説明する。 Hereinafter, preferred embodiments of the method for swelling a PVA film according to the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は、この発明に係るPVAフィルムの膨潤方法の好適な一実施形態の構成概要を示したもので、膨潤槽11内の膨潤水12中に、PVAフィルム10の導入側の左方から右方に向かって複数個(ここでは4個)の加圧水吐出ローラ15と1個の標準的な慣用のガイドローラ16を下部と上部に千鳥状に設置するとともに、膨潤槽11外の左方部と右方部には、フィルム導入ローラ17と、標準的なガイドローラ18及びフィルム導出ローラ19が設置し、フィルム導入ローラ17を通して簿潤槽11内の膨潤水12中に導入するPVAフィルム10を、順次表面と裏面が交互に加圧水吐出ローラ15に対向するように上下に千鳥状に案内した後、ガイドローラ16を通して、膨潤槽11外の標準的なガイドローラ18、フィルム導出ローラ19へと導出するように構成したものである。
FIG. 1 shows an outline of the configuration of a preferred embodiment of the method for swelling a PVA film according to the present invention. In the
図2及び図3に示すように、各加圧水吐出ローラ15は、表面部に、軸周りに等間隔をおいて形成した複数の加圧水案内溝20を有しており、各加圧水案内溝20には、軸方向の中心に対して左右対称な位置に、複数の外開き状の加圧水吐出孔21が実質上等間隔をおいて開口している。この加圧水吐出孔21は、隣接する加圧水案内溝20において半ピッチずつずれた位置に開口しており、全体として千鳥状の配置になっている。
As shown in FIGS. 2 and 3, each pressurized
また各加圧水吐出ローラ15は、左右の両端壁22が、その内部を同心的にのびる給水端管25とともに加圧水供給管系24の給水端部を構成する左右一対の給水端管コネクタ(給水端管接続管)26に軸受27を介して回転可能に支持されている。
Each of the pressurized
給水端管25には、図1において下側に位置する加圧水吐出ローラ15に関するものについては、図2、図3に示すごとく下半部に、また上側に位置する加圧水吐出ローラ15に関するものについては上半部(図2、図3の上下を逆転した状態に対応する)に、軸周り及び軸方向に間隔をおいて多数の給水孔28が形成してあるとともに、前後の各側部には、給水孔28が形成されていない上半部(図2、図3参照)と下半部のそれぞれへの加圧水の流入を抑制するために、軸方向の全長にわたってのびる前後一対の加圧水流入抑制フランジ29が付設してある。
As for the water
この図示の実施形態においては、フィルム導入ローラ17を介して膨潤槽11内の膨潤水12中に導入されるPVAフィルム10は、最初の加圧水吐出ローラ15に到るまでの間及び隣接する上下の加圧水吐出ローラ15の間においては、膨潤槽11内の膨潤水12の自然の浸透による膨潤作用を受け、また各加圧水吐出ローラ15の部分においては、加圧水吐出孔21を通して外方に吐出する加圧水の加圧水案内溝20に沿う流動により、拡幅作用を受けながら、表面及び裏面のそれぞれから、加圧浸透による強制的な膨潤作用を受け、これにより慣用のガイドローラ16を通して膨潤槽11から導出するまでに的確に膨潤される。
In the illustrated embodiment, the
この発明に係るPVAフィルムの膨潤方法においては、加圧水吐出ローラ15の加圧水吐出孔21を通して吐出する加圧水は、一般には、PVAフィルム10を加圧水吐出ローラ15の表面から微小量(例えば約1mm程度)離間させて、無接触状態にするのに適した条件(圧力、流量、流速等)、すなわちPVAフィルムと加圧水吐出ローラの表面との間に微小な厚さ(例えば約1mm程度)の加圧水流層が形成されるのに適した条件で吐出することができる(特に図4参照)。
In the method for swelling the PVA film according to the present invention, the pressurized water discharged through the pressurized
これらの加圧水の吐出条件は、PVAフィルム10のサイズ(厚さ、幅)や搬送条件(張力、速度等)、膨潤槽11内の膨潤水12の温度などによって適当に設定することができるとともに、これらのPVAフィルム10の搬送条件、膨潤水12の温度などは、自動制御によって調整可能にすることができる。
These discharge conditions for the pressurized water can be appropriately set according to the size (thickness, width) of the
この発明に係るPVAフィルムの膨潤方法は、このほか、加圧水吐出ローラを回転駆動可能に構成する(例えば加圧水吐出ローラの端壁に同心的に従動ギアを取付け、該従動ギアに隣接して設置する駆動ギアを係合する)など、種々の形態で実施することができるもので、上記の形態に限定されるものでないことはもちろんである。 In addition, the PVA film swelling method according to the present invention is configured such that the pressurized water discharge roller can be rotationally driven (for example, a concentric driven gear is attached to the end wall of the pressurized water discharge roller and is installed adjacent to the driven gear). Of course, the present invention is not limited to the above-described embodiments.
膨潤水(25℃)中にほぼ図2、3に示すような構造の加圧水吐出ローラをほぼ図1に準じて配置した膨潤槽とともに、染色槽、延伸槽、定着槽、乾燥装置を用いて、幅2600mm、厚さ80μのPVAフィルムを、その張力や速度等を制御しながら、膨潤、染色、延伸、染色剤定着、乾燥の処理を行って、複数枚の偏光フィルムを製造したところ、偏光フィルムの平均収率として、約90%が得られた。 Using a dyeing tank, a stretching tank, a fixing tank, and a drying device together with a swelling tank in which a pressurized water discharge roller having a structure as shown in FIGS. When a PVA film having a width of 2600 mm and a thickness of 80 μm was subjected to swelling, dyeing, stretching, dyeing agent fixing, and drying treatment while controlling the tension and speed, etc., a plurality of polarizing films were produced. As an average yield of about 90%.
なお比較のために、加圧水吐出ローラに代えて、標準的なガイドローラを配置した膨潤槽とともに、上記と同一の染色槽、延伸槽等を用いて、上記と同一のサイズのPVAフィルムを上記とほぼ同等の条件で膨潤、染色、延伸等の処理を行って、複数枚の偏光フィルムを製造したところ、偏光フィルムの平均収率は約70%であった。 For comparison, instead of the pressurized water discharge roller, the same size PVA film as above is used together with a swelling tank in which a standard guide roller is arranged, and the same dyeing tank, stretching tank, and the like. When a plurality of polarizing films were produced by carrying out treatments such as swelling, dyeing and stretching under substantially the same conditions, the average yield of the polarizing film was about 70%.
10 PVAフィルム
11 膨潤槽
12 膨潤水
15 加圧水吐出ローラ
16 ガイドローラ
17 フィルム導入ローラ
18 ガイドローラ
19 フィルム導出ローラ
20 加圧水案内溝
21 加圧水吐出孔
22 端壁
24 加圧水供給管系
25 給水端管
26 給水端管コネクタ
27 軸受
28 給水孔
29 加圧水流入抑制フランジ
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