JP2011098443A - 賦型フィルム用の金型ロールおよびそれを用いた賦型フィルムの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】PDP（プラズマディスプレイ）、LCD（液晶ディスプレイ）やノートパソコン、カーナビゲーション、OA機器等のディスプレイの高精細化の傾向に伴い、これらに使用される光学フィルムへの品質要求も高くなっている。本件発明により、金型ロールで製造する賦型フィルムにおいて、金型ロールに起因する欠陥の原反フィルム上の位置および金型ロールでの欠陥原因箇所を容易にかつ確実に特定する。
【解決手段】金型ロールの、賦型のための切削加工した領域以外で端面近傍の部分に、賦型フィルムの原反で視認可能な目印となる刻印を施す。
【選択図】図１

Description

本発明は賦型フィルムの製造に使用される機能パターンを形成するための切削加工された金型ロールに関するもので、特に賦型フィルムの製造において、金型ロールに起因するフィルムの原反シートに存在する塗膜欠陥の位置を素早く知るための視認可能な刻印をした金型ロールに関するものである。

近年、PDP（プラズマディスプレイ）、LCD（液晶ディスプレイ）やノートパソコン、カーナビゲーション、OA機器等のディスプレイの高精細化の傾向に伴い、これらに使用される光学フィルムへの品質要求も高くなっている。それゆえ、光学フィルムの光学的塗膜欠陥（以下光学的欠陥と呼称する。）を速やかに確実に検出してそれを除外することは、製造するうえで非常に重要なことである。

光学フィルムの製造は、目的に合致する機能を有する樹脂の塗膜を帯状の高分子基材に形成することで行われる。そのほとんどは、まず機能パターンを形成した高分子基材を原反シートとして作製したあと、実際に使用されるフィルム面積に対応するシートの大きさに断裁して製造される。要求する光学的機能が、塗膜の形状によらない偏光性や屈折率のような場合、生産性の観点から原反シートは高分子基材に樹脂を塗布することで製造される。

一方、レンズシートなどに代表されるように形状によって光学的機能が発揮される光学フィルムの製造は、一般に切削加工された金型ロールを用いて、これに硬化性樹脂を注入し、硬化後に基材に転写して賦型することで製造される。

いずれの方法で製造されても前述したように、品質管理や生産性の点からフィルム上での光学的欠陥を速やかに確実に検出してそれを除外することは、製造するうえで非常に重要なことである。

連続走行させる基材上に塗布方式で作製する塗膜の光学的欠陥は、塗布する設備（たとえばエクストルージョン型ダイやグラビアロール）に起因するものであっても周期性はないので、塗布された帯状の高分子基材を連続して走行させながら偏光板を透して投光してCCDカメラ等で記録するか（例えば特許文献１〜２）、使用される大きさの枚葉型に裁断されたフィルムの全数を目視や顕微鏡で欠陥位置を判定するのが通例である。

これに対して、金型ロールを用いて製造する場合の、設備である金型ロールに原因のある賦型フィルム（以下、金型ロールを用いて製造する光学フィルムを賦型フィルムという）の光学的欠陥は、金型ロールの回転による賦型なので金型ロールの円周に相当する繰返し周期で発現することになる。

このことを利用して、発見した一つの欠陥については、賦型フィルム上でロール周期に相当する近辺を観察して同じような欠陥を探して発見することで金型ロールでの欠陥位置を推測できる。その推測した位置付近の金型ロールの表面を仔細に観察して、欠陥の原因となる金型ロールの箇所を修復することが行われている。

特開２００６−３３７６３０号公報 特開２００７−１９２６６０号公報

しかし、賦型フィルム上での光学的欠陥の位置決定の上述したようなやり方は次のような問題がある。賦型フィルム上の欠陥位置の原反幅方向（金型ロールの端面からの位置）は正確にわかるが、原反長手方向が明確に金型ロールの周期に一致しているかどうかは、予想した他のもう一つの欠陥との距離を測定して初めて確認される。これらのことから金型ロール上の欠陥箇所を決めるのは、不正確になりやすく何より賦型フィルム上での位置決定が容易でなく、作業時間がかかることになる。

本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであって、賦型フィルムにおいて、金型ロール自体の欠陥による賦型フィルムの光学的欠陥の位置を容易に特定し、よって金型ロール自体の欠陥箇所も速やかかつ容易に特定することが可能な金型ロールを提供することを目的とする。

本発明の金型ロールは、ロールの幅方向の一端もしくは両端にあって、賦型パターン対応に切削加工された領域（以下賦型領域と呼称する）の範囲外に、ロール幅方向に線状の溝および／または並列状に定型が刻印されていることを特徴とする。

本発明の金型ロールは、線状の溝および／または並列状の定型を刻印した部分の切削深さが、賦型領域の切削加工された溝の深さ以下であることを特徴とする。

本発明の金型ロールは、線状の溝および／または並列状の定型が複数個で群をなして形成されており、その群が複数存在してもよい。ロールの幅方向でのもっとも中央部に近い線状の溝および／または並列状の定型の刻印は、もっともロール端面に近い賦型領域に切削刻印された溝から１ｍｍ以上離れていることが好ましい。

さらに本発明は、以上のような金型ロールを使用することを特徴とする賦型フィルムの製造方法である。

本発明の金型ロールを用いて賦型フィルムを作製したならば、賦型フィルムに金型ロールに起因する光学的欠陥が発見されても、賦型フィルムの原反シートの賦型領域外の少なくとも一端に金型ロールに刻印されてできた目印が存在することになるので、その目印を基準にして光学的欠陥の位置が正確に特定できる。長尺の原反シートであっても金型ロールによる賦型フィルムなので、最長でも金型ロールの円周の２倍の長さのシートを、視認される目印を基準にして観察すれば、発見した光学的欠陥が同じ位置に存在した場合は金型ロールに起因するものであると判断でき、かつその金型ロール上での箇所も容易に特定できる。よって本発明の金型ロールを用いて製造すると長尺の賦型フィルムであっても、効率的に品質管理の検査が可能になって生産性も向上する。

目印を刻印した金型ロールの斜視図 考えられる目印の例 目印がついた原反の例（本発明の実施例）

以下本発明の実施形態に基づいて、図面を参照して具体的に説明する。なお、本発明でのロール金型の被削材の材質や賦型のための切削加工方法などは従来公知の物質や方法のいずれでもよい。

図１は、光学的機能を有する賦型の領域外にロールの特定位置を示す視認可能な目印として直線が、原反シートの幅方向の両端に存在するように刻印した金型ロールの一例をあらわした斜視図である。

金型ロール１は、一般に高分子樹脂からなる支持体に光学的機能を与える賦型形成のための溝が刻印された領域２（賦型領域）がある。ロールの両端部分には通常、賦型領域に流し込む硬化性樹脂がロール外に漏れ出ないようにロール回転方向に平行な溝が刻印された領域３がある。視認可能な目印を付与する刻印領域４は、図１のように領域３と重なっていてもよいし、領域３よりさらにロールの端面に近い部分にあってもよい。

本実施例では、刻印領域は幅方向に平行な直線の溝を刻印しているが、平行でなくても直線でなく曲線でもよいし、円形や矩形であってもまたそれらが複数であっても組み合わされていてもよい。要するに、次に述べるように樹脂を注入して基材に転写、賦型をしたときに原反シート上で視認できればよい。

金型ロールに切削加工された賦型領域に硬化性樹脂を流し込み、硬化させたあと支持体に転写して帯状の原反シートをうる。製品によっては支持体にさらに別の機能を有するフィルムを合接したのち帯状の原反シートをうる。いずれにしても賦型領域より幅の広いロール幅で転写域は形成されて最終的に使用する大きさに断裁される。よって原反シートでは必ず賦型領域外に何も成形されない余白領域が存在することになる。

本発明の本質は、この余白領域に金型ロールの特定位置を確定する目印となるロール幅方向に並列な線状の溝および／または並列状に定型の刻印をつけることである。こうすることで、基材上に製品としての賦型とともに特定位置を確定する目印も形成された原反シートをうることになる。

余白領域は金型ロールの両端に存在する。よって目印となる刻印も両端につけることもできるが、このとき両端の刻印を結んだ線は金型ロールの幅方向の直進性に平行であること、すなわち金型ロールの両端面の円周上の任意の点を基準にして重ねた場合、全く同じ箇所に刻印されることが必要である。目印となる刻印は、発明の目的の本質からして一端にだけ存在してもよい。

目印部分をより目立たせるために、製品としての賦型領域に使用する樹脂液と目印に使用する樹脂液とを別のもの、例えば目印部分の樹脂液には着色染料を混合するなどは行ってもよいが、コストや工程管理の観点から同一樹脂液が好ましい。

目印の刻印の溝の深さは、賦型領域の切削加工された溝の深さ以下であることを特徴とする。賦型領域の切削加工された溝の深さより深いと、基材上に形成された目印が、賦型領域の凸部の成型部の高さより高いことになる。長尺の賦型フィルムの原反シートを巻き取る際に、幅方向で端部の厚みが大きいことによって巻き乱れが生じるからである。

目印の刻印は、線状の溝および／または並列状の定型が複数個で群をなして形成されていてもよい。また、その群が複数存在してもよい。これらの群のロール円周上での距離に制約はない。要はロール金型の円周上の位置を確定できればよい。

円周上に目印となる群（単独で目印とする場合はその数をいう、以下同様）をいくつ施すかは任意である。発明の目的から、金型ロールの１周分に最低一箇所は目印の刻印が存在すればよい。

複数の目印の群を刻印する場合は、当然であるが、複数の群のそれぞれは区別がつくようにする必要がある。各々の群を区別するために、目印の形状とか、線の場合は溝の幅とか数を変えることとかが好ましい。

図１の例では目印の刻印は直線であるが、曲線でもよいし、本数も任意である。丸印や角印など不定形のものであってもよい。また微小な突起を賦型して乱反射による白濁域を作製してもよい。線の場合の溝の幅や不定形の大きさも、賦型フィルムの原反で視認できれば、前述したように原反幅方向の端部で厚みが異なることによる巻き乱れが生じない限り特別な制約はない。

図２には本発明の実施例の形態の例を示した。
図２（ａ）は目印として直線３本を金型ロールの両端に刻印した例である。
図２（ｂ）は目印として直線３本と直線２本の群を金型ロールの両端に刻印した例である。
図２（ｃ）は目印として点線１本を金型ロールの両端に刻印した例である。
図２（ｄ）は目印として直線４本と直線３本の群を金型ロールの両端に刻印した例である。
図２（ｅ）は目印として円形を複数個並べたものを金型ロールの両端に刻印した例である。
図２の例は、すべて金型ロールの両端に目印を刻印しているが、先述したようにロールの一端だけであってもよい。

ロールの幅方向で、もっとも内側寄りの線状の溝および／または並列状の定型の刻印は、賦型領域のなかで、もっともロール端面に近い外側に切削刻印された溝から１ｍｍ以上離れていることが好ましい。図１でいうと、目印の直線４と賦型領域２の最端部との距離が１ｍｍ以上ということである。

この距離を保つのは、目印の刻印が賦型領域に近ければ近いほど、賦型フィルムで欠陥を発見したときに位置を特定しやすいが、使用を重ねることでの経年による金型ロールの磨耗や加工精度の問題で目印の刻印と賦型領域の刻印とが連通して、賦型領域の切削加工の溝に目印の刻印に注入した樹脂が流れ込んで賦型に悪影響するリスクを確実に回避するためである。

本実施例では、図２（ｄ）に示したように、刻印領域４−１の直線数は４本にして刻印領域４−２の直線数は３本とした。それぞれの刻印の直線群の、帯状の基材に転写賦型する上流側の最初の１本目が金型ロールの１８０度対角に位置するようにした。

図３は、本実施例の金型ロールを用いて、金型ロール１回転で長手方向に２枚取りのポリエチレンテレフタレート（PET）基材で賦型フィルムを作製したときの、金型ロール２回転分の長さの原反フィルムの平面図である。図中の原反フィルムの領域の符号は、金型ロールの斜視図で示した符号と同じものは同じ領域を示している。

図３（ａ）は、枚葉で使用するフィルムに欠陥Ａと欠陥Ｂの２箇所が発現した場合を示している。図３（ｂ）は、連続走行している基材の図３（ａ）の金型ロールの次の１周で形成された賦型フィルムを示す。

まず、これらの欠陥の位置を賦型フィルム上で確定する。便宜上、原反シートの幅方向（金型ロールでも幅方向）をＸ軸、長手方向（金型ロールの回転方向）をＹ軸として目印からの座標を決定する。

最初に、図３（ａ）での欠陥Ａの位置を、原反シートの端面に付けられた目印４−１の図では一番下に位置する直線からの距離Ｄを測る。これで原反幅方向（Ｘ軸）の位置が決まる。ついで目印の直線からの回転方向の距離ｄを測って原反長手方向（Ｙ軸）の位置を決める。これで正確に欠陥Ａの位置が特定できる。同様に欠陥Ｂについても目印４−２からの距離を測って位置を特定する。

次に、図３（ａ）の後に連続する原反シート図３（ｂ）に示された欠陥Ａ’とＢ’についても同様にして目印４−１と目印４−２とからの距離を測る。これで欠陥Ａ’とＢ’の特定された位置が、欠陥Ａ，欠陥Ｂの位置と一致した場合は、これらの欠陥は金型ロールに起因することになる。また、欠陥の原因となる金型ロール上の箇所も目印４−１や４−２からの距離がわかっているので容易に特定できて修復作業にかかることが可能となる。

欠陥Ａ，Ｂと欠陥Ａ’とＢ’がよく似た欠陥でかつ位置も近傍であっても、もしこれらの特定位置が異なっていた場合、すなわち目印４−１と目印４−２とからの距離が違っていた場合はどちらかの欠陥は金型ロールに起因するものでなく、他の要因で発生したことになる。

金型ロールに起因する欠陥は、ロール表面にキズがついたり、長期間の使用で切削加工された溝や凸部が磨耗したり、溝が塵埃を噛んだりして生じる。このため基材上に転写した膜厚の変化、賦型の歪みが屈折率や光透過率を変えて光学的欠陥を発生させる。

金型ロールに起因する欠陥は、先の欠陥位置の特定から金型ロール上でもただちにその原因となる箇所が判明できて、切削加工の補修が可能となる。

１ 金型ロール
２ 賦型領域
３ 樹脂留め領域
４−１ 目印の刻印領域
４−２ 目印の刻印領域

Claims (5)

1. フィルム基材上に、所望するパターンに刻印された溝に充填した樹脂を転写して作製する賦型フィルムの製造に使用される金型ロールであって、パターン対応の溝が刻印された賦型領域外の範囲においてロールの幅方向の一端側もしくは両端に、ロール幅方向に線状の溝および／または並列状に定型が刻印されていることを特徴とする金型ロール。
2. 線状の溝および／または並列状の定型を刻印した部分のロール表面からの深さが、賦型のためにパターンに刻印された領域の溝の深さ以下であることを特徴とする請求項１記載の金型ロール。
3. 線状の溝および／または並列状の定型が複数個で群をなして形成されており、その群が複数存在することを特徴とする請求項１乃至請求項２に記載の金型ロール。
4. もっともロールの中央部に近い線状の溝および／または並列状の定型の刻印は、もっともロール端面に近いパターンに刻印された領域の溝から１ｍｍ以上離れていることを特徴とする請求項１乃至請求項３に記載の金型ロール。
5. 請求項１乃至請求項４記載の金型ロールを使用することを特徴とする賦型フィルムの製造方法。

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