JP2018052082A - 複合パネル及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
すなわち、本発明は、下記のものを含む。
前記樹脂層が、環状オレフィン重合体を含む低吸収層と、9μm〜11μmの波長範囲における赤外線吸収率が前記低吸収層よりも高い高吸収層とを、前記基材とは反対側からこの順に備え、
前記樹脂層の厚みに対する前記低吸収層の厚みの割合が、10%〜50%であり、
前記工程が、前記樹脂層の前記基材とは反対側に赤外レーザー光を照射して、前記基材を切断しないで前記樹脂層を切断することを含む、複合パネルの製造方法。
〔2〕 前記低吸収層は、厚み方向において、前記樹脂層の中央部よりも、前記基材から遠くに設けられている、〔1〕記載の複合パネルの製造方法。
〔3〕 前記赤外レーザー光が、トップハット状のエネルギー分布を有する、〔1〕又は〔2〕記載の複合パネルの製造方法。
〔4〕 基材、及び、前記基材の表面に設けられた樹脂層を備える複合パネルであって、
前記樹脂層が、環状オレフィン重合体を含む低吸収層と、9μm〜11μmの波長範囲における赤外線吸収率が前記低吸収層よりも高い高吸収層とを、前記基材とは反対側からこの順に備え、
前記樹脂層の端面が、前記基材の表面に対してなす平均角度が、75°〜90°である、複合パネル。
本発明の一実施形態に係る複合パネルの製造方法は、基材及び樹脂層を備える複層体の、前記樹脂層を切断する工程を含む。前記の工程は、樹脂層に赤外レーザー光を照射して、基材を切断しないで樹脂層を切断することを含む。樹脂層が切断されることにより、基材及び切断された樹脂層を備える複合パネルが得られる。
図1は、本発明の一実施形態に係る複合パネルの製造方法において用いる複層体10を模式的に示す平面図である。また、図2は、本発明の一実施形態に係る複合パネルの製造方法において用いる複層体10を模式的に示す断面図である。
本発明の一実施形態に係る複合パネルの製造方法は、図1及び図2に示すように、基材100及び樹脂層200を備えた複層体10を用意する工程を含む。
基材100の材料としては、例えば、ガラス、樹脂及び金属が挙げられる。ガラスの具体例としては、ソーダガラス、鉛ガラス、ホウケイ酸ガラス、無アルカリガラス、石英ガラス、化学強化ガラスが挙げられる。また、樹脂の例としては、ポリイミド樹脂、ポリエチレンナフタレート樹脂等の、耐熱性を有しうる樹脂が挙げられる。金属の例としては、アルミニウム、ステンレス鋼等が挙げられる。中でも、優れた透明性を有し、且つ、赤外レーザー光のエネルギーを吸収し難いことから、ガラスが好ましい。また、前記の材料は、1種類を単独で用いてもよく、2種類以上を任意の比率で組み合わせて用いてもよい。
樹脂層200は、基材100の表面100Uに設けられた層である。この樹脂層200は、環状オレフィン重合体を含む低吸収層210と、9μm〜11μmの波長範囲における赤外線吸収率が低吸収層210よりも高い高吸収層220とを、基材100とは反対側からこの順に備える。
低吸収層210は、環状オレフィン重合体を含む環状オレフィン樹脂の層である。環状オレフィン樹脂は、透明性、低吸湿性、寸法安定性、軽量性、位相差発現性、低温での成形性、等の種々の観点から、光学フィルムの材料として優れている。
例えば、低吸収層210が光学等方性の層である場合、低吸収層210の具体的な面内レターデーションは、好ましくは0nm〜20nm、より好ましくは0nm〜10nm、特に好ましくは0nm〜5nmとしうる。このように光学等方性の低吸収層210は、例えば、高吸収層220が偏光子として機能しうる層である場合には、この偏光子を保護するための偏光子保護層として機能できる。
高吸収層220は、9μm〜11μmの波長範囲において低吸収層210よりも高い赤外線吸収率を有する、樹脂の層である。一般に、9μm〜11μmの波長範囲における赤外線吸収率が高い化合物は、9μm〜11μm以外の実用的な波長範囲における赤外線吸収率も高い傾向がある。そこで、本発明においては、9μm〜11μmの波長範囲における赤外線吸収率を、広範な赤外波長範囲を代表する赤外線吸収率の代表値として採用している。9μm〜11μmの波長範囲における高吸収層220の具体的な赤外線吸収率は、好ましくは0.5%以上、より好ましくは1%以上、特に好ましくは2%以上である。高吸収層220の赤外線吸収率が、前記のように大きいことにより、赤外レーザー光での切断後の樹脂層200の切断面の傾斜を急峻にできる。9μm〜11μmの波長範囲における高吸収層220の赤外線吸収率の上限は、特段の制限は無いが、通常6%以下である。
樹脂層200は、低吸収層210及び高吸収層220に組み合わせて、任意の層(図示せず)を含んでいてもよい。任意の層としては、例えば、低吸収層210と高吸収層220との間に設けられる接着層、高吸収層220と基材100との間に設けられる接着層、低吸収層210の高吸収層220とは反対側に設けられるハードコート層、などが挙げられる。
樹脂層200の厚みは、好ましくは2μm以上、より好ましくは10μm以上、特に好ましくは20μm以上であり、好ましくは600μm以下、より好ましくは500μm以下、特に好ましくは400μm以下である。樹脂層200の厚みが、前記範囲の下限値以上であることにより、樹脂層200の形成が容易であり、また、前記範囲の上限値以下であることにより、樹脂層200の切断を容易に行うことができる。
複層体10は、通常、基材100の表面100Uに樹脂層200を設けることにより、製造する。基材100の表面100Uに樹脂層200を設ける方法に制限は無く、例えば、基材100の表面100Uに、高吸収層220及び低吸収層210を順に形成する方法によって、樹脂層200を設けてもよい。ただし、好ましくは、樹脂層200の一部又は全体に相当する樹脂フィルムを製造し、その製造した樹脂フィルムを基材100の表面100Uに貼り合わせる方法を採用する。
図3は、本発明の一実施形態に係る複合パネルの製造方法において、複層体10の樹脂層200に赤外レーザー光300を照射して、樹脂層200を切断する様子を模式的に示す断面図である。また、図4は、本発明の一実施形態に係る複合パネルの製造方法によって得られる複合パネル20を模式的に示す平面図である。さらに、図5は、本発明の一実施形態に係る複合パネルの製造方法によって得られる複合パネル20を模式的に示す断面図である。
本実施形態では、赤外レーザー光300の照射点が樹脂層200の表面200Uを楕円を描くように移動することで、楕円形の切れ目230が形成されるように切断を行った例を示して説明する。
複合パネル20の製造方法は、上述した工程に組み合わせて、更に任意の工程を含みうる。例えば、切断工程の結果複数の部分に分けられた樹脂層200のうち一部を、基材100から剥離する工程を行いうる。
また、複合パネル20に、更に任意の層を設ける工程を行ってもよい。
上述した製造方法によって、図4及び図5に示すような、基材100、及び、切断された樹脂層200を備える複合パネル20が得られる。この複合パネル20の樹脂層200は、切れ目230にある端面として、切断面240を有している。この切断面240は、樹脂層200の切断によって現れたものであり、樹脂層200の表面200Uに平行な面内方向において、樹脂層200の外縁200Eよりも内側(更に通常は、基材100の外縁100Eよりも内側)にある。
図8に示すように、上述した製造方法で製造された複合パネル20において、樹脂層200の切断面240は、基材100の表面100Uに対して急峻に傾斜している。具体的には、樹脂層200の切断面240が、基材100の表面100Uに対してなす平均角度θが、通常75°以上、好ましくは77°以上、より好ましくは80°以上である。また、前記の平均角度θの上限は、理想的には90°以下であるが、現実的には85°以下であり、84°以下になることが多い。以下の説明において、樹脂層200の切断面240が基材100の表面100Uに対してなす平均角度θを、適宜「平均端面角度」ということがある。
樹脂層200の切断面240が単一の平面である場合、その切断面240が基材100の表面100Uに対してなす角度を、平均端面角度θとして測定しうる。ただし、一般に、切断面240は、単一の平面にはなっていない。通常、樹脂層200の切断面240は、樹脂層200に含まれる層毎に異なる傾斜の面の集合となっている。そこで、樹脂層200に含まれる層の数に応じて、下記の方法によって、平均端面角度θを測定する。
この場合、樹脂層200を、切れ目230に交差するように切断する。この切断は、当該切断で現れる断面が、レーザー光の照射点の移動方向に対して垂直な平面になるように行う。そして、この切断によって現れた断面を撮影する。
その後、撮影された断面の像において、樹脂層200に含まれる各層(即ち、低吸収層210及び高吸収層220)の端面241及び242の中心点P210及びP220を特定する。ここで、前記の中心点P210及びP220は、各層の厚み方向の中心点を表す。その後、これらの中心点P210及びP220を通る直線L1を求める。そして、この直線L1が基材100の表面100Uに対してなす角度を、平均端面角度θとして求める。
この場合、樹脂層200が2層のみを含む場合と同様に、樹脂層200を切れ目230に交差するように切断し、この切断によって現れた断面を撮影する。
その後、撮影された断面の像において、樹脂層200に含まれる各層(図9では、低吸収層210、高吸収層220及び任意の層250)の端面241、242及び245の中心点P210、P220及びP250を特定する。ここで、前記の中心点P210、P220及びP250は、各層の厚み方向の中心点を表す。その後、基材100の表面100Uに平行な横軸、及び、樹脂層200の厚み方向に平行な縦軸を有する座標を設定し、前記の各層の中心点P210、P220及びP250の座標から、最小二乗法によって近似直線L2を計算する。そして、この近似直線L2が基材100の表面100Uに対してなす角度を、平均端面角度θとして求める。
以下の説明において、量を表す「%」及び「部」は、別に断らない限り、重量基準である。また、以下に説明する操作は、別に断らない限り、常温及び常圧の条件において行った。
(フィルムの赤外線吸収率の測定方法)
9μm〜11μmの波長領域において、波長0.01μm毎で、試料であるフィルムの吸収率を測定し、その測定値の平均値を、前記フィルムの赤外線吸収率として求めた。測定は、フーリエ変換赤外分光分析装置(パーキンエルマージャパン社製「Frontier MIR/NIR」)を用いて、透過法によって行った。
複合パネルを、樹脂層がレーザー光によって切断された部分で、#180ガーネット研磨剤を混合した水によるウォータージェット法を用いて切断した。この切断は、ウォータージェットによる切断で現れる断面が、レーザー光の照射点の移動方向に対して垂直になるように、行った。そして、ウォータージェットによる切断によって現れた断面を撮影した。
(開環重合工程)
ジシクロペンタジエンと、テトラシクロドデセンと、メタノテトラヒドロフルオレンとを、重量比60/35/5で含むモノマー混合物を用意した。
次いで、反応系を55℃に保持しながら、前記のモノマー混合物693部と、シクロヘキサンに溶解させた濃度0.65%の六塩化タングステン溶液48.9部とをそれぞれ系内に150分かけて連続的に滴下した。
その後、30分間反応を継続し、重合を終了して、開環重合体を含む開環重合反応液を得た。重合終了後、ガスクロマトグラフィーにより測定したモノマーの重合転化率は、重合終了時で100%であった。
得られた開環重合反応液を耐圧性の水素添加反応器に移送し、ケイソウ土担持ニッケル触媒(日揮化学社製「T8400RL」、ニッケル担持率57%)1.4部及びシクロヘキサン167部を加え、180℃、水素圧4.6MPaで6時間反応させて反応溶液を得た。この反応溶液を、ラジオライト#500を濾過床として、圧力0.25MPaで加圧濾過(石川島播磨重工社製「フンダフィルター」)して水素添加触媒を除去し、開環重合体の水素添加物を含む無色透明な水素添加物溶液を得た。
次いで、この水素添加物溶液を、フィルター(キュノー社製「ゼータープラスフィルター30H」、孔径0.5μm〜1μm)にて順次濾過し、さらに別の金属ファイバー製フィルター(ニチダイ社製、孔径0.4μm)にて更に濾過して、水素添加物溶液から微小な固形分を除去した。
次いで、この水素添加物溶液を、円筒型濃縮乾燥器(日立製作所社製)を用いて、温度270℃、圧力1kPa以下で乾燥した。これにより、水素添加物溶液から、溶媒であるシクロヘキサン及びその他の揮発成分を除去して、樹脂固形分を得た。この樹脂固形分を、前記の濃縮乾燥機に直結したダイから溶融状態でストランド状に押し出した。押し出された樹脂固形分を、冷却後、ペレタイザーでカットして、開環重合体の水素添加物を含むペレット状の環状オレフィン樹脂を得た。
スクリュー径=20mmφ、圧縮比3.1、スクリューの有効長さLとスクリューの直径Dとの比L/D=30のスクリューを備えたハンガーマニュホールドタイプのTダイ式のフィルム溶融押出成形機(据置型、GSIクレオス社製)を用意した。このフィルム溶融押出成形機を使用して、前記の環状オレフィン樹脂をフィルム状に成形し、厚み80μmの環状オレフィン樹脂フィルム(以下「COPフィルム」ということがある。)を得た。成形時の条件は、ダイリップ0.8mm、Tダイの幅300mm、溶融樹脂温度260℃、冷却ロール温度110℃であった。得られたCOPフィルムの赤外線吸収率は、0.2%であった。
(加工用複層体の製造)
偏光子フィルムとして、ポリビニルアルコールにヨウ素が吸着配向している厚み32μmのフィルム(以下「PVAフィルム」ということがある。)を用意した。このPVAフィルムの赤外線吸収率は、0.6%であった。
また、偏光子保護フィルムとして、厚み80μmのトリアセチルセルロースフィルム(以下「80TACフィルム」ということがある。)を用意した。このトリアセチルセルロースフィルムの赤外線吸収率は、70%以上であった。
さらに、表面保護フィルムとして、厚み60μmのトリアセチルセルロースフィルム(以下「60TACフィルム」ということがある。)を用意した。このトリアセチルセルロースフィルムの赤外線吸収率は、70%以上であった。
また、粘着剤として、日東電工社製「CS9621」を用意した。この粘着剤の厚み25μmでの赤外線吸収率は、0.55%であった。
前記の加工用複層体の樹脂層側の面に、レーザー光照射装置(Coherent社製「DIAMOND E−250i」)を用いて、波長9.4μmの炭酸ガスレーザー光を垂直に照射し、樹脂層を切断した。レーザー光の出力の調整は、24Wとした。照射に際し、レーザー光は、照射と停止とを周波数20kHzの周期で繰り返すパルスレーザー光とした。照射装置から照射されたトップハット状のエネルギー分布を有する平行光線であるレーザー光を、DOE(回折光学素子)を備えるビーム整形器を用いて整形することにより、レーザー光のビームのエネルギー分布を、光軸に垂直な面方向に略均一な平坦状のエネルギー分布(トップハット状)とした。加工用複層体を移動させることによって、レーザー光が樹脂層に当たる照射点を、樹脂層の面上を走査するように移動させることで、走査的な樹脂層の切断を行なった。走査速度(照射点の移動速度)は500mm/s、走査回数は1回とした。これにより、基材及び樹脂層を備える複合パネルを得た。
得られた複合パネルの樹脂層の端面としての切断面が、基材の表面に対してなす平均端面角度θを、上述した方法で測定した。
複層樹脂フィルムを製造するために貼り合わせるフィルムの組み合わせを変更することによって、複層樹脂フィルムの層構成を、表1に示すように変更した。ここで、実施例4及び比較例4で用いた略称「PE」で示すフィルムは、厚み200μmのポリエチレンフィルムを示す。また、いずれの実施例及び比較例でも、粘着層の厚みは、25μmであった。
以上の事項以外は、実施例1と同様にして、複合パネルの製造及び評価を行った。
ただし、比較例2と比較例5とは、同じ実験を行った結果を示す。
実施例及び比較例の結果を、下記の表に示す。下記の表において、略称の意味は、以下の通りである。
G:ガラス基材。
A:粘着層。
80TAC:厚み80μmのトリアセチルセルロースフィルム。
60TAC:厚み60μmのトリアセチルセルロースフィルム。
PVA:ポリビニルアルコールにヨウ素が吸着配向している厚み32μmのフィルム。
COP:厚み80μmの環状オレフィン樹脂フィルム。
PE:厚み200μmのポリエチレンフィルム。
COP割合:樹脂層の厚みに対するCOPフィルムの厚みの割合。
実施例1〜5に示すように、樹脂層が低吸収層としてのCOPフィルムと高吸収層としてのPVAフィルムとを組み合わせて含んでいると、赤外レーザー光によって、樹脂層を切断することができた。
また、実施例2と比較例2との対比からは、COPフィルムが樹脂層の表面にあることにより、特に効果的に切断面を急峻にできることが分かる。
さらに、実施例5と比較例5の対比からは、偏光子保護フィルムとしてCOPフィルムを用いていると、樹脂層の表面材料が同じであっても、切断面を急峻にできることが分かる。
20 複合パネル
21 複合パネル
100 基材
200 樹脂層
210 低吸収層
220 高吸収層
230 切れ目
240 切断面
241 低吸収層の端面
242 高吸収層の端面
245 任意の層の端面
250 任意の層
300 赤外レーザー光
Claims (4)
- 基材、及び、前記基材の表面に設けられた樹脂層を備える複層体の、前記樹脂層を切断する工程を含む、複合パネルの製造方法であって、
前記樹脂層が、環状オレフィン重合体を含む低吸収層と、9μm〜11μmの波長範囲における赤外線吸収率が前記低吸収層よりも高い高吸収層とを、前記基材とは反対側からこの順に備え、
前記樹脂層の厚みに対する前記低吸収層の厚みの割合が、10%〜50%であり、
前記工程が、前記樹脂層の前記基材とは反対側に赤外レーザー光を照射して、前記基材を切断しないで前記樹脂層を切断することを含む、複合パネルの製造方法。 - 前記低吸収層は、厚み方向において、前記樹脂層の中央部よりも、前記基材から遠くに設けられている、請求項1記載の複合パネルの製造方法。
- 前記赤外レーザー光が、トップハット状のエネルギー分布を有する、請求項1又は2記載の複合パネルの製造方法。
- 基材、及び、前記基材の表面に設けられた樹脂層を備える複合パネルであって、
前記樹脂層が、環状オレフィン重合体を含む低吸収層と、9μm〜11μmの波長範囲における赤外線吸収率が前記低吸収層よりも高い高吸収層とを、前記基材とは反対側からこの順に備え、
前記樹脂層の端面が、前記基材の表面に対してなす平均角度が、75°〜90°である、複合パネル。
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JP2016194410A JP6844180B2 (ja) | 2016-09-30 | 2016-09-30 | 複合パネル及びその製造方法 |
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