JP2018167393A - 非直線加工された粘着剤層付光学積層体の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】不具合を生じることなく、非直線加工された光学積層体を簡便に製造し得る方法を提供すること。【解決手段】粘着剤層付光学積層体を複数枚重ねてワークを形成すること、ワークの外周面に垂直な回転軸と切断面側に突出して設けられた切削刃とを有する第１切削手段を回転させながら、ワークおよび第１切削手段を相対的に移動させて、ワークの外周面を直線的に切削する第１切削を行うこと、および、ワークの積層方向に延びる回転軸と回転軸を中心として回転する本体の最外径として構成された切削刃とを有する第２切削手段２０を回転させながら、ワークおよび第２切削手段を相対的に移動させて、ワークの外周面を非直線的に切削する第２切削を行うこと、を含み、ワークを上下からクランプした状態で、第１切削および第２切削が行われる。【選択図】図３

Description

本発明は、非直線加工された粘着剤層付光学積層体の製造方法に関する。

携帯電話、ノート型パーソナルコンピューター等の画像表示装置には、画像表示を実現し、および／または当該画像表示の性能を高めるために、種々の光学積層体（例えば、偏光板）が使用されている。近年、自動車のインストゥルメントパネルやスマートウォッチなどにも光学積層体の使用が望まれており、光学積層体の形状を矩形以外に加工することが望まれている。

特開２００４−１１４２０５号公報

本発明は上記従来の課題を解決するためになされたものであり、その主たる目的は、不具合を生じることなく、非直線加工された粘着剤層付光学積層体を簡便に製造し得る方法を提供することにある。

本発明の粘着剤層付光学積層体の製造方法は、粘着剤層付光学積層体を複数枚重ねてワークを形成すること；該ワークの外周面に垂直な回転軸と該切断面側に突出して設けられた切削刃とを有する第１切削手段を回転させながら、該ワークおよび該第１切削手段を相対的に移動させて、該ワークの外周面を直線的に切削する第１切削を行うこと；および、該ワークの積層方向に延びる回転軸と該回転軸を中心として回転する本体の最外径として構成された切削刃とを有する第２切削手段を回転させながら、該ワークおよび該第２切削手段を相対的に移動させて、該ワークの外周面を非直線的に切削する第２切削を行うこと；を含む。この製造方法においては、該ワークを上下からクランプした状態で、該第１切削および該第２切削が行われる。
１つの実施形態においては、上記第１切削および上記第２切削は、上記ワークを上下からクランプした状態でクランプを開放することなく連続的に行われる。
１つの実施形態においては、上記光学積層体は偏光板である。
１つの実施形態においては、上記第２切削加工で切削される部分の長さは、上記第１切削加工および該第２切削加工で切削される部分の長さに対して７０％以下である。
１つの実施形態においては、上記製造方法においては、上記第２切削の後に上記第１切削が行われる。
１つの実施形態においては、上記第２切削手段の刃角度は４５°〜７５°である。
１つの実施形態においては、上記第２切削手段の直径は３ｍｍ〜２０ｍｍである。

本発明の粘着剤層付光学積層体の製造方法によれば、粘着剤層付光学積層体を複数枚重ねてワークを形成し、当該ワークを両頭フライス加工により直線的に切削し、および、エンドミル加工により非直線的に切削することにより、不具合を生じることなく、非直線加工された粘着剤層付光学積層体を簡便に製造することができる。より詳細には以下のとおりである。粘着剤層付光学積層体を複数枚重ねてワークを形成し、当該ワークを矩形以外の形状に加工する場合、当該加工方法としては、レーザー加工、打ち抜き加工、エンドミル加工等が候補として挙げられる。しかし、レーザー加工は得られる光学積層体の光学特性に悪影響を与える場合があり、打ち抜き加工は形状精度が不十分であり、かつ、クラックが発生する場合がある。そこで、エンドミル加工を試みたところ、ブロッキング（具体的には、ワークにおける粘着剤層付光学積層体同士が端面の粘着剤で接着するという現象）が生じるという課題が新たに発見された。本発明者らは、当該新たな課題について試行錯誤を繰り返した結果、エンドミル加工に伴いワーク端面に粘着剤が塗られた状態となっていることを発見し、ワーク端面に存在する粘着剤の量を減らせばブロッキングを抑制できると推定し、さらなる試行錯誤を重ねた。その結果、エンドミルの切削刃に付着した粘着剤の量を減らすことにより、ワーク端面に存在する粘着剤の量を減らすことができ、ブロッキングの問題を解決できることを見出した。具体的には、直線的な加工（切削）を両頭フライス加工で行い、非直線的な加工（切削）のみをエンドミル加工で行うことにより、エンドミルの切削刃に付着した粘着剤の量を減らし、ブロッキングの問題を解決した。すなわち、本発明は、粘着剤層付光学積層体を非直線加工するという技術において新たに生じた課題を解決したものである。

本発明の製造方法により得られ得る非直線加工された粘着剤層付光学積層体の形状の一例を示す概略平面図である。 本発明の製造方法における第１切削加工を説明するための概略斜視図である。 （ａ）〜（ｅ）は、本発明の製造方法の一連の手順を説明する概略平面図である。 本発明の製造方法における第２切削加工を説明するための概略斜視図である。 本発明の製造方法における第２切削加工に用いられる第２切削手段の構造の一例を説明するための概略図である。

以下、図面を参照して本発明の具体的な実施形態について説明するが、本発明はこれらの実施形態には限定されない。なお、見やすくするために図面は模式的に表されており、さらに、図面における長さ、幅、厚み等の比率、ならびに角度等は、実際とは異なっている。

本発明の粘着剤層付光学積層体の製造方法は、粘着剤層付光学積層体を複数枚重ねてワークを形成すること；ワークの外周面を直線的に切削する第１切削を行うこと；および、ワークの外周面を非直線的に切削する第２切削を行うこと；を含む。粘着剤層付光学積層体としては、非直線加工が必要とされる用途に用いられ得る任意の適切な粘着剤層付光学積層体が挙げられる。粘着剤層付光学積層体の具体例としては、偏光板、位相差板、タッチパネル用導電性フィルム、表面処理フィルム、および、これらを目的に応じて適切に積層した積層体（例えば、反射防止用円偏光板、タッチパネル用導電層付偏光板）が挙げられる。粘着剤層付光学積層体の非直線加工において本発明の効果が顕著となる。以下、一例として図１に示すような平面形状の粘着剤層付光学積層体の製造方法における各工程を説明する。

Ａ．ワークの形成
図２は、第１切削加工を説明するための概略斜視図であり、本図にワーク１が示されている。図２に示すように、光学積層体を複数枚重ねたワーク１が形成される。粘着剤層付光学積層体は、ワーク形成に際し、代表的には任意の適切な形状に切断されている。具体的には、粘着剤層付光学積層体は矩形形状に切断されていてもよく、矩形形状に類似する形状に切断されていてもよい。図示例では、粘着剤層付光学積層体は矩形形状に切断されており、ワーク１は、互いに対向する外周面（切削面）１ａ、１ｂおよびそれらと直交する外周面（切削面）１ｃ、１ｄを有している。ワーク１は、好ましくは、クランプ手段（図示せず）により上下からクランプされている。ワークの総厚みは好ましくは１０ｍｍ以上、より好ましくは１５ｍｍ以上、さらに好ましくは２０ｍｍ以上である。ワークの総厚みの上限は、例えば１５０ｍｍである。このような厚みであれば、クランプ手段による押圧または切削加工時の衝撃による損傷を防止し得る。粘着剤層付光学積層体は、ワークがこのような総厚みとなるように重ねられる。ワークを構成する粘着剤層付光学積層体の枚数は、１つの実施形態においては１０枚以上であり、1つの実施形態においては３０枚〜５０枚である。クランプ手段（例えば、治具）は、軟質材料で構成されてもよく硬質材料で構成されてもよい。軟質材料で構成される場合、その硬度（ＪＩＳ Ａ）は、好ましくは６０°〜８０°である。硬度が高すぎると、クランプ手段による押し跡が残る場合がある。硬度が低すぎると、治具の変形により位置ずれが生じ、切削精度が不十分となる場合がある。

Ｂ．第１切削加工
上記のようにして形成されたワーク１の外周面（粘着剤層付光学積層体の切断面）を、第１切削手段２により直線的に切削する。第１切削加工は、いわゆる両頭フライス加工である。具体的には、第１切削手段２は、回転板３と切削刃４とを有し、外周面１ａ、１ｂに垂直な回転軸Ｓを有し、任意の適切な駆動機構によって回転軸Ｓを中心としてＲ方向に回転可能に構成されている。回転板３は、ワーク１の外周面１ａ、１ｂに平行に配されるとともに、側面視円形を呈し、その直径がワーク１の厚みｈを超える寸法に設計されている。切削刃４は、回転軸Ｓの軸方向に突き出して設けられており、回転板３の平面部分にそれぞれ所定の間隔を設けて配置されている。図示例では、一対の第１切削手段２が所定の間隔Ｄを設けて、切削刃４を有する平面部分を対向させることで、それぞれの切削刃４が外周面１ａ、１ｂに対応するように配置されている。切削手段２間の距離Ｄは、ワーク１を搬入可能であるとともに、切削刃４が所定の切削代を切削するように設定される。一対の第１切削手段２は、距離Ｄを変化させることができるように回転軸Ｓ方向に移動可能に構成される。

ワーク１は、回転軸Ｓに直交する方向（図２の矢印Ａ方向）に移動可能であり、かつ、当該移動面内で回転可能に構成された載置台に載置される。図２および図３（ａ）に示すように、載置台をＡ方向に移動させて外周面１ａ、１ｂを切削する。次に、第１切削手段２の距離Ｄを外周面１ｃ、１ｄに対応するよう変更するとともに、載置台を９０°回転させる。図３（ｂ）に示すように、この状態で載置台をＡ方向に移動させて外周面１ｃ、１ｄを切削する。このようにして、ワークのすべての外周面の切削（直線的切削）が完了する。なお、図示例ではワークを矢印Ａ方向に移動させているが、第１切削手段をＡ方向と反対方向に移動させてもよく、ワークをＡ方向に移動させるとともに第１切削手段をＡ方向と反対方向に移動させてもよい。

なお、第１切削加工（両頭フライス加工）の詳細については、例えば、特開２００５−２２４９３５号公報および特開２００７−２２３０２１号公報に記載されており、当該公報の記載は本明細書に参考として援用される。

Ｃ．第２切削加工
次に、ワーク１の外周面の所定の位置を、第２切削手段２０により非直線的に切削する。図１に示すような平面視形状の粘着剤層付光学積層体を作製する場合には、ワークの外周の２つの隅部に面取り部４ａ、４ｂを形成し、面取り部４ａ、４ｂが形成された外周面の中央部に凹部４ｃを形成する。第２切削加工は、図４に示すように、いわゆるエンドミル加工である。すなわち、第２切削手段（エンドミル）２０の側面を用いて、ワーク１の外周面の所定の位置を非直線的に切削する。第２切削手段（エンドミル）２０としては、代表的にはストレートエンドミルが用いられ得る。

具体的には、第２切削手段２０は、図５に示すように、ワーク１の積層方向（鉛直方向）に延びる回転軸２１と、回転軸２１を中心として回転する本体の最外径として構成される切削刃２２と、を有する。図示例では、切削刃２２は、回転軸２１に沿ってねじれた最外径として構成されている。切削刃２２は、刃先２２ａと、すくい面２２ｂと、逃がし面２２ｃと、を含む。切削刃２２の刃数は、目的に応じて適切に設定され得る。図示例における切削刃は３枚の構成であるが、刃数は連続した１枚であってもよく、２枚であってもよく、４枚であってもよく、５枚以上であってもよい。第２切削手段の刃角度（図示例における切削刃のねじれ角θ）は、好ましくは４５°〜７５°であり、より好ましくは４５°〜６０°である。このような刃角度であれば、粘着剤の削りカスが切削刃から容易に排出され得るので、結果として、ブロッキングが抑制され得る。切削刃の逃がし面は、好ましくは、粗面化処理されている。粗面化処理としては、任意の適切な処理が採用され得る。代表例としては、ブラスト処理が挙げられる。逃がし面に粗面化処理を施すことにより、切削刃への粘着剤の付着が抑制され、結果として、ブロッキングが抑制され得る。逃がし面の粗面化処理と刃角度の調整とを適切に組み合わせることにより、上記の相乗的な効果により、ブロッキングがさらに抑制され得る。

上記Ｂ項のようにして第１切削加工されたワーク１は、第２切削手段（エンドミル）２０により非直線的に切削される。まず、図３（ｃ）に示すように、図１の面取り部４ａが形成される部分が面取り加工され、次いで、図３（ｄ）に示すように、面取り部４ｂが形成される部分が面取り加工される。最後に、図３（ｅ）に示すように、凹部４ｃが切削形成される。第２切削加工の条件は、所望の形状に応じて適切に設定され得る。例えば、第２切削手段（エンドミル）２０の直径は、好ましくは３ｍｍ〜２０ｍｍである。第２切削手段の回転数は、好ましくは１０００ｒｐｍ〜６００００ｒｐｍであり、より好ましくは１００００ｒｐｍ〜４００００ｒｐｍである。第２切削手段の送り速度は、好ましくは５００ｍｍ／分〜１００００ｍｍ／分であり、より好ましくは５００ｍｍ／分〜２５００ｍｍ／分である。切削箇所の切削回数は、１回削り、２回削り、３回削りまたはそれ以上であり得る。なお、図示例では面取り部４ａ、面取り部４ｂおよび凹部４ｃをこの順に形成しているが、これらは任意の適切な順序で形成されればよい。

第２切削加工で切削される部分の長さ（すなわち、非直線的に切削される部分の長さ）は、第１切削加工および第２切削加工で切削される部分の長さ（すなわち、切削部分全体の長さ）に対して、好ましくは７０％以下である。

第１切削加工および第２切削加工は、好ましくは連続的に行われる。より詳細には、第１切削加工および第２切削加工は、ワーク１を上下からクランプした状態で当該クランプを開放することなく行われる。クランプを開放することなく（すなわち、第１切削加工および第２切削加工を連続的に）行うことにより、ワークを第１切削手段から第２切削手段に付け替える作業を省略して作業効率を向上させることができる。ここで、このような連続的な加工はワークを固定したまま全周を切削加工することになるので、ブロッキングの課題が発生しやすい。しかし、本発明の実施形態によれば、非直線的な加工（切削）のみをエンドミル加工で行うことにより、よりブロッキングの発生しやすいエンドミル加工の領域を少なくすることができ、クランプを開放することなく連続で第１切削加工および第２切削加工を行っても、ブロッキングの発生を抑制することができる。すなわち、本発明の実施形態によれば、ブロッキングを良好に抑制しつつ、作業効率を格段に向上させることができる。

以上のようにして、非直線加工された粘着剤層付光学積層体が得られ得る。なお、図示例では第１切削加工（直線加工）および第２切削加工（非直線加工）がこの順に行われる形態について説明したが、第１切削加工および第２切削加工の順序は逆であってもよい。なお、第２切削加工（非直線加工）および第１切削加工（直線加工）がこの順に行われる形態によれば、直線加工時のワークの振動により、非直線加工で生じたブロッキングが解消され得る場合がある。

以下、実施例により本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例には限定されない。実施例における評価項目は以下のとおりである。

（１）ブロッキング
実施例および比較例の切削加工後のワークの状態を観察し、以下の基準で評価した。
○：ワークから個々の光学積層体への分離が容易であった
△：ワークから個々の光学積層体への分離は可能であるが、分離操作が困難であった
×：ワークが完全にブロック状となっており、個々の光学積層体への分離が不可能であった
（２）刃汚れ
実施例および比較例の切削加工後の第２切削手段（エンドミル）の粘着剤による汚染状態を観察し、以下の基準で評価した。
○：汚染は実質的に認められなかった
△：汚染が認められたが、加工に問題は生じなかった
×：著しい汚染が認められ、加工にも問題が生じた

＜参考例１：ワークの作製＞
偏光子として、長尺状のポリビニルアルコール（ＰＶＡ）系樹脂フィルムにヨウ素を含有させ、長手方向（ＭＤ方向）に一軸延伸して得られたフィルム（厚み２８μｍ）を用いた。この偏光子の片側に粘着剤層（厚み５μｍ）を形成し、当該粘着剤層を介して、長尺状のＨＣ−ＴＡＣを互いの長手方向を揃えるようにして貼り合わせた。なお、ＨＣ−ＴＡＣフィルムは、トリアセチルセルロース（ＴＡＣ）フィルム（２５μｍ）にハードコート（ＨＣ）層（２μｍ）が形成されたフィルムであり、ＴＡＣフィルムが偏光子側となるようにして貼り合わせた。得られた偏光子／ＴＡＣフィルム／ＨＣ層の積層体の両側に粘着剤層を形成し、それぞれの粘着剤層にセパレーターを貼り合わせ、長尺状の粘着剤層付光学積層体（粘着剤層付偏光板）を得た。
得られた粘着剤層付偏光板を５．７インチサイズ（縦１４０ｍｍおよび横６５ｍｍ程度）に打ち抜き、打ち抜いた偏光板を４０枚重ねてワークとした。

＜実施例１＞
参考例１で得られたワークをクランプ（治具）で挟んだ状態で、エンドミル加工により、ワークの外周の２つの隅部に面取り部を形成し、面取り部が形成された外周面の中央部に凹部を形成した。
次いで、図２に示すような装置を用いた両頭フライス加工により、ワークの外周面を直線的に切削し、図１に示すような非直線加工された粘着剤層付偏光板を得た。
ここで、エンドミルの刃数は２枚であり、刃角度（ねじれ角）は４５°であった。また、エンドミルの送り速度は１４００ｍｍ／分であり、回転数は３００００ｒｐｍであった。
加工後のワークの状態およびエンドミルの刃汚れについて、上記（１）および（２）のようにして評価した。結果を表１に示す。

＜実施例２＞
エンドミルの刃角度を６０°としたこと以外は実施例１と同様にして、図１に示すような非直線加工された粘着剤層付偏光板を得た。加工後のワークの状態およびエンドミルの刃汚れについて、実施例１と同様にして評価した。結果を表１に示す。

＜実施例３＞
エンドミルの刃角度を２０°としたこと以外は実施例１と同様にして、図１に示すような非直線加工された粘着剤層付偏光板を得た。加工後のワークの状態およびエンドミルの刃汚れについて、実施例１と同様にして評価した。結果を表１に示す。

＜実施例４＞
両頭フライス加工とエンドミル加工の順序を入れ替えたこと以外は実施例１と同様にして、図１に示すような非直線加工された粘着剤層付偏光板を得た。加工後のワークの状態およびエンドミルの刃汚れについて、実施例１と同様にして評価した。結果を表１に示す。

＜比較例１＞
エンドミル加工のみで図１に示すような非直線加工された粘着剤層付偏光板を得た。加工後のワークの状態およびエンドミルの刃汚れについて、実施例１と同様にして評価した。結果を表１に示す。本比較例においては、ワークのブロッキングが著しかった。さらに、エンドミルの切断刃への粘着剤の付着が激しく、ワークごとにエンドミルを入念に掃除しなければならなかった。

＜比較例２＞
トムソン刃を用いた打ち抜き加工により、図１に示すような非直線加工された粘着剤層付偏光板を得た。加工後のワークの状態およびトムソン刃の刃汚れについて、実施例１と同様にして評価した。結果を表１に示す。本比較例においては、得られた偏光板において（特に、凹部で）２００μｍ程度のクラックが発生した。

＜比較例３＞
ＣＯ_２レーザー（波長：９．３５μｍ、出力：１５０Ｗ）を用いて切削し、図１に示すような非直線加工された粘着剤層付偏光板を得た。加工後のワークの状態について、実施例１と同様にして評価した。結果を表１に示す。本比較例においては、切削部近傍において偏光解消領域が認められた。

本発明の製造方法は、非直線加工が必要とされる粘着剤層付光学積層体の製造に好適に用いられ得る。本発明の製造方法により得られる粘着剤層付光学積層体は、自動車のインストゥルメントパネルやスマートウォッチに代表される異形の画像表示部に好適に用いられ得る。

１ ワーク
２ 第１切削手段
２０ 第２切削手段

Claims (7)

1. 粘着剤層付光学積層体を複数枚重ねてワークを形成すること、
   該ワークの外周面に垂直な回転軸と該切断面側に突出して設けられた切削刃とを有する第１切削手段を回転させながら、該ワークおよび該第１切削手段を相対的に移動させて、該ワークの外周面を直線的に切削する第１切削を行うこと、および
   該ワークの積層方向に延びる回転軸と該回転軸を中心として回転する本体の最外径として構成された切削刃とを有する第２切削手段を回転させながら、該ワークおよび該第２切削手段を相対的に移動させて、該ワークの外周面を非直線的に切削する第２切削を行うこと、
   を含み、
   該ワークを上下からクランプした状態で、該第１切削および該第２切削が行われる、
   非直線加工された粘着剤層付光学積層体の製造方法。
2. 前記第１切削および前記第２切削が、前記ワークを上下からクランプした状態でクランプを開放することなく連続的に行われる、請求項１に記載の製造方法。
3. 前記光学積層体が偏光板である、請求項１または２に記載の製造方法。
4. 前記第２切削加工で切削される部分の長さが、前記第１切削加工および該第２切削加工で切削される部分の長さに対して７０％以下である、請求項１から３のいずれかに記載の製造方法。
5. 前記第２切削の後に前記第１切削が行われる、請求項１から４のいずれかに記載の製造方法。
6. 前記第２切削手段の刃角度が４５°〜７５°である、請求項１から５のいずれかに記載の製造方法。
7. 前記第２切削手段の直径が３ｍｍ〜２０ｍｍである、請求項１から６のいずれかに記載の製造方法。
   

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