JP2024018610A - 切削加工フィルムの製造方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】切削加工が正常に実施されたか否かを容易に判定できる切削加工フィルムの製造方法を提供すること。【解決手段】本発明の実施形態による切削加工フィルムの製造方法は、樹脂フィルムをフライス工具で切削する工程を含み、フライス工具は、樹脂フィルムの切削工程において回転速度が一定となるように制御され、フライス工具の駆動に要する電流値をモニタリングする。【選択図】図1

Description

本発明は、切削加工フィルムの製造方法に関する。
樹脂フィルムは、各種産業製品に幅広く利用されている。そのような樹脂フィルムは、用途に応じた形状に切断された後、その切断面を切削により仕上げ加工することが知られている。例えば、樹脂フィルムの端面をエンドミルによって切削して、樹脂フィルムの端面の平滑性の向上を図ることが提案されている(例えば、特許文献1参照)。しかるに、エンドミルなどのフライス工具による切削加工では、切削が不十分な部分が生じる場合がある。この場合、当該部分の端面状態が悪化することに起因して、クラックが発生するおそれがある。そのため、切削加工した樹脂フィルム(切削加工フィルム)の製造では、通常、製造される切削加工フィルムの一部をサンプリングして破壊検査に供し、切削加工における切削不良の有無を判断している。しかし、破壊検査は比較的長い検査時間を要し、かつ、検査に供した切削加工フィルムが破壊されてしまうために、時間ロスおよび製品ロスが発生する。そのため、切削加工フィルムの製造効率の向上には改善の余地が残されており、切削加工が正常に実施されたか否かを円滑に判別することが望まれている。
特開2019-191464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、切削工程が正常に実施されたか否かを円滑に判定できる切削加工フィルムの製造方法を提供することにある。
[1]本発明の実施形態による切削加工フィルムの製造方法は、樹脂フィルムをフライス工具で切削する工程を含み、該樹脂フィルムの切削工程において、該フライス工具は回転速度が一定となるように制御され、該フライス工具の駆動に要する電流値がモニタリングされる。
[2]上記[1]に記載の切削加工フィルムの製造方法において、上記フライス工具は、エンドミルであってもよい。
[3]上記[1]または[2]に記載の切削加工フィルムの製造方法において、上記樹脂フィルムの切削開始から切削終了までモニタリングした電流値が第1の閾値を超過する場合、上記切削加工フィルムを良品と判定し、上記樹脂フィルムの切削開始から切削終了までモニタリングした電流値が第1の閾値以下となった場合、上記切削加工フィルムを不良品と判定してもよい。
[4]上記[1]から[3]のいずれかに記載の切削加工フィルムの製造方法において、上記第1の閾値は、上記樹脂フィルムに対する切削量が75μm以上である場合、当該切削量に応じて設定される想定電流値と、上記フライス工具の空転時の基準電流値とに基づいて、下記式(1-1)により求められてもよい。
第1の閾値=想定電流値-{(想定電流値-基準電流値)×0.7}・・・(1-1)
[5]上記[1]から[3]のいずれかに記載の切削加工フィルムの製造方法において、上記第1の閾値は、上記樹脂フィルムに対する切削量が75μm未満である場合、当該切削量に応じて設定される想定電流値と、上記フライス工具の空転時の基準電流値とに基づいて、下記式(2-1)により求められてもよい。
第1の閾値=想定電流値-{(想定電流値-基準電流値)×0.4}・・・(2-1)
[6]上記[1]から[3]のいずれかに記載の切削加工フィルムの製造方法において、上記第1の閾値は、上記フライス工具の空転時における最大電流値であってもよい。
[7]上記[3]から[6]のいずれかに記載の切削加工フィルムの製造方法において、上記樹脂フィルムの切削開始から切削終了までモニタリングした電流値が第2の閾値未満である場合、上記切削加工フィルムを良品と判定し、上記樹脂フィルムの切削開始から切削終了までモニタリングした電流値が第2の閾値以上となった場合、上記切削加工フィルムを不良品と判定してもよい。
[8]上記[7]に記載の切削加工フィルムの製造方法において、上記第2の閾値は、上記樹脂フィルムに対する切削量が75μm以上である場合、当該切削量に応じて設定される想定電流値と、上記フライス工具の空転時の基準電流値とに基づいて、下記式(1-2)により求められてもよい。
第2の閾値=想定電流値+{(想定電流値-基準電流値)×0.7}・・・(1-2)。
[9]上記[7]に記載の切削加工フィルムの製造方法において、上記第2の閾値は、上記樹脂フィルムに対する切削量が75μm未満である場合、当該切削量に応じて設定される想定電流値と、上記フライス工具の空転時の基準電流値とに基づいて、下記式(2-2)により求められてもよい。
第2の閾値=想定電流値+{(想定電流値-基準電流値)×0.4}・・・(2-2)。
[10]上記[1]から[9]のいずれかに記載の切削加工フィルムの製造方法において、上記樹脂フィルムは、第1フィルムと;第1フィルムに積層される粘着剤層と;を含む、積層フィルムであってもよい。
[11]上記[10]に記載の切削加工フィルムの製造方法において、上記積層フィルムにおけるフライス工具の切削対象面は、上記積層フィルムの積層方向から見て円弧形状を有する部分を含んでいてもよい。
本発明の実施形態によれば、切削加工が正常に実施されたか否かを円滑に判定でき、切削加工フィルムの製造効率の向上を図ることができる。
図1は、本発明の1つの実施形態による切削加工フィルムの製造方法のフロー図である。 図2は、図1の切削加工フィルムの製造方法に用いられる積層フィルムの平面図である。 図3は、図2の積層フィルムの概略断面図である。 図4は、開口部を有する積層フィルムの平面図である。 図5は、実施例1において、良品と判定された切削加工フィルムの切削面の拡大写真である。 図6は、実施例1において、不良品と判定された切削加工フィルムの切削面の拡大写真である。
以下、本発明の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。
A.切削加工フィルムの製造方法の概略
図1は本発明の1つの実施形態による切削加工フィルムの製造方法のフロー図であり;図2は図1の切削加工フィルムの製造方法に用いられる積層フィルムの平面図であり;図3は図2の積層フィルムの概略断面図である。
本発明の実施形態による切削加工フィルムの製造方法は、樹脂フィルム2をフライス工具1で切削する工程(切削工程)を含んでいる。樹脂フィルム2の切削工程において、フライス工具1は、回転速度が一定となるように制御されており、フライス工具1の駆動に要する電流値がモニタリングされる。このような切削工程では、フライス工具の回転速度が一定に制御されているので、フライス工具の樹脂フィルムに対する切削量が変化すると、フライス工具にかかる抵抗が変動するために、フライス工具の駆動に要する電流値も変動する。そのため、フライス工具の駆動に要する電流値をモニタリングすることにより、フライス工具による切削の程度を把握でき、切削加工が正常に実施されたか否かを円滑に判定できる。その結果、切削加工フィルムの製造効率の向上を図ることができる。
フライス工具として、例えば、樹脂フィルムの厚み方向に平行な軸線を中心に回転可能なエンドミル、樹脂フィルムの厚み方向と直交する軸線を中心に回転可能な正面フライスが挙げられる。図示例では、フライス工具は、エンドミルである。
1つの実施形態において、樹脂フィルムの切削開始から切削終了までモニタリングした電流値が第1の閾値を超過する場合、切削加工フィルムを良品と判定し、樹脂フィルムの切削開始から切削終了までモニタリングした電流値が第1の閾値以下となった場合、切削加工フィルムを不良品と判定する。モニタリングした電流値が第1の閾値以下となった場合、樹脂フィルムの端面処理が十分ではなく、客先や市場でのクラック等の不具合リスクがより大きくなるおそれがある。これによって、適切に切削された切削加工フィルムを、安定して良品と判定できる。
1つの実施形態において、樹脂フィルムの切削開始から切削終了までモニタリングした電流値が第2の閾値未満である場合、切削加工フィルムを良品と判定し、樹脂フィルムの切削開始から切削終了までモニタリングした電流値が第2の閾値以上となった場合、切削加工フィルムを不良品と判定する。つまり、モニタリングした電流値が、下限としての第1の閾値を超過し、かつ、上限としての第2の閾値未満である場合に、切削加工フィルムを良品と判定する。そのため、切削加工フィルムを精度よく判定できる。
1つの実施形態において、上記第1の閾値は、樹脂フィルムに対する切削量が75μm以上である場合、当該切削量に応じて設定される想定電流値と、フライス工具(代表的にはエンドミル1)の空転時の基準電流値とに基づいて、下記式(1-1)により求められる。
第1の閾値=想定電流値-{(想定電流値-基準電流値)×0.7}・・・(1-1)
この場合(切削量が75μm以上である場合)、上限としての第2の閾値を、下記式(1-2)により設定してもよい。
第2の閾値=想定電流値+{(想定電流値-基準電流値)×0.7}・・・(1-2)
また、樹脂フィルムに対する切削量が75μm未満である場合、上記第1の閾値は、当該切削量に応じて設定される想定電流値と、フライス工具(代表的にはエンドミル1)の空転時の基準電流値とに基づいて、下記式(2-1)により求められる。
第1の閾値=想定電流値-{(想定電流値-基準電流値)×0.4}・・・(2―1)
この場合(切削量が75μm未満である場合)、上限としての第2の閾値を、下記式(2-2)により設定してもよい。
第2の閾値=想定電流値+{(想定電流値-基準電流値)×0.4}・・・(2-2)
樹脂フィルムに対する切削量(切削部分の幅)が75μm以上である場合、フライス工具(エンドミル)の駆動に要する電流値は相対的に大きくなり、樹脂フィルムに対する切削量(切削部分の幅)が75μm未満である場合、フライス工具(エンドミル)の駆動に要する電流値は相対的に小さくなる。そのため、切削量に応じて異なる閾値が設定される。良品および不良品の判定基準である閾値が上記のように設定されると、適切な状態の切削面を有する切削加工フィルムを、良品として安定して製造できる。
なお、切削時および空転時におけるフライス工具の駆動に要する電流値は、変動し得る。想定電流値は、代表的には、対応する切削量をフライス工具(エンドミル)が切削するときに要すると想定される最大電流値と最小電流値との平均値である。また、基準電流値は、代表的には、フライス工具(エンドミル)の空転時における最大電流値と最小電流値との平均値である。
別の実施形態において、上記第1の閾値は、フライス工具(エンドミル)の空転時における最大電流値である。当該第1の閾値を判定基準としても、切削加工フィルムの良品または不良品を適切に判定できる。
B.樹脂フィルムの詳細
切削工程で切削される樹脂フィルムは、複数のフィルム(層)が積層された積層フィルム2であってもよい。積層フィルム2は、代表的には、第1フィルム51と;第1フィルム51に積層される粘着剤層71と;を含んでいる。1つの実施形態において、積層フィルム2は、第1フィルムの一例としての偏光子51を含む偏光板5と;偏光板5に積層される第1粘着剤層71と;第1粘着剤層71を介して偏光板5に貼り付けられる輝度向上フィルム8と;偏光板5に対して第1粘着剤層71と反対側に積層される第2粘着剤層72と;を備えている。第2粘着剤層72の表面には、はく離ライナー6が剥離可能に仮着されていてもよい。輝度向上フィルム8における偏光板5と反対側の表面には、表面保護フィルム9が貼り付けられていてもよい。すなわち、図示例の積層フィルム2は、光学積層体であって、はく離ライナー6と;第2粘着剤層72と;偏光板5と;第1粘着剤層71と;表面保護フィルム9とをこの順に備えている。
積層フィルム2の総厚みは、例えば3000μm以上、好ましくは1500μm以上であり、例えば1000μm以下、好ましくは800μm以下である。
積層フィルム2は、任意の適切な形状を採用できる。積層フィルムの形状として、代表的には多角形状が挙げられ、好ましくは四角形状が挙げられ、より好ましくは長方形状が挙げられる。積層フィルムが長方形状である場合、その長辺の寸法は、代表的には30mm以上1800mm以下であり、その短辺の寸法は、代表的には30mm以上1200mm以下である。
積層フィルム2におけるフライス工具(エンドミル1)の切削対象面は、積層フィルム2の端面であってもよい。1つの実施形態において、積層フィルム2の端面(切削対象面)は、積層フィルム2の積層方向から見て円弧形状を有する部分(円弧面)を含んでいる。切削対象面が円弧面を有する場合、切削対象面が円弧面を有さない場合よりも、円弧面の切削不良が生じやすく、クラックが生じやすい。しかし、1つの実施形態による切削加工フィルムの製造方法では、切削工程においてエンドミルの駆動に要する電流値をモニタリングしているので、切削対象面が円弧面を有する場合であっても、切削加工が正常に実施されたか否かを安定して判定でき、良品と判定された切削加工フィルムにおいてクラックが生じることを十分に抑制できる。
1つの実施形態では、図1に示すように、積層フィルム2におけるフライス工具(エンドミル1)の切削対象面は、積層フィルム2の端面であり、積層フィルム2の端面は、積層フィルム2に形成される凹部2aの内面を含んでいる。本実施形態では、積層フィルム2は、凹部を有する異形状である。凹部2aは、積層フィルム2の周端縁から内側に向かって凹んでいる。凹部2aは、代表的には、積層フィルム2の積層方向から見て、略U字形状を有している。凹部2aが有する円弧面の曲率半径は、例えば0.5mm以上7.0mm以下である。また、積層フィルムの端面に含まれる円弧面は、積層フィルムの隅部の面取り部分であってもよい。
また、図4に示すように、積層フィルム2におけるエンドミル1の切削対象面は、積層フィルム2に形成される開口部2bの内周面であってもよい。開口部2bは、代表的には、積層フィルム2を積層方向に貫通する円形状の穴である。開口部2bの内径の範囲は、上記した凹部が有する円弧面の曲率半径の範囲と同様である。
以下、積層フィルム2の構成要素について、より詳細に説明する。
B-1.偏光板
B-1-1.偏光子
図3に示すように、偏光子51としては、任意の適切な偏光子が採用され得る。例えば、偏光子を形成する樹脂フィルムは、単層の樹脂フィルムであってもよく、二層以上の積層体であってもよい。
単層の樹脂フィルムから構成される偏光子の具体例としては、ポリビニルアルコール(PVA)系フィルム、部分ホルマール化PVA系フィルム、エチレン・酢酸ビニル共重合体系部分ケン化フィルムなどの親水性高分子フィルムに、ヨウ素や二色性染料などの二色性物質による染色処理および延伸処理が施されたもの、PVAの脱水処理物やポリ塩化ビニルの脱塩酸処理物などポリエン系配向フィルムが挙げられる。好ましくは、光学特性に優れることから、PVA系フィルムをヨウ素で染色し一軸延伸して得られた偏光子が用いられる。
上記ヨウ素による染色は、例えば、PVA系フィルムをヨウ素水溶液に浸漬することにより行われる。上記一軸延伸の延伸倍率は、好ましくは3~7倍である。延伸は、染色処理後に行ってもよいし、染色しながら行ってもよい。また、延伸してから染色してもよい。必要に応じて、PVA系フィルムに、膨潤処理、架橋処理、洗浄処理、乾燥処理などが施される。例えば、染色の前にPVA系フィルムを水に浸漬して水洗することで、PVA系フィルム表面の汚れやブロッキング防止剤を洗浄することができるだけでなく、PVA系フィルムを膨潤させて染色ムラなどを防止することができる。
積層体を用いて得られる偏光子の具体例としては、樹脂基材と当該樹脂基材に積層されたPVA系樹脂層(PVA系樹脂フィルム)との積層体、あるいは、樹脂基材と当該樹脂基材に塗布形成されたPVA系樹脂層との積層体を用いて得られる偏光子が挙げられる。樹脂基材と当該樹脂基材に塗布形成されたPVA系樹脂層との積層体を用いて得られる偏光子は、例えば、PVA系樹脂溶液を樹脂基材に塗布し、乾燥させて樹脂基材上にPVA系樹脂層を形成して、樹脂基材とPVA系樹脂層との積層体を得ること;当該積層体を延伸および染色してPVA系樹脂層を偏光子とすること;により作製され得る。本発明の1つの実施形態においては、好ましくは、樹脂基材の片側に、ハロゲン化物とポリビニルアルコール系樹脂とを含むポリビニルアルコール系樹脂層を形成する。延伸は、代表的には積層体をホウ酸水溶液中に浸漬させて延伸することを含む。さらに、延伸は、必要に応じて、ホウ酸水溶液中での延伸の前に積層体を高温(例えば、95℃以上)で空中延伸することをさらに含み得る。加えて、本発明の1つの実施形態においては、好ましくは、積層体は、長手方向に搬送しながら加熱することにより幅方向に2%以上収縮させる乾燥収縮処理に供される。代表的には、本実施形態の製造方法は、積層体に、空中補助延伸処理と染色処理と水中延伸処理と乾燥収縮処理とをこの順に施すことを含む。補助延伸を導入することにより、熱可塑性樹脂上にPVAを塗布する場合でも、PVAの結晶性を高めることが可能となり、高い光学特性を達成することが可能となる。また、同時にPVAの配向性を事前に高めることで、後の染色工程や延伸工程で水に浸漬された時に、PVAの配向性の低下や溶解などの問題を防止することができ、高い光学特性を達成することが可能になる。さらに、PVA系樹脂層を液体に浸漬した場合において、PVA系樹脂層がハロゲン化物を含まない場合に比べて、ポリビニルアルコール分子の配向の乱れ、および配向性の低下が抑制され得る。これにより、染色処理および水中延伸処理など、積層体を液体に浸漬して行う処理工程を経て得られる偏光子の光学特性を向上し得る。さらに、乾燥収縮処理により積層体を幅方向に収縮させることにより、光学特性を向上させることができる。得られた樹脂基材/偏光子の積層体はそのまま用いてもよく(すなわち、樹脂基材を偏光子の保護層としてもよく)、樹脂基材/偏光子の積層体から樹脂基材を剥離し、当該剥離面に目的に応じた任意の適切な保護層を積層して用いてもよい。このような偏光子の製造方法の詳細は、例えば特開2012-73580号公報、特許第6470455号に記載されている。これらの公報は、その全体の記載が本明細書に参考として援用される。
偏光子の厚みは、例えば1μm~80μmであり、好ましくは1μm~15μmであり、より好ましくは1μm~12μmであり、さらに好ましくは3μm~12μmであり、特に好ましくは3μm~8μmである。偏光子の厚みがこのような範囲であれば、加熱時のカールを良好に抑制することができ、および、良好な加熱時の外観耐久性が得られる。
偏光子は、好ましくは、波長380nm~780nmのいずれかの波長で吸収二色性を示す。偏光子の単体透過率は、例えば41.5%~46.0%であり、好ましくは43.0%~46.0%であり、より好ましくは44.5%~46.0%である。偏光子の偏光度は、好ましくは97.0%以上であり、より好ましくは99.0%以上であり、さらに好ましくは99.9%以上である。
B-1-2.保護層
偏光板1は、偏光子51に加えて、保護層52を備えていてもよい。保護層52は、偏光子51の少なくとも一方の面に設けられている。図示例の保護層52は、偏光子51に対して輝度向上フィルム8と反対側に配置されている。保護層52は、代表的には、任意の適切な接着剤層(図示せず)を介して偏光子51に貼り合わされている。
保護層は、偏光子の保護層として使用できる任意の適切なフィルムで形成される。当該フィルムの主成分となる材料の具体例としては、ポリノルボルネン系などのシクロオレフィン(COP)系、ポリエチレンテレフタレート(PET)系などのポリエステル系、トリアセチルセルロース(TAC)などのセルロース系樹脂、ポリカーボネート(PC)系、(メタ)アクリル系、ポリビニルアルコール系、ポリアミド系、ポリイミド系、ポリエーテルスルホン系、ポリスルホン系、ポリスチレン系、ポリオレフィン系、アセテート系などの透明樹脂が挙げられる。また、(メタ)アクリル系、ウレタン系、(メタ)アクリルウレタン系、エポキシ系、シリコーン系などの熱硬化型樹脂または紫外線硬化型樹脂なども挙げられる。なお、「(メタ)アクリル系樹脂」とは、アクリル系樹脂および/またはメタクリル系樹脂をいう。この他にも、例えば、シロキサン系ポリマーなどのガラス質系ポリマーも挙げられる。また、特開2001-343529号公報(WO01/37007)に記載のポリマーフィルムも使用できる。このフィルムの材料としては、例えば、側鎖に置換または非置換のイミド基を有する熱可塑性樹脂と、側鎖に置換または非置換のフェニル基ならびにニトリル基を有する熱可塑性樹脂を含有する樹脂組成物が使用でき、例えば、イソブテンとN-メチルマレイミドからなる交互共重合体と、アクリロニトリル・スチレン共重合体とを有する樹脂組成物が挙げられる。当該ポリマーフィルムは、例えば、上記樹脂組成物の押出成形物であり得る。樹脂フィルムの材料は、単独でまたは組み合わせて使用できる。
保護層の厚みは、好ましくは1mm以下、より好ましくは1μm~500μm、さらに好ましくは5μm~150μmである。
B-2.輝度向上フィルム
輝度向上フィルム8は、第1粘着剤層71を介して偏光板1(偏光子51)に貼り合わされている。輝度向上フィルム8は、偏光を分離して、輝度向上を図るフィルムであり、直線偏光分離型であってもよく、円偏光分離型であってもよい。輝度向上フィルム8として、例えば、延伸フィルムから構成されるフィルム、液晶層から構成されるフィルムが挙げられる。輝度向上フィルム8は、光(例えば、画像表示装置のバックライトからの光)が入射すると、該光を2つの偏光成分に分離し、所定偏光軸の直線偏光または所定方向の円偏光を透過させ、透過しない偏光を反射させる機能を有する。透過しない偏光を反射板などを経由させて、偏光解消された光を輝度向上フィルム8に再入射させることにより、所定の偏光の利用効率を向上させることができる。輝度向上フィルムの詳細は、例えば特開2021-056304号公報に記載されている。当該公報は、その全体の記載が本明細書に参考として援用される。
輝度向上フィルムの厚みは、例えば11μm~200μmであり、好ましくは15μm~100μmである。
B-3.粘着剤層
第1粘着剤層71は、偏光子51と輝度向上フィルム8との間に位置し、それらを貼り合わせている。第2粘着剤層72は、保護層52における輝度向上フィルム8と反対側の表面に設けられている。
第1粘着剤層71および第2粘着剤層72のそれぞれは、25℃における貯蔵弾性率が、好ましくは1.0×10Pa~1.0×10Paであり、より好ましくは1.0×10Pa~1.0×10Paである。粘着剤層の貯蔵弾性率がこのような範囲であれば、切削工程において、粘着剤層に欠けが生じることを安定して抑制できる。
第1粘着剤層71および第2粘着剤層72のそれぞれは、粘着剤から構成される。粘着剤としては、任意の適切な構成が採用され得る。粘着剤層を構成する粘着剤の具体例としては、アクリル系粘着剤、ゴム系粘着剤、シリコーン系粘着剤、ポリエステル系粘着剤、ウレタン系粘着剤、エポキシ系粘着剤、およびポリエーテル系粘着剤が挙げられる。粘着剤のベース樹脂を形成するモノマーの種類、数、組み合わせおよび配合比、ならびに、架橋剤の配合量、反応温度、反応時間などを調整することにより、目的に応じた所望の特性を有する粘着剤を調製することができる。粘着剤のベース樹脂は、単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。透明性、加工性および耐久性などの観点から、アクリル系粘着剤(アクリル系粘着剤組成物)が好ましい。アクリル系粘着剤組成物は、代表的には、(メタ)アクリル系ポリマーを主成分として含む。(メタ)アクリル系ポリマーは、粘着剤組成物の固形分中、例えば50質量%以上、好ましくは70質量%以上、より好ましくは90質量%以上の割合で粘着剤組成物に含有され得る。(メタ)アクリル系ポリマーは、モノマー単位としてアルキル(メタ)アクリレートを主成分として含有する。なお、(メタ)アクリレートはアクリレートおよび/またはメタクリレートをいう。アルキル(メタ)アクリレートは、(メタ)アクリル系ポリマーを形成するモノマー成分中、好ましくは80質量%以上、より好ましくは90質量%以上の割合で含有され得る。アルキル(メタ)アクリレートのアルキル基としては、例えば、1個~18個の炭素原子を有する直鎖状または分岐鎖状のアルキル基が挙げられる。当該アルキル基の平均炭素数は、好ましくは3個~9個であり、より好ましくは3個~6個である。好ましいアルキル(メタ)アクリレートは、ブチルアクリレートである。(メタ)アクリル系ポリマーを構成するモノマー(共重合モノマー)としては、アルキル(メタ)アクリレート以外に、カルボキシル基含有モノマー、ヒドロキシル基含有モノマー、アミド基含有モノマー、芳香環含有(メタ)アクリレート、複素環含有ビニル系モノマーなどが挙げられる。共重合モノマーの代表例としては、アクリル酸、4-ヒドロキシブチルアクリレート、フェノキシエチルアクリレート、N-ビニル-2-ピロリドンが挙げられる。アクリル系粘着剤組成物は、好ましくは、シランカップリング剤および/または架橋剤を含有し得る。シランカップリング剤としては、例えばエポキシ基含有シランカップリング剤が挙げられる。架橋剤としては、例えば、イソシアネート系架橋剤、過酸化物系架橋剤が挙げられる。さらに、アクリル系粘着剤組成物は、酸化防止剤および/または導電剤を含有してもよい。粘着剤層またはアクリル系粘着剤組成物の詳細は、例えば、特開2006-183022号公報、特開2015-199942号公報、特開2018-053114号公報、特開2016-190996号公報、国際公開第2018/008712号に記載されており、これらの公報の記載は本明細書に参考として援用される。
第1粘着剤層71および第2粘着剤層72のそれぞれの厚みは、例えば5μm~30μmである。
B-4.表面保護フィルム
図示例において、表面保護フィルム9は、輝度向上フィルム8に対して、偏光板5の反対側に位置し、輝度向上フィルム8に貼り付けられている。表面保護フィルム9は、代表的には、基材92と、粘着剤層91とを備えている。基材92の材料としては、例えば、保護層52を構成する樹脂と同様のものが挙げられる。粘着剤層91は、表面保護フィルム9の基材92を保護層52に貼り付けている。粘着剤層91は、上記した粘着剤層71、72と同様に説明される。
B-5.はく離ライナー
はく離ライナー6は、第2粘着剤層72の表面に仮着されている。はく離ライナー6は、はく離ライナーとして使用できる任意の適切な樹脂フィルムで形成される。当該樹脂フィルムの主成分となる材料の具体例としては、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエチレン、ポリプロピレンが挙げられる。樹脂フィルムの材料は、単独でまたは組み合わせて使用できる。はく離ライナー6における第2粘着剤層72との接触面には、離型処理層が設けられていてもよい。離型処理層を形成する離型処理剤としては、例えば、シリコーン系離型処理剤、フッ素系離型処理剤、長鎖アルキルアクリレート系剥離剤が挙げられる。離型処理剤は、単独でまたは組み合わせて使用できる。
はく離ライナー6の厚みは、例えば5μm~60μmであり、好ましくは20μm~45μmである。なお、離型処理層が施されている場合、はく離ライナーの厚みは、離型処理層の厚みを含めた厚みである。
C.切削加工フィルムの製造方法の詳細
1つの実施形態において、切削加工フィルムの製造方法は、図1に示すように、上記した切削工程(S1)と;切削工程でモニタリングした電流値が下限としての第1の閾値を超過するか否かを判断する工程(第1判定工程、S2)と;切削工程でモニタリングした電流値が上限としての第2の閾値未満であるか否かを判断する工程(第2判定工程、S3)と;品質を確認する工程(品質確認工程、S4)とを含んでいる。このような切削加工フィルムの製造方法は、任意の適切な切削装置により実施され得る。なお、フライス工具は、エンドミルであってもよく正面フライスであってもよいが、以下では、フライス工具がエンドミルである場合について詳述する。
C-1.切削装置
1つの実施形態において、切削装置10は、ステージ(図示せず)と;エンドミル1と;モータ3と;制御部4と;を備えている。
ステージは、樹脂フィルムの一例としての積層フィルム2を支持可能である。切削工程において、積層フィルム2は、図示しないクランプによって、ステージにおける所望の位置に固定される。
エンドミル1は、切削工程において、積層フィルムの切削対象面と接触して積層フィルムを切削する。エンドミル1は、任意の適切な構成が採用され得る。エンドミルは、切削刃を有している。切削刃の刃数は適切に設定され得る。切削刃の刃数は、例えば1枚以上であり、例えば6枚以下、好ましくは4枚以下である。切削刃のねじれ角は、例えば0°以上、好ましくは10°以上であり、例えば70°以下、好ましくは60°以下である。切削刃の材料として、例えば超硬合金や高速度鋼が挙げられ、好ましくは超硬合金が挙げられる。切削刃のビッカース硬さ(HV硬度)は、例えば800以上、好ましくは、1500以上であり、例えば2500以下、好ましくは1900以下である。
エンドミル1は、代表的には、積層フィルム2の積層方向に平行な軸線を中心に回転可能である。エンドミルの回転方向は、平面視時計回り方向であってもよく、反時計回り方向であってもよい。図示例では、エンドミルの回転方向は平面視時計回り方向である。切削工程において、エンドミル1は一定の速度で回転する。エンドミル1の回転速度は、例えば300rpm以上、好ましくは500rpm以上であり、例えば10万rpm以下、好ましくは5万rpm以下である。
エンドミル1は、上記のように回転しながら、ステージに支持された積層フィルム2に対して相対移動可能である。積層フィルムが切削装置に固定された状態でエンドミルが移動してもよく、エンドミルが固定された状態で積層フィルムが移動してもよい。1つの実施形態では、エンドミルは、切削装置に固定された状態の積層フィルム2の周囲を一方向(好ましくは平面視時計回り方向)に下記の送り速度で移動して、積層フィルム2の端面の全体を切削する。
切削工程におけるエンドミルの送り速度(積層フィルムの切削対象面に対する相対移動速度)は、例えば10mm/分以上、好ましくは50mm/分以上であり、例えば5000mm/分以下、好ましくは3500mm/分以下である。
モータ3は、エンドミル1に回転のための駆動力を付与する駆動源である。モータ3は、エンドミル1に駆動力を伝達可能に接続されている。モータ3は、任意の適切なモータを採用し得る。
制御部4は、例えば、中央処理装置(CPU)、ROMおよびRAMなどを備える。制御部4は、モータ3と電気的に接続されており、モータ3の動作を制御可能である。より詳しくは、制御部4は、図示しない電源からモータ3に供給される電流値を、エンドミル1の回転数が一定となるように制御できる。さらに、制御部4は、代表的には、切削工程においてモータ3に供給した電流値をモニタリングして記録可能である。
C-2.切削工程(S1)
図1に示すように、切削工程(S1)では、まず、積層フィルムの切削対象面の所望の切削量が設定される。当該切削量は、例えば10μm以上3mm以下である。次いで、制御部4は、当該切削量を切削するときに要する想定電流値を算出する。その後、制御部4は、算出した想定電流値と、エンドミルが積層フィルムと接触せずに空転した空転時の基準電流値とに基づいて、当該切削量が75μm以上である場合に上記式(1-1)により第1の閾値(下限)を算出し、当該切削量が75μm未満である場合に上記式(2-1)により第1の閾値(下限)を算出する。なお、制御部4は、エンドミルの空転時における最大電流値を第1の閾値(下限)として設定してもよい。
また、制御部4は、算出した想定電流値と、エンドミルの空転時の基準電流値とに基づいて、当該切削量が75μm以上である場合に上記式(1-2)により第2の閾値(上限)を算出し、当該切削量が75μm未満である場合に上記式(2-2)により第2の閾値(上限)を算出する。
次いで、エンドミル1を積層フィルム2の切削対象面(端面)に接触させた状態で、制御部4は、電源を制御してモータ3に電流値を供給する。これによって、エンドミル1が上記の回転速度で駆動して、積層フィルム2の切削が開始される。続いて、エンドミル1は、一定速度で回転しながら、上記した送り速度で予め設定されたルートを移動して、積層フィルム2の切削対象面の全体を切削する。これによって、切削工程(S1)が完了し、切削加工フィルムが得られる。切削工程において、制御部4はエンドミル1の回転速度が一定となるように制御しているので、実際の切削量が設定値(所望の切削量)よりも大きい場合、エンドミル1にかかる抵抗が大きくなり、モータ3に供給される電流値は大きくなる。一方、実際の切削量が設定値よりも小さい場合、エンドミル1にかかる抵抗が小さくなり、モータ3に供給される電流値は小さくなる。制御部4は、このような電流値の変動をモニタリングして記憶する。
C-3.第1判定工程(S2)
次いで、第1判定工程(S2)において、積層フィルムの切削開始から切削終了までモニタリングして記憶された電流値が切削工程の第1の閾値(下限値)を超過するか否かを判定する。より詳しくは、第1の閾値(下限値)が上記式(1-1)または(2-1)により算出されている場合、モニタリングして記憶された電流値の平均値が第1の閾値(下限値)を超過するか否かを判定する。また、第1の閾値(下限値)がエンドミルの空転時における最大電流値である場合、モニタリングして記憶された電流値が切削工程のすべてにわたって(切削開始から切削終了まで)、第1の閾値(下限値)を超過するか否かを判定する。
例えば、積層フィルムが、切削装置のステージの所望の位置からずれて固定され、切削工程に供された場合、電流値が第1の閾値(下限値)以下となり得る。
電流値が第1の閾値(下限値)以下である場合(S2のNo)、切削加工フィルムは、切削が不十分な箇所を含む。そのため、切削加工フィルムは不良品と判定される。その後、不良品と判定された切削加工フィルムは、所望のサイズにリサイズ可能か否かを判定され(S2-1)、リサイズが不可である場合(S2-1のNo)、廃棄される(S5)。一方、リサイズが可能であれば、再度切削工程に供される(S2-1のYes)。
C-4.第2判定工程(S3)
第1判定工程において電流値が第1の閾値(下限値)を超過した場合(S2のYes)、切削加工フィルムを良品と判定して、第2判定工程(S3)において、積層フィルムの切削開始から切削終了までモニタリングして記憶された電流値が切削工程の第2の閾値(上限値)未満であるか否かを判定する。より詳しくは、モニタリングして記憶された電流値の平均値が第2の閾値(上限値)未満であるか否かを判定する。
例えば、切断工程に供される積層フィルムのサイズが過剰に大きかった場合(撓んだ状態のマザーシートから積層フィルムが切り出された場合)、または、積層フィルムが誤ったレシピ(エンドミルのルート)によって切削された場合、電流値が第2の閾値(上限)以上となり得る。
電流値が第2の閾値(上限値)以上である場合(S3のNo)、切削加工フィルムは、所望の製品サイズよりも小さい可能性がある。そのため、切削加工フィルムは不良品と判定される。その後、不良品と判定された切削加工フィルムは、サイズが許容範囲内であるか否かを判定され(S3-1)、切削加工フィルムのサイズが許容範囲外であれば(S3-1のNo)、廃棄される(S5)。
C-5.品質確認工程(S4)
第2判定工程において電流値が第2の閾値(上限値)未満である場合(S3のYes)、または、第2判定工程において電流値が第2の閾値(上限値)以上であるがサイズが許容範囲内であった場合(S3-1のYes)、品質確認工程(S4)において、切削加工フィルムの品質が許容範囲内であるか否かを判定する。品質確認工程として、例えば、寸法検査と外観検査と信頼性検査が挙げられる。
切削加工フィルムの品質が許容範囲外である場合(S4のNo)、切削加工フィルムは、切削加工フィルムは不良品と判定され、廃棄される(S5)。一方、切削加工フィルムの品質が許容範囲外である場合(S4のYes)、切削加工フィルムは、所望のサイズを有し、かつ、優れた品質を有している。以上によって、所望のサイズを有し、かつ、優れた品質を有する切削加工フィルムが円滑に製造される。このような切削加工フィルムにおける切削面は、切削痕を有する。とりわけ、エンドミルの切削刃のねじれ角が0°である場合、切削痕は、積層フィルムの厚み方向に平行に延びている。
D.画像表示装置
上記A項からC項に記載の切削加工フィルムは、画像表示装置に適用され得る。したがって、切削加工フィルムを含む画像表示装置もまた、本発明の実施形態に包含される。画像表示装置は、代表的には、画像表示セルと、画像表示セルに粘着剤層を介して貼り合わせられた切削加工フィルムと、を含む。切削加工フィルムが積層フィルムを切削して製造される場合、切削加工フィルムは、代表的には、第2粘着剤層からはく離ライナーが剥離された後、第2粘着剤層によって画像表示セルに貼り付けられる。また、表面保護フィルムは、切削加工積層フィルムの使用前に剥離されてもよく、偏光板の表面に貼着したままの状態で使用されてもよい。画像表示装置の代表例としては、液晶表示装置、エレクトロルミネセンス(EL)表示装置(例えば、有機EL表示装置、無機EL表示装置)が挙げられる。
以下、実施例によって本発明を具体的に説明するが、本発明はこれら実施例によって限定されるものではない。各特性の測定方法は以下の通りである。なお、特に明記しない限り、実施例および比較例における「部」および「%」は質量基準である。
[調製例1]
1.偏光板の作製
熱可塑性樹脂基材として、長尺状で、Tg約75℃である、非晶質のイソフタル共重合ポリエチレンテレフタレートフィルム(厚み:100μm)を用い、樹脂基材の片面に、コロナ処理を施した。
ポリビニルアルコール(重合度4200、ケン化度99.2モル%)およびアセトアセチル変性PVA(日本合成化学工業社製、商品名「ゴーセファイマー」)を9:1で混合したPVA系樹脂100質量部に、ヨウ化カリウム13質量部を添加したものを水に溶かし、PVA水溶液(塗布液)を調製した。
樹脂基材のコロナ処理面に、上記PVA水溶液を塗布して60℃で乾燥することにより、厚み13μmのPVA系樹脂層を形成し、積層体を作製した。
得られた積層体を、130℃のオーブン内で縦方向(長手方向)に2.4倍に一軸延伸した(空中補助延伸処理)。
次いで、積層体を、液温40℃の不溶化浴(水100質量部に対して、ホウ酸を4質量部配合して得られたホウ酸水溶液)に30秒間浸漬させた(不溶化処理)。
次いで、液温30℃の染色浴(水100質量部に対して、ヨウ素とヨウ化カリウムを1:7の重量比で配合して得られたヨウ素水溶液)に、最終的に得られる偏光子の単体透過率(Ts)が所望の値となるように濃度を調整しながら60秒間浸漬させた(染色処理)。
次いで、液温40℃の架橋浴(水100質量部に対して、ヨウ化カリウムを3質量部配合し、ホウ酸を5質量部配合して得られたホウ酸水溶液)に30秒間浸漬させた(架橋処理)。
その後、積層体を、液温70℃のホウ酸水溶液(ホウ酸濃度4重量%、ヨウ化カリウム濃度5重量%)に浸漬させながら、周速の異なるロール間で縦方向(長手方向)に総延伸倍率が5.5倍となるように一軸延伸を行った(水中延伸処理)。
その後、積層体を液温20℃の洗浄浴(水100質量部に対して、ヨウ化カリウムを4質量部配合して得られた水溶液)に浸漬させた(洗浄処理)。
その後、約90℃に保たれたオーブン中で乾燥しながら、表面温度が約75℃に保たれたSUS製の加熱ロールに接触させた(乾燥収縮処理)。
このようにして、樹脂基材上に厚み約5μmの偏光子を形成し、樹脂基材/偏光子の構成を有する積層体を得た。
得られた積層体の偏光子表面(樹脂基材とは反対側の面)に、保護層としてTACフィルム(厚み25μm)を貼り合わせた。次いで、樹脂基材を剥離し、保護層/偏光子/の構成を有する偏光板を得た。
2.積層体フィルムの作製
上記1.で得られた偏光板の偏光子表面に、アクリル系粘着剤層(厚み5μm、第1粘着剤層)を介して、輝度向上フィルム(3M社製、商品名DBEF、厚み80μm)を貼り合わせた。その後、当該輝度向上フィルムの表面に、基材(PET系樹脂フィルム)と;基材に積層されるアクリル系粘着剤層と;を備える表面保護フィルム(厚み55μm)を貼り付けた。また、偏光板の保護層表面に、アクリル系粘着剤層(厚み20μm、第2粘着剤層)を介して、はく離ライナー(はく離処理層が設けられたPET系樹脂フィルム)を貼り付けた。
以上によって、はく離ライナー/第2粘着剤層/偏光板/第1粘着剤層/輝度向上フィルム/表面保護フィルムの構成を有する積層フィルムを得た。積層フィルムは、積層方向から見て略長方形状を有していた。積層フィルムにおいて、長辺の寸法は146mmであり、短辺の寸法は68mmであった。
[実施例1]
調製例1で得た積層フィルムを切削装置にセットした。切削装置は、ステージと;回転可能かつステージに対して相対移動可能なエンドミルと;エンドミルに駆動力を付与するモータと;エンドミルの回転速度が一定となるようにモータに供給する電流値を制御可能な制御部と;を備えていた。エンドミルにおいて、切削刃の材料は超硬合金であり、切削刃のHV硬度は1600であり、切削刃のねじれ角は30°であり、切削刃の刃数は2枚であった。積層フィルムは、クランプによってステージに固定された。
次いで、下記切削条件に基づいて第1の閾値を設定した。より詳しくは、下記切削量に応じて設定される想定電流値は2.6A(最大値2.8V、最小値2.4V)であり、エンドミルの空転時の基準電流値は1.8A(最大値2.0V、最小値1.6V)であった。これにより、切削加工における電流値の下限の第1の閾値は、2.0A(=2.6A-{(2.6A-1.8A)×0.7})に設定された。
<切削条件>
エンドミルの送り速度:3000mm/min
エンドミルの回転速度:35000rpm
所望の切削量:0.1mm(100μm)
次いで、上記切削条件により積層フィルムを切削加工した。切削工程において、エンドミルは、上方(積層フィルムに対してステージの反対側)から見て、時計回り方向に回転しており、積層フィルムの端面と接触しながら積層フィルムの周囲を時計回り方向に相対移動した。このとき、エンドミルを駆動させるモータに流れる電流値をモニタリングした。これによって、切削加工フィルム(光学積層体)を得た。
上記した切削加工フィルムの製造を複数回繰り返した。そして、モニタリングした電流値の平均値が第1の閾値(下限)を超過する場合、得られた切削加工フィルムを良品と判定し、モニタリングした電流値の平均値が第1の閾値(下限)以下となった場合、得られた切削加工フィルムを不良品と判定した。
[実施例2]
実施例1と同様にして、調製例1で得た積層フィルムを切削装置にセットした。
次いで、下記切削条件に基づいて第1の閾値を設定した。より詳しくは、下記切削量に応じて設定される想定電流値は2.3A(最大値2.4V、最小値2.2V)であり、エンドミルの空転時の基準電流値は1.8A(最大値2.0V、最小値1.6V)であった。これにより、切削加工における電流値の下限の第1の閾値は、2.1A(=2.3A-{(2.3A-1.8A)×0.4})に設定された。
<切削条件>
エンドミルの送り速度:3000mm/min
エンドミルの回転速度:35000rpm
所望の切削量:50μm
次いで、上記切削条件により積層フィルムを、実施例1と同様にして切削加工した。このとき、エンドミルを駆動させるモータに流れる電流値をモニタリングした。これによって、切削加工フィルム(光学積層体)を得た。
上記した切削加工フィルムの製造を複数回繰り返した。そして、モニタリングした電流値の平均値が第1の閾値(下限)を超過する場合、得られた切削加工フィルムを良品と判定し、モニタリングした電流値の平均値が第1の閾値(下限)以下となった場合、得られた切削加工フィルムを不良品と判定した。
[評価]
本発明の実施例によれば、エンドミルの駆動に要する電流値をモニタリングすることにより、積層フィルムの切削加工が正常に実施された否かが容易に判別できる。より詳しくは、モニタリングされた電流値が第1の閾値(下限)を超過する場合、切削加工フィルムを良品と判定できる。この場合、切削加工は正常に実施されており、切削加工フィルムの切削面の全体が十分に切削されている。そのため、切削加工フィルムの切削面は、図5に示すように相対的に平滑である。一方、モニタリングされた電流値が第1の閾値以下となった場合、切削加工フィルムを不良品と判定できる。切削工程において電流値が第1の閾値(下限)以下となった場合、切削加工フィルムの切削面は切削が不十分な部分を含む。その切削面における切削が不十分な部分は、図6に示すように相対的に粗い。このような切削面における切削が不十分な部分は、クラックなどの破損の要因になり得る。
本発明の切削加工フィルムの製造方法は、各種産業製品に用いられる切削加工フィルムを製造できる。切削加工フィルムは、液晶表示装置、有機EL表示装置および無機EL表示装置などの表示装置に好適に用いられる。
1 エンドミル
2 積層フィルム
3 モータ
4 制御部
10 切削装置

Claims (11)

  1. 樹脂フィルムをフライス工具で切削する工程を含み、
    前記フライス工具は、前記樹脂フィルムの切削工程において回転速度が一定となるように制御され、
    前記フライス工具の駆動に要する電流値をモニタリングする、切削加工フィルムの製造方法。
  2. 前記フライス工具は、エンドミルである、請求項1に記載の切削加工フィルムの製造方法。
  3. 前記樹脂フィルムの切削開始から切削終了までモニタリングした電流値が第1の閾値を超過する場合、前記切削加工フィルムを良品と判定し、
    前記樹脂フィルムの切削開始から切削終了までモニタリングした電流値が第1の閾値以下となった場合、前記切削加工フィルムを不良品と判定する、請求項1に記載の切削加工フィルムの製造方法。
  4. 前記第1の閾値は、前記樹脂フィルムに対する切削量が75μm以上である場合、当該切削量に応じて設定される想定電流値と、前記フライス工具の空転時の基準電流値とに基づいて、下記式(1-1)により求められる、請求項3に記載の切削加工フィルムの製造方法:
    第1の閾値=想定電流値-{(想定電流値-基準電流値)×0.7}・・・(1-1)。
  5. 前記第1の閾値は、前記樹脂フィルムに対する切削量が75μm未満である場合、当該切削量に応じて設定される想定電流値と、前記フライス工具の空転時の基準電流値とに基づいて、下記式(2-1)により求められる、請求項3に記載の切削加工フィルムの製造方法:
    第1の閾値=想定電流値-{(想定電流値-基準電流値)×0.4}・・・(2-1)。
  6. 前記第1の閾値は、前記フライス工具の空転時における最大電流値である、請求項3に記載の切削加工フィルムの製造方法。
  7. 前記樹脂フィルムの切削開始から切削終了までモニタリングした電流値が第2の閾値未満である場合、前記切削加工フィルムを良品と判定し、
    前記樹脂フィルムの切削開始から切削終了までモニタリングした電流値が第2の閾値以上となった場合、前記切削加工フィルムを不良品と判定する、請求項3から6のいずれかに記載の切削加工フィルムの製造方法。
  8. 前記第2の閾値は、前記樹脂フィルムに対する切削量が75μm以上である場合、当該切削量に応じて設定される想定電流値と、前記フライス工具の空転時の基準電流値とに基づいて、下記式(1-2)により求められる、請求項7に記載の切削加工フィルムの製造方法:
    第2の閾値=想定電流値+{(想定電流値-基準電流値)×0.7}・・・(1-2)。
  9. 前記第2の閾値は、前記樹脂フィルムに対する切削量が75μm未満である場合、当該切削量に応じて設定される想定電流値と、前記フライス工具の空転時の基準電流値とに基づいて、下記式(2-2)により求められる、請求項7に記載の切削加工フィルムの製造方法:
    第2の閾値=想定電流値+{(想定電流値-基準電流値)×0.4}・・・(2-2)。
  10. 前記樹脂フィルムは、第1フィルムと;前記第1フィルムに積層される粘着剤層と;を含む、積層フィルムである、請求項1に記載の切削加工フィルムの製造方法。
  11. 前記積層フィルムにおける前記フライス工具の切削対象面は、前記積層フィルムの積層方向から見て円弧形状を有する部分を含んでいる、請求項7に記載の切削加工フィルムの製造方法。
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