JP3619607B2 - Optical film manufacturing method and manufacturing apparatus - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、支持体上にビーズが固定されている光学フイルムの製造方法および製造装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
支持体上にビーズが固定されている光学フイルムは、光学材料として様々な用途がある。
特開平６−３４７６２１号、同６−３４７６２２号、同６−３４７６２３号、同６−３４７６２４号および同６−３４７６２５号各公報には、上記のようなビーズを含む光学フイルムを、再帰性反射シートの構成要素として使用する発明が開示されている。再帰性反射シートでは、ビーズとして一般にガラスビーズが用いられている。
再帰性反射シートは、光を光源に向けて再帰反射する性質を有するシートである。再帰性反射シートは、道路標識のように照明に向かって反射することが望ましい標識において実用化されている。再帰性反射シートにおいて、ガラスビーズは微小球レンズとして機能する。
【０００３】
ビーズを用いる光学フイルムは、光拡散シートとしても利用できる。具体的には、液晶表示装置（ＬＣＤ）の狭い視野角を拡大するために、装置に取り付けることが可能である。すなわち、液晶のマトリックスよりも小さいビーズを並べた透明フイルムを光拡散シートとして液晶表示装置に取り付けることができる。なお、光拡散シートを偏光板の保護膜として機能させ、液晶表示装置の層構成を単純にすることもできる。層の数を一つ減少させると、液晶表示装置において重要な要素である光の透過率を高める（約８％上昇させる）ことができる。
また、投影画像のスクリーンとして用いられる光拡散シートとしてビーズを用いる光学フイルムを用いることも考えられる。特に液晶プロジェクターの画像は、液晶のカラーフィルターのストライプの影響でモアレが発生する。これを防止するために、透明スクリーンの表面の透過率を維持しつつ光を拡散するためのシートとして、ビーズを用いる光学フイルムが使用できる。
【０００４】
従来の技術でビーズを支持体上に並べるためには、ビーズを固定するためのバインダーを含む層が必要であった。
特開平６−３４７６２１号、同６−３４７６２２号、同６−３４７６２３号、同６−３４７６２４号および同６−３４７６２５号各公報記載の発明では、バインダーを含む層を支持体上に設け、ビーズを層の上に並べ、ニップロール等で加圧してビーズを層に埋め込む方法により光学フイルムを製造している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明者が、以上のようにビーズをバインダーを含む層に埋め込んで光学フイルムを製造する方法を検討したところ、ビーズを層に埋め込む際の圧力で、ビーズや層に微小な傷が発生することが判明した。また、この製造方法では、ビーズを層の上に並べるために処理が煩雑になる欠点がある。
本発明の目的は、簡単な処理で高品質の光学フイルムを製造する方法を提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、表面が溶剤により膨潤可能な材料からなる支持体上にビーズが固定されている光学フイルムを製造する方法であって：
（１）支持体の表面を溶剤を用いて膨潤させ、その表面を粘着性とする工程；
（２）粘着性とされた支持体表面にビーズを付着させる工程；そして
（３）ビーズが付着した支持体を溶剤中に浸漬し、これにより支持体表面に直接付着していないビーズを除去する工程からなることを特徴とする光学フイルムの製造方法を提供する。
上記（３）の工程の後、さらに、
（４）バインダーの溶液を上記ビーズの上に塗布し、バインダーを含む層を形成して、これによりバインダーを含む層でビーズを覆う工程を実施してもよい。
【０００７】
また本発明は、表面が溶剤により膨潤可能な材料からなる支持体上にビーズが固定されている光学フイルムを製造するための装置であって：
（Ａ）支持体の表面を膨潤させる溶剤を収容する容器；
（Ｂ）支持体上にビーズを散布する機構；
（Ｃ）支持体の表面を膨潤させる溶剤を収容する別の容器；および（Ｄ）支持体を、（Ａ）の容器内、（Ｂ）の機構、そして（Ｃ）の容器内を順次通過させるように搬送する機構が設けられていることを特徴とする光学フイルムの製造装置を提供する。
さらに本発明は、表面が溶剤により膨潤可能な材料からなる支持体上にビーズが固定されている光学フイルムを製造するための装置であって：
（ａ）支持体の表面を膨潤させる溶剤およびビーズを収容し、溶剤中にビーズが沈澱している容器；および
（ｂ）支持体を、容器内の溶剤中を通過させ、沈澱しているビーズに接触させ、そして再び容器内の溶剤中を通過させるように搬送する機構が設けられていることを特徴とする光学フイルムの製造装置も提供する。
上記（ａ）および（ｂ）が設けられている装置には、さらに：
（ｃ）ビーズを（ａ）の容器に補充する機構；および
（ｄ）（ａ）の容器を振動させる機構が設けられていることが好ましい。
【０００８】
本発明は、下記の態様で実施することができる。
（イ）光学フイルムの支持体が透明プラスチックからなる。
（ロ）上記（イ）のプラスチックが、セルロースエステル、セルロースエーテル、ポリカーボネート、ポリスチレン、ポリアクリレート、ポリメタクリレート、ポリスルホン、ポリエステル、ポリエチレン、ポリビニルアルコール、ポリスルホン、ポリエーテルスルホンおよびノルボルネン樹脂から選ばれる。
（ハ）支持体表面にポリマーからなる表面層が設けられている。
（ニ）上記（ハ）のポリマーが、セルロースエステル、セルロースエーテル、ポリカーボネート、ポリスチレン、ポリアクリレート、ポリメタクリレート、ポリスルホン、ポリエステル、ポリエチレン、ポリビニルアルコール、ゼラチン、ポリ酢酸ビニル、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリビニルブチラール、ポリウレタン、ポリプロピレン、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、スチレン−ブタジエンゴム、イソプレンゴム、ニトリルゴム、ブチルゴム、アクリルゴム、ウレタンゴムおよびノルボルネン樹脂から選ばれる。
（ホ）支持体が、２５乃至３５０μｍの厚さを有する。
（ヘ）上記表面層が、０．０５乃至２５μｍの厚さを有する。
（ト）ビーズがガラス製である。
（チ）ビーズが、１乃至１００μｍの範囲の平均粒子径を有する。
（リ）ビーズが、最大粒子径が平均粒子径の２倍未満であり、かつ最小粒子径が平均粒子径の半分より大きい、粒子径の分布を有する。
（ヌ）支持体の表面（表面層）を構成する物質が、（１）および（３）の工程で用いる溶剤に対して、１．０５乃至５０の範囲の膨潤度（乾燥した高分子に対する膨潤した高分子の比容）を有する。
（ル）上記（１）の工程において、支持体を溶剤中に浸漬することにより、支持体の表面を膨潤させる。
（ヲ）上記（ル）において、支持体を溶剤中に０．０１乃至６０秒間浸漬する。
【０００９】
（ワ）上記（１）の工程において、支持体の表面から０．０５乃至２５μｍの深さの部分までを膨潤させる。
（カ）上記（３）の工程において、支持体を溶剤中に０．０１乃至３００秒間浸漬する。
（ヨ）上記（Ｄ）の支持体を搬送する機構が、複数のローラーの組み合わせにより構成されている。
（タ）上記（ヨ）のローラーの直径が１０乃至３００ｍｍである。
（レ）上記（ｂ）の支持体を搬送する機構が、支持体を、容器内の溶剤中を通過させ、沈澱しているビーズに接触させ、そして再び容器内の溶剤中を通過せるように配置されているローラーである。
（ソ）上記（レ）のローラーの直径が１０乃至３００ｍｍである。
（ツ）上記（ｄ）の機構が（ａ）の容器を水平方向に２乃至３０Ｈｚの周期で振動させる。
（ネ）上記（ａ）および（ｂ）が設けられている装置に、さらに（ｅ）溶媒を（ａ）の容器に補充する機構が設けられている。
【００１０】
【発明の効果】
本発明の光学フイルムの製造方法は、（１）溶剤により支持体の表面を膨潤させ、（２）ビーズを支持体に付着させ、そして（３）溶剤により支持体表面に直接付着していないビーズを除去することを特徴とする。
本発明の方法では、支持体表面の膨潤により得られる粘着性を利用してビーズをフイルムの表面に並べる。このため、従来のビーズを埋め込む方法と比較して、簡単な操作で、光学フイルムを製造することができる。また、強い圧力を用いる必要がないため、ビーズやバインダーに微小な傷がつくこともない。さらに本発明の方法により光学フイルムを製造すると、支持体上にビーズを重ねることなく均一かつ最密に並べることができる。すなわち、過剰量のビーズを支持体に付着させても、溶剤により支持体表面に直接付着していないビーズを除去することで、ビーズの重なりを防止することができる。
以上の結果、本発明の製造方法では、簡単な処理で高品質の光学フイルムを製造することができる。また、本発明の光学フイルムの製造装置を用いると、さらに簡単な処理で高品質の光学フイルムを製造することができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
［光学フイルムの支持体］
光学フイルムの用途に応じて、支持体の光透過性を決定する。再帰性反射シートや光拡散シートの用途においては、一般に透明支持体を用いる。
透明支持体は、通常、ガラスまたはプラスチックから製造する。光学フイルムとしては、柔軟かつ軽量であるプラスチック製支持体を用いることが好ましい。なお、本発明では、支持体の表面を溶剤により膨潤可能な材料で構成する。一般にプラスチックは、溶剤により膨潤可能である。
プラスチックに用いるポリマーの例としては、セルロースエステル、セルロースエーテル、ポリカーボネート、ポリスチレン、ポリアクリレート、ポリメタクリレート、ポリスルホン、ポリエステル、ポリエチレン、ポリビニルアルコール、ポリスルホン、ポリエーテルスルホンおよびノルボルネン樹脂を挙げることができる。セルロースエステル（例、セルロースアセテート）、ポリエステル（例、ポリエチレンテレフタレート）、ポリカーボネート、ポリビニルアルコール、ポリスルホンおよびポリエーテルスルホンが好ましく用いられる。
【００１２】
支持体は、２５乃至３５０μｍの厚さを有することが好ましい。支持体の厚さは、３０乃至３１０μｍの範囲であることがさらに好ましく、４５乃至２００μｍの範囲であることが最も好ましい。
なお、薄い支持体を用いると、後述するバインダーを含む層の影響で支持体がカールする場合がある。このような場合は、支持体の裏面にカール防止層を設けることが好ましい。カール防止裏引き層は、後述するバインダーと実質的に同じポリマーを用いて形成する。「実質的に同じ」とは、吸湿性のような支持体のカールの原因となる性質が類似していることを意味する。
支持体は任意の添加剤として、可塑剤、紫外線吸収剤、架橋剤、硬膜剤、滑剤、劣化防止剤、分散剤、染料、顔料、消泡剤、潤滑剤、褐色防止剤、防腐剤を含んでもよい。これらの添加剤は、公知の化合物を用いることができる。
支持体は、公知の溶液流延法や溶融流延法により製造することができる。溶液流延法では、支持体を構成するポリマーを溶媒に溶解し、その溶液を金属ベルト上に流延して、支持体をポリマー膜として得る。溶融流延法では、ポリマー樹脂を熱で溶融してから流延する。
【００１３】
支持体は表面層を有してもよい。本明細書では、表面層が設けられている支持体も、表面層を含め全体として「支持体」と称する。すなわち、本明細書における「支持体の表面」は、表面層が設けられている支持体の場合、その表面層を意味する。従って、支持体に表面層を設ける場合は、表面層を溶剤により膨潤可能な材料で構成する。以下に挙げるようなポリマーは、いずれも溶剤により膨潤可能である。
表面層はポリマーからなる。天然または合成ポリマーが利用可能である。ポリマーの例としては、セルロースエステル、セルロースエーテル、ポリカーボネート、ポリスチレン、ポリアクリレート、ポリメタクリレート、ポリスチレン、ポリエステル、ポリエチレン、ポリビニルアルコール、ゼラチン、ポリ酢酸ビニル、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリビニルブチラール、ポリウレタン、ポリプロピレン、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、スチレン−ブタジエンゴム、イソプレンゴム、ニトリルゴム、ブチルゴム、アクリルゴム、ウレタンゴムおよびノルボルネン樹脂が含まれる。
表面層は任意の添加剤として、可塑剤、紫外線吸収剤、架橋剤、硬膜剤、滑剤、劣化防止剤、分散剤、染料、顔料、消泡剤、潤滑剤、褐色防止剤、防腐剤を含んでもよい。これらの添加剤は、公知の化合物を用いることができる。
表面層のポリマーは、その屈折率（表面層の屈折率）が、支持体のプラスチックを構成するポリマーの屈折率に、できる限り近いポリマーを選択して用いることが好ましい。具体的には、表面層ポリマーの屈折率と支持体のプラスチックを構成するポリマーの屈折率との差が、０．５未満であることが好ましく、０．２未満であることがさらに好ましく、０．１未満であることが最も好ましい。実質的に同じ屈折率を得るため、表面層ポリマーとして、支持体のプラスチックを構成するポリマーを用いることが特に好ましい。
光を拡散するために、表面層ポリマーまたは支持体の表面部分の屈折率とガラスビーズの屈折率とは、一定値以上の差があることが望ましい。具体的には、屈折率の比が、０．９５以下または１．０５以上であることが好ましく、０．８３以下または１．１５以上であることがさらに好ましく、０．７１以下または１．２５以上であることが最も好ましい。
【００１４】
［ビーズ］
ビーズは、透明な素材の微小な粒子で構成する。透明な素材としては、ガラスまたはプラスチックが用いられる。一般には、ガラスの方がプラスチックよりも好ましい。粒子の形状は、球形に近いことが好ましい。
ビーズの粒子径は、光学フイルムの用途に応じて決定する。原則としては、なるべく小さい粒子であることが要求される。特に、本発明の光学フイルムを液晶表示装置の光拡散シートとして使用する場合は、液晶の画素（マトリックス）よりも小さい粒子を用いる必要がある。
一般に、ビーズは、１乃至１００μｍの範囲の平均粒子径を有することが好ましい。平均粒子径は、５乃至７０μｍの範囲であることがさらに好ましく、１５乃至６０μｍの範囲であることが最も好ましい。
【００１５】
前記の表面層を支持体上に設ける場合、ビーズの平均粒子径は、表面層の厚さの３倍乃至５０倍の範囲内とすることが好ましく、４倍乃至２０倍の範囲内であることがさらに好ましく、５倍乃至１２倍の範囲内であることが最も好ましい。なお、平均粒子径と層厚との関係は、表面層のポリマーの使用量の方で調整することが好ましい。平均粒子径は、上記のように光学フイルムの用途に応じて決定しておくことが望ましい。
ビーズの粒子径の分布は、なるべく均一であることが望ましい。具体的な粒子径の分布としては、最大粒子径が平均粒子径の２倍未満であり、かつ最小粒子径が平均粒子径の半分より大きいことが好ましい。最大粒子径は平均粒子径の１．５倍未満であることが好ましい。また、最小粒子径は平均粒子径の３分の２より大きいことが好ましい。
ガラスビーズは、主に再帰性反射シート用ビーズあるいは粉砕・分散用微粒子として既に市販されている。市販品は、株式会社ユニオン（ユニビーズＴＭ、ユニフラッシュＴＭ）や日本電気硝子株式会社から販売されている。
【００１６】
［溶剤］
（１）の工程および（３）の工程で用いる溶剤は、支持体の表面（表面層を有する支持体の場合は表面層）を構成する物質（一般にポリマー）の溶媒から、表面を膨潤させて粘着性を付与するために適当な溶媒を選択して使用する。なお、本明細書において、「粘着性」とは、ビーズを膨潤した支持体表面に付着することができる程度の粘着性または接着性を示すことを意味する。
支持体の表面を構成する物質は、（１）および（３）の工程で用いる溶媒に対して、１．０５乃至５０の範囲の膨潤度（乾燥した高分子に対する膨潤した高分子の比容）を有することが好ましく、１．２乃至３０の範囲の膨潤度を有することがさらに好ましく、１．４乃至１０の範囲の膨潤度を有することが最も好ましい。
例えば、トリアセチルセルロースのようなセルロースエステルを支持体に用いる場合は、溶剤としてアセトンが好ましく用いられる。ポリカーボネート、ポリスルホンあるいはポリエーテルスルホンを支持体に用いる場合も、アセトンが好ましい溶剤である。ポリビニルアルコールを支持体に用いる場合は、水、アルコール（例、メタノール）またはこれらの混合溶媒が、溶剤として好ましく用いられる。シート（例えば、トリアセチルセルロースシートやポリエチレンテレフタレートシート）上に、ゼラチン表面層を設けた支持体の場合は、水が好ましい溶剤である。
（１）の工程に用いる溶剤と（３）の工程に用いる溶剤とは、同じものであってもよい。
【００１７】
［（１）支持体表面の膨潤］
第１の工程では、支持体の表面を溶剤を用いて膨潤させ、その表面を粘着性とする。
第１の工程は、具体的には、支持体を溶剤中に浸漬する、支持体表面に溶剤をを塗布する、支持体表面に溶剤を噴霧する、溶剤を含ませたシートと支持体とを重ねる等の手段で実施できる。支持体を溶剤中に浸漬する手段が最も好ましい。支持体を溶剤中に浸漬する場合、浸漬時間は、０．０１乃至６０秒間であることが好ましく、０．０２乃至２０秒間であることがさらに好ましく、０．０５乃至１０秒間であることが最も好ましい。
第１の工程では、支持体の表面から０．０５乃至２５μｍの深さの部分までを膨潤させることが好ましく、２乃至２０μｍの深さの部分までを膨潤させることがさらに好ましく、５乃至１８μｍの深さの部分までを膨潤させることが最も好ましい。
【００１８】
［（２）粘着性表面へのビーズの付着］
第２の工程では、第１の工程で得られた支持体の粘着性表面にビーズを付着させる。
第２の工程は、具体的には、支持体上にビーズを散布する、容器に入れたビーズに支持体を接触させる、支持体上にビーズの分散液を塗布する、ビーズが付着したシートまたはローラーと支持体とを接触させる等の手段で実施できる。支持体上にビーズを散布する手段および容器に入れたビーズに支持体を接触させる手段が好ましく実施できる。
なお、本発明の方法では、下記第３の工程で支持体表面に直接付着していないビーズを除去することができるため、第２の工程で過剰量のビーズを使用することができる。支持体上にビーズを重ねることなく均一かつ最密に並べるためには、過剰量のビーズを使用して、第３の工程で過剰のビーズを除去することが好ましい。なお、「過剰量」とは、支持体上にビーズを重ねることなく均一かつ最密に並べる場合のビーズの量よりも多くの量を支持体に付着させることを意味する。すなわち、過剰量を用いると、支持体上にビーズが重なり、ビーズの上にビーズが乗っている状態となる。ビーズの過剰量は、支持体の表面積とビーズの平均粒子径の関係から簡単に計算することができる。
【００１９】
［（３）過剰に付着したビーズの除去］
第３の工程では、ビーズが付着した支持体を溶剤中に浸漬し、これにより支持体表面に直接付着していないビーズを除去する。
第３の工程における浸漬時間は、０．０１乃至３００秒間であることが好ましく、０．０２乃至２０秒間であることがさらに好ましく、０．０５乃至１０秒間であることが最も好ましい。
以上の処理により、支持体表面に直接付着していないビーズの大部分を除去することができる。なお、必要に応じてさらに別の除去処理を追加してもよい。追加の処理としては、シートを裏返したり、振動させる程度の処理や、ローラーを通して軽い圧力をかけて、粒子を除去する処理が含まれる。また、空気流を当てて、粒子を飛ばして除去してもよい。
【００２０】
［製造装置］
比較的小規模の実施の場合、簡単な作業で、以上の各工程を順次実施することができる。ただし、実用的には、本発明の製造装置を用いて、以上の各工程を連続して実施することが好ましい。製造装置については、図面を参照しながら説明する。
図１は、本発明の製造装置の第一の態様を示す断面模式図である。
図１に示されるように、支持体（１）は、ローラー（２）により容器（３）に収容された溶剤（４）に浸漬される。これにより表面が膨潤して粘着性となった支持体は、ローラー（５）により、ビーズ（６）を散布する機構（７）の下に移動する。散布されたビーズが付着した支持体は、ローラー（８）により溶剤（９）を収容する容器（１０）に移動する。容器（１０）において、支持体は、ローラー（１１）により溶剤（９）に浸漬される。これにより、過剰に付着していたビーズが除去される。なお、図１に示す態様では、第１の工程に用いる溶剤と第３の工程に用いる溶剤を別々の容器（３と１０）に収容したが、これを一つの容器に収容してもよい。
以上のように、図１に示す装置には、支持体の表面を膨潤させる溶剤（４）を収容する容器（３）、支持体上にビーズを散布する機構（７）、支持体の表面を膨潤させる溶剤（９）を収容する容器（１０）、および支持体（１）を、容器（３）内、機構（７）、そして容器（１０）内を順次通過させるように搬送する機構（２、５、８、１１）が設けられている。
【００２１】
図２は、本発明の製造装置の第二の態様を示す断面模式図である。
図２に示されるように、支持体（２１）は、ローラー（２２）により容器（２３）に収容された溶剤（２４）に浸漬される。これにより表面が膨潤して粘着性となった支持体は、さらにローラー（２２）により、溶剤（２４）の底に沈澱しているビーズ（２５）に接触する。ビーズが付着した支持体は、ローラー（２２）により再び溶剤（２４）を通過し、これにより、過剰に付着していたビーズが除去される。図２に示す装置は、非常に簡単な構成で本発明の方法を実施できる利点がある。
以上のように、図２に示す装置には、支持体の表面を膨潤させる溶剤（２４）およびビーズ（２５）を収容し、溶剤中にビーズが沈澱している容器（２３）、および支持体（２１）を、容器内の溶剤中を通過させ、沈澱しているビーズに接触させ、そして再び容器内の溶剤中を通過させるように搬送する機構（２２）が設けられている。
以上の装置に用いるローラーの大きさ、特にローラーの幅は、製造する光学フイルムの寸法に応じて決定する。ローラーの直径は、一般に１０乃至３００ｍｍである。支持体の搬送速度（ラインスピード）は、０．５乃至１０ｍ／分であることが好ましい。
【００２２】
図２に示す装置には、さらに様々な機構を追加してもよい。
図３は、本発明の製造装置の第二の態様を示す斜視模式図である。
図３に示されるように、ビーズ付着前の支持体（４０ａ）は、パスローラー（３９ａ）を経て、塗布ローラー（３２）により容器（３１）に収容された溶剤（３８）に浸漬される。図３には示されていないが、容器の底にはビーズが沈澱している。図３に示す装置では、図２と同様にビーズが支持体に付着する。ビーズが付着した支持体（４０ｂ）は、パスローラー（３９ｂ、３９ｃ）により搬送し巻き取られる。
図３に示す装置には、ビーズタンク（３４）および溶剤タンク（３５）が付属している。ビーズタンク（３４）中のビーズは、定量供給装置（３６）により、一定量が容器（３１）に供給されるように供給量が調整されている。溶剤タンク（３５）中の溶剤も、ポンプ（３７）により、一定量が容器（３１）に供給されるように供給量が調整されている。
図３に示す装置には、容器（３１）を振動させる機構も設けられている。すなわち、容器（３１）は、駆動装置（３３ａ〜３３ｂ）により振動している。図３に示す装置では、塗布ローラー（３２）付近のビーズが徐々に減少し、ビーズタンク（３４）から供給される部分のビーズが徐々に増加する。図３に示す装置のように、容器を振動させることにより、ビーズを容器の底に平らに沈澱させることができる。容器は、水平方向に振動させることが好ましく、図３に示すように支持体の幅方向に振動させることがさらに好ましい。振動の周期は、２乃至３０Ｈｚであることが好ましく、２乃至１５Ｈｚであることがさらに好ましい。
【００２３】
［（４）後処理］
以上のように本発明に従い光学フイルムを製造した後、さらにバインダーを含む層を形成して、この層によりビーズを覆うことができる。
バインダーを含む層は、溶媒中にバインダーを溶解した溶液を、ビーズの上に塗布し、そして溶媒を除去することにより形成することができる。
バインダーは、前述した表面層に用いるポリマーの例に加えて、硬化性樹脂を用いることができる。硬化性樹脂としては、紫外線硬化性樹脂あるいは熱硬化性樹脂が利用可能である。なお、表面層を設ける場合は、なるべく表面層のポリマーのポリマーの屈折率に近い屈折率を有するポリマーをバインダーとして用いることが好ましい。
バインダーは、溶媒に対して５重量％以上の溶解度を有することが好ましく、１０重量％以上の溶解度を有することがさらに好ましく、１５重量％以上の溶解度を有することが最も好ましい。
溶媒としては、水または有機溶剤が使用できる。溶媒の例としては、水、脂肪族炭化水素（例、ペンタン、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、イソオクタン、シクロヘキサン）、芳香族炭化水素（例、ベンゼン、トルエン、キシレン）、ハロゲン化炭化水素（例、塩化メチル、メチレンクロライド、四塩化炭素、トリクロロエタン）、アルコール（例、メタノール、エタノール、イソプロピルアルコール、ｎ−ブチルアルコール）、ケトン（例、アセトン、メチルエチルケトン）、エステル（例、蟻酸メチル、蟻酸エチル、酢酸メチル、酢酸エチル）およびそれらの混合物を挙げることができる。
【００２４】
塗布液の塗布は、バーコート、ディップコート、ロールコート、ブレードコート、ビードコート、エクストルージョンコート、カーテンコート、スライドコートのような公知の一般的な塗布方法を採用することができる。
以上のようにバインダーを含む層を設けた光学フイルムの断面模式図を図４および図５に示す。
図４に示す態様では、支持体（４１）の表面部分（４２）を膨潤しており、その膨潤部分により、ビーズ（４３）が固定されている。さらに（４）の工程を実施すると、バインダーを含む層（４４）でビーズ（４３）を覆うことができる。図５に示す態様では、支持体（５１）上に設けられた表面層（５２）の表面部分（５３）が膨潤しており、その膨潤部分により、ビーズ（５４）が固定されている。さらに（４）の工程を実施すると、ポリマーを含む層（５５）でビーズ（５４）を覆うことができる。
従来の技術の説明で述べたように、本発明に従い製造した光学フイルムは、再帰性反射シートや光拡散シートとして、様々な分野で利用できる。それらの用途に応じて、さらに様々な機能層を光学フイルムに追加することができる。
【００２５】
【実施例】
［実施例１］
バーコーターを用いて、以下のように光学フイルムを製造した。
（１）支持体表面の膨潤
ポリエチレンテレフタレートフイルム（厚さ：１００μｍ）上に下記のゼラチン溶液を、ワイヤーバーを用いて塗布、乾燥して、乾燥膜厚が０．１μｍの表面層を設けた。
【００２６】
────────────────────────────────────
ゼラチン溶液処方
────────────────────────────────────
ゼラチン １０．０重量部
水 ２４．０重量部
メタノール ９６１．０重量部
サリチル酸 ３．０重量部
ポリアミド−エピクロルヒドリン樹脂 ０．５重量部
ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル（重合度：１０） １．０重量部
────────────────────────────────────
【００２７】
次に、ゼラチン表面層の上に、水（溶剤）をバーコーターを用いて塗布し、表面を膨潤させた。水の塗布量は１５ｇ／ｍ２ である。
（２）粘着性表面へのビーズの付着
ガラスビーズ（平均粒子径：３２μｍ、最大粒子径：３６μｍ、最小粒子径：２６μｍ）の粉末を、支持体表面に散布して、表面にビーズを付着させた。
（３）過剰に付着したビーズの除去
皿に入れた水の中に、ビーズを付着させた支持体を２秒間浸漬し、軽く振盪してから引き上げた。
（４）後処理
ジアセチルセルロース１０重量部をアセトン１００重量部に溶解した溶液を、バーコーターにて、ガラスビーズの上に塗布、乾燥し、ガラスビーズをバインダーで覆った。塗布量は、乾燥後のバインダーを含む層の厚さが４０μｍとなるように調整した。
（５）評価
以上のように製造した光学フイルムを、コリメーション機能を持つ液晶表示装置の偏光板の保護膜として使用したところ、視野角を大幅に広げることができた。また、目視による観察では、シートに傷は全く観察されなかった。
【００２８】
［実施例２］
図１に示す装置を用いて、実施例１の（１）〜（３）の工程を連続して実施した。なお、装置のラインスピードは、１ｍ／分とした。次に、実施例１の（４）の工程と同様にしてガラスビーズをバインダーで覆った。
以上のように作成した光学フイルムを、コリメーション機能を持つ液晶表示装置の偏光板の保護膜として使用したところ、視野角を大幅に広げることができた。また、目視による観察では、シートに傷は全く観察されなかった。
【００２９】
［実施例３］
図２および図３に示す装置を用いて、実施例１の（１）〜（３）の工程を連続して実施した。なお、装置のラインスピードは、１ｍ／分とした。次に、実施例１の（３）の工程と同様にしてガラスビーズをバインダーで覆った。
以上のように作成した光学フイルムを、コリメーション機能を持つ液晶表示装置の偏光板の保護膜として使用したところ、視野角を大幅に広げることができた。また、目視による観察では、シートに傷は全く観察されなかった。
【００３０】
［実施例４］
バーコーターを用いて、以下のように光学フイルムを製造した。
（１）支持体表面の膨潤
トリアセチルセルロース支持体（厚さ：１００μｍ）の上に、アセトン（溶剤）をバーコーターを用いて塗布し、表面を膨潤させた。アセトンの塗布量は２０ｇ／ｍ２ である。
（２）粘着性表面へのビーズの付着
ガラスビーズ（平均粒子径：３２μｍ、最大粒子径：３６μｍ、最小粒子径：２６μｍ）の粉末を、支持体表面に散布して、表面にビーズを付着させた。
（３）過剰に付着したビーズの除去
皿に入れたアセトンの中に、ビーズを付着させた支持体を２秒間浸漬し、軽く振盪してから引き上げた。
（４）後処理
ジアセチルセルロース１０重量部をアセトン１００重量部に溶解した溶液を、バーコーターにて、ガラスビーズの上に塗布、乾燥し、ガラスビーズをバインダーで覆った。塗布量は、乾燥後のバインダーを含む層の厚さが４０μｍとなるように調整した。
（５）評価
以上のように製造した光学フイルムを、コリメーション機能を持つ液晶表示装置の偏光板の保護膜として使用したところ、視野角を大幅に広げることができた。また、目視による観察では、シートに傷は全く観察されなかった。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の製造装置の第一の態様を示す断面模式図である。
【図２】本発明の製造装置の第二の態様を示す断面模式図である。
【図３】本発明の製造装置の第二の態様を示す斜視模式図である。
【図４】本発明の方法により製造した光学フイルムの態様の一つを示す断面模式図である。
【図５】本発明の方法により製造した光学フイルムの別の態様を示す断面模式図である。
【符号の意味】
１、２１、４１、５１ 支持体
２、５、８、１１、２２ ローラー
３、１０、２３、３１ 容器
４、９、２４、３８ 溶剤
６、２５、４３、５４ ビーズ
７ ビーズを散布するための機構
３２ 塗布ローラー
３３ａ、３３ｂ、３３ｃ 駆動装置
３４ ビーズタンク
３５ 溶剤タンク
３６ 定量供給装置
３７ ポンプ
３９ａ、３９ｂ、３９ｃ パスローラー
４０ａ ビーズ付着前の支持体
４０ｂ ビーズが付着した支持体
４２ 支持体の膨潤部分
５２ 表面層
５３ 表面層の膨潤部分
４４、５５ バインダーを含む層[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an optical film manufacturing method and manufacturing apparatus in which beads are fixed on a support.
[0002]
[Prior art]
Optical films in which beads are fixed on a support have various uses as optical materials.
In JP-A-6-347621, JP-A-6-347622, JP-A-6-347623, JP-A-6-347624, and JP-A-6-347625, an optical film including the above beads is used as a retroreflective sheet. An invention to be used as a constituent element is disclosed. In the retroreflective sheet, glass beads are generally used as beads.
The retroreflective sheet is a sheet having a property of retroreflecting light toward a light source. Retroreflective sheets have been put to practical use in signs that are desired to be reflected toward the lighting, such as road signs. In the retroreflective sheet, the glass beads function as a microsphere lens.
[0003]
The optical film using beads can also be used as a light diffusion sheet. Specifically, in order to enlarge the narrow viewing angle of a liquid crystal display device (LCD), it can be attached to the device. That is, a transparent film in which beads smaller than the liquid crystal matrix are arranged can be attached to the liquid crystal display device as a light diffusion sheet. Note that the light diffusion sheet can function as a protective film for the polarizing plate, and the layer structure of the liquid crystal display device can be simplified. If the number of layers is reduced by one, the light transmittance, which is an important factor in the liquid crystal display device, can be increased (increased by about 8%).
It is also conceivable to use an optical film using beads as a light diffusion sheet used as a screen for a projected image. In particular, an image of a liquid crystal projector is moire due to the influence of the stripes of the color filter of the liquid crystal. In order to prevent this, an optical film using beads can be used as a sheet for diffusing light while maintaining the transmittance of the surface of the transparent screen.
[0004]
In order to arrange the beads on the support by the conventional technique, a layer containing a binder for fixing the beads is required.
In the inventions described in JP-A-6-347621, JP-A-6-347622, JP-A-6-347623, JP-A-6-347624, and JP-A-6-347625, a layer containing a binder is provided on a support, and beads are provided. An optical film is manufactured by a method in which beads are embedded in a layer by arranging them on a layer and pressurizing with a nip roll or the like.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
As described above, the present inventor examined a method for producing an optical film by embedding beads in a layer containing a binder, and the microbeads or layers are damaged by the pressure when embedding the beads in the layer. There was found. Further, this manufacturing method has a drawback that the processing becomes complicated because the beads are arranged on the layer.
It is an object of the present invention to provide a method for producing a high quality optical film with a simple process.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
The present invention is a method for producing an optical film in which beads are fixed on a support made of a material whose surface is swellable by a solvent:
(1) A step of swelling the surface of the support using a solvent to make the surface sticky;
(2) attaching beads to the surface of the support that has been made sticky; and
(3) Provided is a method for producing an optical film, comprising a step of immersing a support to which beads are attached in a solvent, thereby removing beads not directly attached to the surface of the support.
After the step (3),
(4) A step of applying a binder solution onto the beads to form a layer containing the binder and thereby covering the beads with the layer containing the binder may be performed.
[0007]
The present invention also provides an apparatus for producing an optical film in which beads are fixed on a support made of a material whose surface can be swollen by a solvent:
(A) a container containing a solvent that swells the surface of the support;
(B) a mechanism for spreading beads on a support;
(C) another container containing a solvent that swells the surface of the support; and (D) the support is sequentially passed through the container of (A), the mechanism of (B), and the container of (C). Thus, an optical film manufacturing apparatus is provided, which is provided with a transport mechanism.
Furthermore, the present invention is an apparatus for producing an optical film in which beads are fixed on a support made of a material whose surface is swellable by a solvent:
(A) a container containing a solvent and beads that swell the surface of the support, the beads being precipitated in the solvent; and
(B) A mechanism is provided in which the support is passed through the solvent in the container, brought into contact with the precipitated beads, and transported again to pass through the solvent in the container. An optical film manufacturing apparatus is also provided.
The apparatus provided with the above (a) and (b) further includes:
(C) a mechanism for refilling the container of (a) with beads; and
(D) It is preferable that a mechanism for vibrating the container of (a) is provided.
[0008]
The present invention can be implemented in the following modes.
(A) The support of the optical film is made of a transparent plastic.
(B) The plastic of the above (a) is selected from cellulose ester, cellulose ether, polycarbonate, polystyrene, polyacrylate, polymethacrylate, polysulfone, polyester, polyethylene, polyvinyl alcohol, polysulfone, polyethersulfone and norbornene resin.
(C) A surface layer made of a polymer is provided on the surface of the support.
(D) The polymer of (c) is a cellulose ester, cellulose ether, polycarbonate, polystyrene, polyacrylate, polymethacrylate, polysulfone, polyester, polyethylene, polyvinyl alcohol, gelatin, polyvinyl acetate, polyvinyl chloride, polyvinylidene chloride, It is selected from polyvinyl butyral, polyurethane, polypropylene, polysulfone, polyethersulfone, styrene-butadiene rubber, isoprene rubber, nitrile rubber, butyl rubber, acrylic rubber, urethane rubber and norbornene resin.
(E) The support has a thickness of 25 to 350 μm.
(F) The surface layer has a thickness of 0.05 to 25 μm.
(G) The beads are made of glass.
(H) The beads have an average particle size in the range of 1 to 100 μm.
(I) The beads have a particle size distribution in which the maximum particle size is less than twice the average particle size and the minimum particle size is greater than half the average particle size.
(Nu) The degree of swelling of the substance constituting the surface (surface layer) of the support in the range of 1.05 to 50 with respect to the solvent used in the steps (1) and (3) (swelling with respect to the dried polymer) Specific volume of the polymer).
(L) In the step (1), the surface of the support is swollen by immersing the support in a solvent.
(V) In the above (l), the support is immersed in a solvent for 0.01 to 60 seconds.
[0009]
(W) In the step (1), the surface of the support is swollen to a depth of 0.05 to 25 μm.
(F) In the step (3), the support is immersed in a solvent for 0.01 to 300 seconds.
(Y) The mechanism for transporting the support (D) is configured by a combination of a plurality of rollers.
(T) The diameter of the roller of (Y) is 10 to 300 mm.
(L) The mechanism for transporting the support in (b) above allows the support to pass through the solvent in the container, contact the precipitated beads, and pass again through the solvent in the container. The roller is arranged.
(G) The diameter of the roller in (L) is 10 to 300 mm.
(Iv) The mechanism of (d) above vibrates the container of (a) in the horizontal direction with a period of 2 to 30 Hz.
(E) The apparatus provided with the above (a) and (b) is further provided with a mechanism for replenishing the container (a) with the solvent (e).
[0010]
【The invention's effect】
The method for producing an optical film of the present invention comprises (1) swelling the surface of the support with a solvent, (2) attaching the beads to the support, and (3) beads not directly attached to the support surface with the solvent. It is characterized by removing.
In the method of the present invention, beads are arranged on the surface of the film by utilizing the adhesiveness obtained by swelling of the support surface. For this reason, compared with the method of embedding the conventional bead, an optical film can be manufactured by simple operation. In addition, since it is not necessary to use a strong pressure, the beads and the binder are not damaged. Furthermore, when an optical film is produced by the method of the present invention, it is possible to arrange the beads uniformly and closely without overlapping the beads on the support. That is, even if an excessive amount of beads are attached to the support, the beads can be prevented from overlapping by removing the beads not directly attached to the support surface by the solvent.
As a result, in the manufacturing method of the present invention, a high-quality optical film can be manufactured by a simple process. In addition, when the optical film manufacturing apparatus of the present invention is used, a high-quality optical film can be manufactured with a simpler process.
[0011]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
[Support for optical film]
The optical transparency of the support is determined according to the use of the optical film. In the application of a retroreflective sheet or a light diffusion sheet, a transparent support is generally used.
The transparent support is usually made from glass or plastic. As the optical film, it is preferable to use a plastic support that is flexible and lightweight. In the present invention, the surface of the support is made of a material that can swell with a solvent. In general, plastics can swell with solvents.
Examples of the polymer used for the plastic include cellulose ester, cellulose ether, polycarbonate, polystyrene, polyacrylate, polymethacrylate, polysulfone, polyester, polyethylene, polyvinyl alcohol, polysulfone, polyethersulfone, and norbornene resin. Cellulose ester (eg, cellulose acetate), polyester (eg, polyethylene terephthalate), polycarbonate, polyvinyl alcohol, polysulfone and polyethersulfone are preferably used.
[0012]
The support preferably has a thickness of 25 to 350 μm. The thickness of the support is more preferably in the range of 30 to 310 μm, and most preferably in the range of 45 to 200 μm.
In addition, when a thin support body is used, a support body may curl under the influence of the layer containing the binder mentioned later. In such a case, it is preferable to provide an anti-curl layer on the back surface of the support. The anti-curl backing layer is formed using substantially the same polymer as the binder described below. “Substantially the same” means that the causative properties of the support, such as hygroscopicity, are similar.
The support is optional additives such as plasticizers, UV absorbers, crosslinkers, hardeners, lubricants, deterioration inhibitors, dispersants, dyes, pigments, antifoaming agents, lubricants, browning inhibitors, preservatives. May be included. As these additives, known compounds can be used.
The support can be produced by a known solution casting method or melt casting method. In the solution casting method, a polymer constituting the support is dissolved in a solvent, and the solution is cast on a metal belt to obtain the support as a polymer film. In the melt casting method, the polymer resin is melted with heat and then cast.
[0013]
The support may have a surface layer. In the present specification, a support provided with a surface layer is also referred to as a “support” as a whole including the surface layer. That is, the “surface of the support” in the present specification means the surface layer in the case of a support provided with a surface layer. Therefore, when a surface layer is provided on the support, the surface layer is made of a material that can swell with a solvent. Any of the polymers listed below can be swollen by a solvent.
The surface layer is made of a polymer. Natural or synthetic polymers are available. Examples of polymers include cellulose ester, cellulose ether, polycarbonate, polystyrene, polyacrylate, polymethacrylate, polystyrene, polyester, polyethylene, polyvinyl alcohol, gelatin, polyvinyl acetate, polyvinyl chloride, polyvinylidene chloride, polyvinyl butyral, polyurethane, Polypropylene, polysulfone, polyethersulfone, styrene-butadiene rubber, isoprene rubber, nitrile rubber, butyl rubber, acrylic rubber, urethane rubber and norbornene resin are included.
The surface layer has optional additives such as plasticizers, UV absorbers, crosslinking agents, hardeners, lubricants, deterioration inhibitors, dispersants, dyes, pigments, antifoaming agents, lubricants, browning prevention agents, and preservatives. May be included. As these additives, known compounds can be used.
For the surface layer polymer, it is preferable to select and use a polymer whose refractive index (surface layer refractive index) is as close as possible to the refractive index of the polymer constituting the plastic of the support. Specifically, the difference between the refractive index of the surface layer polymer and the refractive index of the polymer constituting the support plastic is preferably less than 0.5, more preferably less than 0.2, Most preferably, it is less than 1. In order to obtain substantially the same refractive index, it is particularly preferable to use a polymer constituting the support plastic as the surface layer polymer.
In order to diffuse light, it is desirable that the refractive index of the surface layer polymer or the surface portion of the support and the refractive index of the glass beads have a difference of a certain value or more. Specifically, the refractive index ratio is preferably 0.95 or less or 1.05 or more, more preferably 0.83 or less or 1.15 or more, and 0.71 or less or 1.25. The above is most preferable.
[0014]
[beads]
The beads are composed of fine particles of a transparent material. Glass or plastic is used as the transparent material. In general, glass is preferred over plastic. The shape of the particles is preferably close to a sphere.
The particle size of the beads is determined according to the use of the optical film. In principle, it is required to be as small as possible. In particular, when the optical film of the present invention is used as a light diffusion sheet of a liquid crystal display device, it is necessary to use particles smaller than liquid crystal pixels (matrix).
In general, the beads preferably have an average particle size in the range of 1 to 100 μm. The average particle diameter is more preferably in the range of 5 to 70 μm, and most preferably in the range of 15 to 60 μm.
[0015]
When the surface layer is provided on the support, the average particle diameter of the beads is preferably in the range of 3 to 50 times the thickness of the surface layer, preferably in the range of 4 to 20 times. Is more preferable, and most preferably within a range of 5 to 12 times. The relationship between the average particle size and the layer thickness is preferably adjusted by the amount of polymer used in the surface layer. The average particle diameter is desirably determined according to the use of the optical film as described above.
The particle size distribution of the beads is desirably as uniform as possible. As a specific particle size distribution, the maximum particle size is preferably less than twice the average particle size, and the minimum particle size is preferably larger than half the average particle size. The maximum particle size is preferably less than 1.5 times the average particle size. The minimum particle size is preferably larger than two-thirds of the average particle size.
Glass beads are already commercially available mainly as retroreflective sheeting beads or fine particles for pulverization / dispersion. Commercial products are Union Co., Ltd. TM , Uniflash TM ) And Nippon Electric Glass Co., Ltd.
[0016]
[solvent]
The solvent used in the steps (1) and (3) is obtained by swelling the surface from the solvent of the substance (generally a polymer) constituting the surface of the support (or the surface layer in the case of a support having a surface layer). An appropriate solvent is selected and used for imparting tackiness. In the present specification, “adhesiveness” means exhibiting an adhesiveness or adhesiveness to such an extent that the beads can adhere to the swollen support surface.
The substance constituting the surface of the support is a swelling degree in the range of 1.05 to 50 with respect to the solvent used in the steps (1) and (3) (the specific volume of the swollen polymer relative to the dried polymer). It is preferable to have a swelling degree in the range of 1.2 to 30, and it is most preferable to have a swelling degree in the range of 1.4 to 10.
For example, when a cellulose ester such as triacetyl cellulose is used for the support, acetone is preferably used as the solvent. Acetone is also a preferred solvent when polycarbonate, polysulfone or polyethersulfone is used for the support. When polyvinyl alcohol is used for the support, water, alcohol (eg, methanol) or a mixed solvent thereof is preferably used as the solvent. In the case of a support in which a gelatin surface layer is provided on a sheet (for example, a triacetyl cellulose sheet or a polyethylene terephthalate sheet), water is a preferred solvent.
The solvent used in the step (1) and the solvent used in the step (3) may be the same.
[0017]
[(1) Swelling of support surface]
In the first step, the surface of the support is swollen with a solvent to make the surface sticky.
Specifically, in the first step, the support is immersed in a solvent, the solvent is applied to the surface of the support, the solvent is sprayed on the surface of the support, and the sheet containing the solvent and the support. It can be implemented by means such as overlapping. The means for immersing the support in a solvent is most preferred. When the support is immersed in the solvent, the immersion time is preferably 0.01 to 60 seconds, more preferably 0.02 to 20 seconds, and most preferably 0.05 to 10 seconds. preferable.
In the first step, it is preferable to swell from the surface of the support to a part having a depth of 0.05 to 25 μm, more preferably to a part having a depth of 2 to 20 μm, and more preferably to 5 to 18 μm. It is most preferable to swell up to a depth.
[0018]
[(2) Adhesion of beads to adhesive surface]
In the second step, beads are attached to the adhesive surface of the support obtained in the first step.
Specifically, in the second step, beads are spread on the support, the support is brought into contact with beads placed in a container, a dispersion of beads is applied on the support, a sheet with beads attached or It can be carried out by such means as bringing the roller and the support into contact with each other. Means for spreading the beads on the support and means for bringing the support into contact with the beads contained in the container can be preferably implemented.
In the method of the present invention, beads that are not directly attached to the support surface can be removed in the following third step, so that an excessive amount of beads can be used in the second step. In order to arrange the beads uniformly and closely without stacking the beads on the support, it is preferable to use an excessive amount of beads and remove the excessive beads in the third step. The “excess amount” means that a larger amount than the amount of beads in a case where the beads are arranged uniformly and closely without overlapping the beads on the support is attached to the support. That is, when an excessive amount is used, the beads overlap on the support and the beads are on the beads. The excessive amount of beads can be easily calculated from the relationship between the surface area of the support and the average particle diameter of the beads.
[0019]
[(3) Removal of excessively attached beads]
In the third step, the support to which the beads are attached is immersed in a solvent, whereby the beads not directly attached to the support surface are removed.
The immersion time in the third step is preferably 0.01 to 300 seconds, more preferably 0.02 to 20 seconds, and most preferably 0.05 to 10 seconds.
By the above treatment, most of the beads not directly attached to the support surface can be removed. In addition, you may add another removal process as needed. Additional processing includes processing to turn the sheet upside down or vibrate, and processing to remove particles by applying light pressure through a roller. Alternatively, the particles may be removed by applying an air flow.
[0020]
[manufacturing device]
In the case of implementation on a relatively small scale, each of the above steps can be performed sequentially with a simple operation. However, practically, it is preferable to carry out the above steps in succession using the production apparatus of the present invention. The manufacturing apparatus will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing a first embodiment of the production apparatus of the present invention.
As FIG. 1 shows, a support body (1) is immersed in the solvent (4) accommodated in the container (3) with the roller (2). As a result, the support whose surface has swelled and becomes sticky moves below the mechanism (7) for spreading the beads (6) by the roller (5). The support to which the dispersed beads are attached moves to the container (10) containing the solvent (9) by the roller (8). In the container (10), the support is immersed in the solvent (9) by the roller (11). Thereby, the beads adhering excessively are removed. In addition, in the aspect shown in FIG. 1, although the solvent used for a 1st process and the solvent used for a 3rd process were accommodated in a separate container (3 and 10), you may accommodate this in one container.
As described above, the apparatus shown in FIG. 1 includes a container (3) containing a solvent (4) for swelling the surface of the support, a mechanism (7) for dispersing beads on the support, and the surface of the support. A mechanism (2) for transporting the container (10) containing the solvent (9) to be swollen and the support (1) so as to sequentially pass through the container (3), the mechanism (7), and the container (10). 5, 8, 11).
[0021]
FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing a second embodiment of the production apparatus of the present invention.
As FIG. 2 shows, a support body (21) is immersed in the solvent (24) accommodated in the container (23) with the roller (22). Thus, the support whose surface has been swollen and becomes sticky is further brought into contact with the beads (25) precipitated on the bottom of the solvent (24) by the roller (22). The support to which the beads are attached passes through the solvent (24) again by the roller (22), whereby the excessively attached beads are removed. The apparatus shown in FIG. 2 has the advantage that the method of the present invention can be implemented with a very simple configuration.
As described above, the apparatus shown in FIG. 2 contains the solvent (24) and beads (25) that swell the surface of the support, and the container (23) in which the beads are precipitated in the solvent, and the support. A mechanism (22) is provided for transporting (21) through the solvent in the container, contacting the precipitated beads, and again passing through the solvent in the container.
The size of the roller used in the above apparatus, particularly the width of the roller, is determined according to the size of the optical film to be produced. The diameter of the roller is generally 10 to 300 mm. The conveyance speed (line speed) of the support is preferably 0.5 to 10 m / min.
[0022]
Various other mechanisms may be added to the apparatus shown in FIG.
FIG. 3 is a schematic perspective view showing a second aspect of the production apparatus of the present invention.
As shown in FIG. 3, the support (40a) before adhering beads is immersed in the solvent (38) accommodated in the container (31) by the application roller (32) through the pass roller (39a). Although not shown in FIG. 3, beads are precipitated at the bottom of the container. In the apparatus shown in FIG. 3, the beads adhere to the support as in FIG. Support with beads attached ( 40b ) Is conveyed and wound by pass rollers (39b, 39c).
The apparatus shown in FIG. 3 is provided with a bead tank (34) and a solvent tank (35). The supply amount of the beads in the bead tank (34) is adjusted by the constant supply device (36) so that a fixed amount is supplied to the container (31). The supply amount of the solvent in the solvent tank (35) is adjusted by the pump (37) so that a fixed amount is supplied to the container (31).
The apparatus shown in FIG. 3 is also provided with a mechanism for vibrating the container (31). That is, the container (31) is vibrated by the driving devices (33a to 33b). In the apparatus shown in FIG. 3, the beads near the application roller (32) gradually decrease, and the beads supplied from the bead tank (34) gradually increase. As in the apparatus shown in FIG. 3, the beads can be allowed to settle flat on the bottom of the container by vibrating the container. The container is preferably vibrated in the horizontal direction, and more preferably in the width direction of the support as shown in FIG. The period of vibration is preferably 2 to 30 Hz, and more preferably 2 to 15 Hz.
[0023]
[(4) Post-processing]
As described above, after the optical film is produced according to the present invention, a layer containing a binder can be further formed, and the beads can be covered with this layer.
The layer containing the binder can be formed by applying a solution of the binder in a solvent on the beads and removing the solvent.
As the binder, in addition to the examples of the polymer used for the surface layer described above, a curable resin can be used. As the curable resin, an ultraviolet curable resin or a thermosetting resin can be used. In addition, when providing a surface layer, it is preferable to use as a binder the polymer which has a refractive index close | similar to the refractive index of the polymer of the polymer of a surface layer as much as possible.
The binder preferably has a solubility of 5% by weight or more with respect to the solvent, more preferably has a solubility of 10% by weight or more, and most preferably has a solubility of 15% by weight or more.
As the solvent, water or an organic solvent can be used. Examples of solvents include water, aliphatic hydrocarbons (eg, pentane, hexane, heptane, octane, isooctane, cyclohexane), aromatic hydrocarbons (eg, benzene, toluene, xylene), halogenated hydrocarbons (eg, chloride) Methyl, methylene chloride, carbon tetrachloride, trichloroethane), alcohol (eg, methanol, ethanol, isopropyl alcohol, n-butyl alcohol), ketone (eg, acetone, methyl ethyl ketone), ester (eg, methyl formate, ethyl formate, methyl acetate) , Ethyl acetate) and mixtures thereof.
[0024]
The coating liquid can be applied by a known general coating method such as bar coating, dip coating, roll coating, blade coating, bead coating, extrusion coating, curtain coating, and slide coating.
FIG. 4 and FIG. 5 show schematic cross-sectional views of the optical film provided with the binder-containing layer as described above.
In the embodiment shown in FIG. 4, the surface portion (42) of the support (41) is swollen, and the beads (43) are fixed by the swollen portion. Further, when the step (4) is performed, the beads (43) can be covered with a layer (44) containing a binder. In the embodiment shown in FIG. 5, the surface portion (53) of the surface layer (52) provided on the support (51) is swollen, and the beads (54) are fixed by the swollen portion. Further, when the step (4) is carried out, the beads (54) can be covered with a layer (55) containing a polymer.
As described in the description of the prior art, the optical film produced according to the present invention can be used in various fields as a retroreflective sheet or a light diffusion sheet. Depending on their use, various functional layers can be added to the optical film.
[0025]
【Example】
[Example 1]
An optical film was produced using a bar coater as follows.
(1) Swelling of the support surface
The following gelatin solution was applied onto a polyethylene terephthalate film (thickness: 100 μm) using a wire bar and dried to provide a surface layer having a dry film thickness of 0.1 μm.
[0026]
────────────────────────────────────
Gelatin solution formulation
────────────────────────────────────
10.0 parts by weight of gelatin
24.0 parts by weight of water
961.0 parts by weight of methanol
3.0 parts by weight of salicylic acid
Polyamide-epichlorohydrin resin 0.5 parts by weight
Polyoxyethylene nonylphenyl ether (degree of polymerization: 10) 1.0 part by weight
────────────────────────────────────
[0027]
Next, water (solvent) was applied onto the gelatin surface layer using a bar coater to swell the surface. Water application amount is 15g / m 2 It is.
(2) Adhesion of beads to adhesive surface
Powder of glass beads (average particle size: 32 μm, maximum particle size: 36 μm, minimum particle size: 26 μm) was sprayed on the surface of the support to adhere the beads to the surface.
(3) Removal of excessively attached beads
The support to which the beads were attached was immersed in water placed in a dish for 2 seconds, gently shaken and then lifted.
(4) Post-processing
A solution obtained by dissolving 10 parts by weight of diacetylcellulose in 100 parts by weight of acetone was applied onto a glass bead with a bar coater and dried, and the glass bead was covered with a binder. The coating amount was adjusted so that the thickness of the layer containing the binder after drying was 40 μm.
(5) Evaluation
When the optical film produced as described above was used as a protective film for a polarizing plate of a liquid crystal display device having a collimation function, the viewing angle could be greatly widened. In addition, no scratch was observed on the sheet by visual observation.
[0028]
[Example 2]
Using the apparatus shown in FIG. 1, the steps (1) to (3) of Example 1 were carried out continuously. The line speed of the apparatus was 1 m / min. Next, the glass beads were covered with a binder in the same manner as in the step (4) of Example 1.
When the optical film produced as described above was used as a protective film for a polarizing plate of a liquid crystal display device having a collimation function, the viewing angle could be greatly widened. In addition, no scratch was observed on the sheet by visual observation.
[0029]
[Example 3]
Using the apparatus shown in FIGS. 2 and 3, the steps (1) to (3) of Example 1 were continuously performed. The line speed of the apparatus was 1 m / min. Next, the glass beads were covered with a binder in the same manner as in the step (3) of Example 1.
When the optical film produced as described above was used as a protective film for a polarizing plate of a liquid crystal display device having a collimation function, the viewing angle could be greatly widened. In addition, no scratch was observed on the sheet by visual observation.
[0030]
[Example 4]
An optical film was produced using a bar coater as follows.
(1) Swelling of the support surface
Acetone (solvent) was applied onto a triacetylcellulose support (thickness: 100 μm) using a bar coater to swell the surface. The amount of acetone applied is 20 g / m 2 It is.
(2) Adhesion of beads to adhesive surface
Powder of glass beads (average particle size: 32 μm, maximum particle size: 36 μm, minimum particle size: 26 μm) was sprayed on the surface of the support to adhere the beads to the surface.
(3) Removal of excessively attached beads
The support to which the beads were attached was immersed in acetone in a dish for 2 seconds, gently shaken and then lifted.
(4) Post-processing
A solution obtained by dissolving 10 parts by weight of diacetylcellulose in 100 parts by weight of acetone was applied onto a glass bead with a bar coater and dried, and the glass bead was covered with a binder. The coating amount was adjusted so that the thickness of the layer containing the binder after drying was 40 μm.
(5) Evaluation
When the optical film produced as described above was used as a protective film for a polarizing plate of a liquid crystal display device having a collimation function, the viewing angle could be greatly widened. In addition, no scratch was observed on the sheet by visual observation.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing a first embodiment of the production apparatus of the present invention.
FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing a second embodiment of the production apparatus of the present invention.
FIG. 3 is a schematic perspective view showing a second embodiment of the production apparatus of the present invention.
FIG. 4 is a schematic cross-sectional view showing one embodiment of an optical film produced by the method of the present invention.
FIG. 5 is a schematic cross-sectional view showing another embodiment of the optical film produced by the method of the present invention.
[Meaning of sign]
1, 21, 41, 51 Support
2, 5, 8, 11, 22 Roller
3, 10, 23, 31 containers
4, 9, 24, 38 Solvent
6, 25, 43, 54 beads
7 Mechanisms for spreading beads
32 Application roller
33a, 33b, 33c Driving device
34 Bead tank
35 Solvent tank
36 Fixed quantity supply device
37 pump
39a, 39b, 39c Pass roller
40a Support before attaching beads
40b Support with beads attached
42 Swelling part of support
52 Surface layer
53 Swelled part of surface layer
44, 55 Layer containing binder
Claims (5)
（１）支持体の表面を溶剤を用いて膨潤させ、その表面を粘着性とする工程；
（２）粘着性とされた支持体表面にビーズを付着させる工程；そして
（３）ビーズが付着した支持体を溶剤中に浸漬し、これにより支持体表面に直接付着していないビーズを除去する工程からなることを特徴とする光学フイルムの製造方法。A method for producing an optical film in which beads are fixed on a support whose surface is made of a material swellable by a solvent:
(1) A step of swelling the surface of the support using a solvent to make the surface sticky;
(2) A step of attaching the beads to the surface of the support made sticky; and (3) The support to which the beads are attached is immersed in a solvent, thereby removing the beads not directly attached to the surface of the support. The manufacturing method of the optical film characterized by comprising a process.
（４）バインダーの溶液を上記ビーズの上に塗布し、バインダーを含む層を形成して、これによりバインダーを含む層でビーズを覆う工程を実施する請求項１に記載の光学フイルムの製造方法。After the step (3),
(4) The method for producing an optical film according to claim 1, wherein a step of applying a binder solution onto the beads to form a layer containing the binder, thereby covering the beads with the layer containing the binder.
（Ａ）支持体の表面を膨潤させる溶剤を収容する容器；
（Ｂ）支持体上にビーズを散布する機構；
（Ｃ）支持体の表面を膨潤させる溶剤を収容する容器；および
（Ｄ）支持体を、（Ａ）の容器内、（Ｂ）の機構、そして（Ｃ）の容器内を順次通過させるように搬送する機構が設けられていることを特徴とする光学フイルムの製造装置。An apparatus for producing an optical film having a surface on which a bead is fixed on a support made of a material swellable by a solvent:
(A) a container containing a solvent that swells the surface of the support;
(B) a mechanism for spreading beads on a support;
(C) a container containing a solvent that swells the surface of the support; and (D) the support is sequentially passed through the container of (A), the mechanism of (B), and the container of (C). An apparatus for producing an optical film, characterized in that a transporting mechanism is provided.
（ａ）支持体の表面を膨潤させる溶剤およびビーズを収容し、溶剤中にビーズが沈澱している容器；および
（ｂ）支持体を、容器内の溶剤中を通過させ、沈澱しているビーズに接触させ、そして再び容器内の溶剤中を通過させるように搬送する機構が設けられていることを特徴とする光学フイルムの製造装置。An apparatus for producing an optical film having a surface on which a bead is fixed on a support made of a material swellable by a solvent:
(A) a container containing a solvent and beads that swell the surface of the support, and beads are precipitated in the solvent; and (b) a bead that has passed through the solvent in the container and is precipitated. The apparatus for producing an optical film is provided with a mechanism for bringing it into contact with the liquid and transporting it again through the solvent in the container.
（ｃ）ビーズを（ａ）の容器に補充する機構；および
（ｄ）（ａ）の容器を振動させる機構が設けられている請求項４に記載の光学フイルムの製造装置。further:
5. The apparatus for producing an optical film according to claim 4, further comprising: (c) a mechanism for replenishing the container of (a); and (d) a mechanism for vibrating the container of (a).
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