JP5171863B2 - 積層フィルムの切断方法、切断装置および光学表示装置の製造方法 - Google Patents
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Description
該光学フィルムとしては、例えば、PVA(ポリビニルアルコール)フィルムをヨウ素染色し延伸したPVA偏光子の両面に、粘着層を介して表面保護フィルムを積層し、さらに一面側に粘着層を介して離型フィルムを設けた積層構造の偏光フィルムなどが挙げられる。
この偏光フィルムの切断方法としては、偏光フィルムを離型フィルムごと枚葉体に切断する方法、いわゆるフルカットでの切断や、或いは、積層された離型フィルムのみを残して切断することで、PVA偏光子が枚葉体となった後も、離型フィルムによって連接され、ロール搬送可能な状態とする、いわゆるハーフカットで切断する方法が採用されている。
このような偏光フィルムを切断するには下記特許文献1や特許文献2に記載されているような回転式の円形カッターを使用する方法が知られている。
また、特許文献1には円形カッターを自由に回転できるフリーの状態で切断装置に装着し、該円形カッターを切断方向に沿って走行させながら積層フィルムを切断する方法も記載されている。
各特許文献には、いずれの方法においても、切断時のカット屑の発生を抑制できると記載されている。
このような光学フィルムの切断時における不良の発生については、特許文献1または特許文献2に記載のいずれの切断方法においても十分に抑制することができなかった。
尚、ここでいう切断方向に対して正転方向に回転させる方向とは、走行方向に対する円形カッターの前端部が積層フィルムの表面から深さ方向に入っていくような回転方向をいう。
該フィルム切断装置1は、積層フィルムを切断する切断手段10を備えている。さらに、本実施形態の切断装置1は、積層フィルムのロール原反2gから積層フィルムを繰り出し前記切断手段10に移送するフィルム移送手段20と、前記切断手段10によって切断された後の積層フィルムを回収する図1(a)に示すようなフィルム回収手段30または、図1(b)に示すような切断後の積層フィルムを巻き取るフィルム巻取り手段40とを備えている。
尚、ここでいう円形カッター11の厚みとは円形カッター11の一番厚い部分の厚みをいう。円形カッター11の刃11aの先端部の角度としては10°以上40°以下、好ましくは15°以上30°以下に形成されていることが好ましい。刃11aの先端部の角度が40°より鋭角の場合、積層フィルムの切断不良がより生じにくいという利点がある。
10°よりも鈍角の場合、刃の耐久性が高く、磨耗による刃の交換回数を減らすことができるという利点がある。
さらに円形カッター11の直径は、40mm以上120mm以下に形成されていることが好ましい。
前記モーター13aは、前記2つのプーリーのうちの一つのプーリー13dと接続されており、他方のプーリー13eは、前記回転軸13cと接続されている。
円形カッター11はその中心軸が回転軸13cに固定された状態で取り付けられており、前記モーター13aが回転すると、プーリーベルト13bによって回転軸13cに回転駆動が伝わり、円形カッター11が回転するようになっている。
前記レール部材14aは、移送されてくる積層フィルムの上方において、該積層フィルムの幅方向と、レール部材14aの長手方向とが平行になるように配置されている。
該支持アーム14cの上面には、前記回転手段13が取り付けられ、且つ、該支持アーム14cの一端部側には、前記プーリーベルト14fが固定されている。
一方、支持アーム14cの下側は、前記可動部材を介してレール部材14aに移動自在に取り付けられているため、前記支持アーム14cはプーリーベルト14fの回転によって、溝14bに沿って積層フィルムの幅方向に走行される。
つまり、前記各モーター13a,14gの回転数や回転方向を制御することで、前記円形カッター11の回転速度や回転方向、及び円形カッター11の走行方向や走行速度を制御することができる。
フィルム回収手段30は後述するような、フルカット方式で積層フィルムを切断する場合に使用される。
本実施形態の切断装置1で切断される積層フィルムとして、図3に示す構成の偏光フィルム2を使用する。
偏光フィルム2は、PVAフィルムをヨウ素で染色してから延伸して形成され、両面側に保護層2d1、2d2が設けられた偏光子層2aの一面側に保護層2d1を介して粘着層2bが設けられ、さらに該粘着層2bを介して離型フィルム層2cが設けられている。
偏光子層2aの他面側には、前記保護層2d2を介して粘着層2eが設けられ、さらに該粘着層2eを介して表面保護層2fが設けられている。
前記偏光フィルム2が巻回されたロール原反2gは図1に示すように、前記切断装置1に設置され、フィルム移送手段20によって前記切断手段10に供給される。
この時、偏光フィルム2は、表面保護層2fが円形カッター11側になるように前記切断手段10の台座15上に供給される。
尚、本発明においてこのような回転方向を正転と称する。
円形カッターの回転方向がこの方向の逆、すなわち逆転になった場合には、クラックや表面保護フィルムの浮きが発生しやすい。
前記相対切断速度Vが−50m/min以上30m/min以下の範囲内、好ましくは−30m/min以上20m/min以下の範囲内、さらに好ましくは−20m/min以上10m/min以下の範囲内の条件で偏光フィルムを切断することで、切断面におけるケバや偏光フィルム各層間の浮き、あるいは偏光子層のクラックを生じることなく偏光フィルムを切断できる。
尚、円形カッター11の刃先周速Vrは、円形カッターの角速度に円形カッター11の半径を乗じて算出される。
偏光フィルム2を切断する方法として、偏光フィルム2が離型フィルム層2cは切断せずに残した状態で後工程へ移送されるハーフカット方式を採用し、この場合、図1(b)に示すように、切断後も偏光フィルム2iは離型フィルム層2cによって連続した帯状になっているため、前記フィルム巻取り手段40によって巻き取られ、ロール状にされて後工程に移送される。
すなわち、枚葉に切断された偏光フィルム2hを吸着手段30aによって吸着し、スライド部材によって該吸着手段30aは偏光フィルム2hを吸着したまま上方に移動され、さらにフィルム移送手段20の側方へと移動される。
フィルム移送手段20の側方には、前記収納部30bが設置され、該収納部30b内まで切断された偏光フィルム2hは移送された後、吸着手段30aから取り外される。
尚、切断された偏光フィルム2hを吸着する具体的な手段としては、静電吸着や、真空吸着など公知の吸着手段が採用できる。
ここでいう真円度とはJIS B 0182 機械精度及び工作精度 番号:356で示される測定方法によって決定される真円度をいう。
特に、粘着層を介して離型フィルム層を有する偏光フィルムのような光学フィルムは、切断時のケバや浮き、あるいはクラックが生じることで光学特性や生産歩留りが低下するため、本発明の切断方法で切断することで特に不良率を低下することができる。
積層フィルムの厚みも特に限定されるものではないが、例えば80μm〜400μm程度の厚みの積層フィルムであれば特に好適に切断できる。
光学表示装置としては、例えば、液晶表示装置、有機EL表示装置が挙げられる。
これらの光学表示装置は、光学表示ユニットとしての、液晶セルあるいは、有機ELセルに本発明の切断方法で切断された積層フィルムを貼り付けることで製造される。
かかる光学表示装置を製造する方法において、本発明の切断方法以外に光学表示装置を製造するために用いられる方法に関しては公知の方法を採用することができる。
例えば、前記積層フィルムを、前記のようなハーフカット方式で離型フィルム層2cによって連続した状態でロール状に形成して光学表示ユニットへの貼り付け工程へ移送し、該貼り付け工程において、前記長尺状の離型フィルム2cをはがしながら順次移送される光学表示ユニット上に切断された積層フィルムを前記粘着層2bを介して光学表示ユニットに貼り付けていく方法が挙げられる。
あるいは、参考方法として、前記のようなフルカット方式で切断されフィルム回収手段30bに収納された積層フィルムを、光学表示ユニットへの貼り付け工程へ移送し、該貼り付け工程において、切断された積層フィルムを一枚ずつ光学表示ユニット上面に粘着層2bを介して貼り付けていく方法が挙げられる。
前記のように、本発明の切断方法で切断された積層フィルムはケバや浮き等の不良が発生しにくいため、この積層フィルムを光学表示ユニットに貼り付けることで、高品質の光学表示装置を得ることができる。
実施例、参考例及び比較例には次のサンプルA(製品名 NPF−VEG1724DU、日東電工株式会社製)、B(製品名 NTB−EFCVEQ−K1、日東電工株式会社製)及びC(製品名 NZB−CVEQ−ST19、日東電工株式会社製)の3種類の偏光フィルムを使用した。
これらの偏光フィルムは幅400mm長さ50mのロール原反として準備した。
切断装置は、上記のような構成からなるロール繰り出し式自転丸刃切断実験機を使用した。
円形カッターとして、超硬丸刃 FW05 京セラ株式会社製を使用し、下記の5種類のサイズのものを用意した。
刃径=60mm、刃厚=0.5mm 先端部の角度=20°
刃径=80mm、刃厚=0.2mm 先端部の角度=20°
刃径=80mm、刃厚=0.5mm 先端部の角度=20°
刃径=80mm、刃厚=1.0mm 先端部の角度=20°
刃径=100mm、刃厚=0.5mm 先端部の角度=20°
尚、この場合の刃厚は円形カッターの最も厚い部分の厚みをいう。
回転方式は、各円形カッターを回転軸に取り付け、該回転軸の回転によって所定の回転速度で制御にしたものを「自転」、各円形カッターを回転しない軸に固定した状態で取り付け回転しないようにしたものを「固定」、各円形カッターを軸に対して固定せずに取り付け、フリーに回転できるようにしたものを「フリー」と表示した。
カット方式は、各サンプルの偏光フィルムを離型フィルムを残して切断する場合をハーフカット、離型フィルムも含めて切断する場合をフルカットと表示した。
回転方向は、走行方向に対する円形カッターの先端部から偏光フィルムの深さ方向に入っていく方向を「正転」、この方向と逆の回転方向、すなわち、円形カッター1の走行方向に対する後端部が偏光フィルム2表面から偏光フィルム2の深さ方向に入っていくような回転方向を「逆転」、と表示した。
相対切断速度V=走行速度Vc−刃先速度Vr
刃先速度Vr(m/min)=円形カッターの角速度(rad/min)×円形カッター半径(m)
(クラック)
切断サンプルを無アルカリガラス板(製品名 イーグルXG、コーニング社製)に貼付実験機にて貼り付け、冷熱衝撃試験機(装置名 TSA−101S、ESPEC社製)にて−40℃〜70℃のヒートショック試験を200サイクル行った。
その後、マイクロスコープでサンプル端部を目視して、0.5mm以上のクラックの有無を確認し、クラックの発生したサンプルを1個としてカウントした。
(ケバ)
切断サンプルをマイクロスコープで目視して、1.0mm以上のケバの有無を確認し、ケバが発生したサンプルを1個としてカウントした。
(表面保護フィルムの浮き)
切断サンプルをマイクロスコープで目視して、0.5mm以上の表面保護フィルム層の浮きの有無を確認し、浮きが発生しているサンプルを1個としてカウントした。
これに対して各比較例では3種類のサンプルすべてにクラック、ケバ、浮きのいずれかの不良が発生しており、その不良発生率も各実施例に比較すると非常に高いことが判明した。
これらの結果から、本発明に係る切断方法は、積層フィルムをクラック、浮き、ケバななどの不良を抑制して良好に切断することができ得ることがわかる。
10:切断手段
11:円形カッター
11a:刃先
13:回転手段
14:移送手段
2:偏光フィルム( 積層フィルム)
Claims (4)
- 周縁部に刃を有する円形カッターによって積層フィルムを切断する積層フィルムの切断方法において、
前記円形カッターを回転手段により刃先周速Vrで切断方向に対して正転方向に回転させながら切断方向に走行速度Vcで走行させて前記積層フィルムを切断するとともに、
前記走行速度Vcから刃先周速Vrを引いた相対切断速度Vを−50m/min以上30m/min以下とし、
前記積層フィルムをハーフカット方式で切断することを特徴とする積層フィルムの切断方法。 - 前記積層フィルムが、偏光子層と、該偏光子層の少なくとも一面側に粘着層を介して離型フィルム層とを有する偏光フィルムである請求項1記載の積層フィルムの切断方法。
- 周縁部に刃を有する円形カッターを有する切断手段を備えた積層フィルムの切断装置において、
前記円形カッターを刃先周速Vrで切断方向に対して正転方向に回転させる回転手段と、
前記円形カッターを切断方向に走行速度Vcで走行させる走行手段と、
前記円形カッターの走行速度Vcから刃先周速Vrを引いた切断手段の相対切断速度Vが−50m/min以上30m/min以下になるように制御する制御手段とを備え、
前記積層フィルムをハーフカット方式で切断することを特徴とする積層フィルムの切断装置。 - 積層フィルムを切断し、当該切断された積層フィルムを光学表示ユニットに貼り合わせ
て光学表示装置を製造する方法であって、
前記請求項1または2に記載の積層フィルムの切断方法を用いて、積層フィルムをハーフカット方式で切断する工程を備えたことを特徴とする光学表示装置の製造方法。
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