JP5203497B2 - Method for heat-sealing and joining films, joining apparatus, and method for producing optical film - Google Patents
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Description
本発明は、フィルム同士の熱溶着接合方法及び接合装置並びに光学フィルムの製造方法に関する。 The present invention relates to a method for thermally welding and bonding films, a bonding apparatus, and a method for manufacturing an optical film.
偏光フィルムは液晶表示装置(以下、LCD)の普及に伴い、需要が急増している。偏光フィルムは、一般に偏光能を有する偏光層の両面或いは片面に、接着剤層を介して保護フィルムを貼り合わせられている。偏光層の素材としては、一般にPVA(ポリビニルアルコール)系フィルムが主に用いられており、このPVA系フィルムをロール状に巻回した原反ロールからのフィルム先端部を延伸装置に送り、所定の処理をしつつ延伸させることにより製造される(例えば特許文献1、2参照)。
The demand for polarizing films is rapidly increasing with the spread of liquid crystal display devices (hereinafter, LCDs). In the polarizing film, a protective film is generally bonded to both surfaces or one surface of a polarizing layer having polarizing ability via an adhesive layer. As a material for the polarizing layer, a PVA (polyvinyl alcohol) -based film is generally used, and a film tip from a raw roll obtained by winding the PVA-based film into a roll is sent to a stretching device, It is manufactured by stretching while being treated (see, for example,
この場合、延伸処理を効率良く行うには、複数の原反ロールごとにバッチ式で延伸処理を行うのではなく、連続的に延伸処理を行うことが好ましい。複数の原反ロールについて連続延伸処理を行うためには、延伸処理中である原反ロール(以下「旧ロール」という)のフィルム後端部と、次に延伸する原反ロール(以下「新ロール」という)のフィルム先端部を接合することが必要になる。 In this case, in order to efficiently perform the stretching process, it is preferable to perform the stretching process continuously, instead of performing the stretching process in a batch manner for each of the plurality of raw fabric rolls. In order to perform continuous stretching treatment on a plurality of raw rolls, the film rear end of the raw roll (hereinafter referred to as “old roll”) that is being stretched and the original roll (hereinafter referred to as “new roll”) to be stretched next. )) Is required to be joined.
フィルム同士の後端部と先端部とを接合する装置としては、例えば特許文献3に記載されるウエブの突き合わせ接合装置及び接合方法がある。この接合方法は、フィルム同士の後端部と先端部とを吸着ドラムに保持しつつ切断して接合テープで接合する。
As a device for joining the rear end portion and the front end portion of the films, there is a web butt joining device and a joining method described in
しかし、接合テープで接合する方法は、接合部のみが他のフィルム部分と比べて厚みや剛性が異なるため、延伸処理の際に接合部が剥がれたり、破断したりするという問題がある。 However, the method of joining with a joining tape has a problem that only the joined portion is different in thickness and rigidity from other film portions, and thus the joined portion is peeled off or broken during the stretching treatment.
このことから、例えば特許文献4に記載されるように、フィルム同士の後端部と先端部とを重ね合わせて熱溶着(ヒートシール)することが行われている。 For this reason, as described in Patent Document 4, for example, the rear end portion and the front end portion of the films are overlapped and heat-sealed (heat-sealed).
しかしながら、従来の熱溶着接合方法では、フィルム同士が重ね合わされて熱溶着された接合部が皺になり易く、皺の内部に空気溜まりが発生し易いという問題がある。特に、偏光子を製造するのに適したフィルムであるPVA系フィルムは、材質が軟らかく且つ薄膜状であると共に、昨今のフィルム幅の拡幅化(例えば3m以上)により、熱溶着時に皺が発生し易い。また、製造されたPVA系フィルムは、中高なロール状に巻回されて保管されるため、フィルムを巻き戻した際にフィルムが皺になり易い。中高ロールとは、中央部のロール径が端部のロール径よりも太くなるように巻回されるもので、フィルム幅方向の中央部と端部とのフィルム伸びが異なる。 However, in the conventional heat welding joining method, there exists a problem that the joining part by which the films were overlapped and heat-welded easily becomes wrinkles, and air pockets are easily generated inside the wrinkles. In particular, the PVA film, which is a film suitable for manufacturing a polarizer, is soft and thin, and wrinkles are generated at the time of heat welding due to the recent widening of the film width (for example, 3 m or more). easy. Moreover, since the manufactured PVA-type film is wound and stored in a medium-high roll shape, the film tends to become wrinkles when the film is rewound. The middle-high roll is wound so that the roll diameter at the center is larger than the roll diameter at the end, and the film elongation differs between the center and the end in the film width direction.
そして、接合部に皺が発生して皺内部に空気溜まりが生じると、十分な接合強度が得られない。この結果、延伸処理の際に依然として接合部が剥がれたり、破断したりするという問題が解決されていないのが実情である。 And if wrinkles are generated in the joints and air is trapped inside the wrinkles, sufficient bonding strength cannot be obtained. As a result, the actual situation is that the problem that the joint portion still peels off or breaks during the stretching process has not been solved.
また、フィルム同士の後端部と先端部とを重ね合わせて熱溶着した後に、後端部や先端部において未溶着なテール部分(後端部や先端部の端部)が大きいと、テール部分の境で応力集中が起こり、フィルムが破断し易い。 In addition, if the tail end part (the end part of the rear end part or the front end part) is large at the rear end part or the front end part after the rear end part and the front end part of the films are overlapped and thermally welded, Stress concentration occurs at the boundary, and the film is easily broken.
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、フィルム同士の後端部と先端部とを熱溶着した後に皺が発生したり、テール部分が長くなったりしないようにできるので、例えば延伸処理の際にも接合部が剥がれたり、破断したりすることがないフィルム同士の熱溶着接合方法及び接合装置並びに光学フィルムの製造方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and it is possible to prevent wrinkles from occurring after heat-sealing the rear end portion and the front end portion of the films, and to prevent the tail portion from becoming long. It is an object of the present invention to provide a method for heat-welding and bonding a film to each other, and a method for manufacturing an optical film, in which a bonded portion is not peeled off or broken during processing.
本願請求項1のフィルム同士の熱溶着接合方法は前記目的を達成するために、帯状の第1フィルムの後端部と帯状の第2フィルムの先端部とを重ね合わせて熱溶着接合するフィルム同士の熱溶着接合方法において、前記第1フィルムと前記第2フィルムとの接合領域部分を重ね合わせて、該接合領域部分の両側に対向配置された吸引ボックス同士の平坦な吸着面で挟み込むことにより、前記重ね合わせ部分の両面に面圧を付与する面圧付与工程と、前記面圧を付与した後、前記第1及び第2のフィルムを前記それぞれの吸引ボックスの吸着面に吸引保持して該吸引ボックス同士を前記重ね合わせ部分が離間する方向に移動させる離間移動工程と、前記第1及び第2のフィルムを離間した状態でそれぞれのフィルムを切断して第1及び第2のフィルムの前記接合領域部分に前記後端部と前記先端部とを形成する切断工程と、前記吸引ボックス同士を接近移動させて前記形成された第1の帯状フィルムの後端部と第2の帯状フィルムの先端部とを重ね合わせた接合部を熱溶着することによりフィルム同士を接合する熱溶着工程と、を少なくとも備えたことを特徴とする。
In order to achieve the above object, the method for heat-sealing and bonding films according to
本発明の請求項1によれば、第1及び第2のフィルム同士を熱溶着接合する前に、第1フィルムと第2フィルムとの接合領域部分の両側に面圧を付与するようにした。即ち、対向配置され平坦な吸着面を有する吸引ボックスで接合領域部分を挟み込んで、接合領域部分に面圧を付与するようにしたので、接合領域部分の皺を伸ばして無くすことができる。したがって、フィルム同士の後端部と先端部とを熱溶着した後に皺が発生することがないので、例えば延伸処理の際にも接合部が剥がれたり、破断したりすることがない。また、熱溶着する際に第1及び第2のフィルムの後端部や先端部を保持するための吸引ボックスを皺の解消に使用できるので、皺の解消のための特別な装置を必要としない。これにより、装置のコンパクト化を図ることができる。
According to
本願請求項2のフィルム同士の熱溶着接合方法は前記目的を達成するために、帯状の第1フィルムの後端部と帯状の第2フィルムの先端部とを重ね合わせて熱溶着接合するフィルム同士の熱溶着接合方法において、前記第1フィルムと前記第2フィルムとの接合領域部分を重ね合わせて、該接合領域部分の両側に対向配置された吸引ボックス同士の吸着面で前記第1及び第2のフィルムを吸引保持する吸引保持工程と、前記重ね合わせ部分を離間させる方向に前記吸引ボックス同士を移動させる離間移動工程と、前記第1及び第2のフィルムを離間した状態でそれぞれのフィルムを切断して前記接合領域部分に前記後端部と前記先端部とを形成する切断工程と、前記吸引ボックス同士をフィルム長手方向に移動させて前記第1の帯状フィルムの後端部と第2の帯状フィルムの先端部とを重ね合わせる重ね幅を調整する重ね幅調整工程と、前記重ね幅を調整した後に、前記吸引ボックス同士を接近移動させて前記形成された第1の帯状フィルムの後端部と第2の帯状フィルムの先端部とを重ね合わせた接合部を熱溶着することによりフィルム同士を接合する熱溶着工程と、を少なくとも備えたことを特徴とする。 In order to achieve the above-described object, the method for heat-sealing and bonding films according to claim 2 of the present invention is a method in which the rear end portion of the strip-shaped first film and the leading end portion of the strip-shaped second film are overlapped and thermally welded to each other. In the heat welding joining method, the first film and the second film are overlapped with each other, and the first and second surfaces are sucked by suction surfaces of suction boxes disposed opposite to each other on both sides of the joint area. A suction holding step for sucking and holding the film, a separation moving step for moving the suction boxes in a direction for separating the overlapping portions, and cutting the respective films in a state in which the first and second films are separated from each other. Then, the cutting step of forming the rear end portion and the tip end portion in the joining region portion, and moving the suction boxes in the film longitudinal direction to move the first belt-like film The overlap width adjusting step for adjusting the overlap width for overlapping the rear end portion and the front end portion of the second strip-shaped film, and the first formed by moving the suction boxes closer to each other after adjusting the overlap width. And a heat-welding step of joining the films together by heat-welding a joining portion in which the rear end portion of the belt-like film and the tip portion of the second belt-like film are overlapped with each other.
本発明の請求項2は、本発明におけるもう一つの大きな特徴であり、接合領域部分に第1フィルムの後端部と第2フィルムの先端部を重ね合わせた接合部の重ね幅を調整するようにしたので、後端部や先端部において未溶着なテール部分(後端部や先端部の端部)を小さくできる。これにより、フィルム搬送時にテール部分がバタついたり搬送ローラに引っ掛かったりすることがなくなるので、接合部が剥がれたり、破断することがない。さらには、吸引ボックス自体をフィルム搬送方向にスライドさせて接合部の重ね幅調整を行うようにしたので、重ね幅調整時にフィルムに皺が発生することがない。ちなみに、吸引ボックスの吸引力を解除した状態でフィルム自体を搬送してスライドする方法は、フィルム幅方向で搬送張力がバラツキ易いため、フィルムが皺になり易い。特に、昨今のようにフィルム幅が3mを超えるような拡幅なフィルムの場合には、皺になり易い。 Claim 2 of the present invention is another major feature of the present invention, wherein the overlap width of the joint portion obtained by superimposing the rear end portion of the first film and the front end portion of the second film on the joint region portion is adjusted. Therefore, it is possible to reduce a tail portion (an end portion of the rear end portion or the front end portion) which is not welded at the rear end portion or the front end portion. As a result, the tail portion does not flutter or get caught by the conveyance roller during film conveyance, so that the joint portion is not peeled off or broken. Further, since the suction box itself is slid in the film conveyance direction to adjust the overlap width of the joint portion, no wrinkle is generated on the film during the adjustment of the overlap width. Incidentally, the method of transporting and sliding the film itself in a state where the suction force of the suction box is released tends to cause the film to become wrinkled because the transport tension tends to vary in the film width direction. In particular, in the case of a wide film having a film width exceeding 3 m as in recent years, it tends to be wrinkled.
本発明においては、請求項1の主たる特徴である面圧付与工程と、請求項2の主たる特徴である重ね幅調整工程との両方を行うことが好ましい。これにより、面圧付与工程で皺を解消したフィルムが、接合部の重ね幅を調整する際に皺が再び発生してしまうという問題がない。
In the present invention, it is preferable to perform both the surface pressure applying step which is the main feature of
本発明の熱溶着接合方法においては、前記第1フィルムを、使用中の旧ロールを巻回支持する第1リールから前記一対の吸引ボックスの間を通って該第1フィルムに所望の処理を施すフィルム延伸処理部に搬送する第1フィルム搬送工程と、前記第2フィルムを、次に使用する新ロールを巻回支持する第2リールから前記吸引ボックス同士の間まで引き出す第2フィルム引出し工程と、前記吸引ボックスと前記フィルム延伸処理部との間に設けられ、前記第1及び第2のフィルムを熱溶着接合する所要時間に相当する長さの第1フィルムを貯留し、前記第1フィルムの搬送を停止して熱溶着を行いながら該第1フィルムを前記フィルム延伸処理部へ供給可能とするリザーバ工程と、を備えることが好ましい。 In the heat welding and bonding method of the present invention, the first film is subjected to a desired treatment from the first reel that winds and supports the old roll in use through the pair of suction boxes. A first film transporting process for transporting to a film stretching unit, a second film pulling process for drawing the second film from a second reel that supports a new roll to be used next to the suction box, and The first film is provided between the suction box and the film stretching section, and stores a first film having a length corresponding to the time required for heat-welding and joining the first and second films, and transports the first film. It is preferable to provide a reservoir step that enables the first film to be supplied to the film stretching processing unit while stopping the heat treatment and performing thermal welding.
本発明の熱溶着接合方法は、接合のための熱溶着接合装置を組み込んだ製造ラインを停止した状態で使用することができる。しかし、上記の構成を備えることにより、製造ラインを停止することなく第1及び第2のフィルム同士を接合することが可能となる。 The heat welding joining method of this invention can be used in the state which stopped the production line incorporating the heat welding joining apparatus for joining. However, by providing the above configuration, the first and second films can be joined to each other without stopping the production line.
本発明の熱溶着接合方法においては、前記吸引ボックスの吸着面は、摩擦係数が4以下、好ましくは2以下、特に好ましくは1以下であることが良く、例えばポリテトラフルオロエチレンを好適に使用できる。 In the heat welding and bonding method of the present invention, the suction surface of the suction box may have a friction coefficient of 4 or less, preferably 2 or less, particularly preferably 1 or less. For example, polytetrafluoroethylene can be suitably used. .
本発明の熱溶着接合方法においては、前記接合領域部分の両側に前記吸引ボックスの吸着面と面一で且つ前記吸引ボックスの吸着面の摩擦係数よりも小さな吸着面の摩擦係数を有する補助吸引ボックスをそれぞれ固定配置し、前記切断工程から前記熱溶着工程との間のステップにおいて、前記切断された第1フィルム及び第2フィルムの切断端近傍を、前記熱溶着を阻害しないように吸引保持することが好ましい。 In the heat welding joining method of the present invention, the auxiliary suction box having a coefficient of friction of the suction surface that is flush with the suction surface of the suction box on both sides of the joint region portion and smaller than the friction coefficient of the suction surface of the suction box Are fixedly arranged, and in the step between the cutting step and the thermal welding step, the vicinity of the cut ends of the cut first film and the second film is sucked and held so as not to inhibit the thermal welding. Is preferred.
これにより、切断された第1フィルム及び第2フィルムの切断端近傍が自重で垂れ下がるのを防止できる。また、補助吸引ボックスの吸着面は吸引ボックスの吸着面よりも摩擦係数が小さく滑り性が良いので、重ね幅調整工程において第1及び第2のフィルムをスライドさせた際に吸着面で擦れても皺や傷にならない。したがって、熱溶着接合の精度を向上できる。 Thereby, it can prevent that the cutting edge vicinity of the cut | disconnected 1st film and 2nd film hangs down with dead weight. Further, the suction surface of the auxiliary suction box has a smaller coefficient of friction and better slipperiness than the suction surface of the suction box. Therefore, even if the first and second films are slid in the overlap width adjusting process, the suction surface is rubbed. Does not cause wrinkles or scratches. Therefore, the accuracy of heat welding joining can be improved.
本発明の熱溶着接合方法においては、前記重ね幅調整工程は、前記対向配置された吸引ボックス同士の距離を前記切断工程よりも接近させた状態で行うことが好ましい。これにより、切断された第1フィルム及び第2フィルムの切断端近傍が自重で垂れ下がるのを一層確実に防止できる。 In the heat welding joining method of this invention, it is preferable that the said overlap width adjustment process is performed in the state which made the distance of the said suction boxes arrange | positioned opposite approached rather than the said cutting process. Thereby, it can prevent more reliably that the cutting edge vicinity of the cut | disconnected 1st film and 2nd film hangs down with dead weight.
本発明においては、前記第1及び第2フィルムは光学フィルム製造用のPVA系フィルムであることが好ましい。本発明は、PVA系フィルム以外のフィルムの熱溶着接合を行えることは勿論であるが、PVA系フィルムのように材質が軟らかく、且つ光学フィルム製造用のようにフィルム厚みが極めて薄い場合には、皺になり易く、皺に起因する空気溜まりが接合強度を弱めるからである。 In this invention, it is preferable that the said 1st and 2nd film is a PVA-type film for optical film manufacture. Of course, the present invention can perform heat-welding and bonding of films other than PVA-based films, but when the material is soft as in PVA-based films and the film thickness is extremely thin as for optical film production, This is because it tends to become soot and an air pocket caused by soot weakens the bonding strength.
本発明の熱溶着接合方法においては、前記面圧付与工程では、前記接合領域部分を0.2〜0.8MPaで加圧することが好ましい。より好ましくは0.4〜0.8MPaの範囲である。0.2MPa未満では皺を伸ばす効果がほとんど見られないと共に、0.8MPaを超えるとフィルム面に加圧班が生じる恐れがあるからである。 In the heat welding joining method of this invention, it is preferable to pressurize the said joining area | region part at 0.2-0.8 Mpa in the said surface pressure provision process. More preferably, it is the range of 0.4-0.8 MPa. When the pressure is less than 0.2 MPa, the effect of stretching the wrinkles is hardly observed, and when the pressure exceeds 0.8 MPa, there is a possibility that a pressure spot is generated on the film surface.
本発明の熱溶着接合方法においては、前記熱溶着工程では、前記接合部の第1及び第2のフィルムのそれぞれの端部のうち、前記熱溶着されていない未溶着領域が1.5mm以下になるように熱溶着することが好ましい。 In the heat welding joining method of the present invention, in the heat welding step, the unwelded area that is not heat welded is 1.5 mm or less in the respective ends of the first and second films of the joint. It is preferable to perform heat welding so that
これは、接合部の第1及び第2のフィルムのうち、熱溶着されていない未溶着領域(テール部分)が1.5mmを超えて大きいと、フィルム搬送時にテール部分がバタついたり、搬送ローラに引っ掛かったりする危険があり、フィルムが剥がれたり、破断したりし易い。 This is because if the unwelded area (tail part) that is not thermally welded is larger than 1.5 mm among the first and second films of the joint part, the tail part may flutter when the film is transported, or the transport roller There is a risk of being caught on the film, and the film is easily peeled off or broken.
本発明の熱溶着接合方法において、熱溶着工程では、前記フィルム長手方向に直交する方向に対して傾斜角度は20°以上60°以下の範囲で傾斜させて熱溶着することが好ましい。これにより、例えば延伸処理時等における接合部の破断耐性を向上できる。 In the heat welding and bonding method of the present invention, in the heat welding step, it is preferable to heat-weld the film at an inclination angle of 20 ° or more and 60 ° or less with respect to a direction orthogonal to the film longitudinal direction. Thereby, the fracture | rupture tolerance of the junction part at the time of an extending | stretching process etc. can be improved, for example.
本発明の熱溶着接合方法において、熱溶着工程では、前記熱溶着工程の前段或いは後段に、前記熱溶着される前の接合部又は熱溶着された後の接合部のフィルム幅方向両端部を円弧状に切り取る切取り工程を有することが好ましい。これにより、例えば延伸処理時等における接合部の破断耐性を向上できる。 In the heat welding and bonding method of the present invention, in the heat welding step, the film width direction both ends of the bonded portion before the heat welding or the bonded portion after the heat welding are circularly arranged before or after the heat welding step. It is preferable to have a cutting step of cutting in an arc shape. Thereby, the fracture | rupture tolerance of the junction part at the time of an extending | stretching process etc. can be improved, for example.
本願請求項14のフィルム同士の熱溶着接合装置は前記目的を達成するために、帯状の第1フィルムの後端部と帯状の第2フィルムの先端部とを重ね合わせて熱溶着接合するフィルム同士の熱溶着接合装置において、前記第1フィルムと前記第2フィルムとを重ね合わせた接合領域部分の両側にそれぞれ対向配置され、平坦な吸着面を有する吸引ボックスと、前記対向配置された吸引ボックス同士を互いに接近移動及び離間移動させると共に、該吸引ボックス同士の移動に合わせて前記接合領域部分を接近移動及び離間移動させる第1の移動手段と、前記対向配置された吸引ボックスをそれぞれフィルム長手方向に移動させる第2の移動手段と、前記対向配置された吸引ボックスの吸着面に吸引力を付与する吸引力発生手段と、前記第1及び第2のフィルムをそれぞれ切断して前記接合領域部分に前記後端部と前記先端部を形成する切断刃と、前記第1フィルムの後端部と前記第2フィルムの先端部とを重ね合わせた接合部を熱溶着する熱溶着手段と、前記第1及び第2の移動手段、前記吸引力発生手段、前記切断刃、及び前記熱溶着手段のON−OFF制御を行う制御手段と、を少なくとも備えたことを特徴とする。 In order to achieve the above object, the film-to-film heat welding and bonding apparatus according to claim 14 of the present invention is a method in which the rear end portion of the belt-like first film and the tip portion of the belt-like second film are superposed and heat-welded. In the heat welding bonding apparatus, the suction box having a flat suction surface disposed opposite to both sides of the bonding region portion where the first film and the second film are overlapped, and the suction boxes disposed opposite to each other Are moved toward and away from each other, and the first moving means for moving the joining region portion toward and away from each other in accordance with the movement of the suction boxes, and the suction boxes arranged opposite to each other in the longitudinal direction of the film. A second moving means for moving, a suction force generating means for applying a suction force to the suction surface of the suction box disposed opposite to each other; A cutting blade that cuts each of the two films to form the rear end portion and the front end portion in the joining area portion, and a superposition of the rear end portion of the first film and the front end portion of the second film. A heat welding means for heat-welding the part, and a control means for performing ON-OFF control of the first and second moving means, the suction force generating means, the cutting blade, and the heat welding means. It is characterized by that.
本発明は、本発明を装置として構成したものであり、フィルム同士の後端部と先端部とを熱溶着した後に皺が発生したり、テール部分が長くなったりしないようにできる。したがって、例えば延伸処理の際にも接合部が剥がれたり、破断したりすることがない。 In the present invention, the present invention is configured as an apparatus, and it is possible to prevent wrinkles from occurring and a tail portion from becoming long after heat-sealing the rear end portion and the front end portion of films. Therefore, for example, the joint portion is not peeled off or broken during the stretching process.
本発明の熱溶着接合装置においては、前記吸引ボックスの吸着面は、摩擦係数が4以下、好ましくは2以下、特に好ましくは1以下であることが良く、例えばポリテトラフルオロエチレンを好適に使用できる。 In the heat welding and bonding apparatus of the present invention, the suction surface of the suction box may have a friction coefficient of 4 or less, preferably 2 or less, particularly preferably 1 or less. For example, polytetrafluoroethylene can be suitably used. .
本発明の熱溶着接合装置においては、前記接合領域部分の両側に、前記吸引ボックスの吸着面と面一で且つ前記吸引ボックスの吸着面の摩擦係数よりも小さな吸着面を有すると共に、前記切断刃で切断された第1フィルム及び第2フィルムの切断端近傍を、前記熱溶着を阻害しないように吸引保持する補助吸引ボックスをそれぞれ固定配置することが好ましい。
In the heat welding bonding apparatus according to the present invention, the cutting blades have suction surfaces that are flush with the suction surface of the suction box and smaller than the coefficient of friction of the suction surface of the suction box on both sides of the bonding region portion. It is preferable to fix and arrange auxiliary suction boxes for sucking and holding the vicinity of the cut ends of the first film and the second film cut in
これにより、切断された第1フィルム及び第2フィルムの切断端近傍が自重で垂れ下がるのを防止できる。また、補助吸引ボックスの吸着面は吸引ボックスの吸着面よりも摩擦係数が小さく滑り性が良いので、重ね幅調整工程において第1及び第2のフィルムをスライドさせた際に吸着面で擦れても皺や傷にならない。したがって、熱溶着接合の精度を向上できる。 Thereby, it can prevent that the cutting edge vicinity of the cut | disconnected 1st film and 2nd film hangs down with dead weight. Further, the suction surface of the auxiliary suction box has a smaller coefficient of friction and better slipperiness than the suction surface of the suction box. Therefore, even if the first and second films are slid in the overlap width adjusting process, the suction surface is rubbed. Does not cause wrinkles or scratches. Therefore, the accuracy of heat welding joining can be improved.
本発明の熱溶着接合装置においては、前記第1の移動手段は、前記接近移動の距離及び前記離間移動の距離を調整する調整機構を有することが好ましい。 In the heat welding joining apparatus of the present invention, it is preferable that the first moving means has an adjusting mechanism for adjusting the distance of the approaching movement and the distance of the separation movement.
これにより、切断された第1フィルム及び第2フィルムの切断端近傍が自重で垂れ下がるのを一層確実に防止できる。 Thereby, it can prevent more reliably that the cutting edge vicinity of the cut | disconnected 1st film and 2nd film hangs down with dead weight.
本発明の熱溶着接合装置においては、前記第1フィルムをロール状に巻回支持する第1リールと、前記第2フィルムをロール状に巻回支持する第2リールと、前記第1フィルムを前記第1リールから前記対向配置された吸引ボックス同士の間を通って該第1フィルムに所望の処理を施すフィルム延伸処理部に搬送する第1フィルム搬送手段と、前記第2フィルムを前記第2リールから前記対向配置された吸引ボックス同士の間に引き出す第2フィルム引出し手段と、前記吸引ボックスと前記フィルム延伸処理部との間に設けられ、前記第1及び第2のフィルムを熱溶着接合する所要時間に相当する長さの第1フィルムを貯留し、前記第1フィルムの搬送を停止して熱溶着を行いながら該第1フィルムを前記フィルム延伸処理部へ供給可能とするリザーバ装置と、を備えることが好ましい。 In the heat welding and bonding apparatus according to the present invention, the first reel for winding and supporting the first film in a roll shape, the second reel for winding and supporting the second film in a roll shape, and the first film as described above First film transporting means for transporting the first film from the first reel to the film stretching unit for performing a desired process on the first film through the suction boxes disposed opposite to each other, and the second film on the second reel A second film drawing means for drawing between the suction boxes arranged opposite to each other, and a requirement to heat-weld the first and second films provided between the suction box and the film stretching unit The first film having a length corresponding to the time is stored, and the first film can be supplied to the film stretching processing unit while the conveyance of the first film is stopped and heat welding is performed. Preferably comprises a reservoir device.
これにより、製造ラインを停止することなく第1及び第2のフィルム同士を接合することが可能となる。 Thereby, it becomes possible to join 1st and 2nd films, without stopping a production line.
本願請求項20の光学フィルムの製造方法は前記目的を達成するために、フィルムに各種の処理を施して光学フィルムを製造する製造ラインに、前記フィルムを延伸処理する延伸処理工程を少なくとも備えた光学フィルムの製造方法において、前記製造ラインの上流位置に、請求項1〜9のいずれか1に記載のフィルム同士の熱溶着接合方法を行う工程を備えたことを特徴とする。 In order to achieve the above object, the optical film manufacturing method according to claim 20 of the present invention includes at least a stretching process step of stretching the film in a production line for manufacturing the optical film by performing various treatments on the film. In the film manufacturing method, the process of performing the heat welding joining method of the films of any one of Claims 1-9 in the upstream position of the said manufacturing line was provided.
本発明の光学フィルムの製造方法によれば、上記した熱溶着接合方法を行うようにしたので、フィルムを延伸処理する延伸処理工程において、フィルムの接合部が剥がれたり破断したりすることがない。これにより、光学フィルムの生産効率を飛躍的に向上できる。 According to the method for producing an optical film of the present invention, since the above-described heat welding joining method is performed, the joining portion of the film is not peeled off or broken in the stretching treatment step of stretching the film. Thereby, the production efficiency of the optical film can be dramatically improved.
本発明の光学フィルムの製造方法においては、前記フィルムはPVA系フィルムであることが好ましい。PVA系フィルムは材質が軟らかく、光学用の場合には極めてフィルム厚が薄いために、皺になり易く、本発明の熱溶着方法が特に有効だからである。 In the method for producing an optical film of the present invention, the film is preferably a PVA film. This is because the PVA film is soft and has a very thin film thickness for optical use, so that it easily becomes wrinkles and the heat welding method of the present invention is particularly effective.
本発明のフィルム同士の熱溶着接合方法及び接合装置によれば、フィルム同士の後端部と先端部とを熱溶着した後に皺が発生したり、テール部分が長くなったりしないようにできる。したがって、この熱溶着接合方法を、光学フィルムの製造方法に適用すれば、例えば延伸処理の際にも接合部が剥がれたり、破断したりすることがない。 According to the method and apparatus for thermally welding and bonding films of the present invention, it is possible to prevent wrinkles from occurring and the tail portion from becoming long after the film is thermally welded between the rear end portion and the front end portion of the films. Therefore, if this heat welding joining method is applied to the manufacturing method of an optical film, for example, the joining part will not be peeled off or broken during the stretching treatment.
以下、添付図面に従って本発明のフィルム同士の熱溶着接合方法及び接合装置並びに光学フィルムの製造方法の好ましい実施の形態について詳説する。 DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Preferred embodiments of a method for thermally bonding and bonding films according to the present invention and a method for producing an optical film are described in detail below with reference to the accompanying drawings.
[第1の実施の形態]
図1は、光学フィルムを製造するための製造ラインに、本発明の実施の形態の熱溶着接合装置を組み込んだ概略構成図である。なお、本実施の形態では、光学フィルムとして偏光フィルムの例で説明するが、これに限定されるものではない。
[First Embodiment]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram in which a thermal welding joining apparatus according to an embodiment of the present invention is incorporated in a production line for producing an optical film. In addition, although this Embodiment demonstrates by the example of a polarizing film as an optical film, it is not limited to this.
偏光フィルムに用いられる帯状のフィルムとしては、PVA(ポリビニルアルコール)系フィルムを好適に使用することができる。PVA系フィルムとしては、ポリビニルアルコールフィルム、部分鹸化ポリビニルアルコールフィルム又はポリビニルアルコールの脱水処理フィルム等を挙げることができる。 A PVA (polyvinyl alcohol) -based film can be suitably used as the belt-like film used for the polarizing film. Examples of the PVA film include a polyvinyl alcohol film, a partially saponified polyvinyl alcohol film, and a polyvinyl alcohol dehydration film.
PVA系フィルムの重合度は、一般に500〜10000であり、1000〜6000の範囲であることが好ましく、1400〜4000の範囲にあることがより好ましい。さらに、部分鹸化ポリビニルアルコールフィルムの場合、その鹸化度は、例えば、水への溶解性の点から、75モル%以上が好ましく、より好ましくは98モル%以上であり、98.3〜99.8モル%の範囲にあることがより好ましい。 The degree of polymerization of the PVA film is generally 500 to 10,000, preferably in the range of 1000 to 6000, and more preferably in the range of 1400 to 4000. Furthermore, in the case of a partially saponified polyvinyl alcohol film, the degree of saponification is preferably 75 mol% or more, more preferably 98 mol% or more, for example, from the viewpoint of solubility in water, and 98.3 to 99.8. More preferably in the range of mol%.
PVA系フィルムの製法としては、水または有機溶媒に溶解した原液を流延成膜する流延法、キャスト法、押出法等任意の方法で成膜されたものを適宜使用することができる。フィルムの位相差値は、5nm〜100nmのものが好ましく用いられる。また、面内均一な偏光フィルムを得るために、PVA系フィルム面内の位相差バラツキはできるだけ小さい方が好ましく、PVA系フィルムの面内位相差バラツキは、測定波長1000nmにおいて10nm以下であることが好ましく、5nm以下であることがより好ましい。 As a method for producing a PVA-based film, a film formed by an arbitrary method such as a casting method in which a stock solution dissolved in water or an organic solvent is cast, a casting method, an extrusion method, or the like can be appropriately used. A film having a retardation value of 5 nm to 100 nm is preferably used. In order to obtain a polarizing film having a uniform in-plane, it is preferable that the in-plane retardation variation in the PVA-based film is as small as possible, and the in-plane retardation variation in the PVA-based film is 10 nm or less at a measurement wavelength of 1000 nm. Preferably, it is 5 nm or less.
図1に示すように、光学フィルムの製造ライン1は、主として、フィルム供給部2、フィルム延伸処理部3、フィルム乾燥部14、貼合部16、乾燥部17、フィルム巻取部18で構成され、フィルム供給部2に熱溶着接合装置26が組み込まれる。
As shown in FIG. 1, the optical
フィルム供給部2は、主として、複数のフィルムロールを保持するターレット装置24、使用中の第1フィルム36aと、次に使用する第2フィルム40aとを熱溶着接合する熱溶着接合装置26、及びリザーバ装置28で構成される。
The film supply unit 2 mainly includes a
ターレット装置24の支柱32には、ターレットアーム30が軸34を支点として、図示しない回転駆動源により回転可能に設けられる。ターレットアーム30の一方端には、使用中の第1フィルム36aをロール状に巻回した第1フィルムロール36bが第1リール38に回転自在に支持される。そして、使用中の第1フィルムロール36bはフィルム供給位置にセットされる。
A
また、ターレットアーム30の他方端には、次に使用する第2フィルム40aをロール状に巻回した第2フィルムロール40bが第2リール42に回転自在に支持される。そして、この第2フィルム40aは、使用中の第1フィルム36aの残量が少なくなって第2フィルム40aと接合した後に、第2フィルムロール40bから熱溶着接合装置26まで引き出される。即ち、第1フィルムロール36bでのフィルム36aの残量が少なくなると、ターレットアーム30が回転し、これにより、第2フィルムロール40bがフィルム供給位置に移動する。そして、第2フィルムロール40bから第2フィルム40aの先端部が引き出され、熱溶着接合装置26において第2フィルム40aの後端部と接合される。接合が終了すると、ターレットアーム30の第1リール38にさらに新たなフィルムロールが取り付けられる。上述の操作が繰り返し実行されることにより、フィルム供給部2からフィルムが連続的に供給される。
A
なお、図1には、第2フィルムロール40bから第2フィルム40aの先端部を引き出す自動引出し手段については記載されていないが、例えばターレット装置24のフィルム供給位置と熱溶着接合装置26との間でフィルム先端部をクランプして往復移動する往復移動手段を採用することができる。また、作業者が手動で行うことも可能である。
Although FIG. 1 does not describe an automatic drawing means for pulling out the leading end portion of the
また、本発明の実施の形態の熱溶着接合装置26及びその装置26を用いた熱溶着接合方法は、光学フィルムの製造ライン1を説明した後で詳しく説明する。
Further, the thermal
フィルム延伸処理部3は、例えば、膨潤槽4、染色槽6、硬膜槽8、延伸槽10、洗浄槽12で構成され、膨潤槽4、染色槽6、硬膜槽8においてフィルムに所望の処理が施された後、延伸槽10において延伸処理される。ここでは、第1フィルム36aに処理を施す例で説明する。
The film stretching
フィルム延伸処理部3に搬送された第1フィルム36aは、膨潤槽4において第1フィルム36aを膨潤し、染色槽6において第1フィルム36aを染色する。次に、硬膜槽8においてフィルム構成高分子を架橋させた後、延伸槽10において第1フィルム36aを縦延伸する。なお、ここでは縦延伸する例で説明するが、テンター装置等による横延伸を採用することも可能である。最後に、洗浄槽12において第1フィルム36aを洗浄し、フィルム延伸処理部3での処理を終了する。
The
膨潤槽4では、第1フィルム36aを水に浸漬させながら搬送することによって、第1フィルム36a表面の汚れやブロッキング防止剤を洗浄する。さらに、第1フィルム36aを膨潤させることで染色ムラ等の不均一性を防止する。
In the swelling tank 4, the surface of the
膨潤槽4中には、グリセリンやヨウ化カリウム等を適宜添加してもよい。グリセリンの添加濃度は5質量%以下、ヨウ化カリウムの添加濃度は10質量%以下であることが好ましい。膨潤槽4の温度は、20〜50℃の範囲とすることが好ましく、25〜45℃とすることがより好ましい。膨潤槽4への浸漬時間は、2〜180秒間が好ましく、10〜150秒間がより好ましく、60〜120秒間が特に好ましい。膨潤槽4中で第1フィルム36aを延伸してもよい。延伸倍率は膨潤による伸展も含めて1.1〜3.5倍程度が好ましい。
In the swelling tank 4, you may add glycerol, potassium iodide, etc. suitably. The addition concentration of glycerin is preferably 5% by mass or less, and the addition concentration of potassium iodide is preferably 10% by mass or less. The temperature of the swelling tank 4 is preferably in the range of 20-50 ° C, more preferably 25-45 ° C. The immersion time in the swelling tank 4 is preferably 2 to 180 seconds, more preferably 10 to 150 seconds, and particularly preferably 60 to 120 seconds. The
染色槽6では、第1フィルム36aをヨウ素等の二色性物質を含む液に浸漬させながら搬送することによって、二色性物質を第1フィルム36aに吸着させる。二色性物質としては、従来公知の物質が使用でき、例えば、ヨウ素や有機染料等が挙げられる。有機染料としては、例えば、レッドBR、レッドLR、レッドR、ピンクLB、ルビンBL、ボルドーGS、スカイブルーLG、レモンエロー、ブルーBR、ブルー2R、ネイビーRY、グリーンLG、バイオレットLB、バイオレットB、ブラックH、ブラックB、ブラックGSP、エロー3G、エローR、オレンジLR、オレンジ3R、スカーレットGL、スカーレットKGL、コンゴーレッド、ブリリアントバイオレットBK、スプラブルーG、スプラブルーGL、スプラオレンジGL、ダイレクトスカイブルー、ダイレクトファーストオレンジS、ファーストブラック等が使用できる。これらの二色性物質は、1種類のみ使用しても良いし、2種類以上を併用しても良い。前記有機染料を用いる場合は、例えば、可視光領域のニュートラル化を図る点から、2種類以上を組み合わせることが好ましい。具体例としては、コンゴーレッドとスプラブルーG、スプラオレンジGLとダイレクトスカイブルーの組み合わせ、又は、ダイレクトスカイブルーとファーストブラックとの組み合わせが挙げられる。
In the dyeing tank 6, the dichroic substance is adsorbed to the
染色槽6の溶液としては、前記の二色性物質を溶媒に溶解した溶液を使用できる。前記溶媒としては、水を一般的に使用できるが、水と相溶性のある有機溶媒をさらに添加して用いても良い。二色性物質の濃度としては、0.010〜10質量%の範囲とすることが好ましく、0.020〜7質量%の範囲とすることがより好ましく、0.025〜5質量%の範囲とすることが特に好ましい。 As the solution in the dyeing tank 6, a solution in which the above dichroic substance is dissolved in a solvent can be used. As the solvent, water can be generally used, but an organic solvent compatible with water may be further added and used. The concentration of the dichroic substance is preferably in the range of 0.010 to 10% by mass, more preferably in the range of 0.020 to 7% by mass, and the range of 0.025 to 5% by mass. It is particularly preferable to do this.
また、前記二色性物質としてヨウ素を使用する場合、染色効率をより一層向上できることから、さらにヨウ化物を添加することが好ましい。このヨウ化物としては、例えば、ヨウ化カリウム、ヨウ化リチウム、ヨウ化ナトリウム、ヨウ化亜鉛、ヨウ化アルミニウム、ヨウ化鉛、ヨウ化銅、ヨウ化バリウム、ヨウ化カルシウム、ヨウ化錫、ヨウ化チタン等が挙げられる。これらヨウ化物の添加割合は、前記染色浴において、0.010〜10質量%とすることが好ましく、0.10〜5質量%とすることがより好ましい。これらのなかでも、ヨウ化カリウムを添加することが好ましく、ヨウ素とヨウ化カリウムの割合(質量比)は、1:5〜1:100の範囲とすることが好ましく、1:6〜1:80の範囲とすることがより好ましく、1:7〜1:70の範囲とすることが特に好ましい。 Further, when iodine is used as the dichroic substance, it is preferable to further add an iodide because the dyeing efficiency can be further improved. Examples of the iodide include potassium iodide, lithium iodide, sodium iodide, zinc iodide, aluminum iodide, lead iodide, copper iodide, barium iodide, calcium iodide, tin iodide, and iodide. Examples include titanium. The addition ratio of these iodides is preferably 0.010 to 10% by mass, and more preferably 0.10 to 5% by mass in the dyeing bath. Among these, it is preferable to add potassium iodide, and the ratio (mass ratio) of iodine and potassium iodide is preferably in the range of 1: 5 to 1: 100, and 1: 6 to 1:80. Is more preferable, and a range of 1: 7 to 1:70 is particularly preferable.
染色槽6での第1フィルム36aの浸漬時間は、特に限定されるものではないが、1〜5分が好ましく、2〜4分がより好ましい。また、染色槽6の温度は、5〜42℃の範囲とすることが好ましく、10〜35℃の範囲とすることがより好ましい。また、この染色槽6中で第1フィルム36aを延伸してもよく、このときの累積した総延伸倍率は、1.1〜4.0倍程度とするのが好ましい。
Although the immersion time of the
なお、前述のような染色槽6に浸漬する方法以外に、例えば、二色性物質を含む水溶液を第1フィルム36aに塗布または噴霧する方法を採用してもよい。また、本発明において、染色工程を行わずに、第1フィルム36aとして、予め二色性物質が混ぜられたポリマー原料で製膜されたフィルムを採用してもよい。
In addition to the method of immersing in the dyeing tank 6 as described above, for example, a method of applying or spraying an aqueous solution containing a dichroic substance to the
硬膜槽8では、架橋剤を含む溶液中に第1フィルム36aを浸漬させながら搬送することによって、架橋する。架橋剤としては、従来公知の物質を使用できる。例えば、ホウ酸、ホウ砂等のホウ素化合物や、グリオキザール、グルタルアルデヒド等を使用できる。これらは1種類のみ用いても良いし、2種類以上を併用しても良い。2種類以上を併用する場合には、例えば、ホウ酸とホウ砂の組み合わせが好ましく、また、その添加割合(モル比)は、4:6〜9:1の範囲とすることが好ましく、5.5:4.5〜7:3の範囲とすることがより好ましく、6:4とすることが最も好ましい。
In the
硬膜槽8の溶液としては、前記架橋剤を溶媒に溶解した溶液を使用できる。前記溶媒としては、例えば水を使用できるが、さらに、水と相溶性のある有機溶媒を併用しても良い。架橋剤の濃度は、特に限定されるものではないが、1〜10質量%の範囲とすることが好ましく、2〜6質量%とすることがより好ましい。
As a solution of the
硬膜槽8には、偏光フィルムの面内の均一な特性が得られる点から、ヨウ化物を添加してもよい。ヨウ化物としては、例えば、ヨウ化カリウム、ヨウ化リチウム、ヨウ化ナトリウム、ヨウ化亜鉛、ヨウ化アルミニウム、ヨウ化鉛、ヨウ化銅、ヨウ化バリウム、ヨウ化カルシウム、ヨウ化錫、ヨウ化チタンが挙げられ、添加した場合に於けるヨウ化物の含有量は0.05〜15質量%が好ましく、0.5〜8質量%がより好ましい。架橋剤とヨウ化物の組み合わせとしては、ホウ酸とヨウ化カリウムの組み合わせが好ましく、ホウ酸とヨウ化カリウムの割合(質量比)は、1:0.1〜1:3.5の範囲とすることが好ましく、1:0.5〜1:2.5の範囲とすることがより好ましい。
Iodide may be added to the
硬膜槽8の温度は、通常20〜70℃の範囲とすることが好ましく、第1フィルム36aの浸漬時間は通常1秒〜5分とし、好ましくは5秒〜4分とする。なお、硬膜槽8中で第1フィルム36aを延伸してもよい。このときの累積した総延伸倍率は、1.1〜5.0倍程度とすることが好ましい。なお、染色におけると同様に、硬膜槽8に第1フィルム36a浸漬させる処理に代えて、架橋剤含有溶液を塗布または噴霧する方法を用いても良い。
The temperature of the
延伸槽10では、所謂ロール延伸方式により第1フィルム36aを縦延伸させる。即ち、第1フィルム36aを、フィルム搬送方向の上流側と下流側とにそれぞれ設けられた1対のニップローラ39aより挟持搬送する。そして、下流側のローラ回転速度を下流側よりも高速にすることでフィルム36aを縦延伸する。なお図1では、各槽においても延伸できるように、ニップローラ39aを配置した例で示してある。
In the stretching
この場合、延伸槽10中に浸漬した状態で、累積した総延伸倍率が例えば2〜7倍程度となるように延伸する。延伸槽10の溶液としては、特に限定されるわけではないが、例えば、各種金属塩、ヨウ素、ホウ素または亜鉛の化合物の添加された溶液を用いることができる。この溶液の溶媒としては、水、エタノール或いは各種有機溶媒を適宜用いることができる。特に、ホウ酸および/またはヨウ化カリウムをそれぞれ2〜18質量%程度添加した溶液を用いることが好ましい。このホウ酸とヨウ化カリウムを同時に用いる場合には、その含有割合(質量比)は、1:0.1〜1:4程度、より好ましくは、1:0.5〜1:3程度の割合で用いることが好ましい。延伸槽10の温度としては、例えば、40〜67℃の範囲とすることが好ましく、50〜62℃とすることがより好ましい。
In this case, the film is stretched so that the accumulated total stretching ratio is, for example, about 2 to 7 times while being immersed in the stretching
洗浄槽12では、水中に第1フィルム36aを通すことにより、前の処理で付着したホウ酸等の不要残存物を洗い流す。水には、ヨウ化物を添加することが好ましく、例えば、ヨウ化ナトリウム又はヨウ化カリウムを添加することが好ましい。洗浄槽12の水にヨウ化カリウムを添加した場合、その濃度は通常0.1〜10質量%、好ましくは3〜8質量%とする。さらに、洗浄槽12の温度は、10〜60℃とすることが好ましく、15〜40℃とすることがより好ましい。また、洗浄処理の回数は、特に限定されることなく複数としてもよい。複数の洗浄槽12に添加物の種類や濃度異なる水を貯留しておき、これらに第1フィルム36aを通すことにより洗浄工程を実施してもよい。
In the
なお、第1フィルム36aを各工程における槽から引き上げる際には、液だれの発生を防止するために、従来公知であるピンチロール等の液切れロールを用いたり、エアーナイフ60によって液を削ぎ落としたりする等の方法により、余分な水分を取り除いても良い。
When pulling up the
また、フィルム延伸処理部3は、ニップローラ39aに加えて、各槽に第1フィルム36aのフィルム搬送経路を規制する複数のガイドローラ39bを備える。
In addition to the nip
フィルム延伸処理部3で処理された第1フィルム36aは、次にフィルム乾燥部14に送られて乾燥される。乾燥方法としては、自然乾燥、熱風乾燥、赤外線等の加熱乾燥等、適宜な方法を採用することができるが、通常、熱風乾燥が好ましい。熱風乾燥の条件は、加熱温度を20〜80℃程度、乾燥時間を1〜10分間程度とすることが好ましい。
The
乾燥されたフィルム36aは、次に貼合部16に送られる。貼合部16は、保護フィルム64aをロール状にしたフィルムロール64bを供給する一対の送出し機66、66と、一対のローラ68を有する。貼合部16では、第1フィルム36aの両面、又は片面に保護フィルム64aが貼り付けられる。保護フィルム64aとしてTAC(トリアセチルセルロース)を好適に使用することができる。貼合部16の後に乾燥部17を設けて乾燥させる。
The dried
最後に、第1フィルム36aは、フィルム巻取部18によりロール状に巻き取られ、これにより、偏光フィルムが製造される。
Finally, the
かかる偏光フィルムの製造効率を向上させるには、熱溶着接合装置26で、使用中の第1フィルム36aの後端部と、次に使用する第2フィルム40aの先端部とを熱溶着してフィルム同士を接合することにより、製造ライン1に常にフィルムを供給することが必要になる。この場合、熱溶着した接合部Aに皺が発生したり、後で説明するテール部分の長さ(L1)が長くならないようにすることで、例えばフィルムに破断力が加わり易い延伸槽10での延伸処理の際に、接合部が剥がれたり、破断したりすることがないように熱溶着接合することが重要になる。そこで、本実施の形態では、かかる課題を、下記に説明する熱溶着接合装置26により達成するようにした。
In order to improve the manufacturing efficiency of such a polarizing film, the rear end portion of the
図2は、本発明の実施の形態の熱溶着接合装置26のフィルム搬送方向に沿った側面図である。
FIG. 2 is a side view along the film conveying direction of the thermal
図2に示すように、熱溶着接合装置26は、主として、上側ユニット70と下側ユニット71とで構成される。上側ユニット70を挟んだフィルム搬送方向両側には、使用中の第1フィルム36aの昇降移動に関与する一対の昇降用ローラ73が設けられる。また、下側ユニット71の左側には第2フィルム40aに係合する係合ローラ74が設けられると共に、右側には、ターレット装置24の第2フィルムロール40bから引き出された第2フィルム40aの先端部を一対のローラ75A,75Bで挟持保持するピンチローラ75が設けられる。これにより、上側ユニット70と下側ユニット71との間に第1フィルム36aの搬送経路、及び第2フィルム40aの引出し経路が形成される。
As shown in FIG. 2, the heat welding and
上記した一対の昇降用ローラ73は、シリンダ装置73Aによって、上下方向に昇降可能に構成される。
The pair of lifting
上側ユニット70は、天井フレームに昇降部78が吊り下げ支持されると共に、昇降部78には昇降機構が搭載される。この昇降機構としては、例えば水圧或いは油圧式のシリンダ機構を好適に使用することができる。
In the
また、昇降部78の下端部には支持部91とスライド部92とが設けられる。そして、支持部には一対の吸引ボックス88A,88Bのうちの吸引ボックス88A、熱溶着ヘッド85、及び上側切断刃89が支持される。また、スライド部92には第1フィルム36aの搬送方向下流側に位置する吸引ボックス88Bが支持される。そして、スライド部92には、吸引ボックス88Bを第1フィルム36aの搬送方向に沿って移動させるスライド機構(図示せず)が搭載される。このスライド機構は、0.1mm程度の移動精度であることが好ましく、例えば送りネジ機構をサーボホータ制御する機構を好適に使用することができる。なお、第1フィルム36aの搬送方向上流側に位置する吸引ボックス88Aについてもスライド部を介して支持されるようにし、下流側の吸引ボックス88Bとは独立した状態で第1フィルム36aの搬送方向に沿って移動させることができるようにしてもよい。
Further, a
また、一対の吸引ボックス88A,88B及び熱溶着ヘッド85は、図2の表裏方向に長く形成され、熱溶着ヘッド85の先端部(下端部)に、熱溶着幅が10mm幅程度で長さがフィルム幅よりも長い線条ヒータ85Aが設けられる。
Further, the pair of
ここで、フィルム搬送方向(図2の左側から右側)から見た上流側の吸引ボックスを上流側吸引ボックス88Aと言い、下流側の吸引ボックスを下流側吸引ボックス88Bと称する。そして、下流側と上流側の吸引ボックス88A,88Bとの間に、線条ヒータ85Aの他に、第1フィルム36aを幅方向に切断する上側切断刃89が配設される。この上側切断刃89は、熱溶着ヘッド85の側面に沿ってフィルム幅方向に移動する移動機構(図示せず)に取り付けられる。移動機構は、フィルム切断をしていない時には、フィルム幅の外側に切断刃89を位置させ、フィルム切断時にはフィルム幅方向の一方側から他方側に切断刃を移動させる。これにより、第1フィルム36aを幅方向に切断することができ、且つ後記する面圧処理時や熱溶着時に切断刃89が邪魔にならないように構成される。
Here, the upstream suction box viewed from the film transport direction (from left to right in FIG. 2) is referred to as an
また、上流側及び下流側の吸引ボックス88A,88Bの下面には、多数の吸引孔を有する吸着面88Cが形成されると共に、この吸着面88Cは鏡面レベルの平坦面として形成される。上流側及び下流側の吸引ボックス88A,88Bの吸着面88Cと、線条ヒータ85Aとの先端とは略面一に形成されると共に、後記するプレス処理おいて線条ヒータ85Aに過剰な圧力がかかった時には、線条ヒータ85A(幅0.1〜0.5mm)が熱溶着ヘッド85内に没入するように構成される。
In addition, suction surfaces 88C having a large number of suction holes are formed on the lower surfaces of the
一方、下側ユニット71は、床93面に支柱ブロック95が立設され、この支柱ブロック95の上に、上側ユニット70の場合と同様に、支持部98とスライド部96とが設けられる。そして、支持部98には一対の吸引ボックス101A,101Bのうちの吸引ボックス101B、熱溶着ヘッド85の受け台97(ゴムチューブ製)、及び下側切断刃102から成る下側主要部材が設けられる。また、スライド部96には、第2フィルム40aの搬送方向上流側に位置する吸引ボックス101Aが支持される。そして、スライド部96には、吸引ボックス101Aを第2フィルム40aの搬送方向に沿って移動させるスライド機構(図示せず)が搭載される。
On the other hand, in the
スライド機構としては、上側ユニット70で説明したと同様の機構を採用できる。なお、第2フィルム40aの搬送方向下流側に位置する吸引ボックス101Bについてもスライド部を介して支持されるようにし、上流側の吸引ボックス101Aとは独立した状態で第2フィルム40aの搬送方向に沿って移動させることができるようにしてもよい。
As the slide mechanism, a mechanism similar to that described in the
ここで、フィルム搬送方向(図2の左側から右側)から見た上流側の吸引ボックスを上流側吸引ボックス101Aと言い、下流側の吸引ボックスを下流側吸引ボックス101Bと称することとする。
Here, the upstream suction box viewed from the film transport direction (from left to right in FIG. 2) is referred to as an
そして、下流側と上流側の吸引ボックス101A,101Bとの間に、受け台97の他に、第2フィルム40aを幅方向に切断する下側切断刃102が配設される。ここで、上側ユニット70の上側切断刃89は、図2において線条ヒータ85Aの左側に配置される一方、下側ユニット71の下側切断刃102は受け台97の右側に配置される。即ち、上側ユニット70の切断刃89と下側ユニット71の切断刃102は、完全に対向ではなく、少しズレた状態で配置される。
In addition to the
また、下側ユニット71の下側切断刃102も上側ユニット70の上側切断刃89と同様に、移動機構(図示せず)によって、切断していない時には、フィルム幅の外側に位置しており、フィルム切断時にフィルム幅方向の一方側から他方側に移動する。これにより、第2フィルム40aを幅方向に切断することができ、且つ後記するプレス処理時や熱溶着時に下側切断刃102が邪魔にならないように構成される。
Further, the
上流側及び下流側の吸引ボックス101A,101Bの上面には、多数の吸引孔を有する吸着面101Cが形成されると共に、この吸着面101Cは鏡面レベルの平坦面として形成される。
A
また、上側ユニット70の第2フィルム40aの搬送方向の下流位置には、ダンサー機構107が設けられ、ダンサー機構107の下流側に第2フィルム40aをフィルム延伸処理部3にフィードするピンチローラ式のフィードローラ108が設けられる。
Further, a
そして、上側ユニット70及び下側ユニット71を構成する各駆動機器、ダンサー機構107、及びフィードローラ108は、制御手段106に信号ケーブル又は無線によって接続され、制御手段106によってON−OFF制御される。図2は無線制御の場合で示してある。また、各吸引ボックス88A,88B,101A,101Bは、図示しない吸引力発生装置に接続される。
The driving devices, the
次に、図3A〜図3Cを用いて、上記の如く構成された熱溶着接合装置26によって、第1フィルム36aと第2フィルム40aとを熱溶着接合する方法を説明する。なお、吸引ボックス内に矢印がある場合には、その吸引ボックスに吸引力が付与されていることを意味する。
Next, with reference to FIGS. 3A to 3C, a method for thermally welding and bonding the
図1に示したターレットアーム30の第1リール38から送り出された使用中の第1フィルム36aは、図3A(A)に示すように、上側ユニット70と下側ユニット71との間を通過して図1のフィルム延伸処理部3に搬送されている。
The
そして、第1フィルム36aのロール残量が少なくなったら、ターレットアーム30が回転して次に使用する第2フィルムロール40bがフィルム供給位置に移動する。さらに、第2フィルムロール40bから第2フィルム40aの先端部が引き出されて上側ユニット70と下側ユニット71との間を通過してピンチローラ75に挟持される。第1フィルムロール36bの残量は、例えば第1フィルムロール36bのロール厚みをセンサー(図示せず)等で測定することにより検出できる。この状態でリザーバ装置28(図1参照)を駆動すると共に、第1フィルム36aをフィルム延伸処理部3に供給するフィードローラ108の駆動を停止してリザーバ装置28の上流側の第1フィルム36aの搬送を停止する。
When the remaining roll amount of the
次に、図3A(B)に示すように、一対の昇降用ローラ73、73を下降させる。これにより、第1フィルム36aと第2フィルム40aとの接合領域部分が重ね合わされる。
Next, as shown in FIG. 3A (B), the pair of elevating
ここで、接合領域部分とは、最終的に第1フィルム36aの後端部と第2フィルム40aの先端部とが重ね合わされて熱溶着接合される接合部A(図4参照)ではなく、上側ユニット70と下側ユニット71との間に位置し、後記する各ステップの対象となるフィルム部分を言う。
Here, the joining region portion is not the joining portion A (see FIG. 4) in which the rear end portion of the
次に、図3A(C)に示すように、昇降部78の昇降機構を駆動して上側ユニット70を下降させる。そして、第1及び第2のフィルム36a,40aの接合領域部分を上流側及び下流側の吸引ボックス88A,88Bと、下側ユニット71の上流側及び下流側の吸引ボックス101A,101Bとで挟み付けてプレスする。プレス中は4つの吸引ボックス88A,88B,101A,101Bには吸引力を付与しない。これにより、接合領域部分の両面には、上側ユニット70と下側ユニット71の吸引ボックス88A,88B,101A,101Bの平坦な吸着面88C、101Cによって面圧が加えられる。したがって、接合領域部分に皺があっても、アイロン効果により皺を伸ばすことができる。
Next, as shown in FIG. 3A (C), the elevating mechanism of the elevating
ターレット装置24に巻回支持される第1及び第2のフィルム36a,40aは、中高なロール状に巻回されて保管されたものを使用することが通常であり、第1及び第2のフィルム36a,40aを巻き戻した際にフィルムが皺になり易い。プレス圧は0.2〜0.8MPaの範囲が好ましく、0.4〜0.8MPaの範囲がより好ましい。
As the first and
次に、図3A(D)に示すように、4つの吸引ボックス88A,88B,101A,101Bに吸引力を付与して、皺が無くなった第1及び第2フィルム36a,40aの接合領域部分を吸引保持する。
Next, as shown in FIG. 3A (D), suction force is applied to the four
次に、図3A(E)に示すように、一対の昇降用ローラ73、73を上昇動作させると共に、昇降部78の昇降機構を駆動して上側ユニット70を上昇動作させて、第1及び第2のフィルム36a,40aの接合領域部分同士を離間させる。
Next, as shown in FIG. 3A (E), the pair of elevating
次に、図3B(F)に示すように、上側ユニット70と下側ユニット71のそれぞれの切断刃89、102によって第1及び第2フィルム36a,40aをフィルム幅方向に切断する。これにより、使用中の第1フィルム36aを接合するための後端部と、次に使用する第2フィルム40aを接合するための先端部を形成する。
Next, as shown in FIG. 3B (F), the first and
次に、図3B(G)に示すように、上側ユニット70の上流側吸引ボックス88Aの吸引力を解除すると共に、ターレット装置24の第1リール38を逆回転させて、切断された第1フィルム36aのターレット側部分を巻き取る。また、下側ユニット71の下流側吸引ボックス101Bの吸引力を解除すると共にピンチローラ75を回転して、切断された第2フィルム40aのフィルム片40cを取り除く。
Next, as shown in FIG. 3B (G), the suction force of the
次に、図3B(H)に示すように、上側ユニット70と下側ユニット71のスライド部92、96のスライド機構を駆動して、上側ユニット70の下流側吸引ボックス88Bと、下側ユニット71の上流側吸引ボックス101Aをフィルム搬送方向に沿ってそれぞれ矢印方向に移動して、第1フィルム36aの後端部と第2フィルム40aの先端部とを重ね合わせる重ね幅を調整することによって、接合する接合部Aの接合幅を調整する。これにより、第1フィルム36aの後端部において熱貼着されていないテール部分の長さ(L1)を小さくすると共に、第2フィルム40aの先端部において熱貼着されていないテール部分の長さ(L1)を小さくする。このテール部分の長さ(L1)については、後で詳しく説明する。
Next, as shown in FIG. 3B (H), the
そして、このように、吸引ボックス88B、101A自体をスライドさせることにより接合部Aの接合幅を調整するようにしたので、調整の際に第1及び第2のフィルム36a,40aに皺が発生することがない。ちなみに、吸引ボックス88B、101Aの吸引力を解除した状態でフィルム自体を搬送してスライドする方法は、フィルム幅方向で搬送張力がバラツキ易いため、フィルムが皺になり易い。特に、昨今のようにフィルム幅が3mを超えるような拡幅なフィルムの場合には、皺になり易い。フィルム自体を搬送する方法としては、第1フィルムはフィードローラ108を駆動し、第2フィルムは第2リール42を逆回転することで行うことができる。
Since the suction widths of the joint portion A are adjusted by sliding the
上記した図3Aの(A)から図3Bの(H)までのステップにおいて、例えば図3Aの(A)では、吸引ボックス88A、88B、101A、101Bに吸引力を付与しないOFF状態で第1及び第2のフィルム36a,40aを搬送し、第1及び第2のフィルム36a,40aを吸引ボックス88A、88B、101A、101Bの所定位置に皺等がなくフラットな状態でセットする必要がある。したがって、搬送される第1及び第2のフィルム36a,40aが吸引ボックス88A、88B、101A、101Bの吸着面88C、101Cに接触して擦れる場合もある。この接触において、吸着面88C、101Cの摩擦係数が大きいと第1及び第2のフィルム36a,40aに傷等の故障が発生する虞があるので、吸着面88C、101Cの滑り性を良くすることが好ましい。
In the above-described steps from (A) in FIG. 3A to (H) in FIG. 3B, for example, in (A) in FIG. 3A, the first and
一方、図3Bの(H)では、吸引ボックス88B、101Aは、フィルム長手方向に引っ張りテンションが掛かった状態で、第1及び第2のフィルム36a,40aを吸着面88C、101Cに確実に保持しながら、吸引ボックス88B、101Aをスライドさせて第1及び第2のフィルム36a,40aの重ね幅を調整する必要がある。即ち、第1フィルム36aは、吸引ボックス88Bとリザーバ装置107との間で緊張状態が維持され、吸着面88Cに引っ張りテンションが掛かる。第2フィルム40aは、吸引ボックス101Aと第2リール42との間で緊張状態が維持され、吸着面101Cに引っ張りテンションが掛かる。
On the other hand, in (H) of FIG. 3B, the
引っ張りテンションの大きさは、フィルム幅を220mmとして試験したときに4.9N(ニュートン)程度である。したがって、吸着面88C、101Cは、吸引圧が−1〜−2kPaにおいてフィルム幅(220mm)当り4.9N以上の保持力を有することが必要になる。 The magnitude of the tensile tension is about 4.9 N (Newton) when tested with a film width of 220 mm. Therefore, the suction surfaces 88C and 101C are required to have a holding force of 4.9 N or more per film width (220 mm) at a suction pressure of −1 to −2 kPa.
即ち、吸引ボックス88A、88B、101A、101Bの吸着面88C、101Cは、滑り性と保持力との両方が要求される。この滑り性と保持力の両方を満足する吸着面88C、101Cの特性としては、摩擦係数が4以下であることが好ましく、より好ましくは2以下、特に好ましくは1以下である。
That is, the suction surfaces 88C, 101C of the
このような摩擦係数を満足する材質は、例えばポリテトラフルオロエチレン(PTFE)を好適に使用することができる。 As a material satisfying such a friction coefficient, for example, polytetrafluoroethylene (PTFE) can be preferably used.
図4(A)は、SUS304で形成した吸着面とPTFEで形成した吸着面との摩擦係数を比較したものであり、SUS304は約8、PTFEは約0.5であった。そして、それぞれの吸着面に接触するようにPVAフィルムを搬送させた結果、SUS304の吸着面は滑り性が悪く、PVAフィルムに皺や傷が発生し易いことが分かった。一方、PTFEの吸着面は滑り性が良く、PVAフィルムに皺や傷が発生しなかった。 FIG. 4A shows a comparison of the coefficient of friction between the adsorption surface formed with SUS304 and the adsorption surface formed with PTFE, and SUS304 was about 8 and PTFE was about 0.5. And as a result of conveying a PVA film so that each adsorption | suction surface may be contacted, it turned out that the adsorption | suction surface of SUS304 has bad slipperiness, and a wrinkle and a damage | wound are easy to generate | occur | produce in a PVA film. On the other hand, the PTFE adsorption surface had good slipperiness, and no wrinkles or scratches were generated on the PVA film.
図4(B)は、SUS304で形成した吸着面を有する吸引ボックス(フィルム搬送方向の幅が280mm)と、PTFEで形成した吸着面を有する吸引ボックス(フィルム搬送方向の幅が280mm)とを試作し、220mm幅のPVAフィルムをそれぞれの吸着面で保持したときの保持力を対比したものである。保持力の試験は、吸着面に保持したPVAフィルムを吸着面に沿って引っ張った時に、PVAフィルムが動く直前の引張力を保持力とした。そして、吸着面の吸引圧と保持力との関係をプロットし、図4(B)に示した。 FIG. 4B shows a prototype of a suction box (with a width of 280 mm in the film conveyance direction) formed of SUS304 and a suction box (with a width of 280 mm in the film conveyance direction) formed of PTFE. In addition, the holding power when the 220 mm-wide PVA film is held by the respective suction surfaces is compared. In the holding force test, when the PVA film held on the adsorption surface was pulled along the adsorption surface, the tensile force immediately before the PVA film moved was defined as the holding force. Then, the relationship between the suction pressure on the suction surface and the holding force is plotted and shown in FIG.
図4(B)から分かるように、PTFEで形成した吸着面の保持力はSUS304で形成した吸着面の保持力よりも劣るものの、吸引圧が−1kPaにおいて10kPaを確保することができ、上記した4.9N以上の保持力を充分に満足する結果となった。 As can be seen from FIG. 4B, the holding force of the suction surface formed with PTFE is inferior to that of the suction surface formed with SUS304, but 10 kPa can be secured when the suction pressure is -1 kPa. As a result, the holding force of 4.9 N or more was sufficiently satisfied.
なお、実際に使用するフィルム(例えば3m幅以上)において、必要な保持力を求める場合には、試験したフィルムの幅220mmとの関係で、保持力を計算により求めることができる。 In addition, in the film (for example, 3 m or more width | variety) actually used, when calculating | requiring required holding force, holding force can be calculated | required by relationship with the width of 220 mm of the tested film.
次に、図3B(I)に示すように、一対の昇降用ローラ73、73を下降させると共に、昇降部78の昇降機構を駆動して上側ユニット70を下降させて、第1フィルム36aの後端部を第2フィルム40aの先端部に重ね合わせて接合部Aを形成する。そして、熱溶着ヘッド85の線条ヒータ85AをONにして、接合部Aを熱溶着接合する。これにより、第1フィルム36aの後端部と第2フィルム40aの先端部とが接合される。なお、本実施の形態の説明では、接合する前と後に両方について接合部Aとの用語を使用し、接合前又は接合後であることが重要である場合には、その旨説明する。
Next, as shown in FIG. 3B (I), the pair of elevating
熱溶着する際の条件として160〜280℃の温度範囲が好ましい。160℃未満では溶着が十分でなく、280℃を超えると、接合した接合部Aに気泡が混入し、接合部Aの強度を十分に保てないからである。加熱後の冷却時間を含めて、所要時間は2秒〜10秒が好ましい。また、線条ヒータ85Aを、受け台97(ゴムチューブ)に押圧する押圧力は0.1〜0.6MPaの範囲が好ましい。
A temperature range of 160 to 280 ° C. is preferable as a condition for heat welding. When the temperature is lower than 160 ° C., welding is not sufficient, and when the temperature exceeds 280 ° C., bubbles are mixed into the joined portion A and the strength of the joined portion A cannot be maintained sufficiently. The required time including the cooling time after heating is preferably 2 seconds to 10 seconds. The pressing force for pressing the
次に、図3B(J)に示すように、上側ユニット70の下流側吸引ボックス88Bの吸引力はそのまま付与し、残りの吸引ボックス88A、101A,101Bの吸引力を解除する。
Next, as shown in FIG. 3B (J), the suction force of the
次に、図3C(K)に示すように、一対の昇降用ローラ73,73を上昇させると共に、昇降部78の昇降機構を駆動して上側ユニット70を上昇させる。そして、図3C(L)に示すように、線条ヒータ85AをOFFにすると共に、上側ユニット70の下流側吸引ボックス88Bの吸引力を解除する。これにより、第1フィルム36aの後端部と第2フィルム40aの先端部とを重ね合わせた接合部Aに1回の熱溶着接合が施される。
Next, as shown in FIG. 3C (K), the pair of elevating
なお、図3A〜図3Cは、接合部Aに1回の熱溶着接合を施す例で説明したが、接合部Aに複数回(例えば2回)の熱溶着接合を施すようにしてもよい。 3A to 3C have been described with an example in which one thermal welding is performed on the joint A, the thermal welding may be performed multiple times (for example, twice) on the joint A.
この場合には、上側ユニット70の下流側吸引ボックス88Bをフィルム搬送方向にスライドさせて接合部Aにおける線条ヒータ85Aの位置を変えて熱溶着接合を行う。
In this case, the
そして、熱溶着接合が終了したら、リザーバ装置28を駆動停止すると共に、第1フィルム36aをフィルム延伸処理部3に供給するフィードローラ108を駆動することにより、使用中の第1フィルム36aに続いて次に使用する第2フィルム40aがフィルム延伸処理部3に連続的に供給される。
Then, when the thermal welding is finished, the driving of the
本発明の実施の形態によれば、熱溶着接合装置26を使用して上記熱溶着接合方法を行うことにより、フィルム36a,40a同士の後端部と先端部とを熱溶着した後に皺が発生したり、テール部分の長さ(L1)が長くなったりしないようにできる。これにより、接合部Aに空気溜まりが生じないので接合強度を大きくできると共に、フィルム搬送中にテール部分がバタつくことがないので、例えば延伸槽10での延伸処理の際にも接合部Aが剥がれたり、破断したりすることがない。
According to the embodiment of the present invention, flaws are generated after the rear end portion and the front end portion of the
図5は、1回の熱溶着接合(図5(A))を行う場合と2回の熱溶着接合(図5(B),(C))を行う場合のテール部分の長さ(L1)について示したものである。線条ヒータ85Aの幅、即ち熱溶着線Bの幅Dを10mmとした場合である。
FIG. 5 shows the length (L1) of the tail portion when performing one thermal welding (FIG. 5A) and when performing two thermal welding (FIGS. 5B and 5C). Is shown. This is a case where the width of the
図5(A)〜(C)に示すように、第1フィルム36aの後端部のテール部分の長さ(L1)、及び第2フィルム40aの先端部のテール部分の長さ(L1)は、1.5mm以下であることが好ましい。未溶着なテール部分の長さ(L1,L2)が1.5mmを超えて大きいと、フィルム搬送時にテール部分がバタついたり搬送ローラに引っ掛かったりし易く、これにより接合部Aが剥がれ易くなる。
As shown in FIGS. 5A to 5C, the length (L1) of the tail portion at the rear end of the
また、図5(B),(C)に示すように、2回の熱溶着接合を行う場合には、熱溶着線Bが幅方向で一部重なるように熱溶着することが好ましい。この場合、重なり量(L2)は0mmを超えて1.5mm以下であることが好ましい。 Further, as shown in FIGS. 5B and 5C, in the case of performing the two-time heat welding, it is preferable to perform heat welding so that the heat welding wire B partially overlaps in the width direction. In this case, the overlap amount (L2) is preferably more than 0 mm and not more than 1.5 mm.
また、熱溶着接合においては、図6に示すように、矢印の搬送方向(フィルム搬送方向)と直交方向の直交線110と熱溶着線Bの中心線112の成す角度(θ)が20°以上60°以下となるよう、斜め接合することが好ましい。
Further, in the thermal welding, as shown in FIG. 6, the angle (θ) formed by the
PVA系フィルムの延伸工程での接合部Aとその近傍でのフィルム幅方向における変形(フィルム幅の不均一性)、特に、不均一性による接合部Aの破断特性は次の現象がある。即ち、PVA系フィルムが搬送方向に3〜8倍で縦延伸される時、フィルムは幅方向に収縮するが、接合部Aはフィルム幅方向にほとんど収縮しない。このため、フィルム搬送方向と直交する方向に熱溶着接合すると、フィルム上において、接合されたフィルム部分と他のフィルム部分ではフィルム幅方向の伸縮差が大きくなり、これがフィルム幅の不均一性や破断を引き起こす原因となる。 The deformation in the film width direction in the bonding portion A and the vicinity thereof in the stretching process of the PVA-based film (nonuniformity of the film width), in particular, the breaking property of the bonding portion A due to the nonuniformity has the following phenomenon. That is, when the PVA-based film is stretched 3 to 8 times in the transport direction, the film shrinks in the width direction, but the joint A hardly shrinks in the film width direction. For this reason, when heat welding and joining in the direction orthogonal to the film transport direction, on the film, the difference in expansion and contraction in the film width direction becomes large between the joined film part and the other film part, which causes unevenness or breakage of the film width. Cause.
したがって、上記のように斜め接合を行うことにより、縦延伸した際に接合部Aも伸縮し易くなるので、破断し難くなる。この場合、縦延伸した際の接合部Aのフィルム幅方向成分(ベクトル)は、斜め接合の角度(θ)の増加に伴って小さくなるので、角度(θ)は大きいほど、フィルム幅の不均一性、及びフィルムの破断を抑制する効果が大きくなる。つまり、理論的には90°未満であればよい。一方、角度(θ)が大きすぎると、接合部Aを形成するための設備等が大きくなりすぎる。したがって、斜め接合する角度(θ)の上限は、60°以下が好ましい。また、角度(θ)が20°未満では効果が十分に発揮されない。したがって、角度(θ)が20°以上60°以下が好ましく、30°以上60°以下がより好ましい。 Therefore, by performing oblique joining as described above, the joining portion A also easily expands and contracts when longitudinally stretched, so that it is difficult to break. In this case, the film width direction component (vector) of the bonded portion A at the time of longitudinal stretching becomes smaller as the angle (θ) of the oblique bonding becomes smaller. Therefore, the larger the angle (θ), the more uneven the film width. And the effect of suppressing breakage of the film are increased. That is, theoretically, it may be less than 90 °. On the other hand, if the angle (θ) is too large, the equipment and the like for forming the joint A will be too large. Therefore, the upper limit of the angle (θ) for oblique joining is preferably 60 ° or less. Further, if the angle (θ) is less than 20 °, the effect is not sufficiently exhibited. Therefore, the angle (θ) is preferably 20 ° or more and 60 ° or less, and more preferably 30 ° or more and 60 ° or less.
また、熱溶着接合装置26の前段或いは熱溶着接合装置26とフィルム延伸処理部3との間に、フィルムカッター(図示せず)を配置する。そして、熱溶着する前の接合部A又は熱溶着された後の接合部Aのフィルム幅方向両端部を円弧状に切り取ることが好ましい。
In addition, a film cutter (not shown) is disposed before the heat welding and
このように、接合部Aのフィルム幅方向両端部を円弧状に切り取ることにより、延伸処理等において接合部Aに破断力が付与されても、破断耐性を向上できる。 In this way, by cutting off both ends in the film width direction of the joint portion A in an arc shape, even when a breaking force is applied to the joint portion A in a stretching process or the like, the fracture resistance can be improved.
その理由を図7により説明する。図7(A)に示すように、フィルム36aの後端部とフィルム40aの先端部がフィルム幅方向においてズレた状態で熱溶着接合された場合、ズレ部分に応力が集中してしまう。しかし、図7(B)のように、接合部Aのフィルム幅方向両端部を円弧状に切り取ることにより、フィルム36aの後端部とフィルム40aの先端部のフィルム幅方向でのズレが解消される。これにより、接合部Aのズレ部分に応力が集中するのを防止することができる。したがって、接合前の第1及び第2フィルム36a,40aについて円弧状に切り取る場合には、熱溶着接合した後でフィルム幅方向において段差(ずれ)を無くすことができる程度の曲率であればよい。
The reason will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 7A, when the rear end portion of the
また、図7(B)に示すように、フィルム幅W0と、円弧状に切り取った部分のフィルム幅(L)との関係は、以下の式を満たすことが好ましい。 Moreover, as shown to FIG. 7 (B), it is preferable that the relationship between the film width W0 and the film width (L) of the part cut out circularly satisfy | fills the following formula | equation.
0.01(%)≦(1−(L/W0))×100≦29(%)
この場合、29%より大きくなると、延伸処理時にフィルムが破断するおそれがあり、0.01%より小さくなると、実質的に円弧状切断の効果が発揮できないからである。
0.01 (%) ≦ (1- (L / W0)) × 100 ≦ 29 (%)
In this case, if it exceeds 29%, the film may be broken during the stretching treatment, and if it is less than 0.01%, the effect of arcuate cutting cannot be substantially exhibited.
なお、本実施の形態は、偏光フィルムを製造する例で説明したが、これに限定されるものではなく、他の光学フィルムを製造する場合にも適用できる。 In addition, although this Embodiment demonstrated in the example which manufactures a polarizing film, it is not limited to this, It can apply also when manufacturing another optical film.
[第2の実施の形態]
第2の実施の形態は、前記接合領域部分の両側に吸引ボックス88A,88B,101A,101Bの吸着面88C,101Cと面一で且つ吸引ボックス88A,88B,101A,101Bの吸着面88C,101Cの摩擦係数よりも小さな吸着面を有する補助吸引ボックス110A,110Bをそれぞれ固定配置し、切断工程から熱溶着工程との間のステップにおいて、切断された第1フィルム36a及び第2フィルム40aの切断端近傍36x,40xを熱溶着を阻害しないように吸引保持するようにした。
[Second Embodiment]
In the second embodiment, the suction surfaces 88C, 101C of the
即ち、図3Bの(I)のステップにおいて、第1フィルム36aの後端部を第2フィルム40aの先端部に重ね合わせて接合部Aを形成し、熱溶着ヘッド85の線条ヒータ85AをONにして、接合部Aを熱溶着接合する。これにより、第1フィルム36aの後端部と第2フィルム40aの先端部とが接合される。
That is, in the step (I) of FIG. 3B, the rear end portion of the
かかる熱溶着接合のステップでは、熱溶着する際に接合部Aの両側に形成される未溶着部分(テール部分)は、フィルム長手方向の引っ張りテンションが掛からないために、フィルム延伸処理部3での延伸処理時にフィルム幅が縮小(ネッキング)しない。したがって、テール部分が長過ぎると、応力集中が強くなり、フィルムの破断を引き起こす要因になる。したがって、テール部分の長さ(L1)は、0.5〜1.5mm程度にする必要がある。 In such a heat welding joining step, the unwelded portions (tail portions) formed on both sides of the joining portion A during the heat welding are not subjected to a tensile tension in the film longitudinal direction. The film width does not shrink (necking) during the stretching process. Therefore, if the tail portion is too long, the stress concentration becomes strong and causes the film to break. Therefore, the length (L1) of the tail portion needs to be about 0.5 to 1.5 mm.
しかし、熱溶着接合装置26の構造上、上側ユニット70において、切断刃89と吸引ボックス88Bとの距離は100mm程度離す必要がある。同様に、下側ユニット71において、切断刃102と吸引ボックス101Aとの距離は100mm程度離す必要がある。これにより、切断刃89より切断された第1フィルム36aの後端部のうち、吸引ボックス88Bに吸引されていない切断端近傍36xの長さが100mm程度と長くなる。同様に、切断刃102より切断された第2フィルム40aの先端部のうち、吸引ボックス101Aに吸引されていない切断端近傍40xの長さが100mm程度と長くなる。
However, due to the structure of the heat welding and joining
したがって、第1の実施の形態で説明した図3Bの(F)、(H)、(I)において、第1フィルム36aの切断端近傍36x及び第2フィルム40aの切断端近傍40xが自重により垂れ下がり易くなる。この結果、図3Bの(I)の熱溶着のステップにおいて、第1フィルム36aの切断端近傍36x及び第2フィルム40aの切断端近傍40xに折れが発生し、熱溶着接合の精度が悪くなり易い。
Therefore, in (F), (H), and (I) of FIG. 3B described in the first embodiment, the vicinity of the cutting
このことを更に図8により説明すると、図8の(F1)に示すように、切断された第1フィルム36aの切断端近傍36xが自重により垂れ下がる。
This will be further explained with reference to FIG. 8. As shown in FIG. 8 (F 1 ), the
また、図8の(H1)に示すように、接合幅の調整のために、吸引ボックス88Bと吸引ボックス101Aとを矢印方向にスライドするときに、切断された第2フィルム40aの切断端近傍40xが、受け台97と吸引ボックス101Aとの間で自重により垂れ下がって折れが発生し易い。
Further, as shown in (H 1 ) of FIG. 8, when the
そして、図8の(I1)に示すように、熱溶着接合時に、線条ヒータ85Aを受け台97に向けて下降させる際に垂れ下がった第1フィルム36aの切断端近傍36xが折れ曲がり易くなる。
Then, as shown in (I 1 ) of FIG. 8, the vicinity of the
これにより、第1フィルム36aの切断端近傍36xと第2フィルム40aの切断端近傍40xとが所定の接合幅を有して重畳されないか、まったく重畳されない不具合が生じ易い。このような、不具合は、剛性の大きなフィルムには発生しにくいが、PVAフィルムのように軟らかく、しかも薄い場合に生じ易い。
Accordingly, there is a tendency that the vicinity of the cutting
そこで、第2の実施の形態では、上側ユニット70の吸引ボックス88Bと熱溶着ヘッド85との間で、熱溶着ヘッド85の昇降動作を阻害しない位置に補助吸引ボックス110Aを設けるようにした。同様に、下側ユニット71の吸引ボックス101Aと受け台97との間に、補助吸引ボックス110Bを設けるようにした。そして、この補助吸引ボックス110A、110Bは、接合幅の調整時に吸引ボックス88B、101Aと一緒にスライドしないように固定配置した。この場合、この補助吸引ボックス110Aは、熱溶着ヘッド85の昇降を阻害しない限度で熱溶着ヘッド85に近接させて固定配置することが好ましい。また、補助吸引ボックス110Bは、受け台97に近接して固定配置することが好ましい。
Therefore, in the second embodiment, the
また、補助吸引ボックス110A、110Bは、吸引ボックス88B、101Aの吸着面88C,101Cと面一で且つ吸引ボックス88B、101Aの吸着面88C,101Cの摩擦係数よりも小さな吸着面を有して形成される。
The
図9は、補助吸引ボックス110A,110Bを設けたことによる作用効果を示す図である。
FIG. 9 is a diagram illustrating an operational effect obtained by providing the
図9の(F1)に示すように、切断された第1フィルム36aの切断端近傍36xが、補助吸引ボックス110Aにより吸引保持されるので、自重により垂れ下がることを防止する。
As shown in FIG. 9 (F 1 ), the
また、図9の(H1)に示すように、接合幅の調整のために、吸引ボックス88Bと吸引ボックス101Aとを矢印方向にスライドするときに、切断された第2フィルム40aの切断端近傍40xが、補助吸引ボックス110Bによって吸引保持される。これにより、切断端近傍40xが受け台97と吸引ボックス101Aとの間で自重により垂れ下がって折れが発生することを防止する。
Further, as shown in (H 1 ) of FIG. 9, when the
この場合、補助吸引ボックス110A、110Bの吸着面は吸引ボックス88B,101Aの吸着面88C,101Cよりも摩擦係数が小さく滑り性が良いので、重ね幅調整工程において第1及び第2のフィルム36a,40aをスライドさせた際に吸着面で擦れても皺や傷にならない。したがって、熱溶着接合の精度を向上できる。
In this case, the suction surfaces of the
また、図9の(I1)に示すように、熱溶着接合時に、線条ヒータ85Aを受け台97に向けて下降させて切断端近傍36xに当接する際に、第1フィルム36aの切断端近傍36xが垂れ下がっていないので、切断端近傍36xが折れ曲がることがない。
Further, as shown in (I 1 ) of FIG. 9, the cut end of the
これにより、設定した接合幅及び設定したテール部分長さになるように精度良く熱溶着することができる。 Thereby, heat welding can be performed with high accuracy so that the set joining width and the set tail portion length are obtained.
なお、補助吸引ボックス110A、110Bは、接合幅調整時にスライドしないため、吸引ボックス88B,101Aのスライド時には、切断端近傍36x又は切断端近傍40xを吸引保持した状態で、吸着面に沿って切断端近傍36x又は切断端近傍40xを滑らせる必要がある。
Since the
したがって、補助吸引ボックス110A、110Bの吸着面は、吸引ボックス88B,101Aの吸着面よりも更に摩擦係数の小さくする必要があり、摩擦係数が2以下、特に好ましくは1以下である。また、補助吸引ボックス110A,110Bの保持力は、第1フィルム36aの切断端近傍36x又は第2フィルム40aの切断端近傍40xが自重で垂れ下がるのを防止できればよく、吸引ボックス88B,101Aほどの保持力は必要ない。
Therefore, the suction surfaces of the
例えば、補助吸引ボックス(フィルム搬送方向の幅が20mm)を試作し、フィルム幅220mmのPVAフィルムを−1.0kPaの吸引圧で保持したときに、保持力が0.3〜0.5kPaの範囲であればよい。 For example, when an auxiliary suction box (the width in the film conveyance direction is 20 mm) is prototyped and a PVA film having a film width of 220 mm is held at a suction pressure of -1.0 kPa, the holding force is in the range of 0.3 to 0.5 kPa. If it is.
これにより、接合幅調整時に、第1及び第2のフィルム36a、40aが補助吸引ボックス110A,110Bの吸着面に接触しながら走行しても皺や傷等がつくことがなく、且つ第1フィルム36aの切断端近傍36x又は第2フィルム40aの切断端近傍40xが自重で垂れ下がるのを防止できる。
Thus, when adjusting the bonding width, the first and
この場合、図9の(H1)の接合幅調整時では、図8の(H1)との対比から分かるように、上側ユニット70の吸引ボックス88A、88Bと、下側ユニット71の吸引ボックス101A、101Bとの距離を接近させた状態で接合幅の調整することが好ましい。これにより、補助吸引ボックス110A,110Bにも吸引保持されずに空間に突出している端部の垂れ下がりを受け台97によって受けることができるので、熱溶着接合の精度を一層向上できる。
In this case, when adjusting the bonding width of (H 1 ) in FIG. 9, as can be seen from the comparison with (H 1 ) in FIG. 8, the
したがって、一対の昇降用ローラ73を昇降させるシリンダ装置、及び吸引ボックス88A、88Bを昇降させる昇降部78は、昇降の距離を調整する調整機構を有することが好ましい。
Therefore, it is preferable that the cylinder device that raises and lowers the pair of raising and lowering
1…偏光フィルムの製造ライン、2…フィルム供給部、3…フィルム延伸処理部、14…フィルム乾燥部、16…貼合部、17…乾燥部、18…フィルム巻取部、24…ターレット装置、26…熱溶着接合装置、28…リザーバ装置、30…ターレットアーム、32…支柱、36a…第1フィルム、36b…第1フィルムロール、38…第1リール、39a…ニップローラ、39b…ガイドローラ、40a…第2フィルム、40b…第2フィルムロール、64a…保護フィルム、64b…フィルムロール、68…ラミネートローラ、70…上側ユニット、71…下側ユニット、73…昇降用ローラ、74…係合ローラ、75…ピンチローラ、76…天井フレーム、78…昇降部(第1移動手段)、85…熱溶着ヘッド、85A…線条ヒータ、88A…上側ユニットの上流側吸引ボックス、88B…上側ユニットの下流側吸引ボックス、88C…吸着面、89…上側切断刃、92…スライド部(第2移動手段)、93…床、95…支柱ブロック、96…スライド部(第2移動手段)97…受け台(ゴムチューブ製)、101A…下側ユニットの上流側吸引ボックス、101A…下側ユニットの下流側吸引ボックス、102…下側切断刃、106…制御手段、107…タンパ機構、108…フィードローラ、110A,110B…補助吸引ボックス
DESCRIPTION OF
Claims (21)
前記第1フィルムと前記第2フィルムとの接合領域部分を重ね合わせて、該接合領域部分の両側に対向配置された吸引ボックス同士の平坦な吸着面で挟み込むことにより、前記重ね合わせ部分の両面に面圧を付与する面圧付与工程と、
前記面圧を付与した後、前記第1及び第2のフィルムを前記それぞれの吸引ボックスの吸着面に吸引保持して該吸引ボックス同士を前記重ね合わせ部分が離間する方向に移動させる離間移動工程と、
前記第1及び第2のフィルムを離間した状態でそれぞれのフィルムを切断して第1及び第2のフィルムの前記接合領域部分に前記後端部と前記先端部とを形成する切断工程と、
前記吸引ボックス同士を接近移動させて前記形成された第1フィルムの後端部と第2フィルムの先端部とを重ね合わせた接合部を熱溶着することによりフィルム同士を接合する熱溶着工程と、を少なくとも備えたことを特徴とするフィルム同士の熱溶着接合方法。 In the heat welding joining method between the films in which the rear end portion of the belt-like first film and the tip portion of the belt-like second film are superposed on each other,
By superimposing the joining region portions of the first film and the second film and sandwiching them between the flat suction surfaces of the suction boxes disposed opposite to both sides of the joining region portion, A surface pressure applying step for applying surface pressure;
A separation moving step in which, after applying the surface pressure, the first and second films are sucked and held on the suction surfaces of the respective suction boxes, and the suction boxes are moved in a direction in which the overlapping portions are separated from each other; ,
A cutting step of cutting the respective films in a state of separating the first and second films to form the rear end portion and the front end portion in the joining region portion of the first and second films;
A thermal welding step of joining the films together by thermally welding a joint portion where the rear end portion of the formed first film and the leading end portion of the second film are overlapped by moving the suction boxes closer to each other; A method for heat-welding and bonding films to each other.
前記第1フィルムと前記第2フィルムとの接合領域部分を重ね合わせて、該接合領域部分の両側に対向配置された吸引ボックス同士の吸着面で前記第1及び第2のフィルムを吸引保持する吸引保持工程と、
前記重ね合わせ部分を離間させる方向に前記吸引ボックス同士を移動させる離間移動工程と、
前記第1及び第2のフィルムを離間した状態でそれぞれのフィルムを切断して前記接合領域部分に前記後端部と前記先端部とを形成する切断工程と、
前記吸引ボックス同士をフィルム長手方向に移動させて前記第1フィルムの後端部と第2フィルムの先端部とを重ね合わせる重ね幅を調整する重ね幅調整工程と、
前記重ね幅を調整した後に、前記吸引ボックス同士を接近移動させて前記形成された第1フィルムの後端部と第2フィルムの先端部とを重ね合わせた接合部を熱溶着することによりフィルム同士を接合する熱溶着工程と、を少なくとも備えたことを特徴とするフィルム同士の熱溶着接合方法。 In the heat welding joining method between the films in which the rear end portion of the belt-like first film and the tip portion of the belt-like second film are superposed on each other,
Suction that holds the first film and the second film with the suction surfaces of the suction boxes disposed opposite to each other on both sides of the joining region portion by superimposing the joining region portions of the first film and the second film. Holding process;
A separation movement step of moving the suction boxes in a direction of separating the overlapping portions;
A cutting step of cutting each film in a state of separating the first and second films to form the rear end portion and the front end portion in the joining region portion,
An overlap width adjusting step of adjusting the overlap width of overlapping the rear end portion of the first film and the front end portion of the second film by moving the suction boxes in the film longitudinal direction;
After adjusting the overlap width, the suction boxes are moved closer to each other, and the films are formed by heat-welding a joint where the rear end portion of the formed first film and the front end portion of the second film are overlapped. And a heat-welding step for joining the films.
前記第2フィルムを、次に使用する新ロールを巻回支持する第2リールから前記吸引ボックス同士の間まで引き出す第2フィルム引出し工程と、
前記吸引ボックスと前記フィルム延伸処理部との間に設けられ、前記第1及び第2のフィルムを熱溶着接合する所要時間に相当する長さの第1フィルムを貯留し、前記第1フィルムの搬送を停止して熱溶着を行いながら該第1フィルムを前記フィルム延伸処理部へ供給可能とするリザーバ工程と、を備えたことを特徴とする請求項1〜3のいずれか1に記載のフィルム同士の熱溶着接合方法。 First film transport for transporting the first film from a first reel that winds and supports an old roll in use to a film stretching processing section that performs a desired process on the first film through a pair of suction boxes. Process,
A second film drawing step of drawing the second film from the second reel supporting the new roll to be used next to the space between the suction boxes;
The first film is provided between the suction box and the film stretching section, and stores a first film having a length corresponding to the time required for heat-welding and joining the first and second films, and transports the first film. And a reservoir step that allows the first film to be supplied to the film stretching section while performing thermal welding while stopping the film, and the films according to any one of claims 1 to 3 Thermal welding joining method.
前記第1フィルムと前記第2フィルムとを重ね合わせた接合領域部分の両側にそれぞれ対向配置され、平坦な吸着面を有する吸引ボックスと、
前記対向配置された吸引ボックス同士を互いに接近移動及び離間移動させると共に、該吸引ボックス同士の移動に合わせて前記接合領域部分を接近移動及び離間移動させる第1の移動手段と、
前記対向配置された吸引ボックスをそれぞれフィルム長手方向に移動させる第2の移動手段と、
前記対向配置された吸引ボックスの吸着面に吸引力を付与する吸引力発生手段と、
前記第1及び第2のフィルムをそれぞれ切断して前記接合領域部分に前記後端部と前記先端部を形成する切断刃と、
前記第1フィルムの後端部と前記第2フィルムの先端部とを重ね合わせた接合部を熱溶着する熱溶着手段と、
前記第1及び第2の移動手段、前記吸引力発生手段、前記切断刃、及び前記熱溶着手段のON−OFF制御を行う制御手段と、を少なくとも備えたことを特徴とするフィルム同士の熱溶着接合装置。 In the heat welding joining apparatus between the films, in which the rear end portion of the belt-like first film and the tip portion of the belt-like second film are superposed on each other,
A suction box having a flat suction surface, oppositely disposed on both sides of the joining region portion where the first film and the second film are overlapped;
A first moving means for moving the opposingly arranged suction boxes toward and away from each other, and moving the joining region portion toward and away from each other according to the movement of the suction boxes;
A second moving means for moving the suction boxes arranged opposite to each other in the film longitudinal direction;
A suction force generating means for applying a suction force to the suction surface of the suction box disposed oppositely;
A cutting blade that cuts each of the first and second films to form the rear end portion and the front end portion in the joining region portion;
Heat welding means for heat-welding a joint portion where the rear end portion of the first film and the front end portion of the second film are overlapped;
The first and second moving means, the suction force generating means, the cutting blade, and a control means for performing ON-OFF control of the thermal welding means, are provided. Joining device.
前記第2フィルムをロール状に巻回支持する第2リールと、
前記第1フィルムを前記第1リールから前記対向配置された吸引ボックス同士の間を通って該第1フィルムに所望の処理を施すフィルム延伸処理部に搬送する第1フィルム搬送手段と、
前記第2フィルムを前記第2リールから前記対向配置された吸引ボックス同士の間に引き出す第2フィルム引出し手段と、
前記吸引ボックスと前記フィルム延伸処理部との間に設けられ、前記第1及び第2のフィルムを熱溶着接合する所要時間に相当する長さの第1フィルムを貯留し、前記第1フィルムの搬送を停止して熱溶着を行いながら該第1フィルムを前記フィルム延伸処理部へ供給可能とするリザーバ装置と、を備えたことを特徴とする請求項14に記載のフィルム同士の熱溶着接合装置。 A first reel that winds and supports the first film in a roll;
A second reel for supporting the second film in a roll shape;
A first film transporting means for transporting the first film from the first reel to the film stretching unit for performing a desired process on the first film through the opposing suction boxes;
Second film pulling means for pulling out the second film from the second reel between the opposingly arranged suction boxes;
The first film is provided between the suction box and the film stretching section, and stores a first film having a length corresponding to the time required for heat-welding and joining the first and second films, and transports the first film. And a reservoir device capable of supplying the first film to the film stretching unit while performing thermal welding while stopping the heat treatment.
前記製造ラインの上流位置に、請求項1〜9のいずれか1に記載のフィルム同士の熱溶着接合方法を行う工程を備えたことを特徴とする光学フィルムの製造方法。 In a production line for producing an optical film by performing various treatments on the film, in an optical film production method comprising at least a stretching treatment step for stretching the film,
The manufacturing method of the optical film provided with the process of performing the heat welding joining method of the films of any one of Claims 1-9 in the upstream position of the said manufacturing line.
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