JP5892463B2 - 導光板の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、導光板の製造方法に関し、特に、一方の面に粘着層を有する保護フィルムを樹脂板の少なくとも一方の面に粘着層を介して貼付し、少なくとも一方の面に保護フィルムを貼付した樹脂板に打ち抜き加工を施して導光板を製造する方法に関する。

樹脂板、特にアクリル樹脂板は優れた光学特性を有しているため、レンズ、自動車部品、照明部品、各種電子ディスプレイ等に用いられる導光体として使用されている。このような導光体は、原材料であるアクリル製の樹脂板に打ち抜き加工などを施して製造される。ここで、樹脂板を輸送及び加工する際に、表面に傷が付いてしまうと、傷により光の散乱が起こってしまい、導光板に求められる光学的性質を達成できなくなる。そこで、樹脂板の表面が傷つくのを防止するべく、予め樹脂板の表面に保護フィルムを貼付しておき、表面に保護フィルムが貼付された状態の樹脂板を打ち抜き加工等をすることが行われている（例えば、特許文献１、２参照）。

特開２００５−１３１７８３号公報 特開平８−１７００５６号公報

このように、表面に保護フィルムを貼付した樹脂板に打ち抜き加工等をする方法では、樹脂板を切断した際に、入光面となる端面部に割れや欠けが生じてしまう虞がある。このように樹脂板の端面部に割れや欠けが生じてしまうと、端面の割れや欠けの部分において入光する光が散乱してしまい、導光体に必要とされる光の長光路透過率が大きく低下してしまうという問題がある。

本発明は上記の問題に鑑みなされたものであり、表面保護フィルムが貼付された樹脂板を打ち抜き加工する際に、樹脂板の端面に割れや欠けが生じるのを防止することを目的とする。

本発明の導光板の製造方法は、一方の面に粘着層を有する保護フィルムを、透明な樹脂板の少なくとも一方の面に粘着層を介して貼付し、少なくとも一方の面に保護フィルムを貼付した樹脂板に打ち抜き加工を施して導光板を製造する方法であって、保護フィルムの破断点伸び率が１００％以下であり、粘着層の粘着力が０．０５Ｎ／１０ｍｍ以下であることを特徴とする。

上記の構成の本発明によれば、打ち抜き加工時に保護フィルムが伸びることがなく、樹脂板を切断するための力が保護フィルムに逸脱してしまうことを防止できるため、打ち抜き刃から作用する力が樹脂板に集中し、保護フィルムを容易に断ち切ることが可能になる。このように、樹脂板に集中して力が作用するため、スムーズに打ち抜き加工を行うことができ、打ち抜き端面に割れや欠けが生じるのを防止できる。

さらに、保護フィルムの粘着力を０．０５Ｎ／１０ｍｍ以下とすることにより、保護フィルムと樹脂板が必要以上に密着することがないため、打ち抜き加工時に保護フィルムに打ち抜き刃から力が伝達されたとしても、打ち抜き刃から保護フィルムに作用する力が樹脂板に伝わるのを防止できる。これにより、樹脂板の打ち抜き端面に割れや欠けが生じるのを防止できる。

好ましくは、本発明において、樹脂板がアクリル樹脂からなる。
上記の構成の本発明によれば、アクリル樹脂は透明性が高いため、高品質の導光板を製造することができる。

好ましくは、本発明において、アクリル樹脂の２５℃における貯蔵弾性率が２０００ＭＰａ以下である。
上記の構成の本発明によれば、アクリル樹脂板が柔軟になるため、打ち抜き加工時に、力が保護フィルムから樹脂板に伝達されたとしても、この力に応じてアクリル樹脂が変形することができるため、割れや欠けの発生を低減することが可能になる。

好ましくは、本発明において、樹脂板の厚さが１０００μｍ以下である。
樹脂板は、厚みが厚くなると、その分、打ち抜き刃が樹脂板に深く打ち込まれることとなる。また、打ち抜き刃は、その厚さが刃先から徐々に大きくなるような形状を呈している。このため、刃が樹脂板に深く打ち込まれると、厚さが大きい部分まで樹脂板に打ち込まれることとなりクラックを生じやすい。これに対して、上記の構成の本発明によれば、樹脂板の厚さを１０００μｍ以下とすることにより、刃の厚みの薄い刃先で切断することができるため、打ち抜き加工時に生じる割れや欠けを低減することが出来る。

本発明によれば、表面保護フィルムが貼付された樹脂板を打ち抜き加工する際に、樹脂板の端面に割れや欠けが生じるのを防止することができる。

本発明の一実施形態による導光板の製造方法を説明するための概略図であり、樹脂板に保護フィルムを貼付した状態を示す。 本発明の一実施形態による導光板の製造方法を説明するための概略図であり、保護フィルムが貼付された樹脂板を打ち抜き加工機により打ち抜き加工する様子を示す。 本発明に用いることができる上方及び下方の打ち抜き刃を有する構成の打ち抜き加工機の例を示す図である。 本発明に用いることができる下方から切断材料受けを上昇させる構成の打ち抜き加工機の例を示す図である。

以下、本発明の導光板の製造方法の一実施形態を詳細に説明する。
図１は、本発明の一実施形態による導光板の製造方法を説明するための概略図であり、樹脂板に保護フィルムを貼付した状態を示す。
本実施形態では、例えば、薄型液晶ディスプレイ、フラットパネルディスプレイ、プラズマディスプレイ、携帯電話ディスプレイ、携帯電話キーパッド照明、パソコンキーボード照明及び看板等に用いられるサイドライト型導光板などに用いられる無色透明の導光板を製造する場合について説明する。

図１に示すように、樹脂板１０の片面に保護フィルム１１を貼付する。この保護フィルム１１は、輸送時及び打ち抜き加工時に生ずる恐れのある傷や汚れを防止するとともに、後述するように、打ち抜き加工時において樹脂板１０の端面に割れや欠けが生じるのを防止するために貼付される。そして、図２〜４に示すように、保護フィルム１１が貼付された樹脂板１０を打ち抜き加工機１２、１５、１６により打ち抜き加工することにより導光板を製造する。以下、本実施形態の導光板の製造方法で用いられる樹脂板１０、保護フィルム１１、及び打ち抜き加工機１２、１５、１６について詳細に説明する。

＜樹脂板＞
まず、本実施形態で打ち抜き加工の対象となる樹脂板１０について説明する。
本実施形態では、樹脂板として、厚さが１０００μｍ以下の樹脂板を用いることが好ましく、６００μｍ以下のものがより好ましく、４００μｍ以下のものがさらに好ましい。樹脂板は、厚みが厚くなると、その分、刃が樹脂板に深く打ち込まれることとなる。これに対して、打ち抜き刃は、図２〜４に示すように、厚さが刃先から徐々に大きくなるような形状を呈している。このため、打ち抜き刃が樹脂板に深く打ち込まれると、打ち抜き刃の厚さが大きい部分まで樹脂板に打ち込まれることとなりクラックを生じやすい。これに対して、樹脂板の厚さを薄くすることにより、刃の厚みの薄い刃先で切断することができるため、打ち抜き加工時に生じる割れや欠けを低減することが出来る。

本実施形態で用いるに用いられる樹脂板は、アクリル樹脂製であることが好ましい。アクリル樹脂はその透明性から打ち抜き加工後に導光板として使用するのに適している。
また、アクリル樹脂板の貯蔵弾性率は２５℃の条件で２０００ＭＰａ以下であることが好ましい。このように、アクリル樹脂板の貯蔵弾性率が２５℃の条件で２０００ＭＰａ以下であることにより、アクリル樹脂が柔軟になるため、打ち抜き加工時に、力が保護フィルムから樹脂板に伝達されたとしても、この力に応じてアクリル樹脂が変形することができるため、より効果的に打ち抜き加工時にアクリル樹脂板に生じる割れや欠けを低減することが可能になる。

さらに、アクリル樹脂板はその組成内にアクリルゴム成分やメタクリレートとアクリレートのブロック共重合体、分子量が５００以上であるジ（メタ）アクリレートといった軟質成分を含むことが好ましい。

これら軟質成分を含むことで、２５℃での貯蔵弾性率を２０００ＭＰａ以下とすることができ、これにより、打ち抜き加工時にアクリル樹脂板に生じる割れや欠けを低減することが可能になる。なお、アクリル樹脂板の透明性を確保するため、軟質成分として用いるジ（メタ）アクリレートは分子量が５００以上であることが好ましい。
なお、本実施形態では、アクリル樹脂製の樹脂板を用いる場合について説明するが、これに限らず、その他の樹脂材からなる樹脂板に対しても本発明を適用できる。

＜保護フィルム＞
図１に示すように、保護フィルム１１では、シート材からなる基材１３の片面に粘着層１４が設けられ、この粘着層１４が樹脂板１０に付着することになる。
基材１３としては、例えばポリエチレンなどのオレフィン樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂などの熱可塑性樹脂からなるフィルムを用いることができる。粘着層１４としては、エチレン−酢酸ビニル共重合体、アクリル系粘着剤、直鎖状低密度ポリエチレンなどからなる。

また、本実施形態で用いる保護フィルム１１は、破断点伸び率が１００％以下であり、好ましくは、破断点伸び率は５０％以下であり、より好ましくは２０％以下である。
保護フィルム１１の伸び率が１００％より大きい場合には、樹脂板切断時に保護フィルム１１が破断する際に保護フィルム１１が伸びてしまい、樹脂板１０を切断するための力が保護フィルム１１に逸脱してしまい、樹脂板１０を切断する力が小さくなってしまう。これに対して、破断点伸び率を１００％以下とすることで、打ち抜き加工時に保護フィルム１１が伸びることがなく、樹脂板１０を切断するための力が保護フィルム１１に逸脱してしまうことを防止できるため、打ち抜き刃から作用する力が樹脂板１０に集中し、保護フィルム１１を容易に断ち切ることが可能になる。このように、樹脂板１０に集中して力が作用するため、スムーズに打ち抜き加工を行うことができ、打ち抜き端面に割れや欠けが生じるのを防止できる。

なお、保護フィルム１１の破断点伸び率は例えば、ＪＩＳ Ｋ６２５１に準拠する以下の方法で測定することができる。
まず、株式会社ダンベル製のスーパーダンベルカッター（登録商標）ＳＤＫ−１００Ｄを用いてダンベル状１号型の保護フィルムの試験片を３枚作成する。次に、得られた試験片について、株式会社オリエンテック製のテンシロン万能材料試験機を使用して室温２５℃及び引張速度５００ｍｍ／分で３回の引張試験を実施し、得られた値の平均値を破断点伸び率とする。

また、本実施形態で用いる保護フィルム１１は、粘着力が０．０５Ｎ／１０ｍｍ以下であり、より好ましくは、０．０１Ｎ／１０ｍｍ以下である。
保護フィルム１１の粘着力を０．０５Ｎ／１０ｍｍ以下とすることにより打ち抜き加工時に保護フィルム１１と樹脂板１０が必要以上に密着することがないため、打ち抜き加工時に保護フィルム１１に打ち抜き刃から力が伝達されたとしても、打ち抜き刃から保護フィルム１１に作用する力が樹脂板１０に伝わるのを防止できる。これにより、樹脂板１０の打ち抜き端面に割れや欠けが生じるのを防止できる。

さらに、保護フィルム１１を剥がす際、粘着層１４の一部が剥離して樹脂板１０の表面に残るいわゆる「糊残り」が生じ、樹脂板１０に異物として残ってしまい外観、光の均一な透過性に悪影響が出ることが考えられるが、保護フィルム１１の粘着力を０．０５Ｎ／１０ｍｍ以下とすることで、「糊残り」を低減させることが可能になる。

なお、保護フィルム１１の粘着力はＪＩＳ Ｚ０２３７に準拠して例えば、以下のように測定することができる。まず、幅２５ｍｍの保護フィルム１１を、アセトンで洗浄したＳＵＳ３０４鋼板に貼り付け、試験片する。そして、このＳＵＳ板から保護フィルム１１を剥離するのに、株式会社島津製作所製の精密万能試験機オートグラフ ＡＧ−１０ＮＸｐｌｕｓを用いて引っ張り速度３００ｍｍ／分で１８０°剥離を実施し、剥離強度（Ｎ／１０ｍｍ）を測定した。

本実施形態の保護フィルム１１の厚さとしては２５〜１５０μｍが好ましく、４０〜１００μｍがより好ましい。これは、保護フィルム１１の厚さが２５μｍより薄い場合には、十分な樹脂板１０の保護効果を得られなくなってしまい、また、１５０μｍより厚いと、樹脂板１０に貼り付けたり、剥がしたりする際の作業性が低下し、さらに、打ち抜き加工時に保護フィルム１１が切断の障害となり打ち抜き加工の作業性が低下してしまうためである。

保護フィルム１１としては、樹脂板１０の内部に混入した異物の有無を確認しやすいように、透明なものが好ましい。なお、本実施形態では、保護フィルム１１を樹脂板１０の片面にのみ貼付しているが、樹脂板１０の両面の傷付きを防止するために、樹脂板１０の両面に保護フィルム１１を貼付することがより好ましい。

保護フィルム１１を樹脂板１０の両面に貼付する場合には、加工前の樹脂板１０および加工後の導光板の表裏を判別するために、樹脂板１０の一方の表面には着色された有色で透明な保護フィルム１１を貼付し、他方の表面には無色で透明な保護フィルム１１を貼付する、あるいは、両面にそれぞれ異なる色に着色された有色で透明な保護フィルム１１を貼付するとよい。なお、樹脂板１０の表裏を判別する必要がない場合には、同じ色に着色された有色の保護フィルム１１を両面に貼付してもよいし、無色の保護フィルム１１を両面に貼付してもよい。

＜打ち抜き加工機＞
本実施形態では、図２に示すように、樹脂板１０の上方又は下方のいずれか一方側（図２では上方側）に打ち抜き刃１２Ａを有し、樹脂板１０の他方側には切断材料受け１２Ｂを有する打ち抜き加工機を用いて、打ち抜き加工を行う。打ち抜き刃１２Ａは切断材料受け１２Ｂに向かって上下方向に移動可能である。打ち抜き加工を行う際には、樹脂板１０を切断箇所が上方の打ち抜き刃１２Ａの直下に位置するように配置し、上方の打ち抜き刃１２Ａを降下させて（図２の矢印方向）、樹脂板１０に押し込むことにより、樹脂板１０を切断する。

なお、本実施形態では、図２に示すように、上方に打ち抜き刃１２Ａが設けられ下方に切断材料受け１２Ｂが設けられた打ち抜き加工機１２を用いているが、図３に示すような、上方及び下方の打ち抜き刃１５Ａ、１５Ｂを有する打ち抜き加工機１５を用いてもよい。この打ち抜き加工機では、下方の打ち抜き刃１５Ｂは、刃先が鉛直上方に向くように固定されている。上方の打ち抜き刃１５Ａは、下方の打ち抜き刃１５Ｂの鉛直上方に配置され、刃先が鉛直下方に向くように設けられており、上下方向に移動可能である。打ち抜き加工を行う際には、樹脂板１０を切断箇所が下方の打ち抜き刃１５Ｂの上に位置するように配置し、上方の打ち抜き刃１５Ａを降下させて樹脂板１０を上方及び下方の打ち抜き刃１５Ａ、１５Ｂにより挟み込むことにより、樹脂板１０を切断する。

また、図４に示すように、樹脂板１０の上方又は下方の何れか一方側（図４では上方側）に打ち抜き刃１６Ａを固定して配置し、樹脂板１０の他方側に切断材料受け１６Ｂを配置し、切断材料受け１６Ｂを打ち抜き刃１６Ａに向かって（図４の矢印方向）押し込むことで樹脂板１０を切断する打ち抜き加工機１６を用いても良い。特に、このように切断材料受け１６Ｂを打ち抜き刃１６Ａに向かって押し込む切断方法は、打ち抜き刃１６Ａの位置が安定し、樹脂板１０に瞬間的に力を加えることができるため、樹脂板１０の端面に割れや欠けを生じること無く加工できる。

また、打ち抜き加工に用いる打ち抜き刃としては、その種類は限定されないが、トムソン刃、あるいは彫刻刃を用いることが好ましい。トムソン刃、あるいは彫刻刃を用いることで、アクリル樹脂板の端面に割れ、欠けを生じること無く良好に加工できる。また、打ち抜き刃は、その形状として直線状、円弧状、微細なレンズ形状などが挙げられるが、打ち抜き加工した樹脂板の端面から光を入射させることを考慮すると、光が入射し易い直線状、あるいは微細なレンズ形状が望ましい。

以下、本発明の実施例を説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
本実施例では、アクリル樹脂板の表面に後述する保護フィルムＡ−Ｅを室温条件で貼付し、この保護フィルムを貼り合わせたアクリル樹脂板に打ち抜き加工を施した。

アクリル樹脂板は以下のようにして製造した。まず、ポリブチレングリコールジメタクリレート（三菱レイヨン株式会社製、商品名：アクリエステルＰＢＯＭ）２０部（「部」は「質量部」を示す。以下同じ）、メチルメタクリレート（三菱レイヨン株式会社製、商品名：アクリエステルＭ）８０部、重合開始剤（α）として１−ヒドロキシ−シクロヘキシル−フェニル−ケトン０．３部及び剥離剤としてスルホ琥珀酸ジ（２−エチルヘキシル）ナトリウム０．０５部（５００ｐｐｍ）を混合し、アクリル系組成物を得た。

次に、縦３００ｍｍ及び横３００ｍｍのガラス板を、ポリ塩化ビニル製ガスケットを介して０．４ｍｍ間隔で相対させて鋳型を形成し、形成された鋳型内に減圧下で脱気処理を行ったアクリル系組成物を注入した。アクリル系組成物を注入した鋳型にケミカルランプ（東芝ライテック株式会社製、商品名：ＦＬ２０ＳＢＬ）を用いてピーク照度２．１ｍＷ／ｃｍ²及び積算光量３，７８０ｍＪ／ｃｍ²で紫外線を照射してアクリル系組成物の光重合を行った。その後、鋳型を室温まで冷却し、型枠を脱枠して、平均厚さ約４００μｍの成形体を得た。
このようにして製作されたアクリル樹脂板の貯蔵弾性率は、１９２０（ＭＰａ）であった。

なお、貯蔵弾性率は、アクリル樹脂板を幅６ｍｍ、長さ５０ｍｍの短冊状に切り取り、動的粘弾性測定装置（商品名：ＥＸＳＴＡＲ ＤＭＳ６１００、エスアイアイ・ナノテクノロジー株式会社製）を使用して、窒素雰囲気下、周波数１Ｈｚ、温度範囲０〜１５０℃、昇温速度２℃／分の測定条件で測定した。

アクリル樹脂板に貼付した保護フィルムＡ−Ｅは以下の通りである。
保護フィルムＡ：ＳＵＮＹＴＥＣＴ ＰＡＣ４Ｋ−９０（株式会社サンエー化研製、厚み９０μｍ、基材：高密度ポリエチレン）
保護フィルムＢ：Ｓｉｌｉｃｏｎ Ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ：（東洋包材株式会社製開発品、厚み７５μｍ、基材：ポリエチレンテレフタレート）
保護フィルムＣ：ＳＵＮＹＴＥＣＴ ＰＡＣ３−７０（株式会社サンエー化研製、厚み７０μｍ、基材：低密度ポリエチレン）
保護フィルムＤ：Ｅ−ＭＡＳＫ Ｒ−２００（日東電工株式会社製、厚み６５μｍ、基材：低密度ポリエチレン）
保護フィルムＥ：ＤＰ−１０２０（日立化成工業株式会社製、厚み４０μｍ、基材：ポリプロピレン）

予め、アクリル樹脂板に貼付される保護フィルムＡ−Ｅについて、破断点伸び率及び粘着力が測定した。
保護フィルムの破断点伸び率は、以下のようにして測定した。まず、ＪＩＳ Ｋ６２５１に準拠して、スーパーダンベルカッター（株式会社ダンベル製、ＳＤＫ−１００Ｄ（商品名））を用いてダンベル状１号型の保護フィルムの試験片を３枚作成する。そして、得られた試験片について、テンシロン（株式会社オリエンテック製、商品名）を使用して室温２５℃及び引張速度５００ｍｍ／分で３回の引張試験を実施し、得られた値の平均値を破断点伸び率とした。

また、保護フィルムの粘着力は、例えば、以下のようにして測定した。まず、ＪＩＳ Ｚ０２３７に準拠して２５ｍｍ幅の保護フィルムを用い、これをアセトンで洗浄したＳＵＳ３０４鋼板に貼り付け、試験片とした。そして、このＳＵＳ板から保護フィルムを剥離するのに、オートグラフにて引っ張り速度３００ｍｍ／分で１８０°剥離を実施し、剥離強度（Ｎ／１０ｍｍ）を測定する。

表１に示すように、保護フィルムＡ、Ｂは、破断点伸び率が１００％以下、かつ粘着層の粘着力が０．０５Ｎ／１０ｍｍ以下であった。また、保護フィルムＣは、破断点伸び率が１００％より大きく、保護フィルムＤは保護フィルムの粘着力が０．０５Ｎ／１０ｍｍより大きく、保護フィルムＥは、破断点伸び率が１００％より大きく、かつ、粘着力が０．０５Ｎ／１０ｍｍより大きかった。
なお、以下、保護フィルムＡ−Ｅをアクリル樹脂板に貼付したものをそれぞれ、実施例１、２及び比較例１−３とする。

上記作製した実施例１、２及び比較例１−３それぞれについて、株式会社ダイテックス製の微細構造サーボプレス機を用いて図３に示される方法により打ち抜き加工を実施した。そして、打ち抜いたアクリル樹脂板の端面について光学顕微鏡を用いて観察し、割れ又は欠けが端面に見られるかどうかを評価した。割れ、欠けが見られないものを良、割れや欠けが見られるものを不良とした。実施例１、２及び比較例１−３についての打ち抜き加工性を以下の表１に示す。

保護フィルムの破断点伸び率が１００％以下、かつ粘着層の粘着力が０．０５Ｎ／１０ｍｍ以下である実施例１及び２は、打ち抜き加工後の端面には割れや欠けが見られなかった。
これに対して、上記の破断点伸び率が１００％より大きい、または、粘着層の粘着力が０．０５Ｎ／１０ｍｍよりも大きい比較例１−３は、打ち抜き加工後の端面に割れや欠けの発生が見られた。

１０ 樹脂板
１１ 保護フィルム
１２、１５、１６ 打ち抜き加工機
１３ 基材
１４ 粘着層

Claims (4)

1. 一方の面に粘着層を有する保護フィルムを、透明な樹脂板の少なくとも一方の面に前記粘着層を介して貼付し、前記少なくとも一方の面に保護フィルムを貼付した樹脂板に打ち抜き加工を施して導光板を製造する方法であって、
   前記保護フィルムの破断点伸び率が１００％以下であり、前記粘着層の粘着力が０．０５Ｎ／１０ｍｍ以下であることを特徴とする方法。
2. 前記樹脂板がアクリル樹脂からなる請求項１に記載の方法。
3. 前記アクリル樹脂の２５℃における貯蔵弾性率が２０００ＭＰａ以下である請求項２に記載の方法。
4. 前記樹脂板の厚さが１０００μｍ以下である、請求項１から３のいずれか１項に記載の方法。

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