JP7460567B2 - 巻き取りロールおよび該巻き取りロールに巻き取られた光学フィルムロール - Google Patents

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Description

本発明は、巻き取りロールおよび該巻き取りロールに巻き取られた光学フィルムロールに関する。
幅広い用途にフィルムが用いられている。このようなフィルムとしては、例えば、画像表示装置に用いられる光学フィルム、食品関係に用いられる包装フィルムが挙げられる。フィルムは、多くの場合、巻き取りロールに巻き取られたフィルムロールとして、保管および輸送され得る。近年、フィルムの薄型化が顕著に進んでいる。フィルムの薄型化が進むにつれて、従来は問題とならなかった打痕が問題となってきている。このような問題は、欠点等に関する許容基準が厳しい光学フィルムにおいて特に顕著である。
特開2011-184152号公報
本発明は上記従来の課題を解決するためになされたものであり、その主たる目的は、巻き取ったフィルムにおける打痕の発生を顕著に抑制し得る巻き取りロールを提供することにある。
本発明の実施形態による巻き取りロールは、円柱状のゴム製コアと、該コアに巻き付けられた樹脂フィルムで構成された平滑化層と、を有する。
1つの実施形態においては、上記巻き取りロールの硬さは、ロールハードネス測定器によるBC値が100g以下である。
1つの実施形態においては、上記樹脂フィルムの厚みは15μm以上である。
1つの実施形態においては、上記樹脂フィルムは、ポリエチレンテレフタレートフィルム、ポリエチレンフィルム。2軸延伸ポリプロピレンフィルムおよび環状オレフィン系樹脂フィルムから選択される。
本発明の別の局面によれば、光学フィルムロールが提供される。この光学フィルムロールは、上記の巻き取りロールに光学フィルムが巻き取られてなる。
1つの実施形態においては、上記光学フィルムは偏光板を含む。
1つの実施形態においては、上記偏光板の厚みは500μm以下である。
本発明の実施形態によれば、巻き取りロールをゴム製コアと該コアにコアに巻き付けられた樹脂フィルムの平滑化層とを有するよう構成することにより、巻き取ったフィルムにおける打痕の発生を顕著に抑制し得る巻き取りロールを実現することができる。
本発明の1つの実施形態による巻き取りロールの長さ方向に直交する方向の概略断面図である。 図1の巻き取りロールの概略斜視図である。 本発明の1つの実施形態による光学フィルムロールの幅方向に直交する方向の概略断面図である。 本発明の実施形態による光学フィルムロールの製造過程の一例を説明する概略斜視図である。
以下、図面を参照して本発明の具体的な実施形態について説明するが、本発明はこれらの実施形態には限定されない。なお、見やすくするために図面は模式的に表されており、さらに、図面における長さ、幅、厚み等の比率、ならびに角度、段差等は、実際とは異なっている。
A.巻き取りロール
図1は、本発明の1つの実施形態による巻き取りロールの長さ方向(巻き取られるフィルムの幅方向)に直交する方向の概略断面図であり;図2は、図1の巻き取りロールの概略斜視図である。図示例の巻き取りロール100は、円柱状のコア10と、コア10に巻き付けられた樹脂フィルム22で構成された平滑化層20と、を有する。コア10は、代表的にはゴム製である。このように、ゴム製の柔らかいコアに樹脂フィルムを巻き付けて平滑化層を形成することにより、巻き取ったフィルムにおける打痕の発生を顕著に抑制することができる。より詳細には以下のとおりである。従来、巻き取りロールとしては、固いコア(例えば、繊維強化プラスチック(FRP)、金属)のみからなるロールが広く用いられている。このようなロールは、巻き取ったロール状態のフィルムにおいて打痕(巻き打痕と称される)が発生するという問題がある。このような問題を解決するために、コア(実質的には、ロール)を柔らかくしたところ、コア自体にキズ等のダメージが入りやすくなり、また、柔らかいことに起因して表面が波打ちまたは凹凸が生じ、これらに起因して打痕が発生し、結局、打痕は十分に抑制されないことがわかった。本発明者らは、巻き取りロールの構成と打痕との関係について鋭意検討した結果、柔らかいコアに所定の樹脂フィルムを巻き付けて平滑化層を形成することにより、固いコア(実質的には、ロール)または柔らかいコア(実質的には、ロール)のいずれの問題点も解決できることを見出し、本発明を完成するに至った。
巻き取りロールは、硬さの指標として、ロールハードネス測定器によるBC値が、好ましくは100g以下であり、より好ましくは27g~80gであり、さらに好ましくは30g~75gであり、特に好ましくは40g~70gである。BC値がこのような範囲であれば、打痕の発生をさらに良好に抑制することができる。なお、ロールハードネス測定器としては、例えば、Tapio Technologies社製「RQP」が挙げられる。
コア10は、代表的には上記のとおりゴム製である。ゴムとしては、本発明の実施形態による効果が得られる限りにおいて任意の適切なゴムが用いられ得る。ゴムの代表例としては、ニトリルゴム、エチレンプロピレンゴム、シリコーンゴム、ブチルゴム、ウレタンなどが挙げられる。好ましくはニトリルゴムまたはウレタンである。これらは、安価かつ入手容易であり、さらに柔らかいという利点がある。
コア10を構成するゴムの硬さ(デュロメータータイプA測定によるもの)は、好ましくは10~100であり、より好ましくは15~95である。硬さがこのような範囲であれば、打痕が発生し難いという利点がある。
コア10の長さは、巻き取るフィルムの幅に応じて適切に設定され得る。コアの長さは、例えば1000mm以上であってもよく、また例えば1000mm~4000mmであってもよく、また例えば1300mm~2000mmであってもよい。コア10の直径は、コアの長さ、フィルムの巻き取り量等に応じて適切に設定され得る。コアの直径は、例えば20mm~400mmであってもよく、また例えば25mm~300mmであってもよい。
平滑化層20を構成する樹脂フィルム22としては、本発明の実施形態による効果が得られる限りにおいて任意の適切な樹脂フィルムが用いられ得る。樹脂フィルムとしては、例えば、ポリエチレンテレフタレート(PET)フィルム、ポリエチレン(PE)フィルム、2軸延伸ポリプロピレン(OPP)フィルム、環状オレフィン系樹脂(COP)フィルムが挙げられる。樹脂フィルムは、これらのフィルムの構成樹脂の組み合わせ(ブレンド、共重合体等)から形成されるフィルムであってもよい。好ましくはPETフィルムである。入手が容易であり、かつ、打痕防止効果に優れるからである。
樹脂フィルムの引張弾性率は、好ましくは1000MPa~8000MPaであり、より好ましくは1500MPa~5000MPaである。引張弾性率がこのような範囲であれば、巻き取りロール作製工程において破断しにくく、搬送しやすいという利点がある。
樹脂フィルムの厚みは、好ましくは15μm以上であり、より好ましくは22μm以上であり、さらに好ましくは27μm以上であり、特に好ましくは35μm以上である。樹脂フィルムの厚みがこのような範囲であれば、上記所望のBC値を実現することができ、打痕の発生をさらに良好に抑制することができる。樹脂フィルムの厚みの上限は、例えば500μmであり得る。樹脂フィルムが分厚すぎると、成形が困難である場合があり、また、コストの増大という問題が生じる場合がある。
樹脂フィルムの巻き付け量は、コアの直径等に応じて適切に設定され得る。樹脂フィルムの巻き付け量は、好ましくは3m以上であり、より好ましくは10m以上であり、さらに好ましくは20m以上であり、特に好ましくは25m以上である。樹脂フィルムの巻き付け量がこのような範囲であれば、所望の平滑化層を形成することができる。その結果、上記所望のBC値を実現することができ、打痕の発生をさらに良好に抑制することができる。樹脂フィルムの巻き付け量を過度に大きくしても効果は実質的に変わらないので、コストの観点から、巻き付け量の上限は、例えば200mであり得る。
コア(巻き取りロール)の長さ方向に直交する方向の断面におけるコアの径方向の平滑化層の厚みTは、好ましくは1mm~200mmであり、より好ましくは1mm~100mmであり、さらに好ましくは2mm~80mmである。コアの直径Dに対する滑化層の厚みTの比率(T/D)は、好ましくは1%~100%であり、より好ましくは1%~50%であり、さらに好ましくは1%~40%であり、特に好ましくは2%~30%である。このような構成であれば、上記所望のBC値を実現することができ、打痕の発生をさらに良好に抑制することができる。
平滑化層は、代表的には、うねり、波打ち、凹凸、ざらつき等のない平坦かつ平滑な表面を有する。このような構成であれば、打痕の発生をさらに良好に抑制することができる。平滑化層は、厚みのばらつきが小さいほど好ましい。平滑化層は、具体的には、1mの任意の10点で測定した厚みのばらつき(最大値と最小値との差)が、好ましくは5μm以下であり、より好ましくは3μm以下であり、さらに好ましくは1μm~2μmである。
巻き取りロールにより巻き取られるフィルムとしては、任意の適切なフィルムが挙げられる。代表例としては、樹脂フィルムの単一フィルムまたは樹脂フィルムを含む積層フィルムが挙げられる。巻き取り対象フィルムの具体例としては、任意の適切な工業用フィルム(例えば、光学フィルム、包装フィルム、テープ用基材フィルム)が挙げられる。好ましくは、光学フィルムである。光学フィルムは欠点等に関する許容基準が厳しいので、本発明の実施形態による効果が顕著であり得る。光学フィルムは、光学的機能を有し、代表的には画像表示装置に適用され得る任意の適切なフィルムであり得る。光学フィルムの具体例としては、偏光子、位相差フィルム、偏光板(代表的には、偏光子と保護フィルムとの積層体)、タッチパネル用導電性フィルム、表面処理フィルム、ならびに、これらを目的に応じて適切に積層した積層体(例えば、反射防止用円偏光板、タッチパネル用導電層付偏光板)が挙げられる。1つの実施形態においては、光学フィルムは偏光板を含む。偏光板の厚みは、例えば500μm以下であってもよく、また例えば30μm~300μmであってもよく、また例えば50μm~170μmであってもよい。上記のとおり、光学フィルムは欠点等に関する許容基準が厳しく、さらに、光学フィルムの薄型化とともに従来は問題とならなかった打痕が問題となっている。したがって、このような薄型の光学フィルム(例えば、偏光板)において、本発明の実施形態による効果が顕著なものとなる。なお、偏光板の厚みとは、偏光子、保護フィルム、およびこれらを積層するための接着剤または粘着剤の合計厚みを意味し、偏光板を画像表示パネルに貼り付けるための粘着剤の厚みは含まない。また、偏光板は、単独の偏光板であってもよく、積層体(例えば、反射防止用円偏光板、タッチパネル用導電層付偏光板)に含まれる偏光板であってもよい。
B.光学フィルムロール
光学フィルムは、本発明の実施形態による巻き取りロールに巻き取られて光学フィルムロールを形成し得る。したがって、光学フィルムロールもまた、本発明の実施形態に包含される。図3は、本発明の1つの実施形態による光学フィルムロールの幅方向(巻き取りロールの長さ方向)に直交する方向の概略断面図である。図示例の光学フィルムロール200は、図1および図2に示すような巻き取りロール100に光学フィルム120が巻き取られてなる。本発明の実施形態による光学フィルムロールは打痕が顕著に抑制されているので、光学フィルムの長尺方向端部まで最終製品として用いることができる。すなわち、本発明の実施形態による光学フィルムロールは、製品歩留まりが高く、結果としてコストを抑制することができる。より詳細には以下のとおりである。巻き取られたフィルムロールにおいて、打痕は多くの場合フィルムロール中心部(すなわち、巻き取りロールに近接する周回部分)に発生する。本発明の実施形態によれば、光学フィルムの巻き取りロールに近接する周回部分におけるこのような打痕を顕著に抑制できるので、光学フィルムの長尺方向端部まで最終製品として用いることができ、歩留まりを高くすることができる。
光学フィルムロールは、任意の適切な方法により作製され得る。1つの実施形態においては、光学フィルムロールは、図4に示すように、本発明の実施形態による巻き取りロールの作製から連続して作製されてもよい。具体的には、樹脂フィルム22のコア10への巻き付けと光学フィルム120の巻き取りとを連続して行ってもよい。この場合、樹脂フィルム22と光学フィルム120とは、任意の適切な手段により取り付けられる。取り付け手段としては、例えば、粘着テープ、接着剤が挙げられる。図示しない実施形態においては、光学フィルムロールは、コア10と平滑化層20とを有する巻き取りロール100に光学フィルム120を巻き取って形成してもよい。
以下、実施例により本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例には限定されない。実施例における評価項目は以下のとおりである。
(1)巻き取りロールの硬さ
実施例および比較例で作製した巻き取りロールについて、ロールハードネス測定器(Tapio Technologies社製、製品名「RQP」)を用いて、長さ方向(巻き取るフィルムの幅方向)に1mmピッチで1300点のBC値を測定し、その平均値を硬さとした。
(2)巻き取りロールの表面状態
実施例および比較例で作製した巻き取りロールの表面状態を目視により観察し、以下の基準で評価した。
○(良好):1mm以上のキズおよび打痕のいずれも認められない
×(不良):1mm以上のキズおよび/または打痕が認められる
(3)光学フィルムロールの欠点数
実施例および比較例で作製した光学フィルムロールから中心部(巻き取りロールに近接する周回部分)の5mを切り出し、打痕および欠点の数を目視により数え、1mあたりの数に換算し、以下の基準で評価した。
◎(優良) :打痕および欠点は認められなかった(合計がゼロ)
○(良好) :打痕および欠点の合計が1個~10個
△(許容可能):打痕および欠点の合計が11個~20個
×(不良) :打痕および欠点の合計が21個以上
<実施例1>
直径152.4mm(6インチ)および長さ1600mmの円柱状のゴム製コアを用意した。当該コアに、厚み50μmのPETフィルムを5m巻き付けて平滑化層を形成し、巻き取りロールを作製した。得られた巻き取りロールのBC値は49gであった。また、得られた巻き取りロールの表面状態は良好であった。
定法により、トリアセチルセルロース(TAC)保護フィルム(厚み25μm)/偏光子(厚み5μm)/アクリル系保護フィルム(厚み20μm)/粘着剤層(20μm)/セパレーターの構成を有する偏光板を作製した。この偏光板1000mを上記で得られた巻き取りロールに巻き取って、光学フィルムロール(偏光板ロール)を作製した。得られた光学フィルムロールの欠点に関する評価は優良であった。
<実施例2~3>
表1に示す巻き付け量でPETフィルムをコアに巻き付けたこと以外は実施例1と同様にして巻き取りロールを作製した。この巻き取りロールを用いたこと以外は実施例1と同様にして光学フィルムロールを作製した。得られた巻き取りロールのBC値および表面状態、ならびに、得られた光学フィルムロールの欠点に関する評価を表1に示す。
<実施例4~12>
表1に示す厚みのPETフィルムを表1に示す巻き付け量でコアに巻き付けたこと以外は実施例1と同様にして巻き取りロールを作製した。この巻き取りロールを用いたこと以外は実施例1と同様にして光学フィルムロールを作製した。得られた巻き取りロールのBC値および表面状態、ならびに、得られた光学フィルムロールの欠点に関する評価を表1に示す。
<比較例1>
実施例1のコアをそのまま巻き取りロールとした。すなわち、PETフィルムを巻き付けなかったこと以外は実施例1と同様にして巻き取りロールを作製した。この巻き取りロールを用いたこと以外は実施例1と同様にして光学フィルムロールを作製した。得られた巻き取りロールのBC値および表面状態、ならびに、得られた光学フィルムロールの欠点に関する評価を表1に示す。
<比較例2>
直径152.4mm(6インチ)および長さ1600mmの円柱状のFRP製コアを用いたこと以外は実施例4と同様にして巻き取りロールを作製した。この巻き取りロールを用いたこと以外は実施例1と同様にして光学フィルムロールを作製した。得られた巻き取りロールのBC値および表面状態、ならびに、得られた光学フィルムロールの欠点に関する評価を表1に示す。
<比較例3~4>
表1に示す巻き付け量でPETフィルムをコアに巻き付けたこと以外は比較例2と同様にして巻き取りロールを作製した。この巻き取りロールを用いたこと以外は実施例1と同様にして光学フィルムロールを作製した。得られた巻き取りロールのBC値および表面状態、ならびに、得られた光学フィルムロールの欠点に関する評価を表1に示す。
<比較例5>
比較例2のコアをそのまま巻き取りロールとした。すなわち、PETフィルムを巻き付けなかったこと以外は比較例2と同様にして巻き取りロールを作製した。この巻き取りロールを用いたこと以外は実施例1と同様にして光学フィルムロールを作製した。得られた巻き取りロールのBC値および表面状態、ならびに、得られた光学フィルムロールの欠点に関する評価を表1に示す。
Figure 0007460567000001
<評価>
表1から明らかなように、本発明の実施例によれば、光学フィルムロールの打痕および欠点が比較例に比べて顕著に抑制されていることがわかる。
本発明の実施形態による巻き取りロールは、任意の適切なフィルムの巻き取りに用いられ、特に、光学フィルムの巻き取りに好適に用いられる。
10 コア
20 平滑化層
22 樹脂フィルム
100 巻き取りロール
120 光学フィルム
200 光学フィルムロール

Claims (5)

  1. 円柱状のゴム製コアと、該コアに巻き付けられた樹脂フィルムで構成された平滑化層と、を有する、巻き取りロールであって、
    該樹脂フィルムの厚みが20μm~50μmであり、
    該巻き取りロールの硬さは、ロールハードネス測定器によるBC値が32g~68gであり、
    該コアの長さ方向に直交する方向の断面における該コアの径方向の平滑化層の厚みTが1mm~200mmである、
    巻き取りロール。
  2. 前記樹脂フィルムが、ポリエチレンテレフタレートフィルム、ポリエチレンフィルム、2軸延伸ポリプロピレンフィルムおよび環状オレフィン系樹脂フィルムから選択される、請求項1に記載の巻き取りロール。
  3. 請求項1または2に記載の巻き取りロールに光学フィルムが巻き取られてなる、光学フィルムロール。
  4. 前記光学フィルムが偏光板を含む、請求項3に記載の光学フィルムロール。
  5. 前記偏光板の厚みが500μm以下である、請求項4に記載の光学フィルムロール。
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