JPH0745186A - ３次元曲面上へのフィルム積層方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】均一な密着がきわめて困難な３次元形状のパネ
ル面の上に、フィルムを均一に欠陥なく密着させる。 【構成】フィルム２と表示部の曲面の間に接着剤を介
し、柔軟な材料よりなる湾曲したローラー３を用いてフ
ィルム２を曲面上に押し付けながらこれを回転させるこ
とによって曲面上にフィルム２を貼り付ける３次元曲面
形状表示部へのフィルム積層方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、フィルムを全面パネル
表面に積層した安全性が高くかつ軽量なテレビ用やディ
スプレイ用ブレウン管の製造法において、３次元曲面の
パネル表面にフィルムを積層する方法を提供するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】液晶テレビやディスプレイの表示部に反
射防止、着色、耐擦傷性その他の機能を持つフィルムを
ガラスやプラスチック板および他のフィルムと積層した
ものは、一般的に用いられている。これらの積層体は平
板形状をしているため、フィルムどうしあるいはガラス
板やプラスチック板のように剛性がある板にフィルムを
積層する方法としては、通常のニップローラーによる積
層方法が用いられている。

【０００３】現在はいわゆるブラウン管を用いた表示装
置の場合にはその表示用パネル表面にフィルムを積層し
たものは市販されてはいないが、今後フィルムの高機能
化にともない実用化の可能性が高い。ブラウン管は耐圧
性が必要であることから、そのパネル形状は円柱側面形
状（２次元曲面）あるいは３次元曲面形状で作られてい
る。２次元曲面形状持つパネル面にフィルムを積層する
場合には、平板上に積層するのと同様に通常のローラー
を用いてこれを回転させながらフィルムを曲面に沿って
押し付けることにより容易に積層できる。しかしながら
パネル面が３次元形状の場合には通常のローラーでは曲
面との間に隙間を生じることから、フィルム積層が不可
能である。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、従来のロー
ル積層技術が有する３次元曲面パネルへの積層が不可能
という問題を解決するための、フィルム積層方法を提供
するものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】以下、本発明の詳細な実
施態様を実施例にしたがって説明する。図１は本発明に
おける積層装置を用いてフィルムを貼付けている様子を
側面から見た図であり、中心部の断面図で示している。
また図２は正面から見た図である。図１および図２にお
いてフィルム２は巻出し部に取り付けられたロール１よ
り一定の張力をもって繰り出され、湾曲ローラー３によ
ってホルダー５に固定されたブラウン管４のパネル曲面
上の端部に密着させられる。次いでホルダー５に固定さ
れたパネルはコンベア上を図の矢印方向に移動させら
れ、同時にその速度と同期した速度で湾曲ローラー３が
回転することによりフィルム２はパネル端部から逆の端
部へと順に曲面にローラーで押し付けられることにより
均一に密着させられる。この時端部と中央部で多少曲率
が異なっていても、ローラーの柔軟性によりパネル曲面
の形状に追随することができ、密着性が確保される。

【０００６】またパネルの移動にともなってパネル面の
高さが変化するが、湾曲ローラーの高さをパネル面高さ
にしたがって上下させるか、あるいはパネル面の高さを
上下させることによってローラーのパネルへの押し付け
圧力をできるだけ一定に保ち、フィルムの密着を円滑に
行うことができる。

【０００７】上記湾曲ローラーでフィルムをパネルに密
着させる際に、フィルムに接着剤を塗布しておくか、接
着剤をパネル表面に塗布しておく、あるいは最初にパネ
ルの端部にフィルムを押し付けたときにフィルムとパネ
ルの間に接着剤を流し込みその後ローラー回転にともな
ってフィルムの密着と接着剤の流延を同時に行い、その
後接着剤をその種類に応じて加熱、ＵＶ光照射等の処理
を行うことによって硬化させ、フィルムをパネル上に積
層接着することができる。

【０００８】湾曲ローラーは図３に示すように、その本
体部分９がゴム弾性体やエラストマーのような柔軟な材
質からなっており、この本体部分の両端に回転軸１０を
取付けた構造からなっている。また場合によっては本体
部分の中心部が空洞である円筒状１１にすることで、更
に柔軟性を向上させることもできる。ローラー本体部分
は、良好な曲面追随性を得るためにあらかじめパネルの
曲率に近似した曲がった形状で製作することもできる
が、パネル曲率半径が大きくて曲がりが小さい場合に
は、通常の円筒や円柱形状で製作してもよい。ローラー
の湾曲度は、初期的には製作形状およびローラー軸受け
の設置角度によってパネル曲面形状に近い形状になるよ
うに設定される。しかしながら実際にフィルムを貼り付
ける時点においては、パネル曲面に押し付けられること
によってパネルの形状に一致するようにローラー形状が
柔軟に変化することができるため、フィルムをパネルの
全面に密着させることができる。

【０００９】さらにローラー形状をよりパネル曲面に沿
わせる方法として、図４に示すように湾曲ローラー３の
パネル接触面と反対側にバネやエアシリンダー１３を持
つ小型の加圧ローラー１２を複数個設け、湾曲ローラー
３をバックアップする方法がある。これらのバックアッ
プローラー１２はエアシリンダー１３の加圧力やバネ取
り付け部に設けた調整ネジによって湾曲ローラー３を押
し付ける圧力を自由に調整可能であり、これによってパ
ネル曲面形状に合わせてローラーの湾曲度を微調節し、
ローラーとパネル面との密着をより均一にすることが可
能である。

【００１０】パネル面の高さの変化に対応する方法とし
ては、湾曲ローラーの高さを変化させる方法と、パネル
そのものを上下させて高さを一定に保つ方法がある。前
者の具体的な方法として、例えば図５に示すように、ロ
ーラーの軸受け部１４をバネやエアシリンダー１５で支
えたスライド構造を用いることにより達成される。また
図６に示すように、回転可能なアーム１６部分にローラ
ー軸受け部１４を設け、バネやエアシリンダー１５を用
いてローラー３を押し付けることもできる。後者の具体
的方法としては、図７に示すようにブラウン管４を保持
する部分１７をバネやエアシリンダー１５を用いること
によって、上下することが可能でかつ常にローラーにパ
ネルをある力で押し付け、フィルムとパネルの密着性を
保つことができる。

【００１１】本方法において好適に用いられるフィルム
の材質としては、透明なウレタン樹脂、ポリエチレンテ
レフタレート樹脂、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹
脂等が例示される。これらのフィルムは必要に応じ着
色、表面エンボス加工、表面ハードコート加工、帯電防
止加工等をなすことができる。これらの中において、表
面自己修復性のあるウレタンフィルムか、あるいは表面
ハードコート加工をされたフィルムを少なくとも１層含
むフィルムを用いることが、耐久性を高めるうえで特に
好ましい。

【００１２】本発明においてウレタンフィルムのような
比較的柔軟なフィルムを用いた場合、フィルムが湾曲ロ
ーラーでパネルに押し付けられたときに、フィルム自体
が伸びたり変形したりすることができるため、３次元曲
面のパネル上にシワなく均一に密着させることができ
る。

【００１３】一方、ポリエチレンテレフタレート樹脂、
アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂等の熱可塑性樹脂
からなり比較的剛性の高いフィルムを用いた場合には、
湾曲ローラーを用いて３次元形状の曲面に密着させるこ
とはできるが、フィルム変形が極めて小さいため、特に
周辺部にシワが発生し易い。このようなフィルムを用い
る場合には、湾曲ローラー積層の前処理として、フィル
ムを予めパネルの曲面と近似の形状に予備成形しておく
ことによって、シワの問題を解決することができる。

【００１４】予備成形の方法としては、フィルムを軟化
温度近傍に加熱し、これをパネルと同一曲面形状の型に
密着させることによって達成できる。具体的には図８に
示すように、パネル曲面と同一形状を持つプレス型１８
を加熱し、その間にパネルの大きさに見合ったサイズに
切り出したフィルム２を挟んでプレスした後取り出すこ
とによって予備成形する方法、あるいはフィルム２をあ
らかじめ加熱したのち温度が低下しないようにすばやく
常温のプレス型１８に挟んで冷却、成形する方法を用い
ることができる。また図９に示すように、パネルと同一
形状の面を持つ型１９の上に加熱したフィルム２をお
き、フィルム２の自重や型とフィルムの間を減圧にする
ことによってフィルム２を型１９の表面に沿った形に成
形することもできる。場合によっては、成形型のあるい
はその一部の替りに実際のパネルをダミーとして使用す
ることもできる。

【００１５】予備成形されたフィルムは、パネル曲面上
におかれた後湾曲ローラーを用いてパネル面に押し付け
られる。即ち、予備成形の必要がない場合にはフィルム
はロールより連続的に巻出されて湾曲ローラーによって
パネル面に押し付けられていくが、予備成形する場合に
は、フィルムはバッチ的にパネル上に載せられるという
工程上の小さな差異はあるが、湾曲ローラーで密着させ
る原理は全く同一である。

【００１６】さらに合理的な方法として、切り出したフ
ィルムを加熱した後に実際に張りつけるパネル上におい
て自重で予備成形した後に湾曲ローラーで押し付ける方
法、あるいは切り出したフィルムを実際に貼り付けるパ
ネル上においてヒーターで加熱することによって自重で
予備成形を行い、その後湾曲ローラーで押し付ける方法
を採用することもできる。この工程を図１０に示す。こ
れらの方法では、予備成形の型の必要もなく、工程も非
常に簡略化できる。

【００１７】このように、剛性のある熱可塑性樹脂から
なるフィルムを用いる場合であっても、以上述べたよう
な予備成形によって予めフィルム２をパネル曲面と近似
の形状に成形した後、湾曲ローラー３を用いてパネル表
面に押し付けることにより、パネル曲面が３次元曲面形
状であっても、その上にフィルム２をシワ等の欠陥を発
生させることなく、密着させることができる。

【００１８】接着剤としてはホットメルト接着剤、反応
性ホットメルト接着剤、ＵＶ硬化型接着剤、熱硬化型接
着剤等を用いることができ、フィルム接着後の要求特性
やプロセス条件等に応じて適宜選択することができる。
また必要に応じ、パネル表面にプライマー塗布等の前処
理を行い、接着性を高めることはさしつかえない。ホッ
トメルトあるいは反応性ホットメルト接着剤を用いる場
合には、湾曲ローラーでフィルムをパネル面に押し付け
る際に、接着剤が融ける温度にまで加熱しその後冷却す
る工程を設けておけばよい。またＵＶ硬化型接着剤の場
合には湾曲ローラーでフィルムをパネルに密着させた後
にＵＶ光照射工程を設けることで接着を完了させること
ができるし、熱硬化型接着剤の場合には湾曲ローラーで
フィルムをパネルに密着させながらあるいは密着終了後
に加熱工程を設けることによって接着を完了させること
ができる。

【００１９】本発明にしたがって接着剤を用いて３次元
曲面上パネルにフィルムを欠陥なく貼ることにより、例
えばパネル上に小さな傷があっても接着剤によって埋め
られることで実質的に傷を解消できる。さらに、積極的
にパネル材質の屈折率に近い屈折率を持つ接着剤を用い
ることにより、かなり大きな傷や凹凸等の欠陥があって
も同様に接着剤で埋めることができ、実質的に欠陥のな
い平滑な表面を得ることができる。

【００２０】

【発明の効果】本発明による柔軟な材質よりなる湾曲ロ
ーラーを用いてパネル面にフィルムを押し付けることに
より、均一な密着がきわめて困難な３次元形状のパネル
面の上に、フィルムを均一に欠陥なく密着させることが
できる。またフィルム予備成形との組合せることによ
り、特に３次元曲面上に貼り付けが困難な剛性の高い熱
可塑性フィルムをも、同様に均一に欠陥なく密着させる
ことができる。

【００２１】また着色、帯電防止、低反射等の機能を漏
ったフィルムを積層することにより、これらの機能をパ
ネルに直接付与するよりも非常に安価に行える。さら
に、接着剤によってパネル表面の傷や凹凸の様な欠陥を
解消して平滑な面を得られることから、歩留まりの向上
さらには通常行われているパネル表面の研磨を省略する
こともでき、大幅にコストダウンができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】フィルム積層装置（側面より見た中央断面図）

【図２】フィルム積層装置（正面図）

【図３】湾曲ローラー構造図

【図４】バックアップローラー取り付け図

【図５】湾曲ローラー軸受けスライド構造図

【図６】湾曲ローラー軸受け回転構造図

【図７】ブラウン管上下移動式保持具構造図

【図８】フィルムプレス金型図

【図９】フィルム自重成形図

【図１０】フィルム予備成形／湾曲ローラー圧着連続工
程図

【符号の説明】

１：フィルムロール ２：フィルム ３：湾曲ローラー ４：ブラウン管 ５：ブラウン管保持具 ６：ローラーコンベア ７：電動モーター ８：フレーム ９：湾曲ローラー本体 １０：湾曲ローラー回転軸 １１：円筒型湾曲ローラー １２：バックアップローラー １３：バネまたはエアシリンダー １４：湾曲ローラー軸受け部 １５：バネまたはエアシリンダー １６：回転アーム １７：上下式ブラウン管保持部 １８：プレス型 １９：予備成形型 ２０：加熱ヒーター

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 森広 直希 千葉県船橋市北本町１丁目10番１号 旭硝 子株式会社船橋工場内

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】３次元曲面からなる表示部を持つテレビま
   たはディスプレイ用パネルにおいて、フィルムと表示部
   の曲面の間に接着剤を介し、柔軟な材料よりなる湾曲し
   たローラーを用いてフィルムを曲面上に押し付けながら
   これを回転させることによって曲面上にフィルムを貼り
   付けることを特徴とする３次元曲面形状表示部へのフィ
   ルム積層方法。
2. 【請求項２】湾曲したローラーがフィルムを曲面上に沿
   って回転しながら移動する際、一定の圧力で押し付けら
   れていることにより、曲面の曲率が変化した場合にこれ
   に応じてローラーの湾曲度合が変化し、常にフィルムを
   曲面に密着させることができることを特徴とする請求項
   １の方法。
3. 【請求項３】ローラーの材質が柔軟なゴム弾性体、高分
   子エラストマーであることを特徴とする請求項１の方
   法。
4. 【請求項４】フィルムが予め加熱状態で成形型に押し付
   けられることにより、パネル曲面と近似の曲面形状に成
   形されている熱可塑性樹脂層を少なくとも１層含むこと
   をことを特徴とする請求項１の方法。
5. 【請求項５】フィルムが表面自己回復性のあるウレタン
   フィルムあるいはハードコート処理により耐擦傷性が向
   上されているフィルム、またはこれらを少なくとも１層
   含むフィルムであることを特徴とする請求項１の方法。
6. 【請求項６】接着剤がホットメルト、反応性ホットメル
   ト、ＵＶ硬化性、熱硬化性であることを特徴とする請求
   項１の方法。