TW201339664A - 偏光元件之製造系統及其製造方法 - Google Patents

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Abstract

本發明提供一種不使偏光元件之光學特性降低而提高生產性、且可維持處理液之脫液性的偏光元件之製造系統。本發明係以至少一個處理機構對長條狀之聚乙烯醇系膜進行處理的偏光元件之製造系統，上述處理機構具備收納有處理液之處理槽，自上述處理槽將經上述處理機構處理之上述聚乙烯醇系膜夾持而搬送之夾輥具有一對橡膠輥而構成，該橡膠輥具備：具有纖維強化塑膠之軸芯、與設置於上述軸芯之外周之彈性層。

Description

偏光元件之製造系統及其製造方法
本發明係關於一種以至少一個處理機構(處理步驟)對長條狀之聚乙烯醇系膜進行處理的偏光元件之製造系統及其製造方法。作為處理步驟，例如可列舉：膨潤步驟、染色步驟、交聯步驟、延伸步驟、清洗步驟，可於該等步驟內之任意至少一個處理步驟中應用本發明。
圖像顯示裝置(特別是液晶顯示裝置)中使用有偏光元件等光學膜。通常，上述偏光元件可藉由對聚乙烯醇(PVA)膜進行染色、單軸延伸而製作。對PVA系膜進行單軸延伸時，吸附(染色)於PVA分子上之二色性物質發生配向，因此形成偏光元件。
作為偏光元件之製造方法，提出有將未配向之PVA膜於膨潤浴中膨潤後，使之吸附碘或二色性染料，進而於含有硼酸之水溶液中實施交聯、延伸等處理(專利文獻1、2)。於該等膨潤浴(槽)、交聯浴、延伸浴、清洗浴之間，為向後階段之浴中搬送膜而配置有夾輥(一對輥)或者單輥。該夾輥由在金屬製之輥芯外周形成有橡膠層之輥構成，藉由以該夾輥將處理膜夾持而搬送，將附著於處理膜上之處理液去除(脫液處理)，抑制前階段之處理液被帶入至後階段之浴內。
[先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本專利特開平10-153709號公報
[專利文獻2]日本專利特開2004-341515號公報
近年來，為圖像顯示裝置之大型化及偏光元件之生產性提高，要求偏光元件寬幅化。為製造寬幅之偏光元件，必須擴大上述夾輥之輥面長度，因此輥自重增大。若輥自重增大，則有有損輥形狀之直線性之擔憂。於偏光元件之製法中，即便微小之直線性之降低亦具有致命性。尤其脫液性能會與直線性降低成比例地降低。由於該脫液性能降低，即便微少之水滴殘留於膜上，水滴殘留之部分亦會局部性膨潤而成為膜中產生皺褶或不勻之原因。又，甚至水滴之痕跡亦成為膜污染之原因。
又，延伸步驟中，有因延伸之應力而輥形狀之直線性容易受損、延伸穩定性降低的擔憂。偏光元件係要求高度之(光學)軸精度，甚至由微小之延伸穩定性之降低而產生之吸收軸偏差亦成為使光學特性大幅降低之原因。
又，作為夾輥，可考慮使用中高輥(中央部之輥直徑比兩端部大之輥)。但，認為難以高度維持上述脫液性能與延伸穩定性能兩者。
本發明係鑒於上述課題而完成者，其目的在於提供一種可高度維持脫液性能與延伸穩定性能兩者、可製造具有高精度之光學特性之偏光元件的偏光元件之製造系統、製造方法。又，提供一種偏光元件製造用之橡膠輥。
本發明者等人為解決上述課題而反覆銳意研究，結果發現，利用以下所示之偏光元件製造用之橡膠輥可實現上述目的，以致完成本發明之偏光元件之製造系統、製造方法。
即，本發明之橡膠輥具備：具有纖維強化塑膠之軸芯、與設置於上述軸芯之外周之彈性層。
該橡膠輥高強度、高剛性且輕量，可製成將其以成一對之形式構成之夾輥。例如，可用於自前階段之處理槽將處理膜挾持而向後階段之處理槽(或其他步驟)搬送，可不使輥之直線性降低而高度維持脫液性。又，即便用於延伸處理之情形時，亦不因延伸應力而導致直線性降低，可高度維持延伸穩定性。
作為上述發明之一實施形態，上述纖維強化塑膠為碳纖維強化塑膠。
該構成中，由於將碳纖維強化塑膠用於軸芯，故而橡膠輥更高強度、高剛性及輕量，可進一步發揮上述效果。
作為上述發明之一實施形態，較佳為軸芯及橡膠輥為中高輥形狀。
作為上述發明之一實施形態，上述彈性層含有碳。藉由含有碳，可提高耐久性，因此較佳。
作為上述發明之一實施形態，上述纖維強化塑膠為碳纖維強化塑膠，作為纖維強化塑膠，亦可為玻璃纖維強化塑膠(GFRP)、芳香族聚醯胺纖維強化塑膠(AFRP)、凱芙拉纖維強化塑膠(KFRP)、迪尼瑪纖維強化塑膠(DFRP)及硼纖維強化塑膠(BFRP)中之任一種或複數種之組合的構成。
又，本發明另一態樣為以至少一個處理機構對長條狀之聚乙烯醇系膜進行處理的偏光元件之製造系統， 上述處理機構具有收納有處理液之處理槽， 自上述處理槽將經上述處理機構處理之上述聚乙烯醇系膜夾持而搬送之夾輥具有一對橡膠輥而構成，該橡膠輥具備：具有纖維強化塑膠之軸芯、與設置於上述軸芯之外周之含碳彈性層。
根據該構成，對應於聚乙烯醇系膜之寬幅化，將纖維強化塑膠用於配置於處理機構之後階段之夾輥的軸芯，藉此不使夾輥之直線性 降低而亦高度維持處理液之脫液性能，可製造具有高精度之光學特性之偏光元件。
於本發明中，「長條之聚乙烯醇系膜」包括單層結構之聚乙烯醇系膜、或於熱塑性樹脂基材上塗敷而形成有聚乙烯醇系樹脂層的膜。藉由延伸該於熱塑性樹脂基材上塗敷而形成有聚乙烯醇系樹脂層之膜，可得到薄型之偏光元件。
作為上述發明之一實施形態，上述纖維強化塑膠為碳纖維強化塑膠。
該構成中，由於將碳纖維強化塑膠用於軸芯，故而橡膠輥更高強度、高剛性及輕量，因此可進一步發揮上述效果。
作為上述發明之一實施形態，上述處理機構為使聚乙烯醇系膜一面接觸處理液一面進行延伸之延伸處理機構、及/或進行清洗處理之清洗處理機構。
根據該構成，於對聚乙烯醇系膜進行延伸處理之延伸處理機構中使用上述夾輥，因此，不因延伸應力而導致夾輥之直線性降低，延伸穩定性不降低。因此，可抑制乾燥處理後之膜透過率之偏差，而得到光學特性之面內均一性優異之偏光元件。又，於對聚乙烯醇系膜進行清洗處理之清洗機構中使用上述夾輥，因此，可不使夾輥之直線性降低而高度維持脫液性能，而得到無液跡之污染或皺褶之偏光元件。
作為上述發明之一實施形態，上述處理機構進而具有膨潤處理槽、染色處理槽、交聯處理槽，用上述夾輥進行膨潤處理槽與染色處理槽之間之處理膜之搬送，用上述夾輥進行染色處理槽與交聯處理槽之間之處理膜之搬送，且用上述夾輥進行於交聯處理槽中經處理之處理膜之搬送。
作為上述發明之一實施形態，較佳為軸芯及橡膠輥為中高輥形狀。
作為上述發明之一實施形態，上述纖維強化塑膠為碳纖維強化塑膠，作為纖維強化塑膠，亦可為玻璃纖維強化塑膠(GFRP)、芳族聚醯胺纖維強化塑膠(AFRP)、凱芙拉纖維強化塑膠(KFRP)、迪尼瑪纖維強化塑膠(DFRP)及硼纖維強化塑膠(BFRP)中之任一種或複數種之組合的構成。
又，本發明另一態樣為以至少一個處理步驟對長條狀之聚乙烯醇系膜進行處理的偏光元件之製造方法，其包括： 使上述長條狀之聚乙烯醇系膜接觸處理槽內之上述處理液而得到處理膜的濕式處理步驟， 自上述處理槽將經上述濕式處理步驟處理之上述聚乙烯醇系膜以夾輥夾持而搬送的搬送步驟； 上述夾輥具有一對橡膠輥而構成，該橡膠輥具備：具有纖維強化塑膠之軸芯、與設置於上述軸芯之外周之含碳彈性層。
根據該構成，對應於聚乙烯醇系膜之寬幅化，將纖維強化塑膠用於配置於處理步驟之後階段之夾輥的軸芯，藉此不使夾輥之直線性降低而亦高度維持處理液之脫液性能，可製造具有高精度之光學特性之偏光元件。
作為上述發明之一實施形態，上述纖維強化塑膠為碳纖維強化塑膠。
作為上述發明之一實施形態，上述濕式處理步驟為進行延伸處理之延伸處理步驟及/或進行清洗處理之清洗處理步驟。
作為上述發明之一實施形態，上述處理步驟進而包含膨潤處理步驟、染色處理步驟、交聯處理步驟，用上述夾輥進行膨潤處理步驟與染色處理步驟之間之處理膜之搬送，用上述夾輥進行染色處理步驟與交聯處理步驟之間之處理膜之搬送，用上述夾輥進行於交聯處理槽中經處理之處理膜之搬送。
作為上述發明之一實施形態，較佳為軸芯及橡膠輥為中高輥形狀。
作為上述發明之一實施形態，上述纖維強化塑膠為碳纖維強化塑膠，作為纖維強化塑膠，亦可為玻璃纖維強化塑膠(GFRP)、芳族聚醯胺纖維強化塑膠(AFRP)、凱芙拉纖維強化塑膠(KFRP)、迪尼瑪纖維強化塑膠(DFRP)及硼纖維強化塑膠(BFRP)中之任一種或複數種之組合的構成。
1‧‧‧膨潤處理槽
2‧‧‧染色處理槽
3‧‧‧交聯處理槽
4‧‧‧延伸處理槽
5‧‧‧清洗處理槽
6‧‧‧乾燥處理部
8‧‧‧進料輥
10‧‧‧第1夾輥
20‧‧‧第2夾輥
30‧‧‧第3夾輥
40‧‧‧第4夾輥
50‧‧‧第5夾輥
11、21、31、41、51‧‧‧從動輥
12、22、32、42、52‧‧‧驅動輥
51a‧‧‧軸芯
51b‧‧‧彈性層
52a‧‧‧軸芯
52b‧‧‧彈性層
F‧‧‧被處理膜(PVA系膜)
F1‧‧‧卷
圖1係表示實施形態1之偏光元件之製造系統(方法)的概念圖。
圖2係表示其他實施形態之夾輥之一例的概念圖。
圖3係表示實施形態1之橡膠輥之一例的概念圖。
(實施形態1)
參照圖1對實施形態1之偏光元件之製造系統(方法)進行說明。於圖1中，圖式左側以卷狀配置有PVA系膜之被處理膜F，藉由進料輥8向圖式右方搬送。各種處理液收納於各處理槽中，自圖式左起依序配置膨潤處理槽1、染色處理槽2、交聯處理槽3、延伸處理槽4、清洗處理槽5。
於前後之處理槽間，分別配置有第1~第5夾輥(10、20、30、40、50)，進行經處理液處理之處理膜之搬送及處理液之脫液處理。第1~第5夾輥(10、20、30、40、50)具有與未圖示之馬達聯動而旋轉驅動之驅動輥(12、22、32、42、52)、與和該驅動輥聯動而旋轉之從動輥(11、21、31、41、51)而構成。再者，作為另一實施形態，亦可為兩輥作為驅動輥而構成。實施形態1之一對夾輥中，兩個輥(例如驅動輥52、從動輥51)以水平方向配置，但本發明之夾輥並不限定於此，亦可以特定角度傾斜。例如，如圖2所示，兩個輥(例如驅動輥 52、從動輥51)亦可以垂直方向配置。
構成上述第4、第5夾輥40、50之一對橡膠輥具備具有碳纖維強化塑膠之軸芯、與設置於上述軸芯之外周之彈性層。例如，如圖3所示，第5夾輥50之驅動輥52為具備具有碳纖維強化塑膠之軸芯52a、與包覆於軸芯52a之外周之彈性層52b之構成。從動輥51、第4夾輥40之驅動輥42、從動輥41亦具備同樣之軸芯、彈性層。
構成本發明之夾輥之橡膠輥之長度方向長度(寬度)例如適於1300 mm以上之情況，更適宜用於1550 mm以上之情況。
碳纖維強化塑膠為使碳纖維含浸塑膠材料(例如，環氧樹脂)後使其固化成型而成之複合材料。關於碳纖維，可例示將聚丙烯腈纖維(PAN系)與煤焦油瀝青作為原料於高溫下碳化而製作之纖維(瀝青系)。關於碳纖維強化塑膠之製造，可例示高壓釜法、手糊成型法、長絲纏繞法、片纏繞法、拉擠成型法。
碳纖維之彈性模數例如為200~950 GPa，較佳為250~800 GPa，更佳為300~750 GPa。碳纖維之比重例如為1.3~1.9，較佳為1.5~1.7。
關於彈性層52b之材料，可例示耐處理液性之各種樹脂、合成橡膠。於彈性層中調配有碳之情形時，關於其調配量，例如，可列舉相對於彈性層之材料為20~40重量%之調配量之範圍。彈性層52b之厚度例如為3~20 mm，較佳為6~15 mm，更佳為8~12 mm。藉由設定為上述厚度，處理液之脫液性進一步提高。
構成第1~第3夾輥10、20、30之一對橡膠輥具備：具有不鏽鋼製之軸芯之軸芯、與設置於軸芯之外周之彈性層。
於清洗處理槽5之後階段，配置乾燥處理部6，利用乾燥處理部6乾燥處理膜，其後適當於處理膜之至少一面設置透明保護膜，再次以卷F1之形式捲繞。
本實施形態1之PVA系膜可使用聚乙烯醇或其衍生物。作為聚乙烯醇之衍生物，除可列舉聚乙烯醇縮甲醛、聚乙烯醇縮乙醛等以外，亦可列舉用乙烯、丙烯等烯烴、丙烯酸、甲基丙烯酸、巴豆酸等不飽和羧酸及其烷基酯、丙烯醯胺等改性而成者。聚乙烯醇之聚合度較佳為100~10000左右，更佳為1000~10000。皂化度方面，一般使用80~100莫耳%左右者。PVA系膜為單層結構之膜。
除上述之外，作為PVA系膜，可列舉：乙烯-乙酸乙烯酯共聚物系部分皂化膜等親水性高分子膜，聚乙烯醇之脫水處理物或聚氯乙烯之脫鹽酸處理物等多烯系配向膜等。
於上述PVA系膜中，亦可含有塑化劑、界面活性劑等添加劑。作為塑化劑，可列舉多元醇及其縮合物等，例如可列舉甘油、二甘油、三甘油、乙二醇、丙二醇、聚乙二醇等。塑化劑等之用量無特別限制，較佳為設為聚乙烯醇系膜中之20重量%以下。
又，作為長條之聚乙烯醇系膜，除了單層結構之聚乙烯醇系膜以外，亦可例示於熱塑性樹脂基材上塗敷而形成有聚乙烯醇系樹脂層之膜。藉由延伸該於熱塑性樹脂基材上塗敷而形成有聚乙烯醇系樹脂層之膜，可得到薄型之偏光元件。
關於上述單層結構之PVA系膜之厚度，例如較佳為15~110 μm之範圍內，更佳為20~110 μm之範圍內，進而較佳為25~100 μm之範圍內，尤佳為30~80 μm之範圍內。若單層結構之PVA系膜之厚度未達15 μm，則PVA系膜之機械強度過低，難以均勻延伸，於製造偏光元件時容易產生色斑。另一方面，若單層結構之PVA系膜之厚度超過110 μm，則無法得到充分之膨潤因而容易使偏光元件之色斑增強，故欠佳。
於上述熱塑性樹脂基材上塗敷而形成有聚乙烯醇系樹脂層之膜的厚度較佳為30~200 μm之範圍內，更佳為40~180 μm之範圍內，進 而較佳為50~160 μm之範圍內。
本實施形態1之偏光元件之製造方法係以圖1所示之處理槽之順序包含膨潤步驟、染色步驟、交聯步驟、延伸步驟、及清洗步驟。對自卷陸續送出之被處理膜(PVA系膜)F依次實施膨潤步驟、染色步驟、交聯步驟、延伸步驟、清洗步驟，最後實施乾燥步驟而製造偏光元件。本實施形態中，膨潤步驟於膨潤處理槽1中進行，染色步驟於染色處理槽2中進行，交聯步驟於交聯處理槽3中進行，延伸步驟於延伸處理槽4中進行，清洗步驟於清洗處理槽5中進行。各步驟之槽間配置有上述夾輥，利用該夾輥向後階段之槽(處理機構)搬送PVA系膜(處理後之膜)。夾輥進行處理液之脫液，另外亦進行延伸處理。
上述膨潤步驟為使作為坯膜之PVA系膜接觸膨潤液(處理液)之步驟。藉由進行該步驟，PVA系膜經水洗，可清洗PVA系膜表面之污漬或防黏連劑，同時可藉由使PVA系膜膨潤而防止染色不均等不均勻性。
作為上述膨潤液，例如可使用水。進而，膨潤液中亦可適當加入甘油或碘化鉀等。關於添加之濃度，甘油之情形時較佳為5重量%以下，碘化鉀之情形時較佳為10重量%以下。膨潤液之溫度較佳為20~45℃之範圍，更佳為25~40℃之範圍內，進而較佳為30~35℃之範圍內。又，與膨潤液之接觸時間無特別限制，通常較佳為20~300秒，更佳為30~200秒，尤佳為30~120秒。
膨潤步驟中，可適當進行延伸。上述延伸倍率相對於PVA系膜之原長度通常設為6.5倍以下。較佳為，就光學特性方面而言，上述延伸倍率較佳為1.2~6.5倍，更佳為2~6.3倍，進而較佳為3~6.2倍。藉由在膨潤步驟中實施延伸，可將膨潤步驟後實施之延伸步驟中之延伸控制得較小，可進行控制以使膜之延伸斷裂不發生。另一方面，若膨潤步驟中之延伸倍率增大，則延伸步驟中之延伸倍率過小，特別是 於交聯步驟後實施延伸步驟之情形時，於光學特性方面欠佳。
上述染色步驟為藉由使上述PVA系膜接觸包含碘或二色性染料之染色液(處理液)而使上述碘或二色性染料吸附於PVA系膜上的步驟。染色步驟可與延伸步驟同時進行。
作為上述染色液，可使用將碘溶解於溶劑中而成之溶液。作為上述溶劑，一般使用水，亦可進而添加與水有相溶性之有機溶劑。作為碘之濃度，較佳為0.01~10重量%之範圍，更佳為0.02~7重量%之範圍，尤佳為0.025~5重量%。又，為更進一步提高染色效率，較佳為進而添加碘化物。作為該碘化物，例如可列舉：碘化鉀、碘化鋰、碘化鈉、碘化鋅、碘化鋁、碘化鉛、碘化銅、碘化鋇、碘化鈣、碘化錫、碘化鈦等。關於該等碘化物之添加比率，於上述染色浴中，較佳為0.010~10重量%，更佳為0.10~5重量%。其中，較佳為添加碘化鉀，碘與碘化鉀之比例(重量比)較佳為1：5~1：100之範圍，更佳為1：6~1：80之範圍，尤佳為1：7~1：70之範圍。
與上述染色液之接觸時間無特別限制，通常較佳為10~200秒之範圍內，更佳為15~150秒之範圍內，進而較佳為20~130秒之範圍內。又，染色液之溫度較佳為5~42℃之範圍，更佳為10~35℃之範圍內，進而較佳為12~30℃之範圍內。
上述交聯步驟為例如使PVA系膜接觸包含交聯劑之交聯液(處理液)而進行交聯之步驟。交聯步驟之順序無特別限制。交聯步驟可與延伸步驟同時進行。交聯步驟可進行多次。作為上述交聯劑，可使用先前公知之物質。例如，可列舉硼酸、硼砂等硼化合物，或乙二醛、戊二醛等。該等可單獨使用一種或併用兩種以上。
作為上述交聯液，可使用使上述交聯劑溶解於溶劑中而成之溶液。作為上述溶劑，例如可使用水，亦可進而包含與水有相溶性之有機溶劑。上述溶液中之交聯劑之濃度無特別限制，較佳為1~10重量 %之範圍，更佳為2~6重量%之範圍內。
上述交聯液中，就可於偏光元件之面內得到均一之光學特性方面而言，亦可添加碘化物。作為該碘化物無特別限制，例如可列舉：碘化鉀、碘化鋰、碘化鈉、碘化鋅、碘化鋁、碘化鉛、碘化銅、碘化鋇、碘化鈣、碘化錫、碘化鈦等。又，碘化物之含量較佳為0.05~15重量%之範圍內，更佳為0.5~8重量%之範圍內。上述例示之碘化物可單獨使用一種或併用兩種以上。於併用兩種以上時，較佳為硼酸與碘化鉀之組合。作為硼酸與碘化鉀之比例(重量比)，較佳為1：0.1~1：3.5之範圍，更佳為1：0.5~1：2.5之範圍。
上述交聯液之溫度無特別限制，通常較佳為20~70℃之範圍內，更佳為20~40℃之範圍內。又，與PVA系膜之接觸時間無特別限制，通常較佳為5~400秒之範圍內，更佳為50~300秒之範圍內，進而較佳為150~250秒之範圍內。
上述延伸步驟通常藉由實施單軸延伸而進行。單軸延伸可利用如上述般配置於處理槽之前後方之夾輥的圓周速度差進行。再者，作為另一實施形態，該延伸方法可與染色步驟、交聯步驟同時實施。又，延伸係例如一般於實施染色步驟後進行延伸。
延伸步驟中，以總延伸倍率相對於PVA系膜之原長度以總延伸倍率計為2~6.5倍之範圍之方式進行。較佳為2.5~6.3倍，進而較佳為3~6.2倍。即，上述總延伸倍率係指，於延伸步驟以外之後述之膨潤步驟等中伴有延伸的情形時包含該等步驟中之延伸之累積延伸倍率。總延伸倍率可考慮膨潤步驟等中之延伸倍率而適當決定。若總延伸倍率較低，則配向不足，難以得到高光學特性(偏光度)之偏光元件。另一方面，若總延伸倍率過高，則有於延伸處理中膜容易斷裂或斷開、又偏光元件過薄而於後續步驟中加工性降低之虞。
可使在延伸步驟中所用之處理液中含有碘化化合物。使該處理 液中含有碘化化合物之情形時，碘化化合物濃度較佳為以0.1~10重量%左右、進而為0.2~5重量%而使用。
上述處理浴之溫度無特別限制，通常較佳為20~90℃之範圍內，更佳為20~78℃之範圍內。又，與PVA系膜之接觸時間無特別限制，通常較佳為5~100秒之範圍內，更佳為10~80秒之範圍內，進而較佳為20~70秒之範圍內。
偏光元件之製造方法中，於實施上述步驟後，實施清洗步驟。清洗步驟可利用含有碘化物之水溶液(處理液)進行。作為上述含有碘化物之水溶液中之碘化物，可使用上述之碘化物，其中，較佳為例如碘化鉀或碘化鈉等。利用該含碘化物水溶液，可將於上述交聯步驟中使用且殘留之硼酸自PVA系膜洗去。於上述水溶液為碘化鉀水溶液時，其濃度例如較佳為0.5~20重量%之範圍內，更佳為1~15重量%之範圍內，進而較佳為1.5~7重量%之範圍內。
上述含有碘化物之水溶液之溫度無特別限制，通常較佳為15~40℃之範圍內，更佳為20~35℃之範圍內。又，與PVA系膜之接觸時間無特別限制，通常較佳為2~30秒之範圍內，更佳為3~20秒之範圍內。
於實施上述各步驟後，最後實施乾燥步驟，製造偏光元件。作為上述乾燥步驟，可使用自然乾燥、風乾、加熱乾燥等適當之方法，通常較佳為使用加熱乾燥。於進行加熱乾燥時，加熱溫度無特別限制，通常較佳為25~80℃之範圍內，更佳為30~70℃之範圍內，進而較佳為30~60℃之範圍內。又，乾燥時間較佳為1~10分鐘左右。
得到之偏光元件可根據常法製成於其至少一面設置有透明保護膜之偏光板。作為構成透明保護膜之材料，例如可使用透明性、機械強度、熱穩定性、水分阻斷性、各向同性等優異之熱塑性樹脂。作為此種熱塑性樹脂之具體例，可列舉：三乙酸纖維素等纖維素樹脂、聚 酯樹脂、聚醚碸樹脂、聚碸樹脂、聚碳酸酯樹脂、聚醯胺樹脂、聚醯亞胺樹脂、聚烯烴樹脂、(甲基)丙烯酸系樹脂、環狀聚烯烴樹脂(降烯系樹脂)、聚芳酯樹脂、聚苯乙烯樹脂、聚乙烯醇樹脂、及該等之混合物。
<其他實施形態>
上述實施形態1中，第4、第5夾輥40、50具有一對橡膠輥而構成，該橡膠輥具備具有碳纖維強化塑膠之軸芯、與設置於上述軸芯之外周之彈性層，第1~第3夾輥10、20、30亦可同樣地構成。
上述實施形態1中，使用碳纖維強化塑膠製之軸芯，但並不限定於此，例如，亦可為玻璃纖維強化塑膠(GFRP)、芳族聚醯胺纖維強化塑膠(AFRP)、凱芙拉纖維強化塑膠(KFRP)、迪尼瑪纖維強化塑膠(DFRP)及硼纖維強化塑膠(BFRP)中之任一種或複數種之組合的構成。
<實驗例>
作為上述夾輥之直線性之評價，使用壓力測定膜(FUJIFILM製造之PRESCALE低壓用2.5~10 MPa)測定顯色寬度並進行評價。用於將橡膠輥彼此壓住之氣缸孔徑為100 mm，供給至氣缸之壓縮空氣為4 kgf/cm2。
軸芯為使用碳纖維(Toyotenax公司製造、商品名「Tenax」)及環氧樹脂以片纏繞法製造之碳纖維強化塑膠(CFRP)。實施例1中，為相同粗細(同直徑)之軸芯，該夾送輥有效寬度為3000 mm，於軸芯之外周以浸塗法形成矽橡膠製彈性層而製成橡膠輥。橡膠輥之直徑為200 mm。
實施例2中，設為中高量0.7 mm之中高輥形狀之軸芯，除此以外，與實施例1相同。中高量為自輥之長度方向中心位置之直徑減去輥端部之直徑而得到之值。
比較例1中，使用不鏽鋼製(SUS)之軸芯之橡膠輥，除此以外，與實施例1相同。
比較例2中，使用中高量3.0 mm之中高輥形狀之不鏽鋼製軸芯的橡膠輥，除此以外，與實施例1相同。
上述實施例1、2、比較例1、2係設置於延伸處理槽4與清洗處理槽5之間，使用上述壓力測定膜。將評價結果示於表1。
繼而，實施例3中，於使用碳纖維(Toyotenax公司製造、商品名「Tenax」)及環氧樹脂以片纏繞法製造之碳纖維強化塑膠製軸芯(同直徑、夾送輥有效寬度2500 mm)外周以浸塗法形成矽橡膠製彈性層而製成橡膠輥。橡膠輥之直徑為200 mm。
實施例4中，設為中高量0.5 mm之中高輥形狀之軸芯，除此以外，與實施例3相同。
比較例3中，使用不鏽鋼製軸芯之橡膠輥，除此以外，與實施例3相同。
比較例4中，使用中高量2.5 mm之中高輥形狀之不鏽鋼製軸芯的橡膠輥，除此以外，與實施例3相同。
上述實施例3、4、比較例3、4係設置於清洗處理槽5之後階段，使用上述壓力測定膜。將評價結果示於表2。
實施例1~4與比較例1~4相比，均為左右兩端部及中央部之顯色性為同程度，表示擠壓壓力均勻性較好(維持輥直線性)，尤其是與比較例2、4使用中高量較大之輥相比，碳纖維強化塑膠製軸芯(同直徑)之橡膠輥結果較好。
<實施例>
下面使用實施形態1之製造系統(圖1)製造偏光元件，評價液體殘留作為脫液性能，評價透過率偏差作為光學特性。但本發明並不限定於下述實施例。
作為PVA系坯膜(KURARAY(股)製造，商品名：VF-PS750)，準備寬度2000 mm、厚度75 μm之PVA系膜。於膨潤步驟、染色步驟、交聯．延伸步驟及清洗步驟之各步驟中使用之各個處理槽水平地設置。PVA系膜之搬送速度設為12 m/min。
於膨潤處理槽中裝滿膨潤液(水，液溫30℃)。又，膨潤液與PVA系膜之接觸時間設為30秒，一面於縱向進行延伸一面進行膨潤。縱向延伸倍率相對於未延伸狀態之PVA系膜設為2.4倍。
於染色處理槽中裝滿染色液(0.035重量%之碘水溶液(含有0.07重量%之碘化鉀)，液溫25℃)。又，染色液與PVA系膜之接觸時間設為30秒，一面於縱向進行延伸一面進行染色。縱向延伸倍率相對於未延伸狀態之PVA系膜設為3.3倍。
於交聯處理槽中裝滿交聯液(包含2.5重量%之硼酸與2重量%之碘 化鉀的水溶液、液溫35℃)。又，交聯液與PVA系膜之接觸時間設為60秒，一面於縱向進行延伸一面進行染色。縱向延伸倍率相對於未延伸狀態之PVA系膜設為3.5倍。
於延伸處理槽中裝滿交聯液(包含2.5重量%之硼酸與2重量%之碘化鉀的水溶液、液溫60℃)。又，交聯液與PVA系膜之接觸時間設為60秒，一面於縱向進行延伸一面進行染色。縱向延伸倍率相對於未延伸狀態之PVA系膜設為6.55倍。
於清洗處理槽中裝滿調整液(2.5重量%之碘化氫水溶液，液溫30℃)。又，調整液與PVA系膜之接觸時間設為15秒。
作為乾燥步驟，以乾燥溫度40℃、乾燥時間200秒對清洗步驟後之PVA系膜進行。其後，切斷PVA系膜之兩端部，以聚對苯二甲酸乙二酯為間隔紙進行捲取。藉此，製作卷狀之偏光元件。所得之偏光元件之厚度為30 μm。
<脫液性能之評價>
實施例5、6、比較例5、6係於清洗處理槽之後階段，配置具有一對橡膠輥而構成之第5夾輥50，該橡膠輥由碳纖維強化塑膠製軸芯、與包覆於軸芯之外周之彈性層(含碳)構成。其他夾輥使用不鏽鋼製軸芯之橡膠輥。
實施例5之第5夾輥50如下所述。於使用碳纖維(Toyotenax公司製造、商品名「Tenax」)及環氧樹脂以片纏繞法製造之碳纖維強化塑膠製軸芯(同直徑、夾送輥有效寬度2500 mm)外周用浸塗法形成矽橡膠製彈性層，製成第5夾輥50之橡膠輥。橡膠輥之直徑為200 mm。
實施例6中，設為中高量0.5 mm之中高輥形狀之軸芯，除此以外，與實施例5相同。
比較例5中，使用不鏽鋼製軸芯之橡膠輥，除此以外，與實施例5相同。
比較例6中，使用中高量2.5 mm之中高輥形狀之不鏽鋼製軸芯的橡膠輥，除此以外，與實施例5相同。
通過清洗處理槽後之夾輥後，評價上述乾燥步驟後之PVA系膜之液體殘留。將其結果示於表3。「○」為通過清洗處理槽後無任何液體殘留之狀態(以乾燥步驟可去除之程度)，「△」為通過清洗處理槽後有液體殘留之狀態(於乾燥步驟後少許殘留之程度)，「×」為通過清洗處理槽後有液體殘留之狀態(有以乾燥步驟無法去除之液體殘留之程度)。
實施例5、6與比較例5、6相比，液體殘留較少，表示脫液性能較好，尤其是比較例6之使用中高量較大之輥時，與實施例5之使用碳纖維強化塑膠製軸芯(同直徑)之橡膠輥時，結果相同。
<透過率之評價>
實施形態7、比較例7係於延伸處理槽與清洗處理槽之間，配置具有一對橡膠輥而構成之第4夾輥40，該橡膠輥由碳纖維強化塑膠製軸芯、與包覆於軸芯之外周之彈性層(含碳)構成。其他夾輥使用不鏽鋼製軸芯之橡膠輥。
實施例7之第4夾輥40如下所述。第4夾輥40之橡膠輥之軸芯為使用碳纖維(Toyotenax公司製造、商品名「Tenax」)及環氧樹脂以片纏繞法製造而成之碳纖維強化塑膠(CFRP)。該軸芯為中高量0.7 mm之中高輥形狀，該夾送輥有效寬度為3000 mm，於軸芯之外周用浸塗法 形成矽橡膠製彈性層而製成橡膠輥。橡膠輥之直徑設為200 mm。
比較例7中，使用中高量3.0 mm之中高輥形狀之不鏽鋼製軸芯的橡膠輥，除此以外，與實施例7相同。將測定上述乾燥步驟後之PVA系膜之透過率的評價結果示於表4。偏差值為將測定之透過率之膜寬度方向中央部設為(值=0)時膜寬度方向之左右端部的偏差。透過率係使用大塚電子公司製造之線內透過率計進行測定。
根據表4可知，實施例7與比較例7相比，透過率偏差較低，確認使用碳纖維強化塑膠製之軸芯之橡膠輥的有效性。又，與不鏽鋼製之軸芯相比，可減小中高量。
1‧‧‧膨潤處理槽
2‧‧‧染色處理槽
3‧‧‧交聯處理槽
4‧‧‧延伸處理槽
5‧‧‧清洗處理槽
6‧‧‧乾燥處理部
8‧‧‧進料輥
10‧‧‧第1夾輥
20‧‧‧第2夾輥
30‧‧‧第3夾輥
40‧‧‧第4夾輥
50‧‧‧第5夾輥
11、21、31、41、51‧‧‧從動輥
12、22、32、42、52‧‧‧驅動輥
F‧‧‧被處理膜(PVA系膜)
F1‧‧‧卷

Claims (8)

  1. 一種偏光元件製造用之橡膠輥，其具備：具有纖維強化塑膠之軸芯、與設置於上述軸芯之外周之彈性層。
  2. 如請求項1之偏光元件製造用之橡膠輥，其中上述纖維強化塑膠為碳纖維強化塑膠。
  3. 一種偏光元件之製造系統，其係以至少一個處理機構對長條狀之聚乙烯醇系膜進行處理者，上述處理機構具備收納有處理液之處理槽，自上述處理槽將經上述處理機構處理之上述聚乙烯醇系膜夾持而搬送之夾輥具有一對橡膠輥而構成，該橡膠輥具備：具有纖維強化塑膠之軸芯、與設置於上述軸芯之外周之含碳彈性層。
  4. 如請求項3之偏光元件之製造系統，其中上述纖維強化塑膠為碳纖維強化塑膠。
  5. 如請求項3或4之偏光元件之製造系統，其中上述處理機構為使聚乙烯醇系膜一面接觸處理液一面對其進行延伸之延伸處理機構、及/或進行清洗處理之清洗處理機構。
  6. 一種偏光元件之製造方法，其係以至少一個處理步驟對長條狀之聚乙烯醇系膜進行處理者，其包括：使上述長條狀之聚乙烯醇系膜接觸處理槽內之上述處理液而得到處理膜的濕式處理步驟，及自上述處理槽將經上述濕式處理步驟處理之上述聚乙烯醇系膜以夾輥夾持而搬送的搬送步驟；上述夾輥具有一對橡膠輥而構成，該橡膠輥具備：具有纖維 強化塑膠之軸芯、與設置於上述軸芯之外周之含碳彈性層。
  7. 如請求項6之偏光元件之製造方法，其中上述纖維強化塑膠為碳纖維強化塑膠。
  8. 如請求項6或7之偏光元件之製造方法，其中上述濕式處理步驟為進行延伸處理之延伸處理步驟及/或進行清洗處理之清洗處理步驟。
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