TWI840606B - 偏光薄膜之製造方法、偏光薄膜之製造裝置及控制系統 - Google Patents

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Abstract

[課題]本發明提供一種即便在烘箱的送出側之偏光件的水分率低、仍可在處理槽與貼合輥之間穩定輸送偏光件之偏光薄膜之製造方法等。 [解決手段]本發明之偏光薄膜之製造方法係在處理槽與貼合輥之間配置用以輸送偏光件之第1張力分段輥，並在處理槽與貼合輥之間且在第1張力分段輥的下游側配置張力計，並且控制裝置係以使利用張力計測出之張力成為事先訂定之值之方式控制第1張力分段輥之周速。並且，在實行前述控制後，測定配置在處理槽的送出側之第1張力分段輥之周速，並以使測出之第1張力分段輥之周速與第2張力分段輥之周速的比率成為事先訂定之值之方式控制第2張力分段輥之周速。

Description

偏光薄膜之製造方法、偏光薄膜之製造裝置及控制系統
本發明涉及製造偏光薄膜之方法、製造偏光薄膜之裝置及控制系統，該製造偏光薄膜之方法係於處理槽內以二色性物質將原板薄膜予以染色並同時進行單軸延伸後，以烘箱使其乾燥而製作出偏光件，並以貼合輥貼合偏光件與保護薄膜來製造偏光薄膜。尤其，本發明涉及即便在烘箱的送出側之偏光件的水分率低、仍可使處理槽與貼合輥之間之偏光件的輸送變得穩定之偏光薄膜之製造方法、偏光薄膜之製造裝置及控制系統。
以往，液晶顯示裝置或偏光太陽眼鏡等之構成材料係使用包含偏光件之偏光薄膜。偏光薄膜譬如係由經碘等二色性物質染色之偏光件與接著於該偏光件來保護偏光件之保護薄膜所構成。 偏光薄膜譬如係如專利文獻1所記載地以捲對捲方式來製造，該捲對捲方式係將從製造長條帶狀偏光件至接著長條帶狀保護薄膜而獲得長條帶狀偏光薄膜之一連串步驟在一個製造生產線上進行。 先前技術文獻 專利文獻
專利文獻1：日本專利特開2004-341515號公報
發明欲解決之課題 圖3係示意顯示在以往的捲對捲方式之偏光薄膜之製造方法中使用的製造裝置及控制系統的概略構成例之圖。圖3中顯示之以實線表示的箭頭意指各薄膜的輸送方向。 如圖3所示，在以往的偏光薄膜之製造方法中，首先係將捲繞於釋出輥1之原板薄膜F0釋出，且浸漬於處理槽2(例如，從原板薄膜F0之輸送方向上游側起依序由膨潤處理槽、染色處理槽、交聯處理槽、延伸處理槽及洗淨處理槽構成)內的處理浴中，以碘或二色性染料等二色性物質染色的同時進行單軸延伸。接著，以烘箱3使其乾燥而獲得偏光件F1。接下來，譬如以塗敷機6在偏光件F1的兩面塗敷活性能量線硬化型接著劑。並且，例如以塗敷機(省略圖示)在從釋出輥(省略圖示)釋出之保護薄膜F2的單面塗敷活性能量線硬化型接著劑。然後，藉由貼合輥7將經塗敷接著劑之保護薄膜F2貼合至經塗敷接著劑之偏光件F1兩面。之後，雖皆省略圖示，但從活性能量線照射裝置對偏光件F1及保護薄膜F2間的接著劑照射活性能量線使其硬化後，以烘箱予以乾燥，且視需求貼合其他薄膜(表面保護薄膜等)，藉此製造偏光薄膜。
如圖3所示，以往的製造裝置具備第1張力分段輥20與第2張力分段輥60，該第1張力分段輥20係配置在處理槽2與貼合輥7之間且用以輸送偏光件F1(包含在處理槽2處理後且在烘箱3乾燥前之原板薄膜F0)，該第2張力分段輥60係用以在處理槽2中輸送原板薄膜F0。在圖3所示例中，配置有3組第1張力分段輥20a~20c來作為第1張力分段輥20，且配置有5組第2張力分段輥60a~60e來作為第2張力分段輥60。且在圖3所示例中，第1張力分段輥20及第2張力分段輥60皆為夾輥。
以往的控制系統100A具備有控制裝置40與編碼器50。 編碼器50係測定貼合輥7之旋轉數並輸出至控制裝置40。控制裝置40係根據輸入的貼合輥7之旋轉數與事先存儲的貼合輥7之外徑來演算貼合輥7之周速P0’。然後，控制裝置40係以使貼合輥7之周速P0’與第1張力分段輥20之周速的比率成為事先訂定之值之方式控制第1張力分段輥20之周速(固定比率控制)。具體而言，若令第1張力分段輥20a之周速為P1a、第1張力分段輥20b之周速為P1b且令第1張力分段輥20c之周速為P1c，則控制裝置40係以使P1a/P0’=α1、P1b/P0’=α2、P1c/P0’=α3(α1、α2及α3為預定常數)之方式決定周速P1a、P1b及P1c，且對第1張力分段輥20a~20c之驅動部(省略圖示之馬達等)送出控制訊號，以使第1張力分段輥20a~20c按各周速P1a~P1c分別旋轉。一般係使貼合輥7以事先訂定之固定周速旋轉，故第1張力分段輥20也會以固定周速旋轉。 又，雖然圖3所示例中係根據測定貼合輥7之旋轉數所得結果來演算貼合輥7之周速P0’，且根據演算而得之周速P0’控制第1張力分段輥20之周速，但亦有根據貼合輥7之周速設定值或旋轉數設定值控制第1張力分段輥20之周速，而不實際測定/演算貼合輥7之周速的情況。
並且，控制裝置40係以使貼合輥7之周速P0’與第2張力分段輥60之周速的比率成為事先訂定之值之方式控制第2張力分段輥60之周速(固定比率控制)。具體而言，若令第2張力分段輥60a之周速為P2a、第2張力分段輥60b之周速為P2b、第2張力分段輥60c之周速為P2c、第2張力分段輥60d之周速為P2d且令第2張力分段輥60e之周速為P2e，則控制裝置40係以使P2a/P0’=β1、P2b/P0’=β2、P2c/P0’=β3、P2d/P0’=β4、P2e/P0’=β5(β1、β2、β3、β4及β5為預定常數)之方式決定周速P2a、P2b、P2c、P2d及P2e，且對第2張力分段輥60a~60e之驅動部(省略圖示之馬達等)送出控制訊號，以使第2張力分段輥60a~60e按各周速P2a~P2e分別旋轉。如前所述，貼合輥7一般係以固定周速旋轉，故第2張力分段輥60也會以固定周速旋轉。 第2張力分段輥60之周速之固定比率控制，係為了以事先訂定之預定延伸倍率延伸原板薄膜F0所需之舉。
以上說明之使用以往的控制系統100A之偏光薄膜之製造方法中，係以固定比率控制之方式來控制在處理槽2與貼合輥7之間輸送偏光件F1之第1張力分段輥20之周速，且依各比率α1~α3決定所輸送之偏光件F1在各位置的設定張力。然而，偏光件F1實際產生之張力會依偏光件F1的狀態而大幅變動。偏光件F1實際產生之張力若大幅變動，有時在偏光件F1之輸送上會發生問題。又，若產生過大的張力，偏光件F1有時也會斷裂。而且，即便在相同製造條件下製造偏光薄膜，偏光件F1實際產生之張力的再現性也不佳。因此，必須透過操作人員手動微調各比率α1~α3。 以往的偏光薄膜之製造方法中之偏光件F1的輸送(處理槽2與貼合輥7之間的輸送)方法，在偏光件F1可較大幅伸縮時不易發生問題。亦即，只要偏光件F1可大幅伸縮，即便實際的張力大幅變動，藉由偏光件F1伸縮仍可舒緩張力變動的影響。
然而，近年來逐漸趨向製造水分率低之偏光件F1(例如在烘箱3送出側之偏光件F1的水分率為15%以下)。 水分率低之偏光件F1幾乎不會伸縮，因此在以往的偏光薄膜之製造方法下便難以舒緩張力變動的影響，而有在偏光件F1之輸送上發生問題、或者偏光件F1斷裂之疑慮升高的問題。
由此，本發明之課題在於提供一種即便在烘箱的送出側之偏光件的水分率低仍可使處理槽與貼合輥之間之偏光件的輸送變得穩定之偏光薄膜之製造方法、偏光薄膜之製造裝置及控制系統。
用以解決課題之手段 為了解決前述課題，本發明提供一種偏光薄膜之製造方法，該製造方法係於處理槽內以二色性物質將原板薄膜予以染色並同時進行單軸延伸後，以烘箱使其乾燥而製作出偏光件，並以貼合輥貼合前述偏光件與保護薄膜來製造偏光薄膜；該製造方法在前述處理槽與前述貼合輥之間配置用以輸送前述偏光件之第1張力分段輥，並在前述處理槽與前述貼合輥之間且在前述第1張力分段輥的下游側配置張力計；並且該製造方法包含第1控制步驟，該第1控制步驟係以使利用前述張力計測出之張力成為事先訂定之值之方式控制前述第1張力分段輥的周速。
本發明中之「張力分段輥」(第1張力分段輥及後述之理想方法中之第2張力分段輥)意指薄膜不會在輥上滑移且可控制輥之上游側與下游側之張力差之輥，張力分段輥譬如可使用夾輥或吸輥(suction roll)。 又，本發明中之「下游側」意指偏光件或原板薄膜之輸送方向下游側。 根據本發明，在第1控制步驟中，係以使利用配置在第1張力分段輥下游側之張力計測出之張力成為事先訂定之值之方式控制第1張力分段輥之周速(以下將其適當稱為「固定張力控制」)。亦即，由於係以使實際測出之張力成為事先訂定之值之方式控制第1張力分段輥之周速，故即便在烘箱的送出側之偏光件的水分率低，偏光件實際產生的張力之變動仍會縮小，可使偏光件的輸送變得穩定。
理想作法係於前述處理槽與前述貼合輥之間交替配置複數個前述張力計及前述第1張力分段輥，並且在前述第1控制步驟中，藉由配置在最下游側之前述張力計及前述第1張力分段輥之組合實行周速之控制後，藉由配置在較前述配置在最下游側之組合更靠上游側之前述張力計及前述第1張力分段輥之組合，朝上游側依序實行周速之控制。
在上述理想方法中，「上游側」意指偏光件或原板薄膜之輸送方向上游側。又，在上述理想方法中，「藉由配置在最下游側之前述張力計及前述第1張力分段輥之組合所行之周速控制」意指以使利用配置在最下游側之張力計測出之張力成為事先訂定之值之方式控制配置在最下游側之第1張力分段輥之周速。又，在上述理想方法中，「藉由配置在較配置在最下游側之組合更靠上游側之前述張力計及前述第1張力分段輥之組合所行之周速控制」意指以使利用配置在較配置在最下游側之張力計更靠上游側之張力計測出之張力成為事先訂定之值之方式，來控制配置在較該張力計更靠上游側且最接近該張力計之第1張力分段輥之周速。另外，在上述理想方法中，「朝上游側依序實行」意指從藉由配置在最下游側之張力計及第1張力分段輥之組合所行之周速控制，朝上游側依序實行至藉由配置在最上游側之張力計及第1張力分段輥之組合所行之周速控制為止。 例如，在分別配置有各3組第1張力分段輥及張力計的情況下(從下游側起依序配置有張力計30a、第1張力分段輥20a、張力計30b、第1張力分段輥20b、張力計30c及第1張力分段輥20c時)，意指以使利用張力計30a測出之張力成為事先訂定之值之方式控制第1張力分段輥20a之周速後，以使利用張力計30b測出之張力成為事先訂定之值之方式控制第1張力分段輥20b之周速，然後以使利用張力計30c測出之張力成為事先訂定之值之方式控制第1張力分段輥20c之周速。 根據上述理想方法，在交替配置複數個張力計及第1張力分段輥時，係藉由配置在最下游側之張力計及第1張力分段輥之組合實行周速之控制後，依序朝向配置在上游側之組合實行周速之控制，因此可穩定控制周速而不使控制發散(diverge)。藉此，在交替配置複數個張力計及第1張力分段輥時，偏光件實際產生的張力之變動會縮小，可使偏光件的輸送變得穩定。
且，理想作法係在前述處理槽的送出側配置前述第1張力分段輥，並且於前述處理槽中配置用以輸送前述原板薄膜之第2張力分段輥，並且包含第2控制步驟，該第2控制步驟係在實行前述第1控制步驟後，測定配置在前述處理槽的送出側之前述第1張力分段輥之周速，並以使前述測定之前述第1張力分段輥之周速與前述第2張力分段輥之周速的比率成為事先訂定之值之方式，控制前述第2張力分段輥之周速。
本發明中，係以固定張力控制之方式來控制第1張力分段輥之周速，因此配置在處理槽的送出側之第1張力分段輥之周速並非固定而係變動，係與以往那般以固定比率控制之方式控制的情況不同。 根據上述理想方法，在第2控制步驟中，基本上係以使配置在處理槽的送出側之第1張力分段輥之周速與第2張力分段輥之周速的比率成為事先訂定之值之方式，控制第2張力分段輥之周速，亦即實行固定比率控制。但由於成為比率基準之配置在處理槽的送出側之第1張力分段輥之周速係使用實際測出之周速，故即便如上述那般配置在處理槽的送出側之第1張力分段輥之周速變動，仍可適當實行固定比率控制，而可按事先訂定之預定延伸倍率延伸原板薄膜。
本發明適合用於在前述烘箱的送出側之前述偏光件的水分率為15%以下的情況。亦即，對於因水分率低而幾乎不會伸縮的偏光件而言適合使用。 又，「偏光件的水分率」意指以烘箱予以乾燥後之偏光件中所含水分的比率。具體而言，係分別測定以烘箱予以乾燥後之偏光件的重量(乾燥後之偏光件的重量)、與從該乾燥後之偏光件實質上去除水分後之偏光件的重量(完全乾燥後之偏光件的重量)，並將各重量代入下式來求算。 偏光件的水分率=(乾燥後之偏光件的重量-完全乾燥後之偏光件的重量)/乾燥後之偏光件的重量×100
本發明適合用於在前述烘箱的送出側之前述偏光件的厚度為20μm以下的情況。亦即，對於厚度薄而易因產生過大張力導致斷裂的偏光件而言適合使用。
另外，為了解決前述課題，本發明亦提供一種偏光薄膜之製造裝置，具備：處理槽，係以二色性物質將原板薄膜予以染色並同時進行單軸延伸者；烘箱，係使在前述處理槽中處理後之原板薄膜乾燥而製作出偏光件者；貼合輥，係貼合前述偏光件與保護薄膜者；及，第1張力分段輥，係配置在前述處理槽與前述貼合輥之間且用以輸送前述偏光件者；並且該製造裝置具備：張力計，係配置在前述處理槽與前述貼合輥之間且在前述第1張力分段輥的下游側者；及控制裝置；前述控制裝置係以使利用前述張力計測出之張力成為事先訂定之值之方式控制前述第1張力分段輥的周速。
此外，為了解決前述課題，本發明亦提供一種控制系統，係用於前述偏光薄膜之製造裝置，且該控制系統具備前述張力計與前述控制裝置。
發明效果 根據本發明，即便在烘箱的送出側之偏光件的水分率低，仍可使處理槽與貼合輥之間之偏光件的輸送變得穩定。
用以實施發明之形態 以下，一邊參照所附圖式一邊針對本發明一實施形態之偏光薄膜之製造方法、偏光薄膜之製造裝置及控制系統進行說明。 此外，本說明書中，「下限值X~上限值Y」所示數值範圍意指下限值X以上且在上限值Y以下。當前述數值範圍個別記載多個時，可選擇任意下限值與任意上限值，來設定「任意下限值~任意上限值」。 又，各圖為參考性表示者，須注意各圖所示構件等之尺寸、比例尺及形狀有時與實際之物不同。 另外，以下說明中，「偏光薄膜之製造方法」及「偏光薄膜之製造裝置」有時分別簡稱為「製造方法」及「製造裝置」。
圖1係示意顯示偏光薄膜之製造裝置的概略構成例的圖，該偏光薄膜之製造裝置係應用本實施形態之偏光薄膜之製造方法。圖2係更具體顯示圖1所示偏光薄膜之製造裝置中，有關本實施形態之控制系統的部分的圖。圖1及圖2所示箭頭意指各薄膜之輸送方向。 如圖1或圖2所示，本實施形態之製造裝置係捲對捲方式之製造裝置，該捲對捲方式係將從製造偏光件F1至至少接著保護薄膜F2而獲得偏光薄膜F之一連串步驟在一個製造生產線上進行之方式。本實施形態之製造裝置具備：處理槽2，係以二色性物質將原板薄膜F0予以染色並同時進行單軸延伸者；烘箱3，係使在處理槽2中處理後之原板薄膜F0乾燥而製作出偏光件F1者；貼合輥7，係貼合偏光件F1與保護薄膜F2者；及，第1張力分段輥20，係配置在處理槽2與貼合輥7之間且用以輸送偏光件F1者。本實施形態之第1張力分段輥20係配置複數組。具體而言，如圖2所示，係從下游側(偏光件F1之輸送方向下游側)依序配置有3組第1張力分段輥20a~20c作為第1張力分段輥20。本實施形態之第1張力分段輥20皆為夾輥。 惟，本發明不限於上述，可配置有2組或4組以上第1張力分段輥20，亦可僅配置有1組第1張力分段輥20。又，第1張力分段輥20亦可為吸輥等其他形式之輥。
又，本實施形態之製造裝置具備張力計30，該張力計30係配置在處理槽2與貼合輥7之間且在第1張力分段輥20之下游側。本實施形態之張力計30係配置複數個(與第1張力分段輥20組數相同)。具體而言，如圖2所示，係從下游側起依序配置有3個張力計30a~30c作為張力計30。其原因在於第1張力分段輥20係配置有3組。更具體而言，3個張力計30a~30c係與3組第1張力分段輥20a~20c交替配置。亦即，張力計30a係配置在第1張力分段輥20a之下游側，張力計30b係配置在第1張力分段輥20b之下游側(第1張力分段輥20a之上游側)，張力計30c係配置在第1張力分段輥20c之下游側(第1張力分段輥20b之上游側)。 張力計30譬如可使用以微位移方式為測定原理之三菱電機公司製之微偏移張力檢測器「LX-100TD」。
又，本實施形態之製造裝置具備控制裝置40。控制裝置40係由電腦、PLC(Programmable Logic Controller)構成。 並且，本實施形態之製造裝置具備編碼器70，該編碼器70係用以測定配置在處理槽2的送出側之第1張力分段輥20c的旋轉數。 本實施形態之控制系統100係呈具備以上所述之張力計30、控制裝置40及編碼器70之構成。
另外，本實施形態之製造裝置具備第2張力分段輥60，該第2張力分段輥60係用以在處理槽2中輸送原板薄膜F0。本實施形態之第2張力分段輥60係配置複數組。具體而言，如圖2所示，係從上游側(原板薄膜F0之輸送方向上游側)起依序配置有5組第2張力分段輥60a~60e作為第2張力分段輥60。為方便圖示，係簡化圖2中之處理槽2的構成而圖示成單一的槽，但實際上本實施形態之處理槽2係從上游側起依序由膨潤處理槽、染色處理槽、交聯處理槽、延伸處理槽及洗淨處理槽之5個劃分開來的槽所構成，第2張力分段輥60a係配置在膨潤處理槽的進入側，第2張力分段輥60b係配置在染色處理槽的進入側，第2張力分段輥60c係配置在交聯處理槽的進入側，第2張力分段輥60d係配置在延伸處理槽的進入側，第2張力分段輥60e係配置在洗淨處理槽的進入側。本實施形態之第2張力分段輥60皆為夾輥。 惟，本發明不限於上述，可配置有2組、3組、4組或6組以上第2張力分段輥60，亦可僅配置有1組第2張力分段輥60。又，第2張力分段輥60亦可為吸輥等其他形式之輥。
本實施形態之製造裝置除以上說明之構成要素以外，還具備一般的偏光薄膜之製造裝置所具備之以往公知的各種構成要素。
要使用以上說明之本實施形態之製造裝置製造偏光薄膜F時，首先係將捲繞於釋出輥1之原板薄膜F0釋出，且浸漬於處理槽2(在本實施形態中係從原板薄膜F0之輸送方向上游側起依序由膨潤處理槽、染色處理槽、交聯處理槽、延伸處理槽及洗淨處理槽構成)內的處理浴中，以碘或二色性染料等二色性物質染色的同時進行單軸延伸。接著，以烘箱3使其乾燥而獲得偏光件F1。偏光件F1係具有僅使沿特定一方向振動之光(偏光)透射並可遮蔽沿該特定方向以外之方向振動之光之性質的光學元件。本實施形態之偏光件F1係柔軟的薄膜狀。
原板薄膜F0為長條帶狀。在本說明書中，長條帶狀意指長邊方向的長度較短邊方向(與長邊方向正交之方向)的長度大上甚多之長方形狀。長條帶狀之長邊方向的長度例如為10m以上，且宜為50m以上。 原板薄膜F0並無特別限定，由於二色性物質所帶來之染色性佳，故宜使用包含親水性聚合物薄膜(例如聚乙烯醇系薄膜等)之薄膜，更宜使用親水性聚合物薄膜。包含親水性聚合物薄膜之薄膜可舉親水性聚合物薄膜與非親水性聚合物薄膜積層而成的薄膜。此時，較佳為非親水性聚合物薄膜之表面及/或背面積層有親水性聚合物薄膜。此時，積層在非親水性聚合物薄膜表面及/或背面的親水性聚合物薄膜亦可為厚度數μm左右之較薄的膜狀。
親水性聚合物薄膜並無特別限定，可使用以往公知之薄膜。具體而言，親水性聚合物薄膜可舉例如聚乙烯醇(PVA)系薄膜、部分縮甲醛化PVA系薄膜、聚對苯二甲酸乙二酯(PET)薄膜、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物系薄膜、該等部分皂化薄膜等。又，除該等外，還可使用PVA之脫水處理物或聚氯乙烯之脫鹽酸處理物等多烯定向薄膜、經延伸定向之聚乙烯系薄膜等。該等中，尤其由二色性物質所帶來之染色性佳來看，以PVA系聚合物薄膜為佳。 PVA系聚合物薄膜之原料聚合物可舉例如：乙酸乙烯酯聚合後再皂化的聚合物、相對於乙酸乙烯酯為少量之不飽和羧酸或不飽和磺酸等可共聚之單體共聚而成的聚合物等。PVA系聚合物之聚合度並無特別限定，由對水之溶解度的觀點等來看，宜為500~10000，更宜為1000~6000。又，PVA系聚合物之皂化度宜為75莫耳%以上，更宜為98莫耳%~100莫耳%。 未處理之原板薄膜F0的厚度並無特別限定，例如為15μm~110μm。
本實施形態之處理槽2，如前所述係從原板薄膜F0之輸送方向上游側起依序由膨潤處理槽、染色處理槽、交聯處理槽、延伸處理槽及洗淨處理槽構成，且各槽例如具有以下所述之構成。
＜膨潤處理槽＞ 膨潤處理槽係容置有膨潤處理液的處理槽。膨潤處理液可使原板薄膜F0膨潤。膨潤處理液譬如可使用水。並且，亦可於水中添加適量之甘油或碘化鉀等碘化合物並將所得之水做成膨潤處理液。添加甘油時，其濃度宜為5重量%以下，而添加碘化鉀等碘化合物時，其濃度宜為10重量%以下。
＜染色處理槽＞ 染色處理槽係容置有染色處理液的處理槽。染色處理液可將原板薄膜F0染色。染色處理液可舉含二色性物質作為有效成分之溶液。二色性物質可舉碘、有機染料等。較佳為染色處理液可使用已使碘溶解於溶劑的溶液。溶劑一般會使用水，而亦可更添加與水具相溶性之有機溶劑。染色處理液中之碘濃度無特別限定，宜為0.01重量%~10重量%，且0.02重量%~7重量%之範圍較佳，0.025重量%~5重量%更佳。為了更提升染色效率，亦可視需求於染色處理液中添加碘化合物。碘化合物係分子內包含碘與碘以外之元素的化合物，可舉例如：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。
＜交聯處理槽＞ 交聯處理槽係容置有交聯處理液的處理槽。交聯處理液可使經染色之原板薄膜F0交聯。交聯處理液可使用含硼化合物作為有效成分之溶液。譬如，交聯處理液可使用已使硼化合物溶解於溶劑的溶液。溶劑一般會使用水，而亦可更添加與水具相溶性之有機溶劑。硼化合物可舉硼酸、硼砂等。交聯處理液中之硼化合物的濃度並無特別限定，宜為1重量%~10重量%，且2重量%~7重量%較佳，2重量%~6重量%更佳。並且，由可獲得具有均一光學特性之偏光件的觀點來看，亦可視需求於交聯處理液中添加碘化合物。
＜延伸處理槽＞ 延伸處理槽係容置有延伸處理液的處理槽。 延伸處理液並無特別限定，例如可使用含硼化合物作為有效成分之溶液。延伸處理液譬如可使用使硼化合物及因應需求使各種金屬鹽、鋅化合物等溶解於溶劑之溶液。溶劑一般會使用水，而亦可更添加與水具相溶性之有機溶劑。延伸處理液中之硼化合物的濃度並無特別限定，宜為1重量%~10重量%，且2重量%~7重量%更佳。由抑制吸附於薄膜之碘溶出之觀點，亦可視需求於延伸處理液中添加碘化合物。
＜洗淨處理槽＞ 洗淨處理槽係容置有洗淨處理液的處理槽。洗淨處理液可洗淨延伸後之原板薄膜F0。洗淨處理液係用以洗淨附著於原板薄膜F0之染色處理液或交聯處理液等處理液的處理液。洗淨處理液代表上可使用離子交換水、蒸餾水、純水等之水。
烘箱3係設置在構成以上說明之處理槽2的洗淨處理槽之下游側。烘箱3係為了將處理後之薄膜予以乾燥而設置。 又，雖然本實施形態之處理槽2具有膨潤處理槽、染色處理槽、交聯處理槽、延伸處理槽及洗淨處理槽，但亦可省略該等中之1個或2個處理槽。另一方面，處理槽2亦可更具有調整處理槽(未圖示)。調整處理槽係容置有調整處理液的處理槽。該調整處理槽可設置於交聯處理槽與延伸處理槽之間、或延伸處理槽與洗淨處理槽之間。調整處理液係用以調整薄膜之色相等的溶液，可使用含碘化合物作為有效成分的溶液。 以烘箱3使洗淨後之原板薄膜F0乾燥而得之薄膜係偏光件F1。 在烘箱3的送出側之偏光件F1的厚度並無特別限定，譬如為20μm以下時，可適合使用本實施形態之製造方法。 並且，在烘箱3的送出側之偏光件F1的水分率無特別限定，譬如為15%以下時，可適合使用本實施形態之製造方法。例如，當烘箱3中之乾燥溫度為60℃以上且乾燥時間為30秒以上時，在烘箱3的送出側之偏光件F1的水分率易成為15%以下。
此外，可適合使用本發明之偏光件F1不限於以薄膜單層延伸而得之偏光件，亦可舉將於基材塗敷有PVA系樹脂之積層薄膜延伸而得之偏光件。 上述偏光件代表上可列舉日本專利特開昭51-069644號公報、日本專利特開2000-338329號公報、國際公開第2010/100917號、日本專利特開2014-059328號公報、日本專利特開2012-73563號公報中記載之薄型偏光膜。該等薄型偏光膜可藉由包含有將PVA系樹脂層與延伸用樹脂基材在積層體之狀態下進行延伸的步驟及進行染色的步驟之製法獲得。若為該製法，則即便PVA系樹脂層很薄，因其被延伸用樹脂基材支持著，故可在無因延伸造成斷裂等不良狀況下延伸。
接下來，如圖1所示，以塗敷機6在偏光件F1的兩面塗敷活性能量線硬化型接著劑。本實施形態中，塗敷機6使用凹版塗佈機。並且，以塗敷機6在從釋出輥5釋出之保護薄膜F2的單面塗敷活性能量線硬化型接著劑。然後，藉由貼合輥7將經塗敷接著劑之保護薄膜F2貼合至經塗敷接著劑之偏光件F1兩面。
以塗敷機6塗敷之接著劑可使用活性能量線硬化型接著劑。 活性能量線硬化型接著劑可使用以往公知之物。活性能量線硬化型接著劑一般而言包含活性能量線硬化性成分及聚合起始劑，可視需求包含各種添加劑。 活性能量線硬化性成分可大致分類成電子束硬化性、紫外線硬化性及可見光線硬化性。又，活性能量線硬化性成分在硬化之機制的觀點上可大致分類成自由基聚合性化合物與陽離子聚合性化合物。
自由基聚合性化合物可舉具有(甲基)丙烯醯基、乙烯基等碳-碳雙鍵之自由基聚合性官能基的化合物。又，可使用單官能自由基聚合性化合物或二官能以上之多官能自由基聚合性化合物中任一者。又，該等自由基聚合性化合物可單獨使用1種或併用2種以上。自由基聚合性化合物宜為具有(甲基)丙烯醯基之化合物，可舉例如具有(甲基)丙烯醯胺基之(甲基)丙烯醯胺衍生物、具有(甲基)丙烯醯氧基之(甲基)丙烯酸酯等。 使用自由基聚合性化合物作為活性能量線硬化型接著劑時，聚合起始劑可因應活性能量線適當選擇。在藉由紫外線或可見光線使接著劑硬化時，可使用紫外線開裂或可見光線開裂之聚合起始劑。所述聚合起始劑可舉例如二苯基酮系化合物、芳香族酮化合物、苯乙酮系化合物、芳香族縮酮系化合物、芳香族磺醯氯系化合物、9-氧硫𠮿系化合物等。
陽離子聚合性化合物可舉分子內具有1個陽離子聚合性官能基之單官能陽離子聚合性化合物、分子內具有2個以上陽離子聚合性官能基之多官能陽離子聚合性化合物等。陽離子聚合性官能基可舉環氧基、氧雜環丁烷基、乙烯基醚基等。具有環氧基之陽離子聚合性化合物可舉脂肪族環氧化合物、脂環式環氧化合物、芳香族環氧化合物等。具有氧雜環丁烷基之陽離子聚合性化合物可舉3-乙-3-羥甲基氧雜環丁烷、1,4-雙[(3-乙-3-氧雜環丁烷基)甲氧基甲基]苯、3-乙-3-(苯氧甲基)氧雜環丁烷等。具有乙烯基醚基之陽離子聚合性化合物可舉2-羥乙基乙烯基醚、二乙二醇單乙烯基醚、4-羥丁基乙烯基醚等。 使用陽離子聚合性化合物作為活性能量線硬化型接著劑時，可摻混陽離子聚合起始劑。該陽離子聚合起始劑藉由照射可見光線、紫外線、電子束等活性能量線，會產生陽離子種或路易士酸，而與陽離子聚合性化合物之環氧基等開始進行聚合反應。陽離子聚合起始劑可使用光酸產生劑及光鹼產生劑。
本發明中，亦可使用藉由包含380nm~450nm之可見光線的光而硬化之活性能量線硬化型接著劑。此時，宜使用包含自由基聚合性化合物與聚合起始劑之活性能量線硬化型接著劑。 所述活性能量線硬化型接著劑例如揭示於日本專利特開2018-092186號公報中，而本發明之活性能量線硬化型接著劑可使用上述公報所記載之活性能量線硬化型接著劑。本說明書中，為配合書面而省略轉載上述公報之記載，但本說明書係直接將上述公報之接著劑之相關記載納入其中。
接著劑之塗敷厚度並無特別限定，但若太小，薄膜的接著強度會降低，而若太大，則偏光薄膜F的厚度會相對變得過大。從所述觀點來看，往偏光件F1及保護薄膜F2塗敷的接著劑厚度宜分別獨立為0.1μm~5μm。 又，塗敷開始時的接著劑之黏度並無特別限定，但若太小或太大，則從塗敷開始時便會發生接著劑之接著性降低。從所述觀點來看，接著劑之塗敷開始時於25℃下之黏度宜調整成1mPa・s~100mPa・s，在塗敷開始時於25℃下之黏度調整成10mPa・s~50mPa・s更佳，調整成15mPa・s~45mPa・s尤佳。
保護薄膜F2為長條帶狀。並且，保護薄膜F2係親水性較偏光件F1更低(具有疏水性)之薄膜。保護薄膜F2宜為透明性、機械強度、熱穩定性、水分阻斷性及各向同性等優異者。可舉如：聚對苯二甲酸乙二酯及聚萘二甲酸乙二酯等聚酯系聚合物；二乙醯纖維素及三乙醯纖維素等纖維素系聚合物；聚甲基丙烯酸甲酯等丙烯酸系聚合物；聚苯乙烯及丙烯腈-苯乙烯共聚物(AS樹脂)等苯乙烯系聚合物；以及聚碳酸酯系聚合物等。又，亦可列舉下述聚合物作為形成保護薄膜F2之聚合物之例：聚乙烯、聚丙烯、環系或具有降莰烯結構之聚烯烴、如乙烯-丙烯共聚物之聚烯烴系聚合物、氯乙烯系聚合物、尼龍或芳香族聚醯胺等醯胺系聚合物、醯亞胺系聚合物、碸系聚合物、聚醚碸系聚合物、聚醚醚酮系聚合物、聚伸苯硫系聚合物、乙烯醇系聚合物、氯化亞乙烯系聚合物、乙烯醇縮丁醛系聚合物、芳酯系聚合物、聚甲醛系聚合物、環氧系聚合物或上述聚合物之摻合物等。保護薄膜F2中亦可含有1種以上任意且適當的添加劑。添加劑可舉如紫外線吸收劑、抗氧化劑、滑劑、塑化劑、脫模劑、抗著色劑、阻燃劑、成核劑、抗靜電劑、顏料、著色劑等。保護薄膜F2中之上述熱塑性樹脂含量宜為50~100重量%，較佳為50~99重量%，更佳為60~98重量%，特佳為70~97重量%。保護薄膜F2中之上述熱塑性樹脂含量在50重量%以下時，會有無法充分發揮熱塑性樹脂原有的高透明性等之虞。
又，作為保護薄膜F2，可舉日本專利特開2001-343529號公報中記載之聚合物薄膜，例如一種含有(A)在側鏈具有取代及/或非取代醯亞胺基之熱塑性樹脂、與在側鏈具有取代及/或非取代苯基以及腈基之熱塑性樹脂的樹脂組成物。作為具體例，可舉如含有由異丁烯與N-甲基馬來醯亞胺所構成之交互共聚物以及丙烯腈-苯乙烯共聚物之樹脂組成物的薄膜。薄膜可使用由樹脂組成物的混合擠製物等所構成之薄膜。該等薄膜由於相位差小、光彈性係數小，而能消除偏光薄膜F之應變所造成的不均等不良狀況，且因透濕度低而有優良的加濕耐久性。
接著，如圖1所示，從活性能量線照射裝置8對偏光件F1及保護薄膜F2間的接著劑照射活性能量線使其硬化後，以烘箱9予以乾燥。活性能量線可因應活性能量線硬化型接著劑之硬化性適當選擇。活性能量線可舉電子束、紫外線、可見光線等。最後，藉由貼合輥11將從釋出輥10釋出之長條帶狀表面保護薄膜F3貼合至於兩面貼合有保護薄膜F2之偏光件F1的單面，藉此獲得長條帶狀偏光薄膜F。所獲得之偏光薄膜F會被捲取滾筒12捲取。
又，圖1所示例中，係在偏光件F1及保護薄膜F2兩者塗敷有活性能量線硬化型接著劑，但亦可僅在偏光件F1兩面塗敷接著劑。在此情況下，圖1所示共4台塗敷機6中，不需要圖1下側(偏光件F1之輸送方向下游側)的2台塗敷機6。又，亦可僅在保護薄膜F2的單面塗敷接著劑。在此情況下，圖1所示共4台塗敷機6中，不需要圖1上側(偏光件F1之輸送方向上游側)的2台塗敷機6。此外，由於圖1所示例係在偏光件F1兩面貼合保護薄膜F2，故係在圖1的左右配置一對塗敷機6且在左右配置一對活性能量線照射裝置8，當僅在偏光件F1單面貼合保護薄膜F2時，塗敷機6及活性能量線照射裝置8僅在圖1的左右任一側配置1台即可。
以下，說明本實施形態之控制系統100的動作。 控制系統100所具備之控制裝置40係以使利用張力計30測出之張力成為事先訂定之值之方式控制第1張力分段輥20之周速(相當於本發明之第1控制步驟)。具體而言，在製造偏光薄膜F的期間，張力計30會持續測定偏光件F1的張力且輸出至控制裝置40。而且，如圖2所示，控制裝置40係以使從配置在最下游側之張力計30a輸入的張力Ta成為事先訂定之值之方式控制第1張力分段輥20a之周速(固定張力控制)。具體而言，控制裝置40在輸入之張力Ta較事先訂定且存儲在控制裝置40之值更小時，對第1張力分段輥20a之驅動部(省略圖示之馬達等)送出控制訊號，以使第1張力分段輥20a之周速成為較目前更大之周速P1a。反之，在輸入之張力Ta較事先訂定且存儲在控制裝置40之值更大時，對第1張力分段輥20a之驅動部送出控制訊號，以使第1張力分段輥20a之周速成為較小之周速P1a。
接著，控制裝置40係以使從配置在較張力計30a更靠上游側之最接近的張力計30b輸入的張力Tb成為事先訂定之值之方式控制第1張力分段輥20b之周速(固定張力控制)。具體而言，控制裝置40在輸入之張力Tb較事先訂定且存儲在控制裝置40之值更小時，對第1張力分段輥20b之驅動部(省略圖示之馬達等)送出控制訊號，以使第1張力分段輥20b之周速成為較目前更大之周速P1b。反之，在輸入之張力Tb較事先訂定且存儲在控制裝置40之值更大時，對第1張力分段輥20b之驅動部送出控制訊號，以使第1張力分段輥20b之周速成為較小之周速P1b。
最後，控制裝置40係以使從配置在最上游側之張力計30c輸入的張力Tc成為事先訂定之值之方式，控制配置在處理槽2的送出側之第1張力分段輥20c之周速(固定張力控制)。具體而言，控制裝置40在輸入之張力Tc較事先訂定且存儲在控制裝置40之值更小時，對第1張力分段輥20c之驅動部(省略圖示之馬達等)送出控制訊號，以使第1張力分段輥20c之周速成為較目前更大之周速P1c。反之，在輸入之張力Tc較事先訂定且存儲在控制裝置40之值更大時，對第1張力分段輥20c之驅動部送出控制訊號，以使第1張力分段輥20c之周速成為較小之周速P1c。
如以上所述，本實施形態之控制系統100在第1控制步驟中係以使利用配置在第1張力分段輥20的下游側之張力計30測出之張力成為事先訂定之值之方式，控制第1張力分段輥20之周速。亦即，由於係以使實際測出之張力成為事先訂定之值之方式控制第1張力分段輥20之周速，故即便在烘箱3的送出側之偏光件F1的水分率低，偏光件F1實際產生的張力之變動仍會縮小，可使偏光件F1的輸送變得穩定。 另外，本實施形態之控制系統100在第1控制步驟中係藉由配置在最下游側之張力計30a及第1張力分段輥20a之組合實行周速P1a之控制後，依序朝配置在上游側之組合實行周速之控制，直到藉由配置在最上游側之張力計30c及第1張力分段輥20c之組合控制周速P1c為止。因此，可穩定控制周速而不使控制發散。
本實施形態之控制系統100在實行以上說明之第1控制步驟後，係測定配置在處理槽2的送出側之第1張力分段輥20c之周速，並以使測出之第1張力分段輥之周速P1c’與第2張力分段輥60之周速的比率成為事先訂定之值之方式，控制第2張力分段輥60之周速(相當於本發明之第2控制步驟)。具體而言，在製造偏光薄膜F的期間，編碼器70會持續測定第1張力分段輥20c之旋轉數且輸出至控制裝置40。控制裝置40係根據輸入的第1張力分段輥20c之旋轉數與事先存儲的第1張力分段輥20c之外徑來演算第1張力分段輥20c之周速P1c’。而且，如圖2所示，控制裝置40係以使第1張力分段輥20c之周速P1c’與第2張力分段輥60之周速的比率成為事先訂定之值之方式，控制第2張力分段輥60之周速(固定比率控制)。具體而言，若令第2張力分段輥60a之周速為P2a、第2張力分段輥60b之周速為P2b、第2張力分段輥60c之周速為P2c、第2張力分段輥60d之周速為P2d且令第2張力分段輥60e之周速為P2e，則控制裝置40係以使P2a/P1c’=β1、P2b/P1c’=β2、P2c/P1c’=β3、P2d/P1c’=β4、P2e/P1c’=β5(β1、β2、β3、β4及β5為預定常數)之方式決定周速P2a、P2b、P2c、P2d及P2e，且對第2張力分段輥60a~60e之驅動部(省略圖示之馬達等)送出控制訊號，以使第2張力分段輥60a~60e按各周速P2a~P2e分別旋轉。
本實施形態之控制系統100在第1控制步驟中係以固定張力控制之方式來控制第1張力分段輥20c之周速，因此配置在處理槽2的送出側之第1張力分段輥20c之周速並非固定而係變動，係與以往那般以固定比率控制之方式控制的情況不同。 而且，本實施形態之控制系統100在第2控制步驟中，基本上係以使配置在處理槽2的送出側之第1張力分段輥20c之測得周速P1c’與第2張力分段輥60之周速的比率成為事先訂定之值之方式，控制第2張力分段輥60之周速，亦即實行固定比率控制。但由於成為比率基準之配置在處理槽2的送出側之第1張力分段輥20c之周速係使用實際測出之周速P1c’，故即便如上述那般配置在處理槽2的送出側之第1張力分段輥20c之周速P1c’變動，仍可適當實行固定比率控制，而可按事先訂定之預定延伸倍率延伸原板薄膜F0。
實施例 以下，說明實施例及比較例，來更詳述本發明。惟，本發明不受下述實施例限定。
＜實施例＞ 使用平均聚合度2400、皂化度99.9莫耳%之厚度45μm之聚乙烯醇薄膜(Kuraray CO.,LTD.製VF-PS-4500)作為原板薄膜F0，且在處理槽2施行了處理。具體而言，在處理槽2中，浸漬於30℃的溫水中60秒使其膨潤。接著，浸漬於碘/碘化鉀(重量比=0.5/8)濃度0.3%之水溶液中，一邊使其延伸至3.5倍一邊將薄膜染色。然後，在65℃之硼酸酯水溶液中進行延伸，以使總延伸倍率成為6倍。在處理槽2進行了以上處理後，利用烘箱3在乾燥溫度40℃下乾燥3分鐘而獲得厚度18μm之PVA系偏光件F1。
測定該偏光件F1在烘箱3的送出側的水分率，結果為14%。 偏光件F1的水分率係依以下方式測出。 從裝置運轉起約60分鐘後，將剛從烘箱3送出後之偏光件F1的任意位置裁切出正方形而獲得試樣片。在標準狀態下迅速測定裁切後之試樣片的重量。然後，使用加熱烘箱在120℃下使該試樣片強制乾燥2小時後，在標準狀態下迅速測定該試樣片的重量。又，藉由該強制乾燥，推測試樣片中所含之水分幾乎消失。 將強制乾燥前之試樣片的重量(乾燥後之偏光件F1的重量)與強制乾燥後之試樣片的重量(完全乾燥後之偏光件F1的重量)代入下式而求得偏光件F1的水分率。 偏光件F1的水分率=(乾燥後之偏光件F1的重量-完全乾燥後之偏光件F1的重量)/乾燥後之偏光件F1的重量×100
實施例中，如圖1及圖2所示，在輸送偏光件F1時係進行固定張力控制並調查偏光件F1有無斷裂，該固定張力控制係以使利用配置在處理槽2與貼合輥7之間且在第1張力分段輥20的下游側之張力計30測出之張力成為事先訂定之值之方式，控制第1張力分段輥20之周速。並且調査了利用圖2所示張力計30a測出之張力的變動。又，即便利用張力計30b、30c測定了張力的變動，其變動量係與利用張力計30a測定時為相同程度。
＜比較例＞ 比較例中，在輸送偏光件F1時係進行固定比率控制，該固定比率控制係以使貼合輥7之周速與配置在處理槽2與貼合輥7之間之第1張力分段輥20之周速的比率成為事先訂定之值之方式，控制第1張力分段輥20之周速，除了此點之外，以與實施例相同條件調査了偏光件F1有無斷裂及利用張力計30a測出之張力的變動。
於表1列示上述試驗的結果。 如表1所示，在比較例中張力變動非常大，在輸送開始起1小時以內偏光件F1便發生破裂。 相對於此，在實施例中張力變動小，偏光件F1沒有發生破裂。 [表1]
1,5,10:釋出輥 2:處理槽 3,9:烘箱 6:塗敷機 7,11:貼合輥 8:活性能量線照射裝置 12:捲取滾筒 20,20a,20b,20c:第1張力分段輥 30,30a,30b,30c:張力計 40:控制裝置 50,70:編碼器 60,60a,60b,60c,60d,60e:第2張力分段輥 100,100A:控制系統 F:偏光薄膜 F0:原板薄膜 F1:偏光件 F2:保護薄膜 F3:表面保護薄膜 P0’,P1a,P1b,P1c,P2a,P2b,P2c,P2d,P2e:周速 P1a,P1b,P1c,P1c’:周速 Ta,Tb,Tc:張力
圖1係示意顯示偏光薄膜之製造裝置的概略構成例的圖，該偏光薄膜之製造裝置係應用本發明一實施形態之偏光薄膜之製造方法。 圖2係更具體顯示圖1所示偏光薄膜之製造裝置中有關控制系統的部分的圖。 圖3係示意顯示在以往的捲對捲方式之偏光薄膜之製造方法中使用的製造裝置及控制系統的概略構成例之圖。
(無)

Claims (6)

  1. 一種偏光薄膜之製造方法，係於處理槽內以二色性物質將原板薄膜予以染色並同時進行單軸延伸後，以烘箱使其乾燥而製作出偏光件，並以貼合輥貼合前述偏光件與保護薄膜來製造偏光薄膜；該製造方法在前述處理槽與前述貼合輥之間配置用以輸送前述偏光件之第1張力分段輥，並在前述處理槽與前述貼合輥之間且在前述第1張力分段輥的下游側配置張力計；並且前述第1張力分段輥及前述張力計是複數個交替配置；該製造方法包含第1控制步驟，該第1控制步驟係以使利用前述張力計測出之張力成為事先訂定之值之方式控制前述第1張力分段輥的周速；在前述第1控制步驟中，藉由配置在最下游側之前述張力計及前述第1張力分段輥之組合實行周速之控制後，藉由配置在較前述配置在最下游側之組合更靠上游側之前述張力計及前述第1張力分段輥之組合，朝上游側依序實行周速之控制。
  2. 如請求項1之偏光薄膜之製造方法，其在前述處理槽的送出側配置前述第1張力分段輥，並且於前述處理槽中配置用以輸送前述原板薄膜之第2張力分段輥；並且該製造方法包含第2控制步驟，該第2控制步驟係在實行前述第1控制步驟後，測定配置在前述處理槽的送出側之前述第1張力分段輥之周速，並以使前述測出之前述第1張力分段輥之周速與前述第2張力分段輥之周速的比率成為事先訂定之值之方式，控制前述第2張力分段輥之周速。
  3. 如請求項1之偏光薄膜之製造方法，其中在前述烘箱的送出側之前述偏光件的水分率為15%以下。
  4. 如請求項1之偏光薄膜之製造方法，其中在前述烘箱的送出側之前述偏光件的厚度為20μm以下。
  5. 一種偏光薄膜之製造裝置，具備：處理槽，係以二色性物質將原板薄膜予以染色並同時進行單軸延伸者；烘箱，係使在前述處理槽中處理後之原板薄膜乾燥而製作出偏光件者；貼合輥，係貼合前述偏光件與保護薄膜者；及第1張力分段輥，係配置在前述處理槽與前述貼合輥之間且用以輸送前述偏光件者；並且該製造裝置具備：張力計，係配置在前述處理槽與前述貼合輥之間且在前述第1張力分段輥的下游側者；及控制裝置；前述第1張力分段輥及前述張力計是複數個交替配置；前述控制裝置係以使利用前述張力計測出之張力成為事先訂定之值之方式控制前述第1張力分段輥的周速，且前述控制裝置係藉由配置在最下游側之前述張力計及前述第1張力分段輥之組合實行周速之控制後，藉由配置在較前述配置在最下游側之組合更靠上游側之前述張力計及前述第1張力分段輥之組合，朝上游側依序實行周速之控制。
  6. 一種控制系統，係用於如請求項5之偏光薄膜之製造裝置者；該控制系統具備前述張力計與前述控制裝置。
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