WO2021100249A1 - 偏光フィルムの製造方法、偏光フィルムの製造装置及び制御システム - Google Patents

偏光フィルムの製造方法、偏光フィルムの製造装置及び制御システム Download PDF

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WO2021100249A1
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tension
roll
peripheral speed
cut roll
polarizer
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山崎　達也
池田　哲朗
幸一 岡本
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日東電工株式会社
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    • B29D11/00894—Applying coatings; tinting; colouring colouring or tinting
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    • G02B5/3025—Polarisers, i.e. arrangements capable of producing a definite output polarisation state from an unpolarised input state
    • G02B5/3033—Polarisers, i.e. arrangements capable of producing a definite output polarisation state from an unpolarised input state in the form of a thin sheet or foil, e.g. Polaroid

Definitions

  • the raw film is dyed with a dichroic substance in a treatment tank, uniaxially stretched, dried in an oven to prepare a polarizer, and the polarizer and the protective film are bonded with a bonding roll to polarize the film.
  • the present invention relates to a method for producing a film, an apparatus for producing a polarizing film, and a control system.
  • the present invention is a method for producing a polarizing film capable of stabilizing the transport of a polarizer between a treatment tank and a bonding roll even if the water content of the polarizer is low on the outlet side of the oven.
  • the present invention relates to a film manufacturing apparatus and a control system.
  • a polarizing film containing a polarizing element has been used as a constituent material for a liquid crystal display device, polarized sunglasses, and the like.
  • the polarizing film is composed of, for example, a polarizing element dyed with a dichroic substance such as iodine, and a protective film that is adhered to the polarizing element to protect the polarizing element.
  • FIG. 3 is a diagram schematically showing a schematic configuration example of a manufacturing apparatus and a control system used in a conventional roll-to-roll type polarizing film manufacturing method.
  • the arrow indicated by the solid line shown in FIG. 3 means the transport direction of each film.
  • the processing tank 2 for example, the raw fabric film F0 is sequentially wound from the upstream side in the transport direction.
  • a swelling treatment tank (Consists of a swelling treatment tank, a dyeing treatment tank, a cross-linking treatment tank, a stretching treatment tank, and a cleaning treatment tank), and dyeing with a dichroic substance such as iodine or a dichroic dye. Uniaxially stretched. Then, it is dried in the oven 3 to obtain the polarizer F1.
  • the active energy ray-curable adhesive is applied to both sides of the polarizer F1 with the coating machine 6. Further, for example, an active energy ray-curable adhesive is applied to one side of the protective film F2 unwound from the feeding roll (not shown) with a coating machine (not shown).
  • the protective film F2 coated with the adhesive is bonded to both sides of the polarizing element F1 coated with the adhesive by the bonding roll 7.
  • the adhesive between the polarizer F1 and the protective film F2 is irradiated with the active energy ray from the active energy ray irradiator to be cured, dried in an oven, and if necessary, another A polarizing film is manufactured by laminating a film (surface protection film, etc.).
  • the conventional manufacturing apparatus is arranged between the processing tank 2 and the bonding roll 7, and the polarizer F1 (the original film after being processed in the processing tank 2 and before being dried in the oven 3). It includes a first tension cut roll 20 that conveys the film F0) and a second tension cut roll 60 that conveys the raw film F0 in the processing tank 2.
  • a first tension cut roll 20 that conveys the film F0
  • a second tension cut roll 60 that conveys the raw film F0 in the processing tank 2.
  • three first tension cut rolls 20a to 20c are arranged as the first tension cut roll 20
  • five second tension cut rolls 60a to 60e are arranged as the second tension cut roll 60. ing.
  • the first tension cut roll 20 and the second tension cut roll 60 are both nip rolls.
  • the conventional control system 100A includes a control device 40 and an encoder 50.
  • the encoder 50 measures the rotation speed of the bonding roll 7 and outputs it to the control device 40.
  • the control device 40 calculates the peripheral speed P0'of the bonding roll 7 based on the input rotation speed of the bonding roll 7 and the outer diameter of the bonding roll 7 stored in advance. Then, the control device 40 sets the peripheral speed of the first tension cut roll 20 so that the ratio of the peripheral speed P0'of the bonded roll 7 to the peripheral speed of the first tension cut roll 20 becomes a predetermined value. Control (constant ratio control).
  • the control device 40 is set to P1a /
  • the first tension cut roll 20 is also rotated at a constant peripheral speed.
  • the peripheral speed P0'of the bonding roll 7 is calculated based on the result of measuring the rotation speed of the bonding roll 7, and the first tension cut roll is calculated based on the calculated peripheral speed P0'.
  • the peripheral speed of 20 is controlled, the first tension is based on the peripheral speed setting value of the bonding roll 7 or the rotation speed setting value without actually measuring and calculating the peripheral speed of the bonding roll 7. In some cases, the peripheral speed of the cut roll 20 is controlled.
  • control device 40 sets the peripheral speed of the second tension cut roll 60 so that the ratio of the peripheral speed P0'of the bonded roll 7 to the peripheral speed of the second tension cut roll 60 becomes a predetermined value.
  • Control constant ratio control
  • the peripheral speed of the second tension cut roll 60a is P2a
  • the peripheral speed of the second tension cut roll 60b is P2b
  • the peripheral speed of the second tension cut roll 60c is P2c
  • the peripheral speed of the second tension cut roll 60d the peripheral speed of the second tension cut roll 60d.
  • a control signal is transmitted to a drive unit (motor or the like (not shown)) of the second tension cut rolls 60a to 60e so that the tension cut rolls 60a to 60e rotate respectively.
  • the second tension cut roll 60 since the bonding roll 7 generally rotates at a constant peripheral speed, the second tension cut roll 60 also rotates at a constant peripheral speed. Constant control of the peripheral speed ratio of the second tension cut roll 60 is necessary for stretching the raw film F0 at a predetermined stretching ratio.
  • the peripheral speed of the first tension cut roll 20 that conveys the polarizer F1 between the processing tank 2 and the bonding roll 7 is controlled at a constant ratio.
  • the set tension at each position of the carried polarizer F1 is determined by each ratio ⁇ 1 to ⁇ 3.
  • the tension actually generated in the polarizer F1 varies greatly depending on the state of the polarizer F1. If the tension actually generated in the polarizer F1 fluctuates greatly, the transport of the polarizer F1 may be hindered. Further, when an excessive tension is generated, the polarizer F1 may be broken.
  • a polarizer F1 having a low moisture content for example, the moisture content of the polarizer F1 on the outlet side of the oven 3 is 15% or less
  • the polarizer F1 having a low water content hardly expands and contracts, it is difficult to mitigate the influence of tension fluctuations in the conventional method for producing a polarizing film, and there is a risk that the transfer of the polarizer F1 may be hindered or the polarizer F1 may be broken. There is a problem of increasing.
  • the present invention is a method for producing a polarizing film capable of stabilizing the transfer of the polarizer between the processing tank and the bonding roll, even if the water content of the polarizer is low on the outlet side of the oven.
  • An object of the present invention is to provide a film manufacturing apparatus and a control system.
  • the raw film is dyed with a dichroic substance in a treatment tank, uniaxially stretched, dried in an oven to prepare a polarizer, and bonded with a polarizing roll.
  • This is a method of manufacturing a polarizing film by laminating a protective film, and a first tension cut roll for transporting the polarizing element is arranged between the processing tank and the laminating roll, and the treatment tank and the polarizing roll are arranged.
  • a tension meter is arranged between the bonding roll and the downstream side of the first tension cut roll, and the tension measured by the tension meter is set to a predetermined value of the first tension cut roll.
  • a method for producing a polarizing film which comprises a first control step of controlling a peripheral speed.
  • the “tension cut roll” (the first tension cut roll and the second tension cut roll in the preferred method described later) in the present invention does not cause the film to slip on the roll, and the tension difference between the upstream side and the downstream side of the roll is increased. It means a roll that can be controlled, and as the tension cut roll, for example, a nip roll or a suction roll can be used.
  • the "downstream side” in the present invention means the downstream side in the transport direction of the polarizer or the raw film.
  • the peripheral speed of the first tension cut roll is set so that the tension measured by the tension meter arranged on the downstream side of the first tension cut roll becomes a predetermined value.
  • Constant tension control This is appropriately referred to as "constant tension control”). That is, since the peripheral speed of the first tension cut roll is controlled so that the actually measured tension becomes a predetermined value, even if the water content of the polarizer is low on the outlet side of the oven, the polarizing element is actually used. The fluctuation of the generated tension becomes small, and it is possible to stabilize the transport of the polarizer.
  • a plurality of the tension gauge and the first tension cut roll are alternately arranged between the processing tank and the bonding roll, and the tension gauge arranged on the most downstream side in the first control step.
  • the speed control is sequentially executed toward the upstream side.
  • the "upstream side” means the upstream side in the transport direction of the polarizer or the raw film.
  • control of the peripheral speed by the combination of the tension gauge arranged on the most downstream side and the first tension cut roll means the tension measured by the tension gauge arranged on the most downstream side. Means that the peripheral speed of the first tension cut roll arranged on the most downstream side is controlled so that is a predetermined value. Further, in the above preferred method, "control of the peripheral speed by the combination of the tension gauge and the first tension cut roll arranged on the upstream side of the combination arranged on the most downstream side” is said to be on the most downstream side.
  • the tension meter 30a when three first tension cut rolls and three tension meters are arranged (in order from the downstream side, the tension meter 30a, the first tension cut roll 20a, the tension meter 30b, the first tension cut roll 20b, and the tension meter).
  • 30c and the first tension cut roll 20c when controlling the peripheral speed of the first tension cut roll 20a so that the tension measured by the tension meter 30a becomes a predetermined value, the tension The peripheral speed of the first tension cut roll 20b is controlled so that the tension measured by the total 30b becomes a predetermined value, and then the first tension measured by the tension meter 30c becomes a predetermined value. This means controlling the peripheral speed of the tension cut roll 20c.
  • the peripheral speed is controlled by the combination of the tension gauges and the first tension cut rolls arranged on the most downstream side. After that, since the peripheral speed is controlled sequentially toward the combinations arranged on the upstream side, stable peripheral speed control is possible without diverging the control. As a result, when a plurality of tension meters and the first tension cut rolls are alternately arranged, the fluctuation of the tension actually generated in the polarizer is reduced, and the transport of the polarizer can be stabilized.
  • the first control step is executed.
  • the peripheral speed of the first tension cut roll arranged on the outlet side of the processing tank is measured, and the ratio of the measured peripheral speed of the first tension cut roll to the peripheral speed of the second tension cut roll is A second control step of controlling the peripheral speed of the second tension cut roll so as to obtain a predetermined value is included.
  • the peripheral speed of the first tension cut roll is controlled by constant tension control
  • the peripheral speed of the first tension cut roll arranged on the outlet side of the processing tank is controlled by constant ratio control as in the conventional case. Unlike the case of doing, it is not constant but fluctuates.
  • the second control step basically, the ratio of the peripheral speed of the first tension cut roll arranged on the outlet side of the processing tank to the peripheral speed of the second tension cut roll is predetermined.
  • the peripheral speed of the second tension cut roll is controlled so as to have a predetermined value, that is, the ratio constant control is executed.
  • the actually measured peripheral speed is used as the peripheral speed of the first tension cut roll arranged on the outlet side of the treatment tank, which is the reference of the ratio, it is arranged on the outlet side of the treatment tank as described above. Even if the peripheral speed of the first tension cut roll fluctuates, the constant ratio control can be appropriately executed, and the raw film can be stretched at a predetermined stretching ratio.
  • the present invention is preferably used when the moisture content of the polarizer on the exit side of the oven is 15% or less. That is, since the water content is low, it is suitably used for a polarizer that hardly expands and contracts.
  • the present invention is preferably used when the thickness of the polarizer on the exit side of the oven is 20 ⁇ m or less. That is, since it is thin, it is suitably used for a polarizer that is easily broken due to excessive tension.
  • a treatment tank in which the raw fabric film is dyed with a bicolor substance and uniaxially stretched, and the raw fabric film treated in the treatment tank are dried to produce a polarizer.
  • Polarizing light including a bonding roll for bonding the polarizer and the protective film, and a first tension cut roll arranged between the processing tank and the bonding roll to convey the polarizer.
  • a film manufacturing apparatus including a tension gauge and a control device arranged between the processing tank and the bonding roll and on the downstream side of the first tension cut roll, and the control device includes a control device. It is also provided as a polarizing film manufacturing apparatus that controls the peripheral speed of the first tension cut roll so that the tension measured by the tension meter becomes a predetermined value.
  • the present invention is also provided as a control system used in the polarizing film manufacturing apparatus including the tension gauge and the control device.
  • the present invention it is possible to stabilize the transport of the polarizer between the processing tank and the bonding roll even if the moisture content of the polarizer is low on the outlet side of the oven.
  • the numerical range represented by "lower limit value X to upper limit value Y” means a lower limit value X or more and an upper limit value Y or less.
  • lower limit value X to upper limit value Y means a lower limit value X or more and an upper limit value Y or less.
  • FIG. 1 is a diagram schematically showing a schematic configuration example of a polarizing film manufacturing apparatus to which the polarizing film manufacturing method according to the present embodiment is applied.
  • FIG. 2 is a diagram showing more specifically a portion of the polarizing film manufacturing apparatus shown in FIG. 1 related to the control system according to the present embodiment.
  • the arrows shown in FIGS. 1 and 2 mean the transport direction of each film.
  • the manufacturing apparatus according to the present embodiment performs a series of steps from manufacturing the polarizer F1 to at least adhering the protective film F2 to obtain the polarizing film F on one production line. This is a roll-to-roll manufacturing device.
  • the raw fabric film F0 is dyed with a dichroic substance and uniaxially stretched, and the raw fabric film F0 treated in the treatment tank 2 is dried to produce a polarizer F1.
  • a first tension cut roll 20 that is arranged between the processing tank 2 and the bonding roll 7 and conveys the polarizing element F1. , Is equipped.
  • a plurality of first tension cut rolls 20 of this embodiment are arranged. Specifically, as shown in FIG. 2, as the first tension cut roll 20, three first tension cut rolls 20a to 20c are arranged in order from the downstream side (downstream side in the transport direction of the polarizer F1). ..
  • the first tension cut roll 20 of the present embodiment is a nip roll.
  • first tension cut rolls 20 may be arranged, or only one first tension cut roll 20 may be arranged.
  • the first tension cut roll 20 may be another type of roll such as a suction roll.
  • the manufacturing apparatus includes a tension meter 30 arranged between the processing tank 2 and the bonding roll 7 and on the downstream side of the first tension cut roll 20.
  • a plurality of tension gauges 30 (the same number as the first tension cut roll 20) of the present embodiment are arranged. Specifically, as shown in FIG. 2, three tension gauges 30a to 30c are arranged in order from the downstream side as the tension gauge 30. This is because three first tension cut rolls 20 are arranged. More specifically, the three tension gauges 30a to 30c are alternately arranged with the three first tension cut rolls 20a to 20c.
  • the tension meter 30a is arranged on the downstream side of the first tension cut roll 20a
  • the tension meter 30b is arranged on the downstream side of the first tension cut roll 20b (upstream side of the first tension cut roll 20a)
  • the tension meter 30c is arranged on the downstream side of the first tension cut roll 20c (upstream side of the first tension cut roll 20b).
  • a micro-displacement tension detector "LX-100TD” manufactured by Mitsubishi Electric Corporation which uses a micro-displacement method as a measurement principle, can be used.
  • the manufacturing apparatus includes a control device 40.
  • the control device 40 is composed of a computer and a PLC (Programmable Logic Controller).
  • the manufacturing apparatus according to the present embodiment includes an encoder 70 that measures the rotation speed of the first tension cut roll 20c arranged on the outlet side of the processing tank 2.
  • the control system 100 according to the present embodiment has a configuration including the tension meter 30, the control device 40, and the encoder 70 described above.
  • the manufacturing apparatus includes a second tension cut roll 60 that conveys the raw film F0 in the processing tank 2.
  • a plurality of second tension cut rolls 60 of this embodiment are arranged. Specifically, as shown in FIG. 2, as the second tension cut roll 60, five second tension cut rolls 60a to 60e are arranged in order from the upstream side (upstream side in the transport direction of the raw film F0).
  • the configuration of the treatment tank 2 in FIG. 2 is simplified and shown as a single tank, but in reality, the treatment tank 2 of the present embodiment is a swelling treatment tank in order from the upstream side.
  • the second tension cut roll 60a is located on the entrance side of the swelling treatment tank, and the second tension cut roll 60b is composed of five tanks, which are divided into a dyeing treatment tank, a cross-linking treatment tank, a stretching treatment tank, and a cleaning treatment tank. Is on the entry side of the dyeing treatment tank, the second tension cut roll 60c is on the entry side of the cross-linking treatment tank, the second tension cut roll 60d is on the entry side of the stretching treatment tank, and the second tension cut roll 60e is on the cleaning treatment tank. They are placed on the entrance side respectively.
  • the second tension cut roll 60 of the present embodiment is a nip roll.
  • the present invention is not limited to this, and two, three, four, or six or more second tension cut rolls 60 may be arranged, or one second tension cut roll 60 may be arranged. It may just be arranged. Further, the second tension cut roll 60 may be another type of roll such as a suction roll.
  • the manufacturing apparatus includes various conventionally known components included in a general polarizing film manufacturing device.
  • the raw film F0 wound around the feeding roll 1 is fed, and the processing tank 2 (in the present embodiment, the original).
  • the anti-film F0 is immersed in a treatment bath (composed of a swelling treatment tank, a dyeing treatment tank, a cross-linking treatment tank, a stretching treatment tank, and a cleaning treatment tank) in this order from the upstream side in the transport direction, and iodine or a dichroic dye. It is dyed with a dichroic substance such as, and uniaxially stretched. Then, it is dried in the oven 3 to obtain the polarizer F1.
  • the polarizer F1 is an optical element having a property of transmitting light (polarized light) that vibrates in only one specific direction and blocking light that vibrates in the other direction.
  • the polarizer F1 of the present embodiment is in the form of a flexible film.
  • the raw film F0 has a long strip shape.
  • the long strip shape means a rectangular shape whose length in the longitudinal direction is sufficiently larger than the length in the lateral direction (direction orthogonal to the longitudinal direction).
  • the length of the long strip in the longitudinal direction is, for example, 10 m or more, preferably 50 m or more.
  • the raw film F0 is not particularly limited, but a film containing a hydrophilic polymer film (for example, a polyvinyl alcohol-based film) is preferably used because it is excellent in dyeability with a bicolor substance.
  • a hydrophilic polymer film is used.
  • the film containing the hydrophilic polymer film examples include a film in which a hydrophilic polymer film and a non-hydrophilic polymer film are laminated.
  • the hydrophilic polymer film is laminated on the front surface and / or the back surface of the non-hydrophilic polymer film.
  • the hydrophilic polymer film laminated on the front surface and / or the back surface of the non-hydrophilic polymer film may be in the form of a thin film having a thickness of about several ⁇ m.
  • the hydrophilic polymer film is not particularly limited, and conventionally known films can be used.
  • examples of the hydrophilic polymer film include polyvinyl alcohol (PVA) -based film, partially formalized PVA-based film, polyethylene terephthalate (PET) film, ethylene / vinyl acetate copolymer film, and partial saponification of these.
  • examples include films.
  • polyene-oriented films such as a dehydrated product of PVA and a dehydrochlorinated product of polyvinyl chloride, a stretch-oriented polyvinylene-based film, and the like can also be used.
  • a PVA-based polymer film is particularly preferable because it is excellent in dyeability with a dichroic substance.
  • the raw material polymer of the PVA-based polymer film for example, a polymer obtained by polymerizing vinyl acetate and then saponified, or a copolymerizable monomer such as a small amount of unsaturated carboxylic acid or unsaturated sulfonic acid is copolymerized with vinyl acetate. Polymers, etc. may be mentioned.
  • the degree of polymerization of the PVA-based polymer is not particularly limited, but is preferably 500 to 10000, more preferably 1000 to 6000, from the viewpoint of solubility in water and the like.
  • the degree of saponification of the PVA-based polymer is preferably 75 mol% or more, more preferably 98 mol% to 100 mol%.
  • the thickness of the untreated raw film F0 is not particularly limited, but is, for example, 15 ⁇ m to 110 ⁇ m.
  • the treatment tank 2 of the present embodiment is composed of a swelling treatment tank, a dyeing treatment tank, a cross-linking treatment tank, a stretching treatment tank, and a cleaning treatment tank in this order from the upstream side in the transport direction of the raw film F0.
  • Each tank has, for example, the configuration described below.
  • the swelling treatment tank is a treatment tank in which the swelling treatment liquid is stored.
  • the swelling treatment liquid swells the raw film F0.
  • As the swelling treatment liquid for example, water can be used. Further, water obtained by adding an appropriate amount of an iodine compound such as glycerin or potassium iodide to water may be used as the swelling treatment liquid.
  • the concentration is preferably 5% by weight or less, and when an iodine compound such as potassium iodide is added, the concentration is preferably 10% by weight or less.
  • the dyeing treatment tank is a treatment tank containing a dyeing treatment liquid.
  • the dyeing solution dyes the raw film F0.
  • the dyeing solution include a solution containing a dichroic substance as an active ingredient.
  • the dichroic substance include iodine and organic dyes.
  • a solution in which iodine is dissolved in a solvent can be used as the dyeing treatment liquid.
  • Water is generally used as the solvent, but an organic solvent compatible with water may be further added.
  • the concentration of iodine in the dyeing solution is not particularly limited, but is preferably 0.01% by weight to 10% by weight, more preferably 0.02% by weight to 7% by weight, and 0.025% by weight.
  • an iodine compound may be added to the dyeing solution in order to further improve the dyeing efficiency.
  • the iodine compound is a compound containing iodine and an element other than iodine in the molecule, and is, for example, potassium iodide, lithium iodide, sodium iodide, zinc iodide, aluminum iodide, lead iodide, copper iodide, etc. Examples thereof include barium iodide, calcium iodide, tin iodide, and titanium iodide.
  • the cross-linking treatment tank is a treatment tank containing a cross-linking treatment liquid.
  • the cross-linking treatment liquid cross-links the dyed raw film F0.
  • a solution containing a boron compound as an active ingredient can be used.
  • a solution in which a boron compound is dissolved in a solvent can be used.
  • Water is generally used as the solvent, but an organic solvent compatible with water may be further added. Examples of the boron compound include boric acid and borax.
  • the concentration of the boron compound in the cross-linking treatment liquid is not particularly limited, but is preferably 1% by weight to 10% by weight, more preferably 2% by weight to 7% by weight, and 2% by weight to 6% by weight. Is even more preferable. Further, since a polarizer having uniform optical characteristics can be obtained, an iodine compound may be added to the cross-linking treatment liquid, if necessary.
  • the stretching treatment tank is a treatment tank containing the stretching treatment liquid.
  • the stretching treatment liquid is not particularly limited, but for example, a solution containing a boron compound as an active ingredient can be used.
  • a solution in which a boron compound and, if necessary, various metal salts, zinc compounds and the like are dissolved in a solvent can be used.
  • Water is generally used as the solvent, but an organic solvent compatible with water may be further added.
  • the concentration of the boron compound in the stretching treatment liquid is not particularly limited, but is preferably 1% by weight to 10% by weight, more preferably 2% by weight to 7% by weight. From the viewpoint of suppressing the elution of iodine adsorbed on the film, an iodine compound may be added to the stretching treatment liquid, if necessary.
  • the cleaning treatment tank is a treatment tank in which the cleaning treatment liquid is stored.
  • the cleaning treatment liquid cleans the raw film F0 after stretching.
  • the cleaning treatment liquid is a treatment liquid for cleaning the treatment liquid such as the dyeing treatment liquid and the cross-linking treatment liquid adhering to the raw film F0.
  • water such as ion-exchanged water, distilled water, and pure water is typically used.
  • the oven 3 is provided on the downstream side of the cleaning treatment tank constituting the treatment tank 2 described above.
  • the oven 3 is provided to dry the treated film.
  • the treatment tank 2 of the present embodiment includes a swelling treatment tank, a dyeing treatment tank, a cross-linking treatment tank, a stretching treatment tank, and a cleaning treatment tank, but even if one or two of these treatment tanks is omitted. Good.
  • the treatment tank 2 may further have an adjustment treatment tank (not shown).
  • the adjustment treatment tank is a treatment tank in which the adjustment treatment liquid is stored. This adjustment treatment tank is provided between the cross-linking treatment tank and the stretching treatment tank, or between the stretching treatment tank and the cleaning treatment tank.
  • the adjusting treatment liquid is a solution for adjusting the hue of the film, and a solution containing an iodine compound as an active ingredient can be used.
  • the film obtained by drying the washed raw film F0 in the oven 3 is the polarizer F1.
  • the thickness of the polarizer F1 on the outlet side of the oven 3 is not particularly limited, but for example, when it is 20 ⁇ m or less, the production method according to the present embodiment is preferably used.
  • the water content of the polarizer F1 on the outlet side of the oven 3 is not particularly limited, but when it is 15% or less, the production method according to the present embodiment is preferably used. For example, when the drying temperature in the oven 3 is 60 ° C. or higher and the drying time is 30 seconds or longer, the moisture content of the polarizer F1 on the outlet side of the oven 3 tends to be 15% or less.
  • the polarizer F1 for which the present invention is preferably used is not limited to the polarizer obtained by stretching with a single layer of a film, but is obtained by stretching a laminated film in which a PVA-based resin is coated on a base material.
  • Polarizers can also be mentioned.
  • Typical examples of the above-mentioned polarizers include JP-A-51-069644, JP-A-2000-338329, International Publication No. 2010/100917, JP-A-2014-059328, and JP-A-2012-73563. Examples thereof include the thin polarizing film described in the publication.
  • These thin polarizing films can be obtained by a production method including a step of stretching a PVA-based resin layer and a stretching resin base material in a laminated state and a step of dyeing. With this manufacturing method, even if the PVA-based resin layer is thin, it can be stretched without any trouble such as breakage due to stretching because it is supported by the stretching resin base material.
  • the active energy ray-curable adhesive is applied to both sides of the polarizer F1 with the coating machine 6.
  • a gravure coater is used as the coating machine 6.
  • the active energy ray-curable adhesive is applied to one side of the protective film F2 unwound from the feeding roll 5 by the coating machine 6.
  • the protective film F2 coated with the adhesive is bonded to both sides of the polarizing element F1 coated with the adhesive by the bonding roll 7.
  • an active energy ray-curable adhesive is used as the adhesive to be coated by the coating machine 6.
  • the active energy ray-curable adhesive conventionally known ones can be used.
  • the active energy ray-curable adhesive generally contains an active energy ray-curable component and a polymerization initiator, and optionally contains various additives.
  • the active energy ray-curable component can be roughly classified into electron beam curability, ultraviolet curability, and visible light curability. Further, the active energy ray-curable component can be roughly classified into a radical-polymerizable compound and a cationically polymerizable compound from the viewpoint of the curing mechanism.
  • the radically polymerizable compound examples include compounds having a radically polymerizable functional group of a carbon-carbon double bond such as a (meth) acryloyl group and a vinyl group. Moreover, either a monofunctional radical polymerizable compound or a bifunctional or higher functional radical polymerizable compound can be used. Further, these radically polymerizable compounds may be used alone or in combination of two or more.
  • the radically polymerizable compound is preferably a compound having a (meth) acryloyl group, and examples thereof include a (meth) acrylamide derivative having a (meth) acrylamide group and a (meth) acrylate having a (meth) acryloyloxy group.
  • the polymerization initiator is appropriately selected according to the active energy ray.
  • an ultraviolet cleaving or visible light cleaving polymerization initiator is used. Examples of such a polymerization initiator include benzophenone compounds, aromatic ketone compounds, acetophenone compounds, aromatic ketal compounds, aromatic sulfonyl chloride compounds, and thioxanthone compounds.
  • Examples of the cationically polymerizable compound include a monofunctional cationically polymerizable compound having one cationically polymerizable functional group in the molecule, a polyfunctional cationically polymerizable compound having two or more cationically polymerizable functional groups in the molecule, and the like.
  • Examples of the cationically polymerizable functional group include an epoxy group, an oxetanyl group, and a vinyl ether group.
  • Examples of the cationically polymerizable compound having an epoxy group include an aliphatic epoxy compound, an alicyclic epoxy compound, and an aromatic epoxy compound.
  • Examples of the cationically polymerizable compound having an oxetanyl group include 3-ethyl-3-hydroxymethyloxetane, 1,4-bis [(3-ethyl-3-oxetanyl) methoxymethyl] benzene, and 3-ethyl-3- (phenoxymethyl). ) Oxetane and the like.
  • Examples of the cationically polymerizable compound having a vinyl ether group include 2-hydroxyethyl vinyl ether, diethylene glycol monovinyl ether, and 4-hydroxybutyl vinyl ether.
  • This cationic polymerization initiator generates a cationic species or Lewis acid by irradiation with active energy rays such as visible light, ultraviolet rays, and electron beams, and initiates a polymerization reaction with an epoxy group of a cationically polymerizable compound.
  • active energy rays such as visible light, ultraviolet rays, and electron beams
  • a photoacid generator and a photobase generator can be used as the cationic polymerization initiator.
  • an active energy ray-curable adhesive that cures with light containing visible light of 380 nm to 450 nm can also be used.
  • an active energy ray-curable adhesive containing a radically polymerizable compound and a polymerization initiator.
  • Such an active energy ray-curable adhesive is disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2018-092186, and as the active energy ray-curable adhesive of the present invention, the active energy ray-curable adhesive described in the above publication. Agents can be used.
  • the description of the above publication is omitted, but the description of the adhesive of the above publication can be incorporated into the present specification as it is.
  • the coating thickness of the adhesive is not particularly limited, but if it is too small, the adhesive strength of the film is lowered, and if it is too large, the thickness of the polarizing film F becomes relatively large. From this point of view, the coating thickness of the adhesive on the polarizer F1 and the protective film F2 is preferably 0.1 ⁇ m to 5 ⁇ m, respectively.
  • the viscosity of the adhesive at the start of coating is not particularly limited, but if it is too small or too large, the adhesiveness of the adhesive will decrease from the start of coating. From this point of view, it is preferable that the viscosity of the adhesive at 25 ° C.
  • the viscosity at 25 ° C. at the start of coating is 10 mPa ⁇ s ⁇ . It is more preferably adjusted to 50 mPa ⁇ s, and particularly preferably adjusted to 15 mPa ⁇ s to 45 mPa ⁇ s.
  • the protective film F2 has a long strip shape. Further, the protective film F2 is a film having lower hydrophilicity (having hydrophobicity) than the polarizer F1.
  • the protective film F2 preferably has excellent transparency, mechanical strength, thermal stability, moisture blocking property, isotropic property, and the like.
  • polyester polymers such as polyethylene terephthalate and polyethylene naphthalate, cellulose polymers such as diacetyl cellulose and triacetyl cellulose, acrylic polymers such as polymethyl methacrylate, and styrene such as polystyrene and acrylonitrile-styrene copolymer (AS resin). Examples thereof include based polymers and polystyrene polymers.
  • Polymer blends and the like are also examples of polymers that form the protective film F2.
  • the protective film F2 may contain one or more of any suitable additives.
  • the additive include an ultraviolet absorber, an antioxidant, a lubricant, a plasticizer, a mold release agent, an antioxidant, a flame retardant, a nucleating agent, an antistatic agent, a pigment, a coloring agent and the like.
  • the content of the thermoplastic resin in the protective film F2 is preferably 50 to 100% by weight, more preferably 50 to 99% by weight, still more preferably 60 to 98% by weight, and particularly preferably 70 to 97% by weight. .. When the content of the thermoplastic resin in the protective film F2 is 50% by weight or less, the high transparency inherent in the thermoplastic resin may not be sufficiently exhibited.
  • the protective film F2 includes a polymer film described in JP-A-2001-343529, for example, (A) a thermoplastic resin having a substituted and / or unsubstituted imide group in the side chain, and substituted and / in the side chain.
  • a resin composition containing an unsubstituted phenyl and a thermoplastic resin having a nitrile group can be mentioned.
  • Specific examples include a film of a resin composition containing an alternating copolymer composed of isobutylene and N-methylmaleimide and an acrylonitrile / styrene copolymer.
  • As the film a film made of a mixed extruded product of the resin composition or the like can be used. Since these films have a small phase difference and a small photoelastic coefficient, problems such as unevenness due to distortion of the polarizing film F can be eliminated, and since the moisture permeability is small, they are excellent in humidification durability.
  • the adhesive between the polarizer F1 and the protective film F2 is irradiated with the active energy ray from the active energy ray irradiation device 8 to be cured, and then dried in the oven 9.
  • the active energy ray is appropriately selected according to the curability of the active energy ray-curable adhesive. Examples of the active energy ray include an electron beam, ultraviolet rays, and visible light.
  • the long strip-shaped surface protective film F3 unwound from the feeding roll 10 is stuck to one side of the polarizing element F1 to which the protective film F2 is stuck on both sides by the sticking roll 11, so that the long strip-shaped surface protective film F3 is formed.
  • a polarizing film F is obtained.
  • the obtained polarizing film F is wound by the winding roll 12.
  • the active energy ray-curable adhesive is applied to both the polarizer F1 and the protective film F2, but it is also possible to apply the adhesive only to both sides of the polarizer F1.
  • two coating machines 6 on the lower side of FIG. 1 (downstream in the transport direction of the polarizer F1) are unnecessary.
  • the two coating machines 6 on the upper side of FIG. 1 (upstream in the transport direction of the polarizer F1) are unnecessary.
  • FIG. 1 the example shown in FIG.
  • the control device 40 included in the control system 100 controls the peripheral speed of the first tension cut roll 20 so that the tension measured by the tension meter 30 becomes a predetermined value (corresponding to the first control step of the present invention). ). Specifically, during the production of the polarizing film F, the tension meter 30 constantly measures the tension of the polarizer F1 and outputs the tension to the control device 40. Then, as shown in FIG. 2, the control device 40 has a peripheral speed of the first tension cut roll 20a so that the tension Ta input from the tension meter 30a arranged on the most downstream side becomes a predetermined value. (Constant tension control).
  • the peripheral speed of the first tension cut roll 20a is larger than the current peripheral speed.
  • a control signal is transmitted to a drive unit (a motor or the like (not shown)) of the first tension cut roll 20a so as to be P1a.
  • the first tension cut is performed so that the peripheral speed of the first tension cut roll 20a becomes a small peripheral speed P1a.
  • a control signal is transmitted to the drive unit of the roll 20a.
  • the control device 40 sets the peripheral speed of the first tension cut roll 20b so that the tension Tb input from the nearest tension meter 30b arranged on the upstream side of the tension meter 30a becomes a predetermined value.
  • Control constant tension control
  • the peripheral speed of the first tension cut roll 20b is larger than the current peripheral speed.
  • a control signal is transmitted to a drive unit (a motor or the like (not shown)) of the first tension cut roll 20b so as to be P1b.
  • the first tension cut is performed so that the peripheral speed of the first tension cut roll 20b becomes a small peripheral speed P1b.
  • a control signal is transmitted to the drive unit of the roll 20b.
  • control device 40 is a first tension cut roll arranged on the outlet side of the processing tank 2 so that the tension Tc input from the tension meter 30c arranged on the most upstream side becomes a predetermined value.
  • the peripheral speed of 20c is controlled (constant tension control). Specifically, in the control device 40, when the input tension Tc is smaller than the predetermined value stored in the control device 40, the peripheral speed of the first tension cut roll 20c is larger than the current peripheral speed.
  • a control signal is transmitted to a drive unit (a motor or the like (not shown)) of the first tension cut roll 20c so as to be P1c.
  • the first tension cut is performed so that the peripheral speed of the first tension cut roll 20c becomes a small peripheral speed P1c.
  • a control signal is transmitted to the drive unit of the roll 20c.
  • the tension measured by the tension meter 30 arranged on the downstream side of the first tension cut roll 20 becomes a predetermined value.
  • the peripheral speed of the first tension cut roll 20 is controlled. That is, since the peripheral speed of the first tension cut roll 20 is controlled so that the actually measured tension becomes a predetermined value, even if the water content of the polarizer F1 on the outlet side of the oven 3 is low, the polarizer The fluctuation of the tension actually generated in F1 becomes small, and it is possible to stabilize the transport of the polarizer F1.
  • the control system 100 measures and measures the peripheral speed of the first tension cut roll 20c arranged on the outlet side of the processing tank 2 after executing the first control step described above.
  • the peripheral speed of the second tension cut roll 60 is controlled so that the ratio of the peripheral speed P1c'of the tension cut roll to the peripheral speed of the second tension cut roll 60 becomes a predetermined value (second of the present invention). Equivalent to the control process).
  • the encoder 70 constantly measures the rotation speed of the first tension cut roll 20c and outputs it to the control device 40.
  • the control device 40 calculates the peripheral speed P1c'of the first tension cut roll 20c based on the input rotation speed of the first tension cut roll 20c and the outer diameter of the first tension cut roll 20c stored in advance. .. Then, as shown in FIG. 2, the control device 40 sets the ratio of the peripheral speed P1c'of the first tension cut roll 20c to the peripheral speed of the second tension cut roll 60 to a predetermined value. 2
  • the peripheral speed of the tension cut roll 60 is controlled (constant ratio control). Specifically, the peripheral speed of the second tension cut roll 60a is P2a, the peripheral speed of the second tension cut roll 60b is P2b, the peripheral speed of the second tension cut roll 60c is P2c, and the peripheral speed of the second tension cut roll 60d.
  • a control signal is transmitted to a drive unit (motor or the like (not shown)) of the second tension cut rolls 60a to 60e so that the tension cut rolls 60a to 60e rotate respectively.
  • the control system 100 in order to control the peripheral speed of the first tension cut roll 20c by constant tension control in the first control step, the first tension cut roll 20c arranged on the outlet side of the processing tank 2
  • the peripheral speed of is not constant but fluctuates, unlike the case of controlling by constant ratio control as in the conventional case.
  • the control system 100 according to the present embodiment basically has the peripheral speeds P1c'and the second tension measured by the first tension cut roll 20c arranged on the outlet side of the processing tank 2.
  • the peripheral speed of the second tension cut roll 60 is controlled, that is, the ratio constant control is executed so that the ratio of the cut roll 60 to the peripheral speed becomes a predetermined value.
  • the output of the processing tank 2 is as described above. Even if the peripheral speed P1c'of the first tension cut roll 20c arranged on the side fluctuates, the constant ratio control can be appropriately executed, and the raw film F0 is stretched at a predetermined stretching ratio. It is possible.
  • VF-PS-4500 manufactured by Kuraray Co., Ltd.
  • the moisture content of the polarizer F1 on the outlet side of the oven 3 was measured and found to be 14%.
  • the water content of the polarizer F1 was measured as follows. Approximately 60 minutes after the operation of the apparatus, an arbitrary portion of the polarizer F1 immediately after being discharged from the oven 3 was cut into a square shape to obtain a sample piece. The weight of the cut sample piece was measured promptly under standard conditions. Then, the sample piece was forcibly dried at 120 ° C. for 2 hours using a heating oven, and then the weight of the sample piece was quickly measured under standard conditions. It is considered that the water contained in the sample piece is almost eliminated by this forced drying.
  • the ratio of the peripheral speed of the bonding roll 7 to the peripheral speed of the first tension cut roll 20 arranged between the processing tank 2 and the bonding roll 7 when the polarizer F1 is conveyed is Except for the fact that the ratio constant control for controlling the peripheral speed of the first tension cut roll 20 was performed so as to be a predetermined value, the presence or absence of breakage of the polarizer F1 and the tension meter under the same conditions as in the embodiment. The fluctuation of tension measured at 30a was investigated.

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Abstract

【課題】オーブン出側での偏光子の水分率が低くても、処理槽と貼り合わせロールとの間における偏光子の搬送を安定化可能な偏光フィルムの製造方法等を提供する。 【解決手段】本発明に係る偏光フィルムＦの製造方法は、処理槽２と貼り合わせロール７との間に、偏光子Ｆ１を搬送する第１テンションカットロール２０を配置すると共に、処理槽と貼り合わせロールとの間に且つ第１テンションカットロールの下流側に張力計３０を配置し、張力計で測定した張力が予め定められた値になるように、制御装置４０が第１テンションカットロールの周速を制御する。また、前記制御を実行した後、処理槽の出側に配置された第１テンションカットロール２０ｃの周速を測定し、測定した第１テンションカットロールの周速Ｐ１ｃ'と第２テンションカットロール６０の周速との比率が予め定められた値になるように、第２テンションカットロールの周速を制御する。

Description

偏光フィルムの製造方法、偏光フィルムの製造装置及び制御システム
　本発明は、原反フィルムを処理槽において二色性物質で染色すると共に一軸延伸した後、オーブンで乾燥させて偏光子を作製し、貼り合わせロールで偏光子と保護フィルムとを貼り合わせて偏光フィルムを製造する方法、偏光フィルムを製造する装置及び制御システムに関する。特に、本発明は、オーブン出側での偏光子の水分率が低くても、処理槽と貼り合わせロールとの間における偏光子の搬送を安定化させることが可能な偏光フィルムの製造方法、偏光フィルムの製造装置及び制御システムに関する。
　従来、液晶表示装置や偏光サングラスなどの構成材料として、偏光子を含む偏光フィルムが使用されている。偏光フィルムは、例えば、ヨウ素などの二色性物質で染色した偏光子と、この偏光子に接着されて偏光子を保護する保護フィルムとから構成されている。
　偏光フィルムは、例えば、特許文献１に記載のように、長尺帯状の偏光子の製造から、長尺帯状の保護フィルムを接着して長尺帯状の偏光フィルムを得るまでの一連の工程を１つの製造ライン上で行うロールツーロール方式で製造される。
特開２００４－３４１５１５号公報
　図３は、従来のロールツーロール方式の偏光フィルムの製造方法で用いられる製造装置及び制御システムの概略構成例を模式的に示す図である。図３に示す実線で示す矢符は、各フィルムの搬送方向を意味する。
　図３に示すように、従来の偏光フィルムの製造方法では、まず、繰出ロール１に巻回された原反フィルムＦ０を繰り出し、処理槽２（例えば、原反フィルムＦ０の搬送方向上流側から順に、膨潤処理槽、染色処理槽、架橋処理槽、延伸処理槽、洗浄処理槽から構成される）内の処理浴に浸漬して、ヨウ素や二色性染料等の二色性物質で染色すると共に一軸延伸する。次いで、オーブン３で乾燥させることで、偏光子Ｆ１を得る。次いで、例えば、偏光子Ｆ１の両面に塗工機６で活性エネルギー線硬化型接着剤を塗工する。また、例えば、繰出ロール（図示省略）から繰り出された保護フィルムＦ２の片面に塗工機（図示省略）で活性エネルギー線硬化型接着剤を塗工する。そして、貼り合わせロール７によって、接着剤が塗工された保護フィルムＦ２を、接着剤が塗工された偏光子Ｆ１の両面に貼り合わせる。その後、図示を全て省略するが、活性エネルギー線照射装置から偏光子Ｆ１及び保護フィルムＦ２間の接着剤に活性エネルギー線を照射して硬化させた後、オーブンで乾燥させ、必要に応じて他のフィルム（表面保護フィルム等）を貼り合わせることで偏光フィルムを製造する。
　図３に示すように、従来の製造装置は、処理槽２と貼り合わせロール７との間に配置され、偏光子Ｆ１（処理槽２で処理された後、オーブン３で乾燥する前の原反フィルムＦ０を含む）を搬送する第１テンションカットロール２０と、処理槽２において原反フィルムＦ０を搬送する第２テンションカットロール６０と、を備えている。図３に示す例では、第１テンションカットロール２０として、３つの第１テンションカットロール２０ａ～２０ｃが配置され、第２テンションカットロール６０として、５つの第２テンションカットロール６０ａ～６０ｅが配置されている。図３に示す例では、第１テンションカットロール２０及び第２テンションカットロール６０は、何れもニップロールである。
　従来の制御システム１００Ａは、制御装置４０と、エンコーダ５０と、を備えている。
　エンコーダ５０は、貼り合わせロール７の回転数を測定し、制御装置４０に出力する。制御装置４０は、入力された貼り合わせロール７の回転数と、予め記憶された貼り合わせロール７の外径とに基づき、貼り合わせロール７の周速Ｐ０’を演算する。そして、制御装置４０は、貼り合わせロール７の周速Ｐ０’と第１テンションカットロール２０の周速との比率が予め定められた値になるように、第１テンションカットロール２０の周速を制御（比率一定制御）する。具体的には、第１テンションカットロール２０ａの周速をＰ１ａ、第１テンションカットロール２０ｂの周速をＰ１ｂ、第１テンションカットロール２０ｃの周速をＰ１ｃとすると、制御装置４０は、Ｐ１ａ／Ｐ０’＝α１、Ｐ１ｂ／Ｐ０’＝α２、Ｐ１ｃ／Ｐ０’＝α３（α１、α２、α３は所定の定数）となるように、周速Ｐ１ａ、Ｐ１ｂ及びＰ１ｃを決定し、各周速Ｐ１ａ～Ｐ１ｃで第１テンションカットロール２０ａ～２０ｃがそれぞれ回転するように、第１テンションカットロール２０ａ～２０ｃの駆動部（図示省略のモータ等）に制御信号を送信する。一般に、貼り合わせロール７は予め決められた一定の周速で回転させるため、第１テンションカットロール２０も一定の周速で回転することになる。
　なお、図３に示す例では、貼り合わせロール７の回転数を測定した結果に基づき、貼り合わせロール７の周速Ｐ０’を演算し、演算した周速Ｐ０’に基づき、第１テンションカットロール２０の周速を制御しているが、貼り合わせロール７の周速を実際に測定・演算することなく、貼り合わせロール７の周速の設定値又は回転数の設定値に基づき、第１テンションカットロール２０の周速を制御する場合もある。
　また、制御装置４０は、貼り合わせロール７の周速Ｐ０’と第２テンションカットロール６０の周速との比率が予め定められた値になるように、第２テンションカットロール６０の周速を制御（比率一定制御）する。具体的には、第２テンションカットロール６０ａの周速をＰ２ａ、第２テンションカットロール６０ｂの周速をＰ２ｂ、第２テンションカットロール６０ｃの周速をＰ２ｃ、第２テンションカットロール６０ｄの周速をＰ２ｄ、第２テンションカットロール６０ｅの周速をＰ２ｅとすると、制御装置４０は、Ｐ２ａ／Ｐ０’＝β１、Ｐ２ｂ／Ｐ０’＝β２、Ｐ２ｃ／Ｐ０’＝β３、Ｐ２ｄ／Ｐ０’＝β４、Ｐ２ｅ／Ｐ０’＝β５（β１、β２、β３、β４、β５は所定の定数）となるように、周速Ｐ２ａ、Ｐ２ｂ、Ｐ２ｃ、Ｐ２ｄ及びＰ２ｅを決定し、各周速Ｐ２ａ～Ｐ２ｅで第２テンションカットロール６０ａ～６０ｅがそれぞれ回転するように、第２テンションカットロール６０ａ～６０ｅの駆動部（図示省略のモータ等）に制御信号を送信する。前述のように、一般に、貼り合わせロール７は一定の周速で回転するため、第２テンションカットロール６０も一定の周速で回転することになる。
　第２テンションカットロール６０の周速の比率一定制御は、予め決められた所定の延伸倍率で原反フィルムＦ０を延伸するために必要である。
　以上に説明した従来の制御システム１００Ａを用いた偏光フィルムの製造方法では、処理槽２と貼り合わせロール７との間で偏光子Ｆ１を搬送する第１テンションカットロール２０の周速を比率一定制御で制御しており、搬送される偏光子Ｆ１の各位置での設定張力を各比率α１～α３によって決定していることになる。しかしながら、偏光子Ｆ１に実際に生じる張力は、偏光子Ｆ１の状態によって大きく変動する。偏光子Ｆ１に実際に生じる張力が大きく変動すると、偏光子Ｆ１の搬送に支障が生じる場合がある。また、過大な張力が生じると、偏光子Ｆ１が破断する場合もある。そして、同じ製造条件で偏光フィルムを製造しても、偏光子Ｆ１に実際に生じる張力の再現性が良くない。このため、オペレータの手動による各比率α１～α３の微調整が必要となっている。
　従来の偏光フィルムの製造方法における偏光子Ｆ１の搬送（処理槽２と貼り合わせロール７との間での搬送）方法は、偏光子Ｆ１が比較的大きく伸縮可能な場合には支障が生じ難い。すなわち、偏光子Ｆ１が大きく伸縮可能であれば、実際の張力が大きく変動しても、偏光子Ｆ１が伸縮することで、張力変動の影響が緩和される。
　しかしながら、近年、水分率の低い偏光子Ｆ１（例えば、オーブン３出側での偏光子Ｆ１の水分率が１５％以下）が製造されるようになってきている。
　水分率の低い偏光子Ｆ１は殆ど伸縮しないため、従来の偏光フィルムの製造方法では、張力変動の影響が緩和され難く、偏光子Ｆ１の搬送に支障が生じたり、偏光子Ｆ１が破断するおそれが高まるという問題がある。
　したがい、本発明は、オーブン出側での偏光子の水分率が低くても、処理槽と貼り合わせロールとの間における偏光子の搬送を安定化させることが可能な偏光フィルムの製造方法、偏光フィルムの製造装置及び制御システムを提供することを課題とする。
　前記課題を解決するため、本発明は、原反フィルムを処理槽において二色性物質で染色すると共に一軸延伸した後、オーブンで乾燥させて偏光子を作製し、貼り合わせロールで前記偏光子と保護フィルムとを貼り合わせて偏光フィルムを製造する方法であって、前記処理槽と前記貼り合わせロールとの間に、前記偏光子を搬送する第１テンションカットロールを配置すると共に、前記処理槽と前記貼り合わせロールとの間に且つ前記第１テンションカットロールの下流側に張力計を配置し、前記張力計で測定した張力が予め定められた値になるように、前記第１テンションカットロールの周速を制御する第１制御工程を含む、偏光フィルムの製造方法を提供する。
　本発明における「テンションカットロール」（第１テンションカットロール及び後述の好ましい方法における第２テンションカットロール）は、ロール上でのフィルムの滑りが無く、ロールの上流側と下流側との張力差を制御できるロールを意味し、テンションカットロールとして、例えば、ニップロールやサクションロールを用いることができる。
　また、本発明における「下流側」とは、偏光子又は原反フィルムの搬送方向下流側を意味する。
　本発明によれば、第１制御工程において、第１テンションカットロールの下流側に配置された張力計で測定した張力が予め定められた値になるように、第１テンションカットロールの周速を制御する（以下、これを適宜「張力一定制御」という）。すなわち、実際に測定した張力が予め定められた値になるように第１テンションカットロールの周速を制御するため、オーブン出側での偏光子の水分率が低くても、偏光子に実際に生じる張力の変動が小さくなり、偏光子の搬送を安定化させることが可能である。
　好ましくは、前記処理槽と前記貼り合わせロールとの間に、前記張力計及び前記第１テンションカットロールを交互に複数配置し、前記第１制御工程において、最も下流側に配置された前記張力計及び前記第１テンションカットロールの組み合わせによる周速の制御を実行した後、前記最も下流側に配置された組み合わせよりも上流側に配置された前記張力計及び前記第１テンションカットロールの組み合わせによる周速の制御を上流側に向けて順次実行する。
　上記の好ましい方法において、「上流側」とは、偏光子又は原反フィルムの搬送方向上流側を意味する。また、上記の好ましい方法において、「最も下流側に配置された前記張力計及び前記第１テンションカットロールの組み合わせによる周速の制御」とは、最も下流側に配置された張力計で測定した張力が予め定められた値になるように、最も下流側に配置された第１テンションカットロールの周速を制御することを意味する。また、上記の好ましい方法において、「最も下流側に配置された組み合わせよりも上流側に配置された前記張力計及び前記第１テンションカットロールの組み合わせによる周速の制御」とは、最も下流側に配置された張力計よりも上流側に配置された張力計で測定した張力が予め定められた値になるように、この張力計よりも上流側で且つこの張力計の直近に配置された第１テンションカットロールの周速を制御することを意味する。さらに、上記の好ましい方法において、「上流側に向けて順次実行する」とは、最も下流側に配置された張力計及び第１テンションカットロールの組み合わせによる周速の制御から、最も上流側に配置された張力計及び第１テンションカットロールの組み合わせによる周速の制御までを上流側に向けて順次実行することを意味する。
　例えば、第１テンションカットロール及び張力計がそれぞれ３つずつ配置されている場合（下流側から順に、張力計３０ａ、第１テンションカットロール２０ａ、張力計３０ｂ、第１テンションカットロール２０ｂ、張力計３０ｃ、第１テンションカットロール２０ｃが配置されている場合）には、張力計３０ａで測定した張力が予め定められた値になるように第１テンションカットロール２０ａの周速を制御した後、張力計３０ｂで測定した張力が予め定められた値になるように第１テンションカットロール２０ｂの周速を制御し、その後、張力計３０ｃで測定した張力が予め定められた値になるように第１テンションカットロール２０ｃの周速を制御することを意味する。
　上記の好ましい方法によれば、張力計及び第１テンションカットロールを交互に複数配置する場合に、最も下流側に配置された張力計及び第１テンションカットロールの組み合わせによる周速の制御を実行した後、順次上流側に配置された組み合わせに向けて周速の制御を実行するため、制御が発散することなく、安定した周速の制御が可能である。これにより、張力計及び第１テンションカットロールを交互に複数配置する場合において、偏光子に実際に生じる張力の変動が小さくなり、偏光子の搬送を安定化させることが可能である。
　好ましくは、前記処理槽の出側に前記第１テンションカットロールを配置すると共に、前記処理槽において前記原反フィルムを搬送する第２テンションカットロールを配置し、前記第１制御工程を実行した後、前記処理槽の出側に配置された前記第１テンションカットロールの周速を測定し、前記測定した前記第１テンションカットロールの周速と前記第２テンションカットロールの周速との比率が予め定められた値になるように、前記第２テンションカットロールの周速を制御する第２制御工程を含む。
　本発明においては、第１テンションカットロールの周速を張力一定制御で制御するため、処理槽の出側に配置された第１テンションカットロールの周速は、従来のように比率一定制御で制御する場合と異なり、一定ではなく変動する。
　上記の好ましい方法によれば、第２制御工程において、基本的には、処理槽の出側に配置された第１テンションカットロールの周速と第２テンションカットロールの周速との比率が予め定められた値になるように、第２テンションカットロールの周速を制御する、すなわち、比率一定制御を実行することになる。しかしながら、比率の基準となる処理槽の出側に配置された第１テンションカットロールの周速として、実際に測定した周速を用いるため、上記のように、処理槽の出側に配置された第１テンションカットロールの周速が変動したとしても、比率一定制御を適切に実行することができ、予め決められた所定の延伸倍率で原反フィルムを延伸することが可能である。
　本発明は、前記オーブン出側での前記偏光子の水分率が１５％以下である場合に、好適に用いられる。すなわち、水分率が低いため、殆ど伸縮しない偏光子に対して好適に用いられる。
　なお、「偏光子の水分率」は、オーブンで乾燥した後の偏光子中に含まれる水分の割合を意味する。具体的には、オーブンで乾燥した後の偏光子の重量（乾燥後の偏光子の重量）と、その乾燥後の偏光子から実質的に水分を除去した後の偏光子の重量（完全乾燥後の偏光子の重量）とをそれぞれ測定し、以下の式に各重量を代入して求められる。
　偏光子の水分率＝（乾燥後の偏光子の重量－完全乾燥後の偏光子の重量）／乾燥後の偏光子の重量×１００
　本発明は、前記オーブン出側での前記偏光子の厚みが２０μｍ以下である場合に、好適に用いられる。すなわち、厚みが薄いため、過大な張力が生じることで破断し易い偏光子に対して好適に用いられる。
　また、前記課題を解決するため、本発明は、原反フィルムを二色性物質で染色すると共に一軸延伸する処理槽と、前記処理槽で処理された原反フィルムを乾燥させて偏光子を作製するオーブンと、前記偏光子と保護フィルムとを貼り合わせる貼り合わせロールと、前記処理槽と前記貼り合わせロールとの間に配置され、前記偏光子を搬送する第１テンションカットロールと、を備える偏光フィルムの製造装置であって、前記処理槽と前記貼り合わせロールとの間に且つ前記第１テンションカットロールの下流側に配置された張力計と、制御装置と、を備え、前記制御装置は、前記張力計で測定した張力が予め定められた値になるように、前記第１テンションカットロールの周速を制御する、偏光フィルムの製造装置としても提供される。
　さらに、前記課題を解決するため、本発明は、前記張力計と、前記制御装置と、を備える、前記偏光フィルムの製造装置に用いられる制御システムとしても提供される。
　本発明によれば、オーブン出側での偏光子の水分率が低くても、処理槽と貼り合わせロールとの間における偏光子の搬送を安定化させることが可能である。
本発明の一実施形態に係る偏光フィルムの製造方法を適用する偏光フィルムの製造装置の概略構成例を模式的に示す図である。 図１に示す偏光フィルムの製造装置のうち、制御システムに関わる部分をより具体的に示す図である。 従来のロールツーロール方式の偏光フィルムの製造方法で用いられる製造装置及び制御システムの概略構成例を模式的に示す図である。
　以下、添付図面を参照しつつ、本発明の一実施形態に係る偏光フィルムの製造方法、偏光フィルムの製造装置及び制御システムについて説明する。
　なお、本明細書において、「下限値Ｘ～上限値Ｙ」で表される数値範囲は、下限値Ｘ以上上限値Ｙ以下を意味する。前記数値範囲が別個に複数記載されている場合、任意の下限値と任意の上限値とを選択して、「任意の下限値～任意の上限値」を設定できるものとする。
　また、各図は、参考的に表したものであり、各図に表された部材などの寸法、縮尺及び形状は、実際のものとは異なっている場合があることに留意されたい。
　さらに、以下の説明では、「偏光フィルムの製造方法」及び「偏光フィルムの製造装置」を、それぞれ単に「製造方法」及び「製造装置」という場合がある。
　図１は、本実施形態に係る偏光フィルムの製造方法を適用する偏光フィルムの製造装置の概略構成例を模式的に示す図である。図２は、図１に示す偏光フィルムの製造装置のうち、本実施形態に係る制御システムに関わる部分をより具体的に示す図である。図１及び図２に示す矢符は、各フィルムの搬送方向を意味する。
　図１又は図２に示すように、本実施形態に係る製造装置は、偏光子Ｆ１の製造から少なくとも保護フィルムＦ２を接着して偏光フィルムＦを得るまでの一連の工程を１つの製造ライン上で行うロールツーロール方式の製造装置である。本実施形態に係る製造装置は、原反フィルムＦ０を二色性物質で染色すると共に一軸延伸する処理槽２と、処理槽２で処理された原反フィルムＦ０を乾燥させて偏光子Ｆ１を作製するオーブン３と、偏光子Ｆ１と保護フィルムＦ２とを貼り合わせる貼り合わせロール７と、処理槽２と貼り合わせロール７との間に配置され、偏光子Ｆ１を搬送する第１テンションカットロール２０と、を備えている。本実施形態の第１テンションカットロール２０は、複数配置されている。具体的には、図２に示すように、第１テンションカットロール２０として、下流側（偏光子Ｆ１の搬送方向下流側）から順に、３つの第１テンションカットロール２０ａ～２０ｃが配置されている。本実施形態の第１テンションカットロール２０は、何れもニップロールである。
　ただし、本発明は、これに限るものではなく、２つ又は４つ以上の第１テンションカットロール２０が配置されていてもよいし、１つの第１テンションカットロール２０が配置されているだけでもよい。また、第１テンションカットロール２０がサクションロールなどの他の形式のロールであってもよい。
　また、本実施形態に係る製造装置は、処理槽２と貼り合わせロール７との間に且つ第１テンションカットロール２０の下流側に配置された張力計３０を備えている。本実施形態の張力計３０は、複数（第１テンションカットロール２０と同数）配置されている。具体的には、図２に示すように、張力計３０として、下流側から順に、３つの張力計３０ａ～３０ｃが配置されている。これは、第１テンションカットロール２０が３つ配置されているからである。より具体的には、３つの張力計３０ａ～３０ｃが、３つの第１テンションカットロール２０ａ～２０ｃと交互に配置されている。すなわち、張力計３０ａは第１テンションカットロール２０ａの下流側に配置され、張力計３０ｂは第１テンションカットロール２０ｂの下流側（第１テンションカットロール２０ａの上流側）に配置され、張力計３０ｃは第１テンションカットロール２０ｃの下流側（第１テンションカットロール２０ｂの上流側）に配置されている。
　張力計３０としては、例えば、微小変位方式を測定原理とする三菱電機社製の微偏位張力検出器「ＬＸ－１００ＴＤ」を用いることができる。
　また、本実施形態に係る製造装置は、制御装置４０を備えている。制御装置４０は、コンピュータやＰＬＣ（Programmable Logic Controller）から構成されている。
　また、本実施形態に係る製造装置は、処理槽２の出側に配置された第１テンションカットロール２０ｃの回転数を測定するエンコーダ７０を備えている。
　本実施形態に係る制御システム１００は、以上に述べた張力計３０、制御装置４０及びエンコーダ７０を備える構成である。
　さらに、本実施形態に係る製造装置は、処理槽２において原反フィルムＦ０を搬送する第２テンションカットロール６０を備えている。本実施形態の第２テンションカットロール６０は、複数配置されている。具体的には、図２に示すように、第２テンションカットロール６０として、上流側（原反フィルムＦ０の搬送方向上流側）から順に、５つの第２テンションカットロール６０ａ～６０ｅが配置されている。図示の便宜上、図２における処理槽２の構成を簡略化して単一の槽のように図示しているが、実際には、本実施形態の処理槽２は、上流側から順に、膨潤処理槽、染色処理槽、架橋処理槽、延伸処理槽、洗浄処理槽の区画された５つの槽から構成されており、第２テンションカットロール６０ａは膨潤処理槽の入側に、第２テンションカットロール６０ｂは染色処理槽の入側に、第２テンションカットロール６０ｃは架橋処理槽の入側に、第２テンションカットロール６０ｄは延伸処理槽の入側に、第２テンションカットロール６０ｅは洗浄処理槽の入側に、それぞれ配置されている。本実施形態の第２テンションカットロール６０は、何れもニップロールである。
　ただし、本発明は、これに限るものではなく、２つ、３つ、４つ又は６つ以上の第２テンションカットロール６０が配置されていてもよいし、１つの第２テンションカットロール６０が配置されているだけでもよい。また、第２テンションカットロール６０がサクションロールなどの他の形式のロールであってもよい。
　本実施形態に係る製造装置は、以上に説明した構成要素以外に、一般的な偏光フィルムの製造装置が備える従来公知の各種構成要素を備えている。
　以上に説明した本実施形態に係る製造装置を用いて偏光フィルムＦを製造するにあたっては、まず、繰出ロール１に巻回された原反フィルムＦ０を繰り出し、処理槽２（本実施形態では、原反フィルムＦ０の搬送方向上流側から順に、膨潤処理槽、染色処理槽、架橋処理槽、延伸処理槽、洗浄処理槽から構成される）内の処理浴に浸漬して、ヨウ素や二色性染料等の二色性物質で染色すると共に一軸延伸する。次いで、オーブン３で乾燥させることで、偏光子Ｆ１を得る。偏光子Ｆ１は、特定の１つの方向のみに振動する光（偏光）を透過し、それ以外の方向に振動する光を遮断する性質を有する光学素子である。本実施形態の偏光子Ｆ１は、柔軟なフィルム状である。
　原反フィルムＦ０は、長尺帯状である。本明細書において、長尺帯状は、長手方向の長さが短手方向（長手方向と直交する方向）の長さよりも十分に大きい長方形状を意味する。長尺帯状の長手方向の長さは、例えば、１０ｍ以上であり、好ましくは５０ｍ以上である。
　原反フィルムＦ０としては、特に限定されないが、二色性物質による染色性に優れていることから、好ましくは、親水性ポリマーフィルム（例えば、ポリビニルアルコール系フィルムなど）を含むフィルムが用いられ、より好ましくは、親水性ポリマーフィルムが用いられる。親水性ポリマーフィルムを含むフィルムとしては、親水性ポリマーフィルムと非親水性ポリマーフィルムとが積層されたフィルムが挙げられる。この場合、非親水性ポリマーフィルムの表面及び／又は裏面に親水性ポリマーフィルムが積層されていることが好ましい。この場合、非親水性ポリマーフィルムの表面及び／又は裏面に積層される親水性ポリマーフィルムは、厚み数μｍ程度の薄い膜状であってもよい。
　親水性ポリマーフィルムとしては、特に限定されず、従来公知のフィルムを使用できる。具体的には、親水性ポリマーフィルムとしては、例えば、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）系フィルム、部分ホルマール化ＰＶＡ系フィルム、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルム、エチレン・酢酸ビニル共重合体系フィルム、これらの部分ケン化フィルムなどが挙げられる。また、これらの他にも、ＰＶＡの脱水処理物やポリ塩化ビニルの脱塩酸処理物などのポリエン配向フィルム、延伸配向されたポリビニレン系フィルムなども使用できる。これらの中でも、特に二色性物質による染色性に優れることから、ＰＶＡ系ポリマーフィルムが好ましい。
　ＰＶＡ系ポリマーフィルムの原料ポリマーとしては、例えば、酢酸ビニルを重合した後にケン化したポリマー、酢酸ビニルに対して少量の不飽和カルボン酸や不飽和スルホン酸等の共重合可能なモノマーを共重合したポリマー、などが挙げられる。ＰＶＡ系ポリマーの重合度は、特に限定されないが、水に対する溶解度の点等から、５００～１００００が好ましく、より好ましくは、１０００～６０００である。また、ＰＶＡ系ポリマーのケン化度は、７５モル％以上が好ましく、より好ましくは、９８モル％～１００モル％である。
　未処理の原反フィルムＦ０の厚みは、特に限定されないが、例えば、１５μｍ～１１０μｍである。
　本実施形態の処理槽２は、前述のように、原反フィルムＦ０の搬送方向上流側から順に、膨潤処理槽、染色処理槽、架橋処理槽、延伸処理槽、洗浄処理槽から構成されており、各槽は、例えば、以下に述べる構成を有する。
　＜膨潤処理槽＞
　膨潤処理槽は、膨潤処理液が収容された処理槽である。膨潤処理液は、原反フィルムＦ０を膨潤させる。膨潤処理液としては、例えば、水を使用することができる。さらに、水に、グリセリンやヨウ化カリウムなどのヨウ素化合物を適量加えた水を膨潤処理液としてもよい。グリセリンを添加する場合、その濃度は５重量％以下が好ましく、ヨウ化カリウムなどのヨウ素化合物を添加する場合、その濃度は１０重量％以下が好ましい。
　＜染色処理槽＞
　染色処理槽は、染色処理液が収容された処理槽である。染色処理液は、原反フィルムＦ０を染色する。染色処理液としては、有効成分として二色性物質を含む溶液が挙げられる。二色性物質としては、ヨウ素、有機染料などが挙げられる。好ましくは、染色処理液として、ヨウ素を溶媒に溶解させた溶液を使用できる。溶媒としては、水が一般的に使用されるが、水と相溶性のある有機溶媒が更に添加されてもよい。染色処理液中のヨウ素の濃度としては、特に限定されないが、０．０１重量％～１０重量％であることが好ましく、０．０２重量％～７重量％の範囲がより好ましく、０．０２５重量％～５重量％であることがさらに好ましい。染色効率をより一層向上させるために、必要に応じて、染色処理液にヨウ素化合物を添加してもよい。ヨウ素化合物は、分子内にヨウ素とヨウ素以外の元素とを含む化合物であり、例えば、ヨウ化カリウム、ヨウ化リチウム、ヨウ化ナトリウム、ヨウ化亜鉛、ヨウ化アルミニウム、ヨウ化鉛、ヨウ化銅、ヨウ化バリウム、ヨウ化カルシウム、ヨウ化錫、ヨウ化チタンなどが挙げられる。
　＜架橋処理槽＞
　架橋処理槽は、架橋処理液が収容された処理槽である。架橋処理液は、染色された原反フィルムＦ０を架橋する。架橋処理液としては、有効成分としてホウ素化合物を含む溶液を使用できる。例えば、架橋処理液としては、ホウ素化合物を溶媒に溶解させた溶液が使用できる。溶媒としては、水が一般的に使用されるが、水と相溶性のある有機溶媒が更に添加されてもよい。ホウ素化合物としては、ホウ酸、ホウ砂などが挙げられる。架橋処理液中のホウ素化合物の濃度としては、特に限定されないが、１重量％～１０重量％であることが好ましく、２重量％～７重量％がより好ましく、２重量％～６重量％であることがさらに好ましい。さらに、均一な光学特性を有する偏光子が得られることから、必要に応じて、架橋処理液にヨウ素化合物を添加してもよい。
　＜延伸処理槽＞
　延伸処理槽は、延伸処理液が収容された処理槽である。
　延伸処理液は、特に限定されないが、例えば、有効成分としてホウ素化合物を含む溶液を使用できる。延伸処理液としては、例えば、ホウ素化合物、及び必要に応じて、各種金属塩、亜鉛化合物などを溶媒に溶解させた溶液が使用できる。溶媒としては、水が一般的に使用されるが、水と相溶性のある有機溶媒が更に添加されてもよい。延伸処理液中のホウ素化合物の濃度としては、特に限定されないが、１重量％～１０重量％であることが好ましく、２重量％～７重量％がより好ましい。フィルムに吸着させたヨウ素の溶出を抑制する観点から、必要に応じて、延伸処理液に、ヨウ素化合物を添加してもよい。
　＜洗浄処理槽＞
　洗浄処理槽は、洗浄処理液が収容された処理槽である。洗浄処理液は、延伸後の原反フィルムＦ０を洗浄する。洗浄処理液は、原反フィルムＦ０に付着した染色処理液や架橋処理液などの処理液を洗浄するための処理液である。洗浄処理液としては、代表的には、イオン交換水、蒸留水、純水などの水が用いられる。
　オーブン３は、以上に説明した処理槽２を構成する洗浄処理槽の下流側に設けられている。オーブン３は、処理後のフィルムを乾燥するために設けられている。
　なお、本実施形態の処理槽２は、膨潤処理槽、染色処理槽、架橋処理槽、延伸処理槽及び洗浄処理槽を有するが、これらのうちの１つ又は２つの処理槽を省略してもよい。他方、処理槽２は、調整処理槽（図示せず）を更に有していてもよい。調整処理槽は、調整処理液が収容された処理槽である。この調整処理槽は、架橋処理槽と延伸処理槽との間、又は、延伸処理槽と洗浄処理槽との間に設けられる。調整処理液は、フィルムの色相調整などのための溶液であり、有効成分としてヨウ素化合物を含む溶液を使用できる。
　洗浄後の原反フィルムＦ０をオーブン３で乾燥させて得られるフィルムが、偏光子Ｆ１である。
　オーブン３出側での偏光子Ｆ１の厚みは、特に限定されないが、例えば、２０μｍ以下である場合に、本実施形態に係る製造方法が好適に用いられる。
　また、オーブン３出側での偏光子Ｆ１の水分率は、特に限定されないが、１５％以下である場合に、本実施形態に係る製造方法が好適に用いられる。例えば、オーブン３での乾燥温度が６０℃以上で、乾燥時間が３０秒以上である場合に、オーブン３出側での偏光子Ｆ１の水分率が１５％以下になり易い。
　なお、本発明が好適に用いられる偏光子Ｆ１としては、フィルム単層で延伸して得られる偏光子に限るものではなく、基材にＰＶＡ系樹脂を塗工した積層フィルムを延伸して得られる偏光子も挙げられる。
　上記の偏光子としては、代表的には、特開昭５１－０６９６４４号公報、特開２０００－３３８３２９号公報、国際公開第２０１０／１００９１７号、特開２０１４－０５９３２８号公報、特開２０１２－７３５６３号公報に記載されている薄型偏光膜を挙げることができる。これら薄型偏光膜は、ＰＶＡ系樹脂層と延伸用樹脂基材とを積層体の状態で延伸する工程と染色する工程とを含む製法によって得ることができる。この製法であれば、ＰＶＡ系樹脂層が薄くても、延伸用樹脂基材に支持されていることにより、延伸による破断などの不具合なく延伸することが可能となる。
　次いで、図１に示すように、偏光子Ｆ１の両面に塗工機６で活性エネルギー線硬化型接着剤を塗工する。本実施形態では、塗工機６として、グラビアコータが用いられている。また、繰出ロール５から繰り出された保護フィルムＦ２の片面に塗工機６で活性エネルギー線硬化型接着剤を塗工する。そして、貼り合わせロール７によって、接着剤が塗工された保護フィルムＦ２を、接着剤が塗工された偏光子Ｆ１の両面に貼り合わせる。
　塗工機６で塗工する接着剤としては、活性エネルギー線硬化型接着剤が用いられる。
　活性エネルギー線硬化型接着剤としては、従来公知のものを使用できる。活性エネルギー線硬化型接着剤は、一般に、活性エネルギー線硬化性成分及び重合開始剤を含み、必要に応じて、各種の添加剤を含む。
　活性エネルギー線硬化性成分は、電子線硬化性、紫外線硬化性、可視光線硬化性に大別できる。また、活性エネルギー線硬化性成分は、硬化のメカニズムの観点では、ラジカル重合性化合物とカチオン重合性化合物とに大別できる。
　ラジカル重合性化合物としては、（メタ）アクリロイル基、ビニル基などの炭素－炭素二重結合のラジカル重合性の官能基を有する化合物が挙げられる。また、単官能ラジカル重合性化合物又は二官能以上の多官能ラジカル重合性化合物のいずれも用いることができる。また、これらラジカル重合性化合物は、１種単独で又は２種以上を併用してもよい。ラジカル重合性化合物としては、（メタ）アクリロイル基を有する化合物が好ましく、例えば、（メタ）アクリルアミド基を有する（メタ）アクリルアミド誘導体、（メタ）アクリロイルオキシ基を有する（メタ）アクリレートなどが挙げられる。
　活性エネルギー線硬化型接着剤としてラジカル重合性化合物を用いる場合の重合開始剤は、活性エネルギー線に応じて適宜に選択される。紫外線又は可視光線により接着剤を硬化させる場合には、紫外線開裂又は可視光線開裂の重合開始剤が用いられる。このような重合開始剤としては、例えば、ベンゾフェノン系化合物、芳香族ケトン化合物、アセトフェノン系化合物、芳香族ケタール系化合物、芳香族スルホニルクロリド系化合物、チオキサントン系化合物などが挙げられる。
　カチオン重合性化合物としては、分子内にカチオン重合性官能基を１つ有する単官能カチオン重合性化合物、分子内にカチオン重合性官能基を２つ以上有する多官能カチオン重合性化合物などが挙げられる。カチオン重合性官能基としては、エポキシ基、オキセタニル基、ビニルエーテル基などが挙げられる。エポキシ基を有するカチオン重合性化合物としては、脂肪族エポキシ化合物、脂環式エポキシ化合物、芳香族エポキシ化合物などが挙げられる。オキセタニル基を有するカチオン重合性化合物としては、３－エチル－３－ヒドロキシメチルオキセタン、１，４－ビス［（３－エチル－３－オキセタニル）メトキシメチル］ベンゼン、３－エチル－３－（フェノキシメチル）オキセタンなどが挙げられる。ビニルエーテル基を有するカチオン重合性化合物としては、２－ヒドロキシエチルビニルエーテル、ジエチレングリコールモノビニルエーテル、４－ヒドロキシブチルビニルエーテルなどが挙げられる。
　活性エネルギー線硬化型接着剤としてカチオン重合性化合物を用いる場合、カチオン重合開始剤が配合される。このカチオン重合開始剤は、可視光線、紫外線、電子線などの活性エネルギー線の照射によって、カチオン種又はルイス酸を発生し、カチオン重合性化合物のエポキシ基などと重合反応を開始する。カチオン重合開始剤としては、光酸発生剤と光塩基発生剤とを使用することができる。
　本発明においては、３８０ｎｍ～４５０ｎｍの可視光線を含む光で硬化する活性エネルギー線硬化型接着剤を用いることもできる。この場合、ラジカル重合性化合物と重合開始剤とを含む活性エネルギー線硬化型接着剤を用いることが好ましい。
　このような活性エネルギー線硬化型接着剤は、例えば、特開２０１８－０９２１８６号公報に開示されており、本発明の活性エネルギー線硬化型接着剤として、上記公報に記載の活性エネルギー線硬化型接着剤を用いることができる。本明細書においては、紙面の都合上、上記公報の記載を転記することを省略するが、上記公報の接着剤に関する記載を本明細書にそのまま取り込めるものとする。
　接着剤の塗工厚みは、特に限定されないが、あまりに小さいと、フィルムの接着強度が低下し、あまりに大きいと、偏光フィルムＦの厚みが相対的に大きくなりすぎる。かかる観点から、偏光子Ｆ１及び保護フィルムＦ２への接着剤の塗工厚みは、それぞれ独立して、０．１μｍ～５μｍであることが好ましい。
　また、塗工開始時の接着剤の粘度は、特に限定されないが、あまりに小さい又は大きいと、塗工開始時から接着剤の接着性の低下を生じる。かかる観点から、接着剤は、塗工開始時の２５℃での粘度が１ｍＰａ・ｓ～１００ｍＰａ・ｓに調整されていることが好ましく、塗工開始時の２５℃での粘度が１０ｍＰａ・ｓ～５０ｍＰａ・ｓに調整されていることがより好ましく、１５ｍＰａ・ｓ～４５ｍＰａ・ｓに調整されていることが特に好ましい。
　保護フィルムＦ２は、長尺帯状である。また、保護フィルムＦ２は、偏光子Ｆ１よりも親水性が低い（疎水性を有する）フィルムである。保護フィルムＦ２としては、透明性、機械的強度、熱安定性、水分遮断性、等方性などに優れるものが好ましい。例えば、ポリエチレンテレフタレートやポリエチレンナフタレートなどのポリエステル系ポリマー、ジアセチルセルロースやトリアセチルセルロースなどのセルロース系ポリマー、ポリメチルメタクリレートなどのアクリル系ポリマー、ポリスチレンやアクリロニトリル・スチレン共重合体（ＡＳ樹脂）などのスチレン系ポリマー、ポリカーボネート系ポリマーなどが挙げられる。また、ポリエチレン、ポリプロピレン、シクロ系又はノルボルネン構造を有するポリオレフィン、エチレン・プロピレン共重合体の如きポリオレフィン系ポリマー、塩化ビニル系ポリマー、ナイロンや芳香族ポリアミドなどのアミド系ポリマー、イミド系ポリマー、スルホン系ポリマー、ポリエーテルスルホン系ポリマー、ポリエーテルエーテルケトン系ポリマー、ポリフェニレンスルフィド系ポリマー、ビニルアルコール系ポリマー、塩化ビニリデン系ポリマー、ビニルブチラール系ポリマー、アリレート系ポリマー、ポリオキシメチレン系ポリマー、エポキシ系ポリマー、又は上記ポリマーのブレンド物なども保護フィルムＦ２を形成するポリマーの例として挙げられる。保護フィルムＦ２中には任意の適切な添加剤が１種類以上含まれていてもよい。添加剤としては、例えば、紫外線吸収剤、酸化防止剤、滑剤、可塑剤、離型剤、着色防止剤、難燃剤、核剤、帯電防止剤、顔料、着色剤などが挙げられる。保護フィルムＦ２中の上記熱可塑性樹脂の含有量は、好ましくは５０～１００重量％、より好ましくは５０～９９重量％、さらに好ましくは６０～９８重量％、特に好ましくは７０～９７重量％である。保護フィルムＦ２中の上記熱可塑性樹脂の含有量が５０重量％以下の場合、熱可塑性樹脂が本来有する高透明性などが十分に発現できないおそれがある。
　また、保護フィルムＦ２としては、特開２００１－３４３５２９号公報に記載のポリマーフィルム、例えば、（Ａ）側鎖に置換及び／又は非置換イミド基を有する熱可塑性樹脂と、側鎖に置換及び／又は非置換フェニル並びにニトリル基を有する熱可塑性樹脂とを含有する樹脂組成物が挙げられる。具体例としては、イソブチレンとＮ－メチルマレイミドからなる交互共重合体とアクリロニトリル・スチレン共重合体とを含有する樹脂組成物のフィルムが挙げられる。フィルムとしては、樹脂組成物の混合押出品などからなるフィルムを用いることができる。これらのフィルムは位相差が小さく、光弾性係数が小さいため偏光フィルムＦの歪みによるムラなどの不具合を解消することができ、また透湿度が小さいため、加湿耐久性に優れる。
　次いで、図１に示すように、活性エネルギー線照射装置８から偏光子Ｆ１及び保護フィルムＦ２間の接着剤に活性エネルギー線を照射して硬化させた後、オーブン９で乾燥させる。活性エネルギー線は、活性エネルギー線硬化型接着剤の硬化性に応じて適宜選択される。活性エネルギー線としては、電子線、紫外線、可視光線などが挙げられる。最後に、両面に保護フィルムＦ２が貼り合わせられた偏光子Ｆ１の片面に、繰出ロール１０から繰り出された長尺帯状の表面保護フィルムＦ３を貼り合わせロール１１によって貼り合わせることで、長尺帯状の偏光フィルムＦが得られる。得られた偏光フィルムＦは、巻取ロール１２で巻き取られる。
　なお、図１に示す例では、偏光子Ｆ１及び保護フィルムＦ２の双方に活性エネルギー線硬化型接着剤を塗工しているが、偏光子Ｆ１の両面にのみ接着剤を塗工することも可能である。この場合、図１に示す計４台の塗工機６のうち、図１の下側（偏光子Ｆ１の搬送方向下流側）２台の塗工機６は不要である。また、保護フィルムＦ２の片面にのみ接着剤を塗工することも可能である。この場合、図１に示す計４台の塗工機６のうち、図１の上側（偏光子Ｆ１の搬送方向上流側）２台の塗工機６は不要である。さらに、図１に示す例では、偏光子Ｆ１の両面に保護フィルムＦ２を貼り合わせているため、塗工機６を図１の左右に一対配置し、活性エネルギー線照射装置８を左右に一対配置しているが、偏光子Ｆ１の片面にのみ保護フィルムＦ２を貼り合わせる場合には、塗工機６及び活性エネルギー線照射装置８は、図１の左右何れかに１台配置するだけでよい。
　以下、本実施形態に係る制御システム１００の動作について説明する。
　制御システム１００が備える制御装置４０は、張力計３０で測定した張力が予め定められた値になるように、第１テンションカットロール２０の周速を制御する（本発明の第１制御工程に相当）。具体的には、偏光フィルムＦを製造している間、張力計３０は、常に偏光子Ｆ１の張力を測定し、制御装置４０に出力する。そして、図２に示すように、制御装置４０は、最も下流側に配置された張力計３０ａから入力された張力Ｔａが予め定められた値になるように、第１テンションカットロール２０ａの周速を制御（張力一定制御）する。具体的には、制御装置４０は、入力された張力Ｔａが予め定められ制御装置４０に記憶された値よりも小さい場合には、第１テンションカットロール２０ａの周速が現時点よりも大きい周速Ｐ１ａとなるように、第１テンションカットロール２０ａの駆動部（図示省略のモータ等）に制御信号を送信する。逆に、入力された張力Ｔａが予め定められ制御装置４０に記憶された値よりも大きい場合には、第１テンションカットロール２０ａの周速が小さい周速Ｐ１ａとなるように、第１テンションカットロール２０ａの駆動部に制御信号を送信する。
　次いで、制御装置４０は、張力計３０ａよりも上流側に配置された直近の張力計３０ｂから入力された張力Ｔｂが予め定められた値になるように、第１テンションカットロール２０ｂの周速を制御（張力一定制御）する。具体的には、制御装置４０は、入力された張力Ｔｂが予め定められ制御装置４０に記憶された値よりも小さい場合には、第１テンションカットロール２０ｂの周速が現時点よりも大きい周速Ｐ１ｂとなるように、第１テンションカットロール２０ｂの駆動部（図示省略のモータ等）に制御信号を送信する。逆に、入力された張力Ｔｂが予め定められ制御装置４０に記憶された値よりも大きい場合には、第１テンションカットロール２０ｂの周速が小さい周速Ｐ１ｂとなるように、第１テンションカットロール２０ｂの駆動部に制御信号を送信する。
　最後に、制御装置４０は、最も上流側に配置された張力計３０ｃから入力された張力Ｔｃが予め定められた値になるように、処理槽２の出側に配置された第１テンションカットロール２０ｃの周速を制御（張力一定制御）する。具体的には、制御装置４０は、入力された張力Ｔｃが予め定められ制御装置４０に記憶された値よりも小さい場合には、第１テンションカットロール２０ｃの周速が現時点よりも大きい周速Ｐ１ｃとなるように、第１テンションカットロール２０ｃの駆動部（図示省略のモータ等）に制御信号を送信する。逆に、入力された張力Ｔｃが予め定められ制御装置４０に記憶された値よりも大きい場合には、第１テンションカットロール２０ｃの周速が小さい周速Ｐ１ｃとなるように、第１テンションカットロール２０ｃの駆動部に制御信号を送信する。
　以上のように、本実施形態に係る制御システム１００は、第１制御工程において、第１テンションカットロール２０の下流側に配置された張力計３０で測定した張力が予め定められた値になるように、第１テンションカットロール２０の周速を制御する。すなわち、実際に測定した張力が予め定められた値になるように第１テンションカットロール２０の周速を制御するため、オーブン３出側での偏光子Ｆ１の水分率が低くても、偏光子Ｆ１に実際に生じる張力の変動が小さくなり、偏光子Ｆ１の搬送を安定化させることが可能である。
　また、本実施形態に係る制御システム１００は、第１制御工程において、最も下流側に配置された張力計３０ａ及び第１テンションカットロール２０ａの組み合わせによる周速Ｐ１ａの制御を実行した後、最も上流側に配置された張力計３０ｃ及び第１テンションカットロール２０ｃの組み合わせによる周速Ｐ１ｃの制御まで、順次上流側に配置された組み合わせに向けて周速の制御を実行する。このため、制御が発散することなく、安定した周速の制御が可能である。
　本実施形態に係る制御システム１００は、以上に説明した第１制御工程を実行した後、処理槽２の出側に配置された第１テンションカットロール２０ｃの周速を測定し、測定した第１テンションカットロールの周速Ｐ１ｃ’と第２テンションカットロール６０の周速との比率が予め定められた値になるように、第２テンションカットロール６０の周速を制御する（本発明の第２制御工程に相当）。具体的には、偏光フィルムＦを製造している間、エンコーダ７０は、常に第１テンションカットロール２０ｃの回転数を測定し、制御装置４０に出力する。制御装置４０は、入力された第１テンションカットロール２０ｃの回転数と、予め記憶された第１テンションカットロール２０ｃの外径とに基づき、第１テンションカットロール２０ｃの周速Ｐ１ｃ’を演算する。そして、図２に示すように、制御装置４０は、第１テンションカットロール２０ｃの周速Ｐ１ｃ’と第２テンションカットロール６０の周速との比率が予め定められた値になるように、第２テンションカットロール６０の周速を制御（比率一定制御）する。具体的には、第２テンションカットロール６０ａの周速をＰ２ａ、第２テンションカットロール６０ｂの周速をＰ２ｂ、第２テンションカットロール６０ｃの周速をＰ２ｃ、第２テンションカットロール６０ｄの周速をＰ２ｄ、第２テンションカットロール６０ｅの周速をＰ２ｅとすると、制御装置４０は、Ｐ２ａ／Ｐ１ｃ’＝β１、Ｐ２ｂ／Ｐ１ｃ’＝β２、Ｐ２ｃ／Ｐ１ｃ’＝β３、Ｐ２ｄ／Ｐ１ｃ’＝β４、Ｐ２ｅ／Ｐ１ｃ’＝β５（β１、β２、β３、β４、β５は所定の定数）となるように、周速Ｐ２ａ、Ｐ２ｂ、Ｐ２ｃ、Ｐ２ｄ及びＰ２ｅを決定し、各周速Ｐ２ａ～Ｐ２ｅで第２テンションカットロール６０ａ～６０ｅがそれぞれ回転するように、第２テンションカットロール６０ａ～６０ｅの駆動部（図示省略のモータ等）に制御信号を送信する。
　本実施形態に係る制御システム１００は、第１制御工程において、第１テンションカットロール２０ｃの周速を張力一定制御で制御するため、処理槽２の出側に配置された第１テンションカットロール２０ｃの周速は、従来のように比率一定制御で制御する場合と異なり、一定ではなく変動する。
　そして、本実施形態に係る制御システム１００は、第２制御工程において、基本的には、処理槽２の出側に配置された第１テンションカットロール２０ｃの測定した周速Ｐ１ｃ’と第２テンションカットロール６０の周速との比率が予め定められた値になるように、第２テンションカットロール６０の周速を制御する、すなわち、比率一定制御を実行することになる。しかしながら、比率の基準となる処理槽２の出側に配置された第１テンションカットロール２０ｃの周速として、実際に測定した周速Ｐ１ｃ’を用いるため、上記のように、処理槽２の出側に配置された第１テンションカットロール２０ｃの周速Ｐ１ｃ’が変動したとしても、比率一定制御を適切に実行することができ、予め決められた所定の延伸倍率で原反フィルムＦ０を延伸することが可能である。
　以下、実施例及び比較例を説明し、本発明を更に詳述する。ただし、本発明は、下記実施例に限定されるものではない。
　＜実施例＞
　原反フィルムＦ０として、平均重合度２４００、ケン化度９９．９モル％の厚み４５μｍのポリビニルアルコールフィルム（クラレ社製ＶＦ－ＰＳ－４５００）を用い、処理槽２で処理を施した。具体的には、処理槽２において、３０℃の温水中に６０秒間浸漬し膨潤させた。次いで、ヨウ素／ヨウ化カリウム（重量比＝０．５／８）の濃度０．３％の水溶液に浸漬し、３．５倍まで延伸させながらフィルムを染色した。その後、６５℃のホウ酸エステル水溶液中で、トータルの延伸倍率が６倍となるように延伸を行った。以上の処理を処理槽２で行った後に、オーブン３で、乾燥温度４０℃で３分間乾燥を行い、厚み１８μｍのＰＶＡ系偏光子Ｆ１を得た。
　この偏光子Ｆ１のオーブン３出側での水分率を測定したところ１４％であった。
　偏光子Ｆ１の水分率は、次のようにして測定した。
　装置稼働から約６０分後に、オーブン３から出た直後の偏光子Ｆ１の任意の箇所を正方形状に切り取ってサンプル片を得た。切り取ったサンプル片の重量を標準状態下で速やかに測定した。その後、そのサンプル片を加熱オーブンを用いて１２０℃で２時間、強制乾燥させた後、そのサンプル片の重量を標準状態下で速やかに測定した。なお、この強制乾燥によって、サンプル片に含まれる水分はほぼ無くなっていると考えられる。
　強制乾燥前のサンプル片の重量（乾燥後の偏光子Ｆ１の重量）と強制乾燥後のサンプル片の重量（完全乾燥後の偏光子Ｆ１の重量）とを、以下の式に代入することによって、偏光子Ｆ１の水分率を求めた。
　偏光子Ｆ１の水分率＝（乾燥後の偏光子Ｆ１の重量－完全乾燥後の偏光子Ｆ１の重量）／乾燥後の偏光子Ｆ１の重量×１００
　実施例では、図１及び図２に示すように、偏光子Ｆ１を搬送する際に、処理槽２と貼り合わせロール７との間で且つ第１テンションカットロール２０の下流側に配置された張力計３０で測定した張力が予め定められた値になるように、第１テンションカットロール２０の周速を制御する張力一定制御を行い、偏光子Ｆ１の破断の有無を調査した。また、図２に示す張力計３０ａで測定した張力の変動を調査した。なお、張力計３０ｂ、３０ｃで張力の変動を測定したとしても、その変動量は張力計３０ａで測定する場合と同程度である。
　＜比較例＞
　比較例では、偏光子Ｆ１を搬送する際に、貼り合わせロール７の周速と、処理槽２と貼り合わせロール７との間に配置された第１テンションカットロール２０の周速との比率が予め定められた値になるように、第１テンションカットロール２０の周速を制御する比率一定制御を行った点を除き、実施例と同じ条件で、偏光子Ｆ１の破断の有無と、張力計３０ａで測定した張力の変動とを調査した。
　上記試験の結果を表１に示す。
　表１に示すように、比較例では、張力変動が非常に大きく、搬送開始から１時間以内に偏光子Ｆ１の破断が生じた。
　これに対して、実施例では張力変動が小さく、偏光子Ｆ１の破断は生じなかった。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
　Ｆ０・・・原反フィルム
　Ｆ１・・・偏光子
　Ｆ２・・・保護フィルム
　Ｆ・・・偏光フィルム
　２・・・処理槽
　３・・・オーブン
　７・・・貼り合わせロール
　２０，２０ａ，２０ｂ，２０ｃ・・・第１テンションカットロール
　３０，３０ａ，３０ｂ，３０ｃ・・・張力計
　４０・・・制御装置
　６０，６０ａ，６０ｂ，６０ｃ，６０ｄ，６０ｅ・・・第２テンションカットロール
　７０・・・エンコーダ
　１００・・・制御システム

Claims (7)

  1. 　原反フィルムを処理槽において二色性物質で染色すると共に一軸延伸した後、オーブンで乾燥させて偏光子を作製し、貼り合わせロールで前記偏光子と保護フィルムとを貼り合わせて偏光フィルムを製造する方法であって、
    　前記処理槽と前記貼り合わせロールとの間に、前記偏光子を搬送する第１テンションカットロールを配置すると共に、前記処理槽と前記貼り合わせロールとの間に且つ前記第１テンションカットロールの下流側に張力計を配置し、
    　前記張力計で測定した張力が予め定められた値になるように、前記第１テンションカットロールの周速を制御する第１制御工程を含む、
    偏光フィルムの製造方法。
  2. 　前記処理槽と前記貼り合わせロールとの間に、前記張力計及び前記第１テンションカットロールを交互に複数配置し、
    　前記第１制御工程において、最も下流側に配置された前記張力計及び前記第１テンションカットロールの組み合わせによる周速の制御を実行した後、前記最も下流側に配置された組み合わせよりも上流側に配置された前記張力計及び前記第１テンションカットロールの組み合わせによる周速の制御を上流側に向けて順次実行する、
    請求項１に記載の偏光フィルムの製造方法。
  3. 　前記処理槽の出側に前記第１テンションカットロールを配置すると共に、前記処理槽において前記原反フィルムを搬送する第２テンションカットロールを配置し、
    　前記第１制御工程を実行した後、前記処理槽の出側に配置された前記第１テンションカットロールの周速を測定し、前記測定した前記第１テンションカットロールの周速と前記第２テンションカットロールの周速との比率が予め定められた値になるように、前記第２テンションカットロールの周速を制御する第２制御工程を含む、
    請求項１又は２に記載の偏光フィルムの製造方法。
  4. 　前記オーブン出側での前記偏光子の水分率が１５％以下である、
    請求項１から３の何れかに記載の偏光フィルムの製造方法。
  5. 　前記オーブン出側での前記偏光子の厚みが２０μｍ以下である、
    請求項１から４の何れかに記載の偏光フィルムの製造方法。
  6. 　原反フィルムを二色性物質で染色すると共に一軸延伸する処理槽と、前記処理槽で処理された原反フィルムを乾燥させて偏光子を作製するオーブンと、前記偏光子と保護フィルムとを貼り合わせる貼り合わせロールと、前記処理槽と前記貼り合わせロールとの間に配置され、前記偏光子を搬送する第１テンションカットロールと、を備える偏光フィルムの製造装置であって、
    　前記処理槽と前記貼り合わせロールとの間に且つ前記第１テンションカットロールの下流側に配置された張力計と、
    　制御装置と、を備え、
    　前記制御装置は、前記張力計で測定した張力が予め定められた値になるように、前記第１テンションカットロールの周速を制御する、
    偏光フィルムの製造装置。
  7. 　前記張力計と、
    　前記制御装置と、を備える、
    請求項６に記載の偏光フィルムの製造装置に用いられる制御システム。
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