フィルム延伸機
【課題】フィルムを安定して斜めに延伸できるフィルム延伸機を提供する。
【解決手段】フィルム延伸機１は、フィルム２を送出する供給装置３と、供給装置３から送出されたフィルム２をガラス転移温度以上に加熱する予熱装置３と、予熱装置３が加熱したフィルム２の両側をそれぞれ把持し、予熱装置３以上の速度で搬送するテンタチェイン６ａおよび予熱装置３と同じ速度で搬送するテンタチェイン６ｂと、テンタチェイン６ａ，６ｂが搬送したフィルム２を、高速側のテンタチェイン６ａと同じ速度で搬送しながら加熱および冷却するアニール装置７と、アニール装置７と同じ速度でフィルム２を巻き取る巻き取り装置８とを有する。
【解決手段】フィルム延伸機１は、フィルム２を送出する供給装置３と、供給装置３から送出されたフィルム２をガラス転移温度以上に加熱する予熱装置３と、予熱装置３が加熱したフィルム２の両側をそれぞれ把持し、予熱装置３以上の速度で搬送するテンタチェイン６ａおよび予熱装置３と同じ速度で搬送するテンタチェイン６ｂと、テンタチェイン６ａ，６ｂが搬送したフィルム２を、高速側のテンタチェイン６ａと同じ速度で搬送しながら加熱および冷却するアニール装置７と、アニール装置７と同じ速度でフィルム２を巻き取る巻き取り装置８とを有する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フィルム延伸機、特に、斜めにフィルムを延伸するフィルム延伸機に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶パネルなどに用いられる偏光フィルムを製造するために、フィルムを所定方向に延伸する装置が求められている。
【０００３】
特許文献１には、フィルムの搬送方向を屈曲することで、フィルムを斜めに延伸するフィルム延伸機が記載されている。しかしながら、このフィルム延伸機では、フィルムを把持するチェインを屈曲させているので、フィルムを延伸する力が不均一になったり、フィルムに無理な力が加わってフィルムのムラや破損の原因となるという問題がある。
【特許文献１】特開２００４−２３０７１４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
前記問題点に鑑みて、本発明は、フィルムを安定して斜めに延伸できるフィルム延伸機を提供すること課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
前記課題を解決するために、本発明によるフィルム延伸機は、フィルムを送出する供給装置と、前記供給装置から送出された前記フィルムをガラス転移温度以上に加熱する予熱装置と、前記予熱装置が加熱した前記フィルムの両側をそれぞれ把持し、互いに異なる少なくとも前記予熱装置以上の速度で搬送する２つのテンタチェインと、前記テンタチェインが搬送した前記フィルムを、高速側の前記テンタチェイン以上の速度で巻き取る巻き取り装置とを有するものとする。
【０００６】
この構成によれば、フィルム両側のテンタチェインの搬送速度を異ならせたことで、フィルムの配向軸を徐々に傾斜させることができる。さらに、フィルムを高速側のテンタチェインより速い速度でフィルムを巻き取ることで、搬送速度が遅い側を延伸し、皺にならないように巻き取ることができる。
【０００７】
また、本発明のフィルム延伸機において、低速側の前記のテンタチェインは、高速側の前記テンタチェインより上流で前記フィルムを解放してもよい。
【０００８】
この構成によれば、低速側のテンタチェインから解放されたフィルムが、高速側のテンタチェインと同じ速度になるまで延伸されるために十分なスペースを確保できる。
【０００９】
また、本発明のフィルム延伸機において、前記テンタチェインが解放した前記フィルムを、前記巻き取り装置と同じ速度で搬送しながら加熱および冷却するアニール装置を有してもよい。
【００１０】
この構成によれば、フィルムの残留応力を除去して配向軸を固定するので、フィルムの配向特性に狂いやムラが生じない。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、異なる速度のテンタチェインでフィルムの両側を把持して搬送し、搬送速度の差によってフィルムを斜めに延伸する。フィルムは配向軸が徐々に傾斜してゆくので、無理な力が加わってムラや皺を生じることがない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
これより、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。
図１に、本発明の第１実施形態のフィルム延伸機１を示す。フィルム延伸機１は、リールからフィルム２を供給する供給装置３と、図２に示すように、フィルム２をガラス転移温度以上（例えば１２０℃〜１６７℃）に加熱する３連のロール４ａ，４ｂ，４ｃからなる予熱装置４と、フィルム２の両側をクリップ５で把持して搬送するテンタチェイン６ａ，６ｂと、図２に示すように、フィルム２を加熱してから徐冷（アニール処理）する加熱ロール７ａおよび冷却ロール７ｂ，７ｃからなるアニール装置７（図２参照）と、アニール処理されたフィルム２をリールに巻き取る巻き取り装置８とを有する。尚、フィルム延伸機１は、予熱装置４とアニール装置７との間で、フィルム２の温度がガラス転移温度以下に下がらないように、予熱装置４とアニール装置７との間を加熱炉（不図示）の中に配置する。
【００１３】
テンタチェイン６ａとテンタチェイン６ｂとは、独立した駆動モータ（不図示）によって駆動され、独立して速度調節可能である。また、図では省略して記載されているが、クリップ５は、テンタチェイン６ａ，６ｂ上に、それぞれ、一定のピッチで多数配設されており、テンタチェイン６ａ，６ｂに隣接して配設されたクリッピングガイド９ａ，９ｂに案内されている間だけフィルム２を把持するようになっている。クリッピングガイド９ａ，９ｂは、所望の延伸条件にあわせて、クリップ５がフィルム２を把持する範囲を調整するために、それぞれ長さが変更される。
【００１４】
テンタチェイン６ａのクリップ５とテンタチェイン６ｂのクリップ５とは、予熱装置４でガラス転移温度以上に加熱された直後のフィルム２の両端を同じ位置で把持し、それぞれ異なる速度でフィルム２を搬送する。
【００１５】
テンタチェイン６ａ，６ｂは、供給装置３がフィルム２を供給する速度（例えば２０〜３０ｍ／ｓｅｃ）以上の速度で周回する。アニール装置７は、テンタチェイン６ａ，６ｂの早い方の搬送速度よりも遅くない速度でフィルム２を搬送しながら加熱して残留応力を除去し、徐冷して特性を固定する。巻き取り装置８は、アニール装置７の搬送速度に合わせて、フィルム２を巻き取る。好ましくは、テンタチェイン６ａ，６ｂが把持していないフィルム２に必要以上の張力を与えないように、テンタチェイン６ａ，６ｂの遅い方の速度を供給装置３の供給速度と等しくし、アニール装置７および巻き取り装置８の速度をテンタチェイン６ａ，６の速い方の速度と等しくするとよい。
【００１６】
例えば、テンタチェイン６ａの速度をテンタチェイン６ｂの速度より１０％速く設定した場合、フィルム延伸機１において、フィルム２の配向軸（一点鎖線で図示）を４５°傾斜させるには、クリッピングガイド６ｂの長さをフィルム２の幅Ｗの約１０倍、クリッピングガイド６ａの長さをフィルム２の幅Ｗの約１１倍とする。これにより、テンタチェイン６ａとテンタチェイン６ｂとは、同じ時間だけフィルム２を把持して搬送し、フィルム２の両側の搬送距離の差がフィルム２の幅Ｗと略等しくなる位置で、同時にフィルム２を解放するようになる。これにより、テンタチェイン６ａ，６ｂが解放したフィルム２の配向軸は、約４５°傾斜することになる。
【００１７】
しかしながら、テンタチェイン６ａ，６ｂに解放された瞬間のフィルム２は、テンタチェイン６ａ側の長さがテンタチェイン６ｂ側の長さより１０％長い。フィルム２は、アニール装置７にテンタチェイン６ａと同じ速度で引き込まれるので、フィルム２のテンタチェイン６ｂ側はアニール装置７に到達するまでの間に、テンタチェイン６ａ側と同じ長さになるように、１０％引き延ばされる。これにより、フィルム２の配向軸の傾斜は約３°減少する。このことを考慮すると、最終的にフィルム２の配向軸を４５°にするには、クリッピングガイド６ｂの長さをフィルム２の幅Ｗの１１．１倍にすればよい。
【００１８】
速い方のテンタチェイン６ａは、アニール装置７の直前までフィルム２を把持してもよいが、遅い方のテンタチェイン６ｂは、アニール装置７の張力によってフィルム２を延伸する余裕を与えるために、速い方のテンタチェイン６ａより上流側でフィルム２を解放すべきである。さらに、テンタチェイン６ａ，６ｂの配向軸の方向を正確に定めるには、本実施形態のように、テンタチェイン６ａのクリップ５とテンタチェイン６ｂのクリップ５とが同じ時間だけフィルム２を把持するように、クリッピングガイド６ａ，６ｂの長さを調節するとよい。
【００１９】
また、フィルム延伸機１は、上述した条件に限られず、所望の配向角度や、フィルム２の材料特性に応じて、テンタチェイン６ａ，６ｂの速度や、クリッピングガイド６ａ，６ｂの長さを変更することができる。
【００２０】
また、予め縦（長さ方向）に延伸したフィルム２を使用することで、テンタチェイン６ａ，６ｂの速度差や搬送距離を小さくすることができる。例えば、予め縦に１０％延伸したフィルム２を用いると、フィルム延伸機１において、テンタチェイン６ａ，６ｂでフィルム２を搬送する距離を１０％（上述の例では、幅Ｗの１１．１倍から１０倍に）短く、或いは、テンタチェイン６ａ，６ｂの速度差を１０％小さく（上述の例では、１０％から９％に）することができる。
【００２１】
さらに、図３に、本発明の第２実施形態のフィルム延伸機１ａを示す。本実施形態の説明では、第１実施形態と同じ構成要素には同じ符号を付して、重複する説明を省略する。本実施形態では、テンタチェイン６ａ，６ｂは、フィルム２の両側を把持している間に、互いの間隔を拡げるように蛇行している。このため、クリッピングガイド６ａ，６ｂも、テンタチェイン６ａ，６ｂに沿って蛇行している。
【００２２】
本実施形態では、フィルム２の配向軸を所望の角度に調整するだけでなく、同時に、フィルム２の幅を拡幅するように延伸することが可能である。このように、フィルム２を横（幅方向）にも延伸することで、配向軸を傾斜させる際にフィルム２に皺が発生し難くなる。
【００２３】
また、以上の実施形態では、加熱装置３およびアニール装置７を温度調節可能なロールによって構成しているが、熱風または温風によってフィルム２を加熱または冷却するように構成してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の第１実施形態のフィルム延伸機の平面図。
【図２】図１のフィルム延伸機の部分側面図。
【図３】本発明の第２実施形態のフィルム延伸機の平面図。
【符号の説明】
【００２５】
１，１ａ…フィルム延伸機
２…フィルム
３…供給装置
４…予熱装置
５…クリップ
６ａ，６ｂ…テンタチェイン
７…アニール装置
８…巻き取り装置
９ａ，９ｂ…クリッピングガイド
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フィルム延伸機、特に、斜めにフィルムを延伸するフィルム延伸機に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶パネルなどに用いられる偏光フィルムを製造するために、フィルムを所定方向に延伸する装置が求められている。
【０００３】
特許文献１には、フィルムの搬送方向を屈曲することで、フィルムを斜めに延伸するフィルム延伸機が記載されている。しかしながら、このフィルム延伸機では、フィルムを把持するチェインを屈曲させているので、フィルムを延伸する力が不均一になったり、フィルムに無理な力が加わってフィルムのムラや破損の原因となるという問題がある。
【特許文献１】特開２００４−２３０７１４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
前記問題点に鑑みて、本発明は、フィルムを安定して斜めに延伸できるフィルム延伸機を提供すること課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
前記課題を解決するために、本発明によるフィルム延伸機は、フィルムを送出する供給装置と、前記供給装置から送出された前記フィルムをガラス転移温度以上に加熱する予熱装置と、前記予熱装置が加熱した前記フィルムの両側をそれぞれ把持し、互いに異なる少なくとも前記予熱装置以上の速度で搬送する２つのテンタチェインと、前記テンタチェインが搬送した前記フィルムを、高速側の前記テンタチェイン以上の速度で巻き取る巻き取り装置とを有するものとする。
【０００６】
この構成によれば、フィルム両側のテンタチェインの搬送速度を異ならせたことで、フィルムの配向軸を徐々に傾斜させることができる。さらに、フィルムを高速側のテンタチェインより速い速度でフィルムを巻き取ることで、搬送速度が遅い側を延伸し、皺にならないように巻き取ることができる。
【０００７】
また、本発明のフィルム延伸機において、低速側の前記のテンタチェインは、高速側の前記テンタチェインより上流で前記フィルムを解放してもよい。
【０００８】
この構成によれば、低速側のテンタチェインから解放されたフィルムが、高速側のテンタチェインと同じ速度になるまで延伸されるために十分なスペースを確保できる。
【０００９】
また、本発明のフィルム延伸機において、前記テンタチェインが解放した前記フィルムを、前記巻き取り装置と同じ速度で搬送しながら加熱および冷却するアニール装置を有してもよい。
【００１０】
この構成によれば、フィルムの残留応力を除去して配向軸を固定するので、フィルムの配向特性に狂いやムラが生じない。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、異なる速度のテンタチェインでフィルムの両側を把持して搬送し、搬送速度の差によってフィルムを斜めに延伸する。フィルムは配向軸が徐々に傾斜してゆくので、無理な力が加わってムラや皺を生じることがない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
これより、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。
図１に、本発明の第１実施形態のフィルム延伸機１を示す。フィルム延伸機１は、リールからフィルム２を供給する供給装置３と、図２に示すように、フィルム２をガラス転移温度以上（例えば１２０℃〜１６７℃）に加熱する３連のロール４ａ，４ｂ，４ｃからなる予熱装置４と、フィルム２の両側をクリップ５で把持して搬送するテンタチェイン６ａ，６ｂと、図２に示すように、フィルム２を加熱してから徐冷（アニール処理）する加熱ロール７ａおよび冷却ロール７ｂ，７ｃからなるアニール装置７（図２参照）と、アニール処理されたフィルム２をリールに巻き取る巻き取り装置８とを有する。尚、フィルム延伸機１は、予熱装置４とアニール装置７との間で、フィルム２の温度がガラス転移温度以下に下がらないように、予熱装置４とアニール装置７との間を加熱炉（不図示）の中に配置する。
【００１３】
テンタチェイン６ａとテンタチェイン６ｂとは、独立した駆動モータ（不図示）によって駆動され、独立して速度調節可能である。また、図では省略して記載されているが、クリップ５は、テンタチェイン６ａ，６ｂ上に、それぞれ、一定のピッチで多数配設されており、テンタチェイン６ａ，６ｂに隣接して配設されたクリッピングガイド９ａ，９ｂに案内されている間だけフィルム２を把持するようになっている。クリッピングガイド９ａ，９ｂは、所望の延伸条件にあわせて、クリップ５がフィルム２を把持する範囲を調整するために、それぞれ長さが変更される。
【００１４】
テンタチェイン６ａのクリップ５とテンタチェイン６ｂのクリップ５とは、予熱装置４でガラス転移温度以上に加熱された直後のフィルム２の両端を同じ位置で把持し、それぞれ異なる速度でフィルム２を搬送する。
【００１５】
テンタチェイン６ａ，６ｂは、供給装置３がフィルム２を供給する速度（例えば２０〜３０ｍ／ｓｅｃ）以上の速度で周回する。アニール装置７は、テンタチェイン６ａ，６ｂの早い方の搬送速度よりも遅くない速度でフィルム２を搬送しながら加熱して残留応力を除去し、徐冷して特性を固定する。巻き取り装置８は、アニール装置７の搬送速度に合わせて、フィルム２を巻き取る。好ましくは、テンタチェイン６ａ，６ｂが把持していないフィルム２に必要以上の張力を与えないように、テンタチェイン６ａ，６ｂの遅い方の速度を供給装置３の供給速度と等しくし、アニール装置７および巻き取り装置８の速度をテンタチェイン６ａ，６の速い方の速度と等しくするとよい。
【００１６】
例えば、テンタチェイン６ａの速度をテンタチェイン６ｂの速度より１０％速く設定した場合、フィルム延伸機１において、フィルム２の配向軸（一点鎖線で図示）を４５°傾斜させるには、クリッピングガイド６ｂの長さをフィルム２の幅Ｗの約１０倍、クリッピングガイド６ａの長さをフィルム２の幅Ｗの約１１倍とする。これにより、テンタチェイン６ａとテンタチェイン６ｂとは、同じ時間だけフィルム２を把持して搬送し、フィルム２の両側の搬送距離の差がフィルム２の幅Ｗと略等しくなる位置で、同時にフィルム２を解放するようになる。これにより、テンタチェイン６ａ，６ｂが解放したフィルム２の配向軸は、約４５°傾斜することになる。
【００１７】
しかしながら、テンタチェイン６ａ，６ｂに解放された瞬間のフィルム２は、テンタチェイン６ａ側の長さがテンタチェイン６ｂ側の長さより１０％長い。フィルム２は、アニール装置７にテンタチェイン６ａと同じ速度で引き込まれるので、フィルム２のテンタチェイン６ｂ側はアニール装置７に到達するまでの間に、テンタチェイン６ａ側と同じ長さになるように、１０％引き延ばされる。これにより、フィルム２の配向軸の傾斜は約３°減少する。このことを考慮すると、最終的にフィルム２の配向軸を４５°にするには、クリッピングガイド６ｂの長さをフィルム２の幅Ｗの１１．１倍にすればよい。
【００１８】
速い方のテンタチェイン６ａは、アニール装置７の直前までフィルム２を把持してもよいが、遅い方のテンタチェイン６ｂは、アニール装置７の張力によってフィルム２を延伸する余裕を与えるために、速い方のテンタチェイン６ａより上流側でフィルム２を解放すべきである。さらに、テンタチェイン６ａ，６ｂの配向軸の方向を正確に定めるには、本実施形態のように、テンタチェイン６ａのクリップ５とテンタチェイン６ｂのクリップ５とが同じ時間だけフィルム２を把持するように、クリッピングガイド６ａ，６ｂの長さを調節するとよい。
【００１９】
また、フィルム延伸機１は、上述した条件に限られず、所望の配向角度や、フィルム２の材料特性に応じて、テンタチェイン６ａ，６ｂの速度や、クリッピングガイド６ａ，６ｂの長さを変更することができる。
【００２０】
また、予め縦（長さ方向）に延伸したフィルム２を使用することで、テンタチェイン６ａ，６ｂの速度差や搬送距離を小さくすることができる。例えば、予め縦に１０％延伸したフィルム２を用いると、フィルム延伸機１において、テンタチェイン６ａ，６ｂでフィルム２を搬送する距離を１０％（上述の例では、幅Ｗの１１．１倍から１０倍に）短く、或いは、テンタチェイン６ａ，６ｂの速度差を１０％小さく（上述の例では、１０％から９％に）することができる。
【００２１】
さらに、図３に、本発明の第２実施形態のフィルム延伸機１ａを示す。本実施形態の説明では、第１実施形態と同じ構成要素には同じ符号を付して、重複する説明を省略する。本実施形態では、テンタチェイン６ａ，６ｂは、フィルム２の両側を把持している間に、互いの間隔を拡げるように蛇行している。このため、クリッピングガイド６ａ，６ｂも、テンタチェイン６ａ，６ｂに沿って蛇行している。
【００２２】
本実施形態では、フィルム２の配向軸を所望の角度に調整するだけでなく、同時に、フィルム２の幅を拡幅するように延伸することが可能である。このように、フィルム２を横（幅方向）にも延伸することで、配向軸を傾斜させる際にフィルム２に皺が発生し難くなる。
【００２３】
また、以上の実施形態では、加熱装置３およびアニール装置７を温度調節可能なロールによって構成しているが、熱風または温風によってフィルム２を加熱または冷却するように構成してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の第１実施形態のフィルム延伸機の平面図。
【図２】図１のフィルム延伸機の部分側面図。
【図３】本発明の第２実施形態のフィルム延伸機の平面図。
【符号の説明】
【００２５】
１，１ａ…フィルム延伸機
２…フィルム
３…供給装置
４…予熱装置
５…クリップ
６ａ，６ｂ…テンタチェイン
７…アニール装置
８…巻き取り装置
９ａ，９ｂ…クリッピングガイド
【特許請求の範囲】
【請求項１】
フィルムを送出する供給装置と、
前記供給装置から送出された前記フィルムをガラス転移温度以上に加熱する予熱装置と、
前記予熱装置が加熱した前記フィルムの両側をそれぞれ把持し、互いに異なる少なくとも前記予熱装置以上の速度で搬送する２つのテンタチェインと、
前記テンタチェインが搬送した前記フィルムを、高速側の前記テンタチェイン以上の速度で巻き取る巻き取り装置とを有することを特徴とするフィルム延伸機。
【請求項２】
低速側の前記のテンタチェインは、高速側の前記テンタチェインより上流で前記フィルムを解放することを特徴とする請求項１に記載のフィルム延伸機。
【請求項３】
前記テンタチェインが解放した前記フィルムを、前記巻き取り装置と同じ速度で搬送しながら加熱および冷却するアニール装置を有することを特徴とする請求項１または２に記載のフィルム延伸機。
【請求項１】
フィルムを送出する供給装置と、
前記供給装置から送出された前記フィルムをガラス転移温度以上に加熱する予熱装置と、
前記予熱装置が加熱した前記フィルムの両側をそれぞれ把持し、互いに異なる少なくとも前記予熱装置以上の速度で搬送する２つのテンタチェインと、
前記テンタチェインが搬送した前記フィルムを、高速側の前記テンタチェイン以上の速度で巻き取る巻き取り装置とを有することを特徴とするフィルム延伸機。
【請求項２】
低速側の前記のテンタチェインは、高速側の前記テンタチェインより上流で前記フィルムを解放することを特徴とする請求項１に記載のフィルム延伸機。
【請求項３】
前記テンタチェインが解放した前記フィルムを、前記巻き取り装置と同じ速度で搬送しながら加熱および冷却するアニール装置を有することを特徴とする請求項１または２に記載のフィルム延伸機。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２００９−１４３２０８（Ｐ２００９−１４３２０８Ａ）
【公開日】平成２１年７月２日（２００９．７．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−３２５９１７（Ｐ２００７−３２５９１７）
【出願日】平成１９年１２月１８日（２００７．１２．１８）
【出願人】（３９０００２０１５）ヒラノ技研工業株式会社 (18)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年７月２日（２００９．７．２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年１２月１８日（２００７．１２．１８）
【出願人】（３９０００２０１５）ヒラノ技研工業株式会社 (18)
【Ｆターム（参考）】
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