フィルム延伸装置及び方法
【課題】把持部材を確実に冷却する。
【解決手段】各レール１１，１２の各往路部１１ｄ，１２ｄに沿って移動するクリップ５は、往路室４５内に収納され、各復路部１１ｅ，１２ｅに沿って移動するクリップ５は、復路室４６内に収納される。往路室４５と復路室４６とは、通気しないように設けられる。冷風器５７から送風された冷却風は、ダクト５４の給気口５４ｂから復路室４６内に入り、復路室４６内を復路部１２ｅに沿って移動するクリップ５が冷却される。復路室４６内に入ってクリップ５を冷却した冷却風は、ダクト５４に形成された排気口５４ｃからダクト５４の側方に排気される。上カバー６１ａと往路室４５及び復路室４６との間には、往路室４５内の空気をカバー６１の側方に排気する上排気通路６２が設けられる。下カバー６１ｂと往路室４５及び復路室４６との間には、往路室４５内の空気をカバー６１の側方に排気する下排気通路６３が設けられる。
【解決手段】各レール１１，１２の各往路部１１ｄ，１２ｄに沿って移動するクリップ５は、往路室４５内に収納され、各復路部１１ｅ，１２ｅに沿って移動するクリップ５は、復路室４６内に収納される。往路室４５と復路室４６とは、通気しないように設けられる。冷風器５７から送風された冷却風は、ダクト５４の給気口５４ｂから復路室４６内に入り、復路室４６内を復路部１２ｅに沿って移動するクリップ５が冷却される。復路室４６内に入ってクリップ５を冷却した冷却風は、ダクト５４に形成された排気口５４ｃからダクト５４の側方に排気される。上カバー６１ａと往路室４５及び復路室４６との間には、往路室４５内の空気をカバー６１の側方に排気する上排気通路６２が設けられる。下カバー６１ｂと往路室４５及び復路室４６との間には、往路室４５内の空気をカバー６１の側方に排気する下排気通路６３が設けられる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フィルムを延伸するフィルム延伸装置及び方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、液晶ディスプレイ等の急速な発展・普及により、これら液晶ディスプレイの保護フィルム等に用いられるポリマーフィルム、特にセルロースアシレートフィルムの需要が増大している。この需要の増大に伴い生産性の向上が望まれている。セルロースアシレートフィルム（以下、フィルム）は、連続走行する支持体に、流延ダイを用いてドープを流延し、この流延膜を支持体から剥がした後、乾燥させて巻き取ることにより製造されている。
【０００３】
フィルムの光学特性、特にレタデーションを調節する方法として、テンター装置等のフィルム延伸装置を用いてフィルムを幅方向に延伸することが行われている。テンター装置では、フィルムの両側縁部を把持するクリップやピン等の把持部材を、一対のレールに沿って移動させる。レールには、往路部及び復路部が設けられ、把持部材は、フィルムの両側縁部を把持しながらレール往路部に沿って移動してフィルムを幅方向に延伸するとともに、フィルムの把持を開放した後にレール復路部に沿って移動してレール往路部に戻る。
【０００４】
テンター装置では、延伸し易いように加熱風を吹き付けてフィルムを加熱しており、この加熱風により、レール往路部を移動する把持部材も加熱される。加熱された状態のままの把持部材、詳しくは、フィルムのガラス転移点温度（Ｔｇ）よりも高い温度に加熱された把持部材でフィルムを把持すると、把持した部分のフィルムが千切れてしまうため、フィルムを把持する前にレール復路部を移動中の把持部材を冷却している。この冷却された把持部材がフィルムを把持してレール往路部を移動すると、加熱風が冷却された把持部材にあたって温度が低下して低温空気になる。この低温空気が逆流してフィルム側縁部にあたると、フィルム側縁部の温度が低下する。温度が低下したフィルム側縁部は充分な延伸を行うことができず、製品として使用することができないため、フィルムは、この側縁部分が切り落とされて製品となる。フィルム側縁部の温度低下を抑制し、切り落とし量を少なくすることにより、製品として使用する部分を広げて、生産性を向上する技術が開示されている。しかしながら、従来の技術ではフィルム側縁部の温度低下が依然１５〜２５℃ほど発生し、製品得率の更なる改善が望まれていた。
【０００５】
特許文献１記載のフィルムの横延伸装置では、把持部材を覆うカバーを設け、このカバー内の空気を吸引することにより、カバー内からフィルムへの低温空気の逆流を防止して、フィルム側縁部の温度低下を防止している。
【０００６】
また、特許文献２の二軸延伸ポリアミドフィルムの製造方法では、把持部材を覆うカバーを設け、このカバー内の気圧を、フィルムが通過する部分の気圧よりも５〜５０ｈＰａ低くして、空気の流れをフィルム通過部分からカバー内への一方向にすることにより、カバー内からフィルムへの低温空気の逆流を防止して、フィルム側縁部の温度低下を防止している。また、気圧差を５〜５０ｈＰａとすることにより、フィルム通過部分からカバー内へ流れる空気の流量を調整して、把持部材の温度上昇を適度なものにしている。これにより、把持部材の温度上昇が小さい場合や大きい場合に発生するフィルム切断を防止している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開昭６１−１６０２２３号公報
【特許文献２】特開２０００−２５４９６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特許文献１では、カバー内の空気を吸引する吸引口が延伸装置の入口及び出口にしか設けられておらず、また、レール往路部を移動する把持部材と、レール復路部を移動する把持部材とが同じ空間に配されているため、カバー内の低温空気が、レール復路部を移動する把持部材にあたる。低温空気がレール復路部を移動する把持部材にあたると、把持部材の冷却が不充分なものになることがあり、この冷却が不充分な把持部材でフィルムを把持すると、把持した部分のフィルムが千切れることがある。また、特許文献２では、把持部材を覆うカバーの具体的な構造が記載されておらず、カバー内に流れ込んだ低温空気がレール復路部を移動する把持部材にあたることへの考慮はなされていない。
【０００９】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、レールの復路部を移動する把持部材を確実に冷却しながら、低温空気のフィルムへの逆流を抑制して、フィルム側縁部の温度低下を抑制することにより、製品得率を大幅にアップさせることができるフィルム延伸装置及び方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために、本発明のフィルム延伸装置は、往路部及び復路部を有する一対のレールと、フィルムを加熱する加熱器と、前記フィルムの両側縁部を把持しながら前記レールの往路部に沿って移動して前記加熱器により加熱された前記フィルムを幅方向に延伸するとともに、前記フィルムの把持を開放した後に前記レールの復路部に沿って移動して前記レールの往路部に戻る複数の把持部材と、前記レールの往路部に沿って移動する前記把持部材を収納する往路室と、前記往路室と通気しないように設けられ、前記レールの復路部に沿って移動する前記把持部材を収納する復路室と、前記往路室及び復路室を覆うカバーと、前記復路室内に冷却風を送り、前記復路室内を移動する前記把持部材を冷却する冷風器と、前記往路室及び復路室の上方及び下方であって前記カバーとの間にそれぞれ設けられ、前記加熱器により加熱された加熱空気が前記往路室内に流れ込んだ後に前記把持部材にあたって温度が低下して低温空気となったときに、前記低温空気を前記カバーの側方に排気する排気通路と、を備えることを特徴とする。なお、前記フィルムは、ポリマーフィルムであることが好ましく、セルロースアシレートフィルムであることがさらに好ましい。セルロースアシレートとしては、セルローストリアセテート（ＴＡＣ）やジアセチルセルロース（ＤＡＣ）が挙げられる。
【００１１】
また、前記カバー内に、前記低温空気を前記排気通路に向けて送風する排気装置を設けることが好ましい。
【００１２】
さらに、前記冷風器から送風された冷却風を前記復路室内に入れる給気口と、前記把持部材を冷却した後の処理済冷却風を排気する排気口とを有し、前記復路室内を略密閉状態にするダクトを備えることが好ましい。
【００１３】
また、本発明のフィルム延伸方法は、フィルムの両側縁部を把持した複数の把持部材を、カバーで覆われた往路室内を一対のレールの往路部に沿って移動させて、加熱器により加熱された前記フィルムを幅方向に延伸する延伸工程と、前記フィルムの把持を開放した前記複数の把持部材を、前記カバーで覆われるとともに前記往路室と通気しないように設けられた復路室内を前記レールの復路部に沿って移動させて、前記レールの往路部に戻す戻し工程と、前記復路室内に冷却風を送り、前記復路室内を移動する前記把持部材を冷却する冷却工程と、前記加熱器により加熱された加熱空気が前記往路室内に流れ込んだ後に前記把持部材にあたって温度が低下して低温空気となったときに、前記往路室及び復路室の上方及び下方であって前記カバーとの間にそれぞれ設けられた排気通路から前記低温空気を前記カバーの側方に排気する排気工程と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、加熱器により加熱された加熱空気が、レールの往路部に沿って移動する把持部材を収納する往路室内に流れ込んだ後に、把持部材にあたって温度が低下して低温空気となったときにも、この低温空気をカバーの側方に排気するから、往路室内の低温空気のフィルムへの逆流を抑制し、低温空気によるフィルムの温度低下を抑制することができる。これにより、フィルム側縁部の切り落とし量を少なくし、製品として使用する部分を広げて、生産性を向上することができる。
【００１５】
また、レールの復路部に沿って移動する把持部材を収納する復路室と、往路室とを通気しないから、復路室内に送られた冷却風が往路室に回り込むことがない。さらに、往路室内の低温空気を、往路室及び復路室の上方及び下方に設けられた排気通路からカバーの側方に排気するから、復路室は、一定の温度の低温空気が通過する排気通路によって保温される。これにより、復路室内の温度を一定に保ち、復路室内を移動する把持部材を確実に冷却することができる。
【００１６】
さらに、カバー内に設けられた排気装置により、低温空気を排気通路に向けて送風するから、低温空気をカバーの側方に確実に排気することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】クリップテンター装置を示す平面図である。
【図２】クリップテンター装置のクリップと第２レールと往路室と復路室とカバーとを示す正面図である。
【図３】クリップを示す斜視図である。
【図４】クリップと第２レールとダクトとカバーとを示す斜視図である。
【図５】クリップと第２レールとを示す斜視図である。
【図６】溶液製膜設備の概略図である。
【図７】排気通路を設けたクリップテンター装置と排気通路を設けていないクリップテンター装置とのフィルム側縁部温度の実験結果を示す表である。
【図８】排気通路を設けたクリップテンター装置のクリップとカバーと数値流体シミュレーションによる温度低下エリアとを示す斜視図である。
【図９】排気通路を設けていないクリップテンター装置のクリップとカバーと数値流体シミュレーションによる温度低下エリアとを示す斜視図である。
【図１０】排気通路を設けていないクリップテンター装置のクリップと第２レールと往路室と復路室とカバーとを示す正面図である。
【図１１】カバー内に排気ファンを設けた実施形態のクリップと第２レールと往路室と復路室とカバーとを示す正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
図１に示すように、クリップテンター装置２は、ポリマーフィルム３の両側縁部をクリップ５で把持してフィルム搬送方向Ａに搬送しながらフィルム幅方向Ｂに延伸するとともに、ポリマーフィルム３を乾燥させる。
【００１９】
クリップテンター装置２は、第１レール１１と、第２レール１２と、これらレール１１，１２に案内される第１,第２チェーン（エンドレスチェーン）１３，１４とを備えている。第１,第２チェーン１３,１４には、クリップ５が一定のピッチで多数取り付けられている。
【００２０】
各レール１１，１２は、フィルム搬送方向Ａに延びる第１直線部１１ａ，１２ａと、フィルム搬送方向Ａに対して外側方向に傾斜した傾斜部１１ｂ，１２ｂと、フィルム搬送方向Ａに延びる第２直線部１１ｃ，１２ｃとを備える。また、第１，第２レール１１，１２は、クリップ５を把持開始位置ＰＡから把持開放位置ＰＢまで案内する往路部１１ｄ，１２ｄと、クリップ５を把持開放位置ＰＢから把持開始位置ＰＡまで案内する復路部１１ｅ，１２ｅとを備える。
【００２１】
クリップテンター装置２は、図示しない乾燥室内に配置されている。乾燥室は、フィルム搬送方向Ａで、予熱ゾーン２ａ、延伸ゾーン２ｂ、延伸緩和ゾーン２ｃに区画されている。各レール１１，１２の第１直線部１１ａ，１２ａの範囲となる予熱ゾーン２ａでは、ポリマーフィルム３は、加熱器１６（図２参照）から送風される加熱風により、例えば８０℃以上２００℃以下で予熱される。この予熱ゾーン２ａでは、一対のクリップ間距離は変化がなく、クリップ５によるフィルム幅方向Ｂでの延伸は行われない。加熱器１６は、フィルム搬送方向Ａにおいて、所定ピッチで複数設けられている。
【００２２】
各レール１１，１２の傾斜部１１ｂ，１２ｂの範囲となる延伸ゾーン２ｂでは、ポリマーフィルム３は、加熱器１６から送風される加熱風により、例えば８０℃以上２００℃以下で加熱される。この延伸ゾーン２ｂでは、クリップ５が傾斜部１１ｂ，１２ｂを移動することにより、一対のクリップ間距離が漸増し、ポリマーフィルム３は、クリップ５によりフィルム幅方向Ｂに延伸される。第２直線部１１ｃ，１２ｃの範囲となる延伸緩和ゾーン２ｃでは、一対のクリップ間距離は変化がなく、延伸緩和が行われる。なお、延伸倍率は所望の光学特性等に合わせて適宜変更されるものである。
【００２３】
第１,第２チェーン１３,１４は、原動スプロケット２１，２２及び従動スプロケット２３，２４の間に掛け渡されており、これらスプロケット２１〜２４の間では、第１チェーン１３は第１レール１１によって、第２チェーン１４は第２レール１２によって案内される。原動スプロケット２１，２２はテンタ出口２７側に設けられており、これらは図示しない駆動機構により回転駆動され、従動スプロケット２３，２４はテンタ入口２６側に設けられている。
【００２４】
図２及び図３に示すように、クリップ５は、クリップ本体２８とレール取付部２９とから構成されている。クリップ本体２８は、クランパ３１と、略コ字形状のフレーム３２とから構成されている。このフレーム３２は、クランパ３１を回動自在に支持する取付軸３２ａと、ポリマーフィルム３の側縁部が載せられるベース３２ｂとを備える。
【００２５】
クランパ３１は、フレーム３２に取り付けられる軸部３１ａと、ベース３２ｂとの間にポリマーフィルム３を把持する把持部３１ｂと、頭部３１ｃとからなる。クランパ３１は、ベース３２ｂとの間にポリマーフィルム３を把持する把持位置（図２の左側のクランパ３１及び図３（Ａ）参照）と、把持を開放する開放位置（図２の右側のクランパ３１及び図３（Ｂ）参照）との間で回転する。クランパ３１は、把持位置と開放位置との中間位置から把持位置までの間では、把持位置に向けて付勢され、中間位置から開放位置までの間では、開放位置に向けて付勢される。把持開始位置ＰＡでは、ベース３２ｂと把持部３１ｂとによりポリマーフィルム３が把持される。
【００２６】
レール取付部２９は、取付フレーム３５と、ガイドローラ３６，３７，３８とから構成されている。取付フレーム３５には、第１チェーン１３または第２チェーン１４が取り付けられる。ガイドローラ３６〜３８は、原動スプロケット２１，２２の各支持面に接触するか、第１レール１１または第２レール１２の支持面に接触するかして、回転する。これにより、各スプロケット２１，２２や各レール１１，１２からクリップ本体２８が脱落することなく、各レール１１，１２に沿って案内される。
【００２７】
図１に示すように、テンタ出口２７の原動スプロケット２１，２２に近接して、クリップ５を開放する周知のクリップオープナ４１が２個配置されている。このクリップオープナ４１は、ポリマーフィルム３の把持開放位置ＰＢで、クリップ５の頭部３１ｃ，３２ｃに接触してこれを開放状態にし、クリップ５によるポリマーフィルム３の側縁部の把持が開放される。クリップオープナ４１により開放位置に回転されたクランパ３１は、開放位置に位置し続け、この状態でクリップ５は把持開放位置ＰＢから把持開始位置ＰＡに向けて戻り方向Ｃに移動する。
【００２８】
テンタ入口２６の従動スプロケット２３，２４に近接して、クリップ５を閉じる周知のクリップクローザ４２が２個配置されている。このクリップクローザ４２は、ポリマーフィルム３の把持開始位置ＰＡで、クリップ５の頭部３１ｃに接触してこれを閉じ状態にし、クリップ５によりポリマーフィルム３の側縁部が把持される。クリップクローザ４２により把持位置に回転されたクランパ３１は、把持位置に位置し続け、ポリマーフィルム３を把持した状態で移動する。
【００２９】
クリップテンター装置２では、延伸開始位置ＰＣでポリマーフィルム３の延伸が開始され、延伸終了位置ＰＤでポリマーフィルム３の延伸が終わる。
【００３０】
図２〜図５に示すように、第２レール１２の往路部１２ｄに沿って移動するクリップ５は、往路室４５内に収納され、第２レール１２の復路部１２ｅに沿って移動するクリップ５は、復路室４６内に収納されている。
【００３１】
往路室４５は、第２レール１２の中心板５１、上板５２、下板５３及びダクト５４の上板５４ａにより構成された空間であり、復路室４６は、中心板５１、上板５２、下板５３及びダクト５４により構成された空間である。往路室４５と復路室４６とは、通気しないように設けられ、復路室４６は、ダクト５４により略密閉状態にされている。同様に、第１レール１１にも、往路室４５及び復路室４６が設けられている。
【００３２】
ダクト５４の側方には、クリップ５を冷却するための冷却風を送風する冷風器５７が設けられている。ダクト５４には、冷風器５７から送風された冷却風を復路室４６内に入れる給気口５４ｂが形成されている。この給気口５４ｂから復路室４６内に入った冷却風により、復路室４６内を復路部１２ｅに沿って移動するクリップ５が冷却される。復路室４６内に入ってクリップ５を冷却した冷却風は、ダクト５４に形成された排気口５４ｃからダクト５４の側方に排気される。給気口５４ｂ及び排気口５４ｃは、所定ピッチで複数形成されている。
【００３３】
往路室４５及び復路室４６は、カバー６１により覆われている。カバー６１は、上カバー６１ａ及び下カバー６１ｂから構成される。各カバー６１ａ，６１ｂは、ポリマーフィルム３に接触しないように、ポリマーフィルム３との間に隙間がある。
【００３４】
上カバー６１ａと往路室４５及び復路室４６との間には、往路室４５内の空気をカバー６１の側方に排気する上排気通路６２が設けられている。下カバー６１ｂと往路室４５及び復路室４６との間には、往路室４５内の空気をカバー６１の側方に排気する下排気通路６３が設けられている。各排気通路６２，６３は、高さ１０ｍｍ〜３０ｍｍが好ましい。同様に、第１レール１１に設けられた往路室４５及び復路室４６も、カバー６１により覆われている。
【００３５】
各カバー６１ａ，６１ｂは、ダクト５４の上板５４ａまたは下板５３との間に、フィルム搬送方向Ａにおいて所定ピッチで設けられた複数の固定部材６６により、ダクト５４の上板５４ａまたは下板５３に取り付けられている。なお、図２では、固定部材６６の図示を省略している。
【００３６】
次に上記ポリマーフィルム３の製造方法について説明する。ただし、以下に述べる製造方法ならびに製造装置は、本発明の一例であり、これに限定されるものではない。
【００３７】
図６に示すように、溶液製膜設備７０は、ドープ７１と流延室７２とピンテンター装置７３とクリップテンター装置２と乾燥室７４と冷却室７５と巻取室７６とを有する。
【００３８】
ドープ７１は、ジアセチルセルロースフィルムとしてのポリマーフィルム３を製造するためのものであり、このドープ７１は、流延ダイ８０に送られる。
【００３９】
流延室７２には、流延ダイ８０、回転ドラム８１、この回転ドラム８１に掛け巡らされて移動する流延バンド８２、剥取ローラ８３、減圧チャンバ８４が設置されている。回転ドラム８１は駆動装置（図示せず）により回転されており、この回転ドラム８１の回転により移動する流延バンド８２に向けて、流延ダイ８０からドープ７１が吐出され、流延バンド８２に流延膜８５が形成される。
【００４０】
流延室７２は、温調装置（図示せず）によって、流延膜８５が冷却固化（ゲル化）し易い温度に設定されている。そして、流延バンド８２が移動する間に、流延膜８５は自己支持性を有するゲル強度に達し、剥取ローラ８３は、流延バンド８２上の流延膜８５を湿潤フィルム８８として剥ぎ取る。また、流延室７２内では、流延膜８５は乾燥風が吹き付けられて乾燥され、流延室７２を出た湿潤フィルム８８は、残留溶媒量が９５質量％程度となる。
【００４１】
減圧チャンバ８４は、流延ダイ８０に対し、ドラム走行方向上流側に配置されており、減圧チャンバ８４内を負圧に保っている。これにより、流延ビードの背面（後に、流延バンド８２に接する面）側を所望の圧力に減圧し、回転ドラム８１が高速で回転することにより発生する同伴風の影響を少なくしている。
【００４２】
流延室７２の下流には、渡り部９１、ピンテンター装置７３、クリップテンター装置２が順に設置されている。渡り部９１は、搬送ローラ９２によって湿潤フィルム８８をピンテンター装置７３に導入する。ピンテンター装置７３は、湿潤フィルム８８の両端部を貫通して保持する多数のピンプレートを有し、このピンプレートが軌道上を走行する。この走行中に湿潤フィルム８８に対し乾燥風が送られ、湿潤フィルム８８は走行しつつ乾燥され、ポリマーフィルム３となる。このポリマーフィルム３は、クリップテンター装置２に送られる。
【００４３】
クリップテンター装置２においてポリマーフィルム３は延伸されるとともに乾燥され、クリップテンター装置２を出たポリマーフィルム３には所望の光学特性が付与される。なお、ポリマーフィルム３への延伸による光学特性の付与は、ポリマーフィルム３の巻取後にオフラインで行っても良く、この場合には、溶液製膜設備７０からクリップテンター装置２を省略してもよい。
【００４４】
ピンテンター装置７３及びクリップテンター装置２の下流にはそれぞれ耳切装置９３が設けられている。耳切装置９３はフィルム両端部の耳を裁断する。この裁断した耳は風送によりクラッシャ９４に送られて、ここで粉砕され、ドープ等の原料として再利用される。
【００４５】
乾燥室７４には、複数のローラ９７が設けられており、これらにポリマーフィルム３が巻き掛けられて搬送されることにより乾燥が行われる。乾燥室７４には吸着回収装置９８が接続されており、ポリマーフィルム３から蒸発した溶媒が吸着回収される。
【００４６】
乾燥室７４の出口側には冷却室７５が設けられており、この冷却室７５でポリマーフィルム３が室温となるまで冷却される。巻取室７６には、プレスローラ１０２を有する巻取機１０１が設置されており、ポリマーフィルム３が巻き芯にロール状に巻き取られる。
【００４７】
本実施形態では、ポリマーとしてセルロースアシレートを用いている。セルロースアシレートとしては、セルローストリアセテート（ＴＡＣ）やジアセチルセルロース（ＤＡＣ）が挙げられる。
【実施例１】
【００４８】
図６に示す溶液製膜設備７０において、流延バンド８２の表面上に、ドープ７１を流延して流延膜８５を形成した。自己支持性を有する流延膜８５を剥取ローラ８３で支持しながら剥ぎ取り、湿潤フィルム８８を得た。
【００４９】
ピンテンター装置７３では、その入口付近で湿潤フィルム８８の両側端部にピンを差し込み保持した後、残留溶媒量が９５質量％の湿潤フィルム８８を乾燥し、ポリマーフィルム３とした。
【００５０】
ピンテンター装置７３でフィルム中の溶媒を規定量まで除去した後、下流に設置した耳切装置９３でポリマーフィルム３の両側端部を切断した後、ポリマーフィルム３をクリップテンター装置２に送る。
【００５１】
ポリマーフィルム３が、クリップテンター装置２内の把持開始位置ＰＡまで搬送されると、クリップ５のクランパ３１は、頭部３１ｃがクリップクローザ４２に接触して把持位置に回転され、ポリマーフィルム３の両側縁部が把持される。クリップクローザ４２により把持位置に回転されたクランパ３１は、把持位置に位置し続け、ポリマーフィルム３を把持した状態で移動する。
【００５２】
ポリマーフィルム３の両側端部を把持したクリップ５を、第１，第２レール１１，１２の各往路部１１ｄ，１２ｄに沿って往路室４５内を移動させてポリマーフィルム３を搬送するとともに、加熱器１６から１４０℃の加熱風をポリマーフィルム３に向けて送風する。ポリマーフィルム３は、加熱風により加熱された状態でフィルム搬送方向Ａに搬送されながら、フィルム幅方向Ｂに延伸される。延伸前のポリマーフィルム３の幅を１００％としたときに、延伸ゾーン２ｂにおける延伸率は１２０％とした。加熱器１６からポリマーフィルム３に向けて送風された加熱風は、ポリマーフィルム３とカバー６１との隙間から、往路室４５内に流れ込み、往路室４５内を移動するクリップ５は加熱される。
【００５３】
クリップ５は、把持開放位置ＰＢまで移動すると、頭部３１ｃ，３２ｃがクリップオープナ４１に接触してクランパ３１が開放位置まで回転され、ポリマーフィルム３の把持が開放される。クリップオープナ４１により開放位置に回転されたクランパ３１は、開放位置に位置し続け、この状態でクリップ５は把持開始位置ＰＡに向けて復路室４６内を戻り方向Ｃに移動する。
【００５４】
冷風器５７は、給気口５４ｂに向けて４０℃の冷却風を送風する。この冷却風は、給気口５４ｂから復路室４６内に送られ、復路室４６内を各復路部１１ｅ，１２ｅに沿って移動するクリップ５が冷却される。復路室４６内に入ってクリップ５を冷却した冷却風は、排気口５４ｃからダクト５４の側方に排気される。
【００５５】
ポリマーフィルム３とカバー６１との隙間から、往路室４５内に流れ込んだ加熱風は、クリップ５にあたって温度が低下して低温空気となる。往路室４５内の低温空気は、上排気通路６２及び下排気通路６３を通って、カバー６１の側方に排気される。
【００５６】
クリップテンター装置２の下流に設置した耳切装置９３でポリマーフィルム３の両側端部を切断した後、乾燥室７４において複数のローラ９７に巻き掛けて搬送する間に、ポリマーフィルム３の乾燥を十分に促進させた。冷却室７５においてポリマーフィルム３を略室温となるまで冷却した後、巻取室７６に送り、プレスローラ１０２で押圧しながら巻き芯に巻き取ってロール状のポリマーフィルム３を得た。
【００５７】
実施例１では、上排気通路６２及び下排気通路６３を設けたクリップテンター装置２を用いてポリマーフィルム３の延伸を行った。そして、テンタ入口２６からの距離に対するポリマーフィルム３側縁部近傍の温度（℃）の変化を、ポリマーフィルム３表面に貼り付けた熱電対にて測定した結果を図７に示す。
【００５８】
以下、実施例１に対して、クリップ５をカバー１１１で覆うが、上排気通路及び下排気通路が設けられていない従来のクリップテンター装置（図９及び図１０参照）を用いて同様の実験を行い、比較例１（図７参照）を得た。
【００５９】
比較例１では、加熱器１６の無い部分と一致する位置で、フィルム温度が加熱風温度より下がっていることがわかった。このことから、加熱風より低温の物体が影響していること、すなわちカバー６１ａ，６１ｂの内側に入り低温のクリップ５と熱交換した空気が、加熱器１６が無い部分から逆流してポリマーフィルム３側縁部に接触するためであることを見出し、実施例１の対策を発想することが出来た。
【００６０】
これに対して、実施例１では、比較例１のような加熱器１６の無い部分での温度低下が抑制されている。延伸実験の結果、比較例１では、ポリマーフィルム３の中心部側に対し側縁側部では２２℃の温度低下が発生していたが、実施例１では、温度低下を１０℃にまで抑制する事ができた。この結果、比較例１では側縁部は充分な延伸が行われず、延伸後のポリマーフィルム３では、側縁部を製品として使用することができなくなる。このため、側縁部を切り落とす必要があり、ポリマーフィルム３を製品として使用することができる幅が、実施例１よりも狭くなっていたが、実施例１では、温度低下が抑制されることにより、切り落とす必要がある側縁部の幅が比較例１より狭くなることから、製品として使用できる幅を拡大させて、製品ロスを比較例１に対し５５％に低減させることができる。なお、実施例１及び比較例１と同じ条件で複数回実験を行ったところ、同様の実験結果を得た。
【００６１】
また、実施例１におけるポリマーフィルム３側縁部近傍の温度分布（℃）をシミュレーションで評価した結果を図８に示す。図８におけるポリマーフィルム３端部の斜線で表わされた部分ＦＡは、ポリマーフィルム３の中心部よりも２℃以上温度が低下した温度低下領域で、フィルム温度が低下して、製品として使用できない範囲を示す。実施例１では、加熱風は、図２に示す各排気通路６２，６３を通ってカバー６１の側方に排気されるため、カバー６１ａ，６１ｂと接触したり、カバー６１ａ，６１ｂの内側に入り低温となった空気が逆流して、ポリマーフィルム３側縁部に接触することによるポリマーフィルム３側縁部の温度低下が抑制される。この結果、ポリマーフィルム３側縁部において温度低下により充分な延伸を行うことができずに発生していた、製品として使用することができないフィルムの量を大幅に削減することができる。なお、図８では、温度低下領域ＦＡを誇張して描いているが、実際は、側縁部の延伸に影響を与えない程度のごく小さなものである。
【００６２】
一方、比較例１におけるクリップテンター装置内のポリマーフィルム３側縁部近傍の温度（℃）をシミュレーションで評価した結果を図９に示す。図９におけるポリマーフィルム３端部の斜線で表わされた部分ＦＡは、ポリマーフィルム３の中心部よりも２℃以上温度が低下した温度低下領域で、フィルム温度が低下して、製品として使用できない範囲を示す。図１０に示すように、排気通路が設けられていない比較例１では、ポリマーフィルム３に吹き付けられる加熱風は、カバー１１１と接触したり、カバー１１１の内側に入って低温となった空気が逆流して、ポリマーフィルム３側縁部に接触するため、ポリマーフィルム３側縁部の広い範囲で温度が低下することが確認された。この結果、ポリマーフィルム３側縁部において温度低下により充分な延伸を行うことができず、製品として使用することができないフィルムが大量に発生している原因を見出すことが出来た。なお、シミュレーションには、株式会社シーディー・アダプコ・ジャパン製のソフトウェア、汎用熱流体解析プログラムＳＴＡＲ−ＬＴを使用した。
【００６３】
また、実施例１は、往路室４５内の低温空気が、復路室４６の上下を通る上排気通路６２及び下排気通路６３を通してカバー６１の側方に排気されるから、復路室４６は、一定の温度の低温空気が通過する各排気通路６２，６３によって保温される、これにより、保温復路室４６内の温度は一定に保たれ、復路室４６内を移動するクリップ５は確実に冷却された。
【００６４】
なお、図１１に示すように、カバー６１内の上下に、排気ファン１２１を設け、この排気ファン１２１により、往路室４５内の低温空気を上排気通路６２及び下排気通路６３を通してカバー６１の側方に強制的に排気してもよい。この場合、排気ファン１２１を、フィルム搬送方向Ａにおいて一定ピッチで複数設ける。
【００６５】
また、本実施形態では、クリップテンター装置に本発明を実施しているが、ピンテンター装置にも本発明は実施可能である。
【符号の説明】
【００６６】
２ クリップテンター装置
３ ポリマーフィルム
５ クリップ
１１，１２ 第１，第２レール
１１ｄ，１２ｄ 往路部
１１ｅ，１２ｅ 復路部
１６ 加熱器
４５ 往路室
４６ 復路室
５４ ダクト
５４ｂ 給気口
５４ｃ 排気口
５７ 冷風器
６１ カバー
６１ａ 上カバー
６１ｂ 下カバー
６２ 上排気通路
６３ 下排気通路
１２１ 排気ファン
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フィルムを延伸するフィルム延伸装置及び方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、液晶ディスプレイ等の急速な発展・普及により、これら液晶ディスプレイの保護フィルム等に用いられるポリマーフィルム、特にセルロースアシレートフィルムの需要が増大している。この需要の増大に伴い生産性の向上が望まれている。セルロースアシレートフィルム（以下、フィルム）は、連続走行する支持体に、流延ダイを用いてドープを流延し、この流延膜を支持体から剥がした後、乾燥させて巻き取ることにより製造されている。
【０００３】
フィルムの光学特性、特にレタデーションを調節する方法として、テンター装置等のフィルム延伸装置を用いてフィルムを幅方向に延伸することが行われている。テンター装置では、フィルムの両側縁部を把持するクリップやピン等の把持部材を、一対のレールに沿って移動させる。レールには、往路部及び復路部が設けられ、把持部材は、フィルムの両側縁部を把持しながらレール往路部に沿って移動してフィルムを幅方向に延伸するとともに、フィルムの把持を開放した後にレール復路部に沿って移動してレール往路部に戻る。
【０００４】
テンター装置では、延伸し易いように加熱風を吹き付けてフィルムを加熱しており、この加熱風により、レール往路部を移動する把持部材も加熱される。加熱された状態のままの把持部材、詳しくは、フィルムのガラス転移点温度（Ｔｇ）よりも高い温度に加熱された把持部材でフィルムを把持すると、把持した部分のフィルムが千切れてしまうため、フィルムを把持する前にレール復路部を移動中の把持部材を冷却している。この冷却された把持部材がフィルムを把持してレール往路部を移動すると、加熱風が冷却された把持部材にあたって温度が低下して低温空気になる。この低温空気が逆流してフィルム側縁部にあたると、フィルム側縁部の温度が低下する。温度が低下したフィルム側縁部は充分な延伸を行うことができず、製品として使用することができないため、フィルムは、この側縁部分が切り落とされて製品となる。フィルム側縁部の温度低下を抑制し、切り落とし量を少なくすることにより、製品として使用する部分を広げて、生産性を向上する技術が開示されている。しかしながら、従来の技術ではフィルム側縁部の温度低下が依然１５〜２５℃ほど発生し、製品得率の更なる改善が望まれていた。
【０００５】
特許文献１記載のフィルムの横延伸装置では、把持部材を覆うカバーを設け、このカバー内の空気を吸引することにより、カバー内からフィルムへの低温空気の逆流を防止して、フィルム側縁部の温度低下を防止している。
【０００６】
また、特許文献２の二軸延伸ポリアミドフィルムの製造方法では、把持部材を覆うカバーを設け、このカバー内の気圧を、フィルムが通過する部分の気圧よりも５〜５０ｈＰａ低くして、空気の流れをフィルム通過部分からカバー内への一方向にすることにより、カバー内からフィルムへの低温空気の逆流を防止して、フィルム側縁部の温度低下を防止している。また、気圧差を５〜５０ｈＰａとすることにより、フィルム通過部分からカバー内へ流れる空気の流量を調整して、把持部材の温度上昇を適度なものにしている。これにより、把持部材の温度上昇が小さい場合や大きい場合に発生するフィルム切断を防止している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開昭６１−１６０２２３号公報
【特許文献２】特開２０００−２５４９６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特許文献１では、カバー内の空気を吸引する吸引口が延伸装置の入口及び出口にしか設けられておらず、また、レール往路部を移動する把持部材と、レール復路部を移動する把持部材とが同じ空間に配されているため、カバー内の低温空気が、レール復路部を移動する把持部材にあたる。低温空気がレール復路部を移動する把持部材にあたると、把持部材の冷却が不充分なものになることがあり、この冷却が不充分な把持部材でフィルムを把持すると、把持した部分のフィルムが千切れることがある。また、特許文献２では、把持部材を覆うカバーの具体的な構造が記載されておらず、カバー内に流れ込んだ低温空気がレール復路部を移動する把持部材にあたることへの考慮はなされていない。
【０００９】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、レールの復路部を移動する把持部材を確実に冷却しながら、低温空気のフィルムへの逆流を抑制して、フィルム側縁部の温度低下を抑制することにより、製品得率を大幅にアップさせることができるフィルム延伸装置及び方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために、本発明のフィルム延伸装置は、往路部及び復路部を有する一対のレールと、フィルムを加熱する加熱器と、前記フィルムの両側縁部を把持しながら前記レールの往路部に沿って移動して前記加熱器により加熱された前記フィルムを幅方向に延伸するとともに、前記フィルムの把持を開放した後に前記レールの復路部に沿って移動して前記レールの往路部に戻る複数の把持部材と、前記レールの往路部に沿って移動する前記把持部材を収納する往路室と、前記往路室と通気しないように設けられ、前記レールの復路部に沿って移動する前記把持部材を収納する復路室と、前記往路室及び復路室を覆うカバーと、前記復路室内に冷却風を送り、前記復路室内を移動する前記把持部材を冷却する冷風器と、前記往路室及び復路室の上方及び下方であって前記カバーとの間にそれぞれ設けられ、前記加熱器により加熱された加熱空気が前記往路室内に流れ込んだ後に前記把持部材にあたって温度が低下して低温空気となったときに、前記低温空気を前記カバーの側方に排気する排気通路と、を備えることを特徴とする。なお、前記フィルムは、ポリマーフィルムであることが好ましく、セルロースアシレートフィルムであることがさらに好ましい。セルロースアシレートとしては、セルローストリアセテート（ＴＡＣ）やジアセチルセルロース（ＤＡＣ）が挙げられる。
【００１１】
また、前記カバー内に、前記低温空気を前記排気通路に向けて送風する排気装置を設けることが好ましい。
【００１２】
さらに、前記冷風器から送風された冷却風を前記復路室内に入れる給気口と、前記把持部材を冷却した後の処理済冷却風を排気する排気口とを有し、前記復路室内を略密閉状態にするダクトを備えることが好ましい。
【００１３】
また、本発明のフィルム延伸方法は、フィルムの両側縁部を把持した複数の把持部材を、カバーで覆われた往路室内を一対のレールの往路部に沿って移動させて、加熱器により加熱された前記フィルムを幅方向に延伸する延伸工程と、前記フィルムの把持を開放した前記複数の把持部材を、前記カバーで覆われるとともに前記往路室と通気しないように設けられた復路室内を前記レールの復路部に沿って移動させて、前記レールの往路部に戻す戻し工程と、前記復路室内に冷却風を送り、前記復路室内を移動する前記把持部材を冷却する冷却工程と、前記加熱器により加熱された加熱空気が前記往路室内に流れ込んだ後に前記把持部材にあたって温度が低下して低温空気となったときに、前記往路室及び復路室の上方及び下方であって前記カバーとの間にそれぞれ設けられた排気通路から前記低温空気を前記カバーの側方に排気する排気工程と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、加熱器により加熱された加熱空気が、レールの往路部に沿って移動する把持部材を収納する往路室内に流れ込んだ後に、把持部材にあたって温度が低下して低温空気となったときにも、この低温空気をカバーの側方に排気するから、往路室内の低温空気のフィルムへの逆流を抑制し、低温空気によるフィルムの温度低下を抑制することができる。これにより、フィルム側縁部の切り落とし量を少なくし、製品として使用する部分を広げて、生産性を向上することができる。
【００１５】
また、レールの復路部に沿って移動する把持部材を収納する復路室と、往路室とを通気しないから、復路室内に送られた冷却風が往路室に回り込むことがない。さらに、往路室内の低温空気を、往路室及び復路室の上方及び下方に設けられた排気通路からカバーの側方に排気するから、復路室は、一定の温度の低温空気が通過する排気通路によって保温される。これにより、復路室内の温度を一定に保ち、復路室内を移動する把持部材を確実に冷却することができる。
【００１６】
さらに、カバー内に設けられた排気装置により、低温空気を排気通路に向けて送風するから、低温空気をカバーの側方に確実に排気することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】クリップテンター装置を示す平面図である。
【図２】クリップテンター装置のクリップと第２レールと往路室と復路室とカバーとを示す正面図である。
【図３】クリップを示す斜視図である。
【図４】クリップと第２レールとダクトとカバーとを示す斜視図である。
【図５】クリップと第２レールとを示す斜視図である。
【図６】溶液製膜設備の概略図である。
【図７】排気通路を設けたクリップテンター装置と排気通路を設けていないクリップテンター装置とのフィルム側縁部温度の実験結果を示す表である。
【図８】排気通路を設けたクリップテンター装置のクリップとカバーと数値流体シミュレーションによる温度低下エリアとを示す斜視図である。
【図９】排気通路を設けていないクリップテンター装置のクリップとカバーと数値流体シミュレーションによる温度低下エリアとを示す斜視図である。
【図１０】排気通路を設けていないクリップテンター装置のクリップと第２レールと往路室と復路室とカバーとを示す正面図である。
【図１１】カバー内に排気ファンを設けた実施形態のクリップと第２レールと往路室と復路室とカバーとを示す正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
図１に示すように、クリップテンター装置２は、ポリマーフィルム３の両側縁部をクリップ５で把持してフィルム搬送方向Ａに搬送しながらフィルム幅方向Ｂに延伸するとともに、ポリマーフィルム３を乾燥させる。
【００１９】
クリップテンター装置２は、第１レール１１と、第２レール１２と、これらレール１１，１２に案内される第１,第２チェーン（エンドレスチェーン）１３，１４とを備えている。第１,第２チェーン１３,１４には、クリップ５が一定のピッチで多数取り付けられている。
【００２０】
各レール１１，１２は、フィルム搬送方向Ａに延びる第１直線部１１ａ，１２ａと、フィルム搬送方向Ａに対して外側方向に傾斜した傾斜部１１ｂ，１２ｂと、フィルム搬送方向Ａに延びる第２直線部１１ｃ，１２ｃとを備える。また、第１，第２レール１１，１２は、クリップ５を把持開始位置ＰＡから把持開放位置ＰＢまで案内する往路部１１ｄ，１２ｄと、クリップ５を把持開放位置ＰＢから把持開始位置ＰＡまで案内する復路部１１ｅ，１２ｅとを備える。
【００２１】
クリップテンター装置２は、図示しない乾燥室内に配置されている。乾燥室は、フィルム搬送方向Ａで、予熱ゾーン２ａ、延伸ゾーン２ｂ、延伸緩和ゾーン２ｃに区画されている。各レール１１，１２の第１直線部１１ａ，１２ａの範囲となる予熱ゾーン２ａでは、ポリマーフィルム３は、加熱器１６（図２参照）から送風される加熱風により、例えば８０℃以上２００℃以下で予熱される。この予熱ゾーン２ａでは、一対のクリップ間距離は変化がなく、クリップ５によるフィルム幅方向Ｂでの延伸は行われない。加熱器１６は、フィルム搬送方向Ａにおいて、所定ピッチで複数設けられている。
【００２２】
各レール１１，１２の傾斜部１１ｂ，１２ｂの範囲となる延伸ゾーン２ｂでは、ポリマーフィルム３は、加熱器１６から送風される加熱風により、例えば８０℃以上２００℃以下で加熱される。この延伸ゾーン２ｂでは、クリップ５が傾斜部１１ｂ，１２ｂを移動することにより、一対のクリップ間距離が漸増し、ポリマーフィルム３は、クリップ５によりフィルム幅方向Ｂに延伸される。第２直線部１１ｃ，１２ｃの範囲となる延伸緩和ゾーン２ｃでは、一対のクリップ間距離は変化がなく、延伸緩和が行われる。なお、延伸倍率は所望の光学特性等に合わせて適宜変更されるものである。
【００２３】
第１,第２チェーン１３,１４は、原動スプロケット２１，２２及び従動スプロケット２３，２４の間に掛け渡されており、これらスプロケット２１〜２４の間では、第１チェーン１３は第１レール１１によって、第２チェーン１４は第２レール１２によって案内される。原動スプロケット２１，２２はテンタ出口２７側に設けられており、これらは図示しない駆動機構により回転駆動され、従動スプロケット２３，２４はテンタ入口２６側に設けられている。
【００２４】
図２及び図３に示すように、クリップ５は、クリップ本体２８とレール取付部２９とから構成されている。クリップ本体２８は、クランパ３１と、略コ字形状のフレーム３２とから構成されている。このフレーム３２は、クランパ３１を回動自在に支持する取付軸３２ａと、ポリマーフィルム３の側縁部が載せられるベース３２ｂとを備える。
【００２５】
クランパ３１は、フレーム３２に取り付けられる軸部３１ａと、ベース３２ｂとの間にポリマーフィルム３を把持する把持部３１ｂと、頭部３１ｃとからなる。クランパ３１は、ベース３２ｂとの間にポリマーフィルム３を把持する把持位置（図２の左側のクランパ３１及び図３（Ａ）参照）と、把持を開放する開放位置（図２の右側のクランパ３１及び図３（Ｂ）参照）との間で回転する。クランパ３１は、把持位置と開放位置との中間位置から把持位置までの間では、把持位置に向けて付勢され、中間位置から開放位置までの間では、開放位置に向けて付勢される。把持開始位置ＰＡでは、ベース３２ｂと把持部３１ｂとによりポリマーフィルム３が把持される。
【００２６】
レール取付部２９は、取付フレーム３５と、ガイドローラ３６，３７，３８とから構成されている。取付フレーム３５には、第１チェーン１３または第２チェーン１４が取り付けられる。ガイドローラ３６〜３８は、原動スプロケット２１，２２の各支持面に接触するか、第１レール１１または第２レール１２の支持面に接触するかして、回転する。これにより、各スプロケット２１，２２や各レール１１，１２からクリップ本体２８が脱落することなく、各レール１１，１２に沿って案内される。
【００２７】
図１に示すように、テンタ出口２７の原動スプロケット２１，２２に近接して、クリップ５を開放する周知のクリップオープナ４１が２個配置されている。このクリップオープナ４１は、ポリマーフィルム３の把持開放位置ＰＢで、クリップ５の頭部３１ｃ，３２ｃに接触してこれを開放状態にし、クリップ５によるポリマーフィルム３の側縁部の把持が開放される。クリップオープナ４１により開放位置に回転されたクランパ３１は、開放位置に位置し続け、この状態でクリップ５は把持開放位置ＰＢから把持開始位置ＰＡに向けて戻り方向Ｃに移動する。
【００２８】
テンタ入口２６の従動スプロケット２３，２４に近接して、クリップ５を閉じる周知のクリップクローザ４２が２個配置されている。このクリップクローザ４２は、ポリマーフィルム３の把持開始位置ＰＡで、クリップ５の頭部３１ｃに接触してこれを閉じ状態にし、クリップ５によりポリマーフィルム３の側縁部が把持される。クリップクローザ４２により把持位置に回転されたクランパ３１は、把持位置に位置し続け、ポリマーフィルム３を把持した状態で移動する。
【００２９】
クリップテンター装置２では、延伸開始位置ＰＣでポリマーフィルム３の延伸が開始され、延伸終了位置ＰＤでポリマーフィルム３の延伸が終わる。
【００３０】
図２〜図５に示すように、第２レール１２の往路部１２ｄに沿って移動するクリップ５は、往路室４５内に収納され、第２レール１２の復路部１２ｅに沿って移動するクリップ５は、復路室４６内に収納されている。
【００３１】
往路室４５は、第２レール１２の中心板５１、上板５２、下板５３及びダクト５４の上板５４ａにより構成された空間であり、復路室４６は、中心板５１、上板５２、下板５３及びダクト５４により構成された空間である。往路室４５と復路室４６とは、通気しないように設けられ、復路室４６は、ダクト５４により略密閉状態にされている。同様に、第１レール１１にも、往路室４５及び復路室４６が設けられている。
【００３２】
ダクト５４の側方には、クリップ５を冷却するための冷却風を送風する冷風器５７が設けられている。ダクト５４には、冷風器５７から送風された冷却風を復路室４６内に入れる給気口５４ｂが形成されている。この給気口５４ｂから復路室４６内に入った冷却風により、復路室４６内を復路部１２ｅに沿って移動するクリップ５が冷却される。復路室４６内に入ってクリップ５を冷却した冷却風は、ダクト５４に形成された排気口５４ｃからダクト５４の側方に排気される。給気口５４ｂ及び排気口５４ｃは、所定ピッチで複数形成されている。
【００３３】
往路室４５及び復路室４６は、カバー６１により覆われている。カバー６１は、上カバー６１ａ及び下カバー６１ｂから構成される。各カバー６１ａ，６１ｂは、ポリマーフィルム３に接触しないように、ポリマーフィルム３との間に隙間がある。
【００３４】
上カバー６１ａと往路室４５及び復路室４６との間には、往路室４５内の空気をカバー６１の側方に排気する上排気通路６２が設けられている。下カバー６１ｂと往路室４５及び復路室４６との間には、往路室４５内の空気をカバー６１の側方に排気する下排気通路６３が設けられている。各排気通路６２，６３は、高さ１０ｍｍ〜３０ｍｍが好ましい。同様に、第１レール１１に設けられた往路室４５及び復路室４６も、カバー６１により覆われている。
【００３５】
各カバー６１ａ，６１ｂは、ダクト５４の上板５４ａまたは下板５３との間に、フィルム搬送方向Ａにおいて所定ピッチで設けられた複数の固定部材６６により、ダクト５４の上板５４ａまたは下板５３に取り付けられている。なお、図２では、固定部材６６の図示を省略している。
【００３６】
次に上記ポリマーフィルム３の製造方法について説明する。ただし、以下に述べる製造方法ならびに製造装置は、本発明の一例であり、これに限定されるものではない。
【００３７】
図６に示すように、溶液製膜設備７０は、ドープ７１と流延室７２とピンテンター装置７３とクリップテンター装置２と乾燥室７４と冷却室７５と巻取室７６とを有する。
【００３８】
ドープ７１は、ジアセチルセルロースフィルムとしてのポリマーフィルム３を製造するためのものであり、このドープ７１は、流延ダイ８０に送られる。
【００３９】
流延室７２には、流延ダイ８０、回転ドラム８１、この回転ドラム８１に掛け巡らされて移動する流延バンド８２、剥取ローラ８３、減圧チャンバ８４が設置されている。回転ドラム８１は駆動装置（図示せず）により回転されており、この回転ドラム８１の回転により移動する流延バンド８２に向けて、流延ダイ８０からドープ７１が吐出され、流延バンド８２に流延膜８５が形成される。
【００４０】
流延室７２は、温調装置（図示せず）によって、流延膜８５が冷却固化（ゲル化）し易い温度に設定されている。そして、流延バンド８２が移動する間に、流延膜８５は自己支持性を有するゲル強度に達し、剥取ローラ８３は、流延バンド８２上の流延膜８５を湿潤フィルム８８として剥ぎ取る。また、流延室７２内では、流延膜８５は乾燥風が吹き付けられて乾燥され、流延室７２を出た湿潤フィルム８８は、残留溶媒量が９５質量％程度となる。
【００４１】
減圧チャンバ８４は、流延ダイ８０に対し、ドラム走行方向上流側に配置されており、減圧チャンバ８４内を負圧に保っている。これにより、流延ビードの背面（後に、流延バンド８２に接する面）側を所望の圧力に減圧し、回転ドラム８１が高速で回転することにより発生する同伴風の影響を少なくしている。
【００４２】
流延室７２の下流には、渡り部９１、ピンテンター装置７３、クリップテンター装置２が順に設置されている。渡り部９１は、搬送ローラ９２によって湿潤フィルム８８をピンテンター装置７３に導入する。ピンテンター装置７３は、湿潤フィルム８８の両端部を貫通して保持する多数のピンプレートを有し、このピンプレートが軌道上を走行する。この走行中に湿潤フィルム８８に対し乾燥風が送られ、湿潤フィルム８８は走行しつつ乾燥され、ポリマーフィルム３となる。このポリマーフィルム３は、クリップテンター装置２に送られる。
【００４３】
クリップテンター装置２においてポリマーフィルム３は延伸されるとともに乾燥され、クリップテンター装置２を出たポリマーフィルム３には所望の光学特性が付与される。なお、ポリマーフィルム３への延伸による光学特性の付与は、ポリマーフィルム３の巻取後にオフラインで行っても良く、この場合には、溶液製膜設備７０からクリップテンター装置２を省略してもよい。
【００４４】
ピンテンター装置７３及びクリップテンター装置２の下流にはそれぞれ耳切装置９３が設けられている。耳切装置９３はフィルム両端部の耳を裁断する。この裁断した耳は風送によりクラッシャ９４に送られて、ここで粉砕され、ドープ等の原料として再利用される。
【００４５】
乾燥室７４には、複数のローラ９７が設けられており、これらにポリマーフィルム３が巻き掛けられて搬送されることにより乾燥が行われる。乾燥室７４には吸着回収装置９８が接続されており、ポリマーフィルム３から蒸発した溶媒が吸着回収される。
【００４６】
乾燥室７４の出口側には冷却室７５が設けられており、この冷却室７５でポリマーフィルム３が室温となるまで冷却される。巻取室７６には、プレスローラ１０２を有する巻取機１０１が設置されており、ポリマーフィルム３が巻き芯にロール状に巻き取られる。
【００４７】
本実施形態では、ポリマーとしてセルロースアシレートを用いている。セルロースアシレートとしては、セルローストリアセテート（ＴＡＣ）やジアセチルセルロース（ＤＡＣ）が挙げられる。
【実施例１】
【００４８】
図６に示す溶液製膜設備７０において、流延バンド８２の表面上に、ドープ７１を流延して流延膜８５を形成した。自己支持性を有する流延膜８５を剥取ローラ８３で支持しながら剥ぎ取り、湿潤フィルム８８を得た。
【００４９】
ピンテンター装置７３では、その入口付近で湿潤フィルム８８の両側端部にピンを差し込み保持した後、残留溶媒量が９５質量％の湿潤フィルム８８を乾燥し、ポリマーフィルム３とした。
【００５０】
ピンテンター装置７３でフィルム中の溶媒を規定量まで除去した後、下流に設置した耳切装置９３でポリマーフィルム３の両側端部を切断した後、ポリマーフィルム３をクリップテンター装置２に送る。
【００５１】
ポリマーフィルム３が、クリップテンター装置２内の把持開始位置ＰＡまで搬送されると、クリップ５のクランパ３１は、頭部３１ｃがクリップクローザ４２に接触して把持位置に回転され、ポリマーフィルム３の両側縁部が把持される。クリップクローザ４２により把持位置に回転されたクランパ３１は、把持位置に位置し続け、ポリマーフィルム３を把持した状態で移動する。
【００５２】
ポリマーフィルム３の両側端部を把持したクリップ５を、第１，第２レール１１，１２の各往路部１１ｄ，１２ｄに沿って往路室４５内を移動させてポリマーフィルム３を搬送するとともに、加熱器１６から１４０℃の加熱風をポリマーフィルム３に向けて送風する。ポリマーフィルム３は、加熱風により加熱された状態でフィルム搬送方向Ａに搬送されながら、フィルム幅方向Ｂに延伸される。延伸前のポリマーフィルム３の幅を１００％としたときに、延伸ゾーン２ｂにおける延伸率は１２０％とした。加熱器１６からポリマーフィルム３に向けて送風された加熱風は、ポリマーフィルム３とカバー６１との隙間から、往路室４５内に流れ込み、往路室４５内を移動するクリップ５は加熱される。
【００５３】
クリップ５は、把持開放位置ＰＢまで移動すると、頭部３１ｃ，３２ｃがクリップオープナ４１に接触してクランパ３１が開放位置まで回転され、ポリマーフィルム３の把持が開放される。クリップオープナ４１により開放位置に回転されたクランパ３１は、開放位置に位置し続け、この状態でクリップ５は把持開始位置ＰＡに向けて復路室４６内を戻り方向Ｃに移動する。
【００５４】
冷風器５７は、給気口５４ｂに向けて４０℃の冷却風を送風する。この冷却風は、給気口５４ｂから復路室４６内に送られ、復路室４６内を各復路部１１ｅ，１２ｅに沿って移動するクリップ５が冷却される。復路室４６内に入ってクリップ５を冷却した冷却風は、排気口５４ｃからダクト５４の側方に排気される。
【００５５】
ポリマーフィルム３とカバー６１との隙間から、往路室４５内に流れ込んだ加熱風は、クリップ５にあたって温度が低下して低温空気となる。往路室４５内の低温空気は、上排気通路６２及び下排気通路６３を通って、カバー６１の側方に排気される。
【００５６】
クリップテンター装置２の下流に設置した耳切装置９３でポリマーフィルム３の両側端部を切断した後、乾燥室７４において複数のローラ９７に巻き掛けて搬送する間に、ポリマーフィルム３の乾燥を十分に促進させた。冷却室７５においてポリマーフィルム３を略室温となるまで冷却した後、巻取室７６に送り、プレスローラ１０２で押圧しながら巻き芯に巻き取ってロール状のポリマーフィルム３を得た。
【００５７】
実施例１では、上排気通路６２及び下排気通路６３を設けたクリップテンター装置２を用いてポリマーフィルム３の延伸を行った。そして、テンタ入口２６からの距離に対するポリマーフィルム３側縁部近傍の温度（℃）の変化を、ポリマーフィルム３表面に貼り付けた熱電対にて測定した結果を図７に示す。
【００５８】
以下、実施例１に対して、クリップ５をカバー１１１で覆うが、上排気通路及び下排気通路が設けられていない従来のクリップテンター装置（図９及び図１０参照）を用いて同様の実験を行い、比較例１（図７参照）を得た。
【００５９】
比較例１では、加熱器１６の無い部分と一致する位置で、フィルム温度が加熱風温度より下がっていることがわかった。このことから、加熱風より低温の物体が影響していること、すなわちカバー６１ａ，６１ｂの内側に入り低温のクリップ５と熱交換した空気が、加熱器１６が無い部分から逆流してポリマーフィルム３側縁部に接触するためであることを見出し、実施例１の対策を発想することが出来た。
【００６０】
これに対して、実施例１では、比較例１のような加熱器１６の無い部分での温度低下が抑制されている。延伸実験の結果、比較例１では、ポリマーフィルム３の中心部側に対し側縁側部では２２℃の温度低下が発生していたが、実施例１では、温度低下を１０℃にまで抑制する事ができた。この結果、比較例１では側縁部は充分な延伸が行われず、延伸後のポリマーフィルム３では、側縁部を製品として使用することができなくなる。このため、側縁部を切り落とす必要があり、ポリマーフィルム３を製品として使用することができる幅が、実施例１よりも狭くなっていたが、実施例１では、温度低下が抑制されることにより、切り落とす必要がある側縁部の幅が比較例１より狭くなることから、製品として使用できる幅を拡大させて、製品ロスを比較例１に対し５５％に低減させることができる。なお、実施例１及び比較例１と同じ条件で複数回実験を行ったところ、同様の実験結果を得た。
【００６１】
また、実施例１におけるポリマーフィルム３側縁部近傍の温度分布（℃）をシミュレーションで評価した結果を図８に示す。図８におけるポリマーフィルム３端部の斜線で表わされた部分ＦＡは、ポリマーフィルム３の中心部よりも２℃以上温度が低下した温度低下領域で、フィルム温度が低下して、製品として使用できない範囲を示す。実施例１では、加熱風は、図２に示す各排気通路６２，６３を通ってカバー６１の側方に排気されるため、カバー６１ａ，６１ｂと接触したり、カバー６１ａ，６１ｂの内側に入り低温となった空気が逆流して、ポリマーフィルム３側縁部に接触することによるポリマーフィルム３側縁部の温度低下が抑制される。この結果、ポリマーフィルム３側縁部において温度低下により充分な延伸を行うことができずに発生していた、製品として使用することができないフィルムの量を大幅に削減することができる。なお、図８では、温度低下領域ＦＡを誇張して描いているが、実際は、側縁部の延伸に影響を与えない程度のごく小さなものである。
【００６２】
一方、比較例１におけるクリップテンター装置内のポリマーフィルム３側縁部近傍の温度（℃）をシミュレーションで評価した結果を図９に示す。図９におけるポリマーフィルム３端部の斜線で表わされた部分ＦＡは、ポリマーフィルム３の中心部よりも２℃以上温度が低下した温度低下領域で、フィルム温度が低下して、製品として使用できない範囲を示す。図１０に示すように、排気通路が設けられていない比較例１では、ポリマーフィルム３に吹き付けられる加熱風は、カバー１１１と接触したり、カバー１１１の内側に入って低温となった空気が逆流して、ポリマーフィルム３側縁部に接触するため、ポリマーフィルム３側縁部の広い範囲で温度が低下することが確認された。この結果、ポリマーフィルム３側縁部において温度低下により充分な延伸を行うことができず、製品として使用することができないフィルムが大量に発生している原因を見出すことが出来た。なお、シミュレーションには、株式会社シーディー・アダプコ・ジャパン製のソフトウェア、汎用熱流体解析プログラムＳＴＡＲ−ＬＴを使用した。
【００６３】
また、実施例１は、往路室４５内の低温空気が、復路室４６の上下を通る上排気通路６２及び下排気通路６３を通してカバー６１の側方に排気されるから、復路室４６は、一定の温度の低温空気が通過する各排気通路６２，６３によって保温される、これにより、保温復路室４６内の温度は一定に保たれ、復路室４６内を移動するクリップ５は確実に冷却された。
【００６４】
なお、図１１に示すように、カバー６１内の上下に、排気ファン１２１を設け、この排気ファン１２１により、往路室４５内の低温空気を上排気通路６２及び下排気通路６３を通してカバー６１の側方に強制的に排気してもよい。この場合、排気ファン１２１を、フィルム搬送方向Ａにおいて一定ピッチで複数設ける。
【００６５】
また、本実施形態では、クリップテンター装置に本発明を実施しているが、ピンテンター装置にも本発明は実施可能である。
【符号の説明】
【００６６】
２ クリップテンター装置
３ ポリマーフィルム
５ クリップ
１１，１２ 第１，第２レール
１１ｄ，１２ｄ 往路部
１１ｅ，１２ｅ 復路部
１６ 加熱器
４５ 往路室
４６ 復路室
５４ ダクト
５４ｂ 給気口
５４ｃ 排気口
５７ 冷風器
６１ カバー
６１ａ 上カバー
６１ｂ 下カバー
６２ 上排気通路
６３ 下排気通路
１２１ 排気ファン
【特許請求の範囲】
【請求項１】
往路部及び復路部を有する一対のレールと、
フィルムを加熱する加熱器と、
前記フィルムの両側縁部を把持しながら前記レールの往路部に沿って移動して前記加熱器により加熱された前記フィルムを幅方向に延伸するとともに、前記フィルムの把持を開放した後に前記レールの復路部に沿って移動して前記レールの往路部に戻る複数の把持部材と、
前記レールの往路部に沿って移動する前記把持部材を収納する往路室と、
前記往路室と通気しないように設けられ、前記レールの復路部に沿って移動する前記把持部材を収納する復路室と、
前記往路室及び復路室を覆うカバーと、
前記復路室内に冷却風を送り、前記復路室内を移動する前記把持部材を冷却する冷風器と、
前記往路室及び復路室の上方及び下方であって前記カバーとの間にそれぞれ設けられ、前記加熱器により加熱された加熱空気が前記往路室内に流れ込んだ後に前記把持部材にあたって温度が低下して低温空気となったときに、前記低温空気を前記カバーの側方に排気する排気通路と、
を備えることを特徴とするフィルム延伸装置。
【請求項２】
前記カバー内に、前記低温空気を前記排気通路に向けて送風する排気装置を設けたことを特徴とする請求項１記載のフィルム延伸装置。
【請求項３】
前記冷風器から送風された冷却風を前記復路室内に入れる給気口と、前記把持部材を冷却した後の冷却風を排気する排気口とを有し、前記復路室内を略密閉状態にするダクトを備えることを特徴とする請求項１または２記載のフィルム延伸装置。
【請求項４】
フィルムの両側縁部を把持した複数の把持部材を、カバーで覆われた往路室内を一対のレールの往路部に沿って移動させて、加熱器により加熱された前記フィルムを幅方向に延伸する延伸工程と、
前記フィルムの把持を開放した前記複数の把持部材を、前記カバーで覆われるとともに前記往路室と通気しないように設けられた復路室内を前記レールの復路部に沿って移動させて、前記レールの往路部に戻す戻し工程と、
前記復路室内に冷却風を送り、前記復路室内を移動する前記把持部材を冷却する冷却工程と、
前記加熱器により加熱された加熱空気が前記往路室内に流れ込んだ後に前記把持部材にあたって温度が低下して低温空気となったときに、前記往路室及び復路室の上方及び下方であって前記カバーとの間にそれぞれ設けられた排気通路から前記低温空気を前記カバーの側方に排気する排気工程と、
を有することを特徴とするフィルム延伸方法。
【請求項１】
往路部及び復路部を有する一対のレールと、
フィルムを加熱する加熱器と、
前記フィルムの両側縁部を把持しながら前記レールの往路部に沿って移動して前記加熱器により加熱された前記フィルムを幅方向に延伸するとともに、前記フィルムの把持を開放した後に前記レールの復路部に沿って移動して前記レールの往路部に戻る複数の把持部材と、
前記レールの往路部に沿って移動する前記把持部材を収納する往路室と、
前記往路室と通気しないように設けられ、前記レールの復路部に沿って移動する前記把持部材を収納する復路室と、
前記往路室及び復路室を覆うカバーと、
前記復路室内に冷却風を送り、前記復路室内を移動する前記把持部材を冷却する冷風器と、
前記往路室及び復路室の上方及び下方であって前記カバーとの間にそれぞれ設けられ、前記加熱器により加熱された加熱空気が前記往路室内に流れ込んだ後に前記把持部材にあたって温度が低下して低温空気となったときに、前記低温空気を前記カバーの側方に排気する排気通路と、
を備えることを特徴とするフィルム延伸装置。
【請求項２】
前記カバー内に、前記低温空気を前記排気通路に向けて送風する排気装置を設けたことを特徴とする請求項１記載のフィルム延伸装置。
【請求項３】
前記冷風器から送風された冷却風を前記復路室内に入れる給気口と、前記把持部材を冷却した後の冷却風を排気する排気口とを有し、前記復路室内を略密閉状態にするダクトを備えることを特徴とする請求項１または２記載のフィルム延伸装置。
【請求項４】
フィルムの両側縁部を把持した複数の把持部材を、カバーで覆われた往路室内を一対のレールの往路部に沿って移動させて、加熱器により加熱された前記フィルムを幅方向に延伸する延伸工程と、
前記フィルムの把持を開放した前記複数の把持部材を、前記カバーで覆われるとともに前記往路室と通気しないように設けられた復路室内を前記レールの復路部に沿って移動させて、前記レールの往路部に戻す戻し工程と、
前記復路室内に冷却風を送り、前記復路室内を移動する前記把持部材を冷却する冷却工程と、
前記加熱器により加熱された加熱空気が前記往路室内に流れ込んだ後に前記把持部材にあたって温度が低下して低温空気となったときに、前記往路室及び復路室の上方及び下方であって前記カバーとの間にそれぞれ設けられた排気通路から前記低温空気を前記カバーの側方に排気する排気工程と、
を有することを特徴とするフィルム延伸方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２０１１−１８９６２９（Ｐ２０１１−１８９６２９Ａ）
【公開日】平成２３年９月２９日（２０１１．９．２９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−５７７８９（Ｐ２０１０−５７７８９）
【出願日】平成２２年３月１５日（２０１０．３．１５）
【出願人】（３０６０３７３１１）富士フイルム株式会社 (25,513)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年９月２９日（２０１１．９．２９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年３月１５日（２０１０．３．１５）
【出願人】（３０６０３７３１１）富士フイルム株式会社 (25,513)
【Ｆターム（参考）】
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