ポリマーフィルムの延伸設備及び方法
【課題】ポリマーフィルムの幅方向における厚みムラの発生を抑える。
【解決手段】クリップ３５によりフィルム１９の幅方向の側縁部を把持して、フィルム１９を搬送しながら延伸する。上部送風ヘッド４０ａをテンタ１２内のフィルム１９の上面側に設ける。下部送風ヘッド４０ｂをテンタ１２内のフィルム１９の下面側に設ける。上部送風ヘッド４０ａと下部送風ヘッド４０ｂとからフィルム１９の上面と下面とに加熱風を吹き付ける。下部送風ヘッド４０ｂの送風量を上部送風ヘッド４０ａの送風量より大きくして風圧差をつける。風圧差によりフィルム１９の幅方向における撓みを抑える。フィルム１９は水平に保持された状態で延伸される。
【解決手段】クリップ３５によりフィルム１９の幅方向の側縁部を把持して、フィルム１９を搬送しながら延伸する。上部送風ヘッド４０ａをテンタ１２内のフィルム１９の上面側に設ける。下部送風ヘッド４０ｂをテンタ１２内のフィルム１９の下面側に設ける。上部送風ヘッド４０ａと下部送風ヘッド４０ｂとからフィルム１９の上面と下面とに加熱風を吹き付ける。下部送風ヘッド４０ｂの送風量を上部送風ヘッド４０ａの送風量より大きくして風圧差をつける。風圧差によりフィルム１９の幅方向における撓みを抑える。フィルム１９は水平に保持された状態で延伸される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ポリマーフィルムの延伸設備及び方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ポリマーフィルム、例えば、セルロースエステルフィルムは、液晶ディスプレイの偏光膜として広く使用されている。そして、このような光学用途のポリマーフィルム（以下、フィルムと称する）に所望の光学特性を持たせるために、フィルムを加熱しながら延伸する場合がある。
【０００３】
長尺のフィルムを加熱しながら延伸するためには、テンタが用いられる。テンタは延伸室内に延伸部及び加熱部を配置して構成されている。延伸部は、フィルムを搬送しながらフィルムの幅方向に延伸するものであり、所望の拡幅率でフィルムの幅方向に間隔が広げられる１対のレールと、このレールにて走行案内される無端チェーンと、無端チェーンに所定のピッチで取り付けられるクリップとを備える。加熱部は、加熱された気体をフィルムの近傍に流して、フィルムの幅方向に延伸するためにフィルムを加熱する。延伸室内で、クリップがフィルムの両側縁部を把持し、把持した状態でレール上を無端チェーンが移動することにより、所望の拡幅率でフィルムが延伸される。
【０００４】
このように、フィルムを加熱しながらの延伸は、溶液製膜におけるフィルムの製造過程で実施されることもあるし、溶液製膜もしくは溶融製膜により得られたフィルムに対して実施されることもある。
【０００５】
ところで、光学用途のフィルムには、幅方向に亘って均一なレタデーション値や膜厚が要求されている。そこで、テンタ内でフィルムを延伸する条件、すなわち、加熱するための気体の温度や、気体を吹き付ける圧力等を、フィルムの幅方向に亘って均一化する送風装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００７−２３７５６０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１のように、フィルムの幅方向に亘って加熱風の温度や風圧を均一化しても、フィルムの側縁部に厚みムラが発生することがあり、改善が望まれていた。
【０００８】
そこで、本願発明者は、テンタ内でのフィルムの挙動を鋭意検討した結果、フィルムの自重により幅方向で撓みが発生しており、この撓みが、厚みムラの原因となっていることを突き止めた。撓んだフィルムを幅方向に延伸して幅を広げ（以降、拡幅と称する）ると、その後フィルムは幅方向に収縮する。厚みムラは、この収縮時に発生することがわかった。
【０００９】
クリップにより両側縁部が把持されているとはいっても、フィルムは、加熱部による加熱によって軟らかくなっている。しかも、広幅化の要請によりフィルムが幅広となっている場合には、自重の影響によって平らな状態を維持することができなくなっている。このことが、厚みムラに繋がっている原因と考えられる。特に、フィルムの幅方向における中央部に比べて両端部の方が自重によって薄くなり、厚みムラが発生しやすい。
【００１０】
このように、幅方向において端部が中央部に比べて薄くなっている状態のフィルムを、従来のように加熱して幅方向に延伸すると、中央部に比べて両端部近くでフィルムは更に薄くなってしまう。そして、幅方向に延伸した後の収縮でさらに厚みムラは顕著になる。
【００１１】
本発明は上記課題を解決するためのものであり、フィルムの自重による撓みを抑えるようにして、収縮時のフィルムに発生する幅方向での厚みムラを無くすようにしたポリマーフィルムの延伸設備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】
【００１２】
本発明のポリマーフィルムの延伸設備は、フィルムの両側縁部を把持しながら前記フィルムの走行方向に移動し、前記フィルムを幅方向に延伸する複数のクリップを有するテンタ本体と、前記クリップで把持された前記フィルムの上面に対し加熱風を吹き付ける上部送風部と、前記クリップで把持された前記フィルムの下面に対し加熱風を吹き付ける下部送風部と、前記上部送風部と下部送風部とから吹き付けられる加熱風の風圧差によって前記フィルムを水平に保持する水平保持制御部とを備えることを特徴とする。
【００１３】
前記水平保持制御部は、少なくとも前記下部送風部の送風量を制御することが好ましい。前記水平保持制御部は、前記フィルムの撓み量を測定する撓みセンサを備え、前記水平保持制御部は、前記撓みセンサからの撓み量を表す信号に基づき前記撓み量が大きくなるに従い前記下部送風部の送風量を大きくすることが好ましい。
【００１４】
前記水平保持制御部は、前記幅方向における前記フィルムの厚み分布を測定し、この測定した厚み分布に基づいて、前記幅方向における、前記フィルムの中央部に対する前記フィルムの両端部の厚み差を求め、前記厚み差が一定値を超えたときに前記下部送風部の送風量を大きくすることが好ましい。
【００１５】
本発明のポリマーフィルムの延伸方法は、フィルムの両側縁部を複数のクリップにより把持して前記フィルムの走行方向に移動しながら、前記フィルムを幅方向に延伸する延伸工程と、前記クリップで把持された前記フィルムの上面に対し上面加熱風を吹き付けるとともに、前記クリップで把持された前記フィルムの下面に対し下面加熱風を吹き付けて前記フィルムを加熱する加熱工程と、前記上面加熱風と前記下面加熱風との風圧差によって前記フィルムを水平に保持する水平保持工程とを有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、上部送風部と下部送風部とによる風圧差によってフィルムを水平に保持するから、フィルムの自重による撓みに起因し、収縮時のフィルムに発生する幅方向での厚みムラを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】オフライン延伸設備の概略側面図である。
【図２】フィルムが延伸されているテンタの内部を示すもので、上部送風ヘッドの横断面図である。
【図３】上部送風ヘッド及び下部送風ヘッドによる送風量の違いにより、テンタ内でフィルムを幅方向で水平に保持している状態を示す概略の正面図である。
【図４】撓みセンサをテンタ内に設けて、オンラインでフィルムの撓みを測定し、測定した撓みに基づいて、フィルムを幅方向で水平に保持するように送風部の制御を行う第２実施形態を示す概略の正面図である。
【図５】可動遮風板を揺動自在に設けて、送風ノズルの吹き出し口の一部を覆い、フィルムの幅方向における風量分布も制御可能にした第３実施形態の要部を示す概略の平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
図１に示すように、オフライン延伸設備１０は、フィルム送出室１１と、テンタ１２と、耳切装置１３と、応力緩和室１４と、冷却室１５と、フィルム巻取室１６とを順に有する。
【００１９】
フィルム送出室１１には、取付軸１７ａを有するフィルム送出機１７が設けられている。この取付軸１７ａにはフィルムロール１８がセットされる。フィルム１９はフィルム送出機１７によりフィルムロール１８から連続的に引き出されテンタ１２へ送られる。
【００２０】
テンタ１２では、フィルム１９は、両側縁部が複数のクリップ３５（図２参照）で把持される。これらクリップ３５がテンタ１２の内部を走行することにより、フィルム１９は搬送される。一方の側縁部を把持するクリップ３５と他方の側縁部を把持するクリップ３５との距離が下流に向かうに従い大きくなることにより、フィルム１９は幅方向に張力が付与されて延伸される。また、フィルム１９が搬送する間に、フィルム１９は加熱される。この加熱によりフィルム１９の温度が上昇する。なお、延伸倍率は、所望の光学特性等に応じて適宜設定される。
【００２１】
テンタ１２で延伸されたフィルム１９は耳切装置１３に送られる。フィルム１９は、耳切装置１３により、クリップ３５で把持された部分である両側縁部が切り離される。切り離されたスリット状の側縁部である耳屑は、カットブロア２１で細かく小片にカットされる。カットされた小片は、クラッシャ２２に送られ、更に細片に切断されてチップとなる。このチップはドープ調製用に再利用される。
【００２２】
耳切装置１３によりその両側縁部が切り離されたフィルム１９は、応力緩和室１４に送られる。応力緩和室１４には、フィルム１９の搬送方向に並ぶように多数のローラ２３が備えられている。フィルム１９はローラ２３により応力緩和室１４の内部を長手方向に案内される。ローラ２３により応力緩和室１４内を通過する際に、フィルム１９は、延伸により生じた応力歪みが緩和される。応力緩和後のフィルム１９は冷却室１５に送られる。なお、応力緩和室１４の内部の温度は、例えば２０℃〜２５０℃の範囲で一定値にされている。
【００２３】
フィルム１９は、冷却室１５で例えば３０℃以下に冷却された後、フィルム巻取室１６に送られる。フィルム巻取室１６には、巻取軸２４ａを有するフィルム巻取機２４が設けられている。巻取軸２４ａには、巻き芯（図示せず）が取り付けられている。フィルム巻取機２４により巻取軸２４ａが回転され、フィルム１９は巻き芯に巻き取られてフィルムロールが形成される。
【００２４】
図２に示すように、テンタ１２は、延伸ユニット３１と加熱ユニット３２と延伸室３３とを備えている。延伸室３３で、フィルム１９が延伸される。延伸ユニット３１には、１対のレール上を走行するテンタチェーン３４が設けられている。このテンタチェーン３４には多数のクリップ３５が一定のピッチで取り付けられている。テンタチェーン３４はチェーンスプロケット３６が回転されることによりレール上を循環して走行する。
【００２５】
クリップ３５は、フィルム把持位置で閉じられることによりフィルム１９の側縁部を把持する。また、クリップ３５は、フィルム開放位置で開かれることによりフィルム１９の側縁部の把持を開放する。１対のレールは、互いのレール間距離が延伸室３３の入口から出口に向けて次第に大きくなるように設定されている。したがって、クリップ３５によりフィルム１９の両側縁部が把持された状態でテンタチェーン３４が１対のレール上を走行することにより、１対のレール上で対向しているクリップ３５が次第に離れることになり、フィルム１９が幅方向に延伸される。なお、１対のレール間隔は、フィルム１９の幅変更に対応して、変更可能になっており、幅の異なるフィルムに対して熱延伸することができる。
【００２６】
加熱ユニット３２は、上部送風部３７、下部送風部３８、及び水平保持制御部（以下、コントローラと称する）３９から構成されている（図３参照）。上部送風部３７は、多数の上部送風ヘッド４０ａと、送風ダクト４１ａと、循環ダクト４２ａと、加熱風送風部４３ａと、排気ダクト４４ａとを備えている。上部送風ヘッド４０ａは、フィルム１９の上面に対面するように設けられており、フィルム１９の搬送方向（矢線Ａ）に並べて設けられる。
【００２７】
上部送風ヘッド４０ａは、例えば、５本のノズル４５ａを備えている。各ノズル４５ａは、フィルム１９の幅方向に長く形成されており、ノズル４５ａの内部には加熱風の吹き出し量を調整するための図示しない整風板が配置されている。この整風板は、フィルム１９の幅方向に離間して設けた丸孔を備えている。整風板の開口率を変えることにより、空気の吹き出し量が調節され、フィルム１９の幅方向でほぼ均一な空気吹き出し量が得られる。なお、整風板の孔の形状や数量、ノズルの形状や数量は図示例のものに限定されず、適宜変更してもよい。
【００２８】
送風ダクト４１ａは、上部送風ヘッド４０ａの側面に接続され、各上部送風ヘッド４０ａに加熱した空気を送り込む。循環ダクト４２ａは、送風ダクト４１ａと向かい合う送風ヘッド４０ａの他方の側面に接続され、送風ダクト４１ａから送り込まれた空気の一部を加熱風送風部４３ａに送る。
【００２９】
排気ダクト４４ａは、延伸室３３の内部に接続され、延伸室３３の内部に溜まった空気を排気させて、加熱風送風部４３ａへ送る。加熱風送風部４３ａは、空気を循環させるための送風ファン４６ａと、空気を加熱して温度を調節する温調部４７ａとを備え、一方の側面に循環ダクト４２ａを接続して空気を回収し、向かい合う他方の側面に送風ダクト４１ａを接続して加熱された空気を送り出す。
【００３０】
下部送風部３８（図３参照）も上部送風部３７と同様に構成されており、下部送風ヘッド、送風ダクト、循環ダクト、ノズル、排気ダクト、加熱風送風部などの各構成部材４０ｂ〜４５ｂを備えている。上部送風部３７が加熱風をフィルム１９の上面に向けて吹き出し、下部送風部３８が加熱風をフィルム１９の下面に向けて吹き出す点で、上部送風部３７と下部送風部３８とは異なっているだけである。そこで、下部送風部３８の各構成部材には上部送風部３７の各構成部材と同じ符号４０〜４７を付し、添え字としてａの代わりにｂを付して、図２と同様な図面による説明は省略する。
【００３１】
次に、本発明の特徴的部分について説明する。図３に示すように、テンタ１２では、フィルム１９の両側縁部がクリップ３５により把持されている。上部送風ヘッド４０ａと下部送風ヘッド４０ｂとの各々には送風ダクト４１ａ，４１ｂと循環ダクト４２ａ，４２ｂとが接続されている。加熱風は、加熱風送風部４３ａ，４３ｂ（図２参照）から送風ダクト４１ａ，４１ｂに送られる。そして、フィルム１９の上面側にある上部送風ヘッド４０ａと、フィルム１９の下面側にある下部送風ヘッド４０ｂとから、ノズル４４ａ，４４ｂを通じて、フィルム１９の上面及び下面に向けて加熱風が吹き付けられる。
【００３２】
コントローラ３９は、上部及び下部送風ヘッド４０ａ，４０ｂからの送風量を制御することで、フィルム１９の上下面に対する風圧に差をつける。この風圧差により、フィルム１９の自重による撓みをなくしてフィルム１９を水平に保つ。この風圧差の設定は、下部送風ヘッド４０ｂの送風量を上部送風ヘッド４０ａの送風量より大きくすることで行う。なお、下部送風ヘッド４０ｂの送風量を大きくする代わりに、または加えて、上部送風ヘッド４０ａの送風量を少なくしてもよい。
【００３３】
このようにして、フィルム１９を水平に保ちつつ、フィルム１９を幅方向に延伸することができる。これにより、フィルム１９を幅方向に沿って均一な力で延伸することができる。この結果、収縮時に厚みムラが生じなくなる。さらに、延伸によって調整される分子の配向度が、幅方向におけるフィルム１９の両端部と中央部とで大きく異なることを防ぐことができ、光学特性をもフィルム１９の幅方向で均一にすることができる。
【００３４】
なお、自重の影響を抑えてフィルム１９を水平に保つための、加熱風送風部４３ａ，４３ｂの送風量や上部送風ヘッド４０ａから送られる風の風圧（以下、第１風圧と称する）Ｐ１及び下部送風ヘッド４０ｂから送られる風の風圧（以下、第２風圧と称する）Ｐ２などの各設定値は予め、実験などにより、フィルム１９の幅、厚みなどが変えた各品種別に求められている。これら各設定値はコントローラ３９内のメモリ３９ａにルックアップテーブル形式で記憶されている。したがって、幅や厚みを変更した異なるフィルムに対しても、新たな設定値をメモリ３９ａに記憶されているルックアップテーブル形式のデータから読み出すことで、簡単に設定することができる。なお、第１風圧及び第２風圧の設定値の代わりに、第１風圧の設定値と風圧差、あるいは、第２風圧の設定値と風圧差を記憶しておいてもよく、風圧差から他の風圧設定値を求めてもよい。
【００３５】
本実施形態のように、一旦製造されて乾いているフィルムを再び案内して幅方向に延伸するいわゆるオフライン延伸においては、第１風圧Ｐ１、第２風圧Ｐ２、第２風圧Ｐ２から第１風圧Ｐ１を減じた風圧差（＝Ｐ２−Ｐ１）の例は以下の通りである。フィルム幅が１８００ｍｍでフィルム厚みが８０μｍの場合には、第１風圧Ｐ１の設定値は、例えば４０Ｐａ以上２４０Ｐａ以下であり、第２風圧の設定値は９０Ｐａ以上３９０Ｐａ以下であり、その風圧差Ｐ２−Ｐ１は５０Ｐａ以上１５０Ｐａ以下である。なお、風圧差Ｐ２−Ｐ１を１５０Ｐａ以下とすることにより、１５０Ｐａより大きい場合に比べて、上面側へフィルム１９が撓むことがより確実に防止される。一方、風圧差Ｐ２−Ｐ１を５０Ｐａ以上とすることにより、５０Ｐａより小さい場合に比べて、フィルム１９が下面側に撓むことがより確実に防止される。
【００３６】
フィルム１９の原料となるポリマーのガラス転移点の温度をＴｇ（℃）とすると、フィルム１９に吹き付ける加熱風の温度は、Ｔｇ℃以上（Ｔｇ＋１００）℃以下の範囲であると、フィルム１９が軟らかくなり熱延伸し易くなる。このため、本発明は、このような温度範囲の加熱風をフィルム１９に吹きつける場合には特に有効である。加熱風の温度を（Ｔｇ＋１００）℃以下にすることにより、（Ｔｇ＋１００）℃より高い場合に比べて、フィルム１９自体が延伸によって破断することがより確実に防止される。加熱風の温度をＴｇ以上にすることにより、Ｔｇ℃より低い場合に比べて、フィルム１９を構成するポリマー分子の配向度を延伸により調節する効果がより確実に得られる。
【００３７】
なお、光学用途のフィルムの原料となるポリマーとして、セルローストリアセテート（ＴＡＣ）を用いた場合には、加熱風の温度が１３０℃以上２３０℃以下の範囲であると、フィルム１９は軟らかくなり、延伸し易くなる。また、ポリエチレンテレフタラート（ＰＥＴ）を用いた場合には、加熱風の温度が７０℃以上１７０℃以下の範囲であると、フィルム１９は軟らかくなり熱延伸し易くなる。なお、これらの原料に限られず、他のポリマーフィルムであっても同様に効果を奏する。
【００３８】
また、フィルム１９を幅方向に延伸する速度を１％／秒以上２０％／秒以下とすると、本発明は特に有効である。フィルム１９を延伸する速度を１％／秒以上にすることにより、１％／秒より小さくする場合に比べて、延伸による幅方向での厚みの均一化がより確実になり、収縮時における厚みムラの発生がより確実に防止される。フィルム１９を延伸する速度を２０％／秒以下にすることにより、２０％／秒より大きくする場合に比べて、フィルムの張力が小さく抑えられて撓みが大きくなるため、本発明の効果が顕著になる。なお、上記の延伸する速度における「％」の値は、延伸開始時におけるフィルムの幅をＷＳ、延伸終了時におけるフィルムの幅をＷＥとするときに、｛（ＷＥ−ＷＳ）／ＷＳ｝×１００で求める百分率である。
【００３９】
上記第１実施形態では、予め実験などにより求めた風圧設定値になるように加熱風送風部４３ａの送風ファン用モータの回転を制御することにより、フィルム１９の自重による撓みを解消するようにしたが、これに代えて、図４に示すように、撓みセンサ５１を用いて、オンラインで、すなわち、テンタ１２でフィルム１９を延伸しつつ搬送している間に、フィルム１９の幅方向における撓みを測定し、測定したこの撓み量が所定範囲内となることによって、フィルム１９が水平に保持されるように加熱風送風部４３ａ，４３ｂの送風量を制御してもよい。
【００４０】
撓みセンサ５１は、取り付け可能な位置であれば、どこに取り付けても良く、テンタ１２内またはテンタ１２の出口付近が好ましい。なお、撓みセンサ５１は、フィルム１９の撓み量を非接触式に検出することができるものであればよく、周知の各種非接触式の変位センサや距離センサが用いられる。
【００４１】
送風量及び風圧差の制御は、ファン駆動モータの回転数を制御して行っているが、送風量あるいは風圧差を発生させることができれば良く、例えば、送風ダクト４１ａ，４１ｂに図示しない風量絞り装置を設け、この装置により絞り量を制御することにより、送風量を制御してもよい。この場合の送風量の制御も、予め実験などにより撓み量と送風量との最適な関係を求めておき、この関係に基づき検出した撓み量から制御量を求めて、オンラインで風量制御する。これにより、第１実施形態に比べて、オンラインで制御されて、撓みをなくし、フィルム１９を水平に保持することができる。これにより、フィルム１９に発生する幅方向における厚みムラや光学特性ムラをより一層抑えることができる。
【００４２】
なお、第２実施形態では、撓みセンサ５１をフィルム１９の幅方向の中央部に位置させて、この中央部の撓み量に基づき最適な送風量を設定している。しかし、この形態に限らず、図示は省略したが、複数の撓みセンサをフィルム１９の幅方向に適宜間隔で配置し、オンラインでフィルム１９の幅方向の撓み量分布を検出し、この検出した撓み量分布に基づきフィルム１９を水平に保持する制御を行ってもよい。フィルム１９を水平に保持する制御は、上部送風部３７と下部送風部３８との風量を制御する上記方式の他に、フィルム１９の幅方向での吹き出し量に分布を付けるようにして、より一層精度よくフィルム１９を水平に保持してもよい。
【００４３】
図５に示すように、下部送風ヘッド４０ｂのノズルには、スリット状の吹き出し口５３を設ける。フィルム１９（図４参照）の幅方向での吹き出し量に分布を付ける場合には、この吹き出し口５３に隣接させて可動遮風板５４を、回転軸５５を軸として揺動自在に取り付ける。そして、コントローラ３９（図４参照）を介して遮風板回動機構５６により、この可動遮風板５４の揺動角度を調節する。これにより、フィルム１９の幅方向での吹き出し量を変化させて、フィルム１９の幅方向において中央部を強く、両端部に向かうに従い次第に弱くなる風圧分布とすることができる。この可動遮風板５４の揺動角度を適宜変更することにより、風量分布を変更し、フィルム１９をより一層水平に保持することができる。なお、可動遮風板５４による風量分布制御と、加熱風送風部による風量制御とを同時に行うことで、より精度良く、フィルム１９を水平に保持することができる。
【００４４】
上記実施形態では非接触式の撓みセンサを用いて、フィルム１９の撓みを検出するようにしたが、これに代えて、フィルム１９の幅方向の厚みをオンラインで測定する厚みセンサから出力される信号に基づき、上部送風部３７及び下部送風部３８の送風量及び風圧を制御してもよい（図２参照）。フィルム１９の幅方向の厚みセンサから出力される信号は、テンタ１２内におけるフィルム１９の撓み量との間に関連性があり、フィルム１９の厚みセンサによるフィルム１９の幅方向の厚み分布に基づき、送風量を制御する。具体的には、フィルム１９の幅方向の厚み分布に基づきフィルム１９の幅方向における両端部近くと中央部との厚み差と、テンタ１２内におけるフィルム１９の撓み量との関係を求めておき、この厚み差に応じて、フィルム撓み量を無くすように送風量を制御する。これにより、テンタ１２内でフィルム１９を水平に保持するように、上部送風部３７及び下部送風部３８を制御することができる。また、測定した厚み量からフィルム１９の幅方向に亘って厚み分布を求め、この厚み分布に基づいてフィルム１９の中央部に対する両端部の厚み差を求め、この厚み差が一定値を超えた場合には、下部送風部３７の送風量を大きくするようにコントローラ３９により制御してもよい。
【００４５】
セルロースアシレートの詳細については、特開２００５−１０４１４８号の［０１４０］段落から［０１９５］段落に記載されており、これらの記載も本発明に適用することができる。また、溶媒および可塑剤，劣化防止剤，紫外線吸収剤（ＵＶ剤），光学異方性コントロール剤，レタデーション制御剤，染料，マット剤，剥離剤，剥離促進剤などの添加剤についても、同じく特開２００５−１０４１４８号の［０１９６］段落から［０５１６］段落に詳細に記載されており、これらの記載も本発明に適用することができる。
【００４６】
延伸工程の乾燥条件、ハンドリング方法、カール、平面性矯正後の巻取方法から、フィルム回収方法まで、特開２００５−１０４１４８号の［０６１７］段落から［０８８９］段落に詳しく記述されており、これらの記載も本発明に適用することができる。
【００４７】
上記実施形態においては、いわゆるオフライン延伸設備において、フィルムを延伸する場合を例に説明を行った。本発明はこの実施形態に限られず、いわゆるオンライン延伸設備において用いるテンタに対しても本発明を利用することができる。オンライン延伸は、製膜過程、すなわちフィルムを製造する製膜工程で延伸を行うことである。溶液製膜でフィルムを製造する場合の製膜過程では、フィルムは溶媒を含む。フィルムが溶媒を多く含めば含むほど、フィルム自体の強度が小さくなり、さらに重量も増加するため、フィルムは撓みやすくなる。このため、オンライン延伸設備においても、本発明は効果を奏する。
【００４８】
溶液製膜でのオンライン延伸においては、第１風圧Ｐ１、第２風圧Ｐ２、第２風圧Ｐ２から第１風圧Ｐ１を減じた風圧差（＝Ｐ２−Ｐ１）の例は以下の通りである。フィルム幅が１８００ｍｍでフィルム厚みが８０μｍの場合には、第１風圧Ｐ１の設定値は、例えば３０Ｐａ以上１２０Ｐａ以下の範囲であり、第２風圧の設定値は６０Ｐａ以上２１０Ｐａ以下の範囲であり、その風圧差Ｐ２−Ｐ１は３０Ｐａ以上９０Ｐａ以下の範囲である。
【００４９】
また、本発明は、溶液製膜の過程で、２段階で延伸を行う場合に直列に配した２つの各オンライン延伸設備及び延伸方法にも適用することができる。
【００５０】
上記実施形態では、フィルムの両側縁部を把持するクリップを用いたクリップテンタに本発明を実施したが、これに代えて、ピンテンタに本発明を実施してもよい。ピンテンタでは、多数のピンが設けられたピンプレートを用い、このピンプレートにフィルムの両側縁部を刺して保持することにより、フィルムを幅方向に延伸する。
【００５１】
以上のように、本発明は、延伸工程をオンラインとオフラインとのいずれで実施する場合にも適用することができる。いずれの場合であっても、風圧差Ｐ２−Ｐ１は、０．５×（ρ×θ×ｇ×Ｌ／Ｄ）以上１．５×（ρ×θ×ｇ×Ｌ／Ｄ）以下の範囲に設定するとよい。この式において、ρ（単位；ｋｇ／ｍ３）はフィルムの密度、θ（単位；ｍｍ）はフィルムの厚み、Ｌ（単位；ｍｍ）はノズル４５ａとノズル４５ａとの間隔、Ｄ（単位；ｍｍ）はノズル４５ａのスリット隙間、ｇ（単位；ｍ／秒２）は重力加速度である。また、加熱風の各風圧Ｐ１，Ｐ２（いずれも単位は「Ｐａ」）は、噴出し風速をＶ（単位；ｍ／秒）、空気の密度をρａ（単位；ｋｇ／ｍ３）とするときに、ρａ×Ｖ２／２で計算される。なお、ρとθとは、フィルムを拡幅する間の風圧差を求める場合には拡幅の開始時のフィルムにおける値、フィルムの幅を狭める（縮幅する）間の風圧差を求める場合には縮幅の開始時のフィルムにおける値である。
【符号の説明】
【００５２】
１２ テンタ
１９ フィルム
３２ 加熱ユニット
３５ クリップ
３９ コントローラ
４０ａ 上部送風ヘッド
４０ｂ 下部送風ヘッド
５４ 可動遮風板
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ポリマーフィルムの延伸設備及び方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ポリマーフィルム、例えば、セルロースエステルフィルムは、液晶ディスプレイの偏光膜として広く使用されている。そして、このような光学用途のポリマーフィルム（以下、フィルムと称する）に所望の光学特性を持たせるために、フィルムを加熱しながら延伸する場合がある。
【０００３】
長尺のフィルムを加熱しながら延伸するためには、テンタが用いられる。テンタは延伸室内に延伸部及び加熱部を配置して構成されている。延伸部は、フィルムを搬送しながらフィルムの幅方向に延伸するものであり、所望の拡幅率でフィルムの幅方向に間隔が広げられる１対のレールと、このレールにて走行案内される無端チェーンと、無端チェーンに所定のピッチで取り付けられるクリップとを備える。加熱部は、加熱された気体をフィルムの近傍に流して、フィルムの幅方向に延伸するためにフィルムを加熱する。延伸室内で、クリップがフィルムの両側縁部を把持し、把持した状態でレール上を無端チェーンが移動することにより、所望の拡幅率でフィルムが延伸される。
【０００４】
このように、フィルムを加熱しながらの延伸は、溶液製膜におけるフィルムの製造過程で実施されることもあるし、溶液製膜もしくは溶融製膜により得られたフィルムに対して実施されることもある。
【０００５】
ところで、光学用途のフィルムには、幅方向に亘って均一なレタデーション値や膜厚が要求されている。そこで、テンタ内でフィルムを延伸する条件、すなわち、加熱するための気体の温度や、気体を吹き付ける圧力等を、フィルムの幅方向に亘って均一化する送風装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００７−２３７５６０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１のように、フィルムの幅方向に亘って加熱風の温度や風圧を均一化しても、フィルムの側縁部に厚みムラが発生することがあり、改善が望まれていた。
【０００８】
そこで、本願発明者は、テンタ内でのフィルムの挙動を鋭意検討した結果、フィルムの自重により幅方向で撓みが発生しており、この撓みが、厚みムラの原因となっていることを突き止めた。撓んだフィルムを幅方向に延伸して幅を広げ（以降、拡幅と称する）ると、その後フィルムは幅方向に収縮する。厚みムラは、この収縮時に発生することがわかった。
【０００９】
クリップにより両側縁部が把持されているとはいっても、フィルムは、加熱部による加熱によって軟らかくなっている。しかも、広幅化の要請によりフィルムが幅広となっている場合には、自重の影響によって平らな状態を維持することができなくなっている。このことが、厚みムラに繋がっている原因と考えられる。特に、フィルムの幅方向における中央部に比べて両端部の方が自重によって薄くなり、厚みムラが発生しやすい。
【００１０】
このように、幅方向において端部が中央部に比べて薄くなっている状態のフィルムを、従来のように加熱して幅方向に延伸すると、中央部に比べて両端部近くでフィルムは更に薄くなってしまう。そして、幅方向に延伸した後の収縮でさらに厚みムラは顕著になる。
【００１１】
本発明は上記課題を解決するためのものであり、フィルムの自重による撓みを抑えるようにして、収縮時のフィルムに発生する幅方向での厚みムラを無くすようにしたポリマーフィルムの延伸設備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】
【００１２】
本発明のポリマーフィルムの延伸設備は、フィルムの両側縁部を把持しながら前記フィルムの走行方向に移動し、前記フィルムを幅方向に延伸する複数のクリップを有するテンタ本体と、前記クリップで把持された前記フィルムの上面に対し加熱風を吹き付ける上部送風部と、前記クリップで把持された前記フィルムの下面に対し加熱風を吹き付ける下部送風部と、前記上部送風部と下部送風部とから吹き付けられる加熱風の風圧差によって前記フィルムを水平に保持する水平保持制御部とを備えることを特徴とする。
【００１３】
前記水平保持制御部は、少なくとも前記下部送風部の送風量を制御することが好ましい。前記水平保持制御部は、前記フィルムの撓み量を測定する撓みセンサを備え、前記水平保持制御部は、前記撓みセンサからの撓み量を表す信号に基づき前記撓み量が大きくなるに従い前記下部送風部の送風量を大きくすることが好ましい。
【００１４】
前記水平保持制御部は、前記幅方向における前記フィルムの厚み分布を測定し、この測定した厚み分布に基づいて、前記幅方向における、前記フィルムの中央部に対する前記フィルムの両端部の厚み差を求め、前記厚み差が一定値を超えたときに前記下部送風部の送風量を大きくすることが好ましい。
【００１５】
本発明のポリマーフィルムの延伸方法は、フィルムの両側縁部を複数のクリップにより把持して前記フィルムの走行方向に移動しながら、前記フィルムを幅方向に延伸する延伸工程と、前記クリップで把持された前記フィルムの上面に対し上面加熱風を吹き付けるとともに、前記クリップで把持された前記フィルムの下面に対し下面加熱風を吹き付けて前記フィルムを加熱する加熱工程と、前記上面加熱風と前記下面加熱風との風圧差によって前記フィルムを水平に保持する水平保持工程とを有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、上部送風部と下部送風部とによる風圧差によってフィルムを水平に保持するから、フィルムの自重による撓みに起因し、収縮時のフィルムに発生する幅方向での厚みムラを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】オフライン延伸設備の概略側面図である。
【図２】フィルムが延伸されているテンタの内部を示すもので、上部送風ヘッドの横断面図である。
【図３】上部送風ヘッド及び下部送風ヘッドによる送風量の違いにより、テンタ内でフィルムを幅方向で水平に保持している状態を示す概略の正面図である。
【図４】撓みセンサをテンタ内に設けて、オンラインでフィルムの撓みを測定し、測定した撓みに基づいて、フィルムを幅方向で水平に保持するように送風部の制御を行う第２実施形態を示す概略の正面図である。
【図５】可動遮風板を揺動自在に設けて、送風ノズルの吹き出し口の一部を覆い、フィルムの幅方向における風量分布も制御可能にした第３実施形態の要部を示す概略の平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
図１に示すように、オフライン延伸設備１０は、フィルム送出室１１と、テンタ１２と、耳切装置１３と、応力緩和室１４と、冷却室１５と、フィルム巻取室１６とを順に有する。
【００１９】
フィルム送出室１１には、取付軸１７ａを有するフィルム送出機１７が設けられている。この取付軸１７ａにはフィルムロール１８がセットされる。フィルム１９はフィルム送出機１７によりフィルムロール１８から連続的に引き出されテンタ１２へ送られる。
【００２０】
テンタ１２では、フィルム１９は、両側縁部が複数のクリップ３５（図２参照）で把持される。これらクリップ３５がテンタ１２の内部を走行することにより、フィルム１９は搬送される。一方の側縁部を把持するクリップ３５と他方の側縁部を把持するクリップ３５との距離が下流に向かうに従い大きくなることにより、フィルム１９は幅方向に張力が付与されて延伸される。また、フィルム１９が搬送する間に、フィルム１９は加熱される。この加熱によりフィルム１９の温度が上昇する。なお、延伸倍率は、所望の光学特性等に応じて適宜設定される。
【００２１】
テンタ１２で延伸されたフィルム１９は耳切装置１３に送られる。フィルム１９は、耳切装置１３により、クリップ３５で把持された部分である両側縁部が切り離される。切り離されたスリット状の側縁部である耳屑は、カットブロア２１で細かく小片にカットされる。カットされた小片は、クラッシャ２２に送られ、更に細片に切断されてチップとなる。このチップはドープ調製用に再利用される。
【００２２】
耳切装置１３によりその両側縁部が切り離されたフィルム１９は、応力緩和室１４に送られる。応力緩和室１４には、フィルム１９の搬送方向に並ぶように多数のローラ２３が備えられている。フィルム１９はローラ２３により応力緩和室１４の内部を長手方向に案内される。ローラ２３により応力緩和室１４内を通過する際に、フィルム１９は、延伸により生じた応力歪みが緩和される。応力緩和後のフィルム１９は冷却室１５に送られる。なお、応力緩和室１４の内部の温度は、例えば２０℃〜２５０℃の範囲で一定値にされている。
【００２３】
フィルム１９は、冷却室１５で例えば３０℃以下に冷却された後、フィルム巻取室１６に送られる。フィルム巻取室１６には、巻取軸２４ａを有するフィルム巻取機２４が設けられている。巻取軸２４ａには、巻き芯（図示せず）が取り付けられている。フィルム巻取機２４により巻取軸２４ａが回転され、フィルム１９は巻き芯に巻き取られてフィルムロールが形成される。
【００２４】
図２に示すように、テンタ１２は、延伸ユニット３１と加熱ユニット３２と延伸室３３とを備えている。延伸室３３で、フィルム１９が延伸される。延伸ユニット３１には、１対のレール上を走行するテンタチェーン３４が設けられている。このテンタチェーン３４には多数のクリップ３５が一定のピッチで取り付けられている。テンタチェーン３４はチェーンスプロケット３６が回転されることによりレール上を循環して走行する。
【００２５】
クリップ３５は、フィルム把持位置で閉じられることによりフィルム１９の側縁部を把持する。また、クリップ３５は、フィルム開放位置で開かれることによりフィルム１９の側縁部の把持を開放する。１対のレールは、互いのレール間距離が延伸室３３の入口から出口に向けて次第に大きくなるように設定されている。したがって、クリップ３５によりフィルム１９の両側縁部が把持された状態でテンタチェーン３４が１対のレール上を走行することにより、１対のレール上で対向しているクリップ３５が次第に離れることになり、フィルム１９が幅方向に延伸される。なお、１対のレール間隔は、フィルム１９の幅変更に対応して、変更可能になっており、幅の異なるフィルムに対して熱延伸することができる。
【００２６】
加熱ユニット３２は、上部送風部３７、下部送風部３８、及び水平保持制御部（以下、コントローラと称する）３９から構成されている（図３参照）。上部送風部３７は、多数の上部送風ヘッド４０ａと、送風ダクト４１ａと、循環ダクト４２ａと、加熱風送風部４３ａと、排気ダクト４４ａとを備えている。上部送風ヘッド４０ａは、フィルム１９の上面に対面するように設けられており、フィルム１９の搬送方向（矢線Ａ）に並べて設けられる。
【００２７】
上部送風ヘッド４０ａは、例えば、５本のノズル４５ａを備えている。各ノズル４５ａは、フィルム１９の幅方向に長く形成されており、ノズル４５ａの内部には加熱風の吹き出し量を調整するための図示しない整風板が配置されている。この整風板は、フィルム１９の幅方向に離間して設けた丸孔を備えている。整風板の開口率を変えることにより、空気の吹き出し量が調節され、フィルム１９の幅方向でほぼ均一な空気吹き出し量が得られる。なお、整風板の孔の形状や数量、ノズルの形状や数量は図示例のものに限定されず、適宜変更してもよい。
【００２８】
送風ダクト４１ａは、上部送風ヘッド４０ａの側面に接続され、各上部送風ヘッド４０ａに加熱した空気を送り込む。循環ダクト４２ａは、送風ダクト４１ａと向かい合う送風ヘッド４０ａの他方の側面に接続され、送風ダクト４１ａから送り込まれた空気の一部を加熱風送風部４３ａに送る。
【００２９】
排気ダクト４４ａは、延伸室３３の内部に接続され、延伸室３３の内部に溜まった空気を排気させて、加熱風送風部４３ａへ送る。加熱風送風部４３ａは、空気を循環させるための送風ファン４６ａと、空気を加熱して温度を調節する温調部４７ａとを備え、一方の側面に循環ダクト４２ａを接続して空気を回収し、向かい合う他方の側面に送風ダクト４１ａを接続して加熱された空気を送り出す。
【００３０】
下部送風部３８（図３参照）も上部送風部３７と同様に構成されており、下部送風ヘッド、送風ダクト、循環ダクト、ノズル、排気ダクト、加熱風送風部などの各構成部材４０ｂ〜４５ｂを備えている。上部送風部３７が加熱風をフィルム１９の上面に向けて吹き出し、下部送風部３８が加熱風をフィルム１９の下面に向けて吹き出す点で、上部送風部３７と下部送風部３８とは異なっているだけである。そこで、下部送風部３８の各構成部材には上部送風部３７の各構成部材と同じ符号４０〜４７を付し、添え字としてａの代わりにｂを付して、図２と同様な図面による説明は省略する。
【００３１】
次に、本発明の特徴的部分について説明する。図３に示すように、テンタ１２では、フィルム１９の両側縁部がクリップ３５により把持されている。上部送風ヘッド４０ａと下部送風ヘッド４０ｂとの各々には送風ダクト４１ａ，４１ｂと循環ダクト４２ａ，４２ｂとが接続されている。加熱風は、加熱風送風部４３ａ，４３ｂ（図２参照）から送風ダクト４１ａ，４１ｂに送られる。そして、フィルム１９の上面側にある上部送風ヘッド４０ａと、フィルム１９の下面側にある下部送風ヘッド４０ｂとから、ノズル４４ａ，４４ｂを通じて、フィルム１９の上面及び下面に向けて加熱風が吹き付けられる。
【００３２】
コントローラ３９は、上部及び下部送風ヘッド４０ａ，４０ｂからの送風量を制御することで、フィルム１９の上下面に対する風圧に差をつける。この風圧差により、フィルム１９の自重による撓みをなくしてフィルム１９を水平に保つ。この風圧差の設定は、下部送風ヘッド４０ｂの送風量を上部送風ヘッド４０ａの送風量より大きくすることで行う。なお、下部送風ヘッド４０ｂの送風量を大きくする代わりに、または加えて、上部送風ヘッド４０ａの送風量を少なくしてもよい。
【００３３】
このようにして、フィルム１９を水平に保ちつつ、フィルム１９を幅方向に延伸することができる。これにより、フィルム１９を幅方向に沿って均一な力で延伸することができる。この結果、収縮時に厚みムラが生じなくなる。さらに、延伸によって調整される分子の配向度が、幅方向におけるフィルム１９の両端部と中央部とで大きく異なることを防ぐことができ、光学特性をもフィルム１９の幅方向で均一にすることができる。
【００３４】
なお、自重の影響を抑えてフィルム１９を水平に保つための、加熱風送風部４３ａ，４３ｂの送風量や上部送風ヘッド４０ａから送られる風の風圧（以下、第１風圧と称する）Ｐ１及び下部送風ヘッド４０ｂから送られる風の風圧（以下、第２風圧と称する）Ｐ２などの各設定値は予め、実験などにより、フィルム１９の幅、厚みなどが変えた各品種別に求められている。これら各設定値はコントローラ３９内のメモリ３９ａにルックアップテーブル形式で記憶されている。したがって、幅や厚みを変更した異なるフィルムに対しても、新たな設定値をメモリ３９ａに記憶されているルックアップテーブル形式のデータから読み出すことで、簡単に設定することができる。なお、第１風圧及び第２風圧の設定値の代わりに、第１風圧の設定値と風圧差、あるいは、第２風圧の設定値と風圧差を記憶しておいてもよく、風圧差から他の風圧設定値を求めてもよい。
【００３５】
本実施形態のように、一旦製造されて乾いているフィルムを再び案内して幅方向に延伸するいわゆるオフライン延伸においては、第１風圧Ｐ１、第２風圧Ｐ２、第２風圧Ｐ２から第１風圧Ｐ１を減じた風圧差（＝Ｐ２−Ｐ１）の例は以下の通りである。フィルム幅が１８００ｍｍでフィルム厚みが８０μｍの場合には、第１風圧Ｐ１の設定値は、例えば４０Ｐａ以上２４０Ｐａ以下であり、第２風圧の設定値は９０Ｐａ以上３９０Ｐａ以下であり、その風圧差Ｐ２−Ｐ１は５０Ｐａ以上１５０Ｐａ以下である。なお、風圧差Ｐ２−Ｐ１を１５０Ｐａ以下とすることにより、１５０Ｐａより大きい場合に比べて、上面側へフィルム１９が撓むことがより確実に防止される。一方、風圧差Ｐ２−Ｐ１を５０Ｐａ以上とすることにより、５０Ｐａより小さい場合に比べて、フィルム１９が下面側に撓むことがより確実に防止される。
【００３６】
フィルム１９の原料となるポリマーのガラス転移点の温度をＴｇ（℃）とすると、フィルム１９に吹き付ける加熱風の温度は、Ｔｇ℃以上（Ｔｇ＋１００）℃以下の範囲であると、フィルム１９が軟らかくなり熱延伸し易くなる。このため、本発明は、このような温度範囲の加熱風をフィルム１９に吹きつける場合には特に有効である。加熱風の温度を（Ｔｇ＋１００）℃以下にすることにより、（Ｔｇ＋１００）℃より高い場合に比べて、フィルム１９自体が延伸によって破断することがより確実に防止される。加熱風の温度をＴｇ以上にすることにより、Ｔｇ℃より低い場合に比べて、フィルム１９を構成するポリマー分子の配向度を延伸により調節する効果がより確実に得られる。
【００３７】
なお、光学用途のフィルムの原料となるポリマーとして、セルローストリアセテート（ＴＡＣ）を用いた場合には、加熱風の温度が１３０℃以上２３０℃以下の範囲であると、フィルム１９は軟らかくなり、延伸し易くなる。また、ポリエチレンテレフタラート（ＰＥＴ）を用いた場合には、加熱風の温度が７０℃以上１７０℃以下の範囲であると、フィルム１９は軟らかくなり熱延伸し易くなる。なお、これらの原料に限られず、他のポリマーフィルムであっても同様に効果を奏する。
【００３８】
また、フィルム１９を幅方向に延伸する速度を１％／秒以上２０％／秒以下とすると、本発明は特に有効である。フィルム１９を延伸する速度を１％／秒以上にすることにより、１％／秒より小さくする場合に比べて、延伸による幅方向での厚みの均一化がより確実になり、収縮時における厚みムラの発生がより確実に防止される。フィルム１９を延伸する速度を２０％／秒以下にすることにより、２０％／秒より大きくする場合に比べて、フィルムの張力が小さく抑えられて撓みが大きくなるため、本発明の効果が顕著になる。なお、上記の延伸する速度における「％」の値は、延伸開始時におけるフィルムの幅をＷＳ、延伸終了時におけるフィルムの幅をＷＥとするときに、｛（ＷＥ−ＷＳ）／ＷＳ｝×１００で求める百分率である。
【００３９】
上記第１実施形態では、予め実験などにより求めた風圧設定値になるように加熱風送風部４３ａの送風ファン用モータの回転を制御することにより、フィルム１９の自重による撓みを解消するようにしたが、これに代えて、図４に示すように、撓みセンサ５１を用いて、オンラインで、すなわち、テンタ１２でフィルム１９を延伸しつつ搬送している間に、フィルム１９の幅方向における撓みを測定し、測定したこの撓み量が所定範囲内となることによって、フィルム１９が水平に保持されるように加熱風送風部４３ａ，４３ｂの送風量を制御してもよい。
【００４０】
撓みセンサ５１は、取り付け可能な位置であれば、どこに取り付けても良く、テンタ１２内またはテンタ１２の出口付近が好ましい。なお、撓みセンサ５１は、フィルム１９の撓み量を非接触式に検出することができるものであればよく、周知の各種非接触式の変位センサや距離センサが用いられる。
【００４１】
送風量及び風圧差の制御は、ファン駆動モータの回転数を制御して行っているが、送風量あるいは風圧差を発生させることができれば良く、例えば、送風ダクト４１ａ，４１ｂに図示しない風量絞り装置を設け、この装置により絞り量を制御することにより、送風量を制御してもよい。この場合の送風量の制御も、予め実験などにより撓み量と送風量との最適な関係を求めておき、この関係に基づき検出した撓み量から制御量を求めて、オンラインで風量制御する。これにより、第１実施形態に比べて、オンラインで制御されて、撓みをなくし、フィルム１９を水平に保持することができる。これにより、フィルム１９に発生する幅方向における厚みムラや光学特性ムラをより一層抑えることができる。
【００４２】
なお、第２実施形態では、撓みセンサ５１をフィルム１９の幅方向の中央部に位置させて、この中央部の撓み量に基づき最適な送風量を設定している。しかし、この形態に限らず、図示は省略したが、複数の撓みセンサをフィルム１９の幅方向に適宜間隔で配置し、オンラインでフィルム１９の幅方向の撓み量分布を検出し、この検出した撓み量分布に基づきフィルム１９を水平に保持する制御を行ってもよい。フィルム１９を水平に保持する制御は、上部送風部３７と下部送風部３８との風量を制御する上記方式の他に、フィルム１９の幅方向での吹き出し量に分布を付けるようにして、より一層精度よくフィルム１９を水平に保持してもよい。
【００４３】
図５に示すように、下部送風ヘッド４０ｂのノズルには、スリット状の吹き出し口５３を設ける。フィルム１９（図４参照）の幅方向での吹き出し量に分布を付ける場合には、この吹き出し口５３に隣接させて可動遮風板５４を、回転軸５５を軸として揺動自在に取り付ける。そして、コントローラ３９（図４参照）を介して遮風板回動機構５６により、この可動遮風板５４の揺動角度を調節する。これにより、フィルム１９の幅方向での吹き出し量を変化させて、フィルム１９の幅方向において中央部を強く、両端部に向かうに従い次第に弱くなる風圧分布とすることができる。この可動遮風板５４の揺動角度を適宜変更することにより、風量分布を変更し、フィルム１９をより一層水平に保持することができる。なお、可動遮風板５４による風量分布制御と、加熱風送風部による風量制御とを同時に行うことで、より精度良く、フィルム１９を水平に保持することができる。
【００４４】
上記実施形態では非接触式の撓みセンサを用いて、フィルム１９の撓みを検出するようにしたが、これに代えて、フィルム１９の幅方向の厚みをオンラインで測定する厚みセンサから出力される信号に基づき、上部送風部３７及び下部送風部３８の送風量及び風圧を制御してもよい（図２参照）。フィルム１９の幅方向の厚みセンサから出力される信号は、テンタ１２内におけるフィルム１９の撓み量との間に関連性があり、フィルム１９の厚みセンサによるフィルム１９の幅方向の厚み分布に基づき、送風量を制御する。具体的には、フィルム１９の幅方向の厚み分布に基づきフィルム１９の幅方向における両端部近くと中央部との厚み差と、テンタ１２内におけるフィルム１９の撓み量との関係を求めておき、この厚み差に応じて、フィルム撓み量を無くすように送風量を制御する。これにより、テンタ１２内でフィルム１９を水平に保持するように、上部送風部３７及び下部送風部３８を制御することができる。また、測定した厚み量からフィルム１９の幅方向に亘って厚み分布を求め、この厚み分布に基づいてフィルム１９の中央部に対する両端部の厚み差を求め、この厚み差が一定値を超えた場合には、下部送風部３７の送風量を大きくするようにコントローラ３９により制御してもよい。
【００４５】
セルロースアシレートの詳細については、特開２００５−１０４１４８号の［０１４０］段落から［０１９５］段落に記載されており、これらの記載も本発明に適用することができる。また、溶媒および可塑剤，劣化防止剤，紫外線吸収剤（ＵＶ剤），光学異方性コントロール剤，レタデーション制御剤，染料，マット剤，剥離剤，剥離促進剤などの添加剤についても、同じく特開２００５−１０４１４８号の［０１９６］段落から［０５１６］段落に詳細に記載されており、これらの記載も本発明に適用することができる。
【００４６】
延伸工程の乾燥条件、ハンドリング方法、カール、平面性矯正後の巻取方法から、フィルム回収方法まで、特開２００５−１０４１４８号の［０６１７］段落から［０８８９］段落に詳しく記述されており、これらの記載も本発明に適用することができる。
【００４７】
上記実施形態においては、いわゆるオフライン延伸設備において、フィルムを延伸する場合を例に説明を行った。本発明はこの実施形態に限られず、いわゆるオンライン延伸設備において用いるテンタに対しても本発明を利用することができる。オンライン延伸は、製膜過程、すなわちフィルムを製造する製膜工程で延伸を行うことである。溶液製膜でフィルムを製造する場合の製膜過程では、フィルムは溶媒を含む。フィルムが溶媒を多く含めば含むほど、フィルム自体の強度が小さくなり、さらに重量も増加するため、フィルムは撓みやすくなる。このため、オンライン延伸設備においても、本発明は効果を奏する。
【００４８】
溶液製膜でのオンライン延伸においては、第１風圧Ｐ１、第２風圧Ｐ２、第２風圧Ｐ２から第１風圧Ｐ１を減じた風圧差（＝Ｐ２−Ｐ１）の例は以下の通りである。フィルム幅が１８００ｍｍでフィルム厚みが８０μｍの場合には、第１風圧Ｐ１の設定値は、例えば３０Ｐａ以上１２０Ｐａ以下の範囲であり、第２風圧の設定値は６０Ｐａ以上２１０Ｐａ以下の範囲であり、その風圧差Ｐ２−Ｐ１は３０Ｐａ以上９０Ｐａ以下の範囲である。
【００４９】
また、本発明は、溶液製膜の過程で、２段階で延伸を行う場合に直列に配した２つの各オンライン延伸設備及び延伸方法にも適用することができる。
【００５０】
上記実施形態では、フィルムの両側縁部を把持するクリップを用いたクリップテンタに本発明を実施したが、これに代えて、ピンテンタに本発明を実施してもよい。ピンテンタでは、多数のピンが設けられたピンプレートを用い、このピンプレートにフィルムの両側縁部を刺して保持することにより、フィルムを幅方向に延伸する。
【００５１】
以上のように、本発明は、延伸工程をオンラインとオフラインとのいずれで実施する場合にも適用することができる。いずれの場合であっても、風圧差Ｐ２−Ｐ１は、０．５×（ρ×θ×ｇ×Ｌ／Ｄ）以上１．５×（ρ×θ×ｇ×Ｌ／Ｄ）以下の範囲に設定するとよい。この式において、ρ（単位；ｋｇ／ｍ３）はフィルムの密度、θ（単位；ｍｍ）はフィルムの厚み、Ｌ（単位；ｍｍ）はノズル４５ａとノズル４５ａとの間隔、Ｄ（単位；ｍｍ）はノズル４５ａのスリット隙間、ｇ（単位；ｍ／秒２）は重力加速度である。また、加熱風の各風圧Ｐ１，Ｐ２（いずれも単位は「Ｐａ」）は、噴出し風速をＶ（単位；ｍ／秒）、空気の密度をρａ（単位；ｋｇ／ｍ３）とするときに、ρａ×Ｖ２／２で計算される。なお、ρとθとは、フィルムを拡幅する間の風圧差を求める場合には拡幅の開始時のフィルムにおける値、フィルムの幅を狭める（縮幅する）間の風圧差を求める場合には縮幅の開始時のフィルムにおける値である。
【符号の説明】
【００５２】
１２ テンタ
１９ フィルム
３２ 加熱ユニット
３５ クリップ
３９ コントローラ
４０ａ 上部送風ヘッド
４０ｂ 下部送風ヘッド
５４ 可動遮風板
【特許請求の範囲】
【請求項１】
フィルムの両側縁部を把持しながら前記フィルムの走行方向に移動し、前記フィルムを幅方向に延伸する複数のクリップを有するテンタ本体と、
前記クリップで把持された前記フィルムの上面に対し加熱風を吹き付ける上部送風部と、
前記クリップで把持された前記フィルムの下面に対し加熱風を吹き付ける下部送風部と、
前記上部送風部と下部送風部とから吹き付けられる加熱風の風圧差によって前記フィルムを水平に保持する水平保持制御部とを備えることを特徴とするポリマーフィルムの延伸設備。
【請求項２】
前記水平保持制御部は、少なくとも前記下部送風部の送風量を制御することを特徴とする請求項１記載のポリマーフィルムの延伸設備。
【請求項３】
前記水平保持制御部は、前記フィルムの撓み量を測定する撓みセンサを備え、前記水平保持制御部は、前記撓みセンサからの撓み量を表す信号に基づき前記撓み量が大きくなるに従い前記下部送風部の送風量を大きくすることを特徴とする請求項１または２記載のポリマーフィルムの延伸設備。
【請求項４】
前記水平保持制御部は、前記幅方向における前記フィルムの厚み分布を測定し、この測定した厚み分布に基づいて、前記幅方向における、前記フィルムの中央部に対する前記フィルムの両端部の厚み差を求め、前記厚み差が一定値を超えたときに前記下部送風部の送風量を大きくすることを特徴とする請求項１から３いずれか１項記載のポリマーフィルムの延伸設備。
【請求項５】
フィルムの両側縁部を複数のクリップにより把持して前記フィルムの走行方向に移動しながら、前記フィルムを幅方向に延伸する延伸工程と、
前記クリップで把持された前記フィルムの上面に対し上面加熱風を吹き付けるとともに、前記クリップで把持された前記フィルムの下面に対し下面加熱風を吹き付けて前記フィルムを加熱する加熱工程と、
前記上面加熱風と前記下面加熱風との風圧差によって前記フィルムを水平に保持する水平保持工程とを有することを特徴とするポリマーフィルムの延伸方法。
【請求項１】
フィルムの両側縁部を把持しながら前記フィルムの走行方向に移動し、前記フィルムを幅方向に延伸する複数のクリップを有するテンタ本体と、
前記クリップで把持された前記フィルムの上面に対し加熱風を吹き付ける上部送風部と、
前記クリップで把持された前記フィルムの下面に対し加熱風を吹き付ける下部送風部と、
前記上部送風部と下部送風部とから吹き付けられる加熱風の風圧差によって前記フィルムを水平に保持する水平保持制御部とを備えることを特徴とするポリマーフィルムの延伸設備。
【請求項２】
前記水平保持制御部は、少なくとも前記下部送風部の送風量を制御することを特徴とする請求項１記載のポリマーフィルムの延伸設備。
【請求項３】
前記水平保持制御部は、前記フィルムの撓み量を測定する撓みセンサを備え、前記水平保持制御部は、前記撓みセンサからの撓み量を表す信号に基づき前記撓み量が大きくなるに従い前記下部送風部の送風量を大きくすることを特徴とする請求項１または２記載のポリマーフィルムの延伸設備。
【請求項４】
前記水平保持制御部は、前記幅方向における前記フィルムの厚み分布を測定し、この測定した厚み分布に基づいて、前記幅方向における、前記フィルムの中央部に対する前記フィルムの両端部の厚み差を求め、前記厚み差が一定値を超えたときに前記下部送風部の送風量を大きくすることを特徴とする請求項１から３いずれか１項記載のポリマーフィルムの延伸設備。
【請求項５】
フィルムの両側縁部を複数のクリップにより把持して前記フィルムの走行方向に移動しながら、前記フィルムを幅方向に延伸する延伸工程と、
前記クリップで把持された前記フィルムの上面に対し上面加熱風を吹き付けるとともに、前記クリップで把持された前記フィルムの下面に対し下面加熱風を吹き付けて前記フィルムを加熱する加熱工程と、
前記上面加熱風と前記下面加熱風との風圧差によって前記フィルムを水平に保持する水平保持工程とを有することを特徴とするポリマーフィルムの延伸方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１２−７１４７６（Ｐ２０１２−７１４７６Ａ）
【公開日】平成２４年４月１２日（２０１２．４．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２１７４０６（Ｐ２０１０−２１７４０６）
【出願日】平成２２年９月２８日（２０１０．９．２８）
【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２４年４月１２日（２０１２．４．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年９月２８日（２０１０．９．２８）
【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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