樹脂フィルム特性評価装置
【課題】延伸中の樹脂フィルムの特性をその場で適切に評価できる樹脂フィルム特性評価装置を提供する。
【解決手段】樹脂フィルムを延伸しつつ、樹脂フィルムの特性を評価する樹脂フィルム特性評価装置であって、樹脂フィルムを２軸以上に同時延伸可能なフィルム延伸手段と、延伸中の樹脂フィルムに対して電磁波を照射する電磁波照射手段と、樹脂フィルムを透過した電磁波を検出する検出手段とを備え、検出手段の検出結果に基づいて樹脂フィルムの特性を評価する。
【解決手段】樹脂フィルムを延伸しつつ、樹脂フィルムの特性を評価する樹脂フィルム特性評価装置であって、樹脂フィルムを２軸以上に同時延伸可能なフィルム延伸手段と、延伸中の樹脂フィルムに対して電磁波を照射する電磁波照射手段と、樹脂フィルムを透過した電磁波を検出する検出手段とを備え、検出手段の検出結果に基づいて樹脂フィルムの特性を評価する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、樹脂フィルムを延伸しつつ、当該樹脂フィルムの特性を評価する樹脂フィルム特性評価装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
樹脂フィルムは、包装、雑貨、農業、工業、食品、医療、光学など広範囲の分野に亘って利用されている。樹脂フィルムは、例えば、弾性率向上、脆弱性改善、水蒸気透過率改善、光学的異方性付与など、樹脂フィルムに機能性を持たせることを目的として、二軸延伸を行う場合がある。樹脂フィルムの特性は延伸の程度によって変化するため、樹脂フィルムの特性の変化と延伸の程度との関係を適切に把握する必要がある。
【０００３】
樹脂フィルムの特性の変化と延伸の程度との関係を適切に把握するためには、延伸後の樹脂フィルムの特性のみではなく、延伸過程にある樹脂フィルムにおいてどのような特性の変化がおきているかを適切に把握する必要がある。このため、延伸中の樹脂フィルムの特性をその場（ｉｎ−ｓｉｔｕ）で適切に評価できる樹脂フィルム特性評価装置が望まれている。
【０００４】
従来、樹脂フィルムの特性を評価する技術として特許文献１に記載のものが知られている。特許文献１には、樹脂フィルムの２軸延伸装置において、２軸延伸後の樹脂フィルムの厚みを測定し、測定した厚みに基づいて２軸延伸装置をフィードバック制御することにより、２軸延伸後の樹脂フィルムの厚みを制御することが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−１２９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述の特許文献１には、樹脂フィルムの厚みを連続的に測定することが開示されているものの、２軸延伸後の樹脂フィルムの厚みを測定する技術であり、延伸過程の樹脂フィルムの特性の変化をその場で評価するものではない。
【０００７】
本発明は上述した背景に鑑みてなされたものであり、延伸中の樹脂フィルムの特性をその場（ｉｎ−ｓｉｔｕ）で適切に評価できる樹脂フィルム特性評価装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る樹脂フィルム特性評価装置は、樹脂フィルムを延伸しつつ、当該樹脂フィルムの特性を評価する樹脂フィルム特性評価装置であって、前記樹脂フィルムを２軸以上に延伸可能なフィルム延伸手段と、延伸中の前記樹脂フィルムに対して電磁波を照射する電磁波照射手段と、前記樹脂フィルムを透過した電磁波を検出する検出手段とを備え、前記検出手段の検出結果に基づいて前記樹脂フィルムの特性を評価する。
【０００９】
本構成によれば、フィルム延伸手段により樹脂フィルムを２軸以上に延伸しつつ、検出手段の検出結果に基づき、樹脂フィルムの特性を評価することができる。この結果、延伸中の樹脂フィルムの特性を適切に評価することができる。
なお、本発明において、「樹脂フィルムを延伸しつつ、当該樹脂フィルムの特性を評価する」とは、延伸と特性の評価とを同時に連続的に行う場合のみならず、延伸と特性の評価とを断続的に行う場合も含まれるものである。
【００１０】
上述の構成において、前記延伸手段がセンターストレッチ式の延伸手段であると好適である。
【００１１】
本構成によれば、樹脂フィルムの中心部は延伸に伴って樹脂フィルムが移動することがない。従って、例えば、樹脂フィルムの一点に電磁波を照射して特性を評価する場合であっても、樹脂フィルムの中心部に電磁波を照射することにより、延伸過程において樹脂フィルムの同一の部位の特性を評価することになる。この結果、より適切に樹脂フィルムの特性を評価することができる。
【００１２】
上述の構成において、前記樹脂フィルムに対して非接触状態で前記樹脂フィルムの厚みを測定する厚み測定手段を備えると好適である。
【００１３】
樹脂フィルムの特性を評価する際に当該樹脂フィルムの特性を示す種々の特性パラメータを算出する場合があり、特性パラメータの算出に樹脂フィルムの厚みが必要になる場合がある。従って、厚み測定手段を備えることにより、樹脂フィルムの厚みを正確に得ることができ、特性パラメータを正確に算出することができる。しかも、厚み測定手段が樹脂フィルムに接触することなく厚みを測定するので、厚み測定手段が延伸に影響を与えることがない。この結果、より適切に樹脂フィルムの特性を評価することができる。
【００１４】
前記樹脂フィルムにかかる張力を測定する張力測定手段を備えると好適である。
【００１５】
樹脂フィルムを延伸する際の特性の変化と樹脂フィルムにかかる張力とは密接に関係する。したがって、張力測定手段により延伸中の張力についても測定することにより、延伸と樹脂フィルムの特性との関係を的確に把握することができる。
【００１６】
上述の構成において、温度制御可能な恒温槽を備え、前記フィルム延伸手段が前記恒温槽の内部に設けられていると好適である。
【００１７】
上述の構成により、樹脂フィルムの雰囲気温度の制御が容易になる。この結果、より適切に樹脂フィルムの特性を評価することができる。
【００１８】
上述の構成において、前記恒温槽が加熱空気により温度制御を行う恒温槽であり、前記加熱空気の供給口から供給された加熱空気が前記樹脂フィルムの面に均一に当たるように前記空気の流れを制御する空気流制御手段が設けられていると好適である。
【００１９】
樹脂フィルムに局所的に加熱空気が当たることにより、樹脂フィルムの当該部分が他の部分より加熱され温度が高くなり、他の部分よりも延伸されて、樹脂フィルムが不均一に延伸される原因となる場合がある。そこで、本構成のように、空気流制御手段により空気の流れを制御して、加熱空気を樹脂フィルムの面に均一に当てることにより、樹脂フィルムの温度が均一になる。その結果、樹脂フィルムを均一に加熱することができる。
【００２０】
上述の構成において、前記フィルム延伸手段が前記樹脂フィルムを挟持する挟持部を有し、前記供給口から吐出された前記加熱空気が前記挟持部に直接当たらないように前記供給口を配置してあると好適である。
【００２１】
本構成のように、フィルム延伸手段が樹脂フィルムを挟持する挟持部を有する場合、当該挟持部が樹脂フィルムと接触することになる。この場合、加熱空気が挟持部に直接当たると、加熱空気により挟持部が過度に加熱されて、樹脂フィルムのうち挟持部による挟持箇所の近傍の部分が局所的に加熱される場合がある。この状態で樹脂フィルムを延伸すると、局所的に加熱された挟持部近傍の樹脂フィルムが他の部分よりも延伸されて均一に樹脂フィルムを延伸できない場合がある。そこで、本構成のように、供給口から吐出された加熱空気が挟持部に直接当たらないように供給口を配置することにより、挟持部が過度に加熱されるのを防止し、樹脂フィルムを均一に延伸することができる。
【００２２】
上述の構成において、前記フィルム延伸手段が前記樹脂フィルムを挟持する挟持部を有し、前記空気流制御手段が、前記加熱空気が前記挟持部に直接当たることを防止する防止手段を含むと好適である。
【００２３】
本構成により、防止手段により加熱空気が挟持部に直接当たることを確実に防止することができ、挟持部が過度に加熱されるのを防止することができる。この結果、樹脂フィルムが局所的に加熱されるのを防止して、樹脂フィルムを均一に延伸することができる。
【００２４】
上述の構成において、前記空気流制御手段が風向板により構成されていると好適である。本構成により、風向板により安価な構成で空気流を制御することができる。
【００２５】
上述の構成において、前記風向板が、前記供給口からの前記加熱空気を前記樹脂フィルムの面の上方及び下方の少なくとも何れか一方に仕向ける風向板と、前記樹脂フィルムの面の上方又は下方を通過した前記加熱空気を前記前記樹脂フィルムの上面又は下面に仕向ける風向板とを有すると好適である。
【００２６】
上述の構成において、前記恒温槽が加熱空気により温度制御を行う恒温槽であり、前記加熱空気の供給口と排気口とが、前記加熱空気の供給方向及び排気方向が前記樹脂フィルムの面に沿った方向になるよう対向して設けられていると好適である。
【００２７】
本構成によれば、加熱空気の供給口と排気口とが加熱空気の供給方向及び排気方向が樹脂フィルムの面に沿った方向になるよう対向して設けられているので、樹脂フィルムの面に沿った方向の空気流が生じる。このため、樹脂フィルムが空気流の障害となることを防止して、確実に加熱空気が循環するので、樹脂フィルムを均一に加熱することができる。また、空気流による樹脂フィルムへの負荷を減少させ、空気流の延伸への影響を低減することができる。この結果、より適切に樹脂フィルムの特性を評価することができる。
【００２８】
上述の構成において、前記恒温槽の対向する２つの壁面の夫々の少なくとも一部が、前記電磁波を透過する透過部材で構成され、前記恒温槽の外側に、一方の前記透過部材と対向して前記電磁波照射手段が設けられ、他方の前記透過部材と対向して前記検出手段が設けられていると好適である。
【００２９】
本構成によれば、透過部材を介して確実に電磁波を恒温槽内に照射することができるとともに、樹脂フィルムを透過した電磁波を、透過部材を介して確実に電磁波を恒温槽外に取り出すことができる。この結果、より適切に樹脂フィルムの特性を評価することができる。
【００３０】
上述の構成において、前記透過部材が着脱可能に構成されていると好適である。
【００３１】
電磁波の種類（波長）によって透過しやすい物質は異なるので、透過部材に適した材質も異なる。そこで、本構成のように透過部材を着脱可能に構成することにより、電磁波の種類（波長）に応じて適した透過部材を用いることができる。この結果、適用可能な 電磁波の種類（波長）が広がり、樹脂フィルム特性評価装置の適用の幅も広がる。
【００３２】
上述の構成において、前記樹脂フィルムが法線を重力方向に沿わせて配置され、前記樹脂フィルムの上面と対向する壁面及び前記樹脂フィルムの下面と対向する壁面の夫々の少なくとも一部が前記透過部材で構成されていると好適である。
【００３３】
本構成によれば、樹脂フィルムの延伸方向が重力の方向と垂直になり、重力が延伸に及ぼす影響を低減することができる。この結果、より適切に樹脂フィルムの特性を評価することができる。
【００３４】
上述の構成において、前記電磁波照射手段から照射される電磁波が可視光であり、前記電磁波は照射手段と前記樹脂フィルムの一方の面との間に配置された第１偏光部材と、前記検出手段と前記樹脂フィルムの他方の面との間に配置された第２偏光部材とを備え、前記第１偏光部材の配向軸と前記第２偏光部材の配向軸とが直交するように前記第１偏光部材と前記第２偏光部材とが配置され、前記第２偏光板を透過した光に基づいて前記樹脂フィルムの特性を評価すると好適である。
【００３５】
本構成によれば、第１偏光部材の配向軸と第２偏光部材の配向軸とが直交することから、第１偏光部材及び第２偏光部材以外に偏光を行う部材が存在しなければ、第１偏光部材を透過した光は第２偏光部材を透過しない。一方、樹脂フィルムを延伸していくと、樹脂フィルムが延伸度合いに応じて配向し、偏光性を示すことになる。樹脂フィルムの延伸された部分を透過した光は偏光されるため、第２偏光部材を透過する。従って、第２偏光部材からの光の透過を観察することにより、樹脂フィルムの配向分布を視覚的に把握することができる。
【００３６】
前記樹脂フィルムの特性の一例として、前記樹脂フィルムの配向を評価することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】第１実施形態に係る樹脂フィルム特性評価装置の全体構成を示す図である。
【図２】特性評価ユニットを示す図である。
【図３】延伸ユニットを示す図である。
【図４】延伸ユニットを示す図である。
【図５】第２実施形態に係る樹脂フィルム特性評価装置を示す図である。
【図６】空気流制御手段の効果を示す図である。
【図７】別実施形態の空気流制御手段を示す図である。
【図８】別実施形態の空気流制御手段を示す図である。
【図９】別実施形態の空気流制御手段を示す図である。
【図１０】別実施形態の透過部材を示す図である。
【図１１】別実施形態の特性評価ユニットを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３８】
［実施形態１］
本発明の実施形態１に係る樹脂フィルム特性評価装置について、図面に基づいて説明する。この樹脂フィルム特性評価装置は、図１及び図２に示すように、樹脂フィルムを延伸するための延伸ユニット１（フィルム延伸手段の一例）、樹脂フィルムの雰囲気温度を制御する空調ユニット２、樹脂フィルムの特性を評価するための特性評価ユニット３などを備えて構成されている。
【００３９】
延伸ユニット１は、恒温槽２１の内部に設けられて構成されている。この延伸ユニット１は、２軸同時延伸が可能に構成されている。図３及び図４に示すように、延伸ユニット１は、樹脂フィルム１００を挟持するチャック部材（挟持部の一例）１３，１４、チャック部材を摺動移動可能に支持する支持フレーム１１，１２、支持フレームを駆動する駆動手段、駆動手段を制御する延伸コントローラなどを備えて構成される。
【００４０】
図３に示すように、支持フレームは、第１方向Ｘに往復動する一対の第１フレーム１１ａ，１１ｂと第１方向Ｘと直交する第２方向Ｙに往復動する一対の第２フレーム１２ａ，１２ｂとを備える。図３に示すように第１フレーム１１ａ，１１ｂと第２フレーム１２ａ，１２ｂとで、上面視で略正方形形状を呈するように、第１フレーム１１ａ，１１ｂと第２フレーム１２ａ，１２ｂが配置されている。それぞれの略正方形の各頂点には隣接する第１フレーム１１と第２フレーム１２とを連結する連結部材１５が設けられている。図３及び４に示すように、連結部材１５には上面視において第１方向Ｘに沿った第１孔部１５ａと第２方向にＹ沿った第２孔部１５ｂとが、異なる高さ位置において形成されている。
第１フレーム１１が第２孔部１５ｂに挿入され、第２フレーム１２が第１孔部１５ａに挿入されることにより、第１フレーム１１と第２フレーム１２とが連結される。第１フレーム１１は、連結部材１５とともに、第２フレーム１２に沿って、第１方向Ｘに往復動可能である。また、第２フレーム１２は、連結部材１５とともに、第１フレーム１１に沿って、第２方向Ｙに往復動可能である。
【００４１】
それぞれの第１フレーム１１ａ，１１ｂに、複数のチャック部材１３ａ，１３ｂが、第１フレーム１１ａ，１１ｂの延在方向に沿って摺動移動可能に設けられている。また、それぞれの第２フレーム１２ａ，１２ｂにも、複数のチャック部材１４ａ，１４ｂが、第２フレーム１２ａ，１２ｂの延在方向に沿って摺動移動可能に設けられている。本実施形態では、それぞれの第１フレーム１１ａ，１１ｂ及び第２フレーム１２ａ，１２ｂに４個のチャック部材１３ａ，１３ｂ，１４ａ，１４ｂが設けられている。隣接する連結部材１５の間には、例えば開閉式のパンタグラフ型平行リンク１６が設けられ、この平行リンク１６を介して、チャック部材１３ａ，１３ｂ，１４ａ，１４ｂが第１フレーム１１ａ，１１ｂ若しくは第２フレーム１２ａ，１２ｂに摺動移動自在に支持されている。これにより、図３及び図４に示すように、第１フレーム１１ａ，１１ｂ同士の近接・離間に追従して、第１フレーム１１ａ，１１ｂに設けられたチャック部材１３ａ，１３ｂ同士が近接離間する。また、第２フレーム１２ａ，１２ｂ同士の近接・離間に追従して、第２フレーム１２ａ，１２ｂに設けられたチャック部材１４ａ，１４ｂ同士が近接離間する。この実施形態では吹出ノズル２８に対向する位置にチャック部材１４ａが配置され、吸気ノズル２９に対向する位置にチャック部材１４ｂが設けられている。
【００４２】
第１フレーム１１ａ，１１ｂ及び第２フレーム１２ａ，１２ｂは、図示しない駆動手段により駆動される。駆動手段としては、例えばエアーシリンダーなどの往復動をする直線駆動型の駆動装置を好適に用いることができるが、モータ等の回転型の駆動装置からの回転駆動力を直線方向の駆動力に変換して用いても良い。
【００４３】
この実施形態においては、延伸ユニット１は、センターストレッチ方式に構成されている。具体的には、第１フレーム１１ａ，１１ｂ及び第２フレーム１２ａ，１２ｂが同一速度で離間することにより、それぞれの連結部材１５が同一速度で離間し、それに伴い、それぞれの平行リンク１６が伸びる。それぞれの平行リンク１６が伸びるのに伴い、それぞれのチャック部材１３ａ，１３ｂ，１４ａ，１４ｂが互いに均等に離間する。この結果、チャック部材１３ａ，１３ｂ，１４ａ，１４ｂに挟持された樹脂フィルム１００が各方向に均等に延伸される。
【００４４】
空調ユニット２は、空気を加熱して温風を発生させる温風発生手段２６、恒温槽２１、温風を循環させる通風手段２７ｃ、空調ユニットを制御する空調コントローラなどを備える。
【００４５】
恒温槽２１内には、図示しない温度センサが設けられ、空調コントローラは、温度センサが検出した恒温槽２１内の温度に基づいて、例えばフィードバック制御により、恒温槽２１の温度が設定の温度となるよう、温風発生手段２６を制御する。
【００４６】
恒温槽２１は、上面２２、底面２３及び側面を有する。恒温槽２１の上面には、開閉可能な蓋部２４が設けられ、当該蓋部２４を開放することにより、延伸ユニット１への樹脂フィルム１００の着脱が可能である。蓋部２４の一部が、恒温槽２１内部の視認及び後述するヘリウム−ネオンレーザーからの照射光の透過が可能なように、ガラスなどの透明部材２４ａで構成されている。また、底面２３のうち蓋部２４の透明部材２４ａと対向する部位についても、ガラスなどの透明部材２５で構成されている。
【００４７】
また、恒温槽２１内には、温風を噴出す吹出ノズル２８と恒温槽２１内の空気を吸込む吸込ノズル２９とが設けられている。吹出ノズル２８と吸込ノズル２９とは、延伸ユニット１を挟んで対向して設けられている。また、チャック部材１３，１４に挟持された樹脂フィルム１００の面方向に沿って、温風が噴出されるように、吹出ノズル２８が配置されている。また、通風手段２７ｃの吐出口と吹出ノズル２８とを繋ぐ吐出側通気路２７ａ及び、通風手段２７ｃの吸込口と吸込ノズル２９とを繋ぐ吸気側通気路２７ｂが設けられている。噴出側通気路２７ａ及び吸気側通気路２７ｂの一部に温風発生手段２６が設けられている。温風発生手段２６の詳細は省略するが、既知のヒータ及び熱交換器などを備えて構成されている。
【００４８】
特性評価ユニット３は、樹脂フィルム１００に対して電磁波を照射する電磁波照射手段と、樹脂フィルムを透過した電磁波を検出する検出手段とを備える。本実施形態では、電磁波の一例として樹脂フィルムに可視光を照射して位相差を測定し、位相差に基づいて樹脂フィルムの複屈折率（樹脂フィルムの特性値の一例）を求める。
【００４９】
この特性評価ユニット３は、電磁波照射手段としてのヘリウム−ネオンレーザー３１と検出手段としての光検出器３２とを備える。このヘリウム−ネオンレーザーは、単一波長（波長λ＝６３２．８ｎｍ）の可視光を照射する。ヘリウム−ネオンレーザーは、恒温槽２１の上面２２の蓋部２４に形成した透明部材２４ａから恒温槽２１の内部に可視光を照射可能に配置されている。本実施形態においては、恒温槽２１の上面２２に沿った方向に可視光を照射し、この可視光をミラー３７により反射させて透明部材２４ａから恒温槽２１の内部に可視光を照射する。また、ヘリウム−ネオンレーザー３１からの照射光を偏光する偏光板３３が、ミラー３７と透明部材２４ａとの間に設けられている。なお、ミラー３７は必ずしも設ける必要は無く、ヘリウム−ネオンレーザー３１を透明部材２４ａに対向して設けて、ヘリウム−ネオンレーザー３１からの可視光を恒温槽２１の内部に直接照射してもよい。
【００５０】
この実施形態において、延伸される樹脂フィルムの中心部分、つまり、上面視で略正方形に配置された第１フレーム１１ａ，１１ｂ及び第２フレーム１２ａ，１２ｂの対角線の交点近傍に照射光が照射されるように、ヘリウム−ネオンレーザー３１及びミラー３７が配置されている。これにより、樹脂フィルム１００をセンターストレッチ方式で延伸する場合に、延伸による樹脂フィルム１００の移動に拘わらず、樹脂フィルム１００の同一の部位に照射光を照射することができる。
【００５１】
光検出器３２は、恒温槽２１の底面２３に形成した透明部材２５に対向して設けられている。上述の構成により、恒温槽２１の上面２２から恒温槽２１内に照射された可視光が樹脂フィルム１００を透過して、底面２３の透明部材２５を透過して、光検出器３２に検出される。透明部材２５と光検出器３２との間には、透明部材２５から光検出器３２側に向かって、１／４波長板３４と偏光板３５とがこの順で配置されている。１／４波長板３４は、その配向軸が偏光板３３と一致するように配置されている。偏光板３５はモータ等の図示しない駆動手段に連動され、回転可能に設けられている。
【００５２】
詳細は省略するが、上述の構成により、偏光板３５を回転させつつヘリウム−ネオンレーザー３１から光を照射して、偏光板の種々の回転位相における光検出器３２の検出結果に基づいて、演算手段３６が位相差δを算出する。
【００５３】
また、演算手段３６は、樹脂フィルム１００の延伸に伴う位相差δに基づいて樹脂フィルムの複屈折率Δｎを算出する。複屈折率Δｎは以下の式（１）で表される。
Δｎ＝δλ／（２πｄ） 式（１）
ここで、λは照射光の波長、ｄは樹脂フィルム１００の厚みである。
【００５４】
従って、演算手段３６は、式（１）に基づいて、種々の延伸状態における複屈折率Δｎを算出する。なお、樹脂フィルムの厚みｄは、延伸ユニット１のチャック部材１３，１４の移動距離に基づく樹脂フィルムの延伸率から算出してもよく、また、恒温槽内に非接触式の厚みセンサを備え、厚みセンサにより測定した実測値を用いてもよい。
【００５５】
上述した樹脂フィルム特性評価装置により、フィルム延伸ユニット１により樹脂フィルム１００を２軸に同時延伸しつつ、樹脂フィルム１００の特性を連続的に評価する。
なお、「樹脂フィルム１００を延伸しつつ、特性を連続的に評価する」とは、延伸と特性の評価とを同時に連続的に行う場合のみならず、延伸と特性の評価とを断続的に行う場合も含まれるものである。
【００５６】
上述したように、本発明に係る樹脂フィルム特性評価装置は、延伸中の樹脂フィルム１００の特性を、その場（ｉｎ−ｓｉｔｕ）で適切に評価できる。この結果、擬似的に実際の樹脂フィルム製造時と同様の条件により樹脂フィルム１００を延伸しつつ特性を評価することにより、樹脂フィルム製造の際の最適条件を早期に発見することができる。また、樹脂フィルム製造の際の適した材料設定を早期に行うことができる。さらに、樹脂フィルム製造の際の最適条件および適した材料を早期に設定できることから、この条件および材料に適した樹脂フィルム製造装置等の装置の仕様を早期に決定することができる。従って、設備の仕様を早期に決定することができる。
【００５７】
［実施形態２］
第２実施形態に係る樹脂フィルム特性評価装置は、加熱空気の吹出ノズル２８から供給された加熱空気が樹脂フィルム１００の面に均一に当たるように空気の流れを制御する空気流制御手段２００を備える点で第１実施形態に係る樹脂フィルム特性評価装置と異なる。
【００５８】
また、図５に示すように、この実施形態では、吐出側通気路２７ａ（図１を参照）に連通して吐出側空気滞留部１１０が設けられ、吐出側空気滞留部１１０に複数の吐出ノズル２８（供給口の一例）が設けられている。また、吸気側通気路２７ｂ（図１を参照）に連通して吸気側空気滞留部１１１が設けられ、吸気側空気滞留部１１１に複数の吸込ノズル２９が設けられている。吐出側空気滞留部１１０及び吸気側空気滞留部１１１の流通断面積は、吐出側通気路２７ａ及び吸気側通気路２７ｂの流通断面積よりも大きく設定されている。このため、後述するように、吹出ノズル２８及び吸込ノズル２９を複数も受ける場合であっても、各吹出ノズル２８からの吹出圧及び各吸込ノズル２９の吸込圧をそれぞれ均一にすることができ、恒温槽２１内の空気流を均一にすることができる。
【００５９】
本実施形態では図５（ａ）に示すように、上側の吹出ノズル２８ａ及び下側の吹出ノズル２８ｂが設けられている。図５（ａ）に示すように、上側の吹出ノズル２８ａは、チャック部材１４ａ及び樹脂フィルム１００よりもやや上方にオフセットして配置されている。また、下側の吹出ノズル２８ｂはチャック部材１４ａ及び樹脂フィルム１００よりもやや下側にオフセットして配置されている。図５（ｂ）に示すように、これら上側の吹出ノズル２８ａ及び下側の吹出ノズル２８ｂは、樹脂フィルムの延在方向に沿って複数設けられている。また、図５に示すように、吸込ノズル２９についても複数設けられている。
【００６０】
図５に示すように、この実施形態において、空気流制御手段２００は風向板により構成されている。風向板２０１ａの一方の面は吹出ノズル２８ａ，２８ｂの吹出口に対向するとともに、他方の面はチャック部材１４ａに対向して配置される。この風向板２０１ａは、恒温槽２１の幅方向において、吐出ノズル２８ａ，２８ｂの延在領域の略全域に亘って延在すると共に、上面２２（蓋部２４）及び底面２３との間に隙間が形成されるように恒温槽２１の高さ方向に延在している。
【００６１】
風向板２０１ａの上端から樹脂フィルム１００の上面方向に沿って風向板２０１ｆが設けられている。風向板２０１ｆは、風向板２０１ａの上端から初期位置（延伸前の位置）におけるチャック部材１４ａの上方近傍まで延在している。恒温槽２１の幅方向における吹出ノズル２８ｂの延在領域の夫々の端部には、底面２３に風向板２０１ｂ、２０１ｃが設けられている。風向板２０１ｂ、２０１ｃは、吹出ノズル２８ｂから吸込ノズル２９側に向かって外側に広がるように傾斜して配置されている。
【００６２】
また、上面２２（蓋部２４）には風向板２０１ｄが、底面２３には風向板２０１ｅが夫々設けられている。風向板２０１ｄ及び風向板２０１ｅは、平面視で樹脂フィルム１００を囲むように円弧状に設けられている。なお、本実施形態では、風向板２０１ｄ及び風向板２０１ｅの各々を、単一の風向板を円弧状に湾曲させて形成しているが必ずしもこの形態に限られるわけではなく、樹脂フィルムを囲むように設けられていれば何れの形状であっても良い。例えば単一の風向板を多角形形状に折り曲げてもよい。また、複数の平板状の風向板を並べて円弧形状や多角形形状を構成してもよい。
【００６３】
次にこれらの風向板による風流制御の一例について説明する。吹出ノズル２８ａからの加熱空気は風向板２０１ａにより上方に仕向けられ、吐出ノズル２８ｂからの加熱空気は風向板２０１ａにより下方に仕向けられる。上方に仕向けられた加熱空気は風向板２０１ｆにより、チャック部材１４ａに直接当たることを防止しつつ、樹脂フィルム１００の上面に仕向けられる。風向板２０１ａ，２０１ｆにより，樹脂フィルム１００の上方を通過した加熱空気は風向板２０１ｄにより再び樹脂フィルム１００の側へ仕向けられる。一方、風向板２０１ａにより下方に仕向けられた加熱空気は風向板２０１ｂ、２０１ｃにより、樹脂フィルム１００の下面に仕向けられる。樹脂フィルム１００の下面を通過した加熱空気は風向板２０１ｅにより再び樹脂フィルム１００に仕向けられる。このように、風向板２０１ａ，２０１により、吹出ノズル２８ａ，２８ｂからの加熱空気がチャック部材１４ａに直接当たることが防止される。ここで、２０１ａ，２０１ｆは、本発明の防止手段に相当する。
【００６４】
次に、図６に基づいて、空気流制御手段２００として、風向板２０１ａ，２０１ｂ，２０１ｃ，２０１ｄ，２０１ｅ，２０１ｆを設けた場合の効果について説明する。図６（ａ）は、空気流制御手段２００を備える場合の実験結果であり、図６（ｂ）は、空気流制御手段２００を備えない場合の実験結果である。
【００６５】
夫々の実験において、恒温槽温度を１５０℃に設定し、チャック部材１３ａ，１３ｂ，１４ａ，１４ｂ及び樹脂フィルム１００の温度分布を測定した。図６には、実験開始から１時間後及び１時間３０分後の温度分布を、各領域の測定温度の中間値との差として示す。
【００６６】
図６（ａ）に示すように、空気流制御手段２００を設けた場合、１時間後において、温度が最も高かったのは樹脂フィルム１００であり、中央値＋１℃であった。一方、最も温度が低かったのは、吹出ノズル２８に対向するチャック部材１４ａ及び吸込ノズル２９に対向するチャック部材１４ｂであり、中央値−２℃であった。実験開始から１時間後の最高温度と最低温度との差は３℃であった。１時間半後において、温度が最も高かったのはチャック部材１３ａ，１３ｂであり、中央値＋１℃であった。一方、温度が最も低かったのは樹脂フィルム１００、吹出ノズル２８に対向するチャック部材１４ａ、及び、吸気ノズル２９に対向するチャック部材１４ｂであり、中心値±１℃であった。実験開始から１時間半後の最高温度と最低温度との差は２℃以下であった。
【００６７】
図６（ｂ）に示すように、空気流制御手段２００を設けない場合、１時間後において、温度が最も高かったのは吹出ノズル２８に対向するチャック部材１４ａであり、中央値＋５℃であった。一方、最も温度が低かったのは吸込ノズル２９に対向するチャック部材１４ｂであり、中央値−５℃であった。実験開始から１時間後の最高温度と最低温度との差は１０℃であった。１時間半後において、温度が最も高かったのは吹出ノズル２８に対向するチャック部材１４ａであり、中央値＋２℃であった。一方、温度が最も低かったのは樹脂フィルム１００であり、中心値−４℃であった。実験開始から１時間半後の最高温度と最低温度との差は６℃であった。
【００６８】
このように、実験開始から１時間後の最高温度と最低温度との差は、空気流制御手段２００を設けた場合が３℃であるのに対して、空気流制御手段２００を設けない場合が１０℃であった。また、実験開始から１時間半後の最高温度と最低温度の差は、空気流制御手段を設けた場合が２℃以下であるのに対して、空気流制御手段２００を設けない場合が６℃であった。上述の実験結果から明らかなように、空気流制御手段２００を設けることにより、樹脂フィルム１００及びチャック部材１３ａ，１３ｂ，１４ａ，１４ｂを均一に加熱することができる。
【００６９】
樹脂フィルム１００に局所的に加熱空気が当たるなどの原因により、樹脂フィルム１００が不均一に加熱される場合、加熱度合いにより樹脂フィルム１００の延伸度合いが異なる。このため、樹脂フィルム１００が不均一に延伸される原因となる場合がある。そこで、空気流制御手段２００により空気の流れを制御して、加熱空気を樹脂フィルム１００の面に均一に当てることにより、樹脂フィルム１００の温度が均一になる。その結果、樹脂フィルム１００を均一に加熱することができる。
【００７０】
特に、樹脂フィルム１００をチャック部材１３ａ，１３ｂ，１４ａ，１４ｂにより挟持する場合、当該チャック部材１３ａ，１３ｂ，１４ａ，１４ｂが樹脂フィルムと接触することになる。この場合、加熱空気がチャック部材に直接当たると、加熱空気によりチャック部材が過度に加熱されて、樹脂フィルムのうちチャック部材による挟持箇所の近傍の部分が局所的に加熱される場合がある。空気流制御手段２００を設けない実験結果の場合（図６（ｂ）を参照）、吹出ノズル２８に対向するチャック部材１４ａは過度に加熱された。一方で、チャック部材１４ａで加熱空気が遮られるため、チャック部材１４ｂはほとんど加熱されなかった。この状態で樹脂フィルム１００を延伸すると、局所的に加熱されたチャック部１４ａ近傍の樹脂フィルム１００が他の部分よりも延伸されて均一な延伸できない。そこで、本構成のように、空気流制御手段２００により、吹出ノズル２８から吐出された加熱空気がチャック部材１４ａに直接当たらないように構成することにより、実験結果に示したように、チャック部材１３ａ，１３ｂ，１４ａ，１４ｂ及び樹脂フィル１００の加熱度合いが略均一になり、樹脂フィルム１００を均一に延伸することができる。
【００７１】
なお、上述したように、樹脂フィルム１００を均一に延伸するためには、空気流制御手段２００を設けた方が好ましい。しかしながら、チャック部材の形状・材質等によっては、必ずしも上述した加熱度合いが不均一になる問題が生じない場合も有る。また、樹脂フィルム１００の材質によっては、多少の加熱度合いの不均一が生じたとしても均一な延伸が可能な場合もある。従って、空気流制御手段２００は必須の要素ではなく、第１実施形態に示したように、空気流制御手段２００を設けなくてもよい。
【００７２】
［別実施形態］
（１）次に空気流制御手段２００の別実施形態について説明する。上述の実施形態では、空気流制御手段２００として、風向板２０１ａ，２０１ｂ，２０１ｃ，２０１ｄ，２０１ｅ，２０１ｆを設ける場合を例に説明したが、風向板及び吹出ノズル２８の配置はこれに限られるものではない。例えば、図７に示すものであってもよい。図７に示す例では、吹出ノズル２８ａ，２８ｂに対向する風向板２００ａを設ける代わりにチャック部材１３，１４及び樹脂フィルム１００に加熱空気が直接当たらない位置に吹出ノズル２８ａ，２８ｂが配置されている。つまり、上側の吹出ノズル２８ａは、チャック部材１４ａ及び樹脂フィルム１００よりも上方にオフセットして配置されている。また、下側の吹出ノズル２８ｂは、チャック部材１４ｂ及び樹脂フィルム１００よりも下方にオフセットして配置されている。このように、吹出ノズル２８ａ，２８ｂの吹出口とチャック部材１４ａ及び樹脂フィルム１００をオフセットさせることにより、チャック部材１３，１４及び樹脂フィルム１００に吹出ノズル２８ａ，２８ｂからの加熱空気が直接当たらないように配置されている。
【００７３】
また、図７に示すように、風向板２０１ｇ，２０１ｈが設けられている。風向板２０１ｇは、樹脂フィルム１００の上面の上方を通過した加熱空気を樹脂フィルム１００に仕向けるよう、樹脂フィルム１００よりも下手側（吸気ノズル２９側）において吹出ノズル２８ａと対向して配置されている。風向板２０１ｈは、樹脂フィルム１００の下面の下方を通過した加熱空気を樹脂フィルム１００に仕向けるよう、樹脂フィルム１００よりも下手側（吸気ノズル２９側）において吹出ノズル２８ｂと対向して配置されている。
【００７４】
（２）図８に示す例では、空気流制御手段２００として、樹脂フィルム１００の上方及び下方に風向板２０１ｉ，２０１ｊを設けてある。これらの風向板２０１ｉ，２０１ｊは、樹脂フィルム１００と対向する位置に穴部２０２，２０３を有する。吹出ノズル２８ａが風向板２０１ｉよりも上方側に、吹出ノズル２８ｂが風向板２０１ｊよりも下方側にそれぞれ設けられている。この実施形態では、風向板２０１ｉにより、吐出ノズル２８ａからの加熱空気がチャック部材１３，１４に直接当たるのが防止され、穴部２０２を通過した加熱空気が、樹脂フィルム１００の上面に当たる。また、風向板２０１ｊにより、吐出ノズル２８ｂからの加熱空気がチャック部材１３，１４に直接当たるのが防止され、穴部２０３を通過した加熱空気が、樹脂フィルム１００の下面に当たる。
【００７５】
（３）上述の実施形態では、空気流制御手段２００として、風向板を例に説明したが、空気流制御手段２００は、加熱空気が樹脂フィルムの面に均一に当たるように空気の流れを制御するものであれば、風向板に限られるものではない。図９に示す例では、上側の吹出ノズル２８ａが樹脂フィルム１００の上面近傍まで延在し、吹出ノズル２８ａの吹出口が樹脂フィルム１００の上面に対向して配置されている。また、下側の吹出ノズル２８ｂも同様に、樹脂フィルム１００の下面近傍まで延在し、吹出ノズル２８ｂの吹出口が樹脂フィルム１００の下面に対向して配置されている。
【００７６】
（４）実施形態２以降では、吐出側空気滞留部１１０及び吸気側空気滞留部１１１を設ける例を示したが、１１０吐出側空気滞留部及び吸気側空気滞留部１１１は必ずしも設ける必要はなく、何れか一方のみを設けても良く、また、何れも設けなくても良い。一方、実施形態１において、吐出側空気滞留部１１０又は吸気側空気滞留部１１１、若しくは、両方を設けてもよい。また、第２実施形態以降では上側の吹出ノズル２８ａ及び下側の吹出ノズル２８ｂを設けて樹脂フィルム１００の上下両面から加熱空気を当てる場合を例に説明したが、吹出ノズル２８ａ及び下側の吹出ノズル２８ｂの何れか一方のみを設けて、上面及び下面の何れか一面のみに加熱空気を当ててもよい。一方、第１実施形態において、上側の吹出ノズル２８ａ及び下側の吹出ノズル２８ｂを設けてもよい。
【００７７】
（５）別実施形態に係る樹脂フィルム特性評価装置について説明する。図９に示すように、この樹脂フィルム特性評価装置は、特性評価ユニット３が上述の実施形態とは異なる。以下、具体的に説明する。この特性評価ユニット３は、電磁波照射手段３１としての光源３１ｂと、検出手段３２としてのビデオカメラ３２ｂとを備える。なお、この樹脂フィルム特性評価装置においても、上述した空気流制御手段２００を備えてもよい。
【００７８】
光源３１ｂは、恒温槽２１の底面２３の透明部材２５に対向して設けられ、透明部材２５を介して恒温槽２１の内部に可視光を照射する。ビデオカメラ３２ｂは、上面の蓋部に形成された透明部材２４ａと対向して設けられている。光源３１ｂと恒温槽２１の底面２３の透明部材２５との間に第１偏光板３８が、蓋部２４の透明部材２４ａとビデオカメラ３２ｂとの間に第２偏光板３９が、それぞれ設けられている。第１偏光板３８と第２偏光板３９とは、互いの配向軸３８ａ，３９ａが直行するように（偏光角度が９０°異なるように）配置されている。
【００７９】
この特性評価ユニットにおいて、第１偏光板３８の偏光角度と第２偏光板３９の偏光角度とが９０°異なることから、第１偏光板３８及び第２変光板３９以外に偏光を行う部材が存在しなければ、第１偏光板３８を透過した光は第２偏光板３９を透過しない。従って、ビデオカメラ３２ｂによる撮影画像は全体的に暗い（黒っぽい）画像となる。未延伸の樹脂フィルム１００を用いた場合、樹脂フィルム１００が延伸ユニット１により延伸される前の状態においては、樹脂フィルム１００は配向しておらず、偏光性を示さず、撮影画像は全体的に暗い（黒色）画像となる。
【００８０】
樹脂フィルム１００を延伸していくと、樹脂フィルム１００が延伸度合いに応じて配向し、偏光性を示すことになる。樹脂フィルム１００の延伸された部分を透過した光は偏光されるため、第２偏光板３９を透過する。撮影画像において、光が第２偏光板３９を透過した部分については、透過光により呈色した画像となる。従って、延伸ユニット１により延伸中の樹脂フィルム１００に光源３１ｂから光を照射してビデオカメラ３２ｂの撮影画像を観察することにより、樹脂フィルム１００の配向分布を視覚に把握することができる。
【００８１】
初期状態において有る程度延伸された樹脂フィルム１００を用いることもできる。この場合、樹脂フィルム１００が延伸ユニット１により延伸される前の状態においても、樹脂フィルム１００が有る程度配向しており、偏光性を示すことから、撮影画像は光により呈色した画像となる。樹脂フィルム１００が延伸ユニット１により延伸されると、樹脂フィルム１００の延伸度合いに応じて配向度合いが変化し、透過光による呈色具合も変化する。従って、ビデオカメラ３２ｂの撮影画像を観察することにより、樹脂フィルム１００の配向分布を視覚に把握することができる。
【００８２】
なお、光源３１ｂとしては、特に限定されないが例えば蛍光灯などを用いることができる。また、光源３１ｂとしては、樹脂フィルム１００の全域に光を照射可能なものを用いることが好ましい。これにより、樹脂フィルム１００全体の配向度合いを把握することができる。
【００８３】
（６）上述の実施形態において、電磁波の一例として可視光を例に説明したが電磁波はこれに限られるものではない。電磁波としては、例えば赤外線など可視光以外の波長領域を用いてもよい。この場合電磁波の波長によって透過しやすい物質が異なるので、電磁波の波長によって透過部材の材質を異ならせる必要がある。そこで、図１０に示すように、透過部材を着脱可能に構成するとよい。図１０の例では、ガラス製の透明部材２４ａ、２５の中央部に穴部４０を設け、当該穴部４０に対して透過部材４１を着脱可能に構成されている。電磁波が赤外線の場合は、例えば臭化カリウムにより構成された透過部材４１が好適に用いられる。
【００８４】
（７）上述の構成において、延伸ユニットに例えばロードセル等の張力測定手段を備えて、延伸中の樹脂フィルムにかかる張力を測定可能に構成してもよい。
【００８５】
（８）
上述の実施形態において、延伸ユニット１がセンターストレッチ式に構成される場合を例に説明したが、これに限定されるものではない。例えば、隣接する第１フレーム１１ａ及び第２フレーム１２ｂを固定した状態で、もう一方の隣接する第１フレーム１１ｂ及び第２フレーム１２ａを離間方向に移動させることによって樹脂フィルム１００の延伸を行っても良い。また、第１フレーム１１ａ，１１ｂ及び第２フレーム１２ａ，１２ｂの全てを移動させる場合であっても、同一速度で移動させるのではなく、異なった速度で移動させてもよい。また、延伸ユニット１は、必ずしも２軸同時延伸を行うものでなくても良い。例えば、第２フレーム１２ａ，１２ｂを停止した状態で、第１フレーム１１ａ，１１ｂを互いに離間させ、その後、第１フレーム１１ａ，１１ｂを停止してから第２フレーム１２ａ，１２ｂを離間させるなど、逐次的に延伸を行っても良い。なお、延伸ユニット１を、上述した複数の延伸モードを切り替え可能に構成してもよい。
【００８６】
（９）上述の実施形態において、２軸延伸を例に説明したが、３軸以上の多軸延伸であってもよい。
【産業上の利用可能性】
【００８７】
本発明は、樹脂フィルムの特性を評価する樹脂フィルム特性評価装置に適応可能である。
【００８８】
１ 延伸ユニット（フィルム延伸手段の一例）
１３ チャック部材
１４ チャック部材
２１ 恒温槽
２４ａ 透明部材（透過部材の一例）
２５ 透明部材（透過部材の一例）
２８ 吹出ノズル（供給口の一例）
２９ 吸気ノズル（排気ノズルの一例）
３１ ヘリウム−ネオンレーザー（電磁波照射手段の一例）
３２ 光検出器（検出手段の一例）
１００ 樹脂フィルム
２００ 空気流制御手段
２０１ 風向板（空気流制御手段の一例）
２０２ 穴部（空気流制御手段の一例）
２０３ 穴部（空気流制御手段の一例）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、樹脂フィルムを延伸しつつ、当該樹脂フィルムの特性を評価する樹脂フィルム特性評価装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
樹脂フィルムは、包装、雑貨、農業、工業、食品、医療、光学など広範囲の分野に亘って利用されている。樹脂フィルムは、例えば、弾性率向上、脆弱性改善、水蒸気透過率改善、光学的異方性付与など、樹脂フィルムに機能性を持たせることを目的として、二軸延伸を行う場合がある。樹脂フィルムの特性は延伸の程度によって変化するため、樹脂フィルムの特性の変化と延伸の程度との関係を適切に把握する必要がある。
【０００３】
樹脂フィルムの特性の変化と延伸の程度との関係を適切に把握するためには、延伸後の樹脂フィルムの特性のみではなく、延伸過程にある樹脂フィルムにおいてどのような特性の変化がおきているかを適切に把握する必要がある。このため、延伸中の樹脂フィルムの特性をその場（ｉｎ−ｓｉｔｕ）で適切に評価できる樹脂フィルム特性評価装置が望まれている。
【０００４】
従来、樹脂フィルムの特性を評価する技術として特許文献１に記載のものが知られている。特許文献１には、樹脂フィルムの２軸延伸装置において、２軸延伸後の樹脂フィルムの厚みを測定し、測定した厚みに基づいて２軸延伸装置をフィードバック制御することにより、２軸延伸後の樹脂フィルムの厚みを制御することが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−１２９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述の特許文献１には、樹脂フィルムの厚みを連続的に測定することが開示されているものの、２軸延伸後の樹脂フィルムの厚みを測定する技術であり、延伸過程の樹脂フィルムの特性の変化をその場で評価するものではない。
【０００７】
本発明は上述した背景に鑑みてなされたものであり、延伸中の樹脂フィルムの特性をその場（ｉｎ−ｓｉｔｕ）で適切に評価できる樹脂フィルム特性評価装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る樹脂フィルム特性評価装置は、樹脂フィルムを延伸しつつ、当該樹脂フィルムの特性を評価する樹脂フィルム特性評価装置であって、前記樹脂フィルムを２軸以上に延伸可能なフィルム延伸手段と、延伸中の前記樹脂フィルムに対して電磁波を照射する電磁波照射手段と、前記樹脂フィルムを透過した電磁波を検出する検出手段とを備え、前記検出手段の検出結果に基づいて前記樹脂フィルムの特性を評価する。
【０００９】
本構成によれば、フィルム延伸手段により樹脂フィルムを２軸以上に延伸しつつ、検出手段の検出結果に基づき、樹脂フィルムの特性を評価することができる。この結果、延伸中の樹脂フィルムの特性を適切に評価することができる。
なお、本発明において、「樹脂フィルムを延伸しつつ、当該樹脂フィルムの特性を評価する」とは、延伸と特性の評価とを同時に連続的に行う場合のみならず、延伸と特性の評価とを断続的に行う場合も含まれるものである。
【００１０】
上述の構成において、前記延伸手段がセンターストレッチ式の延伸手段であると好適である。
【００１１】
本構成によれば、樹脂フィルムの中心部は延伸に伴って樹脂フィルムが移動することがない。従って、例えば、樹脂フィルムの一点に電磁波を照射して特性を評価する場合であっても、樹脂フィルムの中心部に電磁波を照射することにより、延伸過程において樹脂フィルムの同一の部位の特性を評価することになる。この結果、より適切に樹脂フィルムの特性を評価することができる。
【００１２】
上述の構成において、前記樹脂フィルムに対して非接触状態で前記樹脂フィルムの厚みを測定する厚み測定手段を備えると好適である。
【００１３】
樹脂フィルムの特性を評価する際に当該樹脂フィルムの特性を示す種々の特性パラメータを算出する場合があり、特性パラメータの算出に樹脂フィルムの厚みが必要になる場合がある。従って、厚み測定手段を備えることにより、樹脂フィルムの厚みを正確に得ることができ、特性パラメータを正確に算出することができる。しかも、厚み測定手段が樹脂フィルムに接触することなく厚みを測定するので、厚み測定手段が延伸に影響を与えることがない。この結果、より適切に樹脂フィルムの特性を評価することができる。
【００１４】
前記樹脂フィルムにかかる張力を測定する張力測定手段を備えると好適である。
【００１５】
樹脂フィルムを延伸する際の特性の変化と樹脂フィルムにかかる張力とは密接に関係する。したがって、張力測定手段により延伸中の張力についても測定することにより、延伸と樹脂フィルムの特性との関係を的確に把握することができる。
【００１６】
上述の構成において、温度制御可能な恒温槽を備え、前記フィルム延伸手段が前記恒温槽の内部に設けられていると好適である。
【００１７】
上述の構成により、樹脂フィルムの雰囲気温度の制御が容易になる。この結果、より適切に樹脂フィルムの特性を評価することができる。
【００１８】
上述の構成において、前記恒温槽が加熱空気により温度制御を行う恒温槽であり、前記加熱空気の供給口から供給された加熱空気が前記樹脂フィルムの面に均一に当たるように前記空気の流れを制御する空気流制御手段が設けられていると好適である。
【００１９】
樹脂フィルムに局所的に加熱空気が当たることにより、樹脂フィルムの当該部分が他の部分より加熱され温度が高くなり、他の部分よりも延伸されて、樹脂フィルムが不均一に延伸される原因となる場合がある。そこで、本構成のように、空気流制御手段により空気の流れを制御して、加熱空気を樹脂フィルムの面に均一に当てることにより、樹脂フィルムの温度が均一になる。その結果、樹脂フィルムを均一に加熱することができる。
【００２０】
上述の構成において、前記フィルム延伸手段が前記樹脂フィルムを挟持する挟持部を有し、前記供給口から吐出された前記加熱空気が前記挟持部に直接当たらないように前記供給口を配置してあると好適である。
【００２１】
本構成のように、フィルム延伸手段が樹脂フィルムを挟持する挟持部を有する場合、当該挟持部が樹脂フィルムと接触することになる。この場合、加熱空気が挟持部に直接当たると、加熱空気により挟持部が過度に加熱されて、樹脂フィルムのうち挟持部による挟持箇所の近傍の部分が局所的に加熱される場合がある。この状態で樹脂フィルムを延伸すると、局所的に加熱された挟持部近傍の樹脂フィルムが他の部分よりも延伸されて均一に樹脂フィルムを延伸できない場合がある。そこで、本構成のように、供給口から吐出された加熱空気が挟持部に直接当たらないように供給口を配置することにより、挟持部が過度に加熱されるのを防止し、樹脂フィルムを均一に延伸することができる。
【００２２】
上述の構成において、前記フィルム延伸手段が前記樹脂フィルムを挟持する挟持部を有し、前記空気流制御手段が、前記加熱空気が前記挟持部に直接当たることを防止する防止手段を含むと好適である。
【００２３】
本構成により、防止手段により加熱空気が挟持部に直接当たることを確実に防止することができ、挟持部が過度に加熱されるのを防止することができる。この結果、樹脂フィルムが局所的に加熱されるのを防止して、樹脂フィルムを均一に延伸することができる。
【００２４】
上述の構成において、前記空気流制御手段が風向板により構成されていると好適である。本構成により、風向板により安価な構成で空気流を制御することができる。
【００２５】
上述の構成において、前記風向板が、前記供給口からの前記加熱空気を前記樹脂フィルムの面の上方及び下方の少なくとも何れか一方に仕向ける風向板と、前記樹脂フィルムの面の上方又は下方を通過した前記加熱空気を前記前記樹脂フィルムの上面又は下面に仕向ける風向板とを有すると好適である。
【００２６】
上述の構成において、前記恒温槽が加熱空気により温度制御を行う恒温槽であり、前記加熱空気の供給口と排気口とが、前記加熱空気の供給方向及び排気方向が前記樹脂フィルムの面に沿った方向になるよう対向して設けられていると好適である。
【００２７】
本構成によれば、加熱空気の供給口と排気口とが加熱空気の供給方向及び排気方向が樹脂フィルムの面に沿った方向になるよう対向して設けられているので、樹脂フィルムの面に沿った方向の空気流が生じる。このため、樹脂フィルムが空気流の障害となることを防止して、確実に加熱空気が循環するので、樹脂フィルムを均一に加熱することができる。また、空気流による樹脂フィルムへの負荷を減少させ、空気流の延伸への影響を低減することができる。この結果、より適切に樹脂フィルムの特性を評価することができる。
【００２８】
上述の構成において、前記恒温槽の対向する２つの壁面の夫々の少なくとも一部が、前記電磁波を透過する透過部材で構成され、前記恒温槽の外側に、一方の前記透過部材と対向して前記電磁波照射手段が設けられ、他方の前記透過部材と対向して前記検出手段が設けられていると好適である。
【００２９】
本構成によれば、透過部材を介して確実に電磁波を恒温槽内に照射することができるとともに、樹脂フィルムを透過した電磁波を、透過部材を介して確実に電磁波を恒温槽外に取り出すことができる。この結果、より適切に樹脂フィルムの特性を評価することができる。
【００３０】
上述の構成において、前記透過部材が着脱可能に構成されていると好適である。
【００３１】
電磁波の種類（波長）によって透過しやすい物質は異なるので、透過部材に適した材質も異なる。そこで、本構成のように透過部材を着脱可能に構成することにより、電磁波の種類（波長）に応じて適した透過部材を用いることができる。この結果、適用可能な 電磁波の種類（波長）が広がり、樹脂フィルム特性評価装置の適用の幅も広がる。
【００３２】
上述の構成において、前記樹脂フィルムが法線を重力方向に沿わせて配置され、前記樹脂フィルムの上面と対向する壁面及び前記樹脂フィルムの下面と対向する壁面の夫々の少なくとも一部が前記透過部材で構成されていると好適である。
【００３３】
本構成によれば、樹脂フィルムの延伸方向が重力の方向と垂直になり、重力が延伸に及ぼす影響を低減することができる。この結果、より適切に樹脂フィルムの特性を評価することができる。
【００３４】
上述の構成において、前記電磁波照射手段から照射される電磁波が可視光であり、前記電磁波は照射手段と前記樹脂フィルムの一方の面との間に配置された第１偏光部材と、前記検出手段と前記樹脂フィルムの他方の面との間に配置された第２偏光部材とを備え、前記第１偏光部材の配向軸と前記第２偏光部材の配向軸とが直交するように前記第１偏光部材と前記第２偏光部材とが配置され、前記第２偏光板を透過した光に基づいて前記樹脂フィルムの特性を評価すると好適である。
【００３５】
本構成によれば、第１偏光部材の配向軸と第２偏光部材の配向軸とが直交することから、第１偏光部材及び第２偏光部材以外に偏光を行う部材が存在しなければ、第１偏光部材を透過した光は第２偏光部材を透過しない。一方、樹脂フィルムを延伸していくと、樹脂フィルムが延伸度合いに応じて配向し、偏光性を示すことになる。樹脂フィルムの延伸された部分を透過した光は偏光されるため、第２偏光部材を透過する。従って、第２偏光部材からの光の透過を観察することにより、樹脂フィルムの配向分布を視覚的に把握することができる。
【００３６】
前記樹脂フィルムの特性の一例として、前記樹脂フィルムの配向を評価することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】第１実施形態に係る樹脂フィルム特性評価装置の全体構成を示す図である。
【図２】特性評価ユニットを示す図である。
【図３】延伸ユニットを示す図である。
【図４】延伸ユニットを示す図である。
【図５】第２実施形態に係る樹脂フィルム特性評価装置を示す図である。
【図６】空気流制御手段の効果を示す図である。
【図７】別実施形態の空気流制御手段を示す図である。
【図８】別実施形態の空気流制御手段を示す図である。
【図９】別実施形態の空気流制御手段を示す図である。
【図１０】別実施形態の透過部材を示す図である。
【図１１】別実施形態の特性評価ユニットを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３８】
［実施形態１］
本発明の実施形態１に係る樹脂フィルム特性評価装置について、図面に基づいて説明する。この樹脂フィルム特性評価装置は、図１及び図２に示すように、樹脂フィルムを延伸するための延伸ユニット１（フィルム延伸手段の一例）、樹脂フィルムの雰囲気温度を制御する空調ユニット２、樹脂フィルムの特性を評価するための特性評価ユニット３などを備えて構成されている。
【００３９】
延伸ユニット１は、恒温槽２１の内部に設けられて構成されている。この延伸ユニット１は、２軸同時延伸が可能に構成されている。図３及び図４に示すように、延伸ユニット１は、樹脂フィルム１００を挟持するチャック部材（挟持部の一例）１３，１４、チャック部材を摺動移動可能に支持する支持フレーム１１，１２、支持フレームを駆動する駆動手段、駆動手段を制御する延伸コントローラなどを備えて構成される。
【００４０】
図３に示すように、支持フレームは、第１方向Ｘに往復動する一対の第１フレーム１１ａ，１１ｂと第１方向Ｘと直交する第２方向Ｙに往復動する一対の第２フレーム１２ａ，１２ｂとを備える。図３に示すように第１フレーム１１ａ，１１ｂと第２フレーム１２ａ，１２ｂとで、上面視で略正方形形状を呈するように、第１フレーム１１ａ，１１ｂと第２フレーム１２ａ，１２ｂが配置されている。それぞれの略正方形の各頂点には隣接する第１フレーム１１と第２フレーム１２とを連結する連結部材１５が設けられている。図３及び４に示すように、連結部材１５には上面視において第１方向Ｘに沿った第１孔部１５ａと第２方向にＹ沿った第２孔部１５ｂとが、異なる高さ位置において形成されている。
第１フレーム１１が第２孔部１５ｂに挿入され、第２フレーム１２が第１孔部１５ａに挿入されることにより、第１フレーム１１と第２フレーム１２とが連結される。第１フレーム１１は、連結部材１５とともに、第２フレーム１２に沿って、第１方向Ｘに往復動可能である。また、第２フレーム１２は、連結部材１５とともに、第１フレーム１１に沿って、第２方向Ｙに往復動可能である。
【００４１】
それぞれの第１フレーム１１ａ，１１ｂに、複数のチャック部材１３ａ，１３ｂが、第１フレーム１１ａ，１１ｂの延在方向に沿って摺動移動可能に設けられている。また、それぞれの第２フレーム１２ａ，１２ｂにも、複数のチャック部材１４ａ，１４ｂが、第２フレーム１２ａ，１２ｂの延在方向に沿って摺動移動可能に設けられている。本実施形態では、それぞれの第１フレーム１１ａ，１１ｂ及び第２フレーム１２ａ，１２ｂに４個のチャック部材１３ａ，１３ｂ，１４ａ，１４ｂが設けられている。隣接する連結部材１５の間には、例えば開閉式のパンタグラフ型平行リンク１６が設けられ、この平行リンク１６を介して、チャック部材１３ａ，１３ｂ，１４ａ，１４ｂが第１フレーム１１ａ，１１ｂ若しくは第２フレーム１２ａ，１２ｂに摺動移動自在に支持されている。これにより、図３及び図４に示すように、第１フレーム１１ａ，１１ｂ同士の近接・離間に追従して、第１フレーム１１ａ，１１ｂに設けられたチャック部材１３ａ，１３ｂ同士が近接離間する。また、第２フレーム１２ａ，１２ｂ同士の近接・離間に追従して、第２フレーム１２ａ，１２ｂに設けられたチャック部材１４ａ，１４ｂ同士が近接離間する。この実施形態では吹出ノズル２８に対向する位置にチャック部材１４ａが配置され、吸気ノズル２９に対向する位置にチャック部材１４ｂが設けられている。
【００４２】
第１フレーム１１ａ，１１ｂ及び第２フレーム１２ａ，１２ｂは、図示しない駆動手段により駆動される。駆動手段としては、例えばエアーシリンダーなどの往復動をする直線駆動型の駆動装置を好適に用いることができるが、モータ等の回転型の駆動装置からの回転駆動力を直線方向の駆動力に変換して用いても良い。
【００４３】
この実施形態においては、延伸ユニット１は、センターストレッチ方式に構成されている。具体的には、第１フレーム１１ａ，１１ｂ及び第２フレーム１２ａ，１２ｂが同一速度で離間することにより、それぞれの連結部材１５が同一速度で離間し、それに伴い、それぞれの平行リンク１６が伸びる。それぞれの平行リンク１６が伸びるのに伴い、それぞれのチャック部材１３ａ，１３ｂ，１４ａ，１４ｂが互いに均等に離間する。この結果、チャック部材１３ａ，１３ｂ，１４ａ，１４ｂに挟持された樹脂フィルム１００が各方向に均等に延伸される。
【００４４】
空調ユニット２は、空気を加熱して温風を発生させる温風発生手段２６、恒温槽２１、温風を循環させる通風手段２７ｃ、空調ユニットを制御する空調コントローラなどを備える。
【００４５】
恒温槽２１内には、図示しない温度センサが設けられ、空調コントローラは、温度センサが検出した恒温槽２１内の温度に基づいて、例えばフィードバック制御により、恒温槽２１の温度が設定の温度となるよう、温風発生手段２６を制御する。
【００４６】
恒温槽２１は、上面２２、底面２３及び側面を有する。恒温槽２１の上面には、開閉可能な蓋部２４が設けられ、当該蓋部２４を開放することにより、延伸ユニット１への樹脂フィルム１００の着脱が可能である。蓋部２４の一部が、恒温槽２１内部の視認及び後述するヘリウム−ネオンレーザーからの照射光の透過が可能なように、ガラスなどの透明部材２４ａで構成されている。また、底面２３のうち蓋部２４の透明部材２４ａと対向する部位についても、ガラスなどの透明部材２５で構成されている。
【００４７】
また、恒温槽２１内には、温風を噴出す吹出ノズル２８と恒温槽２１内の空気を吸込む吸込ノズル２９とが設けられている。吹出ノズル２８と吸込ノズル２９とは、延伸ユニット１を挟んで対向して設けられている。また、チャック部材１３，１４に挟持された樹脂フィルム１００の面方向に沿って、温風が噴出されるように、吹出ノズル２８が配置されている。また、通風手段２７ｃの吐出口と吹出ノズル２８とを繋ぐ吐出側通気路２７ａ及び、通風手段２７ｃの吸込口と吸込ノズル２９とを繋ぐ吸気側通気路２７ｂが設けられている。噴出側通気路２７ａ及び吸気側通気路２７ｂの一部に温風発生手段２６が設けられている。温風発生手段２６の詳細は省略するが、既知のヒータ及び熱交換器などを備えて構成されている。
【００４８】
特性評価ユニット３は、樹脂フィルム１００に対して電磁波を照射する電磁波照射手段と、樹脂フィルムを透過した電磁波を検出する検出手段とを備える。本実施形態では、電磁波の一例として樹脂フィルムに可視光を照射して位相差を測定し、位相差に基づいて樹脂フィルムの複屈折率（樹脂フィルムの特性値の一例）を求める。
【００４９】
この特性評価ユニット３は、電磁波照射手段としてのヘリウム−ネオンレーザー３１と検出手段としての光検出器３２とを備える。このヘリウム−ネオンレーザーは、単一波長（波長λ＝６３２．８ｎｍ）の可視光を照射する。ヘリウム−ネオンレーザーは、恒温槽２１の上面２２の蓋部２４に形成した透明部材２４ａから恒温槽２１の内部に可視光を照射可能に配置されている。本実施形態においては、恒温槽２１の上面２２に沿った方向に可視光を照射し、この可視光をミラー３７により反射させて透明部材２４ａから恒温槽２１の内部に可視光を照射する。また、ヘリウム−ネオンレーザー３１からの照射光を偏光する偏光板３３が、ミラー３７と透明部材２４ａとの間に設けられている。なお、ミラー３７は必ずしも設ける必要は無く、ヘリウム−ネオンレーザー３１を透明部材２４ａに対向して設けて、ヘリウム−ネオンレーザー３１からの可視光を恒温槽２１の内部に直接照射してもよい。
【００５０】
この実施形態において、延伸される樹脂フィルムの中心部分、つまり、上面視で略正方形に配置された第１フレーム１１ａ，１１ｂ及び第２フレーム１２ａ，１２ｂの対角線の交点近傍に照射光が照射されるように、ヘリウム−ネオンレーザー３１及びミラー３７が配置されている。これにより、樹脂フィルム１００をセンターストレッチ方式で延伸する場合に、延伸による樹脂フィルム１００の移動に拘わらず、樹脂フィルム１００の同一の部位に照射光を照射することができる。
【００５１】
光検出器３２は、恒温槽２１の底面２３に形成した透明部材２５に対向して設けられている。上述の構成により、恒温槽２１の上面２２から恒温槽２１内に照射された可視光が樹脂フィルム１００を透過して、底面２３の透明部材２５を透過して、光検出器３２に検出される。透明部材２５と光検出器３２との間には、透明部材２５から光検出器３２側に向かって、１／４波長板３４と偏光板３５とがこの順で配置されている。１／４波長板３４は、その配向軸が偏光板３３と一致するように配置されている。偏光板３５はモータ等の図示しない駆動手段に連動され、回転可能に設けられている。
【００５２】
詳細は省略するが、上述の構成により、偏光板３５を回転させつつヘリウム−ネオンレーザー３１から光を照射して、偏光板の種々の回転位相における光検出器３２の検出結果に基づいて、演算手段３６が位相差δを算出する。
【００５３】
また、演算手段３６は、樹脂フィルム１００の延伸に伴う位相差δに基づいて樹脂フィルムの複屈折率Δｎを算出する。複屈折率Δｎは以下の式（１）で表される。
Δｎ＝δλ／（２πｄ） 式（１）
ここで、λは照射光の波長、ｄは樹脂フィルム１００の厚みである。
【００５４】
従って、演算手段３６は、式（１）に基づいて、種々の延伸状態における複屈折率Δｎを算出する。なお、樹脂フィルムの厚みｄは、延伸ユニット１のチャック部材１３，１４の移動距離に基づく樹脂フィルムの延伸率から算出してもよく、また、恒温槽内に非接触式の厚みセンサを備え、厚みセンサにより測定した実測値を用いてもよい。
【００５５】
上述した樹脂フィルム特性評価装置により、フィルム延伸ユニット１により樹脂フィルム１００を２軸に同時延伸しつつ、樹脂フィルム１００の特性を連続的に評価する。
なお、「樹脂フィルム１００を延伸しつつ、特性を連続的に評価する」とは、延伸と特性の評価とを同時に連続的に行う場合のみならず、延伸と特性の評価とを断続的に行う場合も含まれるものである。
【００５６】
上述したように、本発明に係る樹脂フィルム特性評価装置は、延伸中の樹脂フィルム１００の特性を、その場（ｉｎ−ｓｉｔｕ）で適切に評価できる。この結果、擬似的に実際の樹脂フィルム製造時と同様の条件により樹脂フィルム１００を延伸しつつ特性を評価することにより、樹脂フィルム製造の際の最適条件を早期に発見することができる。また、樹脂フィルム製造の際の適した材料設定を早期に行うことができる。さらに、樹脂フィルム製造の際の最適条件および適した材料を早期に設定できることから、この条件および材料に適した樹脂フィルム製造装置等の装置の仕様を早期に決定することができる。従って、設備の仕様を早期に決定することができる。
【００５７】
［実施形態２］
第２実施形態に係る樹脂フィルム特性評価装置は、加熱空気の吹出ノズル２８から供給された加熱空気が樹脂フィルム１００の面に均一に当たるように空気の流れを制御する空気流制御手段２００を備える点で第１実施形態に係る樹脂フィルム特性評価装置と異なる。
【００５８】
また、図５に示すように、この実施形態では、吐出側通気路２７ａ（図１を参照）に連通して吐出側空気滞留部１１０が設けられ、吐出側空気滞留部１１０に複数の吐出ノズル２８（供給口の一例）が設けられている。また、吸気側通気路２７ｂ（図１を参照）に連通して吸気側空気滞留部１１１が設けられ、吸気側空気滞留部１１１に複数の吸込ノズル２９が設けられている。吐出側空気滞留部１１０及び吸気側空気滞留部１１１の流通断面積は、吐出側通気路２７ａ及び吸気側通気路２７ｂの流通断面積よりも大きく設定されている。このため、後述するように、吹出ノズル２８及び吸込ノズル２９を複数も受ける場合であっても、各吹出ノズル２８からの吹出圧及び各吸込ノズル２９の吸込圧をそれぞれ均一にすることができ、恒温槽２１内の空気流を均一にすることができる。
【００５９】
本実施形態では図５（ａ）に示すように、上側の吹出ノズル２８ａ及び下側の吹出ノズル２８ｂが設けられている。図５（ａ）に示すように、上側の吹出ノズル２８ａは、チャック部材１４ａ及び樹脂フィルム１００よりもやや上方にオフセットして配置されている。また、下側の吹出ノズル２８ｂはチャック部材１４ａ及び樹脂フィルム１００よりもやや下側にオフセットして配置されている。図５（ｂ）に示すように、これら上側の吹出ノズル２８ａ及び下側の吹出ノズル２８ｂは、樹脂フィルムの延在方向に沿って複数設けられている。また、図５に示すように、吸込ノズル２９についても複数設けられている。
【００６０】
図５に示すように、この実施形態において、空気流制御手段２００は風向板により構成されている。風向板２０１ａの一方の面は吹出ノズル２８ａ，２８ｂの吹出口に対向するとともに、他方の面はチャック部材１４ａに対向して配置される。この風向板２０１ａは、恒温槽２１の幅方向において、吐出ノズル２８ａ，２８ｂの延在領域の略全域に亘って延在すると共に、上面２２（蓋部２４）及び底面２３との間に隙間が形成されるように恒温槽２１の高さ方向に延在している。
【００６１】
風向板２０１ａの上端から樹脂フィルム１００の上面方向に沿って風向板２０１ｆが設けられている。風向板２０１ｆは、風向板２０１ａの上端から初期位置（延伸前の位置）におけるチャック部材１４ａの上方近傍まで延在している。恒温槽２１の幅方向における吹出ノズル２８ｂの延在領域の夫々の端部には、底面２３に風向板２０１ｂ、２０１ｃが設けられている。風向板２０１ｂ、２０１ｃは、吹出ノズル２８ｂから吸込ノズル２９側に向かって外側に広がるように傾斜して配置されている。
【００６２】
また、上面２２（蓋部２４）には風向板２０１ｄが、底面２３には風向板２０１ｅが夫々設けられている。風向板２０１ｄ及び風向板２０１ｅは、平面視で樹脂フィルム１００を囲むように円弧状に設けられている。なお、本実施形態では、風向板２０１ｄ及び風向板２０１ｅの各々を、単一の風向板を円弧状に湾曲させて形成しているが必ずしもこの形態に限られるわけではなく、樹脂フィルムを囲むように設けられていれば何れの形状であっても良い。例えば単一の風向板を多角形形状に折り曲げてもよい。また、複数の平板状の風向板を並べて円弧形状や多角形形状を構成してもよい。
【００６３】
次にこれらの風向板による風流制御の一例について説明する。吹出ノズル２８ａからの加熱空気は風向板２０１ａにより上方に仕向けられ、吐出ノズル２８ｂからの加熱空気は風向板２０１ａにより下方に仕向けられる。上方に仕向けられた加熱空気は風向板２０１ｆにより、チャック部材１４ａに直接当たることを防止しつつ、樹脂フィルム１００の上面に仕向けられる。風向板２０１ａ，２０１ｆにより，樹脂フィルム１００の上方を通過した加熱空気は風向板２０１ｄにより再び樹脂フィルム１００の側へ仕向けられる。一方、風向板２０１ａにより下方に仕向けられた加熱空気は風向板２０１ｂ、２０１ｃにより、樹脂フィルム１００の下面に仕向けられる。樹脂フィルム１００の下面を通過した加熱空気は風向板２０１ｅにより再び樹脂フィルム１００に仕向けられる。このように、風向板２０１ａ，２０１により、吹出ノズル２８ａ，２８ｂからの加熱空気がチャック部材１４ａに直接当たることが防止される。ここで、２０１ａ，２０１ｆは、本発明の防止手段に相当する。
【００６４】
次に、図６に基づいて、空気流制御手段２００として、風向板２０１ａ，２０１ｂ，２０１ｃ，２０１ｄ，２０１ｅ，２０１ｆを設けた場合の効果について説明する。図６（ａ）は、空気流制御手段２００を備える場合の実験結果であり、図６（ｂ）は、空気流制御手段２００を備えない場合の実験結果である。
【００６５】
夫々の実験において、恒温槽温度を１５０℃に設定し、チャック部材１３ａ，１３ｂ，１４ａ，１４ｂ及び樹脂フィルム１００の温度分布を測定した。図６には、実験開始から１時間後及び１時間３０分後の温度分布を、各領域の測定温度の中間値との差として示す。
【００６６】
図６（ａ）に示すように、空気流制御手段２００を設けた場合、１時間後において、温度が最も高かったのは樹脂フィルム１００であり、中央値＋１℃であった。一方、最も温度が低かったのは、吹出ノズル２８に対向するチャック部材１４ａ及び吸込ノズル２９に対向するチャック部材１４ｂであり、中央値−２℃であった。実験開始から１時間後の最高温度と最低温度との差は３℃であった。１時間半後において、温度が最も高かったのはチャック部材１３ａ，１３ｂであり、中央値＋１℃であった。一方、温度が最も低かったのは樹脂フィルム１００、吹出ノズル２８に対向するチャック部材１４ａ、及び、吸気ノズル２９に対向するチャック部材１４ｂであり、中心値±１℃であった。実験開始から１時間半後の最高温度と最低温度との差は２℃以下であった。
【００６７】
図６（ｂ）に示すように、空気流制御手段２００を設けない場合、１時間後において、温度が最も高かったのは吹出ノズル２８に対向するチャック部材１４ａであり、中央値＋５℃であった。一方、最も温度が低かったのは吸込ノズル２９に対向するチャック部材１４ｂであり、中央値−５℃であった。実験開始から１時間後の最高温度と最低温度との差は１０℃であった。１時間半後において、温度が最も高かったのは吹出ノズル２８に対向するチャック部材１４ａであり、中央値＋２℃であった。一方、温度が最も低かったのは樹脂フィルム１００であり、中心値−４℃であった。実験開始から１時間半後の最高温度と最低温度との差は６℃であった。
【００６８】
このように、実験開始から１時間後の最高温度と最低温度との差は、空気流制御手段２００を設けた場合が３℃であるのに対して、空気流制御手段２００を設けない場合が１０℃であった。また、実験開始から１時間半後の最高温度と最低温度の差は、空気流制御手段を設けた場合が２℃以下であるのに対して、空気流制御手段２００を設けない場合が６℃であった。上述の実験結果から明らかなように、空気流制御手段２００を設けることにより、樹脂フィルム１００及びチャック部材１３ａ，１３ｂ，１４ａ，１４ｂを均一に加熱することができる。
【００６９】
樹脂フィルム１００に局所的に加熱空気が当たるなどの原因により、樹脂フィルム１００が不均一に加熱される場合、加熱度合いにより樹脂フィルム１００の延伸度合いが異なる。このため、樹脂フィルム１００が不均一に延伸される原因となる場合がある。そこで、空気流制御手段２００により空気の流れを制御して、加熱空気を樹脂フィルム１００の面に均一に当てることにより、樹脂フィルム１００の温度が均一になる。その結果、樹脂フィルム１００を均一に加熱することができる。
【００７０】
特に、樹脂フィルム１００をチャック部材１３ａ，１３ｂ，１４ａ，１４ｂにより挟持する場合、当該チャック部材１３ａ，１３ｂ，１４ａ，１４ｂが樹脂フィルムと接触することになる。この場合、加熱空気がチャック部材に直接当たると、加熱空気によりチャック部材が過度に加熱されて、樹脂フィルムのうちチャック部材による挟持箇所の近傍の部分が局所的に加熱される場合がある。空気流制御手段２００を設けない実験結果の場合（図６（ｂ）を参照）、吹出ノズル２８に対向するチャック部材１４ａは過度に加熱された。一方で、チャック部材１４ａで加熱空気が遮られるため、チャック部材１４ｂはほとんど加熱されなかった。この状態で樹脂フィルム１００を延伸すると、局所的に加熱されたチャック部１４ａ近傍の樹脂フィルム１００が他の部分よりも延伸されて均一な延伸できない。そこで、本構成のように、空気流制御手段２００により、吹出ノズル２８から吐出された加熱空気がチャック部材１４ａに直接当たらないように構成することにより、実験結果に示したように、チャック部材１３ａ，１３ｂ，１４ａ，１４ｂ及び樹脂フィル１００の加熱度合いが略均一になり、樹脂フィルム１００を均一に延伸することができる。
【００７１】
なお、上述したように、樹脂フィルム１００を均一に延伸するためには、空気流制御手段２００を設けた方が好ましい。しかしながら、チャック部材の形状・材質等によっては、必ずしも上述した加熱度合いが不均一になる問題が生じない場合も有る。また、樹脂フィルム１００の材質によっては、多少の加熱度合いの不均一が生じたとしても均一な延伸が可能な場合もある。従って、空気流制御手段２００は必須の要素ではなく、第１実施形態に示したように、空気流制御手段２００を設けなくてもよい。
【００７２】
［別実施形態］
（１）次に空気流制御手段２００の別実施形態について説明する。上述の実施形態では、空気流制御手段２００として、風向板２０１ａ，２０１ｂ，２０１ｃ，２０１ｄ，２０１ｅ，２０１ｆを設ける場合を例に説明したが、風向板及び吹出ノズル２８の配置はこれに限られるものではない。例えば、図７に示すものであってもよい。図７に示す例では、吹出ノズル２８ａ，２８ｂに対向する風向板２００ａを設ける代わりにチャック部材１３，１４及び樹脂フィルム１００に加熱空気が直接当たらない位置に吹出ノズル２８ａ，２８ｂが配置されている。つまり、上側の吹出ノズル２８ａは、チャック部材１４ａ及び樹脂フィルム１００よりも上方にオフセットして配置されている。また、下側の吹出ノズル２８ｂは、チャック部材１４ｂ及び樹脂フィルム１００よりも下方にオフセットして配置されている。このように、吹出ノズル２８ａ，２８ｂの吹出口とチャック部材１４ａ及び樹脂フィルム１００をオフセットさせることにより、チャック部材１３，１４及び樹脂フィルム１００に吹出ノズル２８ａ，２８ｂからの加熱空気が直接当たらないように配置されている。
【００７３】
また、図７に示すように、風向板２０１ｇ，２０１ｈが設けられている。風向板２０１ｇは、樹脂フィルム１００の上面の上方を通過した加熱空気を樹脂フィルム１００に仕向けるよう、樹脂フィルム１００よりも下手側（吸気ノズル２９側）において吹出ノズル２８ａと対向して配置されている。風向板２０１ｈは、樹脂フィルム１００の下面の下方を通過した加熱空気を樹脂フィルム１００に仕向けるよう、樹脂フィルム１００よりも下手側（吸気ノズル２９側）において吹出ノズル２８ｂと対向して配置されている。
【００７４】
（２）図８に示す例では、空気流制御手段２００として、樹脂フィルム１００の上方及び下方に風向板２０１ｉ，２０１ｊを設けてある。これらの風向板２０１ｉ，２０１ｊは、樹脂フィルム１００と対向する位置に穴部２０２，２０３を有する。吹出ノズル２８ａが風向板２０１ｉよりも上方側に、吹出ノズル２８ｂが風向板２０１ｊよりも下方側にそれぞれ設けられている。この実施形態では、風向板２０１ｉにより、吐出ノズル２８ａからの加熱空気がチャック部材１３，１４に直接当たるのが防止され、穴部２０２を通過した加熱空気が、樹脂フィルム１００の上面に当たる。また、風向板２０１ｊにより、吐出ノズル２８ｂからの加熱空気がチャック部材１３，１４に直接当たるのが防止され、穴部２０３を通過した加熱空気が、樹脂フィルム１００の下面に当たる。
【００７５】
（３）上述の実施形態では、空気流制御手段２００として、風向板を例に説明したが、空気流制御手段２００は、加熱空気が樹脂フィルムの面に均一に当たるように空気の流れを制御するものであれば、風向板に限られるものではない。図９に示す例では、上側の吹出ノズル２８ａが樹脂フィルム１００の上面近傍まで延在し、吹出ノズル２８ａの吹出口が樹脂フィルム１００の上面に対向して配置されている。また、下側の吹出ノズル２８ｂも同様に、樹脂フィルム１００の下面近傍まで延在し、吹出ノズル２８ｂの吹出口が樹脂フィルム１００の下面に対向して配置されている。
【００７６】
（４）実施形態２以降では、吐出側空気滞留部１１０及び吸気側空気滞留部１１１を設ける例を示したが、１１０吐出側空気滞留部及び吸気側空気滞留部１１１は必ずしも設ける必要はなく、何れか一方のみを設けても良く、また、何れも設けなくても良い。一方、実施形態１において、吐出側空気滞留部１１０又は吸気側空気滞留部１１１、若しくは、両方を設けてもよい。また、第２実施形態以降では上側の吹出ノズル２８ａ及び下側の吹出ノズル２８ｂを設けて樹脂フィルム１００の上下両面から加熱空気を当てる場合を例に説明したが、吹出ノズル２８ａ及び下側の吹出ノズル２８ｂの何れか一方のみを設けて、上面及び下面の何れか一面のみに加熱空気を当ててもよい。一方、第１実施形態において、上側の吹出ノズル２８ａ及び下側の吹出ノズル２８ｂを設けてもよい。
【００７７】
（５）別実施形態に係る樹脂フィルム特性評価装置について説明する。図９に示すように、この樹脂フィルム特性評価装置は、特性評価ユニット３が上述の実施形態とは異なる。以下、具体的に説明する。この特性評価ユニット３は、電磁波照射手段３１としての光源３１ｂと、検出手段３２としてのビデオカメラ３２ｂとを備える。なお、この樹脂フィルム特性評価装置においても、上述した空気流制御手段２００を備えてもよい。
【００７８】
光源３１ｂは、恒温槽２１の底面２３の透明部材２５に対向して設けられ、透明部材２５を介して恒温槽２１の内部に可視光を照射する。ビデオカメラ３２ｂは、上面の蓋部に形成された透明部材２４ａと対向して設けられている。光源３１ｂと恒温槽２１の底面２３の透明部材２５との間に第１偏光板３８が、蓋部２４の透明部材２４ａとビデオカメラ３２ｂとの間に第２偏光板３９が、それぞれ設けられている。第１偏光板３８と第２偏光板３９とは、互いの配向軸３８ａ，３９ａが直行するように（偏光角度が９０°異なるように）配置されている。
【００７９】
この特性評価ユニットにおいて、第１偏光板３８の偏光角度と第２偏光板３９の偏光角度とが９０°異なることから、第１偏光板３８及び第２変光板３９以外に偏光を行う部材が存在しなければ、第１偏光板３８を透過した光は第２偏光板３９を透過しない。従って、ビデオカメラ３２ｂによる撮影画像は全体的に暗い（黒っぽい）画像となる。未延伸の樹脂フィルム１００を用いた場合、樹脂フィルム１００が延伸ユニット１により延伸される前の状態においては、樹脂フィルム１００は配向しておらず、偏光性を示さず、撮影画像は全体的に暗い（黒色）画像となる。
【００８０】
樹脂フィルム１００を延伸していくと、樹脂フィルム１００が延伸度合いに応じて配向し、偏光性を示すことになる。樹脂フィルム１００の延伸された部分を透過した光は偏光されるため、第２偏光板３９を透過する。撮影画像において、光が第２偏光板３９を透過した部分については、透過光により呈色した画像となる。従って、延伸ユニット１により延伸中の樹脂フィルム１００に光源３１ｂから光を照射してビデオカメラ３２ｂの撮影画像を観察することにより、樹脂フィルム１００の配向分布を視覚に把握することができる。
【００８１】
初期状態において有る程度延伸された樹脂フィルム１００を用いることもできる。この場合、樹脂フィルム１００が延伸ユニット１により延伸される前の状態においても、樹脂フィルム１００が有る程度配向しており、偏光性を示すことから、撮影画像は光により呈色した画像となる。樹脂フィルム１００が延伸ユニット１により延伸されると、樹脂フィルム１００の延伸度合いに応じて配向度合いが変化し、透過光による呈色具合も変化する。従って、ビデオカメラ３２ｂの撮影画像を観察することにより、樹脂フィルム１００の配向分布を視覚に把握することができる。
【００８２】
なお、光源３１ｂとしては、特に限定されないが例えば蛍光灯などを用いることができる。また、光源３１ｂとしては、樹脂フィルム１００の全域に光を照射可能なものを用いることが好ましい。これにより、樹脂フィルム１００全体の配向度合いを把握することができる。
【００８３】
（６）上述の実施形態において、電磁波の一例として可視光を例に説明したが電磁波はこれに限られるものではない。電磁波としては、例えば赤外線など可視光以外の波長領域を用いてもよい。この場合電磁波の波長によって透過しやすい物質が異なるので、電磁波の波長によって透過部材の材質を異ならせる必要がある。そこで、図１０に示すように、透過部材を着脱可能に構成するとよい。図１０の例では、ガラス製の透明部材２４ａ、２５の中央部に穴部４０を設け、当該穴部４０に対して透過部材４１を着脱可能に構成されている。電磁波が赤外線の場合は、例えば臭化カリウムにより構成された透過部材４１が好適に用いられる。
【００８４】
（７）上述の構成において、延伸ユニットに例えばロードセル等の張力測定手段を備えて、延伸中の樹脂フィルムにかかる張力を測定可能に構成してもよい。
【００８５】
（８）
上述の実施形態において、延伸ユニット１がセンターストレッチ式に構成される場合を例に説明したが、これに限定されるものではない。例えば、隣接する第１フレーム１１ａ及び第２フレーム１２ｂを固定した状態で、もう一方の隣接する第１フレーム１１ｂ及び第２フレーム１２ａを離間方向に移動させることによって樹脂フィルム１００の延伸を行っても良い。また、第１フレーム１１ａ，１１ｂ及び第２フレーム１２ａ，１２ｂの全てを移動させる場合であっても、同一速度で移動させるのではなく、異なった速度で移動させてもよい。また、延伸ユニット１は、必ずしも２軸同時延伸を行うものでなくても良い。例えば、第２フレーム１２ａ，１２ｂを停止した状態で、第１フレーム１１ａ，１１ｂを互いに離間させ、その後、第１フレーム１１ａ，１１ｂを停止してから第２フレーム１２ａ，１２ｂを離間させるなど、逐次的に延伸を行っても良い。なお、延伸ユニット１を、上述した複数の延伸モードを切り替え可能に構成してもよい。
【００８６】
（９）上述の実施形態において、２軸延伸を例に説明したが、３軸以上の多軸延伸であってもよい。
【産業上の利用可能性】
【００８７】
本発明は、樹脂フィルムの特性を評価する樹脂フィルム特性評価装置に適応可能である。
【００８８】
１ 延伸ユニット（フィルム延伸手段の一例）
１３ チャック部材
１４ チャック部材
２１ 恒温槽
２４ａ 透明部材（透過部材の一例）
２５ 透明部材（透過部材の一例）
２８ 吹出ノズル（供給口の一例）
２９ 吸気ノズル（排気ノズルの一例）
３１ ヘリウム−ネオンレーザー（電磁波照射手段の一例）
３２ 光検出器（検出手段の一例）
１００ 樹脂フィルム
２００ 空気流制御手段
２０１ 風向板（空気流制御手段の一例）
２０２ 穴部（空気流制御手段の一例）
２０３ 穴部（空気流制御手段の一例）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
樹脂フィルムを延伸しつつ、当該樹脂フィルムの特性を評価する樹脂フィルム特性評価装置であって、
前記樹脂フィルムを２軸以上に延伸可能なフィルム延伸手段と、
延伸中の前記樹脂フィルムに対して電磁波を照射する電磁波照射手段と、
前記樹脂フィルムを透過した電磁波を検出する検出手段とを備え、
前記検出手段の検出結果に基づいて前記樹脂フィルムの特性を評価する樹脂フィルム特性評価装置。
【請求項２】
前記フィルム延伸手段がセンターストレッチ式の延伸手段である請求項１に記載の樹脂フィルム特性評価装置。
【請求項３】
前記樹脂フィルムに対して非接触状態で前記樹脂フィルムの厚みを測定する厚み測定手段を備える請求項１又は２に記載の樹脂フィルム特性評価装置。
【請求項４】
前記樹脂フィルムにかかる張力を測定する張力測定手段を備える請求項１〜３の何れか一項に記載の樹脂フィルム特性評価装置。
【請求項５】
温度制御可能な恒温槽を備え、前記フィルム延伸手段が前記恒温槽の内部に設けられている請求項１〜４の何れか一項に記載の樹脂フィルム特性評価装置。
【請求項６】
前記恒温槽が加熱空気により温度制御を行う恒温槽であり、前記加熱空気の供給口から供給された加熱空気が前記樹脂フィルムの面に均一に当たるように前記空気の流れを制御する空気流制御手段が設けられている請求項５に記載の樹脂フィルム特性評価装置。
【請求項７】
前記フィルム延伸手段が前記樹脂フィルムを挟持する挟持部を有し、
前記供給口から吐出された前記加熱空気が前記挟持部に直接当たらないように前記供給口を配置してある請求項６に記載の樹脂フィルム特性評価装置。
【請求項８】
前記フィルム延伸手段が前記樹脂フィルムを挟持する挟持部を有し、
前記空気流制御手段が、前記加熱空気が前記挟持部に直接当たることを防止する防止手段を含む請求項６又は７に記載の樹脂フィルム特性評価装置。
【請求項９】
前記空気流制御手段が風向板により構成されている請求項６〜８の何れか一項に記載の樹脂フィルム特性評価装置。
【請求項１０】
前記風向板が、前記供給口からの前記加熱空気を前記樹脂フィルムの面の上方及び下方の少なくとも何れか一方に仕向ける風向板と、前記樹脂フィルムの面の上方又は下方を通過した前記加熱空気を前記樹脂フィルムの上面又は下面に仕向ける風向板とを有する請求項９に記載の樹脂フィルム特性評価装置。
【請求項１１】
前記恒温槽が加熱空気により温度制御を行う恒温槽であり、前記加熱空気の供給口と排気口とが、前記加熱空気の供給方向及び排気方向が前記樹脂フィルムの面に沿った方向になるよう対向して設けられている請求項５に記載の樹脂フィルム特性評価装置。
【請求項１２】
前記恒温槽の対向する２つの壁面の夫々の少なくとも一部が、前記電磁波を透過する透過部材で構成され、前記恒温槽の外側に、一方の前記透過部材と対向して前記電磁波照射手段が設けられ、他方の前記透過部材と対向して前記検出手段が設けられている請求項５〜１１の何れか一項に記載の樹脂フィルム特性評価装置。
【請求項１３】
前記透過部材が着脱可能に構成されている請求項１２に記載の樹脂フィルム特性評価装置。
【請求項１４】
前記樹脂フィルムが法線を重力方向に沿わせて配置され、前記樹脂フィルムの上面と対向する壁面及び前記樹脂フィルムの下面と対向する壁面の夫々の少なくとも一部が前記透過部材で構成されている請求項１２又は１３に記載の樹脂フィルム特性評価装置。
【請求項１５】
前記電磁波照射手段から照射される電磁波が可視光であり、前記電磁波は照射手段と前記樹脂フィルムの一方の面との間に配置された第１偏光部材と、前記検出手段と前記樹脂フィルムの他方の面との間に配置された第２偏光部材とを備え、前記第１偏光部材の配向軸と前記第２偏光部材の配向軸とが直交するように前記第１偏光部材と前記第２偏光部材とが配置され、
前記第２偏光部材を透過した光に基づいて前記樹脂フィルムの特性を評価する請求項１〜１４の何れか１項に記載の樹脂フィルム特性評価装置。
【請求項１６】
前記特性が前記樹脂フィルムの配向である請求項１〜１５の何れか一項に記載の樹脂フィルム特性評価装置。
【請求項１】
樹脂フィルムを延伸しつつ、当該樹脂フィルムの特性を評価する樹脂フィルム特性評価装置であって、
前記樹脂フィルムを２軸以上に延伸可能なフィルム延伸手段と、
延伸中の前記樹脂フィルムに対して電磁波を照射する電磁波照射手段と、
前記樹脂フィルムを透過した電磁波を検出する検出手段とを備え、
前記検出手段の検出結果に基づいて前記樹脂フィルムの特性を評価する樹脂フィルム特性評価装置。
【請求項２】
前記フィルム延伸手段がセンターストレッチ式の延伸手段である請求項１に記載の樹脂フィルム特性評価装置。
【請求項３】
前記樹脂フィルムに対して非接触状態で前記樹脂フィルムの厚みを測定する厚み測定手段を備える請求項１又は２に記載の樹脂フィルム特性評価装置。
【請求項４】
前記樹脂フィルムにかかる張力を測定する張力測定手段を備える請求項１〜３の何れか一項に記載の樹脂フィルム特性評価装置。
【請求項５】
温度制御可能な恒温槽を備え、前記フィルム延伸手段が前記恒温槽の内部に設けられている請求項１〜４の何れか一項に記載の樹脂フィルム特性評価装置。
【請求項６】
前記恒温槽が加熱空気により温度制御を行う恒温槽であり、前記加熱空気の供給口から供給された加熱空気が前記樹脂フィルムの面に均一に当たるように前記空気の流れを制御する空気流制御手段が設けられている請求項５に記載の樹脂フィルム特性評価装置。
【請求項７】
前記フィルム延伸手段が前記樹脂フィルムを挟持する挟持部を有し、
前記供給口から吐出された前記加熱空気が前記挟持部に直接当たらないように前記供給口を配置してある請求項６に記載の樹脂フィルム特性評価装置。
【請求項８】
前記フィルム延伸手段が前記樹脂フィルムを挟持する挟持部を有し、
前記空気流制御手段が、前記加熱空気が前記挟持部に直接当たることを防止する防止手段を含む請求項６又は７に記載の樹脂フィルム特性評価装置。
【請求項９】
前記空気流制御手段が風向板により構成されている請求項６〜８の何れか一項に記載の樹脂フィルム特性評価装置。
【請求項１０】
前記風向板が、前記供給口からの前記加熱空気を前記樹脂フィルムの面の上方及び下方の少なくとも何れか一方に仕向ける風向板と、前記樹脂フィルムの面の上方又は下方を通過した前記加熱空気を前記樹脂フィルムの上面又は下面に仕向ける風向板とを有する請求項９に記載の樹脂フィルム特性評価装置。
【請求項１１】
前記恒温槽が加熱空気により温度制御を行う恒温槽であり、前記加熱空気の供給口と排気口とが、前記加熱空気の供給方向及び排気方向が前記樹脂フィルムの面に沿った方向になるよう対向して設けられている請求項５に記載の樹脂フィルム特性評価装置。
【請求項１２】
前記恒温槽の対向する２つの壁面の夫々の少なくとも一部が、前記電磁波を透過する透過部材で構成され、前記恒温槽の外側に、一方の前記透過部材と対向して前記電磁波照射手段が設けられ、他方の前記透過部材と対向して前記検出手段が設けられている請求項５〜１１の何れか一項に記載の樹脂フィルム特性評価装置。
【請求項１３】
前記透過部材が着脱可能に構成されている請求項１２に記載の樹脂フィルム特性評価装置。
【請求項１４】
前記樹脂フィルムが法線を重力方向に沿わせて配置され、前記樹脂フィルムの上面と対向する壁面及び前記樹脂フィルムの下面と対向する壁面の夫々の少なくとも一部が前記透過部材で構成されている請求項１２又は１３に記載の樹脂フィルム特性評価装置。
【請求項１５】
前記電磁波照射手段から照射される電磁波が可視光であり、前記電磁波は照射手段と前記樹脂フィルムの一方の面との間に配置された第１偏光部材と、前記検出手段と前記樹脂フィルムの他方の面との間に配置された第２偏光部材とを備え、前記第１偏光部材の配向軸と前記第２偏光部材の配向軸とが直交するように前記第１偏光部材と前記第２偏光部材とが配置され、
前記第２偏光部材を透過した光に基づいて前記樹脂フィルムの特性を評価する請求項１〜１４の何れか１項に記載の樹脂フィルム特性評価装置。
【請求項１６】
前記特性が前記樹脂フィルムの配向である請求項１〜１５の何れか一項に記載の樹脂フィルム特性評価装置。
【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２０１１−９５２５２（Ｐ２０１１−９５２５２Ａ）
【公開日】平成２３年５月１２日（２０１１．５．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２１７６１６（Ｐ２０１０−２１７６１６）
【出願日】平成２２年９月２８日（２０１０．９．２８）
【出願人】（０００００２１４１）住友ベークライト株式会社 (2,927)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年５月１２日（２０１１．５．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年９月２８日（２０１０．９．２８）
【出願人】（０００００２１４１）住友ベークライト株式会社 (2,927)
【Ｆターム（参考）】
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