JP2006159775A - フィルム延伸装置およびフィルム延伸方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 配向軸が高精度に配向し、かつ、厚み精度の高いフィルムを得ることができるフィルム延伸装置、およびフィルム延伸方法を提供すること。
【解決手段】 加熱炉と、フィルム送り出し部分と、この送り出し部分から連続的に送られるフィルムの幅方向両端部を把持する左右各複数対のクリップと、各クリップの走行を案内する左右各一対のガイドレールと、ガイドレールを移動させる複数の駆動軸と、を備え、加熱炉内に前記フィルムを通過させるとともに、クリップによって把持させた前記フィルムを延伸することができるフィルム延伸装置において、複数の駆動軸が、略平行に形成されており、かつ、駆動軸によって、左右各一対のガイドレールが左右独立に移動することで、ガイドレールのレールパターンを変化できるようになっていることを特徴とするフィルム延伸装置。
【選択図】 図５

Description

本発明は、フィルム延伸装置およびフィルム延伸方法に係り、さらに詳しくは、光学フィルムを高精度で延伸するための延伸装置および延伸方法に関する。

液晶ディスプレイなどの表示装置には、表示性能を改善するために、様々な光学フィルム（たとえば、偏光膜の保護フィルム、位相板など）が使用されている。このような光学フィルムは、一定の配向角となっている配向軸を有し、かつ、この配向軸を高精度（たとえば、±０．５°の精度）に配向させることが求められている。

このような光学フィルムを製造する方法としては、熱可塑性樹脂から構成されるフィルムを、幅方向の長さが、たとえば１．２〜２倍程度となるように、加熱、延伸して、配向軸を揃える方法などが挙げられる（たとえば、特許文献１）。

特許文献１には、フィルムの両側を把持する複数のクリップを走行させるための一対のガイドレールを、逆ねじを切ってある駆動軸上に形成することにより、このガイドレールのレールパターンを左右対称に変化させることができるようになっているフィルム延伸装置が開示されている。

しかしながら、特許文献１に記載されている延伸装置では、フィルムの幅方向における左右の温度ムラに起因して、フィルムの幅方向に対してフィルムの左右で不均等な配向角分布が生じてしまい、結果として、フィルム幅方向に渡って配向角が均一に揃わないという問題があった。

さらに、上記光学フィルムとしては、配向軸を高精度に形成するとともに、この配向軸が、フィルムの幅方向に対して一定の傾斜（たとえば、１５°や４５°など）を有しているような構成とすることも求められている（たとえば、特許文献２，３）。

特許文献２には、プラスチックフィルムを横または縦方向に一軸延伸しつつ、フィルムの左右両端を、それぞれ異なる速度で引張延伸することにより、フィルムの配向軸を前記延伸方向に対して傾斜させる方法が提案されている。ここでは、左右の延伸部品を独立に駆動させる駆動源より、左右の延伸部品を介して、フィルムの左右両端の送り速度に違いを持たせることを特徴としている記載されている。

さらに、上記光学フィルムとしては、配向軸を高精度に形成するとともに、この配向軸が、フィルムの幅方向に対して一定の傾斜（たとえば、１５°や４５°など）を有しているような構成とすることも求められている。このような配向軸が一定の傾斜を有するフィルムを得る方法としては、たとえば、延伸の前後において、フィルムの送り方向を変化させる方法が提案されている（たとえば、特許文献３）。

特許文献３には、フィルムに予熱を与える予熱部と、上記予熱部と同じ方向にフィルムを送るとともに、フィルムを延伸する延伸部と、上記予熱部および延伸部と異なる方向にフィルムを送る熱処理部と、を有する延伸装置が開示されている。この文献は、特に、フィルムの縁部の一端を把持する一方の把持具と、フィルムの縁部の他端を把持する他方の把持具との間に一時的に速度差を設ける速度差発生手段を発生させることを特徴としている。この文献によると、このようにすることにより、フィルムへの把持具の噛み込み不足などに起因するフィルムのシワを取り除くことができ、配向軸のズレを解消することができるという旨が記載されている。

しかしながら、上記特許文献２，３に記載されている延伸方法や延伸装置では、フィルムのシワや配向軸のズレの問題を解決するために、フィルムの各縁部を把持する各把持具に速度差を設けているため、幅方向のフィルム厚みにバラツキが生じてしまい、フィルムの巻き取りが困難となってしまうという不具合が発生してしまう。

特開２００１−１３８３９４号公報 特開２０００−９９１２号公報 特開２００４−９５４２号公報

本発明は、このような実状に鑑みてなされ、レールパターンを多様に変化させることにより、フィルム幅方向に対するフィルムの配向角を自在に設定でき、さらに、フィルムの配向軸をフィルム幅方向に渡って左右均等に高精度に配向させることができ、かつ、高精度でフィルム厚みやレタデーションを制御できるフィルム延伸装置、およびフィルム延伸方法を提供することを目的とする。

本発明者等は、フィルムを延伸するためのフィルム延伸装置において、フィルムの幅方向両端部を把持する左右各複数対のクリップを案内するための左右各一対のガイドレールが、それぞれ独立に移動できるようにすることにより、上記目的を達成できることを見出し、本発明を完成させるに至った。

すなわち、本発明のフィルム延伸装置は、
フィルムを加熱するための加熱炉と、
フィルムを送るための送り出し部分と、
前記送り出し部分から連続的に送られるフィルムの幅方向両端部を把持する左右各複数対のクリップと、
前記各クリップの走行を案内する左右各一対のガイドレールと、
前記ガイドレールを移動させる複数の駆動軸と、を備え、
前記加熱炉内に前記フィルムを通過させるとともに、前記クリップによって把持させた前記フィルムを延伸することができるフィルム延伸装置において、
複数の前記駆動軸が、略平行に形成されており、かつ、
前記駆動軸によって、前記左右各一対のガイドレールが左右独立に移動することで、前記ガイドレールのレールパターンを変化できるようになっていることを特徴とする。

本発明においては、前記左右各複数対のクリップは、前記フィルムを幅方向両端部で把持して、前記加熱炉内を移動させ、加熱、延伸することができるようになっている。そして、この前記左右各複数対のクリップを、それぞれ左右独立に移動させることにより、フィルムの温度むら等に起因するフィルムの配向軸の配向角のずれを高精度に補正することができるようになっている。

さらに、本発明においては、前記左右各複数対のクリップは、それぞれ左右一対のガイドレール上に配置されており、このガイドレールのレールパターンに沿って移動できるようになっている。そのため、前記左右一対のガイドレールを、それぞれ左右独立に移動させ、レールパターンを、それぞれ別々に変化させることにより、左右各複数対のクリップが、左右独立に移動できるような構成になっている。

しかも、本発明では、複数の前記駆動軸が略平行に形成されている。そのため、前記左右各一対のガイドレールを、比較的に自由に移動させることができ、多様なレールパターンを形成することができる。特に、本発明によると、横延伸や種々の斜め延伸を好適に行うことができる。なお、本発明においては、複数の前記駆動軸の全てが、略平行になっていることが好ましい。また、本発明において、複数の前記駆動軸が「略平行」に形成されているとは、複数の前記駆動軸が実質的に平行になっていれば良く、たとえば、完全に平行な状態より０〜５°程度の範囲で、傾いていても良い。

本発明においては、前記フィルム延伸装置は、前記フィルムに応力を加えられるような機構となっていることが好ましい。特に、前記フィルムの幅方向に応力を加えられるようになっていることが好ましく、より好ましくは、前記フィルムの幅方向両端部を把持する左右の各クリップ間の距離を変化させることにより、前記フィルムの幅方向に応力を加えられるようになっている。

好ましくは、前記フィルムの左端および右端を、それぞれ把持する左右それぞれのクリップは、互いに同じ速度で移動することを特徴とする。左右それぞれのクリップを左右で同じ速度で移動させることにより、フィルムを延伸する際における、フィルムの移動距離を一定にすることができる。そのため、左右のクリップによりフィルムを把持する際における噛み込み不良により、フィルムにシワが生じてしまうことを有効に防止できるとともに、延伸後のフィルムを良好に巻き取ることができる。なお、本発明において、「同じ速度」とは、左右それぞれのクリップを実質的に同じ速度で移動させるという意味であり、多少の速度差が生じてしまった場合、たとえば、左右のクリップ間に０．１％以下程度の差が生じてしまった場合にも、本発明の範囲外とはならない。

本発明においては、前記左右各一対のガイドレールが、それぞれ別々の駆動軸上に形成されていることが好ましい。このような構成とすることにより、前記左右各一対のガイドレールを、それぞれ別々の駆動軸により、それぞれ別々に移動させることができる。

本発明においては、略平行に形成された複数の前記駆動軸を、一定間隔で配置することが好ましい。複数の駆動軸を一定間隔で配置することにより、前記左右各一対のガイドレールのレールパターンを高度に制御することが可能となり、結果として、フィルムの配向軸の配向角のずれを、より高精度に補正することができる。複数の前記駆動軸間の間隔は、特に限定されないが、２００〜５０００ｍｍの間隔とすることが好ましい。

本発明においては、複数の前記駆動軸間の距離は、各駆動軸間において異なる距離とすることも可能であるが、全ての前記駆動軸間の間隔を略等しい間隔とすることが好ましい。あるいは、本発明においては、前記左右各一対のガイドレールを移動させるための一対の駆動軸と、他の一対の駆動軸との間隔を、略等しい間隔にすることが好ましい。

また、本発明においては、フィルム送り方向からフィルム引き取り方向に向けて見た場合に、複数の前記駆動軸を、互いに重なり合う部分を有するように形成することが好ましい。このような構成とすることにより、前記左右各一対のガイドレールのレールパターンを比較的に自由に形成することができ、より広角度での斜め延伸が可能となる。特に、本発明においては、前記左右各一対のガイドレールを、それぞれ別々の駆動軸上に形成した場合においても、それぞれ異なるガイドレールを移動させるための各駆動軸を、互いに重なり合う部分を有するように配置することにより、多様なレールパターンを形成することができるようになる。

好ましくは、前記送り出し部分は、複数の前記駆動軸に対して所定角度で前記フィルムを送り出せるように、移動可能となっている。前記送り出し部分をこのような構成とすることにより、より広角度での斜め延伸が可能となり、製造されるフィルムの配向軸の配向角を、フィルムの幅方向に対して比較的に広角度（たとえば、１５°や４５°）とすることができる。また、前記送り出し部分を、移動可能とすることにより、前記左右のクリップのフィルムへの噛込み不良を有効に防止することができる。なお、前記送り出し部分は、複数の前記駆動軸に対して、角度０°（すなわち、駆動軸と平行）〜４５°の範囲で移動可能となっていることが好ましい。

好ましくは、前記フィルム延伸装置は、さらに、フィルム引き取り部分を有しており、
複数の前記駆動軸に対して所定角度でフィルムを引き取れるように、前記フィルム引き取り部分が、移動可能となっている。

前記引き取り部分を、前記駆動軸に対して所定角度でフィルムを引き取れるように形成することにより、引き取り側でも、前記フィルムの配向角を調整することができ、前記フィルムの配向角をより広角度とすることができる。そのため、フィルムのシワの発生を有効に防止することができるとともに、フィルムの巻き取り性が向上するため、フィルムを長尺で巻き取ることが可能となる。なお、前記引き取り部分は、複数の前記駆動軸に対して、角度０°（すなわち、駆動軸と平行）〜４５°の範囲で移動可能となっていることが好ましい。

好ましくは、前記フィルム延伸装置は、さらに、延伸後のフィルム特性を測定するためのフィルム特性測定装置を具備しており、
前記フィルム特性測定装置による前記延伸後のフィルム特性の測定結果に基づいて、前記左右各一対のガイドレールが、複数の前記駆動軸によって、左右独立に移動可能となっている。

延伸後のフィルムの厚み、レタデーション、配向角などのフィルム特性を測定して、その測定結果に基づき、前記左右一対のガイドレールを、それぞれ左右独立に移動させる、いわいるフィードバック制御を採用することにより、フィルム特性をより高精度に制御することができる。

好ましくは、前記フィルム延伸装置は、フィルムの幅方向に渡って温度制御できるようになっている加熱手段を、さらに有している。本発明においては、前記加熱手段を、さらに形成することにより、フィルムの幅方向における厚みおよび配向角を実質的に均一とすることができる。特に、前記加熱手段は、フィルムの縁部付近を加熱するようになっていることが好ましい。

好ましくは、前記加熱手段は、前記フィルム特性測定装置による前記延伸後のフィルム特性の測定結果に基づいて、温度制御可能となっている。
前記加熱手段を、前記延伸後のフィルム特性の測定結果に基づいて、温度制御する、いわいるフィードバック制御を採用することにより、フィルムの幅方向における厚みおよび配向角（レタデーション）をより高精度に制御することができる。なお、前記加熱手段は、複数形成しても良い。

本発明のフィルム延伸方法は、
フィルムを連続的に送り出し、送られた前記フィルムの幅方向両端部を、左右各複数対のクリップで把持し、
前記クリップにより前記フィルムを幅方向両端部を把持した状態で、前記フィルムを加熱するとともに、前記左右各複数対のクリップを、左右各一対のガイドレール上を走行させることにより前記フィルムを延伸する方法であって、
前記左右各一対のガイドレールが、略平行に形成された複数の駆動軸上に配置されており、
複数の前記駆動軸により、前記左右各一対のガイドレールを左右独立に移動させ、前記ガイドレールのレールパターンを変化させることを特徴とする。

本発明のフィルム延伸方法においては、上記いずれかのフィルム延伸装置により、フィルム延伸を行うことが好ましい。

本発明のフィルム延伸装置によると、略平行に形成された駆動軸上にガイドレールが配置され、このガイドレールが、それぞれ独立に移動できるようにしてあるため、配向軸が高精度に配向し、フィルム厚みおよびレタデーションが高い精度で制御された光学フィルムなどの各種フィルムを製造することができる。特に、本発明のフィルム延伸装置によれば、配向軸をフィルムの幅方向に対して一定の傾斜（たとえば、１５°や４５°など）を持たせて形成した場合においても、配向軸が高精度に配向し、フィルム厚みおよびレタデーションが高い精度で制御されたフィルムを製造することができる。

以下、本発明を、図面に示す実施形態に基づき説明する。
図１は本発明の一実施形態に係るフィルム延伸装置の概略断面図、
図２は図１に示すII−II線に沿うフィルム延伸装置の断面図、
図３は本発明の一実施形態に係るフィルム延伸装置の第１、第２レール付近における拡大図、
図４は図３に示すIV−IV線に沿う第１、第２レール付近における要部断面図、
図５（Ａ）は配向軸を補正する前のフィルムの状態を表す図、図５（Ｂ）は配向軸を補正した後のフィルムの状態を表す図、
図６は斜め延伸時におけるフィルム延伸装置の断面図、
図７は斜め延伸時におけるフィルムの状態を表す図、
図８は斜め延伸時におけるフィルム延伸装置の断面図、
図９は斜め延伸時におけるフィルムの状態を表す図、
図１０は本発明の他の実施形態に係るフィルム延伸装置の断面図、
図１１（Ａ）は図３に示すXI−XI線に沿う第１、第２レール付近における要部断面図、図１１（Ｂ）は従来における第１、第２レール付近における要部断面図、
図１２は本発明の他の実施形態に係る第１、第２レール付近における要部断面図である。

第１実施形態
図１に示すように本発明のフィルム延伸装置は、オーブン１と、オーブン１内を通過するように配置されているレール３と、フィルム９を供給するためのフィルム供給ロール１１と、フィルム巻取りロール１２とを有している。

このフィルム延伸装置においては、まず、フィルム供給ロール１１から供給されたフィルム９を、繰出しロール１３によりレール３付近に送られる。そして、このフィルム９は、レール３上に配置されている複数のクリップにより把持された状態でオーブン１内を移動し、オーブン１内で加熱・延伸される。その後、加熱・延伸されたフィルム９は、特性測定装置１０ａ、１０ｂにより各種フィルム特性を測定した後に、引取りロール１４を介して、フィルム巻取りロール１２により巻き取られるようになっている。

なお、本実施形態のフィルム延伸装置においては、必要に応じて、加熱・延伸されたフィルム９を、トリミング処理、コロナ処理等の後処理を施すための各種装置、あるいはマスキングフィルムを貼り付けるための装置を配置してもよい。

オーブン１は、熱風によりフィルム９を加熱するための装置である。このオーブン１は、複数の上部仕切板４、下部仕切板５により、複数のゾーンに区切られており、各ゾーンの温度をそれぞれ異なった温度に制御できるようになっている。また、オーブン１内を通過するレール３の両端には、レール３付近に移動してきたフィルム９をオーブン１内へと送る送り出し部６と、オーブン１内から送られてきたフィルム９を引取る引取り部７とが形成されている。

図２に、図１に示すII−II線に沿うフィルム延伸装置の断面図を示す。図２に示すように、オーブン１内は、複数の上部仕切り板４および下部仕切り板５（図示省略）により、複数のゾーンに区切られている。なお、本実施形態においては、各ゾーンは、送り出し部６側から、それぞれ予熱ゾーン、延伸ゾーンおよび熱固定ゾーンとなっている。そして、それぞれの仕切り板４，５は、複数の駆動軸２０と略平行に形成されている。

なお、本実施形態においては、送り出し部６は、複数の駆動軸２０に対して、０°〜４５°の範囲で移動可能な構成となっており、フィルム９を所定角度で送り出せるようになっている。なお、図２中、送り出し部６’は、複数の駆動軸２０と平行な状態、すなわち０°の状態である。同様に、引き取り部７も、複数の駆動軸２０に対して、０°〜４５°の範囲で移動可能となっている。本実施形態においては、送り出し部６および引き取り部７をこのような構成とすることにより、後に説明する斜め延伸を良好に行うことができる。

また、図１に示すレール３は、図２に示すように、第１レール３ａと第２レール３ｂとから構成されており、この第１レール３ａは、さらに、第１内側レール３１ａと第１外側レール３２ａとによって一周するようになっている。同様に、第２レール３ｂは、第２内側レール３１ｂと第２外側レール３２ｂとによって一周するにようになっている。

そして、第１レール３ａと第２レール３ｂとは、略平行に配置されている複数の駆動軸２０上に配置されており、後に詳述するように、この第１レール３ａと第２レール３ｂとは、駆動軸２０の軸方向に、それぞれ別々に移動可能となっている。なお、図２には、一実施形態として、フィルム９の配向軸をフィルム９の幅方向と実質的に同一とするための横延伸用のレールパターンを示したが、第１レール３ａと第２レール３ｂとは、第１側壁１ａ方向、あるいは第２側壁１ｂ方向にそれぞれ別々に移動させることができ、様々なレールパターンを形成させることができる。特に、本実施形態においては、図２に示すように、全ての駆動軸２０を略平行に形成しているため、後に説明するように多様なレールパターンを形成することができ、広角度での斜め延伸が可能となる。

図３に示すように、第１内側レール３１ａおよび第１外側レール３２ａ上には、これらのレール上の全周に渡り、複数の第１クリップ３３ａ，３４ａが、配置されている（図３中では、第１クリップ３３ａ，３４ａの一部のみを示した。）。ここで、各クリップは、無端チェーン（図示省略）により連結されており、引取り部７上に形成された第１ギア７０ａにより、第１内側レール３１ａ、第１外側レール３２ａ上を、図２および図３に示す矢印方向に、移動するような構成となっている。

同様に、第２内側レール３１ｂおよび第２外側レール３２ｂに形成された複数の第２クリップ３３ｂ，３４ｂも、第２ギア７０ｂにより、図２、図３中に示す矢印方向に移動するようになっている。

上記第１内側レール３１ａ、第２内側レール３１ｂは、フィルム９を移動させるためのフィルム走行用のレールである。具体的には、まず、送り出し部６付近の第１把持部分３１ａ−１および第２把持部分３１ｂ−１で、第１内側レール３１ａ上に配置されている第１クリップ３３ａがフィルム９の一端を、第２内側レール３１ｂ上に配置されている第２クリップ３３ｂがフィルム９の他端を、それぞれ把持する。そして、フィルム９の一端を把持する第１クリップ３３ａと、他端を把持する第２クリップ３３ｂが、それぞれ、第１内側レール３１ａ、第２内側レール３１ｂ上をレールパターンに沿って移動していき、フィルム９をオーブン１内で加熱・延伸した後に、フィルム９を引取り部７付近に向けて送るようになっている。

なお、フィルム９を把持する第１クリップ３３ａおよび第２クリップ３３ｂの移動速度は、特に限定されないが、好ましくは、５〜５０ｍ／分程度とする。ただし、本実施形態では、フィルム９の移動距離を一定にするという観点より、第１クリップ３３ａと第２クリップ３３ｂとの移動速度は、実質的に同速度とする。移動速度を、実質的に同速度とすることにより、延伸後のフィルム９を良好に巻き取ることができる。

一方、上記第１外側レール３２ａ、第２外側レール３２ｂは、フィルム９を引き取り部７付近まで移動させた後、第１開放部分３１ａ−２および第２開放部分３１ｂ−２で、フィルム９を開放した第１クリップ３４ａおよび第２クリップ３４ｂを、送り出し部６付近まで戻すための戻り走行用のレールとなっている。

フィルム９は、第１クリップ３３ａおよび第２クリップ３３ｂにより把持され、オーブン１内を移動する際には、まず、予熱ゾーンにて、延伸されるのに十分な温度に加熱される。予熱ゾーンにおけるフィルム９の加熱温度は、フィルム９を延伸する目的などに応じて適宜調整すればよいが、たとえば、フィルム９を構成する熱可塑性樹脂のガラス転移温度（Ｔｇ）付近とすることが好ましい。次いで、予熱ゾーンで加熱されたフィルム９は、延伸ゾーンにて、幅方向に横延伸された後に、熱固定ゾーンにて、延伸後のフィルム構造を安定化される。

なお、熱固定ゾーンにおいては、フィルム９の進行方向の温度差が原因となり、フィルム９の配向軸が円弧状となってしまう、いわゆる「ボーイング現象」を解消するために、第１レール３ａと第２レール３ｂとの間隔を若干広げて、フィルム９を再度、延伸しても良い。

図３に示すように、本実施形態では、複数の駆動軸２０は、複数の第１駆動軸２０ａおよび第２駆動軸２０ｂから構成されており、この複数の第１駆動軸２０ａおよび第２駆動軸２０ｂ上に、第１レール３ａおよび第２レール３ｂは、それぞれ形成されている。この第１レール３ａは、第１保持部３０ａを介して、第１駆動軸２０ａに移動自在に接続されている。そして、この第１駆動軸２０ａは図３に示すようにねじが切ってあるとともに、第１モーター（図示省略）に接続されており、第１モーターにより第１駆動軸２０ａを回転させることにより、第１レール３ａは、第１駆動軸２０ａの軸方向に移動するようになっている。

同様に、第２レール３ｂは、第２保持部３０ｂを介して、第１レール３ａと接続されている第１駆動軸２０ａとは別の第２駆動軸２０ｂに移動自在に接続されている。そして、この第２レール３ｂは、第２モーター（図示省略）により第２駆動軸２０ｂが回転することにより、第１レール３ａとは独立に移動できるようになっている。

本実施形態では、上述のように、第１レール３ａと第２レール３ｂとは、それぞれ別々の第１駆動軸２０ａ、第２駆動軸２０ｂに接続されている。そのため、この第１駆動軸２０ａ、第２駆動軸２０ｂを別々に回転させることにより、第１レール３ａと第２レール３ｂとを別々に移動させることができ、互いに異なるレールパターンに変形できるようになっている。

そのため、たとえば、フィルム９を延伸し、配向軸（図中の破線）をフィルム９の幅方向と同じ方向に配向させる場合において、図５（Ａ）に示すように、配向軸が、フィルム９の幅方向に対して傾斜してしまった場合に、次のような方法により配向軸を補正することができる。すなわち、図５（Ｂ）に示すように、第２内側レール３１ｂを、第２駆動軸２０ｂにより、第２駆動軸２０ｂの軸方向に移動させ、第１クリップ３３ａ−１〜３３ａ−４に対して、第２クリップ３３ｂ−１〜３３ｂ−４のフィルム９の進行方向への移動を遅らせることにより、フィルム９の配向軸の傾斜を補正することができる。

また、本実施形態においては、図３に示すように、一対の駆動軸２０（第１駆動軸２０ａおよび第２駆動軸２０ｂ）間の間隔ｄを一定間隔とすることが好ましい。一対の駆動軸２０間の間隔ｄは、特に限定されないが、２００〜５０００ｍｍとすることが好ましく、より好ましくは４００〜２０００ｍｍとする。一対の駆動軸２０間の間隔ｄを上記のように一定間隔とすることにより、第１、第２レール３ａ，３ｂの位置を除々に変化させることができ、滑らかなレールパターンを形成し、無理なくフィルム９の配向軸のずれを補正することができる。

なお、本実施形態においては、全ての駆動軸２０間の間隔ｄを略等しい間隔とすることがより好ましく、このような構成とすることにより、フィルムの延伸状態に関わらず（すなわち、フィルム延伸開始時や延伸終了前に関わらず）、フィルム９の配向軸のずれを補正することができる。

なお、本実施形態では、第１、第２駆動軸２０ａ，２０ｂの回転による第１、第２レール３ａ，３ｂの移動は、図１に示す特性測定装置１０ａ，１０ｂによる延伸後のフィルム９のフィルム特性の測定結果に基づいて行う、フィードバック制御を採用している。そのため、フィルム９のフィルム特性をより高精度に制御することができる。特性測定装置１０ａ，１０ｂにより測定するフィルム特性としては、延伸後のフィルム９の厚み、レタデーション、配向角などが挙げられる。

本実施形態において、フィルム９の配向軸の配向方向を補正する際の上記第１内側レール３１ａおよび／または第２内側レール３１ｂの移動距離は、特に限定されないが、通常２０〜１００ｍｍ程度とする。なお、図５（Ａ）、図５（Ｂ）中においては、第１外側レール３２ａおよび第２外側レール３２ｂは、それぞれ省略した。

次いで、図４を使用して、第１クリップ３３ａ，３４ａおよび第２クリップ３３ｂ，３４ｂについて詳細に説明する。
図４に示すように、第１クリップ３３ａは、クリップ台３３１ａ、クリップ本体３３２ａ、およびピン３３３ａを支点として移動可能となっているクリップレバー３３４ａとから構成されている。この第１クリップ３３ａは、クリップ台３３１ａを介して、第１内側レール３１ａ上に移動可能に配置されているとともに、クリップレバー３３４ａとクリップ本体３３２ａとで、フィルム９の縁部の一端を把持している。

さらに、第１レール本体３５ａを介して第１内側レール３１ａと接続されている第１外側レール３２ａ上には、フィルム９を把持していない第１クリップ３４ａが、同様に、移動可能に配置されている。ただし、第１外側レール３２ａ上の第１クリップ３４ａは、フィルム９を把持していないため、クリップレバー３４４ａは、第１レール本体３５ａ方向に向いている。

なお、第２クリップ３３ｂ，３４ｂ、第２内側レール３１ｂ、第２外側レール３２ｂについても、それぞれ、第１クリップ３３ａ，３４ａ、第１内側レール３１ａ、第１外側レール３２ａと同様な構成となっている。

ただし、第２クリップ３３ｂ，３４ｂ、第２内側レール３１ｂ、第２外側レール３２ｂは、第２保持部３０ｂを介して、第２駆動軸２０ｂと移動自在に接続されており、これに対して、第１クリップ３３ａ，３４ａ、第１内側レール３１ａ、第１外側レール３２ａは、第１保持部３０ａを介して、第１駆動軸２０ａ（図４中においては、第２駆動軸２０ｂの裏側に存在している。）と移動自在に接続されている。

そして、第２クリップ３３ｂ，３４ｂ、第２内側レール３１ｂ、第２外側レール３２ｂは、第２駆動軸２０ｂが回転することにより、第２駆動軸２０ｂの軸方向に移動可能となっている。同様に、第１クリップ３３ａ，３４ａ、第１内側レール３１ａ、第１外側レール３２ａは、第１駆動軸２０ａが回転することにより、第１駆動軸２０ａの軸方向に移動可能となっている。

また、本実施形態においては、図４に示すように、第１駆動軸２０ａと第２駆動軸２０ｂとは、フィルム送り方向からフィルム引き取り方向に向けて見た場合に、互いに重なり合う部分を有するように形成することが好ましい。このような構成とすることにより、第１レール３ａと第２レール３ｂとを、それぞれ別々の駆動軸（第１駆動軸２０ａおよび第２駆動軸２０ｂ）上に形成した場合においても、多様なレールパターンの形成が可能となり、特に、後述する斜め延伸を良好に行うことができる。

次いで、図６〜図９を使用して、本実施形態の斜め延伸について説明する。
本実施形態においては、図２に示すように横延伸のレールパターンとした場合の他、図６または図８に示すような斜め延伸用のレールパターンを採用することもできる。

すなわち、図６においては、引取り部７側の第１、第２レール３ａ，３ｂのレールパターンが、第１支点３６ａ、第２支点３６ｂを支点とし、第２側壁１ｂ側に傾斜するようなパターンとなるように、第１、第２レール３ａ，３ｂを第２側壁１ｂ側に移動させている。そのため、図７に示すように、フィルム９の配向軸（図７中の破線）を、第１支点３６ａ、第２支点３６ｂを境として、フィルム９の幅方向に対して角度θ１の傾斜とすることができる。

また、図８においては、引取り部７側の第１、第２レール３ａ，３ｂのレールパターンが、第１支点３６ａ、第２支点３６ｂを支点とし、第２側壁１ｂ側に傾斜するようなパターンとするとともに、送り出し部６側の第１、第２レール３ａ，３ｂレールパターンも、第２側壁１ｂ側に傾斜するようなパターンとしている。そのため、図９に示すように、フィルム９の配向軸（図９中の破線）を、第１支点３６ａ、第２支点３６ｂを境として、フィルム９の幅方向に対して角度θ２の傾斜とすることができる。

特に、図８に示すようなレールパターンを採用した場合においては、第１、第２支点３６ａ，３６ｂ付近のレール角度を大きくすることができるため、フィルム９の配向軸の傾斜角度を、比較的に大きくすることができる。そのため、傾斜角を比較的に大きな角度（たとえば、４５°程度）とすることが可能となる。

本実施形態では、第１レール３ａおよび第２レール３ｂを、略平行に配置された各駆動軸（第１駆動軸２０ａ、第２駆動軸２０ｂ）により、それぞれ別々に移動させることができるようになっているため、第１レール３ａおよび第２レール３ｂを比較的自由に移動させることができる。しかも、本実施形態では、送り出し部６および引き取り部７が、駆動軸２０に対して、０°〜４５°の範囲で移動可能となっている。本実施形態では、第１、第２レール３ａ，３ｂは、フィルム９の送り出し部６付近、フィルム９の引き取り部７付近では、第１固定板６０ａ、第２固定板６０ｂ、および第１ギア７０ａ、第２ギア７０ｂを介して、第２側壁１ｂ側まで移動させることができ、たとえば図８に示すようなレールパターンを形成することができ、上述のように、フィルム９の配向軸の傾斜角度を比較的に大きくすることができる。

本実施形態によれば、第１、第２駆動軸２０ａ，２０ｂにより、第１レール３ａと第２レール３ｂとをそれぞれ異なったレールパターンとすることができる。そのため、この第１レール３ａと第２レール３ｂ上に配置され、フィルム９の一端および他端を把持する複数の第１クリップ３３ａと第２クリップ３３ｂとを、それぞれ独立に移動させることができる。したがって、フィルム９の温度むら等に起因するフィルム９配向軸の配向角のずれを高精度（たとえば、±０．５°の精度）に補正することができるため、本実施形態の延伸装置は、高精度なフィルム特性が要求される光学フィルムなどの製造に好適に用いることができる。

第２実施形態
図１０、図１１に示す本実施形態のフィルム延伸装置は、第１実施形態のフィルム延伸装置と以下に示す以外は、同様な構成と作用を有し、その重複する説明は省略する。

本実施形態においては、図１０に示すように、レール３の上側および下側に筒状の加熱装置３７，３８を、予熱ゾーンから延伸ゾーンにかけて配置してある。この加熱装置３７は、図１０のXI−XI線に沿う断面図である図１１（Ａ）に示すように、クリップレバー３３４ａ，３３４ｂ付近（フィルム９ａの縁部付近）にそれぞれ一本ずつ配置してあり、同様に、加熱装置３８は、クリップ本体３３２ａ，３３２ｂ付近（フィルム９ａの縁部付近）にそれぞれ一本ずつ配置してある。本実施形態では、この加熱装置３７，３８をフィルム９ａの縁部付近に配置し、フィルム９ａの縁部付近を加温することにより、フィルム９ａの幅方向における温度を制御することができ、図１１（Ａ）に示すように、フィルム９ａの厚みを実質的に均一にすることができる。

従来においては、フィルム９ｂにおいて、縁部付近と比較して中央部付近の温度が高くなる傾向にあった。そのため、図１１（Ｂ）に示すようにフィルム９ｂは、中央部付近が薄くなり、縁部付近が厚くなってしまうという不具合が発生するとともに、幅方向のレタデーションが悪化するという問題があった。これに対し、本実施形態では、加熱装置３７，３８によりフィルム９ａの縁部付近を加温することにより、フィルム９ａの幅方向の温度むらを解消することができる。そのため、フィルム９ａの幅方向の厚みを均一化することができるとともに、レタデーションを改善することができる。

各加熱装置３７，３８の加熱温度は、それぞれ独立に制御できるようにすることが好ましく、加熱温度を独立に制御することにより、より効果的にフィルム厚みを均一化することができる。また、各加熱装置３７，３８は、第１、第２レール３ａ，３ｂとともに移動可能となっており、第１、第２レール３ａ，３ｂのレールパターンを変化させた場合においても、フィルム９ａの縁部付近を加温可能となっている。

さらに、本実施形態では、各加熱装置３７，３８の加熱温度は、図１に示す特性測定装置１０ａ，１０ｂによる延伸後のフィルム９のフィルム特性の測定結果に基づいて変化させる、フィードバック制御を採用している。そのため、フィルム９の幅方向のフィルム特性をより高精度で制御することができる。

なお、本実施形態では、図１０に示すように加熱装置３７，３８を予熱ゾーンから延伸ゾーンにかけて配置したが、たとえば、延伸ゾーンにのみ配置するという方法を採用しても良い。また、本実施形態では、図１１（Ａ）に示すように加熱装置３７，３８を合計４本配置したが、その本数は特に限定されない。本実施形態では、フィルム９ａの上側および下側に加熱装置３７，３８を配置したが、たとえば、フィルム９ａの上側にのみ加熱装置を配置しても良い。

また、本実施形態において、たとえば、図６あるいは図８に示すようなレールパターンを採用し、斜め延伸を行う場合には、斜め延伸による歪みを解消するために、フィルム９ａの幅方向における温度が、第１クリップレバー３３４ａ側から、第２クリップレバー３３４ｂ側に向けて徐々に高くなる、あるいは除々に低くなるような構成としても良い。

第３実施形態
図１２に示す本実施形態のフィルム延伸装置は、第１実施形態のフィルム延伸装置と以下に示す以外は、同様な構成と作用を有し、その重複する説明は省略する。

本実施形態においては、上述の第１実施形態とは異なり、第１駆動軸２００ａと第２駆動軸２００ｂとを、上下の関係となるように配置した。すなわち、第１クリップ３３ａ、３４ａ、第１内側レール３１ａ、第１外側レール３２ａは、第２駆動軸２００ｂの下側に位置する第１駆動軸２００ａに接続されて移動可能となっている。そして、同様に、第２クリップ３３ｂ、３４ｂ、第２内側レール３１ｂ、第２外側レール３２ｂは、第１駆動軸２００ａの上側に位置する第２駆動軸２００ｂに接続されて移動可能となっている。

なお、本発明は、上述した各実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内で種々に改変することができる。

たとえば、上述の実施形態においては、第１、第２レール３ａ，３ｂは、第１、第２駆動軸２０ａ，２０ｂをモーターで回転させることにより、それぞれ独立に移動させたが、第１、第２駆動軸２０ａ，２０ｂをシリンダー構造として、圧力を制御することにより、第１、第２レール３ａ，３ｂをそれぞれ独立に移動させるような構造としても良い。

以下、本発明を、さらに詳細な実施例に基づき説明するが、本発明は、これら実施例に限定されない。

実施例１
まず、光学フィルムの原料樹脂として、ガラス転移温度が１３６℃であるノルボルネン系樹脂（日本ゼオン（株）製 ＺＥＯＮＯＲ１４２０）を準備した。次いで、このノルボルネン系樹脂を、窒素を流通させた熱風乾燥機を用いて温度１１０℃にて、３時間乾燥し、常法により、Ｔダイ式溶融押出成形装置により、幅１０００ｍｍ、厚さ１００μｍのフィルムとし、ロール状に巻き取ることにより、ノルボルネン系樹脂の未延伸フィルムを得た。

上記にて得られたノルボルネン系樹脂の延伸フィルムを、図１〜図４に示す延伸装置を用いて、以下に示す方法により延伸し、延伸フィルムを得た。
すなわち、まず、オーブン１の手前の第１、第２把持部分３１ａ−１，３１ｂ−１付近にて、フィルム供給ロール１１から送られてくる未延伸フィルムの両端を、第１クリップ３３ａおよび第２クリップ３３ｂで把持した。なお、未延伸フィルムを把持する際には、第１、第２クリップ３３ａ，３３ｂのクリップレバー３３４ａ，３３４ｂを、クリップクリップクローザーにより動かすことにより、未延伸フィルムを把持した。次いで、把持した未延伸のフィルムを上記第１、第２クリップ３３ａ，３３ｂにより、オーブン１内の予熱ゾーン、延伸ゾーンおよび熱固定ゾーンを通過させることにより加熱すると共に、幅方向に延伸し、延伸フィルムを得た。

なお、加熱および延伸する際におけるフィルム移動速度は、１０ｍ／分とした。また、予熱ゾーンの温度を１５３℃、延伸ゾーンの温度を１５０℃、熱固定ゾーンの温度を１４０℃とした。また、延伸前後におけるフィルムの延伸倍率（出口グリップ間隔を入口グリップ間隔で除した数値）は１．６倍とし、延伸後のフィルムの幅が、１６００ｍｍとなるようにした。なお、フィルムを加熱および延伸する際には、いわゆる「ボーイング現象」を解消するとともに、配向角が０°になるように、最適なレールパターンを組んで延伸を行った。

次いで、得られた延伸フィルムの両端にトリミング処理を施し、最終的なフィルム幅を１４００ｍｍとした。そして、得られた延伸フィルムについて、以下に示す方法により、幅方向のレタデーション（Ｒｅ）、幅方向の配向角、およびフィルム厚みを測定した。なお、各測定におけるサンプルは、延伸フィルムを幅方向と平行な方向に、幅６０ｍｍでカットすることにより調製した。

幅方向のレタデーション（Ｒｅ）
上記にて得られたフィルムについて、Ｒｅ測定装置（王子計測製 ＫＯＢＵＲＡ−２１ＳＤＨ）を用いて、幅方向のＲｅを測定した。測定は、得られた１４００ｍｍ幅のフィルムに対して、左端部から右端部まで、幅方向に沿って１００ｍｍ間隔で行った。すなわち、左端部（０ｍｍ）〜右端部（１４００ｍｍ）まで、合計１５点の測定を行った。なお、この１５点の測定は、フィルムの長さ（ＭＤ）方向５０ｍ毎に３回の測定（すなわち、１５点×３回の測定）を行い、この３回の測定値の平均を求めることにより行った。測定の結果得られたフィルムのＲｅのバラツキ（Ｒｅの最大値と最小値との差）を表１に示す。Ｒｅのバラツキは、小さいほうが好ましい。

幅方向の配向角
上記にて得られたフィルムについて、偏向顕微鏡（ニコン製）を用いて、幅方向の配向角を測定した。なお、測定は、上述の幅方向のＲｅと同様に行った。すなわち、幅方向に沿って１００ｍｍ間隔で１５点の測定を、３回行い、その平均値を求めた。フィルムの幅方向の配向角の測定結果を、配向角評価として、表１に示す。なお、本実施例では、幅（ＴＤ）方向を０°とした時に、幅方向において、配向角が±１°以内となっている幅長さを求めることにより評価した。すなわち、表１において、配向角評価が、１０００ｍｍである場合には、幅方向１０００ｍｍに渡り、配向角が±１°であったことを意味する。配向角評価の値は、大きいほうが好ましい。

幅方向のフィルム厚み
上記にて得られたフィルムについて、デジマチックシックネスゲージ（ミツトヨ製）を用いて、幅方向のフィルム厚みを測定した。なお、測定は、上述の幅方向のＲｅと同様に行った。すなわち、幅方向に沿って１００ｍｍ間隔で１５点の測定を、３回行い、その平均値を求めた。測定の結果得られた幅方向のフィルム厚みのバラツキ（フィルム厚みの最大値と最小値との差）を表１に示す。幅方向のフィルム厚みのバラツキは、小さいほうが好ましい。

実施例２
実施例１の延伸条件に加えさらに、図１０および図１１（Ａ）に示すようなフィルムの幅方向に渡って温度制御をするための加熱装置３７，３８を使用して延伸を行った以外は実施例１と同様にして、延伸フィルムを製造し、得られた延伸フィルムについて、実施例１と同様にして、幅方向のＲｅ、幅方向の配向角、およびフィルム厚みを測定した。得られた測定結果を表１に示す。なお、実施例２においては、加熱装置３７，３８は、延伸後の幅方向フィルム厚さが、延伸前の幅方向フィルム厚さ分布と同程度になるように温度制御を行った。

評価１
実施例１，２の幅方向のＲｅ、幅方向の配向角、およびフィルム厚みの測定結果を表１に示す。
表１より、左右各一対のガイドレールが左右独立に移動する機構を有する本発明の延伸装置を使用した実施例１，２においては、幅方向のＲｅ、幅方向の配向角、およびフィルム厚みのいずれも良好な結果となった。特に、実施例２においては、左右各一対のガイドレールが左右独立に移動する機構に加えて、フィルムの幅方向に渡って温度制御をするための加熱装置を使用したため、各特性が大幅に改善されていることが確認できる。

実施例３
フィルム移動速度を８ｍ／分、予熱ゾーンの温度を１４０℃、延伸ゾーンの温度を１４０℃、熱固定ゾーンの温度を１４０℃とし、フィルムの延伸倍率を１．４倍とし、配向角が１５°となるように、送り出し部６および第１、第２レール３ａ，３ｂを調製した以外は、実施例１と同様にして、配向角が１５°の延伸フィルムを製造し、得られた延伸フィルムについて、実施例１と同様にして、幅方向のＲｅ、幅方向の配向角、およびフィルム厚みを測定した。得られた測定結果を表２に示す。なお、実施例３においては、延伸後のフィルムの幅は１４００ｍｍであり、幅１４００ｍｍのフィルム両端にトリミング処理を施し、最終的なフィルム幅を１２００ｍｍとした。

評価２
実施例３の幅方向のＲｅ、幅方向の配向角、およびフィルム厚みの測定結果を表２に示す。実施例３においては、フィルムのシワが発生せず、フィルムの長尺での巻き取りが可能であった。

表２より、送り出し部６および第１、第２レール３ａ，３ｂを調製することにより、配向角を１５°とした実施例３においては、配向角を０°以外の一定角度とした場合においても、幅方向のＲｅ、幅方向の配向角、およびフィルム厚みのいずれも良好な結果となった。

なお、実施例１〜３においては、光学フィルムの原料樹脂として、ノルボルネン系樹脂を例示したが、ノルボルネン系樹脂以外の光学特性に優れた樹脂を使用した場合においても、同様な結果が得られた。

図１は本発明の一実施形態に係るフィルム延伸装置の概略断面図である。 図２は図１に示すII−II線に沿うフィルム延伸装置の断面図である。 図３は本発明の一実施形態に係るフィルム延伸装置の第１、第２レール付近における拡大図である。 図４は図３に示すIV−IV線に沿う第１、第２レール付近における要部断面図である。 図５（Ａ）は配向軸を補正する前のフィルムの状態を表す図、図５（Ｂ）は配向軸を補正した後のフィルムの状態を表す図である。 図６は斜め延伸時におけるフィルム延伸装置の断面図である。 図７は斜め延伸時におけるフィルムの状態を表す図である。 図８は斜め延伸時におけるフィルム延伸装置の断面図である。 図９は斜め延伸時におけるフィルムの状態を表す図である。 図１０は本発明の他の実施形態に係るフィルム延伸装置の断面図である。 図１１（Ａ）は図３に示すXI−XI線に沿う第１、第２レール付近における要部断面図、図１１（Ｂ）は従来における第１、第２レール付近における要部断面図である。 図１２は本発明の他の実施形態に係る第１、第２レール付近における要部断面図である。

符号の説明

１… オーブン
１ａ… 第１側壁
１ｂ… 第２側壁
３… レール
３ａ… 第１レール
３１ａ… 第１内側レール
３２ａ… 第１外側レール
３ｂ… 第２レール
３１ｂ… 第２内側レール
３２ｂ… 第２外側レール
３３ａ，３４ａ… 第１クリップ
３３ｂ，３４ｂ… 第２クリップ
９… フィルム
１０ａ，１０ｂ… 特性測定装置
２０… 駆動軸
２０ａ… 第１駆動軸
２０ｂ… 第２駆動軸

Claims (8)

1. フィルムを加熱するための加熱炉と、
   フィルムを送るための送り出し部分と、
   前記送り出し部分から連続的に送られるフィルムの幅方向両端部を把持する左右各複数対のクリップと、
   前記各クリップの走行を案内する左右各一対のガイドレールと、
   前記ガイドレールを移動させる複数の駆動軸と、を備え、
   前記加熱炉内に前記フィルムを通過させるとともに、前記クリップによって把持させた前記フィルムを延伸することができるフィルム延伸装置において、
   複数の前記駆動軸が、略平行に形成されており、かつ、
   前記駆動軸によって、前記左右各一対のガイドレールが左右独立に移動することで、前記ガイドレールのレールパターンを変化できるようになっていることを特徴とするフィルム延伸装置。
2. 前記左右各一対のガイドレールが、それぞれ別々の駆動軸上に形成されている請求項１に記載のフィルム延伸装置。
3. 前記送り出し部分は、複数の前記駆動軸に対して所定角度で前記フィルムを送り出せるように、移動可能となっている請求項１または２に記載のフィルム延伸装置。
4. 前記フィルム延伸装置は、さらに、フィルム引き取り部分を有しており、
   複数の前記駆動軸に対して所定角度でフィルムを引き取れるように、前記フィルム引き取り部分が、移動可能となっている請求項１〜３のいずれかに記載のフィルム延伸装置。
5. 前記フィルム延伸装置は、さらに、延伸後のフィルムのフィルム特性を測定するためのフィルム特性測定装置を具備しており、
   前記フィルム特性測定装置による前記延伸後のフィルム特性の測定結果に基づいて、前記左右各一対のガイドレールが、複数の前記駆動軸によって、左右独立に移動可能となっている請求項１〜４のいずれかに記載のフィルム延伸装置。
6. 前記フィルム延伸装置は、フィルムの幅方向に渡って温度制御できるようになっている加熱手段を、さらに有している請求項１〜５のいずれかに記載のフィルム延伸装置。
7. 前記加熱手段は、前記フィルム特性測定装置による前記延伸後のフィルム特性の測定結果に基づいて、温度制御可能となっている請求項６に記載のフィルム延伸装置。
8. フィルムを連続的に送り出し、送られた前記フィルムの幅方向両端部を、左右各複数対のクリップで把持し、
   前記クリップにより前記フィルムを幅方向両端部を把持した状態で、前記フィルムを加熱するとともに、前記左右各複数対のクリップを、左右各一対のガイドレール上を走行させることにより前記フィルムを延伸する方法であって、
   前記左右各一対のガイドレールが、略平行に形成された複数の駆動軸上に配置されており、
   複数の前記駆動軸により、前記左右各一対のガイドレールを左右独立に移動させ、前記ガイドレールのレールパターンを変化させることを特徴とするフィルム延伸方法。

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