JP2003340916A - 延伸フィルムの製造装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、均一な厚みを有する熱可塑性樹脂
フィルム原反を使用し、フィルムの進行方向とは異なる
方向の光学軸を有する、均一な厚みの長尺延伸フィルム
を容易に得ることができる製造装置を提供する。 【解決手段】 加熱装置と、熱可塑性樹脂フィルムの両
端部を把持し、加熱装置中を搬送する複数対のクリップ
よりなり、左右のクリップの移動速度を異ならせること
で、熱可塑性樹脂フィルムの進行方向とは異なる配向軸
を有する延伸フィルムを製造する装置であって、溝条又
は突条が螺旋状に設けられた機械要素が加熱装置の左右
に設置され、該機械要素に前記クリップが駆動可能に設
置されており、加熱延伸ゾーンにおいて、該機械要素の
少なくとも一方は螺旋ピッチが変化していることを特徴
とする延伸フィルムの製造装置。

Description

【発明の詳細な説明】 【０００１】 【発明の属する技術分野】本発明は、延伸フィルムの製
造装置に関する。 【０００２】 【従来の技術】液晶表示装置に用いられる楕円偏光板
は、光学異方性を有する偏光板と位相差板を積層するこ
とによって製造されている。即ち、偏光板の光学軸と位
相差板の光学軸とが所定の角度を有するように重ね合わ
せ接着剤で貼付することにより製造されている。 【０００３】ところで、偏光板と位相差板は熱可塑性樹
脂フィルムを延伸することにより製造されているので、
光学軸は熱可塑性樹脂フィルムの延伸方向と同一方向で
ある。 【０００４】図７は従来の偏光板の裁断方法の一例を示
し、図８は従来の位相差板の裁断方法の一例を示してい
る。図７において、３１は熱可塑性樹脂フィルムを縦一
軸方向に延伸することにより製造された偏光フィルムで
あり、フィルムの延伸方向に光学軸３３を有している。
従って、延伸方向に斜めに裁断することにより、偏光板
３２，３２を得ている。 【０００５】又、図８において、４１は熱可塑性樹脂フ
ィルムを縦一軸方向に延伸することにより製造された位
相差フィルムであり、フィルムの延伸方向に光学軸４３
を有している。従って、延伸方向に直交方向に裁断する
ことにより、位相差板４２,４２を得ている。 【０００６】こうすることにより、位相差板と偏光板の
光学軸の方向が異なるようになるので、図９に示したよ
うに偏光板３２と位相差板４２を重ね合わせると、偏光
板３２の光学軸３３と位相差板４２の光学軸４３の方向
が異なり、楕円偏光板が得られる。 【０００７】しかし、延伸フィルムの裁断方向がそれぞ
れ異なるため、各フィルムの裁断工程と貼付工程の３工
程を別々に行う必要があり、作業工程が煩雑になり、作
業工程のロスが多くなり、仕上がり効率も悪く、製造コ
ストが高くなるという欠点があった。 【０００８】上記欠点を解消するため、特開２００２−
２２９４５号公報には、延伸前のフィルムの厚みを左右
で異なるようにしておいて、左右で異なる速度で延伸す
る方法が記載されている。この方法によると、偏光フィ
ルムと位相差フィルムを同一方向で貼付することができ
作業効率の向上が期待できる。 【０００９】しかし、上記延伸方法では従来から使用さ
れているテンター延伸機は使用できず、複雑な駆動装置
を使用しなければならず、更に、この延伸前の原反フィ
ルムの製造は困難であり、特に、多品種の光学フィルム
を製造するにはそれぞれにあった原反を用意する必要が
あり、生産効率が悪かった。 【００１０】 【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、上記
欠点に鑑み、均一な厚みを有する熱可塑性樹脂フィルム
原反を使用し、フィルムの進行方向とは異なる方向の光
学軸を有する、均一な厚みの長尺延伸フィルムを容易に
得ることができる製造装置を提供することにある。 【００１１】 【課題を解決するための手段】本発明の延伸フィルムの
製造装置は、予熱ゾーン、加熱延伸ゾーン及び冷却ゾー
ンを有する加熱装置と、熱可塑性樹脂フィルムの両端部
を把持し、前記加熱装置中を搬送する複数対のクリップ
よりなり、左右のクリップの移動速度を異ならせること
で、熱可塑性樹脂フィルムを進行方向とは異なる方向に
延伸し、熱可塑性樹脂フィルムの進行方向とは異なる方
向の配向軸を有する延伸フィルムを製造する装置であっ
て、溝条又は突条が螺旋状に設けられた機械要素が加熱
装置の左右に設置され、該機械要素に前記クリップが駆
動可能に設置されており、加熱延伸ゾーンにおいて、該
機械要素の少なくとも一方は螺旋ピッチが変化している
ことを特徴とするものである。 【００１２】本発明で使用される熱可塑性樹脂は、従来
から光学フィルム用途に使用されている任意の樹脂が使
用でき、光学的に透明なものが好ましく、例えば、ポリ
カーボネート、ポリサルホン、ポリエーテルサルホン、
ポリスチレン、ポリオレフィン、ポリビニルアルコー
ル、ポリフッ化ビニリデン、ポリ（メタ）アクリレー
ト、ポリエチレンテレフタレート、セルロースエステ
ル、ポリノルボルネン等が挙げられる。 【００１３】本発明で使用される加熱装置は、予熱ゾー
ン、加熱延伸ゾーン及び冷却ゾーンを有するものであ
り、従来の熱可塑性樹脂フィルムの延伸に使用されてい
る任意の加熱装置が使用可能である。熱可塑性樹脂フィ
ルムは、予熱ゾーンで予熱され、加熱延伸ゾーンで延伸
され、冷却ゾーンで配向固定されて延伸フィルムが得ら
れる。 【００１４】本発明で使用されるクリップは、熱可塑性
樹脂フィルムの端部を把持しうるものであれば任意のも
のが使用でき、例えば、従来のテンター延伸機で使用さ
れていたものが使用可能であり、溝条又は突条が螺旋状
に設けられた機械要素に駆動可能に設置されている。 【００１５】本発明で使用される機械要素は、溝条又は
突条が螺旋状に設けられ、この溝条又は突条にクリップ
を設置し、駆動するようになされており、例えば、スク
リュー、ボールねじ等が挙げられる。 【００１６】上記溝条又は突条の形状は、クリップを駆
動しやすい形状が好ましく、正弦波や円弧の一部を連続
した形状が好ましい。 【００１７】本発明においては、上記機械要素は加熱装
置の左右に設置されるが、加熱延伸ゾーンにおいて、機
械要素の少なくとも一方は螺旋ピッチが変化している。
即ち、螺旋ピッチが変化することにより、クリップの進
行速度が変化し、対のクリップの距離が変化し、その変
化によって熱可塑性樹脂フィルムが延伸される。 【００１８】上記機械要素の材質は、射出成形や押出成
形等で使用されれているような耐熱性の優れた金属が好
ましく、その表面に耐熱処理、耐磨耗処理等の表面処理
が施されているのが好ましい。 【００１９】又、上記機械要素の駆動源は、クリップの
移動速度を高精度に制御できるものが好ましく、例え
ば、サーボモータ、ステッピングモータ、インバータモ
ータ等が挙げられる。 【００２０】次に、本発明の延伸フィルムの製造装置を
図面を参照して説明する。図１は、本発明の延伸フィル
ムの製造装置の一例を示す模式平面図である。 【００２１】図中１は熱可塑性樹脂フィルムであり、５
は延伸フィルムである。熱可塑性樹脂フィルム１は、ク
リップ８，８１でその両端部を把持され、矢印Ａ方向に
搬送され、予熱ゾーン２で予熱され、加熱延伸ゾーン３
で延伸され、冷却ゾーン４で配向固定されて延伸フィル
ム５が得られる。 【００２２】加熱延伸ゾーン３の温度は、延伸する熱可
塑性樹脂フィルムのガラス転移温度と略同一であればよ
く、製造しようとする光学的フィルムの要求性能に応じ
て適宜決定すればよい。 【００２３】加熱延伸ゾーン３の加熱手段は、熱可塑性
樹脂フィルムを均一に加熱することができれば特に限定
されることはなく、例えば、熱風式、パネルヒーター、
ハロゲンヒーターなどの加熱装置等が挙げられ、加熱延
伸ゾーン３と冷却ゾーン４の境界の温度制御が精度よく
行える熱風式が好ましい。 【００２４】冷却ゾーン４の温度は、延伸による熱可塑
性樹脂フィルムの配向を固定できる温度であればよく、
一般には延伸された熱可塑性樹脂フィルムのガラス転移
温度以下に設定される。 【００２５】上記冷却ゾーン４の冷却手段は、熱可塑性
樹脂フィルムの配向方向に略平行に冷却を行うことがで
きれば特に限定されることはなく、例えば、熱風式、パ
ネルヒーター、ハロゲンヒーターなどの加熱装置、熱媒
や冷媒を通した配管等が挙げられ、加熱延伸ゾーン３と
冷却ゾーン４の境界の温度制御が精度よく行える熱風式
が好ましい。 【００２６】又、加熱延伸ゾーン３と冷却ゾーン４は、
実質的に熱可塑性樹脂フィルムが延伸されるゾーン及び
延伸により生じた配向を冷却固定するゾーンを意味し、
機械的、構造的に独立したゾーンを意味するのではな
く、熱可塑性樹脂フィルムが延伸可能な温度以上となっ
ているゾーン及び該温度以下となっているゾーンを意味
する。 【００２７】６，７は加熱装置の左右に設置されたスク
リューであり、スクリュー６は図２（イ) に示したよう
に、突条のフライト６１が同ピッチで設けられている。
又、スクリュー７は図２（ロ) に示したように、突条の
フライト７１がピッチが変化するように設けられてい
る。 【００２８】即ち、予熱ゾーン２及び冷却ゾーン４で
は、フライト７１のピッチは狭く、スクリュー６のフラ
イト６１のピッチと同一であり、加熱延伸ゾーン３では
ピッチが次第に広くなり、次いで狭くなって冷却ゾーン
４のピッチと同一になっている。 【００２９】上記スクリュー６，７には複数のクリップ
８・・，８１・・が駆動可能に、かつ、スクリュー６，
７の根元（予熱ゾーン２）側でスクリュー６に設置され
たクリップ８とスクリュー７に設置されたクリップ８１
が対になるように設置されている。 【００３０】尚、９，９１は、スクリュー６，７先端
（冷却ゾーン４) 側に到達したクリップ８，８１をスク
リュー６，７の根元（予熱ゾーン２）側まで搬送するた
めのベルトである。 【００３１】次に、本発明の延伸フィルムの製造装置を
用いて熱可塑性樹脂フィルムを延伸する方法を説明す
る。 【００３２】上記延伸フィルムの製造装置においては、
供給された熱可塑性樹脂フィルム１はその端部がクリッ
プ８及び８１で把持され、熱可塑性樹脂フィルム１の進
行方向（図においてＡ方向）に搬送されるが、この際、
熱可塑性樹脂フィルム１の搬送速度とクリップ８１の速
度を同一速度にし、熱可塑性樹脂フィルム１が進行方向
に延伸されることがないようにする。 【００３３】供給された熱可塑性樹脂フィルム１はその
両端部をクリップ８，８１で把持され予熱ゾーン２で予
熱されて、加熱延伸ゾーン３に搬送される。予熱ゾーン
２では、フライト６１及び７１のピッチは同一であるか
ら、クリップ８，８１の移動速度は同一であり、熱可塑
性樹脂フィルム１はいずれの方向にも延伸されることな
く加熱延伸ゾーン３に搬送される。 【００３４】加熱延伸ゾーン３では、クリップ８１の移
動速度は不変であるが、クリップ８の移動速度は、フラ
イト６１のピッチが次第に広くなっているので、クリッ
プ８１の移動速度より早くなり、クリップ８とクリップ
８１の距離が次第に広くなり、熱可塑性樹脂フィルム１
は熱可塑性樹脂フィルム１の進行方向とは異なる方向に
のみ延伸される。 【００３５】次いで、延伸された熱可塑性樹脂フィルム
１は冷却ゾーン４へ搬送され、配向固定される。冷却ゾ
ーン４におけるフライト７１のピッチとフライト６１の
ピッチは同一であるから、延伸された熱可塑性樹脂フィ
ルムはそのままの状態で配向固定される。 【００３６】延伸され、配向固定された延伸フィルム５
は、冷却ゾーン４から排出され、熱可塑性樹脂フィルム
１の進行方向とは異なる方向に配向している延伸フィル
ム５が得られる。 【００３７】即ち、図３に示したと同様に、得られた延
伸フィルム５においては、配向軸（光学軸）が延伸フィ
ルムの長手方向に対して斜め向きとなる。 【００３８】従って、図４に示したように、得られた延
伸フィルム２１ (例えば、偏光フィルム）と縦一軸延伸
して得られた延伸フィルム２４ (例えば、位相差フィル
ム）をそのまま積層して、進行方向に直交方向に裁断す
ることにより、延伸フィルム２１の光学軸２３と延伸フ
ィルム２４の光学軸２５の方向が異なり、光学軸の異な
るフィルムの積層体２６（例えば、楕円偏光板）を得る
ことができる。 【００３９】クリップ８，８１は、冷却ゾーン４を出た
ところで延伸フィルムを開放し、ベルト９，９１によ
り、予熱ゾーン２の入口付近まで搬送され、次の熱可塑
性樹脂フィルムを把持する準備がなされる。 【００４０】 【発明の実施の形態】以下、本発明を実施例により具体
的に説明する。 【００４１】（実施例１）図１に示した製造装置を用い
て、幅３００ｍｍ、厚さ６０μｍ、長さ５０ｍのポリノ
ルボルネンフィルムを搬送速度１ｍ／分で供給した。ク
リップ８の移動速度は予熱ゾーン２では１ｍ／分であ
り、加熱延伸ゾーン３では２ｍ／分まで次第に移動速度
が早くなり、その後次第に遅くなって、冷却ゾーン４で
は１ｍ／分になるように設定した。又、クリップ８１の
移動速度は１ｍ／分で一定に設定した。 【００４２】予熱ゾーンの温度は１７２℃、加熱延伸ゾ
ーンの温度は１７２℃及び冷却ゾーンの温度は１６０℃
に設定して、平均光学軸が３４度の延伸フィルムを得
た。得られた延伸フィルムの光学軸の角度及び幅方向の
厚みを測定し、図５及び図６に示した。 【００４３】尚、光学軸及び厚みの測定方法は以下の通
りである。厚みの測定方法 延伸フィルムの幅方向中央部２２５ｍｍの間を連続して
厚み測定した。測定にはセイコーｅｍ社製、商品名「計
太郎ＧＴ」を使用した。 【００４４】光学軸の角度の測定 得られた延伸フィルムの中央部２２５ｍｍの間で、フィ
ルムの幅方向に配向方向を測定した。尚、測定は大塚電
子社製、商品名「ＲＥＴＳ−２０００」で行った。 【００４５】 【発明の効果】本発明の延伸フィルムの製造装置の構成
は上述の通りであるから、均一な厚みの熱可塑性樹脂フ
ィルムを用いて光学軸が熱可塑性樹脂フィルムの長さ方
向と異なる、厚みが均一な延伸フィルムを容易に得るこ
とができる。 【００４６】従って、得られた延伸フィルムを使用する
と、偏光板、位相差板等を効率よく裁断することがで
き、効率よく楕円偏光板を得ることができる。 【００４７】

【図面の簡単な説明】 【図１】本発明の延伸フィルムの製造装置の一例を示す
模式平面図である。 【図２】本発明の延伸フィルムの製造装置の左右に設置
されたスクリューの一例を示す平面図であり、 (イ）は
突条のフライトが同ピッチで設けられたスクリューであ
り、 (ロ）は突条のフライトがピッチが変化するように
設けられたスクリューである。 【図３】本発明の延伸フィルムの製造装置で得られる延
伸フィルムの一例を示す平面図である。 【図４】本発明の延伸フィルムの製造装置で得られる延
伸フィルムを積層し、裁断する方法の一例を示す平面図
である。 【図５】実施例１で得られた延伸フィルムの幅方向の光
学軸の角度分布を示すグラフである。 【図６】実施例１で得られた延伸フィルムの幅方向の厚
み分布を示すグラフである。 【図７】従来の偏光板の裁断方法の一例を示す平面図で
ある。 【図８】従来の位相差板の裁断方法の一例を示す平面図
である。 【図９】従来の楕円偏光板の一例を示す平面図である。 【符号の説明】 １ 熱可塑性樹脂フィルム ２ 予熱ゾーン ３ 加熱延伸ゾーン ４ 冷却ゾーン ５ 延伸フィルム ６，７ スクリュー ６１，７１ フライト ８，８１ クリップ ９，９１ ベルト

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 田上 昌克 大阪府三島郡島本町百山２−１ 積水化学 工業株式会社内 Ｆターム(参考） 4F210 AA12 AH73 AM24 AR08 QA02 QC03 QD13 QG01 QG18 QL02 QL08 QW15

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 【請求項１】 予熱ゾーン、加熱延伸ゾーン及び冷却ゾ
   ーンを有する加熱装置と、熱可塑性樹脂フィルムの両端
   部を把持し、前記加熱装置中を搬送する複数対のクリッ
   プよりなり、左右のクリップの移動速度を異ならせるこ
   とで、熱可塑性樹脂フィルムを進行方向とは異なる方向
   に延伸し、熱可塑性樹脂フィルムの進行方向とは異なる
   方向の配向軸を有する延伸フィルムを製造する装置であ
   って、溝条又は突条が螺旋状に設けられた機械要素が加
   熱装置の左右に設置され、該機械要素に前記クリップが
   駆動可能に設置されており、加熱延伸ゾーンにおいて、
   該機械要素の少なくとも一方は螺旋ピッチが変化してい
   ることを特徴とする延伸フィルムの製造装置。