JP2004009543A

JP2004009543A - テンター装置

Info

Publication number: JP2004009543A
Application number: JP2002166135A
Authority: JP
Inventors: Masashi Aeba; 饗庭　正志
Original assignee: Fuji Photo Film Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Holdings Corp
Priority date: 2002-06-06
Filing date: 2002-06-06
Publication date: 2004-01-15

Abstract

【課題】配向軸の傾斜したシート状物の延伸倍率を変更可能とし、かつシート状物を安定に搬送することを可能にする。
【解決手段】テンター装置１０は、右レール１１と、左レール１２と、無端チェーン１３，１４と、各フイルム幅調整部１６，１７と、各角度調整部２０〜２３と、出口位置調整部２５，２６とからなる。各フイルム幅調整部１６，１７及び各角度調節部２０〜２３が駆動されることにより、延伸倍率Ｗ２／Ｗ１及び配向角度αが変更されたとき、出口位置調整部２５，２６は出口３２に位置するスプロケット３６，３３の位置が搬送方向に対して位置が変わらず、幅方向に沿って移動する。
【選択図】　　　　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はテンター装置に関し、特に、側辺に対して配向軸を傾斜させたフイルム等のシート状物を任意の延伸倍率で製造するテンター装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
搬送方向に対して配向軸を傾斜させたフイルム等のシート状物を製造するテンター装置が、例えば特開２０００−９９１２号や特開平３−１８２７０１号などで提案されている。これらの公報に記載されたているテンター装置では、左右を異なる速度で走行する把持具によってフイルムを把持し、搬送することによって、搬送方向に対して傾斜角度をつけた方向にフイルムを延伸している。このようなテンター装置では、前もって机上で計算されパターン化固定された延伸倍率でしか延伸することができないため、製品の裁断歩留まりの向上が図れない。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
これに対して、本出願人は、特願２００２−８０２１にて、任意の延伸倍率で、任意の配向軸が得られるテンター装置を提案している。図６は、このようなテンター装置の一例を示している。このテンター装置１００は、右レール１０１と、左レール１０２と、これらレール１０１，１０２に案内される無端チェーン（エンドレスチェーン）１０３，１０４と、各フイルム幅調整部１０５〜１０８と、各角度調整部１０９〜１１２とから構成されている。
【０００４】
無端チェーン１０３，１０４には、把持具（フイルムクリップ）１１４が所定ピッチで多数取り付けられている。この把持具１１４はフイルム１１５の側縁部を把持しながら、各レール１０１，１０２に沿って移動することで、フイルム１１５を延伸する。無端チェーン１０３，１０４は原動スプロケット１１８，１１９及び従動スプロケット１２０，１２１との間に掛け渡されており、無端チェーン１０３は右レール１０１によって、無端チェーン１０４は左レール１０２によって案内される。右レール１０１は、入り口レール部１０１ａと、中間レール部１０１ｂと，出口レール部１０１ｃとから構成されている。同様にして、左レール１０２も入り口レール部１０２ａと、中間レール部１０２ｂと、出口レール部１０２ｃとから構成されている。中間レール部１０１ｂ，１０２ｂには、上下流側に湾曲連結部１０１ｄ，１０１ｅ，１０２ｄ，１０２ｅが設けられている。この湾曲連結部１０１ｄ，１０１ｅ，１０２ｄ，１０２ｅは、各レール部１０１ａ，１０１ｂ，１０１ｃ，１０２ａ，１０２ｂ，１０２ｃを湾曲するように連結する。各レール部１０１ａ，１０１ｃ，１０２ａ，１０２ｃはレール取付部１２３によって、それぞれ各フイルム幅調整部１０５〜１０８に接続されている。各フイルム幅調整部１０５〜１０８は、各レール取付部１２３をフイルム幅方向で移動させて、左右のレール及びレール湾曲連結部の幅方向における距離を変更する。さらに湾曲連結部１０１ｄ，１０１ｅ，１０２ｄ，１０２ｅには角度調整部１０９〜１１２が取り付けられており、中間レール部１０１ｂ，１０２ｂと、入り口レール部１０１ａ，１０２ａ及び出口レール部１０１ｃ、１０２ｃの連結角度を変更する。また、各レール１０１，１０２の下流には搬送ローラ１２４が配置されており、テンター装置１００によって延伸されたフイルム１１５は、搬送ローラ１２４によって図示しない巻き取り部へ搬送され、ロール状に巻き取られる。
【０００５】
コントローラ１２５には図示しないデータ入力部から、テンター入り口幅Ｗ１や出口幅Ｗ２、配向軸の角度αなどの設定値が入力が可能になっている。コントローラ１２５は、テンター入り口幅Ｗ１などの設定値が入力されると、この設定値に基づき各レール位置調整部１０５〜１０８及び各角度調整部１０９〜１１２を駆動して、各レール取付部１２３をフイルムの幅方向で変位させるとともに、各湾曲連結部１０１ｄ，１０１ｅ，１０２ｄ，１０２ｅの湾曲度合を変更する。これによって、任意の延伸倍率Ｗ２／Ｗ１で延伸され、かつ任意の配向軸の角度αに傾斜したフイルムを得ることができる。
【０００６】
しかしながら、上述した図６に示すテンター装置では、延伸倍率を変更したときに左右レール１０１，１０２の出口の位置が、変更前と変更後とで、搬送方向に対して位置がずれてしまうことになる。図中実線により延伸倍率の変更前の左右レール１０１，１０２の形態を示しており、２点鎖線部は変更後の形態を示している。なお、説明の都合上、変更前の形態では、出口の位置は搬送方向に沿って並んだ状態としている。そして入り口幅Ｗ１は同じ値のままとし、出口幅Ｗ２をＷ’２（Ｗ’２＞Ｗ２）として延伸倍率を変更すると、右レール１０１の出口の位置は下流側へ距離ｔ１、左レール１０２の出口の位置は上流側へ距離ｔ２の分だけ搬送方向にずれてしまうため、左右レール１０１，１０２の出口の位置はＴ＝ｔ１＋ｔ２搬送方向にずれてしまう。このように出口の位置がずれると、下流に位置する搬送ローラへ受け渡しが円滑に行われなくなり、安定したフイルム搬送が困難になる。
【０００７】
本発明は上記問題を解消するためのものであり、側辺に対して配向軸を傾斜させたフイルム等のシート状物を任意の延伸倍率及び任意の配向角度で製造することができ、しかも安定した搬送でフイルムを次の工程に送り出すことができるようにしたテンター装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明のテンター装置では、第１及び第２レールによるシート状物の入り口の幅と出口の幅とを変更して延伸倍率を変更する延伸倍率変更手段と、この延伸倍率変更手段により延伸倍率を変更させたときに出口の位置をこの出口における前記シート状物の搬送方向に直交する方向で変位させる出口位置調整手段とを備えている。なお、前記第１レール及び第２レールの入り口でのシート状物の進行方向と、出口での進行方向とが交差していることが好ましい。
【０００９】
なお、前記複数の把持具はエンドレス部材に取り付けられており、前記第１及び第２レールは、前記エンドレス部材を案内するように、入り口側ホイール部材と出口側ホイール部材とレール長さ調整ホイール部材とこれらホイール部材間に配置される延伸側レール本体及び戻り側レール本体とを備えており、前記出口位置調整手段は、前記出口側ホイール部材を前記出口における前記シート状物の搬送方向に直交する方向で移動させる移動手段と、前記延伸側レール本体と前記戻り側レール本体とのレール長さを調整するレール長さ調整手段とを備えていることが好ましい。さらに、前記レール長さ調整手段は、前記レール長さ調整ホイール部材を前記出口における前記シート状物の搬送方向に直交する方向で移動させる移動手段を備えていることが好ましい。
【００１０】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明のテンター装置を示す概略の平面図である。このテンター装置１０は、右レール１１と、左レール１２と、これらレール１１，１２に案内される無端チェーン（エンドレスチェーン）１３，１４と、各フイルム幅調整部１６，１７と、各角度調整部２０〜２３と、出口位置調整部２５，２６とから構成され、各部の状態はコントローラ２８によって制御されている。このテンター装置１０はフイルム３０の入り口３１側から出口３２へ順に、予熱部１０ａ、延伸部１０ｂ、熱処理部１０ｃの各エリアに分けられている。
【００１１】
無端チェーン１３，１４には、把持具としてのフイルムクリップ３３が所定ピッチで多数取り付けられている。このフイルムクリップ３３はフイルム３０の側縁部を把持しながら、各レール１１，１２に沿って移動することで、フイルム３０に張力を付加し、かつ張力を与える方向をフイルム３０の搬送方向と直交する幅方向に対して次第に傾斜させることにより搬送方向に対してシート状物の配向軸の角度を傾斜させて延伸する。
【００１２】
無端チェーン１３はホイール部材としての原動スプロケット３４及び従動スプロケット３５，３６の間に掛け渡されており、これらスプロケット３４〜３６の間では、無端チェーン１３は右レール１１によって案内される。同様に無端チェーン１４は、原動スプロケット３７及び従動スプロケット３８，３９の間に掛け渡されており、左レール１２によって案内される。原動スプロケット３４，３７は、その中心位置がフイルム３０の出口３２に合わせて設けられており、従動スプロケット３６，３９は、その中心位置がフイルム３０の入り口３１に合わせて設けられている。
【００１３】
これらスプロケット３４，３６，３７，３９に近接してフイルムクリップ３３の開放部材（図示省略）が配置されている。この開放部材は、入り口３１側の原動スプロケット３６，３９では、フイルム３０の把持位置の前で、フイルムクリップ３３の図示しない係合部に接触してこれを開放状態にし、フイルム３０の側縁部をフイルムクリップ３３内に案内する。そして、把持位置を通過するときに開放部材が前記係合部から離れ、フイルムクリップ３３が開放位置から把持位置にセットされて、フイルム３０の側縁部が把持される。同様にして、出口３２側の従動スプロケット３４，３７では、フイルム３０の把持解除位置で開放部材によりフイルムクリップ３２が開放位置にされて、フイルム３０の側縁部の把持が開放される。
【００１４】
右レール１１は、前記各スプロケット３４〜３６と、これら各スプロケット３４〜３６の間に配置される延伸側レール本体４１と、戻し側レール本体４２とから構成されている。同様に左レール１２も、前記スプロケット３７〜３９と、これら各スプロケット３７〜３９の間に配置される延伸側レール本体４３と、戻し側レール本体４４とから構成されている。
【００１５】
右レール１１を構成する延伸側レール本体４１及び戻し側レール本体４２は、入り口レール部４１ａ，４２ａと、中間レール部４１ｂ，４２ｂと、出口レール部４１ｃ，４２ｃとからそれぞれ構成されている。同様に、左レール１２を構成する延伸側レール本体４３及び戻し側レール本体４４も、入り口レール部４３ａ，４４ａと、中間レール部４３ｂ，４４ｂと、出口レール部４３ｃ，４４ｃとからそれぞれ構成されている。
【００１６】
中間レール部４１ｃには、その上下流側に湾曲連結レール部４１ｄ，４１ｅが設けられている。この湾曲連結レール部４１ｄ，４１ｅは、各レール部４１ａ〜ｃの間を湾曲するようにそれぞれ連結する。なお、中間レール部４２ｃ，４３ｃ，４４ｃにも同様に、上下流側に湾曲連結レール部４２ｄ，４２ｅ，４３ｄ，４３ｅ，４４ｄ，４４ｅがそれぞれ設けられている。
【００１７】
湾曲連結レール部４３ｅ，４４ｅには、フイルム３０の延伸倍率及び配向角度αを変更する延伸倍率変更手段としての角度調整部２３が取り付けられている。この角度調整部２３によって、湾曲連結レール部４３ｅ，４４ｅの湾曲する角度が変更される。なお、湾曲連結レール部４１ｄ，４２ｄ，４１ｅ，４２ｅ，４３ｄ，４４ｄにも同様に角度調整部２０〜２２がそれぞれ取り付けられている。
【００１８】
図２及び図３は、角度調整部２３及び湾曲連結レール部４３ｅ，４４ｅの構成を示している。なお、他の角度調整部２０〜２２も同様に構成されている。湾曲連結レール部４３ｅは２つの屈曲レール部材４６ａ，４６ｂから構成されている。屈曲レール部材４６ａ，４６ｂは図３の拡大図に示すように、複数のバネ板を重ねて構成されており、中間レール部４４ｂ、出口レール部４４ｃにスライド可能に取り付けられている。なお、湾曲連結レール部４４ｅも同様に屈曲レール部材４７ａ，４７ｂから構成されている。角度調整部２３により角度の変更が行われたとき、屈曲レール部材４６ａ，４６ｂ，４７ａ，４７ｂが中間レール部４４ｂ，出口レール部４４ｃに対して摺接しながらスライドし、湾曲連結レール部４３ｅ，４４ｅは湾曲する角度をそれぞれ変更することができる。
【００１９】
角度調整部２３は、レールベース４８，４９、連結軸５０、リードネジ棒５１、角度調整モータ５２などからなる。レールベース４８，４９は連結軸５０を介して互いに回動自在に連結しており、レールベース４８には、中間レール部４３ｂ，４４ｂが、レールベース４９には、出口レール部４３ｃ，４４ｃがそれぞれ固定されている。
【００２０】
連結軸５０には押動ブロック５４が回動自在に取り付けられている。この押動ブロック５４には雌ねじ部が形成してあり、この雌ネジ部にリードネジ棒５１が取り付けられている。リードネジ棒５１は、角度調整モータ５２により回転駆動され、角度調整モータ５２はドライバ５５を介してコントローラ２８により制御される。したがって。角度調整モータ５２が回転するとリードネジ棒５１を介して連結軸５０が移動し、これにより、角度調整部２３の角度が変更される。
【００２１】
図４は左レール１２の出口位置調整部２６の構成を示すものであり、この出口位置調整部２６は、出口レール部４３ｃ，４４ｃ、幅方向レール部６１、原動スプロケット３７、従動スプロケット３８、スライドフレーム６４、フレーム駆動部６５、スプロケットベース６６、ベース移動部６７からなる。出口レール部４３ｃは、原動スプロケット３７の位置まで直進するように配置されている。原動スプロケット３７と従動スプロケット３８との間の位置には、フイルム３０の搬送方向Ｍと直交する幅方向Ｎに沿って幅方向レール部６１が配置されている。そして、従動スプロケット３８の位置から出口レール部４３ｃの方へ向かって戻っていくように出口レール部４４ｃが配置されている。
【００２２】
出口レール部４３ｃは、詳しくは図５に示すように、伸縮部上流側６８ａと伸縮部下流側６８ｂとからなる。伸縮部下流側６８ｂの凸部７１と伸縮部上流側６８ａの凹部７２とが無端チェーン１４の送り方向に沿ってスライド自在に嵌合しているので、出口レール部４３ｃは伸縮自在となっている。さらに無端チェーン１４の両側端と面する位置では、凸部７１の先端７１ａが、凹部７２の下方部７２ａへ挿入されるように上下に重なっている。これによって、出口レール部４３ｃの長さが変更されたときでも、無端チェーン１４は常時両側方部から支持されており、送り方向に沿って直進することができる。なお、幅方向レール部６１及び出口レール部４４ｃも出口レール部４３ｃと同様の構成であり、それぞれ伸縮部上流側６９ａ，７０ａ、伸縮部下流側６９ｂ，７０ｂからなる。出口レール部４３ｃの伸縮部上流側６８ａは、上述したレールベース４９に固着されており、伸縮部下流側６８ｂは、フレーム６７に固着されている。
【００２３】
スライドフレーム６４は、原動スプロケット３７、幅方向レール部６１、スプロケットベース６６、及びベース移動部６７を支持しており、フレーム駆動部６５の駆動によって移動する。フレーム駆動部６５は、スライドフレーム６７に設けられた雌ねじ部に螺合するリードネジ棒７３と、このリードネジ棒７３を回転させるモータ７４、及び幅方向Ｎに沿って配置されたガイド軸７５からなり、コントローラ２８からの制御によってモータ７４が回転し、ガイド軸７５に沿ってスライドフレーム６４を移動させる。
【００２４】
スプロケットベース６６には、従動スプロケット３８、幅方向レール部６１の伸縮部下流側６９ｂ、及び出口レール部４４ｃの伸縮部上流側７０ａが取り付けられている。ベース移動部６７は、フレーム駆動部６５と同様の構成であり、リードネジ棒７８、モータ７９、及びガイド軸８０からなる。このベース移動部６７は、スプロケットベース６６を、幅方向Ｎに沿って、且つスライドフレーム６４に対して相対移動させる。このスプロケットベース６６の移動によって、スプロケット３７とスプロケット３８との間隔が変更され、これに従動して伸縮部下流側６９ｂがスライドし、幅方向レール部６１を短縮又は伸長させる。
【００２５】
また、出口レール部４４ｃの伸縮部上流側７０ａは、スプロケットベース６６に対して回動自在に取り付けられており、伸縮部下流側７０ｂは、レールベース４９に対して回動自在に取り付けられている。スプロケットベース６６の移動によって、伸縮部上流側７０ａがスプロケットベース６６に従動して幅方向Ｎに沿ってスライドするとともに、スプロケットベース６６に対して回動し、出口レール部４４ｃを短縮又は伸長させる。
【００２６】
また、フレーム駆動部６５は、出口位置調整部２６を構成するとともに、フイルム幅調整手段を兼ねている。なお、入り口レール部４３ａにも同様に、フイルム幅調整手段としてのフイルム幅調整部１７が設けられている。フイルム幅調整部１７は、リードネジ棒８１及びモータ８２からなり、入り口幅Ｗ１を調整することができる。なお、右レール１１も同様の構成で、出口位置調整部２６及びフイルム幅調整部１７とほぼ同様の構成をしている出口位置調整部２５及びフイルム幅調整部１６が備えられている。
【００２７】
延伸倍率の変更が行われるとき、上述したフイルム幅調整部１６、角度調整部２０により、右入り口レール部４１ａ，４２ａがフイルム搬送方向に直交する方向で平行移動する。またフイルム幅調整部１７、角度調整部２２により左入り口レール部４３ａ，４４ａがフイルム搬送方向に直交する方向で平行移動する。これらフイルム幅調整部１６，１７、角度調整部２０，２２によって、供給するフイルム３０の幅Ｗ１に合わせてフイルム入り口３１の幅が決定される。
【００２８】
コントローラ２８にはキーボード等のデータ入力部８４が設けられており、テンター入り口幅Ｗ１や延伸倍率Ｎ、配向角度αなどの設定値が入力が可能になっている。なお、延伸倍率Ｎに代えてフイルム出口幅Ｗ２を入力してもよい。また、コントローラ２８内には延伸パターンの演算式が予めプログラミングされており、これがメモリ８５内に格納されている。コントローラ２８は、テンター入り口幅Ｗ１、延伸倍率Ｎ（又は出口幅Ｗ２）、配向角度αの設定値が入力されると、これらの設定値に基づき演算式から、左右チェーン１３，１４による実質的なフイルム把持長さＬＡ，ＬＢ（ＬＡ＝ＬＢ，但しＬＡはＰＡ１からＰＡ２までのフイルムクリップ３３の移動軌跡長さであり、ＬＢはＰＢ１からＰＢ２までのフイルムクリップ３３の移動軌跡長さである。）とその位置を求め、求めた位置になるように、各角度調整部２０〜２３と、各フイルム幅調整部１６，１７とを駆動して各レール部４１ａ〜ｃ，４２ａ〜ｃ，４３ａ〜ｃ，４４ａ〜ｃを幅方向で変位させる。
【００２９】
すなわち、各角度調整部２０〜２３と、各フイルム幅調整部１６，１７とを駆動して、設定されたテンター入り口幅Ｗ１、延伸倍率Ｎとなるようにするとともに、レール１１，１２の開き角度を変化させることにより、任意の延伸倍率（Ｗ２／Ｗ１）で任意の配向角度α（１０°≦α≦８０°）の斜交フイルムが得られるようにする。
【００３０】
また、各レール１１，１２の下流には搬送ローラ８６が配置されており、延伸されたフイルム３０は、搬送ローラ８６によって図示しない巻き取り部へ搬送され、ロール状に巻き取られる。
【００３１】
次に、本実施形態の作用を説明する。まず、データ入力部８１からテンター入り口幅Ｗ１と、出口幅Ｗ２、配向角度αとを入力する。これらのデータが入力されると、コントローラ２８は演算式を用いて、各角度調整部２０〜２３、各フイルム幅調整部１６，１７を駆動する。そして、このとき同時に出口位置調整部２５，２６を駆動し、各角度調整部２０〜２３及び各フイルム幅調整部１６，１７の角度及び位置の変更に応じて、出口レール部４１ｃ，４３ｃを搬送方向Ｍに対して伸縮させ、且つ幅方向Ｎに沿って３４，３７をスライドさせる。
【００３２】
各モータ５６，７４，７９の回転制御が終了し、右レール１１及び左レールが停止した後に、製膜ライン等により製膜されたフイルム３０がフイルム入り口３１からテンター装置１０内に送られる。入り口３１では、フイルムクリップ３３が開放状態になっており、送られてきたフイルムの両側縁部がフイルムクリップ３３内に入ると、フイルムクリップ３３が閉じられて、フイルム３０が把持される。フイルムクリップ３３は各チェーン１３，１４の回動により、レール１１，１２に沿って移動する。これにより、フイルム３０は延伸されて、側縁に対して配向軸がαの角度で傾斜し、かつ延伸倍率Ｗ２／Ｗ１で延伸されたフイルム３０が製造される。さらに上述したように、出口レール部４１ｃ，４３ｃが伸縮し、かつ幅方向Ｎに沿ってスライドすることによって出口３２に位置するスプロケット３４，３７が搬送方向に対して常に並ぶように調整されているので、出口３２を通過するまで、常に安定した張力で、フイルム３０を延伸することが可能であり、ツレやシワのないフイルム３０を簡単に製造することができる。そして、出口３２に位置するスプロケット３４，３７が、搬送方向に対して同じ位置にあることから、出口３２から搬送ローラ８４までの距離Ｌが常に一定である。これによって、延伸した直後のフイルム３０を安定して下流側へ搬送することができる。
【００３３】
なお、上記実施形態においては、延伸するときフイルムに面している延伸側レール部を伸縮させ、その延伸側レール部が伸長、又は短縮した分だけ戻り側レール部をそれぞれ短縮及び伸長させて、出口の位置が搬送方向に対してずれないようにしているが、本発明はこれに限るものではなく、例えば搬送レール部が短縮して、その全周の長さが変更した分だけ調節を行うことができる伸縮自在の無端チェーンを使用してもよい。また、延伸倍率変更手段として、湾曲連結レール部の角度を調節する角度調節部を設けているが、これに限らず、例えば、各レールとしてフレキシブルな部材を用いて、このレールの各部の位置を調節するようにして延伸倍率を変更するような延伸倍率変更手段を設けるようにしてもよい。
【００３４】
ところで、テンター装置１０において、出口３２でフイルム３０の左右に進行速度差があると、出口３２におけるシワ、寄りが発生するため、左右のフイルムクリップ３３の速度差は、実質的に同速度であることが求められる。速度差は好ましくは１％以下であり、さらに好ましくは０．５％未満であり、最も好ましくは０．０５％未満である。ここで述べる速度とは、毎分当たりに左右各々のフイルムクリップ３３が進む軌跡の長さのことである。一般的なテンター装置等では、チェーンを駆動するスプロケットの歯の周期、駆動モータの周波数等に応じ、秒以下のオーダーで発生する速度ムラがあり、しばしば数％のムラを生ずるが、これらは本発明で述べる速度差には該当しない。
【００３５】
さらに、フイルム３０のシワ、寄りの発生を解決するために、本発明のテンター装置１０では、フイルム３０の支持性を保ち、揮発分率が５ｖｏｌ％以上の状態を存在させて延伸した後、収縮させながら揮発分率を低下させることが好ましい。フイルム３０の支持性を保つとは、フイルム３０の膜性を損なうことなく両側縁を把持することを意味する。揮発分率については、延伸操作工程において常に５ｖｏｌ％以上の状態を維持していてもよいし、延伸操作工程の一部の区間に限って揮発分率が５ｖｏｌ％以上の状態を維持してもよい。後者の場合、入り口位置ＰＡを起算点として全延伸区間の５０％以上の区間、揮発分率が１２ｖｏｌ％以上の状態となっていることが好ましい。いずれにせよ、延伸前に揮発分率が１２ｖｏｌ％以上の状態を存在させておくことが好ましい。ここで、揮発分率（単位；ｖｏｌ％）とは、フイルムの単位体積あたりに含まれる揮発成分の体積を表し、揮発成分体積をフイルム体積で除した値とする。
【００３６】
本発明のテンター装置１０による延伸工程の前に、揮発分を含有させる工程を少なくとも１工程以上設けることが好ましい。揮発分を含有させる方法としては、フイルム３０をキャストし、水や溶剤などの揮発分を含有させたり、あるいは、水や溶剤などの揮発分に浸漬させるという方法がある。あるいはフイルム３０に水・溶媒等を塗布・噴霧してもよい。ポリビニルアルコールなど親水性ポリマーのフイルムの場合は、高温高湿雰囲気下で水を含有するので、高湿雰囲気下で調湿後延伸、もしくは高湿条件下で延伸することにより揮発分を含有させることができる。これらの方法以外でも、上記のとおり揮発分率を５％以上にさせることができれば、いかなる手段を用いても良い。
【００３７】
好ましい揮発分率は、フイルム３０の種類によって異なる。揮発分率の最大は、フイルム３０の支持性を保つ限界とすることができる。好ましい揮発分率は、ポリビニルアルコールでは１０％〜１００％、セルロースアシレートでは１０％〜２００％である。
【００３８】
本発明のテンター装置１０により延伸することによって、フイルム３０は優れた偏光能を有する偏光膜として利用することができる。得られた偏光膜としてのフイルム３０の両面又は片面に保護膜（保護フイルム）を接着剤層を介して設けることにより、偏光板が得られる。本発明によると、フイルム３０の配光軸の角度αを、１０°以上８０°以下の範囲で任意に設定することができるので、他の光学部材と組み合わせて使用する際にも非常に有効である。得られた偏光板は、優れた単板透過率及び偏光度を有する。したがって、液晶表示装置として用いる場合に、画像のコントラストを高めることができ、有利である。
【００３９】
偏光板を作製する際には、さらに、本発明のテンター装置による延伸工程の前に、延伸するフイルム、例えば偏光膜用として用いるポリビニルアルコール等を、ヨウ素−ヨウ化カリウム等の偏光子を含む水溶液で染色することが好ましい。その後、延伸工程に付し、延伸工程後あるいは延伸工程の最終段階付近で、保護膜と貼り合わせるとよい。
【００４０】
本発明のテンター装置１０を用いる延伸は、特に限定されたポリマーフイルムに対するものではなく、特に、偏光膜を形成するための延伸を対象とする熱可塑性の適宜なポリマーからなるフイルムに対して有効である。ポリマーの例としては、ポリビニルアルコール、ポリカーボネート、セルロースアシレート、ポリスルホンなどを挙げることができる。好ましくはポリビニルアルコールを包含するポリビニルアルコール系ポリマーである。ポリビニルアルコールは通常、ポリ酢酸ビニルをケン化したものであるが、例えば不飽和カルボン酸、不飽和スルホン酸、オレフィン類、ビニルエーテル類のように酢酸ビニルと共重合可能な成分を少量含有しているものでも構わない。また、アセトアセチル基、スルホン酸基、カルボキシル基、オキシアルキレン基等を含有する変性ポリビニルアルコールもポリビニルアルコール系ポリマーに含まれ好ましく用いることができる。なかでも、ポリビニルアルコールが最も好ましい。
【００４１】
ポリビニルアルコールのケン化度は特に限定されないが、溶解性等の観点から８０〜１００ｍｏｌ％が好ましく、９０〜１００ｍｏｌ％が特に好ましい。またポリビニルアルコールの重合度は特に限定されないが、１０００〜１００００が好ましく、１５００〜５０００が特に好ましい。
【００４２】
また、ポリビニルアルコール，ポリ塩化ビニルを脱水、脱塩素することによりポリエン構造をつくり、共役二重結合により偏光を得るいわゆるポリビニレン系偏光膜の製造にも、本発明のテンター装置は好ましく用いることができる。
【００４３】
延伸前のフイルム３０の好ましい弾性率は、ヤング率で表して、０．０１Ｍｐａ以上５０００Ｍｐａ以下、更に好ましくは０．１Ｍｐａ以上５００Ｍｐａ以下である。弾性率が低すぎると延伸時・延伸後の収縮率が低くなり、シワが消えにくくなり、また高すぎると延伸時にかかる張力が大きくなり、フイルム３０の両側縁部を保持する部分の強度を高くする必要が生じ、テンター装置１０に対する負荷が大きくなる。
【００４４】
延伸前のフイルムの厚味は特に限定されないが、フイルム把持の安定性、延伸の均質性の観点から、１μｍ〜１ｍｍが好ましく、２０〜２００μｍが特に好ましい。
【００４５】
偏光膜は、偏光膜用フイルム、例えばポリビニルアルコールフイルムを配向すると共に、上記のとおり偏光子で染色して得られる。本発明のテンター装置により延伸されたフイルム３０を偏光膜として利用する場合、好ましく使用される偏光子は、ヨウ素−ヨウ化カリウムで生成したＩ３−、Ｉ５−等の多ヨウ素イオンおよび／または有機二色性色素である。二色性色素の具体例としては、例えばアゾ系色素、スチルベン系色素、ピラゾロン系色素、トリフェニルメタン系色素、キノリン系色素、オキサジン系色素、チアジン系色素、アントラキノン系色素等の色素系化合物を挙げることができる。水溶性のものが好ましいが、この限りではない。また、これらの二色性分子にスルホン酸基、アミノ基、水酸基などの親水性置換基が導入されていることが好ましい。二色性分子の具体例としては、例えばシー．アイ．ダイレクト．イエロー１２、シー．アイ．ダイレクト．オレンジ３９、シー．アイ．ダイレクト．オレンジ７２、シー．アイ．ダイレクト．レッド３９、シー．アイ．ダイレクト．レッド７９、シー．アイ．ダイレクト．レッド８１、シー．アイ．ダイレクト．レッド８３、シー．アイ．ダイレクト．レッド８９、シー．アイ．ダイレクト．バイオレット４８、シー．アイ．ダイレクト．ブルー　６７、シー．アイ．ダイレクト．ブルー９０、シー．アイ．ダイレクト．グリーン５９、シー．アイ．アシッド．レッド３７等が挙げられ、さらに特開昭６２−７０８０２号、特開平１−１６１２０２号、特開平１−１７２９０６号、特開平１−１７２９０７号、特開平１−１８３６０２号、特開平１−２４８１０５号、特開平１−２６５２０５号、特開平７−２６１０２４号の各公報記載の色素等が挙げられる。これらの二色性分子は遊離酸、あるいはアルカリ金属塩、アンモニウム塩、アミン類の塩として用いられる。これらの二色性分子は２種以上を配合することにより、各種の色相を有する偏光子を製造することができる。偏光板として吸収軸を直交させた時に黒色を呈する化合物（色素）や黒色を呈するように各種の二色性分子を配合したものが単板透過率、偏光度とも優れており好ましい。本発明のテンター装置１０により延伸されたフイルムに対しては、特にヨウ素−ヨウ化カリウムで生成したＩ３−、Ｉ５−等の多ヨウ素イオンが好ましく使用される。
【００４６】
本発明のテンター装置１０によりポリビニルアルコールフイルムを延伸した場合には、偏光子による染色を気相または液相吸着により行うことができるが、液相で行うことが好ましい。ヨウ素−ヨウ化カリウムで生成したＩ３−、Ｉ５−等の多ヨウ素イオンを偏光子として使用する場合、ヨウ素−ヨウ化カリウム水溶液にポリビニルアルコールフイルムを浸漬させて行われる。ヨウ素は０．１〜２０ｇ／ｌ、ヨウ化カリウムは１〜２００ｇ／ｌ、ヨウ素とヨウ化カリウムの質量比は１〜２００が好ましい。染色時間は１０〜５０００秒が好ましく、液温度は５〜６０℃が好ましい。染色方法としては浸漬だけでなく、ヨウ素あるいは染料溶液の塗布あるいは噴霧等、任意の手段が可能である。染色工程は、本発明の延伸工程の前後いずれに置いても良いが、貼り合わせ時の含水率を１０％未満とするため、延伸工程前に液相で染色することが特に好ましい。
【００４７】
本発明のテンター装置１０により延伸するものが、偏光膜用途のフイルムの場合は、ポリマーを架橋させる添加物を用いることが好ましい。特に本発明のテンター装置を用いて、斜め方向の延伸を行う場合、延伸工程出口でフイルムが十分に硬膜されていないと、工程のテンションでフイルムの配向方向がずれてしまうことがあるため、延伸前工程あるいは延伸工程で架橋剤溶液に浸漬、または溶液を塗布して硬膜剤（架橋剤）を含ませるのが好ましい。硬膜剤（架橋剤）を偏光膜用ポリマーフイルムに付与する手段は、特に限定されるものではなく、フイルムの液への浸漬あるいは塗布や噴霧等任意の方法を用いることができるが、特に浸漬法と塗布法が好ましい。塗布手段としてはロールコータ、ダイコータ、バーコータ、スライドコータ、カーテンコータ等、通常知られている任意の手段をとることができる。また、溶液を含浸させた布、綿、多孔質素材等をフイルムに接触する方式も好ましい。硬膜剤（架橋剤）としては、米国再発行特許第２３２８９７号に記載のものが使用できるが、ホウ酸、ホウ砂が実用的に好ましく用いられる。また、亜鉛、コバルト、ジルコニウム、鉄、ニッケル、マンガン等の金属塩も併せて用いることができる。
【００４８】
硬膜剤（架橋剤）の付与は、テンター装置１０への導入前に行ってもよいし、テンター工程のによる噛み込後に行っても良く、延伸部１０ｂの工程の終端までのいずれかの工程で行えばよい。また、硬膜剤（架橋剤）を添加した後に洗浄・水洗工程を設けてもよい。
【００４９】
本発明のテンター装置１０で製造された偏光膜の両面あるいは片面に保護フイルムを貼り付ける場合は、保護フイルムの種類は特に限定されず、セルロースアセテート、セルロースアセテートブチレート、セルロースプロピオネート等のセルロースエステル類、ポリカーボネート、ポリオレフィン、ポリスチレン、ポリエステル等を用いることができるが、保護フイルムのレターデーション値が一定値以上であると、偏光軸と保護フイルムの配向軸が斜めにずれているため、直線偏光が楕円偏光に変化し、好ましくない。このため保護フイルムのレターデーションは低いことが好ましい。この観点から特に好ましくはセルローストリアセテートである。
【００５０】
長尺、特にロール形態の偏光板を得るまで、一貫工程で作製する場合には、染色のムラや抜けがないことが必要とされる。本発明のテンター装置１０による延伸の前のフイルム中に揮発成分に分布のムラ（フイルム面内の場所による揮発成分量の差異）があると染色ムラ、抜けの原因となる。従って、延伸前のフイルム３０の揮発分成分の含有分布は小さいほうが好ましく、少なくとも５％以下であることが好ましい。揮発分成分の分布とは、上記で定義された揮発分率の平均揮発分率に対する、最大値または最小値と該平均揮発分率との差の大きい方の比を表す。揮発分成分の含有分布を小さくする方法として、フイルム３０の表裏表面を均一なエアーでブローする、ニップローラーにて均一に絞る、ワイパーなどで拭き取る（ブレード、スポンジ拭き取りなど）などの方法挙げられるが、分布が均一になればいかなる方法を用いても良い。
【００５１】
延伸させたフイルム３０の収縮は、延伸時、延伸後のいずれの工程でも行って良い。収縮は、斜め方向に配向する際の発生するポリマーフイルムのシワが解消すればよく、その手段としては、加熱することにより揮発分を除去する方法などが挙げられるが、フイルム３０を収縮させればいかなる手段を用いても良い。好ましいフイルム３０の収縮率は、配向軸の角度αを用いると、１／ｓｉｎα以上とすることが好ましい。
【００５２】
斜め方向に配向する際に発生するフイルム３０のシワは、本発明のテンター装置１０における熱処理部１０ｃの終端までに消失していればよい。しかし、シワの発生から消失までに時間がかかると、延伸の方向性にばらつきが生じることがあるので、好ましくは、シワが発生した地点からできるだけ短い移行距離でシワが消失することが良い。このためには、揮発分量の揮発速度を高くするなどの方法がある。
【００５３】
発生したシワが消失する条件であれば、乾燥条件はいかようでもかまわない。ただし、所望の配向角度が得られた後できるだけ短い移動距離で乾燥点が来るように調節するのが好ましい。乾燥点とは、フイルム３０の表面膜温度が環境雰囲気温度と同じになる場所を意味する。このことから、乾燥速度もできるだけ速いほうが好ましい。乾燥温度については、本発明のテンター装置１０でポリビニルアルコールを延伸する場合、２０℃以上１００℃以下が好ましく、さらに好ましくは４０℃以上９０℃以下である。
【００５４】
本発明のテンター装置１０による延伸を行うフイルム３０が、ポリビニルアルコール系ポリマーのとき、揮発分としては水が好ましい。そして、配向板を得ることが目的の場合は、保護膜の貼り合わせ時の含水率（揮発分率）が１０％未満となるように乾燥することが好ましい。さらに好ましい含水率は８％未満である。
【００５５】
本発明において、フイルム３０がポリビニルアルコール系ポリマーフイルムで、硬膜剤を使用した場合、斜め方向に延伸した状態を緩和せずに保つために、延伸前後で水に対する膨潤率が異なることが好ましい。具体的には、延伸前の膨潤率が高く、延伸・乾燥後の膨潤率が低くなることが好ましい。更に好ましくは、延伸する前の水に対する膨潤率が３％以上で、乾燥後の膨潤率が３％以下であることである。
【００５６】
本発明のテンター装置において、フイルムクリップ３３の軌跡を規制するレール１１，１２には、しばしば大きい屈曲率が求められる。急激な屈曲による把持具同士の干渉、あるいは局所的な応力集中を避ける目的から、屈曲部ではフイルムクリップ３３の軌跡が円弧を描くようにすることが望ましい。
【００５７】
また、フイルム３０を延伸する速度は、単位時間当りの延伸倍率で表すと、１．１倍／分以上、好ましくは２倍／分以上で、早いほうが好ましい。また、長手方向の進行速度は、０．１ｍ／分以上、好ましくは１ｍ／分以上で、早いほうが生産性の観点から見て好ましい。いずれの場合も、上限は、延伸するフイルム３０及びテンター装置１０により異なる。
【００５８】
本発明のテンター装置において、延伸前のフイルム３０に異物が付着していると、表面が粗くなるため、異物を取ることが好ましい。異物が存在していると、特に偏光板作製時には、色むら・光学むらの原因となる。また、偏光板を製造するときには、保護膜を張り合わせるまでの間に、異物が付着しないことも重要で、極力浮遊するゴミが少ない環境下で製造することが好ましい。本発明のテンター装置１０での延伸に供するフイルム３０の異物の量とは、フイルム表面に付着している異物の重量を表面積で割った値で、平方メートルあたりのグラム数を表す。異物は、１ｇ／ｍ２以下が好ましく、更に好ましくは０．５ｇ／ｍ２以下であり、少ないほど好ましい。
【００５９】
異物の除去方法としては特に限定されず、延伸前のフイルム３０に悪影響を与えることなく、異物を除去することができれば、いずれの方法でもよい。例えば、水流を吹き付けることにより異物を掻き落とす方法、気体噴射により異物を掻き落とす方法、布、ゴム等のブレードを用いて異物を掻き落とす方法等が挙げられる。
【００６０】
本発明のテンター装置１０において、フイルム３０の両側縁をフイルムクリップ３３により把持する際、把持しやすいようにフイルム３０を張った状態にしておくことが好ましい。具体的には、フイルム３０の長手方向に張力をかけてフイルムを張るなどの方法が挙げられる。張力としては、延伸前のフイルム状態により異なるが、弛まない程度にすることが好ましい。
【００６１】
延伸時の環境温度は、少なくともフイルム３０に含まれる揮発分の凝固点以上であればよい。フイルム３０がポリビニルアルコール系のものである場合には、２５℃以上が好ましい。また、偏光膜を作製するためのヨウ素・ホウ酸を浸漬したポリビニルアルコール系フイルムを延伸する場合には、２５℃以上９０℃以下が好ましく、さらに好ましい温度範囲は４０℃以上９０℃以下である。
【００６２】
延伸時の湿度に関しては、揮発分が水であるフイルム、例えばポリビニルアルコール、セルロースアシレートなどの場合は、調湿雰囲気下で延伸することが好ましい。ポリビニルアルコールである場合は、５０％以上１００％以下が好ましく、さらに好ましい湿度範囲は８０％以上１００％以下である。
【００６３】
本発明のテンター装置で得られた偏光膜には、各種機能膜を保護膜として直接片面または両面に貼合することができる。機能膜の例としては、λ／４板、λ／２板などの位相差膜、光拡散膜、偏光板と反対面に導電層を設けたプラスチックセル、異方性散乱や異方性光学干渉機能等をもつ輝度向上膜、反射板、半透過機能を持つ反射板等があげられる。
【００６４】
保護膜としては、上に述べた好ましい保護膜を一枚、または複数枚積層して用いることができる。偏光膜の両面に同じ保護膜を貼合しても良いし、両面に異なる機能、物性をもつ保護膜をそれぞれ貼合しても良い。また、片面のみに上記保護膜を貼合し、反対面には直接液晶セルを貼合するために、粘着剤層を直接設けて保護膜を貼合しないことも可能である。この場合粘着剤の外側には、剥離可能なセパレータフイルムを設けることが好ましい。
【００６５】
本発明のテンター装置１０で延伸を行うフイルム３０としては、その膜厚が薄いものが多いが、ハンドリング時のフイルム３０の裂け等のトラブルを回避するため、フイルム３０を延伸後、収縮させ揮発分率を低下させる乾燥工程において、乾燥中もしくは乾燥直後に少なくとも片面に保護膜を貼り合わせ、後加熱する工程を有することが好ましい。具体的な貼り付け方法として、乾燥工程中、両端を保持した状態で接着剤を用いてフイルム３０に保護膜を貼り付け、その後両端を耳きりする、耳きりの方法としては、刃物などのカッターで切る方法、レーザーを用いる方法など、一般的な技術を用いることができる。貼り合わせ直後に、接着剤を乾燥させるため、および偏光性能を良化させるために、加熱することが好ましい。加熱の条件としては、接着剤により異なるが、水系の場合は、３０℃以上が好ましく、さらに好ましくは４０℃以上１００℃以下、さらに好ましくは５０℃以上８０℃以下である。これらの工程は一貫した製造ラインで行われることが、性能上及び生産性を高くする上で好ましい。
【００６６】
【発明の効果】
本発明によれば、延伸倍率変更手段により延伸倍率を変更させたときに出口の位置をこの出口におけるシート状物の搬送方向に直交する方向で変位させる出口位置調整手段を備えたので、延伸倍率を変更したときでも、ツレやシワなどが発生せず、高品質なシート状物を製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のテンター装置の概略を示す機能ブロックを含む平面図である。
【図２】角度調整部の構成を示す斜視図である。
【図３】角度調整部及び湾曲連結レール部の構成を示す図である。
【図４】出口位置調整部の構成を示す平面図である。
【図５】レール伸縮部の構造を示す斜視図である。
【図６】従来のテンター装置の概略を示す平面図である。
【符号の説明】
１０　テンター装置
１１，１２　レール
１３，１４　無端チェーン
２０，２１，２２，２３　角度調整部
２５，２６　出口位置調整部
３０　フイルム
３１　入り口
３２　出口
３３　把持具
３４〜３９　スプロケット

Claims

第１レール及び第２レールに沿って走行する把持具によりシート状物を把持して搬送して延伸するテンター装置において、
前記第１及び第２レールによるシート状物の入り口の幅と出口の幅とを変更して延伸倍率を変更する延伸倍率変更手段と、この延伸倍率変更手段により延伸倍率を変更させたときに前記出口の位置をこの出口における前記シート状物の搬送方向に直交する方向で変位させる出口位置調整手段とを備えたことを特徴とするテンター装置。
前記複数の把持具はエンドレス部材に取り付けられており、前記第１及び第２レールは、前記エンドレス部材を案内するように、入り口側ホイール部材と出口側ホイール部材とレール長さ調整ホイール部材とこれらホイール部材間に配置される延伸側レール本体及び戻り側レール本体とを備えており、前記出口位置調整手段は、前記出口側ホイール部材を前記出口における前記シート状物の搬送方向に直交する方向で移動させる移動手段と、前記延伸側レール本体と前記戻り側レール本体とのレール長さを調整するレール長さ調整手段とを備えていることを特徴とする請求項１記載のテンター装置
前記レール長さ調整手段は、前記レール長さ調整ホイール部材を前記出口における前記シート状物の搬送方向に直交する方向で移動させる移動手段を備えていることを特徴とする請求項２記載のテンター装置。