JP2009173009A - 合成材料のフィルムの延伸方法 - Google Patents

Abstract

【課題】光学的および機械的性質が均一なフィルムの延伸方法の提供。
【解決手段】合成材料のフィルムの延伸方法：引き延ばされたストリップの形態の、合成材料で作られたフィルム１を延伸する方法。このフィルム１は、それを横断方向の延伸手段１１の中を通過させることにより、連続的に延伸される。この方法は、フィルムを予熱するステップ、及びその長手方向Ａに対して横断方向にフィルムを延伸するステップを含んでいる。さらに、フィルムが横断方向に延伸されると同時に、フィルムがその長手方向に収縮されるステップを含んでいる。
【選択図】図１

Description

本発明は、引き延ばされたストリップの形態の、合成材料で作られたフィルムを延伸する方法に係る。

このタイプの延伸方法は、欧州特許出願公開第 WO 2004/071 748 号から知られている。この方法の中で、フィルムは、それを延伸手段の中を通過させることにより、連続的に延伸される。この方法は、フィルムを予熱するステップ、及びその長手方向に対して横断方向にフィルムを延伸するステップを含んでいる。

フィルムは、横断方向の延伸と同時に、長手方向にも延伸される。このような方法は、よりシンプルに、“同時フィルム延伸方法（simultaneous film-drawing method）”と呼ばれている。

上述の延伸方法は、製造の際に、長手方向と横断方向の延伸の程度を、シンプル且つ連続的なやり方で調整することを可能する。

得られる延伸速度は、正である。即ち、横断方向の延伸の後のフィルムの幅は、フィルムの横断方向の延伸の前と比べて広い。同様に、長手方向に延伸されたフィルムは、長手方向の延伸の前の移動速度と比べて速い速度で移動する。

上述の延伸方法は、短いゾーンに亘る同時の延伸の後に、長手方向での少量の収縮を可能にし、それは、数パーセントのオーダーである。このごく僅かな収縮は、フィルムを解放し且つ安定化させる。これは、或る特定のフィルムの製造の際に採用されている。

しかしながら、このようにして得られるフィルムの解放及び安定化は、或る特定の用途に対しては不十分である。

このような方法は、後に数多くの用途において使用されることになるフィルムの製造を可能にするが、ＬＣＤ−タイプのスクリーンの製造などのような、特定の用途に対して、その光学的および／または機械的性質を満足するような均一性を実現することはできない。

欧州特許出願公開第 WO 2004/071 748 号明細書

本発明は、合成材料で作られたフィルムを延伸する方法を提案することにより、これらの弱点を改善することを目的としており、この方法は、特に、良好な均一性を備えたフィルムを製造することを可能にする。

この目的のために、本発明は、引き延ばされたストリップの形態の、合成材料で作られたフィルムを延伸する方法に係る。この方法において、フィルムは、それを横断方向の延伸手段の中を通過させることにより連続的に延伸される。この方法は、フィルムを予熱するステップ、及びその長手方向に対して横断方向にフィルムを延伸するステップを含んでいる。この方法の特徴は、当該方法が、フィルムが横断方向に延伸されると同時に、フィルムがその長手方向に収縮されるステップを含むことにある。

フィルムの収縮は、その横断方向の延伸と同時に生ずるフィルムの長手方向の変形を、フィルム内の応力を制限するように、補償しまたはそれに従う。この収縮は、フィルムの或る特定の解放を促進して、フィルムを安定化させ、かくして、フィルムに良好な均一性を与える。

本発明の一つの特徴によれば、横断方向の延伸手段の下流でのフィルムの移動速度は、上述の延伸手段の上流でのフィルムの移動速度と比べて低い。

好ましくは、横断方向の延伸手段の下流でのフィルムの移動速度は、横断方向の延伸手段の上流でのフィルムの移動速度の、１０％と５０％の間の範囲であり、好ましくは、３０％のオーダーである。

本発明の一つの実施形態によれば、フィルムの第一及び第二のエッジは、可動のグリッパーの第一及び第二のグループにより、それぞれグリップされ、一つ且つ同一のグループのグリッパーは、フィルムの長手方向に互いに間隔を開けて配置され、第一のグループのグリッパーは、横断方向にフィルムを延伸するため、フィルムの横断方向において、第二のグループのグリッパーから徐々に間隔を開けて配置されている。

好ましくは、一つ且つ同一のグループの連続する二つのグリッパーの間の、フィルムの長手方向の間隔は、フィルムが横断方向に延伸されるのに伴い減少する。

本発明の一つ特徴によれば、フィルムは、フィルムの各サイドに配置され前記グリッパーがその上に取り付けられたエンドレス・チェインを運転することにより前進され、各チェインは、互いに連結された複数のリンクを有していて、それらのリンクが、互いに離れる方向または互いに向かう方向に移動されるとき、グリッパーが、互いに向かう方向または互いに離れる方向に移動する。

好ましくは、前記グリッパーは、連続的に且つ閉じた経路で移動され、グリッパーが閉じられ、それにより、グリッパーがフィルムの対応するエッジフィルムをグリップするフィルム・グリッピング・ゾーン；フィルムが横断方向に延伸され、且つ長手方向に収縮されるゾーン；及びグリッパーが開かれるフィルム・リリーズ・ゾーン；を連続的に通過する。

本発明の一つの可能性によれば、各エンドレス・チェインは、第一のホイール、及びチェインの移動方向で第一のホイールの下流に配置された第二のホイールにより駆動され、第二のホイールの回転速度は、第一のホイールの回転速度と比べて低い。

この特徴は、第二のホイールの上流でのチェインの再圧縮を可能にし、それにより、チェインが駆動されている時の、チェインの安定した位置を規定する。チェインのリンクは、かくして、互いに接近した状態で移動され、グリッパーも同様に互いに接近した状態で移動される。この安定した位置は、チェインが、再び、第一のホイールによる駆動の影響下に入るまで、維持される。これが起こったとき、チェインのリンクは、再び、より離れた状態で移動される。ホイールの速度が、ラインのスタート位置での、即ち、グリッパーがフィルムの対応するエッジを掴む前の、一つ且つ同一のグループの連続する二つのグリッパー間隔を調整するように、適合されることが可能である。

図１は、本発明に基づく方法を実施することが可能な製造ラインの、上方からの概略図である。 図２は、図１の領域Ａに対応する部分の、より大きなスケールでの、上方からの平面図である。 図３は、デバイスのチェインの斜視部分図であって、そのデバイスのグリッパー及びそのガイド・コンポーネントが示されている。 図４は、デバイスの断面図である。 図５は、図２の中の矢印Ｆ５の方向の、部分的な側面図である。

いずれにせよ、本発明は、添付された概略的な図面を参照して行われる以下の説明の助けにより、より良く理解されるであろう。この図面は、この延伸デバイスの一つの実施形態を、例として、示している。

図１は、合成フィルム１を製造するための製造ラインを示しており、この製造ラインは、非常に広い引き延ばされたストリップの形態のフィルムを押し出すことが可能な押出機２を有している。

フィルム１は、例えば、静電気的な、密着（firm application）デバイス４を使用して、チル・ロール３に密着される。静電気的な、密着デバイス４から出たフィルム１は、次いで、温度がコントロールされている炉５の中で予熱され、延伸ゾーン１１の中で横断方向に延伸され、次いで次第に冷却され、それにより、貯蔵リール６の上に巻かれることが可能になる。

次に、本発明に基づく方法、及びこの方法を実施することが可能である製造ラインが、より詳細に説明される。

この製造ラインは、マシン即ち製造ラインの長手方向の中央面に対して対称的に配置された第一及び第二のエンドレス・チェイン７，８を有しており、それらのチェインの上に、フィルム１の第一及び第二のエッジ９，１０をグリップするようにそれぞれデザインされたグリッパーが、取り付けられている。チェイン７，８のそれぞれは、欧州特許出願公開第 WO 2004/071 748 号の中で説明されているものと同様な構造を有している。

次に、エンドレス・チェイン７，８、及びそれらのガイド手段が、延伸ゾーン１１の詳細を示す図２、及び後続の図を参照して、説明される。

各チェイン７，８は、参照符号１２及び１３で交互に示された一連のリンクからなり、それらのリンクは、参照符号１４及び１５で交互に示された縦方向の軸に沿って、互いに連結されている。

リンクの一つ置きに、即ち、リンク１２とリンク１３の間の連結の各軸１４にグリッパー１６が連結されていて、そのグリッパーは、チェイン７の一方のサイドから突出し、且つ、第一のレール１７の上でガイドされている。同様に、リンクの一つ置きに、しかし、上記のグリッパー１６の間に挟まれて、即ち、連結の各軸１５にガイド・ピース１８が連結されていて、そのガイド・ピースは、チェイン７の反対側から突出し、且つ、第二のレール１９に沿って移動する。

二本のレール１７，１９は、縦方向のプレートの形態の“モノレール”タイプのレールである。これらの二本のレール１７，１９が、共通のＴ形状のサポートにより、あるいは、それら自身の別個のサポート２０及び２１（図４参照方）により、互いから或る特定の距離を隔てて（これについては、後に規定される）、保持されることが可能である。

各グリッパー１６は、ボディを有していて、このボディは、カートリッジのような形状であって、レール１４の側面に沿って走行する縦方向の軸のローラ２２、及びレール１７のトップに沿って走行する水平軸のローラ２３を支えている。

同様に、各ガイド・ピース１８は、カートリッジを形成し、このカートリッジには、レール１９の二つの側面に沿って走行する縦方向の軸のローラ２４、及びレール１９のトップに沿って走行する水平軸のローラ２５が取り付けられている。

各グリッパー・ボディ１６の上及び各ガイド・ピース１８の上で、側面ローラ２２及び２４は、ここで、レール１７または１９の各サイドに二つのアッパー・ローラ及び二つのローアー・ローラを、有している。二つのアッパー・ローラが、二つのローワー・ローラと同様に、小さな縦方向のオフセットを呈することが可能であり、それにより、それらのローラが、省スペースのために、互いに寄り添うことが可能になる。

二本のレール１７及び１９は、可変の間隔を有していて、この間隔は、最小値ｅ（図２の左側を参照方）と最大値Ｅ（図２の右側を参照方）の間で変化する。これらの二本のレール１７及び１９が、互いに平行になること、あるいは、互いに向かって収れんすること、あるいは、互いから離れるように拡がること（図２の中央を参照方）が可能である。二本のレール１７及び１９それ自体の分離状態が、連続する二つのグリッパー１６の間の距離を決定する。

特に、もし、二本のレール１７及び１９が、それらの最大の分離状態Ｅにある場合には、チェイン７のリンク１２及び１３は、グリッパー１６の列とガイド・ピース１８の列の間の最大の分離状態により決定される“ジグザグ”構造を形成する。連続する二つのグリッパー１６の間の距離は、そのとき、その最小値ｄを採る。

もし、二本のレール１７及び１９が平行であって、且つ、それらの最大の分離状態Ｅで維持されている場合には、連続するグリッパー１６の間の距離も、一定のままとどまり、且つその最小値ｄに等しい。

反対に、もし、二本のレール１７及び１９がそれらの最小の分離状態ｅにある場合には、チェイン７のリンク１２及び１３は一直線状に並び、その状態は、グリッパー１６の列とガイド・ピース１８の列の間の最小の分離状態に対応する。連続する二つのグリッパー１６の間の距離は、そのとき、その最大値Ｄを採る。

もし、二本のレール１７及び１９が平行であって、且つ、それらの最小の分離状態ｅに維持されている場合には、連続するグリッパー１６の間の距離も一定のままとどまり、且つその最大値Ｄに等しい。

他方、容易に分かるように、二本のレール１７及び１９の間の分離状態が変化すると、これらの二本のレールの間の変化する距離が、連続するグリッパー１６の間の距離の変動を決定する。特に、二本のレール１７及び１９の間の、変化する分離状態は、チェイン７の連続するリンク１２及び１３の間の角度を、より開かれた角度またはより閉じられた角度に変化させ、かくして、連続する二つのグリッパー１６を、互いに近づけたり、あるいは、互いから遠ざけたりする。

レール１７，１９の間の分離状態は、このようにして可変であり、且つ連続的に調整されることが可能であり、即ち、フィルム１か製造される間に、必要に応じて調整される。

各エンドレス・チェイン７，８の経路は、一般的には、矩形である。この経路は、フィルム１の移動の軸に対して実質的に平行に伸びる第一及び第二の長手方向部分２６，２７、即ち、その長手方向の軸に沿って、フィルムに近接している第一の部分２６、及びフィルムから離れた第二の部分２７を有している。この経路はまた、フィルム１の移動の軸に対して横断方向の、第一及び第二の横断方向部分２８，２９を有しており、第一の横断方向部分２８は、フィルム１の移動方向に対して、第二の横断方向部分２９の下流に位置している。

第一のチェイン７は、反時計回り方向に駆動され、第二のチェイン８は、時計回り方向に駆動される。

グリッパー１６は、かくして、順に、連続的に、且つ閉じた経路で、第一の長手方向部分２６、第一の横断方向部分２８、第二の長手方向部分２７、及び第二の横断方向部分２９を通過する。

グリッパー１６は、第一の長手方向部分２６の上流でフィルム１を掴み、この部分の下流でそのフィルムを解放する。

特に、各チェイン７，８は、第一及び第二の歯付のホイール３０，３１により、駆動される。第一の歯付のホイール３０は、第一の長手方向部分２６と第一の横断方向部分２８との間の交点にある。第二の歯付のホイール３１は、第一の横断方向部分２８と第二の長手方向部分２７との間の交点にある。

チェイン７，８の他の方向の変化３２は、適切な曲率のレールによりもたらされる。

第二の歯付のホイール３１の回転速度は、第一の歯付のホイール３０の回転速度と比べて低く、それにより、第二の歯付のホイール３１の上流でチェイン７が再圧縮されることを可能にする。

一つ且つ同一のチェイン７，８のリンク１２，１３は、それ故に、第二の歯付のホイールの上流で次第に近づけられる。リンク１２，１３が密集して配置された位置は、チェイン７が駆動される間、チェイン７に対する安定した位置を規定する。この安定した位置は、チェインが再び第一の歯付のホイール３０の駆動の影響下に入るまで、対応するチェイン７の経路の部分に亘って、第二のホイール３１の下流で維持される。上記影響下に入ると、チェインのリンク１２，１３は、再び、離れる方向に移動される。ラインのスタート位置での、即ち、グリッパー１６がフィルム１の対応するエッジ９を掴む前の、連続する二つのグリッパー１６の間の間隔を調整するために、ホイール３０，３１の速度が適合されることが可能である。

フィルム１は、グリッパー１６によりグリップされた後、炉５の中を通過し、次いで横断方向の延伸ゾーン１１の中を通過する。このゾーン１１において、フィルム１の第一のサイドでグリッパー１６をガイドする第一及び第二のレール１７，１９は、フィルム１の第二のサイドでグリッパー１６をガイドする第一及び第二のレール１７，１９から徐々に間隔を開けて配置されている。フィルム１は、このようにして、横断方向に延伸される。

横断方向の延伸ゾーン１１にも、フィルムの温度をコントロールするように、炉５が設けられても良い。

同時に、フィルム１の各サイドに対して、第一及び第二のレール１７，１９が、互いから徐々に間隔を開けて配置され、それにより、リンク１２，１３とグリッパー１６が、先に見たように、次第に近づくように移動される。これは、フィルム１をその長手方向の軸Ａに沿って収縮させる効果を有している。

このようにして、延伸ゾーン１１の中で、フィルム１には、横断方向の延伸及び長手方向の収縮が同時に加えられる。

この収縮の効果は、フィルムを十分に解放するため且つ安定化するために、フィルム内の応力を制限することである。これは、フィルムの機械的および／または光学的性質の良好な均一性を確保することを可能にする。

延伸ゾーン１１から出たフィルムは、それから、製造ラインの対応するゾーンにおいて、安定化される。この安定化ステップの間、フィルムは、空気中で直接的に、またはコントロールされた冷却手段により、徐々に冷却される。フィルムに付与されるべき性質に応じて、冷却ステップに続いて、付加的な長手方向の延伸または収縮ステップが設けられても良い。

安定化ステップの最後に、フィルム１を解放するために、グリッパー１６が開かれる。

先に見たように、フィルムは、それから、貯蔵リール６の上に巻かれる。

一つの実施形態において、横断方向に延伸される前のフィルム１の幅は、１メーターのオーダーであり、横断方向の延伸の後のその幅は、３．５メーターのオーダーである。

延伸前のフィルムの移動速度１は、１２０ｍ／ｍｉｎのオーダーであり、延伸後の速度は、８０ｍ／ｍｉｎのオーダーである。

言うまでも無く、本発明は、このフィルム−延伸デバイスの唯一の実施形態のみに限定されることはない。その反対に、本発明は、同一の原理に従う全ての実施形態及び用途の変形形態を包含する。

Claims (8)

1. 引き延ばされたストリップの形態の、合成材料で作られたフィルム（１）を延伸する方法であって、
   フィルム（１）は、それを横断方向の延伸手段（１１）の中を通過させることにより、連続的に延伸され、
   フィルムを予熱するステップ、及びその長手方向（Ａ）に対して横断方向にフィルムを延伸するステップを含む、
   方法において、
   当該方法は、フィルムが横断方向に延伸されると同時に、フィルムがその長手方向に収縮されるステップを含むことを特徴とする方法。
2. 下記特徴を有する請求項１に記載の方法：
   前記横断方向の延伸手段（１１）の下流でのフィルム（１）の移動速度は、前記延伸手段（１１）の上流でのフィルムの移動速度と比べて低い。
3. 下記特徴を有する請求項１に記載の方法：
   前記横断方向の延伸手段（１１）の下流でのフィルム（１）の移動速度は、前記横断方向の延伸手段（１１）の上流でのフィルム（１）の移動速度の、１０％と５０％の間の範囲であり、好ましくは、３０％オーダーである。
4. 下記特徴を有する請求項１から３の何れか１項に記載の方法：
   フィルム（１）の第一及び第二のエッジ（９，１０）は、可動のグリッパー（１６）の第一及び第二のグループにより、それぞれグリップされ、
   一つ且つ同一のグループのグリッパーは、フィルム１の長手方向に互いに間隔を開けて配置され、
   フィルム（１）を横断方向に延伸するため、第一のグループのグリッパー（１６）は、フィルムの横断方向の方向（Ａ）において、第二のグループのグリッパー（１６）から徐々に間隔を開けて配置されている。
5. 下記特徴を有する請求項１から４の何れか１項に記載の方法：
   一つ且つ同一のグループの、連続する二つのグリッパー（１６）の間の、フィルム１の長手方向の間隔は、フィルムが横断方向に延伸されるのに伴い減少する。
6. 下記特徴を有する請求項１から５の何れか１項に記載の方法：
   フィルム（１）は、フィルム（１）の各サイドに配置され、且つグリッパー（１６）がその上に取り付けられたエンドレス・チェイン（７，８）を運転することにより、前進され、
   各チェイン（７，８）は、互いに連結された複数のリンク（１２，１３）を有し、それらのリンクが互いに離れる方向または互いに向かう方向に移動されるとき、グリッパー（１６）を互いに向かう方向または互いに離れる方向に移動する。
7. 下記特徴を有する請求項６に記載の方法：
   前記グリッパー（１６）は、閉じた経路の中を連続的に移動され、
   この閉じた経路の中で、グリッパーは、
   グリッパー（１６）が閉じられ、それにより、グリッパーが対応するフィルムのエッジでフィルム（１）をグリップする、フィルム・グリッピング・ゾーン；
   フィルムが横断方向に延伸され、且つ長手方向に収縮される・ゾーン（１１）；
   及び、グリッパー（１６）が開かれるフィルム・リリーズ・ゾーン；
   を順に通って移動される。
8. 下記特徴を有する請求項６または７に記載の方法：
   各エンドレス・チェイン（７，８）は、第一のホイール（３０）、及びチェイン（７，８）の移動方向で第一のホイールの下流に配置された第二のホイール（３１）により、駆動され、第二のホイール（３１）の回転速度は、第一のホイール（３０）の回転速度と比べて低い。

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