JP2016060184A - 延伸装置、フィルム製造設備及び方法 - Google Patents

Abstract

【課題】延伸での条件の設定条件が広くても、フィルムに均一な光学性能を発現させることができる延伸装置、フィルム製造設備及び方法を提供する。【解決手段】テンタは、フィルムの長手方向Ｚ１の上流側から順に、予熱区間４５，延伸区間４６、緩和区間４７、冷却区間４８を有する。テンタは、送風機３３からの空気で、予熱区間４５，延伸区間４６、緩和区間４７を通過するフィルム１２の乾燥をすすめるとともに全幅域を加熱する。テンタの加熱部６１〜６８は、幅方向Ｚ２で移動する。これらの加熱部６１〜６８のうち、加熱部６２，６４，６５は、製品領域１２ｐの側部１２ｐｓを加熱する。【選択図】図４

Description

本発明は、延伸装置、フィルム製造設備及び方法に関する。

位相差フィルム等の光学用途のフィルムに対して求められる品質は多様化してきていることから、フィルムの品種は増加している。フィルムの品種としては、例えば、ポリマーや添加剤といった成分が異なるものや、長尺のフィルムについていえばその幅が異なるものなどがある。品種毎に製造条件は異なるのが通常であるから、品種毎に製造設備があることが望ましいものの、多数の製造設備を設置するための場所の確保は難しく、また、製造コストを低く抑えるためにも既存の製造設備で多品種を製造して個々の製造設備の稼働率を上げる方が現実的である。

ポリマーや添加剤の種類、製品幅が異なると、各品種に求められる諸性能を発現させるために製造条件も個々に設定する必要がある。中でも、長尺のフィルムを幅方向での延伸を経て製造する場合には、目的とする光学性能に応じて延伸条件を設定している。例えば、幅方向での延伸においてフィルムの幅方向での端部を中央部よりも１℃〜３０℃高い温度に加熱する位相差フィルムの製造方法がある（特許文献１参照）。また、目的とする配向度になるように、幅方向での延伸においてフィルムの端部の温度を上げる光学フィルムの製造方法（特許文献２参照）や、幅方向での延伸後の緩和工程を経たフィルムの遅相軸のずれ量に応じて、以降の緩和工程の際に、フィルムの側部をより高い温度に加熱する光学フィルムの製造方法（特許文献３参照）がある。

特開２００２−２９６４２２号公報 特開２０１２−１３５８８２号公報 特開２０１１−１１５９８５号公報

幅方向での延伸を行う既存の製造設備で例えば多品種を切り替えて製造する場合には、延伸条件の変化に対して敏感な光学性能を種々の品種において目的通りに発現させるために、延伸に際して制御する温度や延伸倍率等の条件の設定範囲が広くなってしまう。特許文献１〜３の方法は、特定の品種において光学性能を目的通りに発現させるには一定の効果はあるものの、上記のように延伸での条件の設定範囲が広くなると対応することができない場合がある。

また、液晶ディスプレイ等の表示装置を用途とする光学フィルムに対しては薄膜化の要請があり、従来品よりも薄くしても従来品と同等の表示性能を保証すること、すなわち厚みに関わらず光学性能は同等であることが必要にある。ところが、光学性能の中には厚みと一定の相関性があるものがあり、例えば位相差は厚みに比例する。このため，従来品と同等の位相差を発現させた場合には、その薄膜化によって単位厚みあたりの位相差は大きくなる。したがって、従来品よりも薄い光学フィルムは、製品内における厚みのばらつきの程度（厚みの差）が従来品と同等であっても、位相差のばらつきの程度が従来品に比べて大きくなってしまう。そこで、薄膜化する場合には、製品内における厚みのばらつきをより小さくすることと、これ以外の方法で位相差を均一化する必要が生じる。このように、光学性能の中には、薄膜化するほどより均一にしなければならないものがあり、製造する光学フィルムの厚みに応じて光学性能の調整の程度を変える必要がある。したがって、厚みが異なる品種を製造するとなると、延伸に際して制御する温度や延伸倍率等の条件の設定範囲はますます広くなる。

そこで、本発明は、延伸での条件の設定条件が広くても、フィルムに均一な光学性能を発現させる延伸装置、フィルムの製造設備及び方法を提供することを目的とする。

本発明の延伸装置は、送風部と、一対の加熱部と、移動機構と備え、長尺のフィルムの側部を保持する複数の保持部材の移動によりフィルムを長手方向に搬送しながら幅方向に延伸する。送風部は、保持部材の移動により搬送されるフィルムの搬送路に対向して設けられ、温度が調節された気体をフィルムの全幅域に供給してフィルムを加熱する。一対の加熱部は、送風部と搬送路との間に配され、フィルムの幅方向で保持部材と独立して移動可能に設けられてフィルムの製品とされる製品領域の両側部を加熱する。移動機構は、加熱部をフィルムの幅方向で移動させる。

保持部材がフィルムの長手方向に移動しながら幅方向に移動することにより、気体で加熱されているフィルムを幅方向に延伸する延伸区間と、延伸区間の上流に形成され、延伸区間へ向かうフィルムを気体で加熱して昇温させる予熱区間とを備え、一対の加熱部は、予熱区間と延伸区間との少なくともいずれか一方に配されることが好ましい。または、保持部材がフィルムの長手方向に移動しながらフィルムの幅方向に移動することにより、気体で加熱されているフィルムを幅方向に延伸する延伸区間と、延伸区間の下流に形成され、延伸されたフィルムの応力を緩和する緩和区間とを備え、一対の加熱部は、緩和区間に配されることが好ましい。

加熱部は、フィルムの幅方向に並んだ複数のヒータを有し、複数のヒータは独立して温度調節されることが好ましい。

送風部は、フィルムの幅方向に延びた送風口を複数有し、複数の送風口がフィルムの長手方向に並んで形成されており、加熱部は、フィルムの長手方向では隣り合う送風口と送風口との間に配されていることが好ましい。

本発明のフィルム製造設備は、流延ダイと、流延支持体と、上記の延伸装置と、切除装置とを備え、ポリマーが溶媒に溶解したドープから長尺のフィルムを形成し、フィルムの側部を保持する複数の保持部材の移動によりフィルムを長手方向に搬送しながら幅方向に延伸する。流延ダイは、ドープを連続的に流出する。流延支持体は、走行するものであり、流延ダイから流出したドープが流延されて流延膜が形成される。延伸装置は、流延支持体から流延膜を剥がして形成されたフィルムの側部を前述の保持部材が保持する。切除装置は、複数の保持部材よりも下流に設けられ、フィルムから両側部を切除して製品領域にする。

製品領域にされたフィルムをロール状に巻き取る巻取装置と、複数の保持部材と巻取装置との間に設けられ、製品領域の面内レタデーションと厚み方向レタデーションと遅相軸の方向と厚みとの少なくともいずれかひとつを検出する検出器とを備え、複数のヒータの各々の温度は、検出器の検出結果に基づいて調節されることが好ましい。

本発明のフィルム製造方法は、走行する流延支持体に、ポリマーが溶媒に溶解したドープを流延ダイから流出して流延膜を形成し、流延支持体から流延膜を剥がして形成された長尺のフィルムを、上記の延伸装置を用いて幅方向に延伸することが好ましい。

本発明によれば、延伸での条件の設定条件が広くても、フィルムに均一な光学性能を発現させることができる。

フィルム製造設備の概略図である。 テンタの概略図である。 テンタの断面概略を示す側面図である。 テンタの加熱部の概略図である。 加熱部の概略図である。

図１のフィルム製造設備１０は、ドープ１１から例えば光学用途のフィルム１２を製造する溶液製膜設備である。ドープ１１はポリマーが溶媒に溶解したものである。本実施形態ではポリマーとしてセルロースジアセテート（ＤＡＣ）を用いており、溶媒としてジクロロメタンとメタノールとの混合液を用いている。しかし、ポリマーと溶媒とはこれらに限定されない。用いることができるポリマーと溶媒とについては後述する。ドープ１１には、可塑剤、紫外線吸収剤、レタデーション制御剤等の各種添加剤や、フィルム同士の貼り付きを防止するためのマット剤が含まれていてもよい。

フィルム製造設備１０は、流延装置１５と、テンタ１６と、切除装置１７と、ローラ乾燥装置１８と、巻取装置１９とを、上流側から順に備える。流延装置１５は、ドープ１１から溶媒を含んだ状態の長尺のフィルム１２を形成するためのものである。環状に形成されたベルト２１と、ベルト２１を周面で支持して長手方向へ走行させる一対のローラ２２と、流延ダイ２４と、剥取ローラ２５とを備える。一対のローラ２２の少なくとも一方は周方向に回転し、この回転により、巻き掛けられたベルト２１は長手方向へ連続走行する。流延ダイ２４は、この例では一対のローラ２２の一方の上方に配しているが、一対のローラ２２の一方と他方との間のベルト２１の上方に配してもよい。

流延ダイ２４は、供給されてきたドープ１１を、ベルト２１に対向する流出口２４ａから連続的に流出する。走行中のベルト２１にドープ１１を連続的に流出することにより、ドープ１１はベルト２１上で流延され、ベルト２１上に流延膜２６が形成される。図１においては、ドープ１１がベルト２１に接触して流延膜２６が形成され始める位置（以下、流延位置と称する）に、符号ＰＣを付す。

本実施形態では、ドープ１１が流延されて流延膜２６を支持する流延支持体として、ベルト２１を用いているが、これに限定されない。ベルト２１と一対のローラ２２とに代えて、ドラム（図示無し）を流延支持体として用いてもよい。

一対のローラ２２は、周面温度を調節する温度コントローラ（図示せず）を備える。周面温度を調節したローラ２２により、ベルト２１を介して流延膜２６は温度を調整される。流延膜２６を加熱して乾燥を促進することにより固める（ゲル化する）いわゆる乾燥ゲル化方式の場合には、ローラ２２の周面温度は、例えば８℃以上２０℃以下の範囲内にするとよい。また、流延膜２６を冷却して固めるいわゆる冷却ゲル化方式の場合には、ローラ２２の周面温度を−１０℃以上８℃以下の範囲内にするとよい。こうしたゲル化により流延膜２６は搬送可能な固さになる。なお、本実施形態では、乾燥ゲル化方式を用いている。

流延ダイ２４からベルト２１に至るドープ１１、いわゆるビードに関して、ベルト２１の走行方向における上流には、減圧チャンバ（図示無し）が設けられてもよい。この減圧チャンバは、流出したドープ１１の上流側エリアの雰囲気を吸引してこのエリアを減圧する。また、ベルト２１に対向して、流延膜２６の乾燥を促進するための送風機（図示無し）を設けてもよい。

流延膜２６を、テンタ１６への搬送が可能な程度にまでベルト２１上で固めてから、溶媒を含む状態でベルト２１から剥がす。剥取ローラ２５は、流延膜２６をベルト２１から連続的に剥ぎ取るためのものである。剥取ローラ２５は、ベルト２１から剥ぎ取ることで形成されたフィルム１２を例えば下方から支持し、流延膜２６がベルト２１から剥がれる剥取位置ＰＰを一定に保持する。剥ぎ取る手法は、フィルム１２を下流側へ引っ張る手法や、剥取ローラ２５を周方向に回転させる手法等のいずれでもよい。

ベルト２１からの剥ぎ取りは、乾燥ゲル化方式の場合には、例えば、流延膜２６の溶媒含有率が１０質量％以上４０質量％以下の範囲にある間に行われ、冷却ゲル化方式の場合には、例えば、流延膜２６の溶媒含有率が２００質量％以上３００質量％以下の範囲にある間に行う。なお、本明細書においては、溶媒含有率（単位；％）は乾量基準の値であり、具体的には、溶媒含有率を求めるべき測定対象のフィルム１２の質量をＸ、このフィルム１２を完全に乾燥した後の質量をＹとするときに、｛（Ｘ−Ｙ）／Ｙ｝×１００で求める百分率である。なお、「完全に乾燥」とは溶媒の残留量が厳格に「０」である必要はなく、例えば本実施形態では、測定対象のフィルム１２に対して、１２０℃以上、相対湿度１０％以下の恒温槽内で３時間以上の乾燥処理を行った後の質量をＹとしている。

以上のように流延装置１５は、ドープ１１から溶媒を含んだ状態のフィルム１２を長尺に形成する。ベルト２１は流延位置ＰＣと剥取位置ＰＰとを循環して走行することで、ドープ１１の流延と流延膜２６の剥ぎ取りとが繰り返し行われる。流延装置１５とテンタ１６との間の搬送路には、フィルム１２の乾燥をすすめるための送風機（図示無し）を配してもよい。剥ぎ取られて形成されたフィルム１２は、テンタ１６に案内される。

テンタ１６は、フィルム１２の側部をクリップ２９（図２参照）で把持してフィルム１２を長手方向Ｚ１へ搬送しながら幅方向に延伸するための延伸装置である。また、テンタ１６はフィルム１２を乾燥する第１の乾燥装置としても機能する。テンタ１６の構成の詳細は、別の図面を用いて後述する。切除装置１７は、フィルム１２のクリップ２９で把持された把持跡を含む側部を切除するためのものである。切除装置１７は、前述の把持跡を切除するとともに、目的とする製品のフィルム幅（以下、製品幅と称する）となるように側部を切除している。すなわち、この切除装置１７は、フィルム１２から両側部を切除して製品領域１２ｐ（図２参照）にする。しかし、この態様に限られず、例えばこの切除装置１７と巻取装置１９との間に、切除装置１７と同様の構成の切除装置（図示無し）を配し、この切除装置によってフィルム１２から両側部をさらに切除して製品領域にしてもよい。このように、切除装置により目的とする製品幅になるように両側部を切除されて残る領域が製品領域である。

ローラ乾燥装置１８は、フィルム１２を乾燥する第２の乾燥装置であり、複数のローラ３０と空調機（図示無し）とを備える。各ローラ３０はフィルム１２を周面で支持する。フィルム１２はローラ３０に巻き掛けられて搬送される。空調機は、ローラ乾燥装置１８の内部の温度や湿度などを調節する。巻取装置１９は、フィルム１２を巻芯３１に巻き取ってロール状にするためのものである。なお、ローラ乾燥装置１８と巻取装置１９との間に、フィルム１２を冷却するための冷却機（図示無し）を設けてもよい。

フィルム製造設備１０は、さらに、光学性能と厚みとの少なくともいずれか一方を検出するための検出器を備えることが好ましい。本実施形態では、この検出器として、図１に示すように光学性能と厚みとの両方を検出するための検出器２０を配しており、光学性能としては面内レタデーションＲｅと厚み方向レタデーションＲｔｈと遅相軸の方向とを検出している。本実施形態では検出器２０としてＫＯＢＲＡ２１ＡＤＨ（王子計測機器（株）製）を用いている。これにより、幅方向Ｚ２の全域（全幅域）で、フィルム１２のＲｅとＲｔｈと遅相軸の方向とを光学性能として検出し、厚みも検出している。ただし、光学性能として検出するものは、ＲｅとＲｔｈと遅相軸の方向との少なくともいずれかひとつでよい。すなわち、設ける検出器は、厚みとＲｅとＲｔｈと遅相軸の方向との少なくともいずれかひとつを検出するものであることが好ましい。また、検出器２０で検出する範囲は、フィルム１２の全幅域でなくてもよく、幅方向Ｚ２における製品領域１２ｐ（図２参照）であればよい。検出器２０による検出は、連続して行ってもよいし、間欠的に行ってもよい。

本実施形態では、検出器２０はローラ乾燥装置１８と巻取装置１９との間に配しているが、検出器２０の位置はこれに限られず、テンタ１６と巻取装置１９との間であればよい。

図２に示すように、テンタ１６は、上述のクリップ２９、エア供給部３２（図３参照）、送風部３３と、レール４１，４２と、チャンバ（図示無し）とを有する。チャンバ内では、搬送路は、上流側から順番に、予熱工程のための予熱区間４５、延伸工程のための延伸区間４６、緩和工程のための緩和区間４７、冷却工程のための冷却区間４８に区分されている。予熱区間４５、延伸区間４６、緩和区間４７、冷却区間４８は、送風部３３から送り出される気体の温度と、レール４１，４２の設置態様とによってそれぞれ形成されており、仕切り等による区分によって形成されたものではない。また、クリップ２９によりフィルム１２の側部の把持を開始する把持開始位置は予熱区間４５よりも上流に、把持を解除する把持解除位置を冷却区間４８よりも下流側にそれぞれ設定してある。なお、テンタ１６は、加熱部６１〜６８（図３，図４参照）を備えるが、図２では図示を略している。

レール４１，４２は、フィルム１２の搬送路の両側に配されている。レール４１，４２には、それぞれ複数のクリップ２９が設けられている。各クリップ２９は、対応するレール４１，４２に沿って移動自在であり、その移動方向はレール４１，４２によって規定される。各レール４１，４２は、クリップ２９を把持開始位置から把持解除位置に移動する往路部と、把持解除位置にまで移動したクリップ２９を把持開始位置に戻す復路部とを有した環状に設けられている。クリップ２９は、一定の間隔で各レール４１，４２の全周にあるが、図２では一部のクリップ２９のみを描いてある。なお、本実施形態ではフィルム１２の側部を保持する保持部材としてクリップ２９を用いているが、保持部材はこれに限定されない。例えば、フィルムの側部に複数のピンを突き刺すことでフィルム１２を保持するピンプレートを、クリップ２９に代えて用いてもよい。

レール４１，４２には、それぞれ複数のクリップ２９を所定の間隔で取り付けた環状のチェーン（図示無し）がレール４１，４２に沿って移動自在に設けられている。チェーンは、把持開始位置よりも上流側に配されるターンホイール５１と、把持解除位置よりも下流側に配されるスプロケット５２とに掛けられている。スプロケット５２が駆動部（図示無し）によって回転することにより、チェーンがレール４１，４２に沿って循環移動する。このチェーンの移動により各クリップ２９がレール４１，４２に沿って一定の速度で移動する。なお、以下では、往路部、復路部を特に明示しない場合は、レール４１，４２として往路部について説明する。

把持開始位置には、クリップ２９にフィルム１２の側部の把持を開始させる把持開始部材（図示無し）が設けられている。また、把持解除位置には、クリップ２９にフィルム１２の側部の把持を解除させる把持解除部材（図示無し）が設けられている。これにより、フィルム１２は、各側部が把持開始位置でクリップ２９に把持され、クリップ２９の移動により長手方向Ｚ１に搬送されて、予熱区間４５、延伸区間４６、緩和区間４７、冷却区間４８を順次通過する。予熱区間４５、延伸区間４６、緩和区間４７、冷却区間４８を通過する間にフィルム１２は区間ごとの処理が施され、把持解除位置でクリップ２９の把持が解除される。

送風部３３は、クリップ２９の移動により搬送されるフィルム１２の搬送路を覆うように搬送路に対向して設けられ、本実施形態ではフィルム１２の搬送路の上方に配されている。ただし、フィルム１２の搬送路の上方に代えて、または加えて、搬送路の下方に配される場合がある。送風部３３には、温度が調節された気体としての空気を送り出す複数の送風口５３ａ〜５３ｇがフィルム１２の長手方向Ｚ１に並べて形成されている。送風口５３ａ〜５３ｇの各々はフィルム１２の幅方向Ｚ２に延びたスリット状とされている。幅方向Ｚ２における各送風口５３ａ〜５３ｇの長さは、フィルム１２の幅よりも大きくされており、これによりフィルム１２の全幅域に気体を供給する。この気体の供給により、予熱区間４５、延伸区間４６、緩和区間４７、冷却区間４８においてフィルム１２の全幅域の加熱や冷却を行っている。

把持開始位置から延伸区間４６に至るまで、すなわち把持開始位置と予熱区間では、レール４１，４２は、長手方向Ｚ１に沿って配され、互いの間隔（以下、レール間隔という）を一定にしてある。これにより、対向したレール４１上のクリップ２９とレール４２上のクリップ２９との対向クリップ間隔を一定にした状態で、クリップ２９を長手方向Ｚ１に移動する。

予熱区間４５では、延伸区間４６に向かうフィルム１２の全幅域を加熱（以下、予熱という）して昇温するための区間である。この昇温は、延伸区間４６での延伸開始における温度にフィルム１２の温度が近くなるように行う。予熱は、送風口５３ａ，５３ｂからの加熱された空気により行う。ただし、予熱のための空気を送り出す送風口の数は、本実施形態のような２つに限定されず、１つ、あるいはさらに多くの送風口を送風部３３に設けるなどして増減してもよい。

延伸区間４６では、レール４１，４２は直線に配されているが、長手方向Ｚ１との間で延伸角度θをなすように外向きに角度を付けて配してあり、下流に向かってレール間隔が次第に広くなる。これにより、クリップ２９の移動方向を長手方向Ｚ１に対して延伸角度θだけ外側に向け、クリップ２９の長手方向Ｚ１の移動にともなって対向クリップ間隔を漸増しフィルム１２を幅方向Ｚ２に延伸する。この延伸区間４６では、延伸前の幅Ｗ１のフィルム１２を幅Ｗ２にまで拡げる。なお、予熱区間４５では長手方向Ｚ１に対してレール４１，４２が平行であるから、延伸角度θは、予熱区間４５に対する延伸区間４６におけるクリップ２９の移動方向の増分の角度である。延伸倍率αは、α＝（Ｗ２／Ｗ１）×１００％によって求められ、例えば目標とする光学性能に基づいて設定される。

延伸区間４６では、送風口５３ｃ〜５３ｅからの加熱された空気によりフィルム１２の全幅域を加熱する。ただし、予熱のための空気を送り出す送風口の数は、本実施形態のような３つに限定されず、１，２，４以上等に増減してもよい。延伸区間４６におけるフィルム１２の温度は、例えば目標とする光学性能に基づいて設定される。

本実施形態では、緩和区間４７，冷却区間４８は、予熱区間４５と同様に、レール４１，４２が長手方向Ｚ１に沿って配されておりレール間隔を一定にしてある。したがって、これらの緩和区間４７，冷却区間４８では、対向クリップ間隔を一定にした状態でクリップ２９が移動し、フィルム１２は幅Ｗ２を維持して搬送される。緩和区間４７ではフィルム１２の全幅域を加熱し、冷却区間４８ではフィルム１２の全幅域を冷却する。なお、緩和区間４７は設けなくてもよい。緩和区間４７におけるフィルム１２の温度は、送風口５３ｆからの加熱された空気により調整する。冷却区間４８におけるフィルム１２の温度は、送風口５３ｇからの空気により調整しており、その空気はフィルム１２を降温させる温度に調節され、例えば、室温（概ね２０℃以上４０℃以下の範囲内）の空気、冷却された空気、案内されてくるフィルム１２よりも低い所定の温度に加熱された空気のいずれでもよい。

予熱区間４５、緩和区間４７、冷却区間４８におけるレール間隔に関する上記「一定」とは、厳密である必要はない。つまり、目的とする光学性能を発現させるために、予熱区間４５、緩和区間４７、冷却区間４８のそれぞれにおいて、上流から下流にかけてそれぞれ略一定と言える程度にレール間隔を若干変化させる態様でもよい。

フィルム１２は、前述のように、テンタ１６の下流の切断装置１７により連続的に切断され、側部１２ｇを切除されて製品領域１２ｐが残る。切除装置１７で切断するラインを、以下、カットラインと称し、符号ＣＬを付す。

図３に示すように、送風部３３の内部は仕切り部材６０で仕切られており、エア供給部３２は、仕切り部材６０で仕切られて形成された第１室３３ａ〜第４室３３ｄの各々に、所定の温度に調節した空気を供給する。具体的には、予熱区間４５に送る空気は第１室３３ａに、延伸区間４６に送る空気は第２室３３ｂに、緩和区間４７に送る空気は第３室３３ｃに、冷却区間４８に送る空気は第４室３３ｄに供給される。

前述の加熱部６１〜６８は、フィルム１２の製品領域１２ｐの側部を加熱するためのものであり、加熱部６１〜６８は、搬送路の両側に一対ずつ配されている。加熱部６１〜６８は、例えば赤外線等を射出するヒータ６１ａ〜６８ａをそれぞれ有しており、フィルム１２の搬送路と送風部３３との間に設けられている。加熱部６１，６２は予熱区間４５に、加熱部６３は予熱区間４５と延伸区間４６とにかけて、加熱部６４，６５は延伸区間４６に、加熱部６６は延伸区間４６と緩和区間４７とにかけて、加熱部６７は緩和区間４７と冷却区間４８とにかけて、加熱部６８は冷却区間４８に配されている。しかし、長手方向Ｚ１における各加熱部６１〜６８の位置は、これに限定されない。

予熱区間４５に配されている加熱部６１は、図３に示すように、フィルム１２の長手方向Ｚ１では、隣り合う送風口５３ａと送風口５３ｂとの間に配されることが好ましい。加熱部６２〜６８も同様に、フィルム１２の長手方向Ｚ１では、互いに隣り合う送風口５３ｂ〜５３ｇの各間に配されることが好ましい。すなわち好ましくは、加熱部６１〜６８は、互いに隣り合う送風口５３ａ〜５３ｇの各間と、搬送路との間に配されることである。

この例では、８対の加熱部６１〜６８を用いているが、加熱部の数はテンタ１６内の搬送路の長さや加熱部６１〜６８の大きさ等に応じて増減してもよく、予熱区間４５の上流端から冷却区間４８の下流端に至る範囲に少なくとも１対設けてあればよい。この例では、加熱部６３，６６，６７は、隣り合う２区間である予熱区間４５と延伸区間４６、延伸区間４６と緩和区間４７、緩和区間４７と冷却区間４８に渡って配してあるが、いずれか一方の区間の内部となるように配してもよい。一対の加熱部６１〜６８のすべてを、予熱区間４５，延伸区間４６，緩和区間４７，冷却区間４８の各区間の内部に配してもよい。好ましくは、予熱区間４５，延伸区間４６，緩和区間４７，冷却区間４８のすべての区間に少なくとも一対を配することである。

図４に示すように、一対の加熱部６１はフィルム１２の搬送路の両側に配されており、後述のように、幅方向Ｚ２におけるそれぞれの位置は適宜変えることができる。例えば本実施形態では、後述のように特定される製品領域１２ｐの側部１２ｐｓが通過する通過領域上に加熱部６１〜６８が配されるように移動させてある。

図５を参照しながら加熱部６１〜６８について説明する。加熱部６１〜６８の構成は、同じであるので、ここでは加熱部６１と加熱部６２とを例に詳細を説明して、加熱部６３〜６８についての詳細は略す。加熱部６１，６２は、幅方向Ｚ２に並んだ７つのヒータ６１ａ〜６１ｇ、６２ａ〜６２ｇを有しており、ヒータの符号は、フィルム１２の搬送路の幅方向Ｚ２における中央から外側にむかって、６１ａ，６１ｂ，６１ｃ，・・・，６１ｇ、６２ａ，６２ｂ，６２ｃ，・・・，６２ｇを付す。ただし、加熱部６１，６２が有するヒータの数は各７つに限定されない。

フィルム製造設備１０には、本実施形態のように幅設定部７１と移動機構７３とが設けられていることが好ましい。幅設定部７１には、製造するフィルム１２の種類が入力される。また、この幅設定部７１は、製品の種類ごとに製品幅が予め書き込まれたメモリ（図示無し）を有している。幅設定部７１は、フィルム１２の種類が入力されると、フィルム１２の種類に対応した製品幅をメモリから読み出して、この読み出した製品幅を移動機構７３と後述の演算部７４とに設定する。なお、フィルム１２の種類を入力する代わりに、製品幅をキーボードなどで入力し、入力した製品幅を移動機構７３と演算部７４とに設定してもよい。

移動機構７３は、各加熱部６１，６２を幅方向Ｚ２に移動させるための例えばガイドレール（図示無し）やモータ（図示無し）などで構成されており、加熱部６１，６２をクリップ２９と独立して移動させる。加熱部６１，６２は、送風部３３に前述のガイドレール（図示）を取り付けて、このガイドレール上に配してもよい。加熱部６１，６２は、フィルム１２の幅方向Ｚ２での中央から送風部３３の幅方向Ｚ２における外側側縁までの範囲で移動可能とされている。この移動機構７３は、設定された製品幅に基づいた位置に各加熱部６１，６２をそれぞれ幅方向Ｚ２で移動する。これにより、本実施形態では、加熱部６１，６２を、幅方向Ｚ２における最も外側から３番目のヒータ６１ｅ，６２ｅがカットラインＣＬの上方に配された状態にする。

加熱部６１，６２とカットラインＣＬとの位置関係は、製品領域１２ｐのうち加熱対象とする側部１２ｐｓの幅方向Ｚ２における長さに応じて決定すればよい。カットラインＣＬは、延伸が進むにしたがって幅方向Ｚ２における位置が外側に移動するので、この移動方向にあわせて加熱部６１，６２の位置は決められる。加熱部６１，６２は幅方向Ｚ２において移動可能であるので、製造する製品の種類毎に設定されるカットラインＣＬの位置に応じて、側部１２ｐｓ上に配すことができる。なお、延伸前及び延伸中のカットラインＣＬの位置は、予め調べてある。加熱部６１，６２の移動手法は、上記のものに限られない。例えば、手動で加熱部６１，６２を移動させてもよい。なお、移動機構７３は、加熱部６３〜６８についても加熱部６１，６２と同様に、設定された製品幅に基づいた位置にそれぞれ幅方向Ｚ２で移動する。

フィルム製造設備１０には、本実施形態のようにコントローラ７２と演算部７４とが設けられていることが好ましい。演算部７４は、加熱部６１，６２の各ヒータ６１ａ〜６１ｇ、６２ａ〜６２ｇの温度の変化量と、フィルム１２の厚み及び光学特性の各変化量との関係と、製品の種類ごとに製品の厚み及び光学性能とが予め書き込まれたメモリ（図示無し）を有している。厚みと光学性能とはこれらの少なくともいずれか一方でもよい。本実施形態においてメモリに書き込まれている光学性能は、面内レタデーションと厚み方向レタデーションと遅相軸の方向とであるが、検出器２０で検出されるものと同じパラメータが予め書き込まれていればよい。

演算部７４のメモリに書き込む各ヒータ６１ａ〜６１ｇ、６２ａ〜６２ｇの温度の変化量と、フィルム１２の厚み及び光学特性の各変化量との関係は、例えば、以下のように求めることができる。まず、ヒータ６１ａ〜６１ｇ、６２ａ〜６２ｇのそれぞれについて温度の変化量、すなわち変化後の温度Ｔｈａから変化前の温度Ｔｈｂを減じた差ΔＴｈと、これらの各々で加熱した場合のフィルム１２の温度の変化量、すなわち変化後のフィルム１２の温度Ｔｆａから変化前の温度Ｔｆｂを減じた差ΔＴｆとの関係（以下、第１の関係と称する）を求める。また、製品の品種毎に、フィルム１２の温度の変化量ΔＴｆと厚みの変化量との関係、変化量ΔＴｆとＲｅの変化量との関係、変化量ΔＴｆとＲｔｈの変化量との関係、変化量ΔＴｆと遅相軸の方向の変化量との関係（以下、これらをまとめて第２の関係と称する）を、それぞれ求める。上記の第１の関係と第２の関係とから、差ΔＴｈと厚みの変化量との関係、差ΔＴｈとＲｅの変化量との関係、差ΔＴｈとＲｔｈの変化量との関係、差ΔＴｈと遅相軸の方向の変化量との関係とがそれぞれ求められる。

演算部７４は、設定された製品幅と、検出器２０での検出結果とが入力されると、製品の種類に対応した厚み、光学性能を読み出し、検出器２０からの検出結果と比較して差を求める。幅方向Ｚ２において、厚みと光学性能との少なくともいずれかに差が出た領域を、加熱対象の側部１２ｐｓとして特定する。また、求めた厚みの差と光学性能の差とについて、これらに対応するヒータ６１ａ〜６１ｇ，６２ａ〜６２ｇの温度の変化量を演算部７４はメモリから読み出す。演算部７４は、読み出したヒータ６１ａ〜６１ｇ，６２ａ〜６２ｇの温度の変化量を加熱部６１，６２の温度条件としてコントローラ７２に出力する。なお、検出器２０での検出結果である厚み、光学性能としての例えばＲｅ、Ｒｔｈ、遅相軸の方向の中で、演算部７４のメモリに書き込まれている製品の種類におけるものとの差に違いがある場合がある。このような場合には、厚み、Ｒｅ、Ｒｔｈ、遅相軸の方向の中で、製品の種類におけるものとの差を小さくする重み付け、すなわち優先順位を定めて、この優先順位の高いものを基準に、ヒータ６１ａ〜６１ｇ，６２ａ〜６２ｇの温度の変化量を演算部７４が読み出す手法を用いてもよい。例えば本実施形態では、優先順位を高いものから順にＲｅ、Ｒｔｈ、遅相軸の方向、厚みとしている。

コントローラ７２は、演算部７４からの加熱部６１，６２の温度条件に基づいて、各加熱部６１，６２を制御する。このコントローラ７２は、加熱部６１のヒータ６１ａ〜６１ｇについてオン、オフと、オンにする場合の温度とを、個別に制御する。同様に、コントローラ７２は、加熱部６２のヒータ６２ａ〜６２ｇについてオン、オフと、オンにする場合の温度とを、個別に制御する。例えば、コントローラ７２は、加熱部６１のヒータ６１ａ〜６１ｇをオフに制御し、加熱部６２の製品領域１２ｐの側部１２ｐｓ上に配されたヒータ６１ｄ，６２ｅをオンに制御する。コントローラ７２は、切除装置１７で切除される側部１２ｇ上に配されたヒータ６２ｆ，６２ｇについては両方をオフに制御する場合もあるし、これらのいずれか一方のみをオフに制御する場合もある。

なお、演算部７４のメモリには、加熱部６３〜６８（図４参照）の各ヒータの温度の変化量と、フィルム１２の厚み及び光学特性の各変化量との関係についても予め書き込まれており、加熱部６１，６２と同様に、加熱部６３〜６８の温度条件をコントローラ７２に出力する。コントローラ７２は、加熱部６３〜６８についても、加熱部６１，６２と同様に、各ヒータのオン、オフと、オンにする場合の温度とを、個別に制御する。

この例では、製品領域１２ｐの側部１２ｐｓ上に、すべての加熱部６１〜６８が位置するようにこれらを移動させており、加熱が不要な側部１２ｐｓ上の加熱部についてはそのヒータをすべてオフにしている。しかし、例えば演算部７４により側部１２ｐｓの加熱が不要であることがわかっている加熱部については、側部１２ｐｓよりも幅方向Ｚ２における外側へ移動させてもよい。このように、検出器２０の検出結果に応じて、側部１２ｐｓ上に配するものを加熱部６１〜６８の中から適宜選択してもよい。

上記構成の作用を説明する。ドープ１１は流延ダイ２４から、長手方向に走行するベルト２１に向けて連続的に流出され、これにより、ベルト２１上に流延膜２６が形成される。流延膜２６は、剥取位置ＰＰで溶媒を含んだ状態でベルト２１から剥がされ、これにより、フィルム１２が形成される。ベルト２１は、剥取位置ＰＰから流延位置ＰＣに戻り、ドープ１１が再び流延される。

フィルム１２は、テンタ１６へ案内されて、クリップ２９により側部を把持され、把持された状態で、予熱区間４５，延伸区間４６，緩和区間４７，冷却区間４８を通過する。予熱区間４５ではフィルム１２は、幅方向Ｚ２には延伸しない状態で、予熱される。延伸区間４６では、クリップ２９は、長手方向Ｚ１に移動しながら幅方向Ｚ２で外向きに移動するから、送風口５３ｃ〜５３ｅからの空気で加熱されているフィルム１２は長手方向Ｚ１に搬送されながら幅方向Ｚ２に延伸される。緩和区間４７では、フィルム１２は、幅方向Ｚ２に延伸しない状態で送風口５３ｆからの空気で加熱されながら長手方向Ｚ１に搬送されるから、延伸区間４６での延伸による内部応力が緩和される。冷却区間４８では、フィルム１２は、幅方向Ｚ２には延伸されない状態で、温度が下げられる。

フィルム１２は、送風部３３からの空気により、予熱区間４５、延伸区間４６、緩和区間４７では全幅域が加熱され、冷却区間４８では全幅域が冷却される。また、空気の吹き付けによりフィルム１２の乾燥がすすむ。加熱部６１〜６８の各々は送風口５３ａ〜５３ｇの各間に配されているから、これら送風口５３ａ〜５３ｇからの空気はフィルム１２の全幅域へ確実に供給される。

全幅域での加熱、冷却に加え、加熱部６１〜６８の各対から選択される少なくともいずれか一対により製品領域１２ｐの側部１２ｐｓが加熱される。加熱部６１〜６８は幅方向Ｚ２で移動するから、加熱する対象領域に自由度が増し、製品領域１２ｐは幅方向Ｚ２で光学性能が均一になる。また、加熱部６１〜６８は、フィルム１２の中央から送風部３３の幅方向Ｚ２における外側側縁までの範囲で移動可能とされている。このため、延伸倍率αが非常に大きい場合や、製品領域１２ｐの幅が小さい場合であっても、延伸倍率αや製品幅に依存せずに側部１２ｐｓは確実に加熱される。したがって、製品の種類毎に、幅方向Ｚ２において光学性能が均一になる。

この例では、検出器２０の検出結果に基づいて、演算部７４により加熱部６１〜６８の各対から少なくともいずれか一対が選択されて、製品領域１２ｐの側部１２ｐｓが加熱される。また、製品の種類毎に設定された幅、厚み、Ｒｅ、Ｒｔｈ、遅相軸の方向に対して差が小さくなるように、選択された加熱部６１〜６８の各ヒータはオン・オフとオンにする場合の温度とが独立して制御される。このように検出器２０の検出結果が加熱器６１〜６８へフィードバックされるので、環境の変化や品種の切り替え等があっても、光学性能は均一になる。

また、検出器２０による検出を連続的、もしくは間欠的に行い、検出器２０による検出と演算部７４へ出力と、演算部７４による加熱部６１〜６８の制御との一連の処理を繰り返してもよい。このように繰り返し処理は、検出器２０による検出結果が、設定された製品の厚みや光学性能になるまで、少なくとも設定された製品の厚みや光学性能との差が許容範囲内になるまで行うとよい。設定された製品の厚みや光学性能に対する差の許容範囲は、製品毎に設定してよく、本実施形態では設定された値の−４％以上＋４％以下の範囲内としている。例えば、Ｒｅについて設定された値が５０ｎｍである場合には、許容範囲は４８ｎｍ以上５２ｎｍ以下の範囲内としている。このように検出器２０の検出結果が加熱器６１〜６８へ繰り返しフィードバックされるので、環境の変化や品種の切り替え等があっても、製品領域１２ｐは光学性能が均一になる。

フィルム１２はテンタ１６から切除装置１７へ案内されて、切除装置１７により側部が切除される。この切除により、フィルム１２は、クリップ２９による把持跡がある部分が切り離されるとともに目的とする製品幅とされる。切除処理を経ることで製品領域１２ｐはフィルム１２としてローラ乾燥装置１８へ送られてさらに乾燥をすすめられ、検出器２０によってＲｅとＲｔｈと遅相軸の方向と厚みとの少なくともいずれかひとつを検出されて、その検出結果が演算部７４へ送られ、設定された製品の厚みと光学性能とに対する差が許容範囲内にある場合には巻取装置１９によりロール状に巻かれて製品とされる。なお設定範囲外にある場合には、例えば廃棄用の巻芯（図示無し）に巻かれて廃棄する。

テンタ１６における側部１２ｐｓの上記の加熱は、溶液製膜方法により製造されて一旦巻き取られたフィルムや、溶融製膜方法で製造されたフィルムに対して実施しても、光学性能の幅方向Ｚ２における均一化という同様の効果がある。また、複数のテンタ１６を直列に配して予熱、延伸、緩和、冷却の一連の処理を複数回実施してもよい。

製造されたフィルム１２は、偏光板に用いられ光源からの光を光学的に補償する位相差フィルムとして、特に好ましく用いることができる。中でもＶＡ（Vertical Alignment）用位相差フィルムやＩＰＳ（In Plane Switching）用位相差フィルムを製造する場合に、特に有効である。また、フィルム１２のガラス転移点をＴｇ（℃）とするときに、延伸区間４６でフィルム１２の温度Ｔを−２０℃＜Ｔ−Ｔｇ＜１５℃を満たすように延伸する場合と、延伸区間４６での延伸を５質量％以下の溶媒含有率で行う場合とで効果が大きい。Ｒｅ（４５０ｎｍ）／Ｒｅ（５５０ｎｍ）で求める波長分散が０．７より大きく０．９７未満のフィルム１２を、１０５％以上１４０％以下の延伸倍率αで製造する場合に効果が大きい。Ｒｅ（４５０ｎｍ）／Ｒｅ（５５０ｎｍ）で求める波長分散が０．９７より大きく１．３０未満のフィルム１２を、１５０％以上２５０％以下の延伸倍率αで製造する場合にも効果が大きい。なお、Ｒｅ（４５０ｎｍ）、Ｒｅ（５５０ｎｍ）は、それぞれ４５０ｎｍ、５５０ｎｍの光でのＲｅである。Ｒｅはフィルム１２の面内の光学異方性である。ｎｘをフィルム１２の長手方向Ｚ１の屈折率、ｎｙをフィルム１２の幅方向Ｚ２の屈折率、ｄをフィルム１２の厚みとしたときに、Ｒｅ＝（ｎｙ−ｎｘ）×ｄで求める値である。また、前述のＲｔｈは、ｎｚをフィルム１２の厚み方向の屈折率としたときに、Ｒｔｈ＝｛（ｎｘ＋ｎｙ）／２−ｎｚ｝×ｄで求める値である。

（ポリマー）
ドープ１１のポリマー成分、つまり、フィルムのポリマー成分は、ＤＡＣに限定されず、熱可塑性の透明なポリマーであればよい。熱可塑性ポリマーとして、セルロースアシレート、ノルボルネン樹脂、シクロオレフィン系樹脂を用いる場合に、特に効果が大きい。

ポリマーがセルロースアシレートである場合には、中でも、セルロースの水酸基へのアシル基の置換度が下記式（１）〜（３）を満たすようなセルローストリアセテート（ＴＡＣ）を用いる場合に、本発明は特に有効である。式（１）〜（３）において、Ａ及びＢは、セルロースの水酸基中の水素原子に対するアシル基の置換度を表し、Ａはアセチル基の置換度、Ｂは炭素原子数が３〜２２のアシル基の置換度である。なお、セルロースアシレートの総アシル基置換度Ｚは、Ａ＋Ｂで求める値である。
（１） ２．７≦Ａ＋Ｂ≦３．０
（２） ０≦Ａ≦３．０
（３） ０≦Ｂ≦２．９

また、ＴＡＣに代えて、または加えて、セルロースの水酸基へのアシル基の置換度が下記式（４）を満たすようなＤＡＣを用いる場合にも、本発明は特に有効である。
（４）２．０≦Ａ＋Ｂ＜２．７

レタデーションの波長分散性の観点から、式（４）を満たしながらも、ＤＡＣのアセチル基の置換度Ａ、及び炭素数３以上２２以下のアシル基の置換度の合計Ｂは、下記式（５）および（６）を満たすことが、好ましい。
（５） １．０＜Ａ＜２．７
（６） ０≦Ｂ＜１．５

ポリマーとしてＴＡＣを用いる場合には、フィルム１２はＴＡＣからなる単層構造であることが好ましい。これに対し、ポリマーとしてＤＡＣを用いる場合には、フィルム１２は複層構造であることが好ましい。好ましい複層構造は、ＤＡＣからなる層の一方の面にＴＡＣからなる層が設けられている構造である。より好ましい複層構造は、ＤＡＣからなる層の一方の面及び他方の面にそれぞれＴＡＣからなる層が設けられている構造である。このようなＤＡＣからなる層をもつ複層構造の光学フィルムは、溶液製膜方法でつくることが好ましく、同時共流延もしくは逐次流延でつくることが好ましい。

セルロースを構成するβ−１，４結合しているグルコース単位は、２位、３位および６位に遊離の水酸基（ヒドロキシル基）を有している。セルロースアシレートは、これらの水酸基の一部または全部を炭素数２以上のアシル基によりエステル化した重合体（ポリマー）である。アシル置換度は、２位、３位及び６位それぞれについて、セルロースの水酸基がエステル化している割合（１００％のエステル化の場合を置換度１とする）を意味する。

１０ フィルム製造設備
１２ フィルム
１２ｐ 製品領域
１２ｐｓ 製品領域の側部
１６ テンタ
１７ 切除装置
４５ 予熱区間
４６ 延伸区間
４７ 緩和区間
２９ クリップ
３３ 送風部
６１〜６８ 加熱部

Claims (8)

1. 長尺のフィルムの側部を保持する複数の保持部材の移動により前記フィルムを長手方向に搬送しながら幅方向に延伸する延伸装置において、
   前記保持部材の移動により搬送される前記フィルムの搬送路に対向して設けられ、温度が調節された気体を前記フィルムの全幅域に供給して前記フィルムを加熱する送風部と、
   前記送風部と前記搬送路との間に配され、前記フィルムの幅方向で前記保持部材と独立して移動可能に設けられて前記フィルムの製品とされる製品領域の両側部を加熱する一対の加熱部と、
   前記加熱部を前記幅方向で移動させる移動機構と、
   を備えることを特徴とする延伸装置。
2. 前記保持部材が前記長手方向に移動しながら前記幅方向に移動することにより、前記気体で加熱されている前記フィルムを幅方向に延伸する延伸区間と、
   前記延伸区間の上流に形成され、前記延伸区間へ向かう前記フィルムを前記気体で加熱して昇温させる予熱区間とを備え、
   前記一対の加熱部は前記予熱区間と前記延伸区間との少なくともいずれか一方に配されている請求項１に記載の延伸装置。
3. 前記保持部材が前記長手方向に移動しながら前記幅方向に移動することにより、前記気体で加熱されている前記フィルムを幅方向に延伸する延伸区間と、
   前記延伸区間の下流に形成され、延伸された前記フィルムの応力を緩和する緩和区間とを備え、
   前記一対の加熱部は前記緩和区間に配されている請求項１に記載の延伸装置。
4. 前記加熱部は、前記フィルムの幅方向に並んだ複数のヒータを有し、
   前記複数のヒータは独立して温度調節される請求項１ないし３のいずれか１項に記載の延伸装置。
5. 前記送風部は、前記フィルムの幅方向に延びた送風口を複数有し、複数の前記送風口が前記長手方向に並んで形成されており、
   前記加熱部は、前記長手方向では隣り合う前記送風口と前記送風口との間に配されている請求項１ないし４のいずれか１項に記載の延伸装置。
6. ポリマーが溶媒に溶解したドープから長尺のフィルムを形成し、前記フィルムの側部を保持する複数の保持部材の移動により前記フィルムを長手方向に搬送しながら幅方向に延伸するフィルム製造設備において、
   前記ドープを連続的に流出する流延ダイと、
   前記流延ダイから流出した前記ドープが流延されて流延膜が形成される、走行する流延支持体と、
   前記流延支持体から前記流延膜を剥がして形成された前記フィルムの側部を前記保持部材が保持する請求項１ないし５のいずれか１項に記載される延伸装置と、
   前記複数の保持部材よりも下流に設けられ、前記フィルムから両側部を切除して前記製品領域にする切除装置とを備えることを特徴とするフィルム製造設備。
7. 前記製品領域にされた前記フィルムをロール状に巻き取る巻取装置と、
   前記複数の保持部材と前記巻取装置との間に設けられ、前記製品領域の面内レタデーションと厚み方向レタデーションと遅相軸の方向と厚みとの少なくともいずれかひとつを検出する検出器とを備え、
   前記複数のヒータの各々の温度は、前記検出器の検出結果に基づいて調節される請求項６に記載のフィルム製造設備。
8. 走行する流延支持体に、ポリマーが溶媒に溶解したドープを流延ダイから流出して流延膜を形成し、
   前記流延支持体から前記流延膜を剥がして形成された長尺のフィルムを、請求項１ないし５のいずれか１項に記載の延伸装置を用いて幅方向に延伸するフィルム製造方法。

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