JP4809426B2 - Cross-web heat distribution system and method using channel shields - Google Patents
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Description
本出願は、押し出されて配向付けされたフィルムの厚さ変動の制御に関する。 This application relates to controlling the thickness variation of extruded and oriented films.
フィルムの押出しは通常、フィルムの長さ及び幅に沿う厚さ変動を引き起こす。厚さ変動を制御する従来技術の方法には、ダイボルトの調節(米国特許第4,409,160号、コゴ(Kogo)ら)、延伸中の静止ヒータの加熱電力の調節(米国特許第3,347,960号、フェンレイ(Fenley)、日本特許第52,047,070号、ツツイ)、又は仕上りフィルムのロールが見かけ上均一であるように、ウェブを横切って変化する場所における厚い領域及び薄い領域の意図的な作り出し(英国特許第1,437,979号、ヘキスト株式会社(Hoechst Aktiengesellschaft)、英国特許第1,437,980号、ヘキスト株式会社)が挙げられる。 Film extrusion usually causes thickness variations along the length and width of the film. Prior art methods for controlling thickness variation include die bolt adjustment (US Pat. No. 4,409,160, Kogo et al.), Adjustment of the heating power of a stationary heater during stretching (US Pat. 347,960, Fenley, Japanese Patent No. 52,047,070, Tsutsui), or thick and thin areas where the finished film roll changes across the web so that it appears to be uniform (UK Patent No. 1,437,979, Hoechst Aktiengesellschaft, UK Patent No. 1,437,980, Hoechst Corporation).
本出願は、配向機内でフィルムに選択的に熱を分配するウェブ横断熱分配システムの使用により、高分子フィルムのウェブ横断厚さプロファイルを制御するシステム及び方法を開示しており、ウェブ横断熱分配システムには、熱分配領域に近接する加熱要素及び複数のチャネル遮蔽材を含み、前記加熱要素により生成された熱の少なくとも一部が前記フィルムに到達するのを少なくとも1つのチャネル遮蔽材が阻止するように、各チャネル遮蔽材が、移動可能に配置されているものである。 The present application discloses a system and method for controlling the cross-web thickness profile of a polymeric film through the use of a cross-web heat distribution system that selectively distributes heat to the film in an orientation machine. The system includes a heating element proximate the heat distribution area and a plurality of channel shields, wherein at least one channel shield prevents at least a portion of the heat generated by the heating elements from reaching the film. As described above, each channel shielding member is movably arranged.
上記要約は、本発明の開示された各実施形態、又はあらゆる実施を記載するものではない。以下の図及び詳細な説明が、説明のための実施形態をより具体的に例証している。 The above summary is not intended to describe each disclosed embodiment or every implementation of the present invention. The following figures and detailed description illustrate the illustrative embodiments more specifically.
本出願は、配向性フィルムの厚さ変動の制御に関する。フィルムの製造は通常、フィルムの長さ及び幅に沿う厚さ変動を引き起こす。本出願は、配向性フィルムのウェブ横断厚さプロファイルを微細に及び能動的に調節するための新規システム及び方法を開示する。 The present application relates to controlling the thickness variation of an oriented film. Film manufacture typically causes thickness variations along the length and width of the film. The present application discloses novel systems and methods for finely and actively adjusting the cross-web thickness profile of oriented films.
開示されるシステム及び方法は、フィルム製造中の延伸で特性に効果を得ることができる、いかなるポリマーをも含むフィルムの製造に使用されてもよい。フィルムは、1種のポリマーを含んでも、2種以上のポリマーを含んでもよい。2種以上の構成成分ポリマーを有するフィルムは、いかなる形態的又は構造的な形体を有してもよく、それらには、混和性ブレンド、1種のポリマーが連続相であって1種以上が分散相である不混和性ブレンド、共に連続的なブレンド、相互進入するポリマーの網状組織、及びあらゆる数の層を有する層状フィルムが挙げられるが、これらに限定されない。本明細書に開示されるシステム及び方法は、多層光学フィルムに特に有用である。これらのシステム及び方法は又、ポリエステルを含むフィルムに特に有用である。 The disclosed systems and methods may be used in the manufacture of films containing any polymer that can benefit from properties during stretching during film manufacture. The film may contain one polymer or two or more polymers. Films having two or more component polymers may have any morphological or structural form, including miscible blends, one polymer in a continuous phase and one or more dispersed. Phase immiscible blends, continuous blends together, interpenetrating polymer networks, and layered films having any number of layers include, but are not limited to. The systems and methods disclosed herein are particularly useful for multilayer optical films. These systems and methods are also particularly useful for films containing polyester.
開示されるシステム又は方法を用いて製造される多層光学フィルムには、ミラーフィルム、反射偏光子などの偏光フィルム、ディスプレイフィルム、光学フィルター、補償フィルム、反射防止フィルム、あるいは、例えばUV若しくはIRの遮蔽、色づけ、又は日よけを提供する(建築、自動車、温室、又は他の用途のための)窓用(エネルギー制御又は日光制御)フィルムが挙げられてもよいが、これらに限定されない。 Multilayer optical films produced using the disclosed system or method include mirror films, polarizing films such as reflective polarizers, display films, optical filters, compensation films, anti-reflection films, or for example UV or IR shielding May include, but is not limited to, window (energy control or sun control) films (for architecture, automobiles, greenhouses, or other applications) that provide coloration or sunshade.
本システム又は方法を用いて製造されるフィルムは、多層光学フィルムである必要は無い。他の高性能フィルムも、本明細書に開示されるウェブ横断厚さ制御から効果を得ることができる。高性能フィルムの用途には、オーディオ、ビデオ、又はデータのアナログ若しくはデジタル記録用の磁気媒体ベースフィルム、グラフィックアーツフィルム、リプログラフィックフィルム、オーバヘッド用透明フィルム、写真フィルム、X線フィルム、マイクロフィルム、写真印刷フィルム、インクジェット印刷フィルム、PPCフィルム、印刷版フィルム、色校正フィルム、デジタル印刷フィルム、カーボンリボンフィルム、フレキソ印刷フィルム、グラビア印刷フィルム、製図及びジアゾ印刷フィルム、ホログラフィックフィルム、接着テープ基材、研磨材基材、ラベルフィルム、剥離ライナーフィルム、マスキングフィルム、ラミネートフィルム、包装フィルム、熱封着フィルム、ふた用フィルム、デュアルオーブナブルフィルム、バリアフィルム、スタンピングフォイル、金属化フィルム、装飾フィルム、記録及び保存フィルム、電線及びケーブル、モータ、変圧器、及び発電機用の絶縁フィルム、可撓性の印刷回路フィルム、コンデンサフィルム、クレジットカード、プリペイドカード、IDカード、及び「スマートカード」などのカード用フィルム、耐引っ掻き性、落書き防止、若しくは飛散予防(shatter protection)のための窓用又は安全用フィルム(セキュリティフィルム)、メンブレンスイッチフィルム、タッチスクリーンフィルム、医用センサー及び診断装置用フィルム、遮音フィルム、スピーカーフィルム、及びドラムヘッドフィルムが挙げられるが、これらに限定されない。 Films produced using the present system or method need not be multilayer optical films. Other high performance films can also benefit from the web cross-thickness control disclosed herein. High performance film applications include magnetic media base film, graphic arts film, reprographic film, transparent film for overhead, photographic film, X-ray film, microfilm, photographic printing for audio or video or data analog or digital recording Film, inkjet printing film, PPC film, printing plate film, color proofing film, digital printing film, carbon ribbon film, flexographic printing film, gravure printing film, drafting and diazo printing film, holographic film, adhesive tape substrate, abrasive Base material, label film, release liner film, masking film, laminate film, packaging film, heat sealing film, film for lid, dual observable film, bar A film, stamping foil, metallized film, decorative film, recording and storage film, electric wire and cable, insulation film for motor, transformer and generator, flexible printed circuit film, capacitor film, credit card, prepaid Films for cards such as cards, ID cards and “smart cards”, scratch-resistant, anti-graffiti or shatter protection windows or safety films (security films), membrane switch films, touch screens Examples include, but are not limited to, films, medical sensor and diagnostic device films, sound insulation films, speaker films, and drumhead films.
仕上りフィルムに特定の光学及び/又は物理特性を付与するために、通常は一連のダイボルトによりそのオリフィスが制御される、フィルムダイを通してポリマーを押し出すことができる。押し出されたフィルムは、次に、例えば、所望の特性により決定される比率での延伸によって、配向することができる。長手方向延伸は、図1に示されるような、長手配向機100の中のプルロールが実施することができる。長手配向機は通常、1箇所以上の長手方向延伸領域を有する。横断延伸は、図1に示される幅出機オーブン200の中で実施できる。幅出機オーブンは通常、少なくとも予加熱域210及び横断延伸領域220を有する。幅出機オーブンは、図1に示されるように、ヒートセット領域230を有することも多い。システムは、これらの領域のいずれかの1つ以上又は全てを有するように、設計することができる。望むならば、フィルムは、2軸配向することができる。2軸延伸は、順番に、又は同時に実施することができる。フィルムは、長手方向延伸だけでも、又は横断延伸だけでも製造可能である。一軸延伸の場合、約3:1〜10:1の延伸比が普通である。二軸延伸の場合、長手方向延伸と横断延伸の積の比は、通常4:1〜60:1の範囲である。所与のフィルムに適切な他の延伸比が用いられてもよいことを、当業者は理解するであろう。
In order to impart specific optical and / or physical properties to the finished film, the polymer can be extruded through a film die, which usually has its orifice controlled by a series of die bolts. The extruded film can then be oriented, for example, by stretching at a ratio determined by the desired properties. Longitudinal stretching can be performed by a pull roll in a
本出願の目的の場合、用語「横断延伸領域」は、幅出機オーブン内の純粋に横断延伸領域又は同時二軸延伸領域のいずれかを指す。「幅出機」により、フィルムが機械方向に搬送されながら、その縁部で掴まれる、いずれかの装置を意味する。フィルムは通常、幅出機で延伸される。幅出機での延伸方向は、一般には、機械方向に垂直(横断方向又は横方向)であるが、他の延伸方向も、例えばフィルム走行に垂直角以外の角度の方向も考えられている。任意に、幅出機は、機械方向とは異なる第一方向にフィルムを延伸するのに加えて、機械方向か又はそれに近いかいずれかの第二方向にもフィルムを延伸可能であってもよい。幅出機での第二方向の延伸は、第一方向の延伸と同時に発生しても、又は別々に発生しても、又は両方でも、いずれでもよい。幅出機内の延伸は、いかなる数の段階で実施されてもよく、そのそれぞれが、第一方向の、第二方向の、又は両方向の延伸成分を有してもよい。幅出機は又、縁部を掴まれていなければ収縮することもあるフィルムにおいて、制御された量の横断方向弛緩を許容するように使用されることも可能である。この場合、弛緩は、弛緩領域内で生じる。 For the purposes of this application, the term “cross-stretch region” refers to either a purely cross-stretch region or a simultaneous biaxial stretch region in a tenter oven. By “developing machine” is meant any device in which the film is gripped at its edges while being conveyed in the machine direction. The film is usually stretched with a tenter. The stretching direction in the tenter is generally perpendicular to the machine direction (transverse direction or lateral direction), but other stretching directions are also conceivable, for example, directions of angles other than the vertical angle for film travel. Optionally, in addition to stretching the film in a first direction that is different from the machine direction, the tenter may be capable of stretching the film in the second direction either at or near the machine direction. . Stretching in the second direction on the tenter may occur at the same time as stretching in the first direction, separately, or both. Stretching in the tenter may be performed in any number of stages, each of which may have stretching components in the first direction, in the second direction, or in both directions. The tenter can also be used to allow a controlled amount of transverse relaxation in films that may shrink if the edges are not grasped. In this case, relaxation occurs in the relaxation region.
産業的に有用な普通の幅出機は、2組の幅出機クリップでフィルムの2つの縁部を掴む。幅出機クリップの各組は、チェーンにより駆動されており、及びクリップは、レールが幅出機の中を走行するにつれて相互に分岐していくような方法でその位置が調節可能な、2本のレールの上に乗っている。この分岐が、横断方向延伸という結果になる。この一般的なスキームからの変形も既知であり、及び本明細書において考慮されている。 A typical industrially useful tenter grabs two edges of the film with two sets of tenter clips. Each set of tentering clips is driven by a chain, and the clips can be adjusted in two ways in such a way that the rails diverge from each other as they travel through the tentering machine. Riding on the rails. This branching results in transverse stretching. Variations from this general scheme are also known and are contemplated herein.
幾つかの幅出機は、フィルムを横断方向に延伸するのと同時に、機械方向に、又は機械方向に近い方向に延伸することが可能である。これらは、同時二軸延伸幅出機と呼ばれることが多い。1つのタイプは、パンタグラフ又は鋏状の機構を使用してクリップを駆動する。これにより、各レール上のクリップは、レールに沿って進行するにつれて、それ用のレール上の最も近い隣接クリップから分岐していくことが可能になる。2つのレールが相互に分岐しているので、もちろん、従来型幅出機におけるのと全く同じように、各レール上のクリップは、反対側レール上の相手方から分岐していく。別のタイプの同時二軸延伸幅出機は、各チェーンの代わりに変化するピッチのねじを用いる。このスキームでは、クリップの各組は、ねじ山の動きによりそのレールに沿って駆動され、及び変化するピッチが、レールに沿うクリップの分岐を可能にする。更に別のタイプの同時二軸延伸幅出機では、クリップがリニアモータにより電磁的に個々に駆動されており、そのようにして、各レールに沿うクリップの分岐が可能になる。同時二軸延伸幅出機は、機械方向だけに延伸するように使用することもできる。この場合、機械方向延伸は、機械方向延伸領域内で生じる。本出願において、横断方向延伸、弛緩、及び機械方向延伸が、変形の例であり、並びに横断延伸領域、弛緩領域、又は機械方向延伸領域が、変形領域の例である。幅出機内で二方向の変形をもたらす他の方法も可能なことがあり、本出願の考慮の内である。 Some tenters can stretch in the machine direction or in a direction close to the machine direction simultaneously with stretching the film in the cross direction. These are often called simultaneous biaxial stretching tenters. One type uses a pantograph or saddle-like mechanism to drive the clip. This allows the clip on each rail to branch off from the nearest adjacent clip on its rail as it travels along the rail. Since the two rails diverge from each other, of course, the clips on each rail diverge from the counterpart on the opposite rail, just as in a conventional tenter. Another type of simultaneous biaxial stretching tenter uses varying pitch screws instead of each chain. In this scheme, each set of clips is driven along its rail by the movement of a thread, and the changing pitch allows the clip to diverge along the rail. In yet another type of simultaneous biaxial stretching tenter, the clips are individually driven electromagnetically by linear motors, thus allowing the clips to be branched along each rail. The simultaneous biaxial stretching tenter can also be used to stretch only in the machine direction. In this case, the machine direction stretching occurs in the machine direction stretching region. In this application, transverse direction stretching, relaxation, and machine direction stretching are examples of deformation, and transverse stretching region, relaxation region, or machine direction stretching region are examples of deformation regions. Other ways of providing bi-directional deformation within the tenter may also be possible and are within the scope of this application.
フィルム加工方法は、押出機ダイ10を通す高分子溶解物の押出しを包含することができる。ダイのリッププロファイルは、一連のダイボルトで調節可能なことが多い。多層フィルムの場合、多重溶解物流及び多重押出機が使用される。押出物は、回転する鋳造ホイール12上で冷却される。この点のフィルムは、「鋳造ウェブ」と呼ばれることが多い。フィルム又は鋳造ウェブは、配向加工の間に、仕上りフィルムの所望の特性次第で、機械方向に、横断方向に、又は両方向に延伸される。フィルム加工の詳細は、例えば米国特許第6,830,713号(ヘブリンク(Hebrink)ら)に記載されている。本明細書は、簡単化のために、「押出物」、「鋳造ウェブ」、又は「仕上りフィルム」の区別には関係無く、用語「フィルム」を用いて、加工のあらゆる段階におけるフィルムを表すものとする。しかしながら、プロセス中の異なる点におけるフィルムは、上に列挙された代替用語により、並びに当技術分野において既知の他の用語により呼ばれる場合があることを、当業者は理解するであろう。
The film processing method can include extruding a polymer melt through an
フィルム製造プロセス全体で、多数の要素が、フィルム厚さ均一性の変動の一因になり得る。均一性の変動は、多数のウェブ横断条件の変動に起因する場合があり、例えば、ダイリッププロファイルの変動、ウェブ横断ダイ温度の変動、ウェブ横断鋳造ホイール温度の変動、周囲空気の通風変動、不均一な幅出機温度及び/又は圧力、並びに当業者に明白な様々な他の要因が挙げられる。フィルムの均一性は、高品質多層フィルムにおいて、特に多層光学フィルムにおいて重要である。益々数が増える用途に対して、これらのフィルムが、広域にわたる高い程度の物理的及び光学的均一性を呈することが望ましい。本出願にて開示されるシステム及び方法は、能動的なウェブ横断制御を提供して、そのようなフィルムの均一性を達成することができる。 A number of factors can contribute to variations in film thickness uniformity throughout the film manufacturing process. Variations in uniformity may be due to variations in many web crossing conditions, such as die lip profile variation, web crossing die temperature variation, web cross-casting wheel temperature variation, ambient air draft variation, non-uniformity Various tenter temperatures and / or pressures, as well as various other factors apparent to those skilled in the art. Film uniformity is important in high quality multilayer films, especially in multilayer optical films. For an increasing number of applications, it is desirable for these films to exhibit a high degree of physical and optical uniformity over a wide area. The systems and methods disclosed in this application can provide active web crossing control to achieve such film uniformity.
フィルム製造においてウェブ横断厚さを制御する通常の方法は、鋳造ウェブ形成プロセスの間に、ダイの中のダイボルトを調節することを伴う。これらの調節には、ダイボルトを物理的に回転させる又はダイボルトの温度を変化させることによる、ダイリップの物理的間隔の変更が含まれる。しかしながら、フィルム厚さに関するダイボルト調節の結果は、粗くて遅い。ダイリップが非可撓性であるために、ダイリップの物理的間隔の変更は、粗い調節を生み出す。多くの場合、単一のダイボルトを調節する結果、仕上りフィルム中で7ダイボルトレーンまで、フィルム厚さが変化する。したがって、ウェブ横断厚さの微小変動をダイボルト間隔の調節によって制御することは困難である。ダイボルト温度の変更は、ダイボルトヒータが加温及び冷却にかなり長い時間をとるので、遅い変化の厚さ調節を作り出す。加えて、フィルムライン中のダイから巻取り機までの経路が長いので、ダイボルト調節から厚さ変化の応答時間が極めて長いことが多く、厚さプロファイル制御を困難で遅いものにしている。 The usual method of controlling web cross-thickness in film production involves adjusting the die bolts in the die during the cast web forming process. These adjustments include changing the physical spacing of the die lip by physically rotating the die bolt or changing the temperature of the die bolt. However, the result of die bolt adjustment on film thickness is rough and slow. Because the die lip is inflexible, changing the physical spacing of the die lip produces a coarse adjustment. In many cases, adjusting a single die bolt will result in a change in film thickness up to 7 die bolt lanes in the finished film. Therefore, it is difficult to control minute fluctuations in the cross-web thickness by adjusting the die bolt interval. Changing the die bolt temperature creates a slow changing thickness adjustment because the die bolt heater takes a considerable amount of time to heat and cool. In addition, because the path from the die to the winder in the film line is long, the response time for thickness change from die bolt adjustment is often very long, making thickness profile control difficult and slow.
押出しフィルムのウェブ横断厚さを制御する開示されたシステム及び方法は、フィルム製造中に、厚さプロファイルの能動的で微細な制御を可能にする。ウェブ横断厚さ制御は、ウェブ横断厚さプロファイルを監視すること、及び延伸又は変形中にフィルムに放出される熱の熱分配プロファイルを制御することによって、達成可能である。ウェブ横断厚さプロファイルの監視は、物理的又は光学的厚さプロファイルの測定と、測定プロファイルから熱分配制御が行われるべき場所へのマッピングとを包含することができる。監視されたプロファイルに応じてウェブ横断熱分配を制御する様々なシステム及び方法が、説明される。厚さを監視して熱分配を調節する工程は、所望の最終厚さプロファイルがフィルム中に達成されるまで繰り返して使用されるフィードバックループを形成することができる。開示されるシステム及び方法は、ダイボルト調節と共に使用されて、ウェブ横断厚さプロファイルの微細制御を提供することもできる。 The disclosed system and method for controlling the cross-web thickness of an extruded film allows for active and fine control of the thickness profile during film manufacture. Cross-web thickness control can be achieved by monitoring the cross-web thickness profile and controlling the heat distribution profile of the heat released to the film during stretching or deformation. Cross-web thickness profile monitoring can include measuring physical or optical thickness profiles and mapping from the measured profiles to where heat distribution control is to be performed. Various systems and methods for controlling cross-web heat distribution as a function of monitored profiles are described. The process of monitoring the thickness and adjusting the heat distribution can form a feedback loop that is used repeatedly until the desired final thickness profile is achieved in the film. The disclosed system and method can also be used with die bolt adjustment to provide fine control of the cross-web thickness profile.
幾つかの開示される実施形態では、2軸配向された高分子フィルムのウェブ横断厚さプロファイルを制御するために、特別な技法が用いられる。例えば、ある場合には、チャネル遮断材が、熱分配プロファイルの調節に使用され、及びある場合には、再配置可能で旋回可能な加熱要素が、熱分配プロファイルの調節に使用される。これらの技法は、単独で、又は組み合わされて、変形中に、例えば長手方向延伸中に、横断延伸中に、2軸延伸中に、又は制御された弛緩中に、使用することができる。チャネル遮断材は、例えば、長手方向延伸されるフィルム用の長手配向機中で、又は横断若しくは2軸延伸されるフィルム用の幅出機中で、使用することができる。同様に、再配置可能で旋回可能な加熱要素は、長手配向機中で又は幅出機中で使用することができる。2軸配向された高分子フィルムのウェブ横断厚さプロファイルを制御する方法は、本明細書に開示される熱分配システムのいかなるものとも、並びに当該技術分野において既知の他の加熱システムと共に使用可能である。 In some disclosed embodiments, special techniques are used to control the cross-web thickness profile of biaxially oriented polymer films. For example, in some cases, channel blockers are used to adjust the heat distribution profile, and in some cases, repositionable and pivotable heating elements are used to adjust the heat distribution profile. These techniques can be used alone or in combination during deformation, for example during longitudinal stretching, during transverse stretching, during biaxial stretching, or during controlled relaxation. The channel blocking material can be used, for example, in a longitudinal orientation machine for films that are stretched in the longitudinal direction, or in a tenter for films that are transverse or biaxially stretched. Similarly, repositionable and pivotable heating elements can be used in a longitudinal orientation machine or in a tenter. The method of controlling the cross-web thickness profile of a biaxially oriented polymer film can be used with any of the heat distribution systems disclosed herein, as well as other heating systems known in the art. is there.
開示されるウェブ横断熱分配システムは、延伸中のフィルムに熱を放出すると同時に、放出した熱の調節可能な位置制御及び調節可能なプロファイル制御を提供することができる。これにより、望む場合、既知のシステムよりはるかに微細なウェブ横断厚さプロファイルの制御を提供することができる。開示されるシステムは又、一般に、既知のシステムと比較してより早い応答時間を提供することができる。 The disclosed cross-web heat distribution system can provide heat to the film being stretched while providing adjustable position control and adjustable profile control of the released heat. This can provide much finer cross-web thickness profile control than known systems, if desired. The disclosed systems can also generally provide faster response times compared to known systems.
2軸配向フィルムのウェブ横断厚さプロファイルを制御するための新規方法が開示される。この方法は、長手配向機(length orienter:LO)の延伸領域内又はその近くで熱分配を制御すること、引き続いてフィルムを幅出機内で変形すること、得られたウェブ横断厚さプロファイルを幅出機内の変形領域の後で測定すること、及び測定された厚さプロファイルに基づいてLO内での熱分配を調節することに依存する。一実施形態では、変形領域は、ラインの末端部、巻取り機の直前とすることができる。別の実施形態では、変形領域は、例えば図1に示されるように、他の領域の間に置くことができる、他の実施形態は、引き続く第二の長手配向機などの追加要素を有してもよい。 A novel method for controlling the cross-web thickness profile of a biaxially oriented film is disclosed. This method involves controlling the heat distribution in or near the stretch region of a length orienter (LO), subsequently deforming the film in a tenter, and obtaining the resulting cross-web thickness profile. It depends on measuring after the deformation area in the tenter and adjusting the heat distribution in the LO based on the measured thickness profile. In one embodiment, the deformation area can be the end of the line, just before the winder. In another embodiment, the deformation region can be placed between other regions, for example as shown in FIG. 1, and other embodiments have additional elements such as a subsequent second longitudinal orientation machine. May be.
以下で更に詳細に説明されるように、これらのシステム及び方法は、単独で又は組合わせで、及び実質上いかなるフィルムライン中でも使用されて、改善された横断方向厚さ均一性を有するフィルムを生産することができる。これらのシステム及び方法は又、調整されたウェブ横断厚さプロファイルを有するフィルムの生産に、例えば、多層光学フィルムの用途において、色変化が所望される及びフィルム厚さ変化が意図的に付与されるようなフィルムの生産に使用することができる。 As described in further detail below, these systems and methods can be used alone or in combination and in virtually any film line to produce films with improved transverse thickness uniformity. can do. These systems and methods also provide for the production of films with tailored cross-web thickness profiles, such as in multi-layer optical film applications where color changes are desired and film thickness changes are intentionally provided. Can be used to produce such films.
2つの例示的な実施形態を以下で詳細に説明する。第一の実施形態は、チャネル遮蔽材を長手配向機内で使用する。第二の実施形態は、再配置可能な旋回型ヒータを幅出機オーブン内で使用する。 Two exemplary embodiments are described in detail below. The first embodiment uses a channel shield in a longitudinal orientation machine. The second embodiment uses a repositionable swivel heater in the tenter oven.
幾つかの実施形態では、ウェブ横断熱分配システムは、複数のチャネル遮蔽材と組み合わされた、少なくとも1つの横断加熱要素を含む。そのようなシステムの3つの例が、図2a〜2cに示される。これらの図において、フィルムは、長手配向機内で延伸される。図2a及び2cでは、プルロール102、104、及び106が、Sラップ形状に設置されている。図2bでは、プルロールが、普通の又はテーブルトップ形状に設置されている。図2a〜cに示される実施形態では、加熱組立品150a〜cが、フィルム20の長手方向延伸領域140又は140bに対して選択的に熱を分配するチャネル遮蔽材170の組をそれぞれ共に有して使用されている。
In some embodiments, the cross-web heat distribution system includes at least one transverse heating element in combination with a plurality of channel shields. Three examples of such systems are shown in Figures 2a-2c. In these figures, the film is stretched in a longitudinal orientation machine. In FIGS. 2a and 2c, the pull rolls 102, 104, and 106 are installed in an S-wrap shape. In FIG. 2b, the pull roll is installed in a normal or table top shape. In the embodiment shown in FIGS. 2 a-c, the heating assemblies 150 a-c each have a set of
図2aでは、加熱組立品150aは、3つの横断赤外線加熱要素160を含む。プロファイル調節可能なウェブ横断熱分配システムは又、加熱組立品150aとフィルム20の間に配置された、フィルムの機械方向に整列するチャネル遮蔽材170の組を含む。この特定の実施形態では、3つの加熱要素160の組及び複数のチャネル遮蔽材170が使用されているが、システムの設計的考慮次第で、あらゆる数の加熱要素及びあらゆる数のチャネル遮蔽材が使用可能である。例えば、単一の加熱要素を有するシステム(加熱組立品150b)が図2bに示されており、一方、5つの加熱要素を有するシステム(加熱組立品150c)が図2cに示されている。別の例には、10の加熱要素の組及び50のチャネル遮蔽材の組が含まれてもよい。それぞれの横断加熱要素は、制御されるべきフィルム領域の全幅に及ぶ単一のヒータにすることができ、又は制御されるべきフィルム領域に所望量の熱を提供するように配置された、点熱源が含まれる複数のより小さなヒータにすることができる。点熱源と幅のある(extend)熱源の組合わせも考慮されている。
In FIG. 2 a,
フィルムのウェブ横断厚さプロファイルの微細制御を可能にするために、図2aのウェブ横断熱分配システムは、熱を加熱組立品150a経由でフィルムの延伸領域に放出し、一方、チャネル遮蔽材170のそれぞれの位置を変化させることによって、放出された熱の調節可能なプロファイル制御を提供する。図2a〜cのそれぞれにおいて、チャネル遮蔽材170は、所望のウェブ横断位置で熱の所望の部分を優先的に遮蔽する。加熱要素が熱をフィルムに提供している時、チャネル遮蔽材又はチャネル遮蔽材(複数)の組は、フィルム上に有効に影を投げるように位置することができ、これにより、選定された特定の場所(単数又は複数)でフィルムに放出される熱量が減少される。それぞれの特定のチャネル遮蔽材の位置が、微細制御されるべきフィルム領域に対応する場所に影を投げる。解像度の程度は、チャネル遮蔽材のフィルムへの近接度並びにチャネル遮蔽材の寸法により調節可能である。図2aでは、チャネル遮蔽材170は、概ね水平及び加熱組立品150aの加熱要素160に平行に位置する。図2aのフィルムは、Sラップ形状にある。したがって、チャネル遮蔽材170は、Sラップに構成されたフィルムの平面に対して傾いている。図2bでは、チャネル遮蔽材170は、やはり概ね水平に位置するが、フィルムがテーブルトップ形状にあるので、チャネル遮蔽材は、フィルム平面に平行である。図2cでは、チャネル遮蔽材は、Sラップ形状にあるフィルム平面に平行になるように角度が付いている。
In order to allow fine control of the cross-web thickness profile of the film, the cross-web heat distribution system of FIG. 2a releases heat to the stretched region of the film via the
それぞれの個々のチャネル遮蔽材の幅は、所望の程度に狭くすることができ、及び遮蔽材からフィルムまでの距離も調整することができる。例えば、チャネル遮蔽材は、10mm幅にすることができ、及びフィルムから50mm未満の位置にすることができる。このように、制御要素としてのチャネル遮蔽材組立品は、細かく分割可能であり、及びウェブ横断厚さ制御の程度は、所望のように調整することができて、優れた厚さ制御を提供する。加えて、ウェブがライン速度まで増速する長手配向ステーションに制御場所があるので、チャネル遮蔽材から巻取り機までの遅れ時間は、ダイから巻取り機までよりもかなり短くなる。したがって、制御の応答時間がより短くなって、最終的な厚さ均一性の達成がより早くなる。その上、長手配向ステーションは通常、オープンな空間にあって容易にアクセス可能であり、システムの取付け及び実行が容易である。チャネル遮蔽材の実施形態は、幅出機オーブン内でも使用可能である。そのようなシステムでは、巻取り機と幅出機オーブンの間の距離が更により短い可能性があり、及び応答時間が更により早い可能性がある。チャネル遮蔽材を有する加熱組立品へのアクセスは、幅出機オーブンの外側から制御できるように設計可能である。 The width of each individual channel shield can be as narrow as desired, and the distance from the shield to the film can be adjusted. For example, the channel shield can be 10 mm wide and less than 50 mm from the film. In this way, the channel shield assembly as a control element can be finely divided and the degree of web cross-wall thickness control can be adjusted as desired to provide superior thickness control. . In addition, the delay time from the channel shield to the winder is much shorter than from the die to the winder because there is a control location at the longitudinal orientation station where the web is accelerated to the line speed. Thus, the control response time is shorter and the final thickness uniformity is achieved more quickly. In addition, the longitudinal orientation station is typically in an open space and easily accessible, making system installation and implementation easy. Channel shield embodiments can also be used in tenter ovens. In such a system, the distance between the winder and tenter oven may be even shorter and the response time may be even faster. Access to the heating assembly with the channel shield can be designed to be controlled from outside the tenter oven.
図2a〜cのシステム及び方法により、特定の領域へ放出される熱量を迅速に変化させることが可能になる。以下で更に説明するように、ウェブ横断熱分配プロファイルがヒータ配列に供給される電力の変化によって変えられるという代替ウェブ横断熱分配システムが、使用可能である。代替システムは、可動部が無いなどのある種の効果を有する可能性があるが、使用されるヒータのタイプ次第で、空間解像度がより低い及び応答時間がより遅いなどの不利点を有する可能性もある。例えば、幾つかの産業等級IRヒータは、昇温するのに5分間もの長さを、冷却するのに15分間もの長さを必要とする場合がある。対照的に、可動式チャネル遮蔽材を使用するシステムは、比較的早い応答時間及び高い空間解像度を有するように設計可能である。フィルム上に影を投げてこれによりフィルムに放出される熱量を減少させるようにチャネル遮蔽材又はチャネル遮蔽材(複数)の組を移動させることは、従来型IRヒータの応答時間よりもはるかに早い。チャネル遮蔽材を使用するシステムの応答時間は、いかに早くチャネル遮蔽材を移動させ得るか及びウェブが応答するのに要する時間だけによって制限される。これは、チャネル遮蔽材組立品の特定の機械設計及びその制御機構によって決まるものである。当業者は、チャネル遮蔽材組立品の機械的制御に好適な、可能性のある様々な設計を認識されるであろう。 The system and method of FIGS. 2a-c allows the amount of heat released to a particular region to be quickly changed. As discussed further below, alternative cross-web heat distribution systems can be used in which the cross-web heat distribution profile is altered by changes in power supplied to the heater array. Alternative systems may have certain effects, such as no moving parts, but depending on the type of heater used, may have disadvantages such as lower spatial resolution and slower response time There is also. For example, some industrial grade IR heaters may require as long as 5 minutes to warm up and as long as 15 minutes to cool. In contrast, systems that use movable channel shields can be designed to have a relatively fast response time and high spatial resolution. Moving the channel shield or set of channel shields to cast a shadow on the film and thereby reduce the amount of heat released to the film is much faster than the response time of conventional IR heaters. . The response time of systems that use channel shielding is limited only by how quickly the channel shielding can be moved and the time it takes for the web to respond. This depends on the specific mechanical design of the channel shield assembly and its control mechanism. Those skilled in the art will recognize a variety of possible designs suitable for mechanical control of the channel shield assembly.
図3は、チャネル遮蔽材組立品300の1つの代表的な設計の平面図を示す。組立品300は、相互に隣接して配置された34のチャネル遮蔽材を有し、その組は、制御されるべきフィルムの全幅に及ぶ。望む場合、例えば、フィルムの外側縁部が切断されて廃棄又は再利用され、使用可能なフィルム中央部分が残される場合、フィルムの物理的寸法は、制御されるべきフィルムの幅を越えて延びていてもよい。図3に示されるもののようなチャネル遮蔽材組立品を組み入れたウェブ横断熱分配システムは、長手配向機で、幅出機で、又はその両方で使用可能である。
FIG. 3 shows a plan view of one exemplary design of the
フィードバック機構を使用して、物理的又は光学厚さプロファイルを繰り返し測定し、任意に、測定された厚さプロファイルを延伸領域にマッピングし、及び測定された又はマッピングされたプロファイルに応じてウェブ横断熱分配システムを調節することができる。フィードバック機構は既知であり、詳細には説明しない。端的には、フィードバック機構は、オペレータによる手動制御の形態にすることができ、コンピュータ制御にすることができ、又はコンピュータ制御と手動制御の組合わせにすることができる。例えば、1つのそのようなフィードバック機構は、マニュアルオーバーライド付きコンピュータ制御システムにすることができる。好ましくは、フィードバック機構は、本明細書で説明されるマッピング方法のいずれかを用いるコンピュータ制御マッピングアルゴリズムを使用する。マニュアルマッピングアルゴリズムも使用できる。 Using a feedback mechanism, iteratively measures the physical or optical thickness profile, optionally maps the measured thickness profile to the stretched region, and heats across the web depending on the measured or mapped profile The dispensing system can be adjusted. Feedback mechanisms are known and will not be described in detail. In short, the feedback mechanism can be in the form of manual control by the operator, can be computer controlled, or can be a combination of computer and manual control. For example, one such feedback mechanism can be a computer controlled system with manual override. Preferably, the feedback mechanism uses a computer controlled mapping algorithm that uses any of the mapping methods described herein. Manual mapping algorithms can also be used.
幾つかの実施形態では、ウェブ横断熱分配システムは、配向機内で横断方向に沿って配置された再配置可能な加熱要素の組を含む。以下で説明される代表的な実施形態では、そのようなウェブ横断熱分配システムが、幅出機内で使用される。幅出機の変形領域は、純粋に横断延伸領域、弛緩領域、機械方向延伸領域、又は2軸延伸領域とすることができる。再配置可能な加熱要素を含むそのようなウェブ横断熱分配システムは、長手配向機内でも使用可能である。 In some embodiments, the cross-web heat distribution system includes a set of repositionable heating elements disposed along a cross direction in an orientation machine. In the exemplary embodiment described below, such a cross-web heat distribution system is used in a tenter. The deformation area of the tenter can be purely a transverse stretching area, a relaxation area, a machine direction stretching area, or a biaxial stretching area. Such a cross-web heat distribution system that includes a repositionable heating element can also be used in a longitudinal orientation machine.
図4は、この実施形態の1つの実施を概略的に示す。図4では、フィルムは、幅出機オーブン200(図1参照)内で横断方向に延伸されている。この特定の実施では、再配置可能な加熱要素は、旋回可能でもある。ウェブ横断熱分配システム250は、対の取付けチャネル253上に取り付けられた5つの再配置可能なロッドヒータ260a〜eを含む。他の実施も可能であり、直線状に、又は特定の所望の応答のために最適化されたいずれか他の形状に配列された一列の小さな熱源が含まれるが、これらに限定されない。
FIG. 4 schematically shows one implementation of this embodiment. In FIG. 4, the film is stretched in the transverse direction in a tenter oven 200 (see FIG. 1). In this particular implementation, the repositionable heating element is also pivotable. The cross-web
図4の実施形態では、ヒータが配向機の延伸領域に配置されているが、ヒータの場所は、延伸領域に限定されない。配向機は、ウェブ横断熱分配システムが使用されてもよい、追加領域又は他の変形領域を有してもよい。追加領域として、予熱領域、焼きなまし領域、及びヒートセット領域が挙げられるが、これらに限定されない。長手配向機内で使用される時、延伸領域は、長手方向延伸領域である。幅出機内で使用される時、変形領域は、横断延伸領域、弛緩領域、機械方向延伸領域、又は2軸延伸領域とすることができる。ウェブ横断熱分配システムは、これらの領域のいずれかの中、又はその近くに配置することができる。本明細書で開示される実施形態の多くが延伸領域に言及しているが、ウェブ横断熱分配システムは、他の領域の中、又はその近くに存在する場合もあることが意図されている。本出願では、いかなる実施形態においても、ウェブ横断熱分配システムが存在する場所は、熱分配領域として言及される。 In the embodiment of FIG. 4, the heater is disposed in the stretching region of the orientation machine, but the location of the heater is not limited to the stretching region. The orientation machine may have additional or other deformation areas where a cross-web heat distribution system may be used. Additional areas include, but are not limited to, a preheat area, an annealing area, and a heat set area. When used in a longitudinal orientation machine, the stretch region is a longitudinal stretch region. When used in a tenter, the deformation zone can be a transverse stretch zone, a relaxation zone, a machine direction stretch zone, or a biaxial stretch zone. The cross-web heat distribution system can be placed in or near any of these areas. Although many of the embodiments disclosed herein refer to the stretch region, it is contemplated that the cross-web heat distribution system may be in or near other regions. In this application, in any embodiment, the location where the cross-web heat distribution system exists is referred to as the heat distribution area.
図4の熱分配システム250では、加熱要素は、2通りに再配置可能である。第一に、加熱要素は、フィルムの幅に沿ういかなる位置へも、取付けチャネルに沿って横断的に移動可能である。第二に、加熱要素は、旋回可能でもある。旋回型ヒータの効果は、以下で説明される。他の実施及び実施形態も考慮されている。例えば、加熱要素は、フィルムの平面に対して垂直な平面内でフィルムに向かって及びこれから離れて移動できるように、再配置可能にすることができる。
In the
フィルムラインに沿って移動するフィルムのいずれかの部分上の横断位置にマッピングするために、想像的中心線22a〜eが、図4で各レーン40a〜eのそれぞれに対して示されている。フィルムレーン40a〜eは、想像線により境界を囲まれている。図4では、中心線22a〜eのそれぞれは又、フィルムが延伸される時に、フィルムの対応する各レーンの走行方向を表す。横断延伸の間に、各対の想像線間の距離は、横断延伸量に比例して増大する。換言すれば、各フィルムレーンの幅は、フィルムが横断延伸されるにつれて増大する。理想的には、例えば、フィルムが3:1の比率で延伸される場合、各フィルムレーンの幅は、延伸領域220の直前の点及び延伸領域220の直後の点で測定する時、3倍に増大する。しかしながら実際上は、様々な要因が、フィルムレーンの幅不同を引き起こす場合がある。これらの要因は、例えば、延伸前のウェブ横断均一性の変動、幅出機内のウェブ横断温度分布の変動、押し出された混合物の均質性の変動、及び有限幅のフィルムウェブの縁部効果を包含することができる。
An imaginary centerline 22a-e is shown for each of each
ウェブ横断熱分配システムのロッドヒータ260a〜eは、ヒータが相互に独立して位置することができるように取り付けられている。任意に、横断移動に加えて、各ロッドヒータは、旋回できるようにも取付け可能である。旋回可能なヒータは、2つの利点を有する。第一に、旋回型ロッドヒータは、ヒータがその上に位置決めされたフィルムの特定のレーンの走行方向に整列することができる。第二に、旋回型ロッドヒータは、フィルムレーンの走行方向に対して角度が付けられて、いずれか単一の加熱ロッドより広い熱分配プロファイルを提供することができる。熱分配プロファイルに関するこの拡大効果は、次に続く実施例中で更に詳細に説明される。旋回型で再配置可能な加熱要素は、フィルムに放出される熱をより大きく制御し、今度は、既知のシステムに比較してより微細に調節可能な熱分配プロファイルをもたらす。
The
図4において、加熱要素260a〜eのそれぞれは、幅出機を横切る2本の平行チャネル253上に旋回点を有して取り付けられている。このようにして、各ヒータのウェブ横断位置は、幅出機オーブンの外側から正確に調節可能である。各ロッドヒータ260a〜eの位置及び向きは、当該技術分野において既知の様々な方法により制御することができる。図5〜6の実施形態では、位置及び向きは、各ロッドヒータに対して対のアクメ(Acme)ブランドねじ付きロッド262の使用で制御される。位置及び旋回を制御する他の方法も、例えば各ロッドヒータに対して対のケーブルを連結する方法も、用いることができる。
In FIG. 4, each of the
図5は、熱分配システム250の再配置可能な単一加熱要素の拡大図を示す。加熱要素260は、2本の取付けチャネル253L及び253Rに沿っていかなる位置にも、位置決めすることができる。任意に、加熱要素260は又、破線により示されるように回転されて線26と整列することができ、その結果、機械方向25に対して角度θを形成する。一実施形態では、回転は、1本の静止ボルト266と、加熱要素260が回転する時に摺動チャネル270に沿って移動するままにされる1本のボルト268とを有することによって、達成される。静止ボルト266は、加熱要素の旋回点としての働きをし、及びこの実施形態では、加熱要素260の中心に位置する。旋回を所望しない時、摺動チャネル270は省略可能であり、及び両ボルトは静止することができる。その他の配置も考慮されている。
FIG. 5 shows an enlarged view of a repositionable single heating element of the
図6は、図4の熱分配システム250の部分的な斜視図を示す。図6は、チャネル253L及び253R上に取り付けられた2つの加熱要素260a及び260bを示している。加熱要素260aの位置は、対のねじ付きロッド262aにより制御される。同様に、加熱要素260bの位置は、対のねじ付きロッド262bにより制御される。加熱要素260bの任意の回転は、静止側(253R)上のナット264bをチャネル253R上のねじ付きロッド262bに沿うある場所に位置決めし、一方、対応するナット264bをチャネル253L上に取り付けられた対応するねじ付きロッドに沿う異なる場所に位置決めすることによって、達成される。このことは、図5においても見ることができる。各ヒータ260のウェブ横断位置は、各対のねじ付きロッドに連結された対のねじ(図示せず)で、幅出機オーブンの外側から正確に調節可能にすることができる。加えて、ヒータが向く角度も、ねじ対(screw pair)により制御される旋回点266b及び268の相対位置によって、幅出機オーブンの外側から正確に調節することができる。
FIG. 6 shows a partial perspective view of the
単一のロッドヒータは、横断方向に移動可能に及び任意に機械方向に関して旋回可能に取り付けられており、延伸又は変形される時のフィルムへの調節可能な熱プロファイル制御を提供することができる。組合わせて使用されるとき、ヒータ(複数)の組立品は、例えばヒータ260a〜eなどが共になって、フィルムのいずれかの選定された部分を横切る又はフィルムの全幅を横切る、調節可能な熱プロファイルを提供することができる。
A single rod heater is mounted movably in the transverse direction and optionally pivotable with respect to the machine direction, and can provide adjustable thermal profile control to the film when stretched or deformed. When used in combination, the heater assembly includes adjustable heat that crosses any selected portion of the film or across the entire width of the film, for example,
チャネル遮蔽材の実施形態でのように、この実施形態も、迅速な応答時間と熱分配の微細で能動的な制御という効果を有する。ウェブがライン速度まで増速される長手配向ステーションに制御場所があるとき、ウェブ横断熱分配システムから巻取り機までの遅れ時間が、ダイから巻取り機までよりもかなり短くなる。したがって、制御に対する応答時間が短くなり、サイクル時間が短いという結果になって、所望の最終厚さ均一性を達成するのがはるかにより早くなる。再び、長手配向ステーションは、オープンな空間にあって容易にアクセス可能であることが多く、ウェブ横断熱分配システムの取付けを簡便にする。制御場所が幅出機内にあるとき、サイクル時間及び応答時間は、更に短くなり得る。 As with the channel shield embodiment, this embodiment also has the effect of rapid response time and fine and active control of heat distribution. When there is a control location at the longitudinal orientation station where the web is accelerated to line speed, the delay time from the web cross heat distribution system to the winder is much shorter than from the die to the winder. Thus, the response time to control is shortened, resulting in a shorter cycle time, making it much faster to achieve the desired final thickness uniformity. Again, the longitudinal orientation station is often in an open space and easily accessible, simplifying the installation of the cross-web heat distribution system. When the control location is in the tenter, cycle time and response time can be even shorter.
一般に、フィルムの厚さプロファイルは、ウェブ横断熱分配システムの位置から下流のいかなる点においても測定可能である。例えば、開示されたウェブ横断熱分配システムのいずれかを長手配向機内で使用するシステムでは、ウェブ横断厚さプロファイルは、長手配向機から下流で測定することができる。ウェブ横断熱分配システムを幅出機オーブン内で使用するシステムでは、ウェブ横断厚さプロファイルは、幅出機オーブンから下流で測定することができる。或いは、ウェブ横断熱分配システムが幅出機オーブンに存在する場合、ウェブ横断厚さプロファイルは、幅出機オーブン内側の変形領域直後で測定することもできる。ウェブ横断熱分配システムを長手配向機内で使用し、しかし引き続く横断延伸のために幅出機も使用するシステムでは、ウェブ横断厚さプロファイル測定は、長手配向機の下流且つ幅出機オーブンの上流で実施することができる。しかしながら、長手配向機においてウェブ横断熱分配を制御し、次に幅出機内で変形し、続いて変形領域から下流でフィルムのウェブ横断厚さプロファイルを測定すると、思いがけない結果がもたらされることを出願者らは見出した。下記実施例2において、1つのそのようなシステム及び方法が説明される。 In general, the film thickness profile can be measured at any point downstream from the location of the cross-web heat distribution system. For example, in a system that uses any of the disclosed cross-web heat distribution systems in a longitudinal aligner, the cross-web thickness profile can be measured downstream from the longitudinal aligner. In systems where the cross-web heat distribution system is used in a tenter oven, the cross-web thickness profile can be measured downstream from the tenter oven. Alternatively, if a cross-web heat distribution system is present in the tenter oven, the cross-web thickness profile can be measured immediately after the deformation area inside the tenter oven. In systems where the cross-web heat distribution system is used in a longitudinal orientation machine but also uses a tenter for subsequent cross-stretching, the cross-web thickness profile measurement is performed downstream of the longitudinal orientation machine and in the tenter oven. Can be implemented upstream. However, controlling the cross-web heat distribution in the longitudinal orientation machine, then deforming in the tenter, and subsequently measuring the cross-web thickness profile of the film downstream from the deformation zone, will give unexpected results. Applicants found. In Example 2 below, one such system and method is described.
光学フィルムの場合、フィルムの全体的な光学厚さは、光学厚さ測定計を使用して可視光線透過又は反射のスペクトルにより、検知及び監視することができる。例えば、オンライン分光光度計が、ラインから出てくる時のフィルムの分光透過率を測定するように設定可能であり、これにより、ウェブ横断厚さプロファイルの均一性を測定するのに必要な情報、及びプロセス制御のためのフィードバックを提供するのに必要な情報が提供される。そのような分光光度計の一例には、日立社(Hitachi Ltd.)により製造されるタイプU−4000分光光度計がある。ある場合には、透過スペクトルが特定のレベルまで低下する波長を、その光学厚さの尺度として使うことができる。別の場合には、特定波長の透過を、その光学厚さの尺度として使うことができる。その他の方法も可能であって、これには間接法が挙げられ、これは、上の説明の直接法を用いて換算可能である。 In the case of optical films, the overall optical thickness of the film can be detected and monitored by visible light transmission or reflection spectra using an optical thickness meter. For example, an on-line spectrophotometer can be set up to measure the spectral transmission of the film as it exits the line, thereby providing the information necessary to measure the uniformity of the cross-web thickness profile, And the information necessary to provide feedback for process control. An example of such a spectrophotometer is the type U-4000 spectrophotometer manufactured by Hitachi Ltd. In some cases, the wavelength at which the transmission spectrum drops to a certain level can be used as a measure of its optical thickness. In other cases, transmission at a particular wavelength can be used as a measure of its optical thickness. Other methods are possible, including the indirect method, which can be converted using the direct method described above.
厚さ計は、フィルムの物理的厚さ、フィルムの光学厚さ、又は上で説明されたようなフィルムの厚さに関連する他の特性を測定することができる。本出願においては、ウェブ横断厚さは、光学厚さ、物理的厚さ、この2つの組合わせ、又は特定の製品設計により必要とされる厚さに関連するいずれか他の特性を指す。光学フィルム又は高性能フィルムの当業者は、特定製品のために適切な厚さを設計することができるであろう。フィルムの物理的厚さの測定は、例えば、米国ニュージャージー州モリスタウン(Morristown, New Jersey, USA)のハネウェルインターナショナル社(Honeywell International, Inc.)から購入可能なメジャレックス(Measurex)(商標)スキャナーのような、オンライン横断走行β線計スキャニング装置を使用して実施することができる。他の厚さ計には、β線透過計、X線透過計、γ線後方散乱計、接触厚さセンサー、及びレーザー厚さセンサーが挙げられるが、これらに限定されない。そのような測定計は、例えば米国カリフォルニア州アーウィンデール(Irwindale, California, USA)のNDCインフラレッドエンジニアリング(NDC Infrared Engineering)から購入可能である。 The thickness gauge can measure the physical thickness of the film, the optical thickness of the film, or other properties related to the thickness of the film as described above. In this application, cross-web thickness refers to optical thickness, physical thickness, a combination of the two, or any other characteristic related to the thickness required by a particular product design. One skilled in the art of optical or high performance films will be able to design the appropriate thickness for a particular product. Measurement of the physical thickness of the film is performed, for example, on a Measurex ™ scanner available from Honeywell International, Inc., Morristown, New Jersey, USA. Such an on-line cross travel β-ray meter scanning device can be used. Other thickness meters include, but are not limited to, a β-ray transmission meter, an X-ray transmission meter, a γ-ray backscatterometer, a contact thickness sensor, and a laser thickness sensor. Such a meter can be purchased, for example, from NDC Infrared Engineering, Irwindale, California, USA.
測定されたフィルム厚さプロファイルは、任意に、ウェブ横断熱分配システムが存在する場所の対応するフィルム位置にマッピングされる。幾つかの実施形態では、横断延伸領域後で測定されたフィルム厚さプロファイルは、長手配向機の長手延伸領域内のフィルムにマッピングすることができる。他の実施形態では、フィルム厚さプロファイルは、熱分配システムから下流で測定されて、熱分配領域にマッピングされる。マッピングは、幾つかの方法で実施することができる。簡単なマッピング方法は、例えば図3及び図4において想像線により示されるように、フィルム幅を想像的なフィルムレーンの組に分割することを包含する。図3では、フィルムが、34のフィルムレーンに分割され、それぞれのレーンが、1つのチャネル遮蔽材に対応する。この特定の実施形態では、チャネル遮蔽材301及び334は、残りのチャネル遮蔽材302〜333より広い。したがって、対応するレーン1及び34は、レーン2〜33より広い。図4では、5つのフィルムレーン40a〜eが、想像線により示されている。5つのレーン40a〜eのそれぞれの中心が、中心線22a〜eによりそれぞれ示される。
The measured film thickness profile is optionally mapped to the corresponding film location where the cross-web heat distribution system is present. In some embodiments, the film thickness profile measured after the transverse stretch region can be mapped to a film in the longitudinal stretch region of the longitudinal aligner. In other embodiments, the film thickness profile is measured downstream from the heat distribution system and mapped to the heat distribution area. Mapping can be implemented in several ways. A simple mapping method involves dividing the film width into a set of imaginary film lanes, for example as shown by phantom lines in FIGS. In FIG. 3, the film is divided into 34 film lanes, each lane corresponding to one channel shield. In this particular embodiment, channel shields 301 and 334 are wider than the remaining channel shields 302-333. Accordingly, the corresponding
ウェブ横断厚さプロファイルは、ウェブ横断熱分配システムが存在する熱分配領域から下流で測定される。測定場所では、フィルムは、制御が行われる熱分配システムの場所におけるフィルムの幅と同じ幅ではない可能性がある。したがって、マッピングアルゴリズムが使用されて、1つの場所から他方へマッピングされる。マッピングアルゴリズムは、本質的に、1つの場所におけるフィルムの各ウェブ横断位置から別の場所におけるフィルム上の対応するウェブ横断位置への移し変えである。マッピングアルゴリズムは、2つの場所の間のフィルム幅の違いに影響を及ぼす可能性のある要因のいずれか又は全てを考慮に入れることができ、それらには、延伸、接触、弓張り、1つの場所におけるフィルム縁部が切断されたかどうか、延伸前のウェブ横断均一性の変動、幅出機内のウェブ横断温度分布の変動、又は押し出された混合物の均質性の変動が挙げられるが、これらに限定されない。 The cross-web thickness profile is measured downstream from the heat distribution area where the cross-web heat distribution system exists. At the measurement location, the film may not be the same width as the width of the film at the location of the heat distribution system in which the control takes place. Thus, a mapping algorithm is used to map from one place to the other. The mapping algorithm is essentially a transition from each web crossing location of the film at one location to the corresponding web crossing location on the film at another location. The mapping algorithm can take into account any or all of the factors that can affect the difference in film width between two locations, including stretching, touching, bowing, one location Include, but are not limited to, whether the film edge at has been cut, variation in cross-web uniformity before stretching, variation in temperature distribution across the web in the tenter, or variation in homogeneity of the extruded mixture. .
追加マッピング方法は、延伸前のフィルムに標識で物理的に印をつけること、及び延伸後の標識の位置の測定することを包含することができる。例えば、第一の方法は、フィルムの各縁部から50mmに2本の線を引き、次いで延伸後にそれらの線の位置を測定して、2本の線の間のフィルム幅を等幅の数レーンに分割することを包含できる。この方法は、各レーンが等しい量だけ延伸又は変形されることを前提にしている。第二の方法は、フィルム上に50本の標識線を引き、次にフィルムを延伸して、延伸後の各標識線の位置を測定することを包含してもよい。第三の方法は、チャネル遮蔽材又は再配置可能なヒータの1つ以上を選択的に移動させて、延伸されたフィルムへの影響を測定することを包含してもよい。この方法は、能動的マッピング又は跳ね上げ(bumping)によるマッピングと呼ばれる。第四の方法は、質量保存の法則を用いてもよく、この方法では、フィルムのウェブ横断厚さプロファイルが、延伸の前後に測定される。延伸の間に質量が保存されるので、フィルムの体積も同じままとなり、所与の数のフィルムレーンの幅は、2つの測定された厚さプロファイルから計算することができる。これらのマッピング方法のいかなるものも、適切なマッピングアルゴリズムを設計するのに用いることができる。
Additional mapping methods can include physically marking the film before stretching with a label and measuring the position of the label after stretching. For example, the first method draws two
例えば、図4では、フィルムが、長手方向位置60に配置されたウェブ横断熱分配システム250を使用するシステムで、横断延伸されている。幾つかの実施形態では、ウェブ横断厚さプロファイルは、長手方向位置70で測定されるが、位置60におけるフィルムよりも、フィルムの幅が広い。位置60における熱分配を制御するために、位置70において測定されたプロファイルが、熱分配システム60の位置にマッピングされる。次に、熱分配システムを調節して、フィルムプロファイル中のいずれかの厚いスポット、薄いスポット、又は不規則性を滑らかにすることができる。別の例では、そのようなシステムは又、第二のウェブ横断熱分配システムを位置50に備えることができる。その場合、位置70において測定されたウェブ横断厚さプロファイルは、第二の熱分配システムが存在する位置50にもマッピングすることができる。
For example, in FIG. 4, the film has been cross-stretched in a system that uses a cross-web
使用可能なウェブ横断熱分配システムは、上で開示されたシステムのいかなるものにも、例えば、再配置可能な加熱要素を使用するシステム、チャネル遮蔽材を有する加熱要素を使用するシステム、又は2つの組合わせを使用するシステムにすることができる。調節可能なウェブ横断プロファイルによりウェブに熱を放出できる、その他の既知の又は後に開発されるウェブ横断熱分配システムも、使用可能である。ウェブ横断熱分配システムは、長手配向機内で又は幅出機内で使用することができる。幅出機内で使用されるとき、選択可能な熱分配は、フィルムの変形領域に提供される。長手配向機内で使用されるとき、選択可能な熱分配は、フィルムの長手方向延伸領域に提供される。 Usable cross-web heat distribution systems include any of the systems disclosed above, for example, systems that use repositionable heating elements, systems that use heating elements with channel shielding, or two It can be a system that uses a combination. Other known or later developed cross-web heat distribution systems that can release heat to the web with an adjustable cross-web profile can also be used. The cross-web heat distribution system can be used in a longitudinal orientation machine or in a tentering machine. When used in a tenter, selectable heat distribution is provided in the deformation area of the film. When used in a longitudinal orientation machine, selectable heat distribution is provided in the longitudinal stretch region of the film.
以下の実施例1で説明されるように、測定されたフィルムプロファイルが、レーン08にマッピングされる厚い又は高いスポットを有する場合には、より多くの熱がレーン08に放出されるように、対応するチャネル遮蔽材308を調節することができる。このことによって、そのレーンでフィルムがより多く延伸可能になり、これにより、仕上りフィルム中の厚いスポットが減少する、又は消滅する。同様に、測定されたフィルムプロファイルがレーン22に相当する位置においてフィルム上に低いスポットを示す場合、例えば図3に示されるように、その位置において熱がフィルムに到達するのを阻止するように、チャネル遮蔽材322を移動させることができる。一実施形態では、阻止又は阻止解除の程度は、シャフト180で回転されるねじ付きロッドによるチャネルの前進により調節される。そのような調節は極微的に細かく実施することができ、優れた熱分配制御になることは明らかである。
As described in Example 1 below, if the measured film profile has a thick or high spot that is mapped to lane 08, the response is such that more heat is released to
同様に、実施例3及び4に示されるように、厚いスポットは、再配置可能な加熱要素を長手配向機又は幅出機のいずれかの内で使用して、調節することもできる。再配置可能な加熱要素が旋回も可能であれば、その効果は、更により微細に調節できる。チャネル遮蔽材の実施形態でのように、再配置可能なヒータを使用して、フィルムのウェブ横断厚さを能動的に制御し、所望の最終プロファイルにすることができる。 Similarly, as shown in Examples 3 and 4, the thick spot can also be adjusted using a repositionable heating element within either the longitudinal orientation machine or the tenter. If the repositionable heating element can also be swiveled, the effect can be adjusted even more finely. As in the channel shield embodiment, a repositionable heater can be used to actively control the cross-web thickness of the film to the desired final profile.
幾つかの実施形態では、長手配向されたフィルムは、引き続いて、幅出機内で変形することができる。そのような場合、直感に反することではあるが、ウェブ横断熱分配を幅出機よりもむしろ長手配向ステーションで調節する方が、幅出機下流の仕上りフィルムのウェブ横断厚さプロファイルを修正するのに効果的である。下記実施例2では、意外にも、長手方向延伸中のフィルムへ放出される熱の部分を選択的に遮蔽することによって、ウェブ横断厚さが微細に調節でき、したがって、より均一な2軸延伸フィルムを提供できるということが実証されている。実施例2はチャネル遮蔽材の熱分配システムを用いているが、この方法は、その他のウェブ横断熱分配システムも、例えば、本明細書で開示された再配置可能な加熱要素、又は当該技術分野において既知の他のウェブ横断熱分配システムなども使用可能である。幅出機内で引き続いて変形されたフィルムの均一なウェブ横断厚さを達成するために、長手方向延伸中の長手配向機内で熱分配を制御するというこの方法の独特の手法は、非常に良好な結果をもたらすことができる。 In some embodiments, the longitudinally oriented film can subsequently be deformed in a tenter. In such a case, counter-intuitively, adjusting the cross-web heat distribution at the longitudinal orientation station rather than the tenter corrects the cross-web thickness profile of the finished film downstream of the tenter. It is effective. In Example 2 below, surprisingly, the cross-web thickness can be finely adjusted by selectively shielding the portion of heat released to the film during longitudinal stretching, and thus more uniform biaxial stretching. It has been demonstrated that films can be provided. Although Example 2 uses a channel shield heat distribution system, this method also includes other cross-web heat distribution systems, such as the repositionable heating elements disclosed herein, or the art. Other cross-web heat distribution systems known in U.S.A. can also be used. The unique approach of this method of controlling heat distribution in the longitudinal orientation machine during longitudinal stretching is very good in order to achieve a uniform cross-web thickness of the subsequently deformed film in the tenter Results.
実施例1
図7に示される実施例では、IR反射多層光学フィルムが、ポリメチルメタクリレート(PMMA)とポリエチレンナフタレートのコポリマー(co−PEN)との交互層の押出しにより作製された。そのフィルムは、最初に、3.3:1の延伸比で長手配向され、次に引き続いて、3.3:1の延伸比にて幅出機内で幅配向された。フィルムの光学厚さが、光学厚さ計の使用で、幅出機後に測定された。曲線7Aは、当初マッピングされた、フィルムの光学厚さプロファイルを示す。厚さプロファイルを制御するために、3本のIRロッドヒータと34個のチャネル遮蔽材の組を有する加熱組立品が、長手配向機内で使用された。使用されたIRロッドヒータは、米国ミネソタ州ミネアポリス(Minneapolis, Minnesota, USA)のリサーチ社(Research, Inc.)により製造された、モデル5305シリーズ パラボラストリップヒーター(Parabolic Strip Heaters)であった。チャネル遮蔽材303〜331が、グラフの下部に示されている。チャネル幅は12.7mmである。曲線7Aにおいてチャネル308に対応する位置に示される厚いスポットを表すピークを下げるために、チャネル遮蔽材308が、開始位置35.6mmから最終位置10.2mmまで、25.4mm後退させられた。このチャネル遮蔽材の後退により、より多くの熱が、そのウェブ横断位置においてフィルムに到達できるようなった。より多くの熱がこの位置に放出されると、フィルムのその部分がより多く延伸できることにより、ピークが下がった。結果として得られるマッピングされた厚さプロファイルが、曲線7Bのチャネル遮蔽材308に対応する位置に示される。曲線7Cは、曲線7Aの開始厚さプロファイルから曲線7Bの最終厚さプロファイルまでのパーセント変化を示す。チャネル遮蔽材308に対応する位置において、曲線7Cは、チャネル遮蔽材308を−25.4mmだけ移動させることにより、厚さプロファイルが約−3%だけ変化することを示している。同様に、チャネルを遮蔽する効果が、曲線7A〜Cのチャネル遮蔽材322に対応する位置において示されている。開始厚さプロファイルは、曲線7Aに示されるように、薄いスポットを表す窪みをこの位置に有する。チャネル遮蔽材322を25.4mm前進させて最終位置61mmにすることにより、より多くの熱がフィルムのその部分に到達することを阻止され、フィルムが隣接部分より少なく延伸されるようになった。このことは、曲線7Bに示されるように、厚さプロファイルがその位置において増大するという結果になった。この位置のパーセント変化は、曲線7Cに示されるように、約3%だけ変化した。
Example 1
In the example shown in FIG. 7, an IR reflective multilayer optical film was made by extrusion of alternating layers of polymethyl methacrylate (PMMA) and a copolymer of polyethylene naphthalate (co-PEN). The film was first longitudinally oriented at a stretch ratio of 3.3: 1 and then subsequently width oriented in a tenter at a stretch ratio of 3.3: 1. The optical thickness of the film was measured after tentering using an optical thickness meter.
実施例2
図8に示される実施例では、IR反射多層光学フィルムが、ポリメチルメタクリレート(PMMA)とポリエチレンナフタレートのコポリマー(co−PEN)との交互層の押出しにより作製された。そのフィルムは、3.3:1の延伸比で長手配向された。フィルムは、引き続いて、3.3:1の延伸比にて幅出機内で横断方向に延伸された。フィルムの光学厚さが、光学厚さ計の使用で、幅出機後に測定された。曲線8Aは、長手配向ステーション上にマッピングされた、フィルムの当初ウェブ横断光学厚さプロファイルを示す。厚さプロファイルを制御するために、3本のIRロッドヒータと34個のチャネル遮蔽材の組を有する加熱組立品が、長手配向機内で使用された。使用されたIRロッドヒータは、米国ミネソタ州ミネアポリス(Minneapolis, Minnesota, USA)のリサーチ社(Research, Inc.)により製造された、モデル5305シリーズ パラボラストリップヒーター(Parabolic Strip Heaters)であった。チャネル遮蔽材303〜331が、グラフの下部に示されている。チャネル幅は12.7mmであった。
Example 2
In the example shown in FIG. 8, an IR reflective multilayer optical film was made by extrusion of alternating layers of polymethyl methacrylate (PMMA) and a copolymer of polyethylene naphthalate (co-PEN). The film was longitudinally oriented with a stretch ratio of 3.3: 1. The film was subsequently stretched in the transverse direction in a tenter with a stretch ratio of 3.3: 1. The optical thickness of the film was measured after tentering using an optical thickness meter. Curve 8A shows the initial cross-web optical thickness profile of the film mapped onto the longitudinal orientation station. To control the thickness profile, a heating assembly having a set of 3 IR rod heaters and 34 channel shields was used in the longitudinal orientation machine. The IR rod heater used was a model 5305 series Parabolic Strip Heaters manufactured by Research, Inc. of Minneapolis, Minnesota, USA. Channel shields 303-331 are shown at the bottom of the graph. The channel width was 12.7 mm.
曲線8Aに示されるフィルムのプロファイルが、図8下部の各チャネル遮蔽材の最終設定に表示されるように、チャネル遮蔽材の幾つかを移動させることにより調節された。表1は、チャネル遮蔽材303〜331の初期設定及び最終設定を示す。得られた光学厚さプロファイルが、曲線8Bに示されている。曲線8Cは、最終厚さプロファイルと初期厚さプロファイルの間のパーセント変化を示す。曲線8Bは、曲線8Aに示される初期フィルムプロファイルが、IRヒータの組とチャネル遮蔽材の組を有するウェブ横断熱分配システムの使用で、より均一に調節可能であることを実証している。
The film profile shown in curve 8A was adjusted by moving some of the channel shields as displayed in the final settings for each channel shield at the bottom of FIG. Table 1 shows the initial setting and the final setting of the
実施例3
図9に示される実施例では、多層光学フィルムが、ポリエチレンテレフタレート(polyeylene terephthalate)(PET)とPMMAのコポリマーとの交互層の押出しにより作成された。そのフィルムは、3.35:1の延伸比で長手配向された。フィルムは、引き続いて、3.3:1の延伸比にて幅出機内で横断方向に配向された。幅出機は、再配置可能で旋回型の加熱要素の組を、幅出機の横断延伸領域内に備えていた。各加熱要素は、長さが325mm、幅が10mmで、80mm幅のパラボラ反射器付きであった。使用された加熱要素は、米国ミズーリ州セントルイス(St. Louis, Missouri, USA)のワトロウエレクトリック(Watlow Electric)から入手可能なレイマックス(Raymax)モデル1525であった。加熱要素の中心が、この実施例での旋回点及び特定位置(position location)として使われた。フィルムの光学厚さが、光学厚さ計の使用で、幅出機後に測定された。曲線9A、9B、及び9Cは、ウェブ横断熱分配システムの異なる配置に対するウェブ横断位置の関数として光学厚さ変化を示し、再配置可能で旋回型のIRヒータの仕上りフィルムへの効果を実証している。加熱要素の電力及び角度の配向(angles of orientation)を表2及び3に列記する。
Example 3
In the example shown in FIG. 9, a multilayer optical film was made by extrusion of alternating layers of polyeylene terephthalate (PET) and a copolymer of PMMA. The film was longitudinally oriented with a stretch ratio of 3.35: 1. The film was subsequently oriented in the transverse direction in the tenter at a stretch ratio of 3.3: 1. The tenter was equipped with a set of repositionable and swiveling heating elements in the transverse stretch region of the tenter. Each heating element was 325 mm in length, 10 mm in width and was equipped with an 80 mm wide parabolic reflector. The heating element used was a Raymax model 1525 available from Watlow Electric, St. Louis, Missouri, USA. The center of the heating element was used as the pivot point and position location in this example. The optical thickness of the film was measured after tentering using an optical thickness meter. Curves 9A, 9B, and 9C show the optical thickness change as a function of cross-web position for different configurations of the cross-web heat distribution system, demonstrating the effect on the finished film of a repositionable swivel IR heater. Yes. The power and angles of orientation of the heating elements are listed in Tables 2 and 3.
単一の加熱要素が一定電力及び同一の角度の配向(angles of orientation)に保たれる時、ウェブ横断光学厚さプロファイルの変化は、3つの曲線9A、9B、及び9Cのそれぞれについて同じままである。この効果は、第一の加熱要素962に対応するウェブ横断位置460mmにおける、曲線9A、9B、及び9Cの窪みとして観察される。単一の加熱要素が、一定電力に保たれているが、角度の配向(angles of orientation)が変化する時、拡大効果が観察される。曲線9A、9B、及び9Cの950mmにおける窪みは、単一ロッドヒータが原因のこの拡大効果を実証している。この実施例では、950mmに配置された第二のヒータ964が、曲線9Aにおける0度から、曲線Bでは12.5度に、曲線Cでは25度に回転された。
When a single heating element is kept at a constant power and the same angles of orientation, the change in the cross-web optical thickness profile remains the same for each of the three
実施例4
図10〜13に示される実施例では、多層光学フィルムが、PETとPMMAのコポリマーとの交互層の押出しにより作製された。そのフィルムは、3.35:1の延伸比で長手配向された。フィルムは、引き続いて、3.3:1の延伸比で横断方向に配向された。幅出機は、4つの再配置可能で旋回型の加熱要素の組を、横断延伸領域内に備えていた。各加熱要素は、長さが325mm、幅が10mmで、80mm幅のパラボラ反射器付きであった。使用された加熱要素は、米国ミズーリ州セントルイス(St. Louis, Missouri, USA)のワトロウエレクトリック(Watlow Electric)から入手可能なレイマックス(Raymax)モデル1525であった。各加熱要素の中心が、旋回点として使われた。この実施例の各加熱要素の中心位置が、表4〜7において「位置、右」として表され、旋回のための可動ボルトの位置が、「位置、左−傾き」として表されている。フィルムの光学厚さが、光学厚さ計の使用で、幅出機の下流で測定された。図10〜13のそれぞれの曲線Aは、当初ウェブ横断光学厚さプロファイルを示す。図10〜13は、ヒータ設定を変化させた継続の繰り返しを表す。最初に、フィルムのウェブ横断光学厚さプロファイルが測定された。測定されたデータ点が、図10の曲線Aとしてプロットされている。次に、フィルムの測定されたウェブ横断光学厚さプロファイルが、横断延伸領域上にマッピングされた。マッピングされたプロファイルに応じて、ヒータ1〜4が、表4に示されるパラメーターにより、第一の繰り返しに設定された。結果として得られるウェブ横断光学厚さプロファイルが測定され、図10の曲線Bとして示されている。第一の繰り返しの結果として得られた光学厚さ(図10の曲線B)が、次に、第二の繰り返しの当初厚さプロファイル(図11の曲線A)になる。光学厚さプロファイルを測定する段階と、測定された光学厚さプロファイルを延伸領域上にマッピングする段階と、マッピングされたプロファイルに応じてウェブ横断熱分配システムを調節する段階とが、フィードバックループを形成し、所望の最終厚さプロファイルに到達するまで、これが繰り返される。第二の繰り返しでは、ヒータ1〜4が、表5に列記されたパラメーターにより設定される。結果として得られる光学厚さプロファイルが、表11の曲線Bとしてプロットされている。このプロセスが、表6及び7のヒータ設定に示されるように、更に2回の繰り返しを通して再現され、厚さプロファイルが、図12及び13にプロットされている。4つの再配置可能で旋回型のIRヒータの組の仕上りフィルムのウェブ横断光学厚さプロファイルに関する協同効果が、図13の曲線Bにより例示されている。図13の曲線Bは、ほぼ1300〜1850mmの範囲において、関心のあるこの状況内に(in this regime of interest)配置された4つの再配置可能な加熱要素の組の使用で、平らな最終厚さプロファイルが獲得可能であることを示している。1850mmを越えるウェブ横断位置における「谷」は、ダイボルト調節などの他の手段により対処可能であることに留意されたい。
Example 4
In the examples shown in FIGS. 10-13, multilayer optical films were made by extrusion of alternating layers of PET and PMMA copolymers. The film was longitudinally oriented with a stretch ratio of 3.35: 1. The film was subsequently oriented in the cross direction at a stretch ratio of 3.3: 1. The tenter was equipped with a set of four repositionable and swivel heating elements in the transverse stretch region. Each heating element was 325 mm in length, 10 mm in width and was equipped with an 80 mm wide parabolic reflector. The heating element used was a Raymax model 1525 available from Watlow Electric, St. Louis, Missouri, USA. The center of each heating element was used as the pivot point. The center position of each heating element of this embodiment is represented as “Position, Right” in Tables 4 to 7, and the position of the movable bolt for turning is represented as “Position, Left-Inclination”. The optical thickness of the film was measured downstream of the tenter with the use of an optical thickness meter. Each curve A in FIGS. 10-13 shows the initial cross-web optical thickness profile. 10-13 represent repeated iterations with changing heater settings. Initially, the cross-web optical thickness profile of the film was measured. The measured data points are plotted as curve A in FIG. The measured web transverse optical thickness profile of the film was then mapped onto the transverse stretch region. Depending on the mapped profile, heaters 1-4 were set to the first iteration with the parameters shown in Table 4. The resulting cross-web optical thickness profile was measured and is shown as curve B in FIG. The optical thickness obtained as a result of the first iteration (curve B in FIG. 10) then becomes the initial thickness profile for the second iteration (curve A in FIG. 11). The steps of measuring the optical thickness profile, mapping the measured optical thickness profile onto the stretched region, and adjusting the cross-web heat distribution system according to the mapped profile form a feedback loop. This is repeated until the desired final thickness profile is reached. In the second iteration, heaters 1-4 are set according to the parameters listed in Table 5. The resulting optical thickness profile is plotted as curve B in Table 11. This process is reproduced through two more iterations, as shown in the heater settings in Tables 6 and 7, and the thickness profile is plotted in FIGS. The cooperative effect on the cross-web optical thickness profile of the finished film of a set of four repositionable swivel IR heaters is illustrated by curve B in FIG. Curve B in FIG. 13 shows a flat final thickness with the use of a set of four repositionable heating elements arranged in this regime of interest, in the range of approximately 1300-1850 mm. This indicates that the profile can be acquired. Note that “valleys” at cross-web positions greater than 1850 mm can be addressed by other means such as die bolt adjustment.
本発明は様々な変更例および代替形態が容易にできるものではあるが、図面及び詳細な説明中の実施例を手段として、本発明の明細が示されてきた。しかし、説明された特定の実施形態に本発明を限定しようとする意図でないことは理解されよう。反対に、意図されているのは、添付の特許請求の範囲により規定されるような本発明の要旨および範囲内にある、変更例、等価物および代替物を網羅することである。 While the invention is susceptible to various modifications and alternative forms, specifics thereof have been shown by way of example in the drawings and the detailed description. It will be understood, however, that the intention is not to limit the invention to the particular embodiments described. On the contrary, the intention is to cover modifications, equivalents and alternatives falling within the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims.
本発明は、添付図面と関連する次の詳細な説明を考慮すればより完全に理解できるものであり、同じ参照番号は同じ要素を表す。添付図は、例示的な例として意図されており、限定するものとは考えられていない。 The present invention is more fully understood upon consideration of the following detailed description in conjunction with the accompanying drawings, wherein like reference numerals represent like elements. The accompanying drawings are intended as illustrative examples and are not intended to be limiting.
Claims (3)
前記延伸機又は幅出機内で前記フィルムに選択的に熱を分配する、ウェブ横断方向の熱分配システムと、
前記ウェブ横断方向の熱分配システムから下流に配置された、前記フィルムのウェブ横断方向の厚さプロファイルを測定する厚さ計と、
前記測定されたウェブ横断方向の厚さプロファイルに応じて熱の分配を選択するフィードバック機構と、を備え、
前記ウェブ横断方向の熱分配システムは、前記熱分配領域に近接するとともに前記ウェブ横断方向に配置された複数の熱遮蔽材及び加熱要素を含み、前記加熱要素により生成された熱の少なくとも一部が前記フィルムに到達するのを少なくとも1つの熱遮蔽材が阻止するように、各熱遮蔽材がウェブ長手方向に移動可能に配置されている、
フィルムハンドリング装置。A stretching machine or a tenter having a heat distribution region and stretching the polymer film in its longitudinal direction;
A cross-web heat distribution system that selectively distributes heat to the film in the stretcher or tenter.
A thickness meter disposed downstream from the cross-web heat distribution system for measuring a cross-web thickness profile of the film;
A feedback mechanism that selects heat distribution in response to the measured cross-web thickness profile;
The cross-web heat distribution system includes a plurality of heat shields and heating elements proximate to the heat distribution area and disposed in the cross-web direction, wherein at least a portion of the heat generated by the heating elements is Each heat shield is arranged to be movable in the longitudinal direction of the web such that at least one heat shield prevents the film from reaching the film,
Film handling device.
ウェブ横断方向に配置された複数の熱遮蔽材を備えたウェブ横断方向の熱分配システムを有し、高分子フィルムをその長手方向に延伸する延伸機又は幅出機内で前記フィルムを変形する工程と、
前記ウェブ横断方向の熱分配システムから下流の位置において、前記フィルムの前記ウェブ横断方向の厚さプロファイルを測定する工程と、
前記測定されたウェブ横断方向の厚さプロファイルに応じて、前記ウェブ横断方向に配置された複数の熱遮蔽材のうちの少なくとも1つの熱遮蔽材を選択的にウェブの長手方向に移動させることによって、前記ウェブ横断方向の熱分配システムを調節する工程と、
を含む方法。A method for controlling a thickness profile in a cross-web direction of a polymer film, comprising:
A step of deforming the film in a stretcher or a tenter that has a heat distribution system in the transverse direction of the web with a plurality of heat shields arranged in the transverse direction of the web and stretches the polymer film in the longitudinal direction thereof; ,
Measuring the cross-web thickness profile of the film at a location downstream from the cross-web heat distribution system;
Depending on the thickness profile of the measured cross-web direction, by moving at least one longitudinal selectively web heat shielding member of a plurality of heat shielding material disposed in the cross-web direction Adjusting the cross-web heat distribution system;
Including methods.
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