JP4875070B2 - Cross-web heat distribution system and method using repositionable heater - Google Patents

Cross-web heat distribution system and method using repositionable heater Download PDF

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Description

本出願は、押し出されたか、または配向されたフィルムにおける厚さのばらつきを制御することに関する。   This application relates to controlling thickness variations in extruded or oriented films.

フィルムの押出成形は、典型的にはフィルムの長さおよび幅に沿って厚さのばらつきを生じさせる。厚さのばらつきを制御する先行技術方法としては、ダイボルトを調節する(米国特許第4,409,160号、コゴ(Kogo)ら)、延伸中に静止形ヒーターの加熱パワーを調節する(米国特許第3,347,960号、フェンリー(Fenley);特開昭52−047070号、筒井)または完成フィルムのロールが外観は均一であるよう、ウェブを横断して変化する場所において厚い箇所と薄い箇所を意図的に発生させる(英国特許第1,437,979号、ヘキスト社(Hoechst Aktiengesellschaft);英国特許第1,437,980号、ヘキスト社(Hoechst Aktiengesellschaft))ことが挙げられる。   Film extrusion typically results in thickness variations along the length and width of the film. Prior art methods for controlling thickness variations include adjusting the die bolt (US Pat. No. 4,409,160, Kogo et al.) And adjusting the heating power of the stationary heater during stretching (US Pat. No. 3,347,960, Fenley; JP-A-52-047070, Tsutsui) or thick and thin areas where the roll of the finished film changes across the web so that the appearance is uniform (UK Patent No. 1,437,979, Hoechst Aktiengesellschaft; British Patent No. 1,437,980, Hoechst Aktiengesellschaft).

本出願は、オリエンターにおけるフィルムへの熱の選択可能な分配を提供するためのクロスウェブ熱分配システムを使用して高分子フィルムのクロスウェブ厚さプロファイルを制御するためのシステムおよび方法を開示し、前記クロスウェブ熱分配システムは少なくとも1つの選択可能で再配置可能な加熱素子を備える。上記の要約は、本発明の開示された各実施形態、またはあらゆる実施を記載するものではない。以下の図および発明を実施するための最良の形態は、説明的な実施形態をより具体的に例証する。   The present application discloses a system and method for controlling the cross-web thickness profile of a polymeric film using a cross-web heat distribution system for providing a selectable distribution of heat to film in an orienter. The cross-web heat distribution system comprises at least one selectable and repositionable heating element. The above summary is not intended to describe each disclosed embodiment or every implementation of the present invention. The following figures and best mode for carrying out the invention more specifically illustrate the illustrative embodiments.

本出願は、配向されたフィルムにおける厚さのばらつきを制御することに関する。フィルムの製造は、典型的にはフィルムの長さおよび幅に沿って厚さのばらつきを生じさせる。この出願は、配向されたフィルムのクロスウェブ厚さプロファイルを細かくかつ能動的に調節する新規システムおよび方法を開示する。   The present application relates to controlling thickness variations in oriented films. Film manufacture typically results in thickness variations along the length and width of the film. This application discloses a novel system and method for finely and actively adjusting the cross-web thickness profile of an oriented film.

開示されたシステムおよび方法は、その性状がフィルム製造中に延伸から恩恵を受けることができる任意のポリマーを含むフィルムの製造に使用してもよい。フィルムは、1またはそれより多くのポリマーを含んでもよい。2つ以上の構成成分ポリマーを有するフィルムは、1つのポリマーが連続相であり、かつ1つまたはそれより多いポリマーが分散した相である混和性の混合物、不混和性の混合物、共連続混合物、互いに貫通するポリマー網状組織、および任意の層数を持つ層状フィルムを含むが、それらに限定されない、任意の形態的なまたは構造的形状を有してもよい。目下開示されているシステムおよび方法は、多層光学フィルムにとって特に有用である。これらのシステムおよび方法はまた、ポリエステルを含むフィルムにとって特に有用である。   The disclosed systems and methods may be used in the manufacture of films that include any polymer whose properties can benefit from stretching during film manufacture. The film may contain one or more polymers. A film having two or more constituent polymers is a miscible mixture, an immiscible mixture, a co-continuous mixture, where one polymer is a continuous phase and one or more polymers are dispersed. It may have any morphological or structural shape including, but not limited to, a polymer network penetrating each other and a layered film with any number of layers. The systems and methods currently disclosed are particularly useful for multilayer optical films. These systems and methods are also particularly useful for films comprising polyester.

この開示されたシステムまたは方法を使用することにより作成される多層光学フィルムとしては、ミラーフィルム、反射偏光子のような偏光フィルム、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、または例えば、紫外線または赤外線遮蔽、色合付け、または陰影付けを可能とする(建築、自動車、温室、またはその他の用途向け)ウィンドウ(エネルギー制御または太陽光制御)フィルムを挙げてもよいが、それらに限定されない。   Multilayer optical films made by using this disclosed system or method include mirror films, polarizing films such as reflective polarizers, display films, optical filters, compensation films, antireflection films, or, for example, UV Or include (but are not limited to) window (energy control or solar control) films that allow infrared shielding, tinting, or shading (for architecture, automobiles, greenhouses, or other applications).

本システムまたは方法を使用して作成されるフィルムは、多層光学フィルムである必要はない。これら以外の高性能フィルムは、本明細書に開示されるクロスウェブ厚さ制御から恩恵を受けることも可能である。高性能フィルムの用途としては、オーディオ、ビデオ、またはデ−タのアナログまたはディジタル記録用磁気メディアベースフィルム、グラフィックアートフィルム、リプログラフィックフィルム、オーバヘッドプロジェクター用透明フィルム、写真フィルム、x線フィルム、マイクロフィルム、写真プリントフィルム、インクジェット印刷フィルム、普通紙複写機フィルム、版面フィルム、色校正フィルム、ディ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、製図およびジアゾ印刷フィルム、ホログラフフィルム、接着テープ基材、研摩基材、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、積層フィルム、包装フィルム、ヒートシールフィルム、蓋フィルム、デュアルオーブン用耐熱フィルム、バリヤーフィルム、スタンピング箔、メタライジングフィルム、装飾フィルム、アーカイブおよび保存用フィルム、ワイヤおよび電線、モーター、変圧器、並びに発電機用電気絶縁フィルム、フレキシブル印刷回路フィルム、キャパシタフィルム、クレジットカード、プリペイドカード、IDカード、および「スマートカード」のようなカード用フィルム、耐引っかき性、落書き防止またはシャッター防護用ウィンドウまたはセーフティフィルム (セキュリティーフィルム)、皮膜スイッチフィルム、タッチスクリーンフィルム、医療センサーおよび診断装置フィルム、防音フィルム、音響スピーカフィルム、並びにドラムヘッドフィルムが挙げられるが、それらに限定されない。   Films made using the present system or method need not be multilayer optical films. Other high performance films may also benefit from the cross web thickness control disclosed herein. High performance film applications include magnetic media base film for audio, video, or data analog or digital recording, graphic art film, reprographic film, transparent film for overhead projector, photographic film, x-ray film, microfilm , Photographic print film, inkjet printing film, plain paper copier film, 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 base Material, polishing substrate, label film, release liner film, masking film, laminated film, packaging film, heat seal film, lid film, dual offset film Heat-resistant film for barrier, barrier film, stamping foil, metalizing film, decorative film, film for archiving and storage, wire and wire, motor, transformer, and electrical insulation film for generator, flexible printed circuit film, capacitor film, credit Cards, prepaid cards, ID cards, and card films such as “smart cards”, scratch-resistant, anti-graffiti or shutter protective windows or safety films (security films), membrane switch films, touch screen films, medical sensors and Examples include, but are not limited to, diagnostic device films, soundproof films, acoustic speaker films, and drumhead films.

完成フィルムに対して特定の光学的および/または物理的特性を付与するため、ポリマーはフィルムダイを通過して押し出し可能であり、そのオリフィスは一連のダイボルトにより通常制御される。押し出しフィルムは、たとえば 所望の性質により決定される比率において延伸することにより、引き続いて配向可能である。長手方向延伸は、図1に示すように、長さオリエンター100においてプルロールにより行うことができる。長さオリエンターは、典型的には1つまたはそれより多い長手方向延伸領域を有する。横方向延伸は、図1に示すテンターオーブン200において行うことができる。テンターオーブンは、通常少なくとも1つの予熱領域210および横方向延伸領域220を含有する。多くの場合テンターオーブンはまた、図1に示すように、ヒートセット領域230を含有する。システムは、1以上の任意のまたはすべてのこれらの領域を含有するよう設計可能である。もし所望されるならば、フィルムは二軸配向することができる。二軸延伸は、逐次にまたは同時に行うことできる。フィルムはまた、長手方向延伸のみにより、または横方向延伸のみにより製造することもできる。一軸延伸にあっては、約3:1〜10:1の延伸比が一般的である。二軸延伸にあっては、製品の長手方向および横方向延伸比は通常、4:1〜60:1の範囲にある。当業者であれば、所与のフィルムに適切なものとして他の延伸比を使用してもよいことを理解するであろう。   In order to impart specific optical and / or physical properties to the finished film, the polymer can be extruded through the film die and its orifice is usually controlled by a series of die bolts. The extruded film can be subsequently oriented, for example by stretching in a ratio determined by the desired properties. As shown in FIG. 1, the longitudinal stretching can be performed by a pull roll in the length orienter 100. The length orienter typically has one or more longitudinal stretch regions. The transverse stretching can be performed in a tenter oven 200 shown in FIG. A tenter oven typically contains at least one preheat zone 210 and a transverse stretch zone 220. Often, the tenter oven also contains a heat set area 230, as shown in FIG. The system can be designed to contain one or more of any or all of these regions. If desired, the film can be biaxially oriented. Biaxial stretching can be performed sequentially or simultaneously. The film can also be produced by longitudinal stretching alone or by transverse stretching alone. For uniaxial stretching, a stretch ratio of about 3: 1 to 10: 1 is common. In biaxial stretching, the longitudinal and transverse stretch ratios of the product are usually in the range of 4: 1 to 60: 1. One skilled in the art will appreciate that other stretch ratios may be used as appropriate for a given film.

この出願の目的で、用語「横方向延伸領域」とは純粋に横方向延伸領域またはテンターオーブンにおける同時二軸延伸領域のいずれかをいう。「テンター」とは、機械の方向に搬送されながらフィルムがそれによりその縁部において把持される任意の装置を意味する。典型的には、フィルムはテンターにおいて延伸される。広くは、テンターにおける延伸方向は、機械の方向に対して直角 (横方向または横断方向)であるが、他の延伸方向、たとえばフィルム走行に対して直角な角度以外の角度における方向もまた意図されている。所望により、機械の方向以外である第1の方向においてフィルムを延伸するのに加えて、テンターはまた、機械の方向または機械の方向に接近した方向のいずれかである第2の方向にフィルムを延伸できる場合もある。テンター内での第2の方向延伸は、第1の方向延伸と同時にもしくは別々に、のいずれかで行なってもよいし、または両方で行なってもよい。テンター内での延伸は、任意の数の工程において行なってもよいし、その各々は第1の方向、第2の方向、または両方における延伸の成分を有してもよい。テンターはまた、その縁部において把持されない場合には収縮するであろうフィルムにおいて横方向弛緩の量を制御するために使用可能である。この場合、弛緩は弛緩領域において行なわれる。   For the purposes of this application, the term “transverse stretching region” refers to either a purely transverse stretching region or a simultaneous biaxial stretching region in a tenter oven. “Tenter” means any device by which a film is gripped at its edges while being conveyed in the direction of the machine. Typically, the film is stretched in a tenter. Broadly, the stretching direction in the tenter is perpendicular to the machine direction (transverse or transverse direction), but other stretching directions are also contemplated, such as directions at angles other than those perpendicular to film travel. ing. Optionally, in addition to stretching the film in a first direction that is other than the machine direction, the tenter may also stretch the film in a second direction that is either the machine direction or a direction close to the machine direction. In some cases, it can be stretched. The second direction stretching in the tenter may be performed either simultaneously with the first direction stretching or separately, or both. Stretching in the tenter may be performed in any number of steps, each of which may have stretching components in the first direction, the second direction, or both. The tenter can also be used to control the amount of lateral relaxation in the film that will shrink if not gripped at its edges. In this case, relaxation takes place in the relaxation region.

一般的な工業的に有用なテンターは、フィルムの2つの縁部を2組のテンタークリップで把持する。テンタークリップの各組は、チェーンにより駆動され、かつクリップは2条のレール上に載り、テンターを通って走行するときにレールが互いに分岐するようにその位置を調節可能である。この分岐は、結果的に横断方向延伸をもたらす。この一般的なスキームに関する変形は既知であり、かつ本明細書において考察される。   A typical industrially useful tenter grips two edges of the film with two sets of tenter clips. Each set of tenter clips is driven by a chain, and the clips rest on two rails and can be adjusted in position so that the rails diverge from one another when traveling through the tenter. This branching results in transverse stretching. Variations on this general scheme are known and discussed herein.

テンターによってはフィルムを機械の方向に、または機械の方向に接近した方向に延伸可能なものもあり、同時にそれらはフィルムを横断方向に延伸させる。これらは、同時二軸延伸テンターと呼ばれることが多い。クリップを駆動するために1つの形式は、パンタグラフまたは鋏のような機構を使用する。これは、各レール上のクリップがレールに沿って進行するにつれてそのレール上のそれらの最も近い隣のクリップから分岐することを可能にさせる。まさに従来式テンターのように、勿論、各レール上のクリップは、2条のレールの互いからの分岐に起因して反対側レール上のそれらのカウンターパートから分岐する。同時二軸延伸テンターの他の方式は、チェーン毎に様々に異なるピッチのねじに取って代わる。このスキームにおいて、クリップの各セットは、ねじ山の運動によりそのレールに沿って駆動され、かつ様々に異なるピッチはレールに沿ったクリップの分岐に備える。同時二軸延伸テンターのさらに他の方式において、クリップはリニアモーターにより個別に電磁気的に駆動されるので、各レールに沿ったクリップの分岐を可能にさせる。同時二軸延伸テンターはまた、機械の方向のみにおける延伸にも使用可能である。この場合では、機械の方向延伸は機械の方向延伸領域において行われる。この出願では、横方向延伸、弛緩、および機械の方向延伸は変形の例であり、かつ横延伸領域、弛緩領域、または機械の方向延伸領域は変形領域の例である。テンター内で2方向に変形を実現させるこれら以外の方法もまた、可能である場合もあり、かつ本出願により考察される。   Some tenters can stretch the film in the direction of the machine or in a direction close to the direction of the machine, while at the same time they stretch the film in the transverse direction. These are often referred to as simultaneous biaxial stretching tenters. One form for driving the clip uses a mechanism such as a pantograph or scissors. This allows the clips on each rail to diverge from their nearest neighbor clips on that rail as they travel along the rail. Just like a conventional tenter, of course, the clips on each rail branch off from their counterparts on the opposite rail due to the branching of the two rails from each other. Other methods of simultaneous biaxial stretching tenters replace screws with different pitches for each chain. In this scheme, each set of clips is driven along its rail by the movement of a thread, and different pitches provide for the branching of the clips along the rail. In yet another system of simultaneous biaxial stretching tenters, the clips are individually electromagnetically driven by a linear motor, allowing the clips to branch along each rail. Simultaneous biaxial stretching tenters can also be used for stretching in the machine direction only. In this case, the machine direction stretching takes place in the machine direction stretching region. In this application, transverse stretching, relaxation, and machine directional stretching are examples of deformation, and transverse stretching, relaxation, or machine directional stretching are examples of deformation regions. Other methods of achieving deformation in two directions within the tenter may also be possible and are contemplated by this application.

フィルム処理方法は、押出し機ダイ10を介する押出し高分子溶融を含むことができる。ダイリップ(出口部分)輪郭は、多くの場合一連のダイボルトで調節可能である。多層フィルムにあっては、多重溶融流および多重押出し機が使用される。押出品は、回転キャスティングホイール12上で冷却される。この箇所におけるフィルムは「キャストウェブ」と呼ばれることが多い。配向中に、フィルムまたはキャストウェブは完成フィルムの所望の性状に応じて機械の方向、横方向、または両方向に延伸される。フィルム処理の詳細は、例えば米国特許第6,830,713号(ヘブリンク(Hebrink)ら)に記載される。簡潔にするために、本明細書では「押出品」、「キャストウェブ」または「完成フィルム」間の区別に関係なく、プロセスの任意の段階におけるフィルムを意味するために用語「フィルム」を用いるものとする。ただし、当業者はプロセスにおける異なる箇所におけるフィルムを上記の代わりの用語により、並びに当該技術分野において既知のその他の用語により呼ぶことができることを理解するであろう。   The film processing method can include extruded polymer melt through an extruder die 10. The die lip (exit part) profile is often adjustable with a series of die bolts. For multilayer films, multiple melt streams and multiple extruders are used. The extrudate is cooled on a rotating casting wheel 12. The film at this point is often called the “cast web”. During orientation, the film or cast web is stretched in the machine direction, the transverse direction, or both directions depending on the desired properties of the finished film. Details of film processing are described, for example, in US Pat. No. 6,830,713 (Hebrink et al.). For the sake of brevity, the term “film” is used herein to mean a film at any stage of the process, regardless of the distinction between “extruded product”, “cast web” or “finished film” And However, those skilled in the art will appreciate that films at different points in the process may be referred to by the above alternative terms, as well as other terms known in the art.

フィルム作成プロセスの全体を通じて、幾つかの要素がフィルム厚さ均一性のばらつきの一因となりうる。例えば、均一性のゆらぎは、ダイリップ輪郭、クロスウェブダイ温度、クロスウェブ・キャスティングホイール温度、周囲空気における気流、不均一なテンター温度および/または圧力、および当業者にとって自明である様々なその他の要因におけるばらつきを含む、クロスウェブ状態の幾つかのばらつきに起因する可能性がある。フィルム均一性は、高品質多層フィルム、特に多層光学フィルムにおいて重要である。ますます増えつつある用途にあっては、これらのフィルムが広い領域にわたって高度の物理的および光学的均一性を呈示することが望ましい。本出願において開示されるシステムおよび方法は、このようなフィルム均一性を達成するための能動的なクロスウェブ制御を提供可能である。   Several factors can contribute to variations in film thickness uniformity throughout the film making process. For example, uniformity fluctuations can include die lip contour, cross web die temperature, cross web casting wheel temperature, airflow in ambient air, non-uniform tenter temperature and / or pressure, and various other factors that are obvious to those skilled in the art. May result from several variations in cross-web conditions, including variations in. Film uniformity is important in high quality multilayer films, especially multilayer optical films. In an increasing number of applications, it is desirable for these films to exhibit a high degree of physical and optical uniformity over a large area. The systems and methods disclosed in this application can provide active cross-web control to achieve such film uniformity.

フィルム製造におけるクロスウェブ厚さを制御する典型的な方法は、キャストウェブ成形プロセス中のダイにおけるダイボルトの調節にかかわる。これらの調節は、ダイボルトを物理的に回転させるかまたはダイボルト温度を変化させることによりダイリップの物理的間隔を変化させることを含む。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かつ緩慢である。ダイリップの物理的間隔を変化させることは、ダイリップの柔軟性が無いことに起因して粗い調節をもたらす。大抵の場合、単一のダイボルトを調節する効果が、完成フィルムにおいて最大7本のダイボルトレーンにおいてフィルム厚さを変化させる。したがって、ダイボルト間隔を調節することによりクロスウェブ厚さの細かいばらつきを制御することは難しい。ダイボルトヒーターが暖機および冷却するのにかなり長い時間を要するので、ダイボルト温度を変化させることは厚さ調節の緩慢な変化を生じさせる 。これに加えて、フィルムラインにおけるダイからワインダ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かなり長いことが多くなり、厚さプロファイル制御を困難かつ緩慢にさせる。   A typical method for controlling the crossweb thickness in film production involves the adjustment of 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 die bolt temperature. However, the result of die bolt adjustment on film thickness is coarse and slow. Changing the physical spacing of the die lip results in coarse adjustment due to the inflexibility of the die lip. In most cases, the effect of adjusting a single die bolt will change the film thickness in up to seven die bolt lanes in the finished film. Therefore, it is difficult to control the fine variation of the cross web thickness by adjusting the die bolt interval. Changing the die bolt temperature causes a slow change in thickness adjustment because the die bolt heater takes a considerable amount of time to warm up and cool down. In addition, the long path from the die to the winder in the film line often results in a fairly long response time from die bolt adjustment to thickness change, making thickness profile control difficult and slow.

押出しフィルムのクロスウェブ厚さを制御するこの開示されたシステムおよび方法は、フィルムが作成されつつあるときの厚さプロファイルの能動的で、微細な制御を見込む。クロスウェブ厚さ制御は、クロスウェブ厚さプロファイルを監視し、かつ延伸または変形中にフィルムへ加えられる熱の分配プロファイルを制御することにより達成できる。クロスウェブ厚さプロファイルの監視は、物理的または光学的厚さプロファイルを測定することおよび熱分配制御が行われる場所へ測定プロファイルをマッピングすることを含むことができる。監視プロファイルに応答してクロスウェブ熱分配を制御する各種システムおよび方法について述べる。厚さを監視し、かつ熱分配を調節する工程は、フィルムにおいて所望の最終厚さプロファイルに到達するまで繰り返し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。この開示されたシステムおよび方法はまた、クロスウェブ厚さプロファイルの微細な制御を実現するためにダイボルト調節と共に使用することができる。   This disclosed system and method for controlling the cross-web thickness of an extruded film allows for active and fine control of the thickness profile as the film is being made. Cross-web thickness control can be achieved by monitoring the cross-web thickness profile and controlling the distribution profile of the heat applied to the film during stretching or deformation. Cross-web thickness profile monitoring can include measuring a physical or optical thickness profile and mapping the measurement profile to a location where heat distribution control is performed. Various systems and methods for controlling cross-web heat distribution in response to a monitoring profile 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 reached in the film. The disclosed system and method can also be used with die bolt adjustment to achieve fine control of the cross-web thickness profile.

幾つかの開示された実施形態において、二軸配向高分子フィルムのクロスウェブ厚さプロファイルを制御する特定の技術が利用される。たとえば、場合によっては熱分配プロファイルを調節するのにチャネルブロッカーが使用されたり、また場合によっては熱分配プロファイルを調節するのに再配置可能な、旋回可能な加熱素子が使用されたりすることがある。これらの技術は、変形中、たとえば長手方向に、横方向に、二軸的に、または制御された弛緩中に単独であるいは組み合わせて使用することができる。たとえば、チャネルブロッカーは長手方向延伸フィルムを対象に長さオリエンター内で、または横方向または二軸延伸フィルムを対象にテンター内で使用することができる。同様に、再配置可能な、旋回可能な加熱素子は長さオリエンター内またはテンター内で使用することができる。二軸配向高分子フィルムのクロスウェブ厚さプロファイルを制御する方法は、目下開示された熱分配システムのいずれにも、並びに当該技術分野において既知であるその他の加熱システムにも使用することができる。   In some disclosed embodiments, specific techniques are utilized to control the crossweb thickness profile of the biaxially oriented polymer film. For example, a channel blocker may be used to adjust the heat distribution profile in some cases, and a pivotable heating element may be used that can be repositioned to adjust the heat distribution profile. . These techniques can be used alone or in combination during deformation, eg, longitudinal, lateral, biaxial, or controlled relaxation. For example, channel blockers can be used in a length orienter for longitudinally stretched films or in a tenter for transverse or biaxially stretched films. Similarly, repositionable, pivotable heating elements can be used in a length orienter 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 presently disclosed heat distribution systems, as well as other heating systems known in the art.

この開示されたクロスウェブ熱分配システムは、伝達された熱の調節可能な位置制御および調節可能なプロファイル制御を実現させつつフィルムが延伸されつつあるときに熱をフィルムへ伝達することができる。これは、もし所望であれば、既知のシステムよりもクロスウェブ厚さプロファイルの一層より微細な制御を実現できる。この開示されたシステムはまた、既知のシステムと比べて一般的により速い応答時間を実現できる。   The disclosed cross-web heat distribution system can transfer heat to the film as it is being stretched while providing adjustable position control and adjustable profile control of the transferred heat. This can provide even finer control of the crossweb thickness profile than known systems, if desired. The disclosed system can also achieve generally faster response times compared to known systems.

二軸配向フィルムのクロスウェブ厚さプロファイルを制御する新規な方法が開示されている。この方法は、長さオリエンター(LO)の延伸領域におけるまたはその付近における熱分配の制御、引き続いてテンター内のフィルムの変形、テンター内の変形領域の後でその結果得られたクロスウェブ厚さプロファイルの測定、および測定された厚さプロファイルに基づいたLOにおける熱分配の調節に依拠している。一実施形態において、変形領域はワインダの直ぐ前方、ラインの終点にすることができる。他の実施形態において、変形領域は例えば 図1に示すように、他の領域間に位置決めすることができる。それら以外の実施形態は、その後の第2長さオリエンターのような、追加要素を設けてもよい。   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 the length orienter (LO), followed by the deformation of the film in the tenter, and the resulting crossweb thickness after the deformation region in the tenter. Rely on the measurement of the profile and adjustment of the heat distribution in the LO based on the measured thickness profile. In one embodiment, the deformation area can be just in front of the winder, the end of the line. In other embodiments, the deformation regions can be positioned between other regions, for example, as shown in FIG. Other embodiments may provide additional elements, such as a subsequent second length orienter.

以下にさらに詳細に記載されるように、これらのシステムおよび方法は、単独でまたは組み合わせで、および横断方向の厚さ均一性の向上を伴ってフィルムを製造する実質上任意のフィルムラインにおいて使用することができる。これらのシステムおよび方法はまた、たとえばカラーヴァリエーションが好ましいものであり、かつフィルム厚さのヴァリエーションが意図的に付与される多層光学フィルム用途等において、特定ニーズに合わせたクロスウェブ厚さプロファイルを有するフィルムを製造するためにも使用することができる。   As described in more detail below, these systems and methods are used alone or in combination and in virtually any film line that produces films with improved transverse thickness uniformity. be able to. These systems and methods are also films having a cross-web thickness profile tailored to specific needs, such as in multi-layer optical film applications where color variation is preferred and film thickness variation is intentionally provided. Can also be used to manufacture.

2つの例示的な実施形態について以下に詳細に記載する。第1の実施形態は、長さオリエンター内でチャネルブロッカーを使用する。第2の実施形態は、テンターオーブン内で再配置可能な、旋回可能なヒーターを使用する。   Two exemplary embodiments are described in detail below. The first embodiment uses a channel blocker within the length orienter. The second embodiment uses a swirlable heater that can be repositioned in a tenter oven.

幾つかの実施形態において、クロスウェブ熱分配システムは、複数個のチャネルブロッカーと組み合わせて少なくとも1つの横方向加熱素子を含む。このようなシステムの3つの実施例が、図2a〜2cに示される。これらの図において、フィルムは長さオリエンター内で延伸される。図2aおよび2cにおいて、プルロール102、104、および106がSラップ構成でセットアップされる。図2bにおいて、プルロールが垂直またはテーブルトップ構成でセットアップされる。図2a〜cに示される実施形態は、加熱組立体150a〜cを、フィルム20の長手方向延伸領域140または140bへ熱の選択可能な分配を提供するために、1組のチャネルブロッカー170 と一緒にそれぞれ使用する。   In some embodiments, the cross web heat distribution system includes at least one transverse heating element in combination with a plurality of channel blockers. Three examples of such systems are shown in FIGS. In these figures, the film is stretched in a length orienter. 2a and 2c, pull rolls 102, 104, and 106 are set up in an S wrap configuration. In FIG. 2b, the pull roll is set up in a vertical or table top configuration. The embodiment shown in FIGS. 2a-c, together with a set of channel blockers 170, provides the heating assemblies 150a-c to provide a selectable distribution of heat to the longitudinally stretched region 140 or 140b of the film 20. Use for each.

図2aにおいて、加熱組立体150aは3つの横方向赤外加熱素子160を含む。調節可能なプロファイルクロスウェブ熱分配システムはまた、フィルムの機械の方向に配列され、加熱組立体150aとフィルム20間に位置決めされた1組のチャネルブロッカー170を含む。この特定の実施形態は、3個の加熱素子160および複数個のチャネルブロッカー170を使用するが、システムの設計考慮事項に応じて任意数の加熱素子および任意数のチャネルブロッカーを使用することができる。たとえば、単一の加熱素子を有するシステム(加熱組立体150b)が図2bに示されるのに対して、5個の加熱素子を有するシステム(加熱組立体150c)が図2cに示される。他の実施例は、10個の加熱素子1組および50個のチャネルブロッカー1組を備えてよい。各横方向加熱素子は、制御対象のフィルムエリアの幅全体に及ぶ単一のヒーター、または制御対象のフィルムエリアへ熱の所望量を提供するよう配置される、点熱源を含む、複数個の小型ヒーターとすることが可能である。点熱源と延長熱源の組み合わせも志向される。   In FIG. 2 a, the heating assembly 150 a includes three lateral infrared heating elements 160. The adjustable profile cross-web heat distribution system also includes a set of channel blockers 170 that are arranged in the machine direction of the film and positioned between the heating assembly 150a and the film 20. This particular embodiment uses three heating elements 160 and a plurality of channel blockers 170, although any number of heating elements and any number of channel blockers may be used depending on system design considerations. . For example, a system with a single heating element (heating assembly 150b) is shown in FIG. 2b, whereas a system with five heating elements (heating assembly 150c) is shown in FIG. 2c. Other embodiments may include a set of 10 heating elements and a set of 50 channel blockers. Each transverse heating element can be a single heater that spans the entire width of the controlled film area, or a plurality of miniatures, including a point heat source, arranged to provide the desired amount of heat to the controlled film area. It can be a heater. Combinations of point heat sources and extended heat sources are also intended.

フィルムのクロスウェブ厚さプロファイルの微細な制御を見込むために、チャンネルブロッカー170の各々の位置を変化させることにより伝達された熱の調節可能なプロファイル制御を行いながら、図2aのクロスウェブ熱分配システムは加熱組立体150aを介して熱をフィルムの延伸領域へ伝達させる。図2a〜cの各図において、チャネルブロッカー170は所望のクロスウェブ場所において熱の所望の一部を優先的に遮断する。加熱素子がフィルムへ熱を提供するにつれて、チャネルブロッカーまたはチャネルブロッカーの1組がフィルム上に効果的に影を投げ掛けるよう位置決めでき、これにより選定された特定の場所においてフィルムへ伝達される熱の量を低減させる。各特定のチャネルブロッカーの位置が、微細な制御の対象となるフィルムのエリアに対応する場所において影を投げ掛ける。解像度の程度は、チャネルブロッカーのフィルムへの近接に加えて、チャネルブロッカーのサイズにより調節することができる。図2aにおいて、チャネルブロッカー170は一般に水平にかつ加熱組立体150aの加熱素子160に平行に位置決めされる。図2aにおけるフィルムはSラップ構成である。このようにチャネルブロッカー170は、Sラップ構成フィルムの平面に対して傾斜がついている。図2bにおいて、チャネルブロッカー170はまた一般に水平に位置決めされるがフィルムはテーブルトップ構成であるので、チャネルブロッカーはフィルムの平面に対して平行である。図2cにおいて、チャネルブロッカーはフィルムの平面に平行となるよう角度をつけられ、これはSラップ構成である。   The cross-web heat distribution system of FIG. 2a provides adjustable profile control of the heat transferred by changing the position of each of the channel blockers 170 to allow for fine control of the cross-web thickness profile of the film. Transfers heat to the stretch region of the film via the heating assembly 150a. 2a-c, channel blocker 170 preferentially blocks the desired portion of heat at the desired cross-web location. As the heating element provides heat to the film, the channel blocker or a set of channel blockers can be positioned to effectively cast a shadow on the film, thereby the amount of heat transferred to the film at a particular location selected. Reduce. The location of each specific channel blocker casts a shadow at a location corresponding to the area of the film that is subject to fine control. The degree of resolution can be adjusted by the size of the channel blocker in addition to the proximity of the channel blocker to the film. In FIG. 2a, the channel blocker 170 is positioned generally horizontally and parallel to the heating element 160 of the heating assembly 150a. The film in FIG. 2a has an S wrap configuration. Thus, the channel blocker 170 is inclined with respect to the plane of the S-wrap film. In FIG. 2b, the channel blocker 170 is also generally positioned horizontally, but since the film is a table top configuration, the channel blocker is parallel to the plane of the film. In FIG. 2c, the channel blocker is angled to be parallel to the plane of the film, which is an S-wrap configuration.

各個別のチャネルブロッカーの幅は、所望通りできるだけ狭くすることが可能であり、かつフィルムまでのブロッカーの距離もまたニーズに合わせることが可能である。たとえば、チャネルブロッカーは10mm幅とすることができ、かつフィルムから50mm以内に位置決めされる。したがって、制御要素としてのチャネルブロッカーの組立体は細かく分割することができ、かつクロスウェブ厚さ制御尺度は希望通り個別ニーズに合わせることができ、優れた厚さ制御を実現させる。これに加えて、制御場所はウェブがライン速度までスピードアップしつつある長さ配向ステーションにおいてであるので、チャネルブロッカーからワインダまでの遅延時間はダイからワインダまでの時間よりも実質的に短い。それ故に、制御に対する応答時間はより短くなり、最終的な厚さ均一性の達成をより速くさせる。さらに、長さ配向ステーションは通常では開放スペースにあり、かつ容易にアクセス可能であり、システムをインストールし易くかつ実施し易くさせる。チャネルブロッカー実施形態はまた、テンターオーブン内で使用することができる。このようなシステムにおいて、ワインダとテンターオーブン間の距離はさらに短くでき、かつ応答時間はさらに速くできる。チャネルブロッカーを含む加熱組立体へのアクセスは、テンターオーブンの外部から制御可能に設計することができる。   The width of each individual channel blocker can be as narrow as desired, and the blocker distance to the film can also be tailored to your needs. For example, the channel blocker can be 10 mm wide and is positioned within 50 mm from the film. Thus, the assembly of channel blockers as control elements can be subdivided and the crossweb thickness control measure can be tailored to individual needs as desired, providing excellent thickness control. In addition to this, the delay time from the channel blocker to the winder is substantially shorter than the time from the die to the winder because the control location is at a length orientation station where the web is speeding up to line speed. Therefore, the response time to control is shorter and the final thickness uniformity is achieved faster. In addition, the length orientation station is usually in an open space and is easily accessible, making the system easy to install and implement. Channel blocker embodiments can also be used in a tenter oven. In such a system, the distance between the winder and the tenter oven can be made shorter and the response time can be made faster. Access to the heating assembly including the channel blocker can be designed to be controllable from outside the tenter oven.

図2a〜cのシステムおよび方法は、特定の箇所へ伝達される熱の量を急速に変化させることが可能である。以下に詳細に述べるように、代替のクロスウェブ熱分配システムを使用することができ、そこではヒーターの配列へ提供される電力を変化させることによりクロスウェブ熱分配プロファイルを変化させる。代替システムは、可動部品が無い等の確かな利益を有することもあるが、より低い空間分解能およびより緩慢な応答時間等の、使用されるヒーターの形式により欠点を有することもある。例えば、工業用赤外(IR)ヒーターでも暖機するのに5分も要し、かつ冷却するのに15分も要するものがある。対照的に、可動チャネルブロッカーを使用するシステムは比較的に速い応答時間および高い空間分解能を有するよう設計することができる。フィルム上に影を投げ掛け、これによりフィルムへ伝達される熱の量を低減させるためのチャネルブロッカーまたはチャネルブロッカー1組の動きは、従来の赤外(IR)ヒーターの応答時間よりもはるかに速い。チャネルブロッカーを使用するシステムの応答時間は、チャネルブロッカーをいかに速く動かすことができるか、そしてウェブが応答するのに要する時間によってだけ制限される。これはチャネルブロッカー組立体およびその制御機構の特定の機械設計に依存する。当業者であれば、チャネルブロッカー組立体の機械的制御に好適な、可能な設計の多様性を正当に評価するであろう。   The system and method of FIGS. 2a-c can rapidly change the amount of heat transferred to a particular location. As described in detail below, alternative cross-web heat distribution systems can be used in which the cross-web heat distribution profile is varied by varying the power provided to the heater array. Alternative systems may have certain benefits such as no moving parts, but may have drawbacks due to the type of heater used, such as lower spatial resolution and slower response times. For example, some industrial infrared (IR) heaters require 5 minutes to warm up and 15 minutes to cool. In contrast, systems that use movable channel blockers can be designed to have a relatively fast response time and high spatial resolution. The movement of a channel blocker or a set of channel blockers to cast a shadow on the film and thereby reduce the amount of heat transferred to the film is much faster than the response time of a conventional infrared (IR) heater. The response time of a system that uses a channel blocker is limited only by how fast the channel blocker can be moved and the time it takes for the web to respond. This depends on the specific mechanical design of the channel blocker assembly and its control mechanism. Those skilled in the art will appreciate the variety of possible designs that are suitable for mechanical control of the channel blocker assembly.

図3はチャネルブロッカー組立体300の1つの代表的な設計の平面図を示す。組立体300は、互いに隣接して位置決めされた34個のチャネルブロッカーを有し、このセットは制御されるフィルムの幅全体に及ぶ。フィルムの物理的寸法は、所望であれば、制御されるフィルムの幅を超えて延長してもよく、たとえばフィルムの外側縁部が切り取られ、かつ使用可能な中央フィルム部分を残して、廃棄されるかまたはリサイクルされる。図3に示すようにチャネルブロッカー組立体を組み込んだクロスウェブ熱分配システムが、長さオリエンター、テンター、または両方に使用可能である。   FIG. 3 shows a plan view of one exemplary design of channel blocker assembly 300. The assembly 300 has 34 channel blockers positioned adjacent to each other, this set spanning the entire width of the controlled film. The physical dimensions of the film may extend beyond the controlled film width if desired, e.g., the outer edge of the film is trimmed and discarded leaving a usable central film portion. Or recycled. A cross-web heat distribution system incorporating a channel blocker assembly as shown in FIG. 3 can be used for the length orienter, the tenter, or both.

フィードバック機構は、物理的または光学的厚さプロファイルを繰り返し測定し、測定された厚さプロファイルを延伸領域へ所望によりマッピングし、かつ測定されるかまたはマッピングされたプロファイルに応答してクロスウェブ熱分配システムを調節するのに使用可能である。フィードバック機構は既知であるので、詳細には記載しない。簡単に言えば、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可能であり、コンピュータ制御可能であり、あるいはコンピュータと手動制御の組み合わせにすることが可能である。たとえば、1つのこのようなフィードバック機構は、手動オーバライド付きコンピュータ制御システムとすることが可能である。好ましくは、フィードバック機構は、本明細書に記載されるマッピング方法のいずれかを用いてコンピュータ制御マッピングアルゴリズムを使用する。手動マッピングアルゴリズムもまた使用可能である。   The feedback mechanism repeatedly measures the physical or optical thickness profile, optionally maps the measured thickness profile to the stretch region, and cross-web heat distribution in response to the measured or mapped profile Can be used to adjust the system. The feedback mechanism is known and will not be described in detail. Simply put, the feedback mechanism can be in the form of manual control by the operator, computer controlled, or a combination of computer and manual control. For example, one such feedback mechanism can be a computer control system with manual override. Preferably, the feedback mechanism uses a computer controlled mapping algorithm using any of the mapping methods described herein. Manual mapping algorithms can also be used.

幾つかの実施形態において、クロスウェブ熱分配システムはオリエンター内の横方向に沿って配置される再配置可能な加熱素子1組を含む。以下に述べる代表的な実施形態において、このようなクロスウェブ熱分配システムはテンター内で使用される。テンターの変形領域は、純粋に横方向延伸領域、弛緩領域、機械の方向延伸領域、または二軸延伸領域とすることが可能である。再配置可能な加熱素子を含むこのようなクロスウェブ熱分配システムはまた、長さオリエンター内で使用可能である。   In some embodiments, the cross-web heat distribution system includes a set of repositionable heating elements that are disposed along a transverse direction in the orienter. In the exemplary embodiment described below, such a cross-web heat distribution system is used in a tenter. The deformation region of the tenter can be purely a transverse stretch region, a relaxation region, a machine direction stretch region, or a biaxial stretch region. Such cross-web heat distribution systems that include repositionable heating elements can also be used in the length orienter.

図4はこの実施形態の1つの実施を模式図的に示す。図4において、フィルムはテンターオーブン200(図1参照)において横方向に延伸されつつある。この特定の実施において、再配置可能な加熱素子はまた旋回可能である。クロスウェブ熱分配システム250は、1対の取付チャネル材253上に搭載された5個の再配置可能なロッドヒーター260a〜eを含む。直線状にまたは特定の所望の応答に対して最適化される他の任意の形状で配置された、より小さい熱源の配列を含むがそれらに限定されない、それ以外の実施もまた可能である。   FIG. 4 schematically illustrates one implementation of this embodiment. In FIG. 4, the film is being stretched in the transverse direction in a tenter oven 200 (see FIG. 1). In this particular implementation, the repositionable heating element is also pivotable. Cross-web heat distribution system 250 includes five repositionable rod heaters 260a-e mounted on a pair of mounting channel members 253. Other implementations are also possible, including but not limited to an array of smaller heat sources arranged in a straight line or in any other shape that is optimized for a particular desired response.

図4の実施形態において、ヒーターはオリエンターの延伸領域に位置付けされるが、それらの場所は延伸領域に限定されない。オリエンターは、クロスウェブ熱分配システムを使用してもよい追加の領域または他の変形領域を有することができる。追加の領域は、予熱領域、焼きなまし領域、およびヒートセット領域を含むがそれらに限定されない。長さオリエンター内で使用されるとき、延伸領域は長手方向延伸領域である。テンター内で使用されるときは、変形領域は横方向延伸領域、弛緩領域、機械の方向延伸領域、または二軸延伸領域とすることが可能である。クロスウェブ熱分配システムは任意のこれらの領域にまたはその付近に位置付けすることが可能である。本明細書に開示される実施形態のほとんどが延伸領域に言及するが、クロスウェブ熱分配システムもまたこれら以外の領域にまたはその付近に存在可能であることが意図される。本出願において、クロスウェブ熱分配システムが任意の実施形態において存在する場所は熱分配領域と呼ばれる。   In the embodiment of FIG. 4, the heaters are positioned in the orienter stretching region, but their location is not limited to the stretching region. The orienter can have additional or other deformation regions that may use a cross-web heat distribution system. Additional areas include, but are not limited to, a preheat area, an anneal area, and a heat set area. When used in a length orienter, 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 located at or near any of these areas. Although most of the embodiments disclosed herein refer to stretch regions, it is contemplated that cross-web heat distribution systems can also be present in or near other regions. In this application, the location where the cross-web heat distribution system is present in any embodiment is referred to as the heat distribution area.

図4の熱分配システム250において、加熱素子は2つの方法で再配置可能である。第一に、加熱素子はフィルムの幅に沿って任意の位置へ取付チャネル材に沿って横方向に移動可能である。第二に、加熱素子はまた旋回可能である。旋回ヒーターの利点について以下に述べる。これ以外の実施および実施形態についても考察する。例えば、加熱素子はフィルムの平面に垂直な平面において、フィルムへ向けておよびフィルム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 heat distribution system 250 of FIG. 4, the heating elements can be repositioned in two ways. First, the heating element can be moved laterally along the attachment channel material to any position along the width of the film. Secondly, the heating element is also pivotable. The advantages of swirl heaters are described below. Other implementations and embodiments are also considered. For example, the heating element can be repositionable so that it can move toward and away from the film in a plane perpendicular to the plane of the film.

フィルムがフィルムラインに沿って移動するとき横方向位置をフィルムの任意の部分にマッピングするために、仮想の中心線22a〜eが図4にレーン40a〜e毎にそれぞれ示される。フィルムレーン40a〜eは想像線により境界がつけられる。図4において、中心線22a〜eの各々がまたフィルムが延伸されるときフィルムの各対応レーンの走行方向を表す。横方向延伸中に、各対の想像線間の距離が横方向延伸量に比例して増加する。換言すれば、フィルムが横方向に延伸されるのに伴い各フィルムレーンの幅が増加する。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には、延伸領域220の直前および延伸領域220の直後の箇所において測定すると各フィルムレーンの幅は3倍増加するであろう。ただし、実際には、様々な要因によりフィルムレーンの幅は等しくならない。これらの要因としては、たとえば、延伸前のクロスウェブ均一性のばらつき、テンター内のクロスウェブ温度分配のばらつき、押し出し混合物の均質性のばらつき、および有限幅のフィルムウェブにおけるエッジ効果を挙げることができる。   In order to map the lateral position to any part of the film as the film moves along the film line, virtual centerlines 22a-e are shown in FIG. 4 for each lane 40a-e, respectively. Film lanes 40a-e are bounded by imaginary lines. In FIG. 4, each of centerlines 22a-e also represents the direction of travel of each corresponding lane of the film when the film is stretched. During lateral stretching, the distance between each pair of imaginary lines increases in proportion to the amount of lateral stretching. In other words, the width of each film lane increases as the film is stretched in the lateral direction. Ideally, for example, if the film is stretched at a ratio of 3: 1, the width of each film lane will increase by a factor of 3 when measured immediately before stretch region 220 and immediately after stretch region 220. Let's go. In practice, however, the width of the film lanes is not equal due to various factors. These factors can include, for example, variations in cross-web uniformity before stretching, variations in cross-web temperature distribution within the tenter, variations in homogeneity of the extruded mixture, and edge effects in finite width film webs. .

クロスウェブ熱分配システムのロッドヒーター260a〜eはヒーターが互いに独立して位置決めできるように取り付けられる。所望により、横方向に移動するのに加えて、各ロッドヒーターはまた旋回可能なように取り付けるこができる。旋回可能なヒーターは2つの利点を持っている。第一に、旋回ロッドヒーターは、それが位置する上方でフィルムの特定レーンの走行方向と一直線にすることができる。第二に、任意の単一の加熱ロッドからより幅広の熱分配プロファイルを提供するために旋回ロッドヒーターはフィルムレーンの走行方向に対して角度をつけることができる。熱分配プロファイルに及ぼすこの拡幅効果について以下に続く実施例においてより詳細に論述する。旋回型、再配置可能加熱素子はフィルムへ伝達される熱のより優れた制御を実現させ、代わって既知のシステムと対比してより微細に調節可能な熱分配プロファイルを実現させる。   The rod heaters 260a-e of the cross web heat distribution system are mounted so that the heaters can be positioned independently of each other. If desired, in addition to moving laterally, each rod heater can also be pivotably mounted. A swivel heater has two advantages. First, the swivel rod heater can be aligned with the travel direction of a particular lane of film above where it is located. Second, the swivel rod heater can be angled with respect to the direction of travel of the film lane to provide a wider heat distribution profile from any single heating rod. This widening effect on the heat distribution profile will be discussed in more detail in the examples that follow. A swivel, repositionable heating element provides better control of the heat transferred to the film and instead provides a more finely adjustable heat distribution profile compared to known systems.

図4において、加熱素子260a〜eの各々はテンターの端から端まで2本の平行なチャネル材253上の旋回軸で取り付けられる。このようにして各ヒーターのクロスウェブ場所はテンター オーブンの外部から精確に調節可能にすることができる。各ロッドヒーター260a〜eの位置および向きは、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の実施形態において、位置および向きはロッドヒーター毎に1対の商品名「アクメ(Acme)」ねじ付きロッド262を使用して制御される。位置および旋回制御のこれ以外の方法がまた使用できる、たとえば1対のケーブルを各ロッドヒーターへ接続する。   In FIG. 4, each of the heating elements 260a-e is mounted with pivots on two parallel channel members 253 from end to end of the tenter. In this way, the cross-web location of each heater can be precisely adjusted from outside the tenter oven. The position and orientation of each rod heater 260a-e can be controlled by various methods known in the art. In the embodiment of FIGS. 5-6, the position and orientation are controlled using a pair of trade name “Acme” threaded rods 262 per rod heater. Other methods of position and swivel control can also be used, eg a pair of cables connected to each rod heater.

図5は熱分配システム250の単一の再配置可能な加熱素子の拡大図を示す。加熱素子260は2本の取り付けチャネル材253Lおよび253Rに沿った任意の場所において位置決めできる。所望により、加熱素子260はまた、機械の方向25に対して角度θを形成するために線26と一直線になるよう点線で示す通り回転させることができる。一実施形態において、1本の固定ボルト266および加熱素子260が回転するに伴って スライディングチャネル材270に沿って移動することが許される1本のボルト268を有することにより回転が達成される。固定ボルト266は加熱素子の旋回点としての役割を果たし、かつこの実施形態において加熱素子260の中心に位置付けされる。旋回が所望されない場合には、スライディングチャネル材270をなくすことができ、かつ両ボルトは固定式にできる。これ以外の配置がまた考察される。   FIG. 5 shows an enlarged view of a single repositionable heating element of the heat distribution system 250. The heating element 260 can be positioned at any location along the two attachment channel members 253L and 253R. If desired, the heating element 260 can also be rotated as shown by the dotted line to be in line with the line 26 to form an angle θ with respect to the machine direction 25. In one embodiment, rotation is achieved by having a single bolt 268 that is allowed to move along the sliding channel material 270 as the fixed bolt 266 and heating element 260 rotate. Fixing bolt 266 serves as a pivot point for the heating element and is positioned at the center of heating element 260 in this embodiment. If pivoting is not desired, the sliding channel material 270 can be eliminated and both bolts can be fixed. Other arrangements are also considered.

図6は図4の熱分配システム250の透視部分図を示す。図6はチャネル材253Lおよび253R上に取り付けられる2つの加熱素子260aおよび260bを示す。加熱素子260aの位置は、一対のねじ付きロッド262aにより制御される。同様に、加熱素子260bの位置は一対のねじ付きロッド262bにより制御される。加熱素子260bの随意の回転は、チャネル材253L上に取り付けられた対応するねじ付きロッドに沿った異なる場所において対応するナット264bを位置決めしつつ、ナット264bをチャネル材253R上のねじ付きロッド262bに沿った1箇所において固定(253R)側に位置決めすることにより達成される。これはまた図5にも見ることができる。各ヒーター260のクロスウェブ位置は各一対のねじ付きロッドへ接続される一対のねじ(図示せず)でテンターオーブンの外部から精確に調節可能にすることができる。これに加えてヒーターの向きの角度はまたねじ対により制御される旋回点266bおよび268の相対位置によりテンターオーブンの外部から精確に調節できる。   FIG. 6 shows a perspective partial view of the heat distribution system 250 of FIG. FIG. 6 shows two heating elements 260a and 260b mounted on channel members 253L and 253R. The position of the heating element 260a is controlled by a pair of threaded rods 262a. Similarly, the position of the heating element 260b is controlled by a pair of threaded rods 262b. Optional rotation of heating element 260b causes nut 264b to threaded rod 262b on channel member 253R while positioning corresponding nut 264b at different locations along a corresponding threaded rod mounted on channel member 253L. This is achieved by positioning at one position along the fixed (253R) side. This can also be seen in FIG. The cross-web position of each heater 260 can be accurately adjusted from the outside of the tenter oven with a pair of screws (not shown) connected to each pair of threaded rods. In addition, the heater orientation angle can also be accurately adjusted from the outside of the tenter oven by the relative position of pivot points 266b and 268 controlled by the screw pair.

横方向に移動可能になるよう、かつ所望により機械の方向に対して旋回可能になるよう取り付けられる単一のロッドヒーターは、フィルムが延伸または変形されるに伴いフィルムの調節可能な熱プロファイル制御を実現できる。組み合わせて使用される場合には、たとえばヒーター260a〜eのような、ヒーターの組立体は、フィルムの任意の選定部分にわたってまたはフィルムの幅全体にわたって熱の調節可能なプロファイルを一緒になって提供できる。   A single rod heater mounted so that it can be moved laterally and, if desired, pivotable with respect to the direction of the machine, provides adjustable thermal profile control of the film as it is stretched or deformed. realizable. When used in combination, an assembly of heaters, such as heaters 260a-e, can together provide an adjustable profile of heat across any selected portion of the film or across the width of the film. .

チャネルブロッカー実施形態におけるように、この実施形態はまた速い応答時間、および熱分配の微細な、能動的な制御の効果を有する。制御場所が、ウェブがライン速度までスピードアップしている長さ配向ステーションであるときには、クロスウェブ熱分配システムからワインダまでの遅延時間はダイからワインダまでと比べて実質的により短い。したがって、制御のための応答時間が短くなり、結果的にサイクル時間が短くなり、所望の最終厚さ均一性を一層より速く達成させる。繰り返すが、長さ配向ステーションは多くの場合開放スペースにあり、かつ容易にアクセス可能であり、クロスウェブ熱分配システムをインストールし易くさせる。制御場所がテンター内にある場合には、サイクル時間および応答時間は一層より短くすることができる。   As in the channel blocker embodiment, this embodiment also has the effect of fast response time and fine, active control of heat distribution. When the control location is a length orientation station where the web is speeding up to line speed, the delay time from the cross web heat distribution system to the winder is substantially shorter than from the die to the winder. Accordingly, the response time for control is shortened, resulting in a shorter cycle time, achieving the desired final thickness uniformity even faster. Again, the length orientation station is often in open space and is easily accessible, making the cross-web heat distribution system easy to install. If the control location is in the tenter, the cycle time and response time can be even shorter.

一般的には、フィルムの厚さプロファイルはクロスウェブ熱分配システムの場所から下流の任意の点において測定できる。たとえば、長さオリエンター内で開示されたクロスウェブ熱分配システムのいずれかを使用するシステムにおいて、クロスウェブ厚さプロファイルは長さオリエンターから下流で測定できる。テンターオーブン内でクロスウェブ熱分配システムを使用するシステムにおいて、クロスウェブ厚さプロファイルはテンターオーブンから下流で測定できる。別の方法としては、クロスウェブ厚さプロファイルはまた、変形領域が、クロスウェブ熱分配システムが存在するところであれば、その直後テンターオーブン内部で測定できる。長さオリエンター内でクロスウェブ熱分配システムを使用するが、その後の横方向延伸のためにテンターをも使用するシステムにおいて、クロスウェブ厚さプロファイル測定はテンターオーブンの上流を除いて長さオリエンターの下流で行うことができる。ただし、出願者には分かっていたことであるが、長さオリエンター内でのクロスウェブ熱分配の制御の後に、テンター内での変形が続き、さらに変形領域から下流でフィルムのクロスウェブ厚さプロファイルの測定が続くことにより、予期せぬ結果がもたらされる。以下の実施例2は、1つのこのようなシステムおよび方法について記載する。   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 cross-web heat distribution systems disclosed within the length orienter, the cross-web thickness profile can be measured downstream from the length orienter. In systems that use a cross-web heat distribution system in a tenter oven, the cross-web thickness profile can be measured downstream from the tenter oven. Alternatively, the cross web thickness profile can also be measured inside the tenter oven immediately after the deformation area where a cross web heat distribution system is present. In systems that use a cross-web heat distribution system in the length orienter but also use a tenter for subsequent transverse stretching, cross-web thickness profile measurements are taken except for the upstream of the tenter oven. Can be carried out downstream. However, as the applicant knows, the control of the crossweb heat distribution in the length orienter is followed by the deformation in the tenter, and further down the film crossweb thickness downstream from the deformation zone. The continued measurement of the profile gives unexpected results. Example 2 below describes one such system and method.

光学フィルムにあっては、総合フィルム光学厚さは光学厚さ測定ゲージを使用して光学透過または反射スペクトルを介して検出および監視することができる。例えば、オンライン分光分析装置はフィルムがラインを離れるときにその分光透過率を測定するようセットアップでき、これによりクロスウェブ厚さプロファイル均一性を測定し、かつプロセス制御のためのフィードバックを実現するのに必要な情報を提供する。1つのこのような分光分析装置の例として、タイプU−4000分光分析装置が日立製作所(Hitachi Ltd)により製作される。場合によっては、透過スペクトルが固有レベルまで衰えるときにおける波長がその光キャリパーの尺度として使用できる。他の場合において、固有波長における透過率がその光キャリパーの尺度として使用できる。これら以外の方法が、以下に記載する直接的方法を用いて検量できる間接的方法を含み可能である。   For optical films, the total film optical thickness can be detected and monitored via an optical transmission or reflection spectrum using an optical thickness measurement gauge. For example, an on-line spectroscopic analyzer can be set up to measure its spectral transmission as the film leaves the line, thereby measuring cross-web thickness profile uniformity and providing feedback for process control. Provide necessary information. As an example of one such spectroscopic analyzer, a type U-4000 spectroscopic analyzer is manufactured by Hitachi Ltd. In some cases, the wavelength at which the transmission spectrum decays to a natural level can be used as a measure of its optical caliper. In other cases, the transmission at the characteristic wavelength can be used as a measure of the optical caliper. Other methods can include indirect methods that can be calibrated using the direct methods described below.

はさみ尺は、フィルムの物理的厚さ、フィルムの光学厚さまたは前述したフィルムのその他の厚さ関連特性を測定できる。本出願において、クロスウェブ厚さとは、光学厚さ、物理的厚さ、その2つの組み合わせ、または特定の製品設計により要求される任意のその他の厚さ関連特性をいう。光学フィルムまたは高性能フィルムの当業者は、特定の製品向けに相応しいキャリパーを設計できるであろう。たとえば、フィルムの物理的厚さの測定は、米国、ニュージャージー州、モリスタウン、ハニウェルインターナショナル・インコーポレーテッド(Honeywell International, Inc.)から市販されている「メジュレックス」(Measurex)(商標名)スキャナーのような、オンライン横断β線ゲージ走査装置を使用して行うことができる。その他のキャリパーゲージとしては、β線透過式測定器、x線透過式測定器、γ線後方散乱測定器、コンタクト・キャリパーセンサー、およびレーザー・キャリパー・センサーを含むが、これに限定されない。このような測定器は、たとえば米国、カリフォルニア州、アーウィンデールのNDCインフレアード・エンジニアリング社(NDC Infrared Engineering)から市販されている。   The scissors scale can measure the physical thickness of the film, the optical thickness of the film, or other thickness-related properties of the film described above. In this application, cross-web thickness refers to optical thickness, physical thickness, a combination of the two, or any other thickness related property required by a particular product design. Those skilled in the art of optical or high performance films will be able to design calipers that are appropriate for a particular product. For example, measuring the physical thickness of a film is a “Measurex ™” scanner available from Honeywell International, Inc., Morristown, NJ, USA. Can be performed using an on-line transverse β-ray gauge scanner. Other caliper gauges include, but are not limited to, β-ray transmission measuring devices, x-ray transmission measuring devices, γ-ray backscattering measuring devices, contact caliper sensors, and laser caliper sensors. Such instruments are commercially available from, for example, NDC Infrared Engineering, Irwindale, California, USA.

測定されたフィルム厚さプロファイルは、クロスウェブ熱分配システムが存在する対応する、フィルム場所へ、所望によりマッピングされる。幾つかの実施形態にあっては、横方向延伸領域後に測定されたフィルム厚さプロファイルは長さオリエンターの長手方向延伸領域内にあるフィルムへマッピングできる。その他の実施形態において、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、かつ熱分配領域へマッピングされる。マッピングは、幾つかの方法で行うことができる。簡単なマッピング方法は、たとえば図3および図4中の擬似線により、フィルムの幅を図示の1組の架空のフィルムレーンへ分割することを含む。図3において、フィルムは34本のフィルムレーンへ分割され、各レーンは1つのチャネルブロッカーに対応している。この特定の実施形態において、チャネルブロッカー301および334は残りのチャネルブロッカー302〜333より幅広になっている。それ故に対応するレーン1および34はレーン2〜33より幅広になっている。図4において、5本のフィルムレーン40a〜eが擬似線により指示される。5本のレーン40a〜eの各々の中心が、それぞれ中心線22a〜eにより示される。   The measured film thickness profile is optionally mapped to the corresponding film location where the cross-web heat distribution system exists. In some embodiments, the film thickness profile measured after the transverse stretch region can be mapped to a film that is within the longitudinal stretch region of the length orienter. 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 done in several ways. A simple mapping method involves dividing the film width into a set of fictitious film lanes as shown, for example, by pseudolines in FIGS. In FIG. 3, the film is divided into 34 film lanes, each lane corresponding to one channel blocker. In this particular embodiment, channel blockers 301 and 334 are wider than the remaining channel blockers 302-333. Therefore, the corresponding lanes 1 and 34 are wider than lanes 2-33. In FIG. 4, five film lanes 40a to 40e are indicated by pseudo lines. The centers of the five lanes 40a to 40e are indicated by center lines 22a to 22e, respectively.

クロスウェブ厚さプロファイルはクロスウェブ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。測定場所においてフィルムは、制御が行われつつある熱分配システムの場所におけるフィルムの幅と同一幅でないことがある。したがって片方の場所から他方の場所へマッピングするのにマッピングアルゴリズムが使用される。マッピングアルゴリズムは、片方の場所におけるフィルムの各クロスウェブ位置を他方の場所におけるフィルム上の対応するクロスウェブ位置へ実質的に並進させる。マッピングアルゴリズムは、どのようにフィルム幅が2つの場所間で異なるかに影響を及ぼす可能性のある任意またはすべての要因を考慮に入れることができる。これらの要因としては、延伸、収縮、そり、1つの場所におけるフィルムの縁部が切りとられたかどうか、延伸前のクロスウェブ均一性のばらつき、テンター内クロスウェブ温度分布のばらつき、または押出し混合物の均質性のばらつきを含む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 is present. The film at the measurement location may not be the same width as the film at the location of the heat distribution system being controlled. A mapping algorithm is therefore used to map from one location to the other. The mapping algorithm substantially translates each crossweb location on the film at one location to the corresponding crossweb location on the film at the other location. The mapping algorithm can take into account any or all factors that can affect how the film width differs between the two locations. These factors include stretching, shrinking, warping, whether the edge of the film at one location was cut, variation in crossweb uniformity before stretching, variation in crossweb temperature distribution in the tenter, or extrusion mixture Including, but not limited to, variations in homogeneity.

追加のマッピング方法としては、延伸前に表示器でフィルムに物理的にマークすることおよび延伸後に表示器の場所を測定することが挙げられる。例えば、第一の方法はフィルムの各縁部から50mm離して2本の線を描き、続いて延伸後にそれらの線の場所を測定し、かつ2本の線間のフィルムの幅を、等しい幅を有する幾つかのレーンに細分することを含むことができる。この方法では、各レーンが同一量だけ延伸されるかまたは変形されると仮定している。第二の方法は、フィルム上に50本の表示器ラインを描き、続いてフィルムを延伸させ、そして延伸後に各表示器ラインの場所を測定することを含む場合がある。第三の方法は、チャネルブロッカーまたは再配置可能なヒーターの1またはそれより多くを選択的に移動させ、その上で延伸フィルムに及ぼす影響を測定することを含む場合がある。この方法は、能動的マッピングまたはバンピング(bumping)によるマッピングと呼ばれる。第四の方法は、質量保存の法則を利用する場合があり、そこではフィルムのクロスウェブ厚さプロファイルが延伸前後に測定される。質量が延伸中に保存されるので、フィルムの容量はまた同じままに残っておりかつ所与の本数のフィルムレーンの幅が2つの測定された厚さプロファイルから計算できる。これらのマッピング方法のいずれかが、相応しいマッピングアルゴリズムを設計するのに使用できる。   Additional mapping methods include physically marking the film with a display before stretching and measuring the location of the display after stretching. For example, the first method draws two lines 50 mm away from each edge of the film, then measures the location of those lines after stretching, and sets the width of the film between the two lines to an equal width Can be subdivided into several lanes. This method assumes that each lane is stretched or deformed by the same amount. The second method may involve drawing 50 indicator lines on the film, subsequently stretching the film, and measuring the location of each indicator line after stretching. A third method may involve selectively moving one or more of the channel blockers or repositionable heaters and measuring the effect on the stretched film thereon. This method is called active mapping or mapping by bumping. The fourth method may make use of the law of conservation of mass, where the cross-web thickness profile of the film is measured before and after stretching. Since the mass is preserved during stretching, the film volume also remains the same and the width of a given number of film lanes can be calculated from the two measured thickness profiles. Any of these mapping methods can be used to design a suitable mapping algorithm.

たとえば、図4において、長手方向場所60に位置するクロスウェブ熱分配システム250を使用してフィルムがシステム内で横方向に延伸される。幾つかの実施形態において、クロスウェブ厚さプロファイルは長手方向場所70において測定される、そこではフィルムは場所60におけるフィルムよりも幅がより広い。場所60における熱分配を制御するために、場所70における測定プロファイルは熱分配システム60の場所へマッピングされる。熱分配システムは続いてフィルムプロファイルにおける任意の厚い若しくは薄いスポットまたは凹凸を滑らかにするよう調節できる。別の例において、このようなシステムはまた場所50において第2のクロスウェブ熱分配システムを装備することができる。その場合には、場所70において測定されるクロスウェブ厚さプロファイルはまた第2の熱分配システムが存在する場所50へマッピングすることができる。   For example, in FIG. 4, the film is stretched laterally within the system using a cross-web heat distribution system 250 located at the longitudinal location 60. In some embodiments, the cross web thickness profile is measured at a longitudinal location 70 where the film is wider than the film at location 60. In order to control the heat distribution at location 60, the measurement profile at location 70 is mapped to the location of heat distribution system 60. The heat distribution system can then be adjusted to smooth any thick or thin spots or irregularities in the film profile. In another example, such a system can also be equipped with a second cross-web heat distribution system at location 50. In that case, the cross-web thickness profile measured at location 70 can also be mapped to location 50 where the second heat distribution system is present.

使用可能なクロスウェブ熱分配システムは上述の開示された任意のシステム、例えば再配置可能な加熱素子、チャネルブロッカーを有する加熱素子、またはこれら2つの組み合わせを使用するシステムであることができる。任意のその他の既知のまたは後から開発された、特定ニーズに合わせることができるクロスウェブプロファイルに従ってウェブへ熱を伝達できるクロスウェブ熱分配システムがまた使用できる。クロスウェブ熱分配システムは長さオリエンター内でまたはテンター内で使用できる。テンター内で使用される場合には、熱の選択可能な分配がフィルムの変形領域へ提供される。長さオリエンター内で使用される場合には、熱の選択可能な分配がフィルムの長手方向延伸領域へ提供される。   A usable cross-web heat distribution system can be any of the systems disclosed above, such as a system using a repositionable heating element, a heating element with a channel blocker, or a combination of the two. Any other known or later developed cross-web heat distribution system that can transfer heat to the web according to a cross-web profile that can be tailored to specific needs can also be used. The cross-web heat distribution system can be used in a length orienter or in a tenter. When used in a tenter, a selectable distribution of heat is provided to the deformation area of the film. When used in a length orienter, a selectable distribution of heat is provided to the longitudinal stretch region of the film.

以下の実施例1に記載される通り、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または高いスポットを有する場合には、続いて対応するチャネルブロッカー308を、より多くの熱がレーン08へ伝達されるよう調節することができる。これはフィルムをそのレーンにおいてより多く延伸できるようにさせ、これにより完成フィルムにおける厚いスポットを低減または排除させる。同様に、測定されたフィルムプロファイルがレーン22に対応する場所におけるフィルム上に低いスポットを指摘する場合には、たとえば図3に示す通り、チャネルブロッカー322は熱がその場所におけるフィルムへ到達するのを阻止するよう移動することができる。一実施形態において、阻止するまたは阻止しない程度は、軸180とともに回転されるねじ付きロッドを介してチャネルの前送りにより調節される。このような調節を極めて細かく行うことができ、熱分配の優れた制御を実現でき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, then the corresponding channel blocker 308 is passed through, and more heat is transferred to lane 08. Can be adjusted to be transmitted to. This allows the film to be stretched more in that lane, thereby reducing or eliminating thick spots in the finished film. Similarly, if the measured film profile points out a low spot on the film at the location corresponding to lane 22, the channel blocker 322 will allow heat to reach the film at that location, for example as shown in FIG. Can move to block. In one embodiment, the degree of blocking or non-blocking is adjusted by channel advancement through a threaded rod that rotates with the shaft 180. Obviously, such adjustments can be made very finely and excellent control of heat distribution can be achieved.

同様に、実施例3および4に示すように、厚いスポットはまた長さオリエンター内またはテンター内のいずれかで再配置可能な加熱素子を使用して調節することができる。再配置可能な加熱素子がまた旋回可能になれば、これらの影響は一層細かく調節することができる。チャネルブロッカー実施形態におけるように、再配置可能なヒーターがフィルムのクロスウェブ厚さを所望の最終プロファイルまで能動的に制御するよう使用することができる。   Similarly, as shown in Examples 3 and 4, thick spots can also be adjusted using repositionable heating elements either in the length orienter or in the tenter. If the repositionable heating element is also pivotable, these effects can be finely adjusted. As in the channel blocker embodiment, a repositionable heater can be used to actively control the cross-web thickness of the film to the desired final profile.

幾つかの実施形態において、長さ配向されたフィルムをテンター内で引き続いて変形させることができる。このような場合において、テンターよりはむしろ、長さ配向ステーションにおけるクロスウェブ熱分配を調節することが、テンターの下流で完成フィルムにおいてクロスウェブ厚さプロファイルを修正する際に効果的であろうということは直感に反している。以下の実施例2では驚くことに、長手方向延伸中にフィルムへ伝達される熱の部分を選択的に阻止することによりクロスウェブ厚さを細かく調節することができるので、より均一な二軸延伸フィルムを提供できることが実証される。実施例2はチャネルブロッカー熱分配システムを使用するが、この方法はまた本明細書において開示される再配置可能な加熱素子、または当該技術分野において既知のその他のクロスウェブ熱分配システムのような、任意のその他のクロスウェブ熱分配システムに使用することができる。テンター内で引き続いて変形されたフィルムの均一なクロスウェブ厚さを達成するために長手方向延伸中に長さオリエンター内で熱分配を制御するこの方法の独自の取り組みは、並外れて優れた結果を提供することができる。   In some embodiments, the length-oriented film can be subsequently deformed in the tenter. In such cases, adjusting the cross-web heat distribution at the length orientation station rather than the tenter would be effective in modifying the cross-web thickness profile in the finished film downstream of the tenter. Is counterintuitive. Surprisingly in Example 2 below, more uniform biaxial stretching is possible because the crossweb thickness can be finely adjusted by selectively blocking the portion of heat transferred to the film during longitudinal stretching. It is demonstrated that a film can be provided. Example 2 uses a channel blocker heat distribution system, but this method may also be a repositionable heating element as disclosed herein, or other cross-web heat distribution system known in the art, It can be used for any other cross-web heat distribution system. The unique approach of this method of controlling heat distribution within the length orienter during longitudinal stretching to achieve a uniform cross-web thickness of the subsequently deformed film in the tenter is an exceptional result Can be provided.

実施例1
図7に示す実施例において、赤外反射多層光学フィルムはポリメチルメタクリレート(PMMA)およびポリエチレンナフタレートのコポリマー(co−PEN)の交互に並んだ層を押し出しすることにより作成された。フィルムは最初に3.3:1の延伸比で長さ配向された、また引き続いて テンター内で3.3:1の延伸比で幅配向された。フィルムの光学厚さが、光学キャリパーゲージを使用してテンター後に測定された。曲線7Aはフィルムの初期マッピングされた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台の赤外ロッドヒーターおよび34個のチャネルブロッカー1組を有する加熱組立体が長さオリエンター内で使用された。使用された赤外ロッドヒーターは米国、ミネソタ州、ミネアポリスのリサーチ・インコーポレーテッド(Research, Inc.)により作成された、モデル5305シリーズのパラボリック・ストリップ・ヒーターであった。チャネルブロッカー303〜331がグラフの下部に示される。チャネル幅は12.7mmである。チャネル308に対応する場所において曲線7Aに示す、厚いスポットを指示する、ピークを下げるために、チャネルブロッカー308が35.6mmの開始位置から10.2mmの最終位置まで25.4mm移動した。このチャネルブロッカーを下へ移動させることが、より多くの熱をそのクロスウェブ場所におけるフィルムに到達できるようにさせた。この場所へ伝達されたより多くの熱が、フィルムのその部分をより多く延伸できるようにさせることによりピークを下げた。この結果得られたマッピングされた厚さプロファイルが、チャネルブロッカー308に対応する場所における曲線7B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。チャネルブロッカー308に対応する場所において、曲線7Cがチャネルブロッカー308を25.4mmだけ移動させると厚さプロファイルを約−3%だけ変化させたことを示している。同様に、チャンネルブロッキング効果はチャネルブロッカー322に対応する場所における曲線7A〜Cに示される。開始厚さプロファイルは、曲線7Aに示すように、この場所における薄いスポットを指示するくぼみを有する。チャネルブロッカー322を61mmの最終位置まで25.4mm上へ移動させることにより、より多くの熱がフィルムのその部分へ到達することが阻止されたので、フィルムが隣接部分を下回って延伸することが可能となった。この結果、曲線7Bに示す通りその場所における厚さプロファイルが増加した。この場所におけるパーセント変化は、曲線7Cに示す通り約3%だけ変化した。
Example 1
In the example shown in FIG. 7, an infrared reflective multilayer optical film was made by extruding alternating layers of polymethyl methacrylate (PMMA) and a copolymer of polyethylene naphthalate (co-PEN). The film was first length oriented at a stretch ratio of 3.3: 1 and subsequently width oriented at a stretch ratio of 3.3: 1 in the tenter. The optical thickness of the film was measured after the tenter using an optical caliper gauge. Curve 7A shows the initial mapped optical thickness profile of the film. To control the thickness profile, a heating assembly with 3 infrared rod heaters and a set of 34 channel blockers was used in the length orienter. The infrared rod heater used was a model 5305 series parabolic strip heater made by Research, Inc. of Minneapolis, Minnesota, USA. Channel blockers 303-331 are shown at the bottom of the graph. The channel width is 12.7 mm. Channel blocker 308 was moved 25.4 mm from the start position of 35.6 mm to the final position of 10.2 mm to lower the peak, indicating the thick spot shown in curve 7A at the location corresponding to channel 308. Moving the channel blocker down allowed more heat to reach the film at the crossweb location. The more heat transferred to this location lowered the peak by allowing that portion of the film to stretch more. The resulting mapped thickness profile is shown in curve 7B at the location corresponding to channel blocker 308. Curve 7C shows the percent change from the starting thickness profile of curve 7A to the final thickness profile of curve 7B. At a location corresponding to the channel blocker 308, curve 7C shows that moving the channel blocker 308 by 25.4 mm changed the thickness profile by about −3%. Similarly, channel blocking effects are shown in curves 7A-C at locations corresponding to channel blockers 322. The starting thickness profile has an indentation indicating a thin spot at this location, as shown by curve 7A. Moving channel blocker 322 up to a final position of 61 mm up 25.4 mm prevented more heat from reaching that part of the film, allowing the film to stretch below the adjacent part It became. As a result, the thickness profile at that location increased as shown by curve 7B. The percent change at this location changed by about 3% as shown in curve 7C.

実施例2
図8に示す実施例において、赤外反射多層光学フィルムがポリメチルメタクリレート(PMMA)およびポリメチルメタクリレートのコポリマー(co−PEN)の交互に並んだ層を押し出すことにより作成された。フィルムが3.3:1の延伸比で長さ配向された。フィルムは引き続いて3.3:1の延伸比で、テンター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測定器を使用してテンター後に測定された。曲線8Aは、長さ配向ステーション上にマッピングされたフィルムの元のクロスウェブ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台の赤外(IR)ロッドヒーターおよび34個のチャネルブロッカー1組を有する加熱組立体が長さオリエンター内で使用された。使用されたこの赤外(IR)ロッドヒーターは、米国、ミネソタ州、ミネアポリスのリサーチ・インコーポレーテッド(Research, Inc.)により作成されたモデル5305シリーズのパラボリック・ストリップ・ヒーター(Parabolic Strip Heaters)であった。チャネルブロッカー303〜331がグラフの下部に示される。チャネル幅は12.7mmであった。
Example 2
In the example shown in FIG. 8, an infrared reflective multilayer optical film was made by extruding alternating layers of polymethyl methacrylate (PMMA) and a copolymer of polymethyl methacrylate (co-PEN). The film was length oriented with a stretch ratio of 3.3: 1. The film was subsequently stretched in the transverse direction in the tenter at a stretch ratio of 3.3: 1. The optical thickness of the film was measured after the tenter using an optical thickness meter. Curve 8A shows the original crossweb optical thickness profile of the film mapped onto the length orientation station. A heating assembly with three infrared (IR) rod heaters and a set of 34 channel blockers was used in the length orienter to control the thickness profile. The infrared (IR) rod heater used was a model 5305 series Parabolic Strip Heaters made by Research, Inc. of Minneapolis, Minnesota, USA. It was. Channel blockers 303-331 are shown at the bottom of the graph. The channel width was 12.7 mm.

曲線8Aに示すフィルムのプロファイルは、図8の下部におけるチャネルブロッカーの各々の最終設定により指示されるように、チャネルブロッカーの幾つかを移動させることにより調節された。表1はチャネルブロッカー303〜331に対する初期および最終設定を示す。この結果得られた光学厚さプロファイルが曲線8Bに示される。曲線8Cは最終と初期厚さプロファイル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赤外ヒーター1組とチャネルブロッカー1組を有するクロスウェブ熱分配システムを使用してより均一にするよう調節できることを実証する。   The film profile shown in curve 8A was adjusted by moving some of the channel blockers as indicated by the final setting of each of the channel blockers at the bottom of FIG. Table 1 shows the initial and final settings for channel blockers 303-331. The resulting optical thickness profile is shown in curve 8B. Curve 8C shows the percent change between the final and initial thickness profiles. Curve 8B demonstrates that the initial film profile shown in curve 8A can be adjusted to be more uniform using a cross-web heat distribution system having one infrared heater and one channel blocker.

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実施例3
図9に示す実施例において、多層光学フィルムがポリエチレンテレフタレート(PET)とPMMAのコポリマーの交互層を押し出すことにより作成された。フィルムが3.35:1の延伸比で長さ配向された。フィルムが引き続いてテンター内で3.3:1の延伸比で横方向に配向された。テンターには、テンターの横方向延伸領域において再配置可能な、旋回型加熱素子1組が装備された。各加熱素子は長さ325mm、幅10mmであって、幅80mmの放物面反射鏡を有した。使用された加熱素子は米国、ミズリー州、セントルイスのワトロウ・エレクトリック社(Watlow Electric)から入手できるレイマックス・モデル(Raymax Model)1525であった。加熱素子の中心はこの実施例における旋回点および位置付け場所として使用された。フィルムの光学厚さは、光学キャリパーゲージを使用してテンター後に測定された。曲線9A、9B、および9Cは、クロスウェブ熱分配システムの異なる構成に対してクロスウェブ場所に応じた光学厚さ変化を示し、再配置可能な、旋回型赤外ヒーターの完成フィルムに及ぼす影響を実証する。加熱素子パワーおよび配向の角度が表2および3に挙げられる。
Example 3
In the example shown in FIG. 9, a multilayer optical film was made by extruding alternating layers of a copolymer of polyethylene terephthalate (PET) and PMMA. The film was length oriented with a stretch ratio of 3.35: 1. The film was subsequently oriented in the transverse direction at a stretch ratio of 3.3: 1 in the tenter. The tenter was equipped with a set of swivel heating elements that could be repositioned in the transverse stretch region of the tenter. Each heating element was 325 mm long, 10 mm wide, and had a parabolic reflector with a width of 80 mm. 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 location in this example. The optical thickness of the film was measured after the tenter using an optical caliper gauge. Curves 9A, 9B, and 9C show the optical thickness variation as a function of cross-web location for different configurations of the cross-web heat distribution system, and the effect on the repositionable finished film of the swirl infrared heater Demonstrate. The heating element power and orientation angles are listed in Tables 2 and 3.

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単一の加熱素子が一定パワーにて同一の配向角度に保持されるとき、クロスウェブ光学厚さプロファイルの変化は3つの曲線9A、9B、および9Cの各々について同一のままである。この効果は、第1の加熱素子962に対応する460mmのクロスウェブ場所における曲線9A、9B、および9C中のくぼみとして観察される。単一の加熱素子が一定パワーに保持されるが、配向角度が変化するとき、拡幅効果が観察される。950mmにおける曲線9A、9B、および9C中のくぼみは、単一ロッドヒーターに起因する拡幅効果を実証する。この実施例では、950mmに位置付けされた第2のヒーター964は、曲線9Aにおける0°から曲線Bにおける12.5°まで、曲線Cにおける25°まで回転された。   When a single heating element is held at the same orientation angle at constant power, the change in the crossweb optical thickness profile remains the same for each of the three curves 9A, 9B, and 9C. This effect is observed as a depression in the curves 9A, 9B, and 9C at the 460 mm crossweb location corresponding to the first heating element 962. Although a single heating element is held at a constant power, a widening effect is observed when the orientation angle changes. The indentations in curves 9A, 9B, and 9C at 950 mm demonstrate the widening effect due to the single rod heater. In this example, the second heater 964 positioned at 950 mm was rotated from 0 ° in curve 9A to 12.5 ° in curve B and 25 ° in curve C.

実施例4
図10〜13に示す実施例において、多層光学フィルムがPETおよびPMMAのコポリマーの交互層を押し出すことにより作成された。フィルムが3.35:1の延伸比で長さ配向された。フィルムが引き続いて3.3:1の延伸比で横方向に配向された。テンターには横方向延伸領域内に4個の再配置可能な、旋回型熱素子1組が装備された。各加熱素子は長さ325mm、幅10mmであって、幅80mmの放物面反射鏡を有した。使用された加熱素子は米国、ミズリー州、セントルイスのワトロウ・エレクトリック(Watlow Electric)から入手可能である、レイマックス・モデル(Raymax Model)1525であった。各加熱素子の中心は旋回点として使用された。この実施例における各加熱素子の中心位置が、「位置、右」としておよび旋回のための移動可能なボルトの位置が「位置、左−傾斜」として表4から7に示される。フィルムの光学厚さが光学キャリパーゲージを使用してテンターの下流で測定された。図10〜13の各々における曲線Aは、初期光学クロスウェブ厚さプロファイルを示す。図10〜13はヒーター設定値を変更する連続弾(successive iterations)を表す。初期には、フィルムのクロスウェブ光学厚さプロファイルが測定された。測定データポイントが図10の曲線Aとしてプロットされる。次に、フィルムの測定されたクロスウェブ光学厚さプロファイルが横方向延伸領域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答して、ヒーター1〜4は表4に示すパラメータに従って第1弾において設定された。その結果得られたクロスウェブ光学厚さプロファイルが測定され、かつ図10の曲線Bとして示される。この結果得られた第1弾(図10の曲線B)の光学厚さは、次には第2弾(図11の曲線A)の初期厚さプロファイルとなる。光学厚さプロファイルを測定する工程、測定される光学厚さプロファイルを延伸領域にマッピングする工程、およびマッピングされたプロファイルに応答してクロスウェブ熱分配システムを調節する工程はフィードバックループを形成し、これは所望の最終厚さプロファイルに到達するまで繰り返される。第2弾において、ヒーター1〜4は表5に掲げるパラメータに従って設定される。その結果得られる光学厚さプロファイルは、図11の曲線Bとしてプロットされる。このプロセスは表6および7におけるヒーター設定値に示されるように2弾以上を介して繰り返され、かつ厚さプロファイルが図12および13にプロットされる。4個の再配置可能な、旋回型赤外ヒーター1組が完成フィルムの光学クロスウェブ厚さプロファイルに及ぼす一体となった影響が図13の曲線Bにより図示される。約1300〜1850mmの範囲にある、図13の曲線Bは、問題となっている領域(regime)に位置付けされる4個の再配置可能な加熱素子を使用して平坦な最終厚さプロファイルが得られることを示している。1850mmを超えるクロスウェブ位置における「谷」は、ダイボルト調節のような他の手段により対処できることに注目する。
Example 4
In the examples shown in FIGS. 10-13, multilayer optical films were made by extruding alternating layers of PET and PMMA copolymers. The film was length oriented with a stretch ratio of 3.35: 1. The film was subsequently oriented transversely with a stretch ratio of 3.3: 1. The tenter was equipped with a set of four repositionable swirl thermal elements in the transverse stretch region. Each heating element was 325 mm long, 10 mm wide, and had a parabolic reflector with a width of 80 mm. 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 in this example is shown in Tables 4 to 7 as “position, right” and the position of the movable bolt for turning as “position, left-tilt”. The optical thickness of the film was measured downstream of the tenter using an optical caliper gauge. Curve A in each of FIGS. 10-13 shows the initial optical crossweb thickness profile. 10 to 13 show successive iterations for changing the heater set value. 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 cross-web optical thickness profile of the film was then mapped to the transverse stretch region. In response to the mapped profile, heaters 1-4 were set in the first in accordance with the parameters shown in Table 4. The resulting crossweb optical thickness profile was measured and shown as curve B in FIG. The resulting optical thickness of the first bullet (curve B in FIG. 10) is then the initial thickness profile of the second bullet (curve A in FIG. 11). The steps of measuring the optical thickness profile, mapping the measured optical thickness profile to the stretch region, and adjusting the cross-web heat distribution system in response to the mapped profile form a feedback loop, which Is repeated until the desired final thickness profile is reached. In the second step, the heaters 1 to 4 are set according to the parameters listed in Table 5. The resulting optical thickness profile is plotted as curve B in FIG. This process is repeated over two or more bullets as shown in the heater settings in Tables 6 and 7, and the thickness profile is plotted in FIGS. The combined effect of a set of four repositionable swivel infrared heaters on the optical crossweb thickness profile of the finished film is illustrated by curve B in FIG. Curve B in FIG. 13, in the range of about 1300-1850 mm, yields a flat final thickness profile using four repositionable heating elements positioned in the problem regime. It is shown that. Note that “valleys” at cross-web positions greater than 1850 mm can be addressed by other means such as die bolt adjustment.

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本発明が様々な修正および代替形態に適用できる一方で、それらの詳細は図面および発明を実施するための最良の形態において実施例として示されてきた。しかし本発明を説明する特定の実施形態に限定しようとするものではないことは理解されよう。それどころか、添付の特許請求の範囲により定義される本発明の精神および範囲内にある修正、等価物、および代替案を扱う意図がある。   While the invention is amenable to various modifications and alternative forms, specifics thereof have been shown by way of example in the drawings and the best mode for carrying out the invention. 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、類似の参照符号が類似の要素を示す、添付図面に関連した以下に示す発明を実施するための最良の形態を考慮してより完全に理解されると思われる。添付の図面は、説明的な実施例であることを意図しているものであり、限定することを意図していない。   The present invention will be more fully understood in view of the best mode for carrying out the invention as set forth below, taken in conjunction with the accompanying drawings, wherein like reference numerals designate like elements. The accompanying drawings are intended to be illustrative examples and are not intended to be limiting.

二軸配向フィルムのフィルムラインの概略図。Schematic of the film line of a biaxially oriented film. 長さオリエンター内の調節可能なプロファイルクロスウェブ熱分配システムの一実施形態の概略図。1 is a schematic diagram of one embodiment of an adjustable profile cross-web heat distribution system within a length orienter. FIG. 長さオリエンター内の調節可能なプロファイルクロスウェブ熱分配システムの他の実施形態の概略図。FIG. 4 is a schematic diagram of another embodiment of an adjustable profile cross-web heat distribution system within a length orienter. 長さオリエンター内の調節可能なプロファイルクロスウェブ熱分配システムの別の実施形態の概略図。FIG. 4 is a schematic diagram of another embodiment of an adjustable profile cross-web heat distribution system within a length orienter. チャネルブロッカー組立体の一実施形態の概略平面図。1 is a schematic plan view of one embodiment of a channel blocker assembly. FIG. 調節可能なクロスウェブ熱分配システムの別の実施形態の概略図。FIG. 3 is a schematic diagram of another embodiment of an adjustable cross-web heat distribution system. 一実施形態の代表的な再配置可能な、旋回型加熱素子の概略図。1 is a schematic diagram of an exemplary repositionable, swivel heating element of one embodiment. FIG. 一実施形態の代表的な再配置可能な、旋回型加熱素子の部分透視図。1 is a partial perspective view of an exemplary repositionable, swivel heating element of one embodiment. FIG. 実施例1における特定のチャネルブロッカーが光学厚さに及ぼす影響を示す。The influence which the specific channel blocker in Example 1 has on optical thickness is shown. 実施例2におけるチャネルブロッカー1組が光学厚さに及ぼす影響を示す。The influence which 1 set of channel blockers in Example 2 exerts on optical thickness is shown. 実施例3におけるクロスウェブ場所に応じた光学厚さプロファイルの変化を示す。The change of the optical thickness profile according to the cross web location in Example 3 is shown. 実施例4の表4における加熱素子設定値の構成に対応するクロスウェブ場所に対する相対光学厚さを示す。The relative optical thickness with respect to the cross-web location corresponding to the structure of the heating element setting value in Table 4 of Example 4 is shown. 実施例4の表5における加熱素子設定値の構成に対応するクロスウェブ場所に対する相対光学厚さを示す。The relative optical thickness with respect to the cross-web location corresponding to the structure of the heating element setting value in Table 5 of Example 4 is shown. 実施例4の表6における加熱素子設定値の構成に対応するクロスウェブ場所に対する相対光学厚さを示す。The relative optical thickness with respect to the cross-web location corresponding to the structure of the heating element setting value in Table 6 of Example 4 is shown. 実施例4の表7における加熱素子設定値の構成に対応するクロスウェブ場所に対する相対光学厚さを示す。The relative optical thickness with respect to the cross-web location corresponding to the structure of the heating element setting value in Table 7 of Example 4 is shown.

Claims (5)

熱分配領域を有する、高分子フィルムを変形させるための延伸機、
前記フィルムの横断方向に移動可能な加熱素子を備えた、前記延伸機内の前記フィルムへ選択可能な熱分配を提供するためのウェブ横断方向の熱分配システム、
前記クロスウェブ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厚さプロファイルを測定するキャリパーゲージ、および
測定された前記ウェブ横断方向厚さプロファイルに応答して前記熱分配を選定するためのフィードバック機構を含む、フィルム取扱装置。
A stretching machine for deforming a polymer film having a heat distribution region;
A cross-web heat distribution system for providing selectable heat distribution to the film in the stretcher, comprising a heating element movable in the cross-direction of the film;
A caliper gauge disposed downstream from the cross-web heat distribution system for measuring a cross-web thickness profile of the film, and for selecting the heat distribution in response to the measured cross-web thickness profile Film handling device including a feedback mechanism.
前記加熱素子の個数が2以上であり、前記加熱素子の各々が細長く、前記フィルムの面に平行な面内で旋回可能である、請求項1に記載のフィルム取扱装置。The film handling apparatus according to claim 1, wherein the number of the heating elements is 2 or more, each of the heating elements is elongated, and can be swung in a plane parallel to the plane of the film. ウェブ横断方向熱分配システムを有する延伸機内でフィルムを変形させる工程、
前記ウェブ横断方向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ウェブ横断方向厚さプロファイルを測定する工程、および
前記ウェブ横断方向熱分配システムにおける加熱素子を前記フィルムの横断方向に再配置することにより、前記測定されたウェブ横断方向厚さプロファイルに応答して前記ウェブ横断方向熱分配システムを調節する工程を含む、
高分子フィルムのウェブ横断方向厚さプロファイルを制御する方法。
Deforming the film in a stretching machine having a cross-web direction heat distribution system;
Measuring a cross-web thickness profile of the film at a location downstream from the cross-web heat distribution system, and repositioning heating elements in the cross-web heat distribution system in the cross-direction of the film, Adjusting the cross-web heat distribution system in response to the measured cross-web thickness profile;
A method for controlling a cross-web thickness profile of a polymer film.
前記加熱素子の個数が2以上であり、前記加熱素子の各々が細長く、前記フィルムの面に平行な面内で旋回可能である、請求項3に記載の方法。4. The method of claim 3, wherein the number of heating elements is two or more, each heating element being elongated and pivotable in a plane parallel to the plane of the film . 前記調節工程が、前記細長い加熱素子の長手軸とフィルムのレーンの走行方向との間の角度を変更するように、前記フィルムの面の上方であって前記フィルムの面に平行な面内で、前記細長い加熱素子を回転させることを含む、請求項4に記載の方法。  In the plane above the plane of the film and parallel to the plane of the film so that the adjusting step changes the angle between the longitudinal axis of the elongated heating element and the running direction of the lane of the film, The method of claim 4, comprising rotating the elongated heating element.
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