JPH11326190A

JPH11326190A - リタ―デ―ション計測装置、複屈折計測装置および同装置を備えたプラスチックフイルムの製造方法

Info

Publication number: JPH11326190A
Application number: JP7136699A
Authority: JP
Inventors: Shuzo Takeda; 修三武田; Katsuichi Kitagawa; 克一北川; Takashi Nagayama; 孝長山
Original assignee: Toray Industries Inc
Current assignee: Toray Industries Inc
Priority date: 1998-03-19
Filing date: 1999-03-17
Publication date: 1999-11-26

Abstract

(57)【要約】【課題】計測範囲広く高速計測可能なリターデーショ
ン計測装置、これを利用する複屈折計測装置と該複屈折
計測装置を利用するフイルム製造方法の提供。【解決手段】リターデーション計測装置は、波長の異
なる２以上の光を同軸出射する光源部２、その出射光か
ら生成する連続位相差偏光生成部３、連続位相差偏光生
成部３の偏光光を計測試料７へ垂直に入射させ透過した
光の偏光状態を波長毎に測る偏光計測部４、連続位相差
偏光生成部３の偏光光の位相差変化比較信号を波長毎に
生成する比較信号生成部５、比較信号生成部５の出力信
号と偏光計測部４の出力信号の相対的位相変化を測る位
相差検知部６、位相差検知部６の位相差信号から計測試
料７のリターデーションを演算する演算部８、その出力
部９からなる。複屈折計測装置は該リターデーション計
測装置に厚さ計１２０を組合せ、フイルムの製造方法は
該複屈折計測装置を利用する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、リターデーション
計測装置、複屈折計測装置および同装置を備えたプラス
チックフイルムの製造方法に関し、さらに詳しくは、リ
ターデーション計測装置と、該リターデーション計測装
置を利用してプラスチックフイルムの複屈折をオンライ
ンで計測可能にする複屈折計測装置と、該複屈折計測装
置の利用により均一な複屈折のプラスチックフイルムを
効率的に製造する方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、プラスチックフイルムの製造工程
において、フイルムの走行方向ＭＤと幅方向ＴＤとの屈
折率差の複屈折Δｎ＝（ｎＭＤ−ｎＴＤ）と厚さｄとの
積Δｎ・ｄで表されるリターデーションΓをオンライン
で計測する基本技術として、特公昭４７−１５８９５号
公報に記載されるような偏光測定方法の一つである補償
法を自動化した技術や、特公昭６０−２７９４０号公報
に記載されるような同セナルモン法を自動化した技術な
どが提案されている。

【０００３】しかし、これら従来の技術は、いずれも計
測範囲が位相差が３６０°未満であったり、或いはリタ
ーデーションが計測波長相当未満であったりして狭いた
め、リターデーションの値として数千から２万ナノメー
タ（ｎｍ）以上に達するような品種が存在するプラスチ
ック延伸フィルムの製造工程には適用することができな
い。

【０００４】このような問題を解消するように計測範囲
を拡大する技術として、特開昭６１−２８０５４９号公
報には、白色光を使う方法が開示されている。しかし、
この方法では、波長走査して透過率の極値を２以上求め
る必要があるため、測定に時間を要するという欠点があ
る。そのため、リターデーションの速い変化を捉えるこ
とができず、生産工程で高速走行するプラスチックフイ
ルムの変動をオンラインで迅速に測定する手段には適し
ていない。

【０００５】また、特開平３−２５３４７号公報は、２
つの測定光の入射角度で測定する方法を開示している。
しかし、この方法は、入射角度を変更して２度計測する
ため、測定時間が長くなり、また生産工程で高速走行す
るフィルムをオンライン計測する場合、異なる位置で計
測したデータを使って演算するため、フィルムの厚さ変
動や複屈折変動を発生して正確な測定をすることができ
ない。また、計測位置のズレを回避するには２系統の測
定光学系が必要であり、装置が複雑・大型化するためオ
ンライン用途に適しているとはいえない。

【０００６】また、プラスチックフイルムの製造装置に
おいて、オンラインでリターデーションを計測しながら
製造工程を制御する方法として、特公昭５８−５８０１
９号公報に提案のものがある。しかし、この方法では、
厚さ計測がなく、リターデーションΓ（複屈折×フィル
ム厚さ）だけを直接計測し、そのリターデーションΓが
０（Γ＝０）になるように圧延機を制御するようにした
ものである。

【０００７】しかしながら、この方法のリターデーショ
ンの計測値にはフィルム厚さが含まれているため、厚さ
変動がミックスされるという問題がある。また、Γ＝０
ならば複屈折＝０の関係があるので、強度アップのため
に延伸されることにより複屈折が０でないものが多い大
多数のフィルムの製造工程に対しては適用することがで
きない。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】上述したように、高速
走行するフイルムのリターデーションを、オンラインで
計測するようにした従来技術には、次のような問題があ
った。

【０００９】（１）リターデーション計測範囲が狭いた
め、フイルム生産工程に適用するには適用品種が限られ
てしまう。（２）計測スピードが遅いため、生産工程で高速走行す
るフイルムをオンライン計測して工程変動を迅速に計測
するのには適さない。

【００１０】（３）２系統の光学系を必要とするため、
速いリターデーション変動がある場合は正確な計測が出
来ない。また、これを回避するために光学系を２系統に
すると、装置が複雑・大型化してしまう。また、リター
デーションを計測してフイルム製造装置を制御する従来
技術は、リターデーション値ΓがΓ＝０の近辺での適用
に限定されるため、延伸されたフィルムが多い大多数の
フィルム生産工程には向かず汎用性がない。

【００１１】本発明の目的は、これら従来技術の問題点
を解消し、リターデーション計測範囲が広く、オンライ
ンで高速に計測できるリターデーション計測装置を提供
することにある。

【００１２】本発明の他の目的は、上記リターデーショ
ン計測装置を利用し、フイルム生産工程のフイルムの複
屈折をオンラインで迅速に計測できる複屈折計測装置を
提供することにある。

【００１３】本発明の更に他の目的は、上記複屈折計測
装置を利用して、プラスチックフイルム生産工程におい
てオンラインで複屈折を計測することにより、複屈折を
所期の値に維持できるようにするプラスチックフイルム
の製造方法を提供することにある。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成する本発
明のリターデーション計測装置は、互いに異なる波長を
もつ少なくとも２つの光を略同軸に出射する光源部
（２）と、該光源部（２）の出射光を透過させる過程で
直交する２方向に偏光成分間の位相差が連続的に変化す
る偏光光を生成する連続位相差偏光生成部（３）と、該
連続位相差偏光生成部（３）で生成した偏光光を計測試
料（７）へ略垂直に入射させ、その透過光の偏光状態を
前記互いに異なる波長毎に計測する偏光計測部（４）
と、前記連続位相差偏光生成部（３）で生成した偏光光
の位相差変化の比較信号を前記互いに異なる波長毎に生
成する比較信号生成部（５）と、該比較信号生成部
（５）の出力信号と前記偏光計測部（４）の出力信号と
の間の相対的な位相変化を計測する位相差検知部（６）
と、該位相差検知部（６）の位相差信号を使って前記計
測試料（７）のリターデーション（複屈折×厚さ）を演
算するリターデーション演算部（８）と、該リターデー
ション演算部（８）の演算結果を出力する出力部（９）
とからなることを特徴とするものである。

【００１５】また、上記目的を達成する本発明の複屈折
計測装置は、上記記載のリターデーション計測装置と、
該リターデーション計測装置の計測点と略同じ位置で前
記計測試料（７）の厚さを計測する厚さ計（１２０）を
組合せ、前記リターデーション計測装置によるリターデ
ションの演算結果と前記厚さ計（１２０）による厚さの
計測結果とから複屈折を演算することを特徴とするもの
である。

【００１６】特に、本発明の複屈折計測装置は、上記構
成からなる複屈折計測装置をプラスチックフイルム製造
工程のフイルム走行方向に対して幅方向に走査するトラ
バース装置に取り付けてフイルムの複屈折をオンライン
で計測する構成からなる。

【００１７】また、上記目的を達成する本発明によるプ
ラスチックフイルムの製造方法は、プラスチックフイル
ム製造工程に上記記載の複屈折計測装置を設け、該複屈
折計測装置で計測された複屈折に基づき、前記プラスチ
ックフイルム製造工程の製造工程条件を前記複屈折を所
定値にするように制御することを特徴とするものであ
る。

【００１８】

【発明の実施の形態】それぞれ図１は本発明の実施形態
からなるリターデーション計測装置の概略を示し、図２
は上記リターデーション計測装置を利用した本発明の実
施形態からなる複屈折計測装置の概略を示す。また、図
３は上記複屈折計測装置を利用した本発明の実施形態か
らなるプラスチックフイルムの製造装置の概略を示す。

【００１９】まず、図１に示すリターデーション計測装
置において、１はリターデーション計測光学部であり、
このリターデーション計測光学部１に光源部２、連続位
相差偏光生成部３、比較信号生成部５が設けられてい
る。また、このリターデーション計測光学部１に対し、
プラスチックフイルム等の計測試料７を挟んで偏光計測
部４が設けられ、さらに位相差検知部６、リターデーシ
ョン演算部８、出力部９が接続されている。

【００２０】光源部２には、波長Ａの光を出射する光源
２１と波長Ｂの光を出射する光源２２とが設けられ、二
つの波長Ａ、Ｂは互いに異なる波長数値λａ、λｂを有
している。各光源２１、２２の出射光は光ファイバー２
３、２４を介して同軸出射部２５に導かれる。同軸出射
部２５は、光ファイバー２３、２４からの二つの出射光
の方向・位置を調整し、略同軸に出射光２６を出射する
ようになっている。なお、図示の実施形態では、光源を
２種類だけ設けているが、更に波長数値の異なる波長
Ｃ、Ｄ、・・等の光を出射する３種類以上の光源を設け
るようにしてもよい。

【００２１】連続位相差偏光生成部３は、上記同軸出射
部２５から出射した出射光２６を第１の直線偏光板３１
と第１の１／４波長板３２との組み合わせにより、円偏
光の出射光３２１にし、さらにこの出射光３２１を回転
直線偏光板３３により直線偏光の振動面が高速で回転す
る回転直線偏光３３１にする。この回転直線偏光の出射
光３３１は、ビームスプリッター５１で２方向の偏光光
に分離され、一方は第２の１／４波長板３４を通過する
出射光３４１にし、他方は比較信号生成部５に向けた出
射光５１１にする。

【００２２】第２の１／４波長板３４から出た出射光３
４１は、振動面を直交する２方向成分に分解して考えた
場合、両方向成分の位相差が０→１８０°→３６０°
（０°）→１８０°へと連続的周期的に位相差が変化す
る偏光になっている。この連続位相差偏光３４１を計測
試料７（フイルム等）へほぼ垂直に入射させ、偏光計測
部４で前述の互いに異なる波長Ａ及びＢ毎に偏光計測
し、波長Ａについて偏光計測信号４６１を出力し、波長
Ｂについて偏光計測信号４７１を出力する。

【００２３】詳しくは、上記偏光計測部４では、計測試
料７の透過光７１をビームスプリッター４１で分割し、
その一方を第１の光学フィルタ４２で波長Ａ成分を選択
して第２の直線偏光板４４で偏光計測し、第１の受光器
４６で光強度を計測して波長Ａの偏光計測信号４６１を
出力する。また、ビームスプリッター４１で分割した他
方を、第２の光学フィルタ４３で波長Ｂ成分を選択して
第３の直線偏光板４５で偏光計測し、第２の受光器４７
で光強度を計測して波長Ｂの偏光計測信号４７１を出力
する。

【００２４】他方、比較信号生成部５では、連続位相差
偏光生成部３で生成した回転直線偏光光３３１をビーム
スプリッター５１で分割した他方の偏光光５１１を、更
にビームスプリッター５２で分割し、その一方を第３の
光学フィルタ５３で波長Ａ成分を選択し、第４の直線偏
光板５５で偏光計測し、第３の受光器５７で光強度を計
測して波長Ａの比較信号５７１を出力する。また、分割
光５１１をビームスプリッター５２で分割した他方の分
割光５２１から、第４の光学フィルター５４で波長Ｂ成
分を選択し、第５の直線偏光板５６で偏光計測し、第４
の受光器５８で光強度を計測して波長Ｂの比較信号５８
１を出力する。各波長Ａ、Ｂの比較信号５７１および５
８１は、回転直線偏光光３３１の回転周期の１／２周期
（２倍周波数）の正弦波となる。

【００２５】上記ビームスプリッター５１で分割された
のち、第２の１／４波長板３４から出射した連続位相差
偏光光３４１は、前述したように振動面の直交する２方
向成分に分解して考えた場合の両方向成分の位相差が連
続的周期的に変化している。計測試料７がない場合は、
波長Ａの偏光計測信号４６１は波長Ａの比較信号５７１
と同位相となり、また波長Ｂの偏光計測信号４７１は波
長Ｂの比較信号５８１と同位相となるように設定する。

【００２６】計測試料７がある場合は、上記連続位相差
偏光光３４１で設定したのと同じ直交する２方向の屈折
率差に由来する偏光光透過速度差に依り、計測試料７を
透過する過程で連続位相差偏光光３４１の位相差が補償
される結果、波長Ａでは上記比較信号５７１と偏光計測
信号４６１の間で位相差が生じるので、該信号を位相差
計測部６１へ入力して位相差Φａを計測し、また波長Ｂ
では上記比較信号５８１と偏光計測信号４７１を位相差
検出部６２へ入力して位相差Φｂを計測する。

【００２７】リターデーション演算部８は、位相差検知
部６が計測した各波長Ａ、Ｂ毎の位相差出力信号６１１
（Φａ）、６２２（Φｂ）および波長Ａ、Ｂの波長数値
λａ、λｂに基づき計測試料７のリターデーションΓを
演算する。その演算結果のリターデーションΓは出力部
９へ送られ、出力部９で表示すると共にデータ保存され
る。

【００２８】上述した本発明のリターデーション計測装
置において、互いに異なる波長Ａ、Ｂをもつ少なくとも
二つの光線としては、計測試料（フイルム等）であまり
吸収されない波長帯域の極力狭い輝線を使うことが好ま
しい。各波長Ａ，Ｂの間隔は特に限定されものではない
が、下記式でリターデーション計測範囲が予想できる
ので、実施する装置の仕様乃至は実施する方法の適用対
象に依存して決めるようにする。リターデーション計測範囲＝λａ・λｂ／（λｂ−λａ）・・・ただし、λａ，λｂは、それぞれ２波長Ａ、Ｂの波長数
値（λｂ＞λａ）である。

【００２９】リターデーション計測範囲は、２波長Ａ、
Ｂの波長差Δλ＝λａ−λｂが小さいほど広くなり、互
いに異なる波長Ａ、Ｂ毎に比較信号生成部５と測定試料
を出射後の偏光計測部４との間の相対的な位相変化を計
測する位相検知部６の位相差検知出力Φａ、Φｂが近接
した値になるので、波長Ａ、Ｂの間隔はリターデーショ
ンΓの演算値の誤差が大きくならない範囲を考慮して決
める必要がある。

【００３０】互いに異なる波長Ａ、Ｂの光を出光させる
光源としては、ガスレーザー、固体レーザー或いは半導
体レーザー等を使用することが望ましい。また、図示の
例では、波長Ａ、Ｂの光源として、それぞれ単独で発振
する発光管２本を用いるようにしたが、好ましくは２以
上の異なる計測波長を同時に発振するタイプのものがよ
り望ましい。また、図示の例では、光源２１，２２から
同軸出射部２５に光ファイバー２３，２４で導くように
したが、図１におけるリターデーション計測光学部１と
共に同一ハウジングケースに光源を収納して光ファイバ
ーを使用しないようにしてもよい。

【００３１】偏光成分間の位相差が連続的に変化する偏
光を発生させる連続位相差偏光生成部３としては、計測
試料７がフィルム製造装置における縦延伸フィルムの場
合は、ほぼ垂直に入射する偏光光の偏光方向をフィルム
の走行方向とこれに直角なフィルム幅方向の両方向に分
解して考えた時、その走行方向とこれに直角な方向の位
相差が連続して増加若しくは減少する偏光光を２波長
Ａ，Ｂのそれぞれで生成するものとし、測定試料へほぼ
垂直に入射させるようにする。

【００３２】連続位相差生成部３における回転直線偏光
板３３は、図示の例のように、直線偏光板をモーター機
構で回転させる構成のほか、電気光変換素子と１／２波
長板を組み合わせるものでもよい。また、光源が直線偏
光を出力するタイプでは、第１の直線偏光板３１は無く
てもよい。

【００３３】また、連続位相差偏光生成部３の位相差変
化の比較信号５７１，５８１を、異なる波長Ａ，Ｂ毎に
生成する比較信号生成部５は、上記連続位相差偏光生成
部３の位相差生成開始に同期するように周期信号を作
り、連続的周期的位相差変化の位相基準信号を生成す
る。直線偏光板５５，５６をモーター回転の方法で回転
させて連続位相差を生成する場合は、直線偏光板の半回
転を１周期とするモーターの回転角信号になる。

【００３４】また、図示の例では、比較信号生成部５は
ビームスプリッター５１で回転直線偏光光５１１を分取
して検出するようにしたが、特公昭６０−２７９４０号
公報に開示されるように、別系統で光学的に直線偏光板
回転角度信号を得るようにしたものでもよく、また回転
エンコーダーで行ってもよい。

【００３５】何れの方法を採用するにしても、図示の例
のように、比較信号生成部５を波長Ａ，Ｂ毎に波長Ａ系
統の機構（波長Ａ系統側の光学フィルタ５３，直線偏光
板５５，受光器５７）と波長Ｂ系統の機構（光学フィル
タ５４，直線偏光板５６，受光器５８）の２系統を作る
のではなく、波長Ａ用（又は波長Ｂ用）の１系統だけを
作り、波長Ｂ用（又は波長Ａ用）の比較信号は、波長Ａ
用の比較信号を任意に位相シフトさせる機能部を付加す
ることにより生成するようにしてもよい。このように構
成すれば、比較信号生成部５を簡素化することができ
る。

【００３６】測定試料７の透過光の偏光状態を互いに異
なる波長Ａ，Ｂ毎に計測する偏光計測部４は、連続位相
差偏光生成部３からの出射光が計測試料７を透過したこ
とによる偏光状態の変化を偏光計測する。位相差検知部
６は、異なる波長Ａ，Ｂ毎に偏光計測部４の出力と比較
信号生成部５の出力相互の位相差を検知して出力する。
位相差検知部６の位相差信号から計測試料７のリターデ
ーションΓ（Γ＝複屈折Δｎ×厚さｄ）を演算するリタ
ーデーション演算部８は、位相差検知部６が異なる波長
Ａ，Ｂ毎に計測した位相差Φａ，Φｂおよび波長Ａ，Ｂ
の波長数値λａ、λｂに基づいて、下記関係式、か
ら計測試料７のリターデーションΓを演算すると共に、
その演算結果を出力部９へ送る。

【００３７】 Γ＝（Φａ／３６０＋Ｎ）λａ・・・・ Γ＝（Φｂ／３６０＋Ｎ）λｂ・・・・ただし、Ｎは位相差角に関する次数（０又は正の整数
値）である。

【００３８】上述した本発明のリターデーション計測装
置によると、互いに異なる波長をもつ２以上の光を使用
し、各波長毎に位相差Φａ，Φｂを計測して、リターデ
ーションΓを演算するので、リターデーション計測範囲
を、式のとおり、例えば計測波長数値λａ以上に、或
いは式、式でのＮ＝１以上に拡大することができ
る。また、連続位相差偏光生成部３の位相差生成周波数
或いは回転直線偏光板の回転数が速く、かつ位相差検知
部６が該周波数に応答でき、かつ追随してリターデーシ
ョンを演算出来れば、リターデーション計測スピードを
速くすることができる。また、少なくとも２波長の光を
使用して計測するものの、計測光をほぼ同軸に出射して
通すので、光学系は２系統を要せずに１系統で済み、装
置を複雑・大型化せずに比較的簡単にすることができ
る。図２は、本発明の実施形態からなる複屈折計測装置
を示し、前述した図１のリターデーション計測装置を利
用して構成されたものである。

【００３９】この複屈折計測装置は、フイルム製造工程
で紙面に垂直方向に走行するフィルム（計測試料）７に
対し、その幅方向（紙面の左右方向）へ走査するトラバ
ース装置１０を設け、このトラバース装置１０に図１に
示したのと同じリターデーション計測光学部１と偏光計
測部４とを上記計測試料７を挟むように取り付けた構成
になっている。また、このリターデーション計測光学部
１と偏光計測部４とが計測試料７（フイルム）のリター
デーションΓを計測する計測点と同じ位置の計測試料７
の厚さを計測するための厚さ計１２０を取り付けてい
る。また、トラバース装置１０上に計測タイミングセン
サー１３０が取り付けられている。

【００４０】リターデーション計測光学部１と偏光計測
部４とは、トラバース装置１０の作動によりフイルム７
の幅方向に走査しながら、リターデーション計測光学部
１内の連続位相差偏光生成部３（図示せず）から出射光
３４１をフイルム７に向け直角に出射させ、偏光計測部
４に入射させる。また、それぞれ偏光計測部４およびリ
ターデーション計測光学部１内の比較信号生成部５（図
示せず）で、各波長Ａ，Ｂ毎に計測し出力された偏光計
測信号４６１，４７１及び比較信号５７１，５８１が位
相差検知部６へ送られ、この位相差検知部６で相対的な
位相変化が計測され、その位相差出力信号６１１，６２
２が演算部８１へ送られる。

【００４１】また、厚さ計１２０は、フイルム７の幅方
向に走査しながら、高速走行するフイルムのエッジ部を
含むフイルム全幅の厚さとフイルム走行方向の厚さとを
計測し、その厚さ信号１２１（ｄ）が演算部８１へ送ら
れる。計測タイミングセンサー１３０は、フィルム７
（計測試料）の走行スピードを計測し、そのデータを演
算部８１へ送るようにする。また、トラバース装置１０
は、走行フィルム７の幅方向へ走査する過程で、幅方向
計測点信号１１０を演算部８１へ送るようにしている。

【００４２】上記のように各部から信号が入力する演算
部８１は、まず位相差検知部６がそれぞれ波長Ａ，Ｂ毎
に計測した位相差出力信号６１１（Φａ），６２２（Φ
ｂ）と波長Ａ，Ｂの波長数値λａ，λｂとから、前述し
た関係式、に基づいてフイルム７のリターデーショ
ンΓを演算する。演算部８１は、リターデーション計測
位置と厚さ計測位置が幾何学的に離れている場合には、
フィルム走行スピード及びフィルム幅方向計測点信号か
ら、リターデーション計測点と厚さ計測点が合致するよ
うにデータの対応付け調整をする。さらに、演算部８１
は、リターデーションΓの演算結果とリターデーション
計測点とほぼ同じ位置の厚さ計測値ｄとから、複屈折Δ
ｎ＝Γ／ｄの関係に基づいて複屈折Δｎを演算する。

【００４３】また、演算部８１は、トラバース装置１０
による走行フィルム７の幅方向走査中の計測点信号１１
０と計測タイミングセンサー１３０による走行方向（縦
方向）のフィルム走行スピードとから、幅方向計測点及
び走行方向（縦方向）計測点とリターデーションΓ及び
複屈折Δｎ及び厚さｄのデータとの対応付け処理をす
る。

【００４４】また、演算部８１は、上記リターデーショ
ンΓ及び複屈折Δｎの演算結果と計測点との対応付け処
理結果及びその結果の統計解析結果を含む計測結果８２
を出力部９へ送るようにする。出力部９は、その計測結
果を表示出力すると共に、保存する。

【００４５】上述した本発明の複屈折計測装置による
と、リターデーション計測装置がリターデーションΓを
高速計測をするので、厚さ計として検出時間の短い機種
を選択することにより複屈折Δｎを高速に計測すること
ができ、またフイルム製造工程の工程変動を迅速に計測
することができる。また、複屈折Δｎ＝Γ／ｄの関係か
ら、厚さむらｄを分離して計測が可能になるので、フイ
ルム全幅の計測に適用が可能になり、また適用するフイ
ルムの品種も拡大することができる。図３は、本発明の
プラスチックフイルム製造方法を実施する工程を例示
し、フイルム製造工程に図２の複屈折計測装置を適用し
たものである。

【００４６】このプラスチックフイルム製造工程は、溶
融押出し部３１０で溶融した樹脂を口金部３２０からシ
ート状に吐出し、これをキャスト装置３３０で冷却・固
化した後、縦延伸機３４０で走行方向に縦延伸し、引き
続き横延伸機３５０で幅方向に横延伸してフイルム７に
成形し、最後の巻取り装置３６０に巻き取るようにして
いる。

【００４７】縦延伸機３４０の後部にトラバース部３０
１が設置され、このトラバース部３０１に、図２の厚さ
計を併設した複屈折計測装置が取り付けられている。こ
の複屈折計測装置は、図２で説明したように走行フィル
ム７の幅方向に走査し、その厚さｄや複屈折Δｎを計測
して、その偏光計測信号・比較信号・厚さ信号を計測演
算出力部３８１へ送るようにしている。また、横延伸機
３５０の後部にも上記同様にトラバース部３０３が設置
され、このトラバース部３０３に同様の複屈折計測装置
が取り付けられ、フィルム７の幅方向に走査することに
より厚さｄや複屈折Δｎを計測して、その偏光計測信号
・比較信号・厚さ信号を計測演算出力部３８２へ送る。

【００４８】演算出力部３８１，３８２は、フィルム７
の幅方向及び走行方向の複屈折データを演算・解析し、
その結果を装置制御部８００へ送る。装置制御部８００
は受信した信号に基づいてフィルム幅方向の複屈折プロ
フィール及び走行方向／或いは経時的に複屈折が所期の
値に維持されようにフィルム製造工程の条件を制御する
ようにしている。

【００４９】図示の実施形態では、トラバース部３０
１、３０３と演算出力部３８１、３８２とを、それぞれ
縦延伸機３４０の後部と横延伸機３５０の後部との２箇
所に設けるようにしたが、その設置数は特に限定される
ものではなく、１箇所だけでもよく、或いは３箇所以上
設けてもよい。また、複屈折計測装置は、必ずしも幅方
向に走査させる必要はなく、走行フイルム７のエッジ部
などに固定するように設けてもよい。

【００５０】上述した本発明のプラスチックフイルムの
製造方法によれば、フイルムの複屈折Δｎを基に工程条
件を制御するようにしているので、走行中のプラスチッ
クフイルムの物性に即した生産工程条件を制御すること
が出来る。すなわち、従来のリターデーションΓの計測
結果を基にフイルム製造工程を制御する方法では、リタ
ーデーションがΓ＝０の近傍或いはΓの小さい品種のフ
イルム製造にに限定されたが、Γ＝０のフイルムに限定
されることなく、広範囲の厚さや物性のプラスチックフ
イルムの生産に適用することができる。

【００５１】

【実施例】実施例１図１に示すリターデーション計測装置において、波長Ａ
の光を出射する光源２１として、λａ＝６３３ｎｍのＨ
ｅ−Ｎｅレーザーを、また波長Ｂの光を出射する光源２
２として、λｂ＝５９４ｎｍのＨｅ−Ｎｅレーザーを使
用し、また第１の１／４波長板３１および第２の１／４
波長板３４として、λａ＝６３３ｎｍ用のものを組み込
んだ。

【００５２】また、回転直線偏光板３３は、直線偏光板
を小型モーターを使い、４０００ｒｐｍで回転させるよ
うにした。また、第１〜第４の光学フィルターは、それ
ぞれ上記の通り波長λａ＝６３３ｎｍ、λｂ＝５９４ｎ
ｍに対応した中心波長のタイプを選択した。また、位相
差検出部６１および６２には、市販の位相差計を使用
し、リターデーション演算部８および出力９は、パソコ
ンシステムにより設計・製作した。

【００５３】上記のように製作したリターデーション計
測装置を使用して、既知のフィルムのリターデーション
Γを計測すると共に、屈折率計でも計測し、その両計測
値の比較をしたところ、その結果は図４に示すとおりで
あった。図４から明らかなように、本発明のリターデー
ション計測装置の測定値と屈折率計の計測値との相関性
は非常によく、かつリターデーションΓの計測範囲を８
０００ｎｍ以上に拡大することができた。

【００５４】また、上記回転偏光板３３は４０００ｒｐ
ｍで駆動したが、１万ｒｐｍ以上への高速化も可能であ
った。また、本発明のリターデーション計測装置は、位
相差計６１，６２は入力信号周波数２０ｋＨｚまで計測
することができるため、フイルム等の操業条件からの要
求に適応して高速度計測することができた。

【００５５】また、本発明のリターデーション計測装置
は、２波長で計測するので、第１及び第２の１／４波長
板は波長λａ，λｂ毎に異なるものを使う必要がある
が、本発明で採用する２波長の波長差Δλが小さい（リ
ターデーションΓの計測範囲が広い）ので、この波長板
を２波長に兼用することができる。一般に、上記波長差
Δλが３９ｎｍであると、波長板の兼用は難しいのであ
るが、本発明の実施例では、次数Ｎ（整数値）を演算
後、リターデーションΓをλａの式を使うため問題に
ならず、その結果、２波長毎に波長板を構成する必要が
ないため、光学部を簡単な構成にすることができた。

【００５６】実施例２図２に示す複屈折計測装置において、リターデーション
計測手段の部分（１，２，６，８１，９）を実施例１と
同じ設計に構成した。厚さ計１２０は光吸収の原理を利
用する機種とし、また計測タイミングセンサー１３０
は、走行フィルムに接触して廻る羽根車タイプとし、規
定の回転角毎にパルスを発信して、パルス数とパルス間
隔から厚さ計とリターデーション計測位置の距離差を調
整するようにした。また、トラバース装置１０は、厚さ
計１２０の検知部とリターデーション計測光学部１と偏
光計測部４とが、計測試料（フィルム）７の全幅を走査
できるように構成した。

【００５７】上記の複屈折計測装置をフィルム製造工程
の縦延伸機の後に組込み、インラインで計測した結果、
厚さ計を稼働させなかったとき（厚さ計の無いのと同じ
条件）のリターデーション計測では、比較的厚めの品種
では、サンプリングして検査測定したリターデーション
データと必ずしも合わないため、安定して操業できたの
は比較的厚さの薄い品種に限定された。

【００５８】しかし、厚さ計を稼働させたときは、厚さ
変動によるリターデーション変動を識別することができ
るので、広範囲の品種に適用することができるようにな
った。また、複屈折Δｎ＝Γ／ｄの関係から厚さ変動を
分離して複屈折Δｎを計測することができるので、工程
変動を素早く的確に把えることができた。

【００５９】また、フィルムの配向状態を推定できる物
性値である複屈折Δｎを連続計測するので、延伸工程が
安定から不安定へ至る過程を把握することができ、例え
ば単に前工程の異常によるのか、物性値の変化であるの
かを識別することができるので、的確な工程制御をする
ことができるようになった。

【００６０】また、複屈折計測装置をトラバース装置に
取付けたので、フィルム幅方向のエッジまで計測するこ
とができ、その結果、エッジ近傍の配向性が係わるフィ
ルム破れに対して適切にアクションを採ることができ
た。また、トラバース装置に取付けて走査したので、フ
ィルムの幅方向および走行方向の複屈折変動の全体を把
握することができ、その結果、複屈折が規定される品種
では、製品全域の品質保証をすることが可能になった。

【００６１】実施例３図３に基づいて、押出部３１０，口金装置３２０、キャ
スト装置３３０、縦延伸機３４０、横延伸機３５０、巻
取装置３６０、装置制御部８００から構成されるプラス
チックフイルム製造装置において、その縦延伸機３４０
の後部にトラバース部３０１を介して図２の構成の複屈
折計測装置を組込んだ。ただし、横延伸機３５０の後部
には同複屈折計測装置を組込まず、この点のみ図３と異
なる構成にした。

【００６２】上記プラスチックフイルム製造装置におい
て、複屈折計測データを利用してフイルム製造工程を制
御した結果、従来は工程変動の要因が不明確で経験に基
づいて制御操作してきたのに比べ、複屈折の変動という
明確な指標によって、延伸条件および加熱条件等の工程
制御が明確になり、工程の制御を安定させることができ
た。また、工場実験、新製品の製造条件探索を効率よく
実施することができた。

【００６３】上記複屈折計測装置を設けない従来のフイ
ルム製造工程では、製造過程のフィルムの性状確認、特
に中間工程のフィルムでは強制的に運転中断してサンプ
リングするか、または最終巻取装置でサンプリングし
て、該サンプルの計測値から推定していたが、本発明の
フィルム製造工程では、複屈折計測装置により複屈折を
計測・監視し、延伸条件及び加熱条件等の製造工程条件
を複屈折を所定値に維持するように制御するため、常に
品質に即した製造方法を決定することができ、工程を安
定させることができた。

【００６４】

【発明の効果】本発明のリターデーション計測装置によ
れば、互いに異なる波長を有する少なくとも二つの光を
使うことによって計測範囲を拡大することができるの
で、広範囲な計測試料の厚さと各種用途品種に適用する
ことができ、また高リターデーションまでオンラインで
高速計測することができるので、多品種の高速稼動によ
り生産効率を向上することができる。

【００６５】また、本発明の複屈折計測装置によると、
リターデーションを計測した位置の計測試料（フイル
ム）の厚さを計測して正確な厚さデータを使用するた
め、計測試料（フイルム）の走行方向の厚さむらおよび
幅方向の厚さ変化を把えて正確に複屈折を計測すること
ができ、それによって工程変動を的確かつ早期に把える
ことがでるため、製造工程の安定化・品質の安定化を図
ることができると共に、生産効率を向上することができ
る。

【００６６】また、本発明のプラスチックフイルムの製
造方法によれば、上記複屈折計測装置の利用によって、
複屈折を所期の値に維持するように製造工程条件を的確
に制御することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のリターデーション計測装置を示す概略
図である。

【図２】本発明の複屈折計測装置を示す概略図である。

【図３】本発明のプラスチックフイルムの製造工程を示
す概略図である。

【図４】本発明のリターデーション計測装置によるリタ
ーデーション計測値と従来の屈折率計によるリターデー
ション計測値との対比図である。

【符号の説明】

１リターデーション計測光学部２光源部３連続位相差偏光生成部４偏光計測部５比較信号生成部６位相差検知部７計測試料（フイルム）８リターデーション演算部９出力部１０トラバース装置２１（波長Ａの光の）光源２２（波長Ｂの光の）光源８１演算部３０１、３０３トラバース部３１０溶融押出部３２０口金部３３０キャスト装置３４０縦延伸機３５０横延伸機３６０巻取装置３８１計測演算出力部３８２計測演算出力部８００装置制御部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】互いに異なる波長をもつ少なくとも２つ
の光を略同軸に出射する光源部（２）と、該光源部（２）の出射光を透過させる過程で直交する２
方向に偏光成分間の位相差が連続的に変化する偏光光を
生成する連続位相差偏光生成部（３）と、該連続位相差偏光生成部（３）で生成した偏光光を計測
試料（７）へ略垂直に入射させ、その透過光の偏光状態
を前記互いに異なる波長毎に計測する偏光計測部（４）
と、前記連続位相差偏光生成部（３）で生成した偏光光の位
相差変化の比較信号を前記互いに異なる波長毎に生成す
る比較信号生成部（５）と、該比較信号生成部（５）の出力信号と前記偏光計測部
（４）の出力信号との間の相対的な位相変化を計測する
位相差検知部（６）と、該位相差検知部（６）の位相差信号を使って前記計測試
料（７）のリターデーション（複屈折×厚さ）を演算す
るリターデーション演算部（８）と、該リターデーション演算部（８）の演算結果を出力する
出力部（９）とからなるリターデーション計測装置。
【請求項２】請求項１に記載のリターデーション計測
装置に、該リターデーション計測装置の計測点と略同じ
位置で前記計測試料（７）の厚さを計測する厚さ計（１
２０）を組合せ、前記リターデーション計測装置による
リターデションの演算結果と前記厚さ計（１２０）によ
る厚さの計測結果とから複屈折を演算する複屈折計測装
置。
【請求項３】プラスチックフイルム製造工程のフイル
ム走行方向に対して幅方向に走査するトラバース装置を
設け、該トラバース装置に請求項２に記載の複屈折計測
装置を取り付けてフイルムの複屈折をオンラインで計測
する複屈折計測装置。
【請求項４】プラスチックフイルム製造工程に請求項
３に記載の複屈折計測装置を設け、該複屈折計測装置で
計測された複屈折に基づき、前記プラスチックフイルム
製造工程の製造工程条件を前記複屈折を所定値に維持す
るように制御するプラスチックフイルムの製造方法。