(57)【要約】【課題】帯状の被延伸部材を長手方向に延伸する際の延伸倍率の向上や強度向上を図る。【解決手段】延伸装置１０は、帯状のワークＷを長手方向に延伸すべく、ワークＷが掛け渡される複数の搬送ローラーＲ１〜Ｒ４を備える。搬送ローラーＲ１〜Ｒ４の各搬送ローラーは、搬送ローラーごとの周速が搬送ローラーごとに規定した規定周速に到達するまでの時間が下流側の搬送ローラーほど遅くなるように、搬送ローラーＲ１〜Ｒ４ごとの周速を、搬送ローラーＲ１〜Ｒ４に共通な一定の加速度により増大制御される。【選択図】図６
2014213585.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
帯状の被延伸部材を長手方向に延伸する延伸方法であって、
複数の搬送ローラーに前記被延伸部材を掛け渡し、それぞれの前記搬送ローラーを、下流側の搬送ローラーほどローラー表面の周速が大きくなるように回転させて、前記被延伸部材を搬送しつつ長手方向に延伸し、
該延伸を図る際に、前記搬送ローラーごとの周速が前記搬送ローラーごとに規定した規定周速に到達するまでの時間が下流側の搬送ローラーほど遅くなるように、前記搬送ローラーごとの周速を増大制御する
延伸方法。
【請求項２】
前記搬送ローラーごとの周速を、前記搬送ローラーごとの加速度により増大制御する請求項１に記載の延伸方法。
【請求項３】
前記搬送ローラーごとの周速を、複数の前記搬送ローラーに共通な一定の加速度により増大制御する請求項２に記載の延伸方法。
【請求項４】
帯状の被延伸部材を長手方向に延伸する延伸装置であって、
前記被延伸部材が掛け渡される複数の搬送ローラーと、
前記被延伸部材を前記複数の搬送ローラーにて搬送しつつ長手方向に延伸するため、それぞれの前記搬送ローラーを、下流側の搬送ローラーほどローラー表面の周速が大きくなるように回転制御する制御部とを備え、
該制御部は、
前記搬送ローラーごとの周速が前記搬送ローラーごとに規定した規定周速に到達するまでの時間が下流側の搬送ローラーほど遅くなるように、前記搬送ローラーごとの周速を、複数の前記搬送ローラーに共通な一定の加速度により増大制御する
延伸装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、延伸方法と延伸装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
高分子樹脂からなるシート状或いはフィルム状の薄葉材は、延伸することで強度が高まることが知られている。このため、複数の搬送ローラーにて被延伸部材を搬送しつつ、下流側の搬送ローラーほどローラー表面の周速が大きくなるように回転させて被延伸部材を長手方向に延伸する手法が提案されている（例えば、特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平８−１１２０４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記の延伸手法では、低速ローラーの側のピンチローラー配置を工夫することで、フィルム走行の安定化を図って延伸倍率の向上をもたらしているものの、ローラーの周速の制御の観点からの延伸倍率の向上或いは強度向上の余地が残されている。この他、延伸に用いるローラーの制御の簡便化や、機器構成の簡略化、低コスト化を可能とすることも要請されている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記した課題の少なくとも一部を達成するために、本発明は、以下の形態として実施することができる。
【０００６】
（１）本発明の一形態によれば、延伸方法が提供される。この延伸方法は、帯状の被延伸部材を長手方向に延伸する延伸方法であって、複数の搬送ローラーに前記被延伸部材を掛け渡し、それぞれの前記搬送ローラーを、下流側の搬送ローラーほどローラー表面の周速が大きくなるように回転させて、前記被延伸部材を搬送しつつ長手方向に延伸する。この延伸を図る際に、前記搬送ローラーごとの周速が前記搬送ローラーごとに規定した規定周速に到達するまでの時間が下流側の搬送ローラーほど遅くなるように、前記搬送ローラーごとの周速を増大制御する。上記形態の延伸方法では、複数の搬送ローラーごとの周速が規定周速に到達するまでの時間を下流側の搬送ローラーほど遅くするので、以下の利点がある。
【０００７】
延伸を図る複数の搬送ローラーごとの周速が規定周速に到達するまでの時間が下流側の搬送ローラーほど遅くなるという状況は、下流側の搬送ローラーの周速上昇の際の加速度が、その上流側の搬送ローラーと同程度、もしくは同じでありながら、その加速度で下流側の搬送ローラーの周速を到達期間において増大できることになる。このため、上記形態の延伸方法によれば、下流側の搬送ローラーとその上流側の搬送ローラーとの相対的な周速差を到達期間において過大としない。仮に、下流側の搬送ローラーとその上流側の搬送ローラーとの相対的な周速差が過大であると、被延伸部材は、下流側の搬送ローラーから大きな延伸張力を急激に受けて高速で延伸し、この高速延伸は、被延伸部材を構成する材料の脆性の増大を招く。ところが、上記形態の延伸方法では、下流側の搬送ローラーとその上流側の搬送ローラーとの相対的な周速差を到達期間において過大としないので、到達期間においては上下の搬送ローラーの周速比（延伸倍率）を徐々に増大させる。よって、上記形態の延伸方法によれば、被延伸部材に延伸張力を急激に掛けるような事態を招かないようにできるので、延伸張力の急激な増大を抑制して脆性増大についてもこれを抑制した上で、延伸に伴う分子配向をより揃えることが可能となり、延伸倍率の向上と強度の向上も可能となる。この他、到達期間に亘る下流側の搬送ローラーの急加速回転が起きないので、ローラー表面における被延伸部材のスリップが起き難くなる。よって、スリップ回避のための機器構成を不要もしくは簡便とでき、機器コストの低下や省スペース化も可能となる。
【０００８】
（２）上記形態の延伸方法において、前記搬送ローラーごとの周速を、前記搬送ローラーごとの加速度により増大制御するようにできる。こうすれば、複数の搬送ローラーごとの周速が規定周速に到達するまでの時間を下流側の搬送ローラーほどより確実に遅くできるので、既述したように、上流側の搬送ローラーと同程度、もしくは同じの加速度で下流側の搬送ローラーの周速を到達期間においてより確実に増大できる。このため、この形態の延伸方法によれば、既述した延伸張力の急激な増大の抑制等の効果を高い実効性で得ることができる。
【０００９】
（３）上記形態の延伸方法において、前記搬送ローラーごとの周速を、複数の前記搬送ローラーに共通な一定の加速度により増大制御するようにできる。こうすれば、周速制御が簡便となる。
【００１０】
（４）本発明の他の形態によれば、延伸装置が提供される。この延伸装置は、帯状の被延伸部材を長手方向に延伸する延伸装置であって、前記被延伸部材が掛け渡される複数の搬送ローラーと、前記被延伸部材を前記複数の搬送ローラーにて搬送しつつ長手方向に延伸するため、それぞれの前記搬送ローラーを、下流側の搬送ローラーほどローラー表面の周速が大きくなるように回転制御する制御部とを備える。該制御部は、前記搬送ローラーごとの周速が前記搬送ローラーごとに規定した規定周速に到達するまでの時間が下流側の搬送ローラーほど遅くなるように、前記搬送ローラーごとの周速を、複数の前記搬送ローラーに共通な一定の加速度により増大制御する。この形態の延伸装置によれば、下流側の搬送ローラーとその上流側の搬送ローラーとの相対的な周速差を到達期間において過大としないことから、既述した効果を奏することができる。
【００１１】
なお、本発明は、種々の形態で実現することが可能であり、例えば、被延伸部材の幅方向の延伸に先立つ、被延伸部材の長手方向延伸として適用することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施形態としての延伸装置１０を概略的に示す説明図である。
【図２】本実施形態としての延伸手法の前半を示す手順フロー図である。
【図３】本実施形態としての延伸手法の後半を示す手順フロー図である。
【図４】比較例としての延伸手法の前半を示す手順フロー図である。
【図５】比較例としての延伸手法の後半を示す手順フロー図である。
【図６】本実施形態における２次制御の様子と比較例の延伸手法における２次制御の様子とを対比して示すグラフである。
【図７】本実施形態の延伸手法で延伸したワークＷの限界延伸倍率と比較例の延伸手法で延伸したワークＷの限界延伸倍率とを対比して示すグラフである。
【図８】限界延伸倍率まで本実施形態の延伸手法で延伸したワークＷと限界延伸倍率まで比較例の延伸手法で延伸したワークＷのワーク強度を対比して示すグラフである。
【図９】本実施形態の延伸手法と比較例の延伸手法とで同じ延伸倍率で延伸したそれぞれのワークＷのワーク強度を対比して示すグラフである。
【図１０】本実施形態の延伸手法と比較例の延伸手法とで同じ延伸倍率で延伸したそれぞれのワークＷを幅方向へ横延伸した際の延伸状況を模式的に対比して示す説明図である。
【図１１】ローラー配設の様子が相違する他の実施形態の延伸装置１０Ａを概略的に示す説明図である。
【図１２】搬送ローラーＲ１〜Ｒ４をほぼ横一列に配設したまた別の実施形態の延伸装置１０Ｂを概略的に示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態について、図面に基づき説明する。図１は本発明の実施形態としての延伸装置１０を概略的に示す説明図である。
【００１４】
延伸装置１０は、複数の搬送ローラーＲ１〜Ｒ４と、制御装置１００とを備える。搬送ローラーＲ１〜Ｒ４は、制御装置１００の制御を受けたそれぞれの駆動用モーターＭ１〜Ｍ４にて回転し、ローラー表面のローラー周速Ｖ０〜Ｖ３は、制御装置１００にて制御され、下流側の搬送ローラーほど高い周速とされている。搬送ローラーＲ１〜Ｒ４は、上下に並べて配設され、帯状の被延伸部材であるワークＷがローラーの上側ローラー表面と下側ローラー表面とに交互に掛け渡される。この場合、搬送ローラーＲ１〜Ｒ４を水平配置することも可能である。配設搬送ローラーＲ１は、図示しない供給ローラーからワークＷの供給を受け、当該ワークを、規定の周速としてのローラー周速Ｖ０で搬送ローラーＲ２に搬送する。搬送ローラーＲ２は、搬送ローラーＲ１から搬送されたワークＷを、規定の周速としてのローラー周速Ｖ１で搬送ローラーＲ３に搬送する。これにより、ワークＷは、搬送ローラーＲ１のローラー周速Ｖ０と搬送ローラーＲ２のローラー周速Ｖ１との比で規定される延伸倍率ｄ１（＝Ｖ１／Ｖ０）で長手方向に延伸される。搬送ローラーＲ３は、搬送ローラーＲ２から搬送されたワークＷを、規定の周速としてのローラー周速Ｖ２で搬送ローラーＲ４に搬送する。これにより、ワークＷは、搬送ローラーＲ２のローラー周速Ｖ１と搬送ローラーＲ３のローラー周速Ｖ２との比で規定される延伸倍率ｄ２（＝Ｖ２／Ｖ１）で長手方向に延伸される。搬送ローラーＲ４は、搬送ローラーＲ３から搬送されたワークＷを、規定の周速としてのローラー周速Ｖ３で図示しない後工程或いは巻き取り回収ローラーに搬送する。これにより、ワークＷは、搬送ローラーＲ３のローラー周速Ｖ２と搬送ローラーＲ４のローラー周速Ｖ３との比で規定される延伸倍率ｄ３（＝Ｖ３／Ｖ２）で長手方向に延伸される。つまり、ワークＷは、搬送ローラーＲ１〜Ｒ４にて搬送されつつ、多段の延伸倍率で長手方向に延伸される。この場合、搬送ローラーＲ１〜Ｒ４の各ローラーは、ワークＷを加熱するヒーター内蔵のローラーとして構成してもよく、ワークＷをその搬送過程において加熱する加熱ブースの内部に配設してもよい。こうすることで、ワークＷは、加熱環境下で搬送されつつ長手方向に延伸される。こうして延伸されるワークＷは、ポリエチレン、ポリプロピレン、塩化ビニル樹脂、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）等の高分子樹脂からなるシート状或いはフィルム状の薄葉材である。
【００１５】
制御装置１００は、論理演算を行うＣＰＵやＲＯＭ、ＲＡＭを有するコンピューターを用いて構成され、上記の搬送ローラーＲ１〜Ｒ４ごとの駆動用モーターＭ１〜Ｍ４を予め定めた制御手順に沿って駆動制御する。
【００１６】
図２は本実施形態としての延伸手法の前半を示す手順フロー図、図３は本実施形態としての延伸手法の後半を示す手順フロー図、図４は比較例としての延伸手法の前半を示す手順フロー図、図５は比較例としての延伸手法の後半を示す手順フロー図である。
【００１７】
本実施形態の延伸装置１０の制御装置１００は、図２に示すように、搬送ローラーＲ１〜Ｒ４の全てが停止状態にある場合に、図示しない搬送開始スイッチの操作を受けて、搬送ローラーＲ１〜Ｒ４の１次制御を開始する（ステップＳ１００）。この１次制御は、ワークＷを各ローラーに掛け渡して連続搬送に備えるものであり、制御装置１００は、それぞれの搬送ローラーＲ１〜Ｒ４の駆動用モーターＭ１〜Ｍ４に、ローラー周速を搬送ローラーＲ１のローラー周速Ｖ０とする駆動信号を出力する。これにより、それまで停止していた搬送ローラーＲ１〜Ｒ４の各ローラーは、周速ゼロからローラー周速Ｖ０まで同じように加速して、ローラー周速Ｖ０で回転する。こうなると、搬送ローラーＲ１〜Ｒ４の１次制御が完了し（ステップＳ１１０）、ワークＷは、図１に示すように、供給ローラーから供給されて搬送ローラーＲ１〜Ｒ４に掛け渡され、連続搬送される。制御装置１００は、この状態で図示しない延伸開始スイッチの操作に基づいた延伸開始指令を待機する（ステップＳ１２０）。図４に示すように、比較例の延伸手法であっても、上記のステップＳ１００〜１２０を本実施形態と同様に実行する。
【００１８】
本実施形態の延伸装置１０の制御装置１００は、ステップＳ１２０にて延伸開始指令を受けて、搬送ローラーＲ１〜Ｒ４の２次制御を開始する（ステップＳ１３０）。この２次制御は、ワークＷの延伸を図るべく、搬送ローラーＲ１〜Ｒ４のうちの下流側の搬送ローラーほど周速が大きくなるように搬送ローラーＲ１〜Ｒ４を個別に回転制御するものである。そして、制御装置１００は、搬送ローラーＲ１の駆動用モーターＭ１に、ローラー周速Ｖ０を維持する駆動信号を出力する。制御装置１００は、搬送ローラーＲ２の駆動用モーターＭ２に、ローラー周速Ｖ０からこれより大きいローラー周速Ｖ１に加速度α１で加速する駆動信号を出力する。制御装置１００は、搬送ローラーＲ３の駆動用モーターＭ３に、ローラー周速Ｖ０からこれより大きいローラー周速Ｖ２（＞Ｖ１）に加速度α２で加速する駆動信号を出力する。制御装置１００は、搬送ローラーＲ４の駆動用モーターＭ４に、ローラー周速Ｖ０からこれより大きいローラー周速Ｖ３（＞Ｖ２＞Ｖ１）に加速度α３で加速する駆動信号を出力する。本実施形態では、周速増速の上記の加速度α１〜α３について、これを、α１＝α２＝α３とした。つまり、この２次制御では、搬送ローラーＲ２〜Ｒ４は、搬送ローラーＲ１のローラー周速Ｖ０より大きく各ローラーごとに規定されたローラー周速Ｖ１〜Ｖ３（Ｖ１＜Ｖ２＜Ｖ３）に到達するまで、ローラー周速Ｖ０から同じ加速度で加速制御され、ローラー周速Ｖ１〜Ｖ３に到達後は、それぞれの周速で回転を継続する。この場合、周速増速のための加速度α１〜α３（α１＝α２＝α３）は、ワークＷの材質や、採用する加工温度や延伸倍率等に応じて、適宜設定すればよい。例えば、延伸性に富む材質であれば、加速度α１〜α３（α１＝α２＝α３）を大きく設定してもよい。
【００１９】
これに対し、比較例の延伸手法では、延伸開始指令（ステップＳ１２０）に続いて開始される２次制御（ステップＳ１３０Ａ）は、下流側の搬送ローラーほど周速が大きくなるように搬送ローラーＲ１〜Ｒ４を個別に回転制御する点で本実施形態と同じであるものの、ローラー周速Ｖ０より大きいローラー周速Ｖ１〜Ｖ３（Ｖ１＜Ｖ２＜Ｖ３）への搬送ローラーＲ２〜Ｒ４の加速制御の様子が相違する。つまり、比較例の延伸手法では、搬送ローラーＲ２〜Ｒ４についての加速度α１〜α３に大小（α１＜α２＜α３）を付けて、搬送ローラーＲ２〜Ｒ４を加速制御する。しかも、搬送ローラーＲ２〜Ｒ４がほぼ同時にローラー周速Ｖ１〜Ｖ３（Ｖ１＜Ｖ２＜Ｖ３）に到達するようにした上で、この到達期間においても搬送ローラーＲ２〜Ｒ４の周速の比をほぼ一定としている。図６は本実施形態における２次制御の様子と比較例の延伸手法における２次制御の様子とを対比して示すグラフである。図６の上段のグラフは、縦軸をローラー周速Ｖ０から始まる速度とし、横軸を時間軸として、搬送ローラーＲ２〜Ｒ４がそれぞれのローラー周速Ｖ１〜Ｖ３（Ｖ１＜Ｖ２＜Ｖ３）に到達するまでの速度加速の推移を示している。図６の下段のグラフは、縦軸を隣り合う上下の搬送ローラーの倍率（周速比）とし、横軸を時間軸として、搬送ローラーＲ２〜Ｒ４がそれぞれのローラー周速Ｖ１〜Ｖ３（Ｖ１＜Ｖ２＜Ｖ３）に到達するまでの倍率（周速比）の推移を示している。
【００２０】
この図６の上段のグラフから明らかなように、比較例の延伸手法では、搬送ローラーＲ２〜Ｒ４の各搬送ローラーがほぼ同時にそれぞれのローラー周速Ｖ１〜Ｖ３（Ｖ１＜Ｖ２＜Ｖ３）に到達する。そして、比較例の延伸手法では、図６の下段のグラフから明らかなように、この到達期間においても搬送ローラーＲ２〜Ｒ４における上下の搬送ローラーの周速比（延伸倍率ｄ１〜ｄ３）を一定としている。よって、搬送ローラーＲ１より下流側の搬送ローラーＲ２〜Ｒ４は、比較例の延伸手法においては、その上流側の搬送ローラーとの周速比（具体的には、搬送ローラーＲ１との周速比）の確保のため、到達期間において上流側の搬送ローラーより周速比の分だけ大きな加速度（α１＜α２＜α３）で速度を加速して高速に回転する。これに対し、本実施形態の延伸装置１０における延伸手法では、搬送ローラーＲ２〜Ｒ４をそれぞれのローラー周速Ｖ１〜Ｖ３（Ｖ１＜Ｖ２＜Ｖ３）に到達するまで、ローラー周速Ｖ０から同じ加速度（α１＝α２＝α３）で加速制御して、搬送ローラーＲ２〜Ｒ４ごとの周速がそれぞれのローラー周速Ｖ１〜Ｖ３（Ｖ１＜Ｖ２＜Ｖ３）に到達するまでの時間を下流側の搬送ローラーほど遅くする。これにより、本実施形態の延伸装置１０における延伸手法では、到達期間においては搬送ローラーＲ２〜Ｒ４における上下の搬送ローラーの周速比（延伸倍率ｄ１〜ｄ３）を徐々に増大させる。
【００２１】
本実施形態の延伸装置１０の制御装置１００は、上記した２次制御（ステップＳ１４０）の完了に続き、図３に示すように、搬送ローラーＲ１をローラー周速Ｖ０で、搬送ローラーＲ２をローラー周速Ｖ１で、搬送ローラーＲ３をローラー周速Ｖ２で、搬送ローラーＲ４をローラー周速Ｖ３で継続して回転制御し、ワークＷを搬送しつつ長手方向に連続延伸する（ステップＳ１５０）。制御装置１００は、この連続延伸の間に図示しない延伸停止スイッチの操作に基づいた延伸停止指令を待機する（ステップＳ１６０）。図５に示すように、比較例の延伸手法であっても、上記のステップＳ１５０〜１６０を本実施形態と同様に実行する。
【００２２】
本実施形態の延伸装置１０の制御装置１００は、ステップＳ１６０にて延伸停止指令を受けて、搬送ローラーＲ１〜Ｒ４の３次制御を開始する（ステップＳ１７０）。この３次制御は、搬送ローラーＲ１〜Ｒ４の各搬送ローラーを、下流側の搬送ローラーから順次、所定の低周速ＶＬに減速制御するものである。そして、制御装置１００は、搬送ローラーＲ４の駆動用モーターＭ４に、周速をローラー周速Ｖ３から低周速ＶＬに推移する駆動信号を出力する。これにより、搬送ローラーＲ４は、ローラー周速Ｖ３から減速して、やがて低周速ＶＬで回転する。制御装置１００は、搬送ローラーＲ３の駆動用モーターＭ３に、周速をローラー周速Ｖ２から低周速ＶＬに推移する駆動信号を、搬送ローラーＲ４の周速がローラー周速Ｖ２に低下したタイミングで出力する。これにより、搬送ローラーＲ３は、ローラー周速Ｖ２から減速して、やがて低周速ＶＬで回転する。制御装置１００は、搬送ローラーＲ２の駆動用モーターＭ２に、周速をローラー周速Ｖ１から低周速ＶＬに推移する駆動信号を、搬送ローラーＲ３の周速がローラー周速Ｖ１に低下したタイミングで出力する。これにより、搬送ローラーＲ２は、ローラー周速Ｖ１から減速して、やがて低周速ＶＬで回転する。制御装置１００は、搬送ローラーＲ１の駆動用モーターＭ１に、周速をローラー周速Ｖ０から低周速ＶＬに推移する駆動信号を、搬送ローラーＲ２の周速がローラー周速Ｖ０に低下したタイミングで出力する。これにより、搬送ローラーＲ１は、ローラー周速Ｖ０から減速して、やがて低周速ＶＬで回転する。なお、この低周速ＶＬをローラー周速Ｖ０としてもよい。
【００２３】
比較例の延伸手法では、延伸停止指令（ステップＳ１６０）に続いて開始される３次制御（ステップＳ１７０Ａ）は、図５に示すように、搬送ローラーＲ１〜Ｒ４の各搬送ローラーを、同時に所定の低周速ＶＬに減速制御するものである。つまり、比較例の延伸手法では、搬送ローラーＲ１〜Ｒ４のそれぞれの駆動用モーターＭ１〜Ｍ４に、周速を各搬送ローラーごとのローラー周速Ｖ１〜Ｖ４から低周速ＶＬに推移する駆動信号を出力する。これにより、搬送ローラーＲ１〜Ｒ４の各搬送ローラーは、同時に各搬送ローラーごとのローラー周速Ｖ１〜Ｖ４から減速して、やがて低周速ＶＬで回転する。なお、この低周速ＶＬをローラー周速Ｖ０としてもよい。
【００２４】
本実施形態の延伸装置１０の制御装置１００は、上記した３次制御（ステップＳ１７０）の開始に続き、搬送ローラーＲ１〜Ｒ４を低周速ＶＬで継続して回転制御し、ワークＷの搬送を継続する（ステップＳ１８０）。制御装置１００は、この搬送継続の間に図示しない搬送停止スイッチの操作に基づいた搬送停止指令を待機し（ステップＳ１９０）、搬送停止指令を受けて、搬送ローラーＲ１〜Ｒ４の４次制御を開始する（ステップＳ２００）。この４次制御は、低周速ＶＬで回転している搬送ローラーＲ１〜Ｒ４の各搬送ローラーを停止制御するものであり、各ローラーの駆動用モーターＭ１〜Ｍ４に停止信号を出力する。これにより、搬送ローラーＲ１〜Ｒ４は、停止して４次制御が完了し、次回の延伸に備える。図５に示すように、比較例の延伸手法であっても、上記のステップＳ１８０〜２００を本実施形態と同様に実行する。
【００２５】
以上説明した本実施形態の延伸装置１０によれば次の利点があることが実証された。図７は本実施形態の延伸手法で延伸したワークＷの限界延伸倍率と比較例の延伸手法で延伸したワークＷの限界延伸倍率とを対比して示すグラフである。このグラフは、次のように求めた。図６では、その下段のグラフのように、延伸倍率を４倍程度としており、この延伸倍率は、図６の上段グラフのローラー周速Ｖ１〜Ｖ３で、搬送ローラーＲ２〜Ｒ４を回転することで得られる。よって、図６の上段グラフのローラー周速Ｖ１〜Ｖ３を、比較例、本実施形態ともより大きく設定して、例えばポリテトラフルオロエチレン製のワークＷを高倍率の延伸に処し、延伸に伴う破断が起きたときの延伸倍率を、限界延伸倍率として求めた。図７に示すように、本実施形態の延伸装置１０でなされる延伸手法によれば、長手方向のワークＷの限界延伸倍率を２倍程度に高めることができる。
【００２６】
図８は限界延伸倍率まで本実施形態の延伸手法で延伸したワークＷと限界延伸倍率まで比較例の延伸手法で延伸したワークＷのワーク強度を対比して示すグラフである。このグラフは、次のように求めた。まず、本実施形態の延伸手法で限界延伸倍率までワークＷを延伸し、延伸済みワークＷの引っ張り強度を、引っ張り試験器にて測定する。比較例の延伸手法で限界延伸倍率まで延伸したワークＷについても、引っ張り強度を測定する。図８に示すように、本実施形態の延伸装置１０でなされる延伸手法によれば、長手方向のワークＷの限界延伸倍率を２倍程度に高めた上で（図７）、ワーク強度についても、３倍を超える高強度とできる。こうした限界延伸倍率の向上や強度向上が起きた理由は次のように説明できる。
【００２７】
比較例の延伸手法では、搬送ローラーＲ２〜Ｒ４の各搬送ローラーがほぼ同時にそれぞれのローラー周速Ｖ１〜Ｖ３（Ｖ１＜Ｖ２＜Ｖ３）に到達し、この到達期間においても搬送ローラーＲ２〜Ｒ４における上下の搬送ローラーの周速比（延伸倍率ｄ１〜ｄ３）を一定としている（図６：下段グラフ参照）。よって、搬送ローラーＲ１より下流側の搬送ローラーＲ２〜Ｒ４は、比較例の延伸手法においては、その上流側の搬送ローラーとの周速比の確保のため、到達期間において上流側の搬送ローラーより周速比の分だけ大きな加速度（α１＜α２＜α３）で速度を加速して高速に回転する。このため、到達期間において下流側の搬送ローラーＲ３や搬送ローラーＲ４とその上流側の搬送ローラーＲ１との相対的な周速差が大きくなって、ワークＷは、高速回転する下流側の搬送ローラーＲ３や搬送ローラーＲ４から大きな延伸張力を急激に受けて高速で延伸する。高速延伸は、ワークＷを構成する材料の脆性の増大を招くので、比較例の延伸手法では、高速延伸に伴って脆性が増大してワークＷに破断が起き、限界延伸倍率がさほど大きくならない。
【００２８】
これに対し、本実施形態の延伸装置１０における延伸手法では、搬送ローラーＲ２〜Ｒ４をそれぞれのローラー周速Ｖ１〜Ｖ３（Ｖ１＜Ｖ２＜Ｖ３）に到達するまで、ローラー周速Ｖ０から同じ加速度（α１＝α２＝α３）で加速制御して、搬送ローラーＲ２〜Ｒ４ごとの周速がそれぞれのローラー周速Ｖ１〜Ｖ３（Ｖ１＜Ｖ２＜Ｖ３）に到達するまでの時間を下流側の搬送ローラーほど遅くする。これにより、本実施形態の延伸装置１０における延伸手法では、到達期間においては搬送ローラーＲ２〜Ｒ４における上下の搬送ローラーの周速比（延伸倍率ｄ１〜ｄ３）を一定の加速度で徐々に増大させるので、下流側の搬送ローラーとその上流側の搬送ローラーとの相対的な周速差を到達期間において過大としない。これにより、隣り合う上下の両搬送ローラーの周速比で規定される延伸倍率は、徐々に高まり、ワークＷに延伸張力を急激に掛けるような事態を招かないようにできるので、延伸張力の急激な増大を抑制して脆性増大についてもこれを抑制した上で、延伸に伴う分子配向をより揃えることが可能となる。こうしたことから、本実施形態の延伸装置１０における延伸手法によれば、ワークＷの限界延伸倍率を２倍程度に高めることや、ワーク強度を３倍を超える高強度にできたと説明できる。
【００２９】
図９は本実施形態の延伸手法と比較例の延伸手法とで同じ延伸倍率で延伸したそれぞれのワークＷのワーク強度を対比して示すグラフである。このグラフは、本実施形態の延伸手法で例えば図６に示した４倍程度の延伸倍率まで延伸したワークＷの引っ張り強度と、比較例の延伸手法で４倍程度の延伸倍率まで延伸したワークＷの引っ張り強度とを示している。図９に示すように、本実施形態の延伸装置１０でなされる延伸手法によれば、比較例の延伸手法で延伸したワークＷに勝る強度を得ることができた。こうした強度向上が起きた理由は次のように説明できる。
【００３０】
比較例の延伸手法であっても、４倍程度の延伸倍率では破断しないものの、ワークＷは、４倍程度の延伸倍率に対応した高速延伸を受けることから、ワークＷの長手方向に沿って配向した分子鎖レベルでの破断や延伸ムラ等が微視的な損傷が起きていると予想される。これに対し、本実施形態の延伸装置１０における延伸手法では、既述したように、搬送ローラーＲ２〜Ｒ４における上下の搬送ローラーの周速比（延伸倍率ｄ１〜ｄ３）を一定の加速度で徐々に増大させるので、延伸張力の急激な増大を抑制して脆性増大についてもこれを抑制する。こうしたことから、本実施形態の延伸装置１０における延伸手法によれば、上記の微視的な損傷についてもこれを抑制可能であるので、図９に示したような強度向上が起きたと説明できる。
【００３１】
図１０は本実施形態の延伸手法と比較例の延伸手法とで同じ延伸倍率で延伸したそれぞれのワークＷを幅方向へ横延伸した際の延伸状況を模式的に対比して示す説明図である。図１０に示すように、本実施形態の延伸装置１０でなされる延伸手法によれば、比較例の延伸手法で長手方向に延伸済みのワークＷを横延伸した際にワークＷに生じたムラＫ、具体的には膜に空いた穴やその周囲より薄膜の薄膜部を抑制できた。比較例の延伸手法で長手方向に延伸したワークＷは、既述したように微視的な損傷が残っているので、ワークＷの横延伸により、この微視的な損傷箇所が拡張されるため、膜に穴が空いたり薄葉部が生じてムラＫが発生すると想定される。これに対し、本実施形態の延伸装置１０における延伸手法によれば、上記の微視的な損傷についてもこれを抑制可能であることから、上記したムラＫが発生しないもしくは抑制できると説明できる。
【００３２】
本実施形態の延伸装置１０では、到達期間に亘る下流側の搬送ローラーＲ３や搬送ローラーＲ４の急加速回転が無用となるので、ローラー表面におけるワークＷのスリップを起き難くできる。このため、スリップ回避のための機器構成が不要もしくは簡便とできるので、機器コストの低減や省スペース化を図ることができる。
【００３３】
本実施形態の延伸装置１０では、搬送ローラーＲ１〜Ｒ４のローラーごとの周速を、共通な一定の加速度α１〜α３（α１＝α２＝α３）により増大制御するので、簡便に各搬送ローラーの周速を制御できる。
【００３４】
本発明は、上述の実施形態に限られるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において種々の構成で実現することができる。例えば、発明の概要の欄に記載した各形態中の技術的特徴に対応する実施形態の技術的特徴は、上述の課題の一部又は全部を解決するために、或いは、上述の効果の一部又は全部を達成するために、適宜、差し替えや、組み合わせを行うことが可能である。また、その技術的特徴が本明細書中に必須なものとして説明されていなければ、適宜、削除することが可能である。
【００３５】
上記の実施形態の延伸装置１０では、図３に示すステップＳ１７０の３次制御を、搬送ローラーＲ１〜Ｒ４の各搬送ローラーが下流側の搬送ローラーから順次、所定の低周速ＶＬに減速するものとしたが、図５に示すステップＳ１７０Ａのように、搬送ローラーＲ１〜Ｒ４の各搬送ローラーが同時に所定の低周速ＶＬに減速するものとしてもよい。
【００３６】
上記の実施形態の延伸装置１０では、搬送ローラーＲ１〜Ｒ４を上下に並べて配設して、ワークＷがローラーの上側ローラー表面と下側ローラー表面とに交互に掛け渡されるようにしたが、これに限らない。図１１はローラー配設の様子が相違する他の実施形態の延伸装置１０Ａを概略的に示す説明図である。図示するように、この実施形態では、搬送ローラーＲ１〜Ｒ４をほぼ横一列に配設し、各ローラー間に中間ローラーＲｍを有する。この中間ローラーＲｍは、隣り合う搬送ローラー間の搬送軌跡をＶ字状とすることで、ワークＷとそれぞれの搬送ローラーＲ１〜Ｒ４との接触ローラー面積を確保するものであり、ワークＷの搬送に伴って従動回転する。図１１に示す延伸装置１０Ａであっても、既述した効果を奏することができる。
【００３７】
図１２は搬送ローラーＲ１〜Ｒ４をほぼ横一列に配設したまた別の実施形態の延伸装置１０Ｂを概略的に示す説明図である。図示するように、この実施形態では、搬送ローラーＲ１〜Ｒ４をほぼ横一列に配設した上で、各搬送ローラーのワークＷのイン側・アウト側にそれぞれ中間ローラーＲｍを有する。各搬送ローラーのイン側・アウト側の中間ローラーＲｍは、ワークＷとそれぞれの搬送ローラーＲ１〜Ｒ４との接触ローラー面積をより広い面積として確保するものであり、ワークＷの搬送に伴って従動回転する。図１２に示す延伸装置１０Ｂであっても、既述した効果を奏することができる。
【００３８】
上記した各実施形態の延伸装置１０では、ローラー周速を高める際の加速度を、共通な一定の加速度α１〜α３（α１＝α２＝α３）としたが、この加速度α１〜α３を、α１＜α２＜α３となるようにしてもよい。この場合には、隣り合う搬送ローラー間の加速度の増加程度、具体的にはα１からα２に増加する比、α２からα３に増加する比が、図６に示すローラー周速Ｖ１〜Ｖ３の比より、有意に小さくなるようにすればよい。例えば、α１からα２に増加する比やα２からα３に増加する比が１．２〜１．５程度の比となればよい。
【符号の説明】
【００３９】
１０、１０Ａ…延伸装置
１００…制御装置
Ｋ…ムラ
Ｒ１〜Ｒ４…搬送ローラー
Ｖ０〜Ｖ３…ローラー周速
ｄ１〜ｄ３…延伸倍率
Ｍ１〜Ｍ４…駆動用モーター
Ｗ…ワーク
Ｒｍ…中間ローラー
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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