(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
帯状の熱可塑性樹脂からなるフィルムを搬送し、前記フィルムの搬送方向の上流側に配される低速ローラ及び下流側に配される高速ローラの周速差により、前記フィルムを縦延伸して延伸フィルムを製造する方法において、
前記高速ローラの表面温度をＴとし、前記高速ローラに接触する直前の前記フィルムの温度をｔとした時に、両者の温度差｜Ｔ−ｔ｜を１０℃以下に制御する延伸フィルムの製造方法。
【請求項２】
前記高速ローラに接触する直前のフィルム温度ｔが前記高速ローラの表面温度Ｔになるように、前記低速ローラ及び前記高速ローラ間のフィルムの温度を制御する請求項１記載の延伸フィルムの製造方法。
【請求項３】
前記低速ローラ及び前記高速ローラ間のフィルムの温度の制御は、前記フィルムの搬送方向に直交する幅方向に配される近赤外線ラインヒータを用いて前記フィルムを加熱する請求項１または２記載の延伸フィルムの製造方法。
【請求項４】
前記低速ローラ及び前記高速ローラ間のフィルムの温度の制御は、前記フィルムの搬送方向に直交する幅方向に配される送風ノズルからの加熱風により前記フィルムを加熱する請求項１または２記載の延伸フィルムの製造方法。
【請求項５】
前記低速ローラ及び前記高速ローラ間のフィルムの温度の制御は、前記フィルムの搬送方向に直交する幅方向に配される温調ローラとの接触により前記フィルムを加熱する請求項１または２記載の延伸フィルムの製造方法。
【請求項６】
前記低速ローラ及び前記高速ローラ間のフィルムの温度の制御は、前記低速ローラ及び前記高速ローラ間のフィルムを覆う加熱チャンバにより前記フィルムを加熱する請求項１または２記載の延伸フィルムの製造方法。
【請求項７】
前記フィルムのガラス転移温度をＴｇとした際に、前記低速ローラにより、前記フィルムを（Ｔｇ−２０）℃以上（Ｔｇ＋２０）℃以下の延伸温度Ｔｅに加熱し、前記高速ローラにより、前記フィルムを（Ｔｇ−１００）℃以上（Ｔｇ−５）℃以下に冷却し、且つ前記高速ローラによる前記フィルムの冷却温度は前記低速ローラによる前記フィルムの加熱温度以下である請求項１から６いずれか１項記載の延伸フィルムの製造方法。
【請求項８】
前記フィルムの縦延伸の前に前記フィルムを（Ｔｇ−４０）℃以上（Ｔｇ−５）℃以下に予熱し、
前記フィルムの縦延伸の後に前記フィルムに接触する冷却ローラにより前記フィルムを冷却する請求項１から７いずれか１項記載の延伸フィルムの製造方法。
【請求項９】
前記低速ローラと前記高速ローラとの間のフィルム搬送方向長さを延伸前のフィルム幅で除した縦延伸アスペクト比が０．０１以上３．０以下である請求項１から８いずれか１項記載の延伸フィルムの製造方法。
【請求項１０】
帯状の熱可塑性樹脂からなるフィルムを搬送し、前記フィルムの搬送方向の上流側に配される低速ローラ及び下流側に配される高速ローラの周速差により、前記フィルムを縦延伸して延伸フィルムを製造する延伸フィルムの製造設備において、
前記高速ローラの表面温度をＴとし、前記高速ローラに接触する直前の前記フィルムの温度をｔとした時に、両者の温度差｜Ｔ−ｔ｜を１０℃以下に制御する温度制御部を備える延伸フィルムの製造設備。
【請求項１１】
前記温度制御部は、前記フィルムの搬送方向に直交する幅方向に配される近赤外線ラインヒータを用いて前記フィルムを加熱する請求項１０記載の延伸フィルムの製造設備。
【請求項１２】
前記温度制御部は、前記フィルムの搬送方向に直交する幅方向に配される送風ノズルからの加熱風により前記フィルムを加熱する請求項１０記載の延伸フィルムの製造設備。
【請求項１３】
前記温度制御部は、前記フィルムの搬送方向に直交する幅方向に配される温調ローラとの接触により前記フィルムを加熱する請求項１０記載の延伸フィルムの製造設備。
【請求項１４】
前記温度制御部は、前記低速ローラ及び前記高速ローラ間のフィルムを覆う加熱チャンバにより前記フィルムを加熱する請求項１０記載の延伸フィルムの製造設備。
【請求項１５】
前記フィルムのガラス転移温度をＴｇとした際に、前記低速ローラにより、前記フィルムを（Ｔｇ−２０）℃以上（Ｔｇ＋２０）℃以下の延伸温度Ｔｅに加熱し、前記高速ローラにより、前記フィルムを（Ｔｇ−１００）℃以上（Ｔｇ−５）℃以下に冷却し、且つ前記高速ローラによる前記フィルムの冷却温度は前記低速ローラによる前記フィルムの加熱温度以下である請求項１０から１４いずれか１項記載の延伸フィルムの製造設備。
【請求項１６】
前記フィルムを前記搬送方向に延伸する前に前記フィルムを（Ｔｇ−４０）℃以上（Ｔｇ−５）℃以下に予熱する予熱部と、
前記縦延伸されたフィルムに接触する冷却ローラにより前記フィルムを冷却する冷却部とを含む請求項１０から１５いずれか１項記載の延伸フィルムの製造設備。
【請求項１７】
前記低速ローラと前記高速ローラとの間のフィルム搬送方向長さを延伸前のフィルム幅で除した縦延伸アスペクト比が０．０１以上３．０以下である請求項１０から１６いずれか１項記載の延伸フィルムの製造設備。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一対のローラの周速差によりフィルムを搬送方向に延伸する延伸フィルムの製造方法及び設備に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、熱可塑性樹脂フィルムの製造は大きく分けて、溶液製膜法と溶融製膜法とに分類される。溶液製膜法では、熱可塑性樹脂が溶剤に溶解されたドープをダイから支持体、例えば冷却ドラムや乾燥バンド上に流延した後、剥がしてフィルムとする。また、溶融製膜法は、熱可塑性樹脂を押出機で溶融した後、ダイから支持体、例えば冷却ドラム上に押し出した後、剥がしてフィルムにする。
【０００３】
これらの方法により製膜された熱可塑性フィルム、例えばセルロースアシレートフィルムは、通常、縦方向（搬送方向）、横方向（幅方向）に延伸することによって、面内レターデーション（Ｒｅ）、厚み方向のレターデーション（Ｒｔｈ）を発現させる。これにより、液晶表示装置の位相差フィルムとして使用する際に、視野角拡大を図ることができる。
【０００４】
熱可塑性フィルムを縦方向に延伸する場合には、例えば複数本の予熱ローラで熱可塑性フィルムを予熱した後に、搬送方向に離して配される一対の延伸ローラの周速差により縦方向に延伸加工する（例えば、特許文献１参照）。この延伸加工では、予熱ローラや延伸ローラなどにより、フィルムを加熱して縦延伸する。また、縦延伸後には冷却ローラにより冷却して、次の工程に送っている。このようにフィルムに各ローラを接触させた状態で加熱または冷却を行うため、フィルム幅方向にシワが発生したり、このシワに起因して擦り傷が発生したりする。
【０００５】
例えば、特許文献１では、複数本の予熱ローラにフィルムが接触して、フィルム表面に擦り傷が発生したり、シワが発生したりすることを防止するために、複数本の予熱ローラと上流側の延伸ローラの周速度を、各ローラへのフィルム接触前後での温度変化に基づき、下流に向かうに従い次第に増速させて、各予熱ローラ間に適度な張力を付与して擦り傷やシワの発生を抑えている。また、特許文献２では、縦延伸時に、低速側延伸ロールによるフィルムの接触時間を０．５秒以上２．５秒以下として、かつ低速側延伸ロールの表面温度をＴｇ−６℃以上Ｔｇ＋６℃以下として縦延伸時に剥離ムラの発生を抑えている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００８−２１３３３２号公報
【特許文献２】特開２０１１−２４５６２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、最近の液晶表示装置は、軽量、薄型、高品質が求められるようになり、使用されるフィルムも、例えば２０μｍ以上６０μｍ以下程度の薄く高品質なものが求められている。このような薄型フィルムを縦延伸して製造する場合には、特許文献１のような予熱ローラによる予熱方法や、特許文献２のような低速側延伸ローラの表面温度やフィルム接触時間の調整による剥離ムラの抑制でも限界があり、フィルム表面に全体的な凹みが発生したり、擦り傷が発生したり、シワが発生したりすることがあり、改善が求められていた。
【０００８】
本発明はこのような課題を解決するものであり、フィルムの薄手化に対応可能であり、フィルムに擦り傷やシワを発生させることのない延伸フィルムの製造方法及び設備を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
薄膜化に伴う凹みや擦り傷やシワの発生原因を鋭意検討した結果、次のような知見を得た。縦延伸時には、加熱された低速側延伸ローラにフィルムが接触することによりフィルムが加熱され、これに続いて、低速側延伸ローラと高速側延伸ローラとの速度差によって、フィルムが縦延伸される。低速側延伸ローラに接触して加熱されたフィルムは延伸ローラ間を走行して、次の高速側延伸ローラに接触する。この時、高速側延伸ローラに接触するフィルムと高速側延伸ローラとの間に温度差があると、この温度差分だけフィルムは接触冷却または加熱される。この冷却または加熱によってフィルムの収縮または膨張が延伸と同時に発生することにより、延伸ムラが発生する。この延伸ムラにより、フィルムの全幅における平面性が悪化し、凹凸ができてしまう。このようなフィルムを延伸ローラに接触させて搬送すると、フィルム全面に凹みが発生する他に、フィルムが局所的に強く擦れ、フィルムに擦り傷やシワが発生するとの知見を得た。
【００１０】
上記知見に基づき、本発明では、帯状の熱可塑性樹脂からなるフィルムを搬送し、フィルムの搬送方向の上流側に配される低速ローラ及び下流側に配される高速ローラの周速差により、フィルムを縦延伸して延伸フィルムを製造する。高速ローラの表面温度をＴとし、高速ローラに接触する直前のフィルムの温度をｔとした時に、両者の温度差｜Ｔ−ｔ｜を１０℃以下に制御する。
【００１１】
高速ローラに接触する直前のフィルム温度ｔが高速ローラの表面温度Ｔになるように、低速ローラ及び高速ローラ間のフィルムの温度を制御することが好ましい。低速ローラ及び高速ローラ間のフィルムの温度の制御は、フィルムの搬送方向に直交する幅方向に配される近赤外線ラインヒータや、送風ノズル、温調ローラ、低速ローラ及び高速ローラ間のフィルムを覆う加熱チャンバ等が用いられる。
【００１２】
フィルムのガラス転移温度をＴｇとした際に、低速ローラにより、フィルムを（Ｔｇ−２０）℃以上（Ｔｇ＋２０）℃以下の延伸温度Ｔｅに加熱し、高速ローラにより、フィルムを（Ｔｇ−１００）℃以上（Ｔｇ−５）℃以下に冷却し、且つ前記高速ローラによる前記フィルムの冷却温度は前記低速ローラによる前記フィルムの加熱温度以下であることが好ましい。
【００１３】
フィルムの縦延伸の前にフィルムを（Ｔｇ−４０）℃以上（Ｔｇ−５）℃以下に予熱し、フィルムの縦延伸の後にフィルムに接触する冷却ローラによりフィルムを冷却することが好ましい。また、低速ローラと高速ローラとの間のフィルム搬送方向長さを延伸前のフィルム幅で除した縦延伸アスペクト比が０．０１以上３．０以下であることが好ましい。
【００１４】
本発明の延伸フィルムの製造設備は、帯状の熱可塑性樹脂からなるフィルムを搬送し、フィルムの搬送方向の上流側に配される低速ローラ及び下流側に配される高速ローラの周速差により、フィルムを縦延伸して延伸フィルムを製造する。高速ローラの表面温度をＴとし、高速ローラに接触する直前のフィルムの温度をｔとした時に、両者の温度差｜Ｔ−ｔ｜を１０℃以下に制御する温度制御部を備える。温度制御部は、より好ましくは、高速ローラに接触する直前のフィルム温度ｔが高速ローラの表面温度Ｔになるように、低速ローラ及び高速ローラ間のフィルムの温度を制御する。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、高速ローラとこの高速ローラに接触するフィルムとの温度差が少なくなり、凹みや擦り傷、シワなどのフィルム面状故障がない縦延伸が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の延伸フィルムの製造設備の一例の概要を示す側面図である。
【図２】縦延伸部の一例を示す側面図である。
【図３】送風ノズルを用いた他の実施形態の縦延伸部の一例を示す側面図である。
【図４】温調ローラを用いた他の実施形態の縦延伸部の一例を示す側面図である。
【図５】加熱チャンバを用いた他の実施形態の縦延伸部の一例を示す側面図である。
【図６】縦延伸部の下流にスリッタを有する他の実施形態の一例を示す側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
図１に示すように、本発明の延伸フィルムの製造設備１０は予熱部１１、縦延伸部１２、冷却部１３を備える。延伸フィルムの製造設備１０には、入口側に前工程装置９が接続され、出口側に後工程装置１４が接続される。前工程装置９としては、図示しない製膜設備、フィルム送出装置などがある。製膜設備としては周知の溶液製膜設備、溶融製膜設備などが用いられる。フィルム送出装置は、製膜設備からフィルム１５が直接送られる場合と異なり、製膜後にロール状に巻き取られたロールフィルムからフィルム１５を引き出して、フィルム１５を供給する。後工程装置１４として、縦延伸の後に、横延伸する場合に用いられるクリップテンタや、フィルム巻取り装置などがある。縦延伸に続いて横延伸を連続して行わない場合には、クリップテンタが省略され、フィルム巻取り装置によりロール状にフィルム１５が巻き取られる。
【００１８】
延伸するフィルム１５は熱可塑性樹脂フィルムであれば良く、例えば位相差フィルムなどの光学フィルムに用いるのに適しているセルロースアシレートやノルボルネン系樹脂、アクリル、ポリカーボネート製などである。
【００１９】
予熱部１１は、予熱ローラ対１６、第１予熱ローラ１７、第２予熱ローラ１８を備える。予熱ローラ対１６は、入口予熱ローラ１６ａとニップローラ１６ｂとを有し、フィルム１５をニップして搬送する。入口予熱ローラ１６ａ、第１予熱ローラ１７、第２予熱ローラ１８にはフィルム１５がクロス掛けで渡される。これにより、フィルム１５と各予熱ローラ１６ａ，１７，１８との接触面積が増えて、効率良く予熱が行われる。
【００２０】
予熱温度は、延伸可能となる温度よりも低い温度にする必要がある。そこで、フィルム１５のガラス転移温度をＴｇとした際に、フィルム１５を（Ｔｇ−４０）℃以上（Ｔｇ−５）℃以下に予熱して、縦延伸部１２にフィルム１５を送る。具体的には、入口予熱ローラ１６ａでフィルム１５を（Ｔｇ−６０）℃以上（Ｔｇ−３５）℃以下に予熱し、第１予熱ローラ１７でフィルム１５を（Ｔｇ−５０）℃以上（Ｔｇ−２５）℃以下に更に予熱し、第２予熱ローラ１８でフィルム１５を（Ｔｇ−４０）℃以上（Ｔｇ−５）℃以下に更に予熱する。
【００２１】
予熱部１１を経て一定温度に予熱されたフィルム１５は、縦延伸部１２に送られる。縦延伸部１２は、低速ローラ対２１、高速ローラ対２２を備える。低速ローラ対２１は低速ローラ２１ａとニップローラ２１ｂとを有する。高速ローラ対２２は、高速ローラ２２ａとニップローラ２２ｂとを有する。
【００２２】
低速ローラ２１ａ、高速ローラ２２ａには、温調媒体循環部から個別に温調媒体、例えば、水やオイル、水蒸気等が供給される。この温調媒体の循環供給によって、各ローラ２１ａ，２２ａは所望の表面温度に設定される。例えば、低速ローラ２１ａは（Ｔｇ−２０）℃以上（Ｔｇ＋２０）℃以下であり、高速ローラ２２ａは（Ｔｇ−１００）℃以上（Ｔｇ−５）℃以下である。このような温度範囲に設定されることにより、２０μｍ以上１００μｍ以下、好ましくは２０μｍ以上６０μｍ以下、特に好ましくは２０μｍ以上４０μｍ以下の薄いフィルム１５に対して、均一な縦延伸が可能になる。
【００２３】
図２に示すように、低速ローラ対２１から出たフィルム１５は高速ローラ対２２まで搬送される間に室温等の環境温度の影響によって、温度が低下する。したがって、高速ローラ２２ａにフィルム１５が接触する時には、両者の間に温度差が発生する。この温度差により高速ローラ２２ａの温度がフィルム１５の温度に比べて低い場合には、高速ローラ２２ａに接触するフィルム１５が接触冷却される。これにより、フィルム１５の収縮が延伸と同時に発生して、延伸ムラが発生する。この温度差を無くすために、低速ローラ２１ａと高速ローラ２２ａとの間のフィルム１５に接近して、近赤外線ラインヒータ２３が配されている。なお、製造環境によって、温度差により高速ローラ２２ａの温度がフィルム１５の温度に比べて高いと、高速ローラ２２ａに接触するフィルム１５が接触により加熱されて膨張が延伸と同時に発生する。この場合には、後に説明するように、送風ノズル５０（図３参照）、温調ローラ５３，５４（図４参照）、加熱チャンバ５６，５７（図５参照）等を用いて、フィルム１５を冷却する。
【００２４】
近赤外線ラインヒータ２３は、直管状の近赤外線ヒータ２３ａとリフレクタ２３ｂとを有する。リフレクタ２３ｂは、近赤外線ヒータ２３ａを収納し、この近赤外線ヒータ２３ａからの近赤外光を、フィルム１５上で幅方向にライン状に集光させる。本実施形態では、フィルム１５に対して上側に近赤外線ラインヒータ２３が配されるが、この配置位置はフィルム１５の下側でも良いし、フィルム１５に対して上下両側に配置してもよい。この近赤外線ラインヒータ２３は、フィルム１５の幅方向に配されており、フィルム１５の幅方向でライン状にフィルム１５を均一に加熱する。
【００２５】
高速ローラ２２ａの近傍には温度センサ２４ａが配されている。温度センサ２４ａは、フィルム１５の温度を測定する。温度センサ２４ａの出力は温度調節器（温調器）２４に送られる。温調器２４は、温度センサ２４ａからのフィルム１５の温度情報に基づき、近赤外線ラインヒータ２３の例えば駆動電流を制御し、近赤外線ラインヒータ２３の発熱量を調節し、フィルム１５の温度ｔが高速ローラ２２ａの表面温度Ｔになるよう制御する。フィルム１５の温度ｔが高速ローラ２２ａの表面温度Ｔになるとは、例えば、フィルム１５の温度ｔと高速ローラ２２ａの表面温度Ｔとの温度差が±１℃以内になることである。なお、高速ローラ２２ａに接触する直前のフィルム温度ｔは、高速ローラ２２ａの表面温度Ｔに依存する他に、周囲の雰囲気温度、フィルム１５の搬送速度、フィルム１５の熱伝導率、比熱、比重、膜厚などの諸物性にも依存する。温調器２４による温度調節では、このような諸物性を考慮して温度調整することが好ましい。また、温度センサ２４ａを用いてフィルム温度ｔを測定する代わりに、上記各物性に基づきフィルム温度ｔを予測し、この予測値に基づきフィルム１５の温度ｔが高速ローラ２２ａの表面温度Ｔになるように制御してもよい。近赤外線ラインヒータ２３、温度センサ２４ａ、温調器４により、温度制御部が構成される。
【００２６】
図１に示すように、延伸後のフィルム１５は、冷却部１３に搬送されて冷却される。各冷却ローラ２５，２６には温調媒体循環部から個別に温調媒体が供給され、各ローラ２５，２６は所望の表面温度に設定される。例えば、第１冷却ローラ２５は（Ｔｇ−４０）℃以下であり、第２冷却ローラ２６は（Ｔｇ−５０）℃以下である。冷却後のフィルム１５は、搬送ローラ２７，２８により、後工程装置１４に送られる。
【００２７】
各ローラ１６ａ，１７，１８，２１ａ，２２ａ，２５，２６には、図示は省略したが、モータが接続されており、所望の回転速度で回転が可能になっている。縦延伸部１２では、低速ローラ２１ａと高速ローラ２２ａの周速差によって、フィルム１５は搬送方向に引き延ばされて縦延伸される。低速ローラ２１ａと高速ローラ２２ａの周速差は延伸倍率によって適宜変更されるが、例えば２ｍ／ｍｉｎ以上１００ｍ／ｍｉｎ以下の範囲で設定することが好ましい。
【００２８】
縦延伸を行う際には、縦延伸倍率は、１．０より大きく３．０以下の範囲であることが好ましい。縦延伸倍率が１．０より大きく３．０以下の範囲である場合に、好適に厚みムラの発生を抑制でき、発現するレターデーションの分布ムラも抑制される。
【００２９】
また、低速ローラ２１ａと高速ローラ２２ａの間のフィルム１５の長さＬｓを、延伸前のフィルム１５の幅Ｗ１で除した縦延伸アスペクト比（Ｌｓ／Ｗ１）が０．０１以上３．０以下であることが好ましい。この縦延伸アスペクト比が小さいほど、幅が縮むネックインが小さくなり、フィルム幅方向の膜厚分布において、中央部の均一膜厚部の割合が大きくなる。これにより、後に説明するスリッタ６１で切除されるフィルム両側縁部の幅を小さくすることができ、その分だけ製品となる中央部を増やすことができ、製品ロスを抑えることができる。縦延伸アスペクト比を小さくするには、低速ローラ２１ａと高速ローラ２２ａとにフィルム１５をクロス掛けすることが好ましい。このクロス掛けによって、縦延伸スパンであるＬｓが小さくなり、結果として縦延伸アスペクト比（Ｌｓ／Ｗ１）を小さくすることができる。
【００３０】
予熱部１１で、フィルム１５を（Ｔｅ−４０）℃以上に予熱することにより、縦延伸部１２の低速ローラ２１ａでのフィルム１５への加熱時の温度上昇量が大きくなり過ぎることがなく、低速ローラ２１ａ上で波板状のシワの発生が抑えられる。また、予熱部１１で、フィルム１５を（Ｔｇ−５）℃以下に予熱することにより、予熱部１１内でフィルム１５が延伸されることがなく、縦延伸部１２で均一に延伸することができる。
【００３１】
縦延伸部１２で縦延伸されたフィルム１５は、後工程装置１４の例えばフィルム巻取り機によって、フィルムロールに巻き取られる。
【００３２】
次に、図２に示す近赤外線ラインヒータ２３を用いたフィルム１５の加熱に代えて、図３に示すように、送風ノズル５０を用いてフィルム１５に加熱風を送り、フィルム１５の温度を制御してもよい。送風ノズル５０は、フィルムの搬送方向に直交する幅方向に配される。この場合には、温度センサ５１ａにより高速ローラ２２ａに接触する直前のフィルム１５の温度情報を得て、この温度情報に基づき温調器５１により送風機５２からの空気を温度調節する。
【００３３】
また、図４に示すように、内部に温調媒体を循環させた温調ローラ５３，５４をフィルム１５に接触させて設けることにより、フィルム１５の温度を制御してもよい。温調ローラ５３，５４は、フィルムの搬送方向に直交する幅方向に配され、一方がフィルム１５の上面に他方がフィルム１５の下面に接触する。この場合にも、温度センサ５５ａにより高速ローラ２２ａに接触直前のフィルム１５の温度情報を得て、この温度情報に基づき温調器５５により温調ローラ５３，５４の温度を制御し、接触直前のフィルム１５の温度ｔが高速ローラ２２ａの表面温度Ｔになるように温度を調節する。なお、温調媒体の循環に代えて、ヒータを内蔵した温調ローラを用いてもよい。
【００３４】
さらには、図５に示すように、加熱チャンバ５６，５７、送風機５８、温調器５９を用いて、低速ローラ対２１及び高速ローラ対２２の間のフィルム１５の温度を制御してもよい。上側の加熱チャンバ５６は、ラビリンスシール５６ａを下端に有し、各ローラ対２１，２２間のフィルム１５の上側を覆う。ラビリンスシール５６ａは、低速ローラ２１ａの上端及びニップローラ２２ｂの上端に接近して配され、加熱チャンバ５６からの空気流出を抑える。同様にして、下側の加熱チャンバ５７も、ラビリンスシール５７ａを上端に有し、各ローラ対２１，２２間のフィルム１５の下側を覆う。各加熱チャンバ５６，５７には、送風機５８及び温調器５９が接続されている。送風機５８は加熱チャンバ５６，５７内に空気を送る。温調器５９は送風機５８からの空気の温度を調節し、フィルム１５の温度を高速ローラ２２ａの表面温度Ｔと同じにする。このため、高速ローラ２２ａに近接して温度センサ５９ａが配されている。温度センサ５９ａからの温度情報は温調器５９に入力され、この温度情報に基づき送風機５８からの空気温度が調節される。
【００３５】
上記各実施形態では、近赤外線ラインヒータ２３、送風ノズル５０、温調ローラ５３，５４、加熱チャンバ５６，５７を用いて温度調整部を構成し、高速ローラ２２ａに接触直前のフィルム１５の温度ｔが高速ローラ２２ａの表面温度Ｔになるように温度調節しているが、これに限らず、例えば、高速ローラ２２ａに接触する直前のフィルム１５の温度ｔは、Ｔ−１０℃≦ｔ≦Ｔ＋１０℃の範囲内に温度制御してもよい。また、近赤外線ラインヒータ２３、送風ノズル５０、温調ローラ５３，５４、加熱チャンバ５６，５７を個別に用いて、フィルム１５の温度を制御したが、これら各構成を適宜組み合わせてもよい。
【００３６】
上記各実施形態では、高速ローラ２２ａの表面温度Ｔを固定し、低速ローラ対２２と高速ローラ対２３との間のフィルム１５の温度ｔを変化させて、縦延伸しているが、これに代えて、または加えて、高速ローラ２２ａの表面温度Ｔを変化させて両者の温度差が少なくなるように制御してもよい。この場合には、高速ローラ２２ａの表面温度Ｔを変化させるために、例えば、温調媒体を高速ローラ２２ａに循環させ、且つ温調媒体の温度を温調器によって制御する。
【００３７】
上記実施形態では、予熱ローラ１６ａ，１７，１８を用いて直接接触によるフィルム１５の予熱を行っている。しかし、フィルム１５が薄くなるにしたがって、予熱ローラ１６ａ，１７，１８上でフィルム１５が熱膨張して波板状になることがある。この波板状の膨張は、フィルム１５にシワや擦り傷を発生させる虞れがある。そこで、フィルム１５への直接接触による熱伝導に代えて、図示は省略したが、予熱室を設けて、この予熱室内に、送気ノズル及び排気ノズルを配置し、フィルム１５を加熱してもよい。この場合には、予熱ローラ１６ａ，１７，１８を用いることがないため、フィルム１５の波板状の膨張が抑えられる。
【００３８】
上記各実施形態では、上流側低速ローラ対２１と下流側高速ローラ対２２とによる１段の縦延伸として説明したが、必要に応じて、低速ローラ対２１及び高速ローラ対２２を複数段設けた多段方式の縦延伸に本発明を実施してもよい。また、低速ローラ２１ａと高速ローラ２２ａとにフィルム１５をクロス掛けしたが、平行掛けとしてもよい。また、ニップローラによるニップ位置も適宜変更してよい。
【００３９】
予熱室は複数用いてもよいし、１個の予熱室を隔壁によりフィルム搬送方向に複数個に区画した予熱域を有する予熱部としてよい。また、予熱室におけるフィルムの支持方法は、フリーローラの他に、空気の吹き出しによりフィルムを浮上させるターンバーを用いてもよい。
【００４０】
なお、図６に示すように、縦延伸部１２と冷却部１３との間に、スリッタ６１を設けてもよい。スリッタ６１は、１対のロール刃６１ａ，６１ｂを有し、フィルム１５を搬送方向に切断する。これにより、フィルム１５は幅方向で中央部と両側縁部とに切り離される。この両側縁部は、例えばロータリカッタ６２に送られた後に、フィルム１５の原料などとしてリサイクルされる。スリッタ６１により、縦延伸によるネックインの影響で肉厚となったフィルム両側縁部が除かれるので、フィルム１５の冷却中に、フィルム１５が搬送方向で部分的に縮むことに起因する凹凸の発生が抑えられる。これにより、冷却ローラ２５，２６による冷却中にフィルム１５の擦り傷やシワの発生が抑えられる。
【実施例】
【００４１】
フィルム１５として、セルロースアシレートフィルムを用い、予熱、縦延伸、冷却を行った。縦延伸部１２では、上流側低速ローラ対２１と下流側高速ローラ対２２とによる１段の縦延伸を行った。前工程装置９としてフィルム送出機を用い、フィルムロールからフィルム１５を引き出して予熱部１１に送出し、後工程装置１４として、フィルム巻取り機を用い、フィルム１５を巻き取ってフィルムロールとした。予熱温度を１２０℃、延伸温度を１５０℃、延伸倍率を１．５倍、延伸長さを３００ｍｍ、冷却温度を１００℃、フィルム搬送速度を２ｍ／ｍｉｎ、延伸前フィルム幅Ｗ１を６００ｍｍ、延伸前フィルム厚１００μｍ、延伸後フィルム幅５８０ｍｍとして実験を行った。
【００４２】
低速ローラ２１ａの温度を１５０℃とし、高速ローラ２２ａの温度Ｔを１２０℃、１３０℃、１３５℃、１４０℃、１４５℃、１５０℃、１６０℃とし、高速ローラ２２ａに接触する直前のフィルム１５の温度ｔを１３５℃、１４０℃、１４５℃とし、実験を行った。実験結果を表１に示す。
【００４３】
【表１】
0005896970.tif 000002
【００４４】
表１に示すように、高速ローラ２２ａの温度Ｔとフィルム１５の温度ｔとの差が「０」の実施例１〜３の場合には、巻き取り後のフィルムに、凹み、擦り傷、シワの発生は無かった。また、差が「１０℃」の実施例４，５の場合には、フィルムに僅かな凹みの発生があったが、実用レベルでは問題がない状態であり、フィルムに、擦り傷、シワの発生はなかった。これに対して、高速ローラ２２ａの温度Ｔとフィルム１５の温度ｔとの差が「２０℃」の場合には、巻き取り後のフィルムに、凹み、擦り傷、シワが共に発生した。なお、凹みは、非接触２次元変位計によりフィルム表面の変位をフィルム走行方向で検出し、得られる最大値（ｍａｘ）−最小値（ｍｉｎ）が０．５ｍｍを超える場合にＮＧ（不良）と評価した。最大値はフィルム全体でみた時の最も高いところの値であり、最小値は最も低いところの値である。擦り傷は、マイクロスコープ観察により、幅が１μｍ以上、深さが０．０１μｍｍ以上の場合に、ＮＧと評価した。シワは目視観察により視認可能であればＮＧと評価した。
【符号の説明】
【００４５】
１０  延伸フィルムの製造設備
１１  予熱部
１２  縦延伸部
１３  冷却部
１５  フィルム
１６ａ，１７，１８  予熱ローラ
２１ａ  低速ローラ
２２ａ  高速ローラ
２２  近赤外線ラインヒータ
２４ａ，５１ａ，５５ａ，５９ａ  温度センサ
５０  送風ノズル
５２，５３  温調ローラ
５６，５７  加熱チャンバ
【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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