(57)【要約】【課題】高機能フィルムを製造するに当たり、より低コストでかつ高い品質のフィルムを製造するために、横延伸装置に関し、エネルギー消費量の低減と、高機能フィルムの性能向上を達成することにある。【解決手段】オーブンの壁面および開閉扉壁面に断熱部材が設置された横延伸装置であって、  該断熱部材は、複数のパネルから構成されており、  該パネルは、熱伝導率が０．００５Ｗ／ｍｋ以下で、厚さが１０ｍｍ以下であり、  該パネルは、厚さ０．５ｍｍ以上２ｍｍ以下の金属板を複数有し、金属板の端部は他の金属板の端部と圧着されることで、金属板間に空洞（以下、ケーシングという）を有し、  該ケーシングは、真空状態であることを特徴とする横延伸装置。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
オーブンの壁面および開閉扉壁面に断熱部材が設置された横延伸装置であって、
該断熱部材は、複数のパネルから構成されており、
該パネルは、熱伝導率が０．００５Ｗ／ｍｋ以下で、厚さが１０ｍｍ以下であり、
該パネルは、厚さ０．５ｍｍ以上２ｍｍ以下の金属板を複数有し、金属板の端部は他の金属板の端部と圧着されることで、金属板間に空洞（以下、ケーシングという）を有し、
該ケーシングは、真空状態であることを特徴とする横延伸装置。
【請求項２】
断熱部材中のパネルの端部が互いに重なり合い、
断熱部材中のパネルの重なり合った部分の厚みが、４０ｍｍ以下であることを特徴とする、請求項１に記載の横延伸装置。
【請求項３】
断熱部材が、オーブンの壁面の内側および開閉扉壁面の内側に設置されていることを特徴とする、請求項１又は２に記載の横延伸装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば二軸延伸ポリエステルフィルム製造工程において、オーブン中で加熱しながら延伸し製造する際に使用する横延伸装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、プラスチックフィルムのうち、二軸延伸ポリエステルフィルムは、耐熱性に優れ、生産性にも優れているため、光学用途、離型フィルム、ドライフィルムレジスト用途、プリンターリボン等の用途に広く使用されている。近年は、ＩＴ分野の伸びに伴い、ディスプレイ用の反射防止フィルム、液晶用バックライト用拡散板、タッチパネル用などの基材や光ディスプレイ及び液晶位相差板、偏光板など光学用部材の工程紙やセパレートフィルム（離型フィルム）など、光学用フィルムの用途への使用が増えている。
【０００３】
このような光学用途フィルム向けのものに要求される品質としては、フィルム表面の付着異物や、内部異物欠点の低減などがある。
【０００４】
かかる光学用フィルムの製膜工程は、溶融したポリエステル樹脂をシート状に押し出し、冷却ドラムで急冷し、シート化した後、加熱しながらフィルム走行方向に３から５倍に延伸される。続いて、横方向に３から５倍に延伸されるのが一般的である。この横方向への延伸工程は、横延伸装置のオーブン内で行われる。
【０００５】
このオーブンは大型の装置であり、オーブン内には加熱蒸気で温められた空気が循環させられている。そして、オーブン内には、一定の温度の熱風を循環させるため、熱交換機や循環ファンが配置されている。さらに、オーブン内に新鮮な空気を送る給気配管や、オーブン内一部の空気を排気する排気配管などが配置されている。
【０００６】
このようなフィルムの製造装置において、横延伸工程では、製造工程で最もエネルギー消費量が多いため、横延伸工程において、オーブンでのエネルギー消費を削減することが必要である。
【０００７】
横延伸工程に限らず、オーブンでの断熱技術に関しては、エネルギー消費を削減する為に、従来検討がなされてきた。
【０００８】
また、横延伸装置オーブン内壁には、横延伸工程にて熱固定したフィルムから低分子量物（オリゴマー）が析出したものが付着することがあり、これを防止するために、除去装置や、該除去装置を利用した廃熱回収が提唱されている（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００１−２１９７４７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明の目的は、高機能フィルムを製造するに当たり、より低コストでかつ高い品質のフィルムを製造するために、横延伸装置に関し、エネルギー消費量の低減と、高機能フィルムの性能向上を達成することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明者らは、横延伸装置オーブンの、断熱方法を鋭意検討すことで本発明に至った。
すなわち、下記（１）〜（３）を満たす横延伸装置である。
（１）オーブンの壁面および開閉扉壁面に断熱部材が設置された横延伸装置であって、
該断熱部材は、複数のパネルから構成されており、
該パネルは、熱伝導率が０．００５Ｗ／ｍｋ以下で、厚さが１０ｍｍ以下であり、
該パネルは、厚さ０．５ｍｍ以上２ｍｍ以下の金属板を複数有し、金属板の端部は他の金属板の端部と圧着されることで、金属板間に空洞（以下、ケーシングという）を有し、
該ケーシングは、真空状態であることを特徴とする横延伸装置。
（２）断熱部材中のパネルの端部が互いに重なり合い、
断熱部材中のパネルの重なり合った部分の厚みが、４０ｍｍ以下であることを特徴とする、（１）に記載の横延伸装置。
（３）断熱部材が、オーブンの壁面の内側および開閉扉壁面の内側に設置されていることを特徴とする、（１）又は（２）に記載の横延伸装置。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、高機能フィルムを安価に製造するに当たり横延伸装置に求められる、エネルギー消費量の低減と、高機能フィルムの性能向上を達成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の横延伸装置の概略説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明についてさらに詳細に説明する。
【００１５】
以下、図面を用いて、本発明の最良の実施形態の例を、プラスチックフィルム（以下、単に、フィルムという）を用いる場合を例にとって、説明するが、本発明においては、これらの例に限られるものではない。
【００１６】
本発明が適用されるフィルムとしては、ポリエチレンテレフタレートフィルム、ポリエチレンナフタレートフィルム、ポリプロピレンフィルム、ポリスチレンフィルム、ポリカーボネートフィルム、ポリイミドフィルム、ポリフェニレンサルファイドフィルム、ナイロンフィルム、アラミドフィルム、ポリエチレンフィルム等がある。
【００１７】
特に、好適に使用されるポリエステル類の具体的な例としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレン−２，６−ナフタレート及びポリ−１，４−シクロヘキサンジメチレンテレフタレート等を挙げる事ができ、特に、ポリエチレンテレフタレートとポリエチレン−２，６−ナフタレートは、機械強度や寸法安定性などの物理的な性質に優れ、且つ生産性にも優れているため、特に好ましく用いられる。また本発明で用いられるポリエステル類は、先に挙げたものの内１種類単独でも、２種類以上のポリエステルの共重合体や、２種類以上のポリエステルの混合体等であってもかまわない。また、これらのポリエステル類の中に、目的に応じて各種の添加剤を添加する事ができる。例えば、易滑性付与のためにコロイダルシリカ、アルミナ、炭酸カルシウム、有機シリコーン及びポリジビニルベンゼンスルホン酸などの不活性粒子を添加することができる。また、帯電防止剤や酸化防止剤などが添加されていてもかまわない。
【００１８】
次にフィルムの製膜方法について簡単に説明する。
【００１９】
フィルムは、十分に乾燥させた樹脂ペレットを押出機に供給し、スリット状の吐出口を有する口金から溶融したペレットをシート状に押出し、冷却ロール上で冷却して未延伸のフィルムを得る。次に、未延伸のフィルムを二軸延伸させる。二軸延伸の方法としては、未延伸ポリエステルを、長手方向あるいは幅方向に延伸し、続いて先の延伸方向と直行する方向の延伸を行う逐次二軸延伸や、長手方向と幅方向に一度に延伸する同時二軸延伸などの方法でもかまわない。延伸は１段階で行っても２段階以上で段階的に行ってもかまわないが、フィルムの表面のキズやロールへ粘着痕などの欠点が発生しにくく、光学用に求められる視認性を得る延伸方法が好ましい。
【００２０】
本発明のフィルムの厚みは、特に限定はされないが、光学用途として好適に用いられる１５μｍ以上２５０μｍ以下である事が好ましい。すなわち、フィルムの厚みが１５μｍ未満である場合や、２５０μｍよりも厚い場合、フィルムとしての生産性が不良となることがあり好ましくない。
【００２１】
ここでは、長手方向に延伸された一軸延伸ポリエステルフィルムを引き続きオーブンに入れ幅方向に延伸する方法を説明する。
【００２２】
図１は、フィルム２を加熱し幅方向に延伸するためのオーブン１の概略図である。
【００２３】
フィルム２は、オーブン１内のレール上を走行するクリップ３に把持された状態で、オーブン１中で加熱されて、クリップ３が走行するレールの広がりに伴って、フィルム２が幅方向に延伸される。フィルム２の幅方向の延伸倍率は、２から５倍程度である。
【００２４】
図１では、オーブン１の一室を示している。オーブン１は、所定の処理を行うため、区分けされた室から構成されている。通常、フィルムの走行方向上流から、加熱室、延伸室、熱固定室、冷却室などから構成されている。オーブン１の各部屋には、開閉扉（図示せず）がある。横延伸時に破れたフィルムの除去を行ったり、オーブン内の汚れ状態を確認する際に、開閉扉を開け、オーブン内に入る事ができる。オーブン内に入るのは通常、オーブン内を加熱していない時である。なお、加熱時には開閉扉は閉止する。オーブン１内には加熱蒸気で温めた熱風を多量に循環している。オーブン１内には、一定の温度に保つための熱交換機６や温めた熱風を循環する循環ファン７が設置されている。熱風は、給気装置の配管４から送られ、走行するフィルム２の近くで、ノズル８から噴出される。噴出した熱風がフィルム２を加熱し、フィルムの温度が上昇する。なお、オーブンの壁面に対して、開閉扉壁面は、加熱した空気が漏れないように、隙間をシール材にて目止めしている。一方で、この目止め効果は、開閉扉が加熱、冷却のサイクルを繰り返しされると、開閉扉が熱ひずみの影響を大きく受け、目止め効果が低下することがある。
【００２５】
ノズル８は、スリット状でも穴形状でもよく、フィルム２に温度ムラができないように工夫され噴出されている。
【００２６】
フィルムを加熱した熱風は、循環装置５で熱交換器６に戻され、さらに循環ファン７にて再びオーブン内を循環する。熱交換器６の出口付近でフィルターなどで塵埃を除去しているが、オーブン内の熱風がそのまま同じもので循環させると、次第に、フィルターで除去できなかった塵埃や粒子が増大する。フィルターでは、熱風中に溶け込んだオリゴマーや塗液などの低分子量の蒸気は除去できないのでオリゴマー蒸気量も増大する。そこで、オーブン１内の熱風の清浄性を維持するため、オーブン１内に新鮮な空気を導入するとともに、熱風の一部をオーブン１の系外に排出している。図１では、新鮮な空気を導入するため、フレッシュエア供給配管（図示せず）が熱交換器６の直前に配管されている。フィレッシュエア供給配管からの空気は、循環熱風と一緒になって、熱交換器６に導かれ、所定の温度に加熱されて、オーブン１内を循環する。一方、一部の熱風を排気する排気配管（図示せず）はオーブン内の壁面や天井にあって、ポンプにつながれた排気配管から、熱風の一部が系外に排気される。排気された熱風は、大気へ開放されることが多い。
【００２７】
排気配管は、各室毎に１箇所以上あり、各室の排気をひとまとめにするように、何本かの排気配管が最終的に集まっている。各室とは、予熱室、延伸室、熱固定室、冷却室であるが、それぞれの室は複数から構成されている（たとえば熱固定１室、熱固定２室、熱固定３室など）。
【００２８】
有機低分子量物は、おもに、オーブン内の熱固定ゾーンでポリエステルフィルムから昇華するオリゴマーである。オリゴマーは、ポリエステルフィルムを高温で処理すると、昇華し、熱風中に溶け出す。気化した低分子量物や添加剤、オリゴマーが、オーブン内１の低温部と接触すると、液滴や固体になり、これら異物がフィルムに付着するとフィルム欠点となる。
【００２９】
オーブン１は、一般的に、予熱、延伸、熱固定、冷却を含む複数のうち、区分けされ、熱固定ゾーンで最高温度となり、フィルム２から低分子量のオリゴマーや含有成分が昇華しやすくなり、下流側の低温の部分で昇華成分が析出固化してフィルム２の表面へ付着することが問題となる。
【００３０】
そして、隣接する各室の温度は、概ね２０℃の範囲内に保たれていることが多い。２０℃を超える範囲である場合は、たとえば、熱固定室と冷却室との間に、中間室を設けて、熱の室間移動を防ぎ、中間室の排気を強化している場合がある。
【００３１】
オーブン１は、壁面外や壁面内を断熱部材９で覆うことで、加熱した空気が外部へ漏れないようにしている。断熱部材は通常、壁面の内部空洞に入れたり、オーブンの壁面や、開閉扉壁面に断熱材を貼り付けることで、オーブン内の空気が外部に漏れないようにする。この際、開閉扉の壁面に断熱材を貼り付ける際は、開閉扉内壁面に貼り付けると、開閉扉の熱伸縮を小さく抑制できるため、熱ひずみの影響が少なくなり好ましい。本発明の横延伸装置においては、該断熱部材は、複数のパネルから構成されており、該パネルは、熱伝導率が０．００５Ｗ／ｍｋ以下で、厚さが１０ｍｍ以下であり、該パネルは、厚さ０．５ｍｍ以上２ｍｍ以下の金属板を複数有し、金属板の端部は他の金属板の端部と圧着されることで、金属板間に空洞（以下、ケーシングという）を有し、該ケーシングは、真空状態であることが必要である。以下に、各構成要件の説明を行う。
【００３２】
パネルは、熱伝導率が０．００５Ｗ／ｍｋ以下であることが、断熱特性を向上させるうえで必要である。また、パネルの厚さは、１０ｍｍ以下であることが、設置後の作業性を損なわないためには必要である。特にオーブン内壁に設置の場合、厚さ１０ｍｍを超えると、パネルを重ねる際に嵩が大きくなるため好ましくない。
【００３３】
また、パネルは、厚さ０．５ｍｍ以上２ｍｍ以下の金属板からなることが必要である。パネルを構成する金属板の厚みは、パネル全体の伝熱に加え、表面の伝熱に影響を及ぼす。厚さが０．５ｍｍを下回ると、パネル全体の断熱性は良好となるが、パネル間の伝熱が悪くなり、熱固定室の温度を効果的に冷却室に伝播することが出来ない。パネルの厚みが５ｍｍを上回ると、パネル全体の断熱性が悪くなり、好ましくない。
【００３４】
パネルを構成する金属板の端部は、他の金属板の端部と圧着されることで、金属板間に空洞（以下、ケーシングという）を有することが必要である。金属板の圧着は、公知の方法にて行うことが出来る。また、ケーシング内部は、真空状態であることが必要である。ここでいう真空状態とは、１０−５Ｐａ以上１０−１Ｐａ以下を指す。
【００３５】
断熱部材のパネルは、互いに重なり合うことが、パネル端部の接合部からの伝熱による、断熱性低下を抑制する上で好ましい。この際は設置後の作業性を損なわない為に、断熱部材中の重なり合った部分の厚みが４０ｍｍ以下であることが好ましい。
【００３６】
断熱部材は、オーブンの外壁面に設置することにより、作業性を容易にする上で好ましいが、オーブン内壁に連続して設置することにより、断熱部材の、パネル間の伝熱により、熱固定ゾーンのパネル表面温度が、冷却ゾーンのパネル表面を上昇させることができるため、内壁にオリゴマーを付着させない上では、さらに好ましい。
【実施例】
【００３７】
[実施例１]
（１）断熱パネルの作成
厚さ０．５ｍｍのステンレス板を２枚、トレイ状に成型し、向かい合わせて貼り合わせ、端部を圧着した後に、真空引きを行い、真空度１０−２Ｐａのケーシングを有する、トータル厚み５ｍｍ、縦横それぞれ５００ｍｍの断熱パネルを作成した。
（２）断熱パネルの設置
横延伸装置の外壁面表面に、上下左右に５０ｍｍずつオーバーラップさせ重ね合わせた貼り合わせた状態にて、断熱パネルを貼り付けた。重ね合わせた後の断熱部材厚みは２０ｍｍであった。
（３）製膜の実施
固有粘度０．６５のポリエチレンテレフタレートを、１８０℃の温度で５時間減圧下において乾燥し、押出し機に投入して２８０℃の温度で溶融した後、フィルターで濾過後、口金からシート状に押し出した。押し出されたシート状物を、静電印加キャスト法により冷却ロールに密着させて冷却固化し、未延伸ポリエチレンテレフタレートフィルムを得た。未延伸ポリエチレンテレフタレートフィルムを、ロール群からなる縦延伸機で９０℃の温度で２．５倍延伸し、冷却して一軸延伸ポリエチレンテレフタレートフィルムを得た。
【００３８】
この一軸延伸ポリエチレンテレフタレートフィルムを、横延伸装置により３倍に延伸し、２３０℃の室温で熱固定処理を行った後に、１８０℃の室温、１００℃の室温にて冷却を行い、厚み３８μｍの二軸延伸ポリエチレンテレフタレートフィルムを得た。
【００３９】
この際に、熱固定室の断熱パネル表面の温度を測定した結果、５５℃であった。なお、該横延伸装置壁面近くの雰囲気温度は３５℃であった。
【００４０】
また、当該断熱パネルを設置したまま、１２ヶ月間の製膜を実施後、熱固定ゾーンに最も近い冷却ゾーン室内のオリゴマー付着状態を目視で確認したところ、内壁面の地合が確認できない程度のオリゴマーが付着していた。
【００４１】
[実施例２]
実施例１にて作成した断熱パネルを、実施例１と同じ横延伸装置の内壁に設置した。実施例１と同一の条件にて厚み３８μｍの二軸延伸ポリエチレンテレフタレートフィルムを得た。この際に、熱固定室の外壁面表面の温度を測定した結果、５５℃であった（該横延伸装置壁面近くの雰囲気温度は３５℃にて計測）。当該断熱パネルを設置したまま、１２ヶ月間の製膜を実施後、熱固定ゾーンに最も近い冷却ゾーン室内のオリゴマー付着状態を目視で確認したところ、内壁面の地合が確認できる程度にオリゴマーが付着していた。
【産業上の利用可能性】
【００４２】
本発明によれば、製造工程で最もエネルギー消費量が多い横延伸工程において、オーブンでのエネルギー消費を削減することが可能となり、かつ高品位のフィルムを作成することが出来る。
【符号の説明】
【００４３】
１    オーブン
２    フィルム
３    クリップ
４    給気配管
５    循環配管
６    熱交換機
７    循環ファン
８    ノズル
９    断熱パネル
【図１】
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