(57)【要約】  高分子フィルム（２０）のウェブ横断厚さプロファイルを制御するためのシステム及び方法が開示される。熱分配領域内のフィルムに選択的に熱分配を提供するためのウェブ横断熱分配システム（１５０ａ、１５０ｂ、１５０ｃ）が開示される。ウェブ横断熱分配システムには、熱分配領域に近接する少なくとも１つの加熱要素（１６０）が含まれる。加熱要素がフィルムに熱を提供し、一方、複数のチャネル遮蔽材（１７０）は、熱の少なくとも一部が前記フィルムに到達することを選択的に阻止する。
2008542079.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱分配領域を有し、高分子フィルムを変形する配向機と、
前記配向機内で前記フィルムに選択的に熱を分配するウェブ横断熱分配システムと、
前記ウェブ横断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厚さプロファイルを測定する厚さ計と、
前記測定されたウェブ横断厚さプロファイルに応じて熱の分配を選択するフィードバック機構と、を備え、
前記ウェブ横断熱分配システムは、前記熱分配領域に近接する加熱要素及び複数のチャネル遮蔽材を含み、前記加熱要素により生成された熱の少なくとも一部が前記フィルムに到達するのを少なくとも１つのチャネル遮蔽材が阻止するように、各チャネル遮蔽材が移動可能に配置されている、
フィルムハンドリング装置。
【請求項２】
前記配向機が長手方向延伸領域を有する長手配向機である、請求項１に記載のフィルムハンドリング装置。
【請求項３】
前記配向機が幅出機である、請求項１に記載のフィルムハンドリング装置。
【請求項４】
前記熱分配領域が変形領域である、請求項１に記載のフィルムハンドリング装置。
【請求項５】
前記熱分配領域が延伸領域である、請求項４に記載のフィルムハンドリング装置。
【請求項６】
前記熱分配領域が予加熱領域である、請求項１に記載のフィルムハンドリング装置。
【請求項７】
幅出機を更に含む、請求項２に記載のフィルムハンドリング装置。
【請求項８】
前記フィードバック機構にマッピングアルゴリズムが含まれる、請求項１に記載のフィルムハンドリング装置。
【請求項９】
前記チャネル遮蔽材が、前記長手方向延伸領域内の前記フィルムにほぼ平行に配置されている、請求項２に記載のフィルムハンドリング装置。
【請求項１０】
前記チャネル遮蔽材が、前記フィルムから５０ｍｍ以内に配置されている、請求項１に記載のフィルムハンドリング装置。
【請求項１１】
前記チャネル遮蔽材が、前記フィルムから２５ｍｍ以内に配置されている、請求項１０に記載のフィルムハンドリング装置。
【請求項１２】
前記長手方向延伸領域が、テーブルトップ形状に形成されている、請求項２に記載のフィルムハンドリング装置。
【請求項１３】
前記長手方向延伸領域が、Ｓラップ形状に形成されている、請求項２に記載のフィルムハンドリング装置。
【請求項１４】
高分子フィルムのウェブ横断厚さプロファイルを制御する方法であって、
ウェブ横断熱分配システムを有する配向機内で前記フィルムを変形する工程と、
前記ウェブ横断熱分配システムから下流の位置において、前記フィルムの前記ウェブ横断厚さプロファイルを測定する工程と、
前記測定されたウェブ横断厚さプロファイルに応じて、前記ウェブ横断熱分配システムの少なくとも１つのチャネル遮蔽材を選択的に再配置することによって、前記ウェブ横断熱分配システムを調節する工程と、
を含む方法。
【請求項１５】
前記調節する工程が、前記フィルムの前記測定されたウェブ横断厚さプロファイルを、前記ウェブ横断熱分配システムの位置にマッピングすることを含む、請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記配向機が長手配向機である、請求項１４に記載の方法。
【請求項１７】
前記配向機が幅出機である、請求項１４に記載の方法。
【請求項１８】
前記フィルムを前記幅出機内で変形する工程の後に、前記フィルムを長手配向機内で延伸する工程を更に含む、請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
少なくとも１つのダイボルトを調節する工程を更に含む、請求項１４に記載の方法。
【請求項２０】
前記フィルムを巻き取る工程を更に含む、請求項１４に記載の方法。
【請求項２１】
前記フィルムが多層フィルムを含む、請求項１４に記載の方法。
【請求項２２】
前記測定する工程における前記ウェブ横断厚さプロファイルが、物理的厚さプロファイルを含む、請求項１４に記載の方法。
【請求項２３】
前記測定する工程における前記ウェブ横断厚さプロファイルが、光学厚さプロファイルを含む、請求項１４に記載の方法。
【請求項２４】
前記調節する工程が、前記フィルム上の厚いスポット又は薄いスポットに対応するウェブ横断位置において、チャネル遮蔽材を選択的に位置決めすることを含む、請求項１５に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本出願は、押し出されて配向付けされたフィルムの厚さ変動の制御に関する。
【背景技術】
【０００２】
フィルムの押出しは通常、フィルムの長さ及び幅に沿う厚さ変動を引き起こす。厚さ変動を制御する従来技術の方法には、ダイボルトの調節（米国特許第４，４０９，１６０号、コゴ（Kogo）ら）、延伸中の静止ヒータの加熱電力の調節（米国特許第３，３４７，９６０号、フェンレイ（Fenley）、日本特許第５２，０４７，０７０号、ツツイ）、又は仕上りフィルムのロールが見かけ上均一であるように、ウェブを横切って変化する場所における厚い領域及び薄い領域の意図的な作り出し（英国特許第１，４３７，９７９号、ヘキスト株式会社（Hoechst Aktiengesellschaft）、英国特許第１，４３７，９８０号、ヘキスト株式会社）が挙げられる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本出願は、配向機内でフィルムに選択的に熱を分配するウェブ横断熱分配システムの使用により、高分子フィルムのウェブ横断厚さプロファイルを制御するシステム及び方法を開示しており、ウェブ横断熱分配システムには、熱分配領域に近接する加熱要素及び複数のチャネル遮蔽材を含み、前記加熱要素により生成された熱の少なくとも一部が前記フィルムに到達するのを少なくとも１つのチャネル遮蔽材が阻止するように、各チャネル遮蔽材が、移動可能に配置されているものである。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記要約は、本発明の開示された各実施形態、又はあらゆる実施を記載するものではない。以下の図及び詳細な説明が、説明のための実施形態をより具体的に例証している。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００５】
本出願は、配向性フィルムの厚さ変動の制御に関する。フィルムの製造は通常、フィルムの長さ及び幅に沿う厚さ変動を引き起こす。本出願は、配向性フィルムのウェブ横断厚さプロファイルを微細に及び能動的に調節するための新規システム及び方法を開示する。
【０００６】
開示されるシステム及び方法は、フィルム製造中の延伸で特性に効果を得ることができる、いかなるポリマーをも含むフィルムの製造に使用されてもよい。フィルムは、１種のポリマーを含んでも、２種以上のポリマーを含んでもよい。２種以上の構成成分ポリマーを有するフィルムは、いかなる形態的又は構造的な形体を有してもよく、それらには、混和性ブレンド、１種のポリマーが連続相であって１種以上が分散相である不混和性ブレンド、共に連続的なブレンド、相互進入するポリマーの網状組織、及びあらゆる数の層を有する層状フィルムが挙げられるが、これらに限定されない。本明細書に開示されるシステム及び方法は、多層光学フィルムに特に有用である。これらのシステム及び方法は又、ポリエステルを含むフィルムに特に有用である。
【０００７】
開示されるシステム又は方法を用いて製造される多層光学フィルムには、ミラーフィルム、反射偏光子などの偏光フィルム、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、あるいは、例えばＵＶ若しくはＩＲの遮蔽、色づけ、又は日よけを提供する（建築、自動車、温室、又は他の用途のための）窓用（エネルギー制御又は日光制御）フィルムが挙げられてもよいが、これらに限定されない。
【０００８】
本システム又は方法を用いて製造されるフィルムは、多層光学フィルムである必要は無い。他の高性能フィルムも、本明細書に開示されるウェブ横断厚さ制御から効果を得ることができる。高性能フィルムの用途には、オーディオ、ビデオ、又はデータのアナログ若しくはデジタル記録用の磁気媒体ベースフィルム、グラフィックアーツフィルム、リプログラフィックフィルム、オーバヘッド用透明フィルム、写真フィルム、Ｘ線フィルム、マイクロフィルム、写真印刷フィルム、インクジェット印刷フィルム、ＰＰＣフィルム、印刷版フィルム、色校正フィルム、デ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、製図及びジアゾ印刷フィルム、ホログラフィックフィルム、接着テープ基材、研磨材基材、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、ラミネートフィルム、包装フィルム、熱封着フィルム、ふた用フィルム、デュアルオーブナブルフィルム、バリアフィルム、スタンピングフォイル、金属化フィルム、装飾フィルム、記録及び保存フィルム、電線及びケーブル、モータ、変圧器、及び発電機用の絶縁フィルム、可撓性の印刷回路フィルム、コンデンサフィルム、クレジットカード、プリペイドカード、ＩＤカード、及び「スマートカード」などのカード用フィルム、耐引っ掻き性、落書き防止、若しくは飛散予防（shatter protection）のための窓用又は安全用フィルム（セキュリティフィルム）、メンブレンスイッチフィルム、タッチスクリーンフィルム、医用センサー及び診断装置用フィルム、遮音フィルム、スピーカーフィルム、及びドラムヘッドフィルムが挙げられるが、これらに限定されない。
【０００９】
仕上りフィルムに特定の光学及び／又は物理特性を付与するために、通常は一連のダイボルトによりそのオリフィスが制御される、フィルムダイを通してポリマーを押し出すことができる。押し出されたフィルムは、次に、例えば、所望の特性により決定される比率での延伸によって、配向することができる。長手方向延伸は、図１に示されるような、長手配向機１００の中のプルロールが実施することができる。長手配向機は通常、１箇所以上の長手方向延伸領域を有する。横断延伸は、図１に示される幅出機オーブン２００の中で実施できる。幅出機オーブンは通常、少なくとも予加熱域２１０及び横断延伸領域２２０を有する。幅出機オーブンは、図１に示されるように、ヒートセット領域２３０を有することも多い。システムは、これらの領域のいずれかの１つ以上又は全てを有するように、設計することができる。望むならば、フィルムは、２軸配向することができる。２軸延伸は、順番に、又は同時に実施することができる。フィルムは、長手方向延伸だけでも、又は横断延伸だけでも製造可能である。一軸延伸の場合、約３：１〜１０：１の延伸比が普通である。二軸延伸の場合、長手方向延伸と横断延伸の積の比は、通常４：１〜６０：１の範囲である。所与のフィルムに適切な他の延伸比が用いられてもよいことを、当業者は理解するであろう。
【００１０】
本出願の目的の場合、用語「横断延伸領域」は、幅出機オーブン内の純粋に横断延伸領域又は同時二軸延伸領域のいずれかを指す。「幅出機」により、フィルムが機械方向に搬送されながら、その縁部で掴まれる、いずれかの装置を意味する。フィルムは通常、幅出機で延伸される。幅出機での延伸方向は、一般には、機械方向に垂直（横断方向又は横方向）であるが、他の延伸方向も、例えばフィルム走行に垂直角以外の角度の方向も考えられている。任意に、幅出機は、機械方向とは異なる第一方向にフィルムを延伸するのに加えて、機械方向か又はそれに近いかいずれかの第二方向にもフィルムを延伸可能であってもよい。幅出機での第二方向の延伸は、第一方向の延伸と同時に発生しても、又は別々に発生しても、又は両方でも、いずれでもよい。幅出機内の延伸は、いかなる数の段階で実施されてもよく、そのそれぞれが、第一方向の、第二方向の、又は両方向の延伸成分を有してもよい。幅出機は又、縁部を掴まれていなければ収縮することもあるフィルムにおいて、制御された量の横断方向弛緩を許容するように使用されることも可能である。この場合、弛緩は、弛緩領域内で生じる。
【００１１】
産業的に有用な普通の幅出機は、２組の幅出機クリップでフィルムの２つの縁部を掴む。幅出機クリップの各組は、チェーンにより駆動されており、及びクリップは、レールが幅出機の中を走行するにつれて相互に分岐していくような方法でその位置が調節可能な、２本のレールの上に乗っている。この分岐が、横断方向延伸という結果になる。この一般的なスキームからの変形も既知であり、及び本明細書において考慮されている。
【００１２】
幾つかの幅出機は、フィルムを横断方向に延伸するのと同時に、機械方向に、又は機械方向に近い方向に延伸することが可能である。これらは、同時二軸延伸幅出機と呼ばれることが多い。１つのタイプは、パンタグラフ又は鋏状の機構を使用してクリップを駆動する。これにより、各レール上のクリップは、レールに沿って進行するにつれて、それ用のレール上の最も近い隣接クリップから分岐していくことが可能になる。２つのレールが相互に分岐しているので、もちろん、従来型幅出機におけるのと全く同じように、各レール上のクリップは、反対側レール上の相手方から分岐していく。別のタイプの同時二軸延伸幅出機は、各チェーンの代わりに変化するピッチのねじを用いる。このスキームでは、クリップの各組は、ねじ山の動きによりそのレールに沿って駆動され、及び変化するピッチが、レールに沿うクリップの分岐を可能にする。更に別のタイプの同時二軸延伸幅出機では、クリップがリニアモータにより電磁的に個々に駆動されており、そのようにして、各レールに沿うクリップの分岐が可能になる。同時二軸延伸幅出機は、機械方向だけに延伸するように使用することもできる。この場合、機械方向延伸は、機械方向延伸領域内で生じる。本出願において、横断方向延伸、弛緩、及び機械方向延伸が、変形の例であり、並びに横断延伸領域、弛緩領域、又は機械方向延伸領域が、変形領域の例である。幅出機内で二方向の変形をもたらす他の方法も可能なことがあり、本出願の考慮の内である。
【００１３】
フィルム加工方法は、押出機ダイ１０を通す高分子溶解物の押出しを包含することができる。ダイのリッププロファイルは、一連のダイボルトで調節可能なことが多い。多層フィルムの場合、多重溶解物流及び多重押出機が使用される。押出物は、回転する鋳造ホイール１２上で冷却される。この点のフィルムは、「鋳造ウェブ」と呼ばれることが多い。フィルム又は鋳造ウェブは、配向加工の間に、仕上りフィルムの所望の特性次第で、機械方向に、横断方向に、又は両方向に延伸される。フィルム加工の詳細は、例えば米国特許第６，８３０，７１３号（ヘブリンク（Hebrink）ら）に記載されている。本明細書は、簡単化のために、「押出物」、「鋳造ウェブ」、又は「仕上りフィルム」の区別には関係無く、用語「フィルム」を用いて、加工のあらゆる段階におけるフィルムを表すものとする。しかしながら、プロセス中の異なる点におけるフィルムは、上に列挙された代替用語により、並びに当技術分野において既知の他の用語により呼ばれる場合があることを、当業者は理解するであろう。
【００１４】
フィルム製造プロセス全体で、多数の要素が、フィルム厚さ均一性の変動の一因になり得る。均一性の変動は、多数のウェブ横断条件の変動に起因する場合があり、例えば、ダイリッププロファイルの変動、ウェブ横断ダイ温度の変動、ウェブ横断鋳造ホイール温度の変動、周囲空気の通風変動、不均一な幅出機温度及び／又は圧力、並びに当業者に明白な様々な他の要因が挙げられる。フィルムの均一性は、高品質多層フィルムにおいて、特に多層光学フィルムにおいて重要である。益々数が増える用途に対して、これらのフィルムが、広域にわたる高い程度の物理的及び光学的均一性を呈することが望ましい。本出願にて開示されるシステム及び方法は、能動的なウェブ横断制御を提供して、そのようなフィルムの均一性を達成することができる。
【００１５】
フィルム製造においてウェブ横断厚さを制御する通常の方法は、鋳造ウェブ形成プロセスの間に、ダイの中のダイボルトを調節することを伴う。これらの調節には、ダイボルトを物理的に回転させる又はダイボルトの温度を変化させることによる、ダイリップの物理的間隔の変更が含まれる。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、粗くて遅い。ダイリップが非可撓性であるために、ダイリップの物理的間隔の変更は、粗い調節を生み出す。多くの場合、単一のダイボルトを調節する結果、仕上りフィルム中で７ダイボルトレーンまで、フィルム厚さが変化する。したがって、ウェブ横断厚さの微小変動をダイボルト間隔の調節によって制御することは困難である。ダイボルト温度の変更は、ダイボルトヒータが加温及び冷却にかなり長い時間をとるので、遅い変化の厚さ調節を作り出す。加えて、フィルムライン中のダイから巻取り機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極めて長いことが多く、厚さプロファイル制御を困難で遅いものにしている。
【００１６】
押出しフィルムのウェブ横断厚さを制御する開示されたシステム及び方法は、フィルム製造中に、厚さプロファイルの能動的で微細な制御を可能にする。ウェブ横断厚さ制御は、ウェブ横断厚さプロファイルを監視すること、及び延伸又は変形中にフィルムに放出される熱の熱分配プロファイルを制御することによって、達成可能である。ウェブ横断厚さプロファイルの監視は、物理的又は光学的厚さプロファイルの測定と、測定プロファイルから熱分配制御が行われるべき場所へのマッピングとを包含することができる。監視されたプロファイルに応じてウェブ横断熱分配を制御する様々なシステム及び方法が、説明される。厚さを監視して熱分配を調節する工程は、所望の最終厚さプロファイルがフィルム中に達成されるまで繰り返して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。開示されるシステム及び方法は、ダイボルト調節と共に使用されて、ウェブ横断厚さプロファイルの微細制御を提供することもできる。
【００１７】
幾つかの開示される実施形態では、２軸配向された高分子フィルムのウェブ横断厚さプロファイルを制御するために、特別な技法が用いられる。例えば、ある場合には、チャネル遮断材が、熱分配プロファイルの調節に使用され、及びある場合には、再配置可能で旋回可能な加熱要素が、熱分配プロファイルの調節に使用される。これらの技法は、単独で、又は組み合わされて、変形中に、例えば長手方向延伸中に、横断延伸中に、２軸延伸中に、又は制御された弛緩中に、使用することができる。チャネル遮断材は、例えば、長手方向延伸されるフィルム用の長手配向機中で、又は横断若しくは２軸延伸されるフィルム用の幅出機中で、使用することができる。同様に、再配置可能で旋回可能な加熱要素は、長手配向機中で又は幅出機中で使用することができる。２軸配向された高分子フィルムのウェブ横断厚さプロファイルを制御する方法は、本明細書に開示される熱分配システムのいかなるものとも、並びに当該技術分野において既知の他の加熱システムと共に使用可能である。
【００１８】
開示されるウェブ横断熱分配システムは、延伸中のフィルムに熱を放出すると同時に、放出した熱の調節可能な位置制御及び調節可能なプロファイル制御を提供することができる。これにより、望む場合、既知のシステムよりはるかに微細なウェブ横断厚さプロファイルの制御を提供することができる。開示されるシステムは又、一般に、既知のシステムと比較してより早い応答時間を提供することができる。
【００１９】
２軸配向フィルムのウェブ横断厚さプロファイルを制御するための新規方法が開示される。この方法は、長手配向機（length orienter：ＬＯ）の延伸領域内又はその近くで熱分配を制御すること、引き続いてフィルムを幅出機内で変形すること、得られたウェブ横断厚さプロファイルを幅出機内の変形領域の後で測定すること、及び測定された厚さプロファイルに基づいてＬＯ内での熱分配を調節することに依存する。一実施形態では、変形領域は、ラインの末端部、巻取り機の直前とすることができる。別の実施形態では、変形領域は、例えば図１に示されるように、他の領域の間に置くことができる、他の実施形態は、引き続く第二の長手配向機などの追加要素を有してもよい。
【００２０】
以下で更に詳細に説明されるように、これらのシステム及び方法は、単独で又は組合わせで、及び実質上いかなるフィルムライン中でも使用されて、改善された横断方向厚さ均一性を有するフィルムを生産することができる。これらのシステム及び方法は又、調整されたウェブ横断厚さプロファイルを有するフィルムの生産に、例えば、多層光学フィルムの用途において、色変化が所望される及びフィルム厚さ変化が意図的に付与されるようなフィルムの生産に使用することができる。
【００２１】
２つの例示的な実施形態を以下で詳細に説明する。第一の実施形態は、チャネル遮蔽材を長手配向機内で使用する。第二の実施形態は、再配置可能な旋回型ヒータを幅出機オーブン内で使用する。
【００２２】
幾つかの実施形態では、ウェブ横断熱分配システムは、複数のチャネル遮蔽材と組み合わされた、少なくとも１つの横断加熱要素を含む。そのようなシステムの３つの例が、図２ａ〜２ｃに示される。これらの図において、フィルムは、長手配向機内で延伸される。図２ａ及び２ｃでは、プルロール１０２、１０４、及び１０６が、Ｓラップ形状に設置されている。図２ｂでは、プルロールが、普通の又はテーブルトップ形状に設置されている。図２ａ〜ｃに示される実施形態では、加熱組立品１５０ａ〜ｃが、フィルム２０の長手方向延伸領域１４０又は１４０ｂに対して選択的に熱を分配するチャネル遮蔽材１７０の組をそれぞれ共に有して使用されている。
【００２３】
図２ａでは、加熱組立品１５０ａは、３つの横断赤外線加熱要素１６０を含む。プロファイル調節可能なウェブ横断熱分配システムは又、加熱組立品１５０ａとフィルム２０の間に配置された、フィルムの機械方向に整列するチャネル遮蔽材１７０の組を含む。この特定の実施形態では、３つの加熱要素１６０の組及び複数のチャネル遮蔽材１７０が使用されているが、システムの設計的考慮次第で、あらゆる数の加熱要素及びあらゆる数のチャネル遮蔽材が使用可能である。例えば、単一の加熱要素を有するシステム（加熱組立品１５０ｂ）が図２ｂに示されており、一方、５つの加熱要素を有するシステム（加熱組立品１５０ｃ）が図２ｃに示されている。別の例には、１０の加熱要素の組及び５０のチャネル遮蔽材の組が含まれてもよい。それぞれの横断加熱要素は、制御されるべきフィルム領域の全幅に及ぶ単一のヒータにすることができ、又は制御されるべきフィルム領域に所望量の熱を提供するように配置された、点熱源が含まれる複数のより小さなヒータにすることができる。点熱源と幅のある（extend）熱源の組合わせも考慮されている。
【００２４】
フィルムのウェブ横断厚さプロファイルの微細制御を可能にするために、図２ａのウェブ横断熱分配システムは、熱を加熱組立品１５０ａ経由でフィルムの延伸領域に放出し、一方、チャネル遮蔽材１７０のそれぞれの位置を変化させることによって、放出された熱の調節可能なプロファイル制御を提供する。図２ａ〜ｃのそれぞれにおいて、チャネル遮蔽材１７０は、所望のウェブ横断位置で熱の所望の部分を優先的に遮蔽する。加熱要素が熱をフィルムに提供している時、チャネル遮蔽材又はチャネル遮蔽材（複数）の組は、フィルム上に有効に影を投げるように位置することができ、これにより、選定された特定の場所（単数又は複数）でフィルムに放出される熱量が減少される。それぞれの特定のチャネル遮蔽材の位置が、微細制御されるべきフィルム領域に対応する場所に影を投げる。解像度の程度は、チャネル遮蔽材のフィルムへの近接度並びにチャネル遮蔽材の寸法により調節可能である。図２ａでは、チャネル遮蔽材１７０は、概ね水平及び加熱組立品１５０ａの加熱要素１６０に平行に位置する。図２ａのフィルムは、Ｓラップ形状にある。したがって、チャネル遮蔽材１７０は、Ｓラップに構成されたフィルムの平面に対して傾いている。図２ｂでは、チャネル遮蔽材１７０は、やはり概ね水平に位置するが、フィルムがテーブルトップ形状にあるので、チャネル遮蔽材は、フィルム平面に平行である。図２ｃでは、チャネル遮蔽材は、Ｓラップ形状にあるフィルム平面に平行になるように角度が付いている。
【００２５】
それぞれの個々のチャネル遮蔽材の幅は、所望の程度に狭くすることができ、及び遮蔽材からフィルムまでの距離も調整することができる。例えば、チャネル遮蔽材は、１０ｍｍ幅にすることができ、及びフィルムから５０ｍｍ未満の位置にすることができる。このように、制御要素としてのチャネル遮蔽材組立品は、細かく分割可能であり、及びウェブ横断厚さ制御の程度は、所望のように調整することができて、優れた厚さ制御を提供する。加えて、ウェブがライン速度まで増速する長手配向ステーションに制御場所があるので、チャネル遮蔽材から巻取り機までの遅れ時間は、ダイから巻取り機までよりもかなり短くなる。したがって、制御の応答時間がより短くなって、最終的な厚さ均一性の達成がより早くなる。その上、長手配向ステーションは通常、オープンな空間にあって容易にアクセス可能であり、システムの取付け及び実行が容易である。チャネル遮蔽材の実施形態は、幅出機オーブン内でも使用可能である。そのようなシステムでは、巻取り機と幅出機オーブンの間の距離が更により短い可能性があり、及び応答時間が更により早い可能性がある。チャネル遮蔽材を有する加熱組立品へのアクセスは、幅出機オーブンの外側から制御できるように設計可能である。
【００２６】
図２ａ〜ｃのシステム及び方法により、特定の領域へ放出される熱量を迅速に変化させることが可能になる。以下で更に説明するように、ウェブ横断熱分配プロファイルがヒータ配列に供給される電力の変化によって変えられるという代替ウェブ横断熱分配システムが、使用可能である。代替システムは、可動部が無いなどのある種の効果を有する可能性があるが、使用されるヒータのタイプ次第で、空間解像度がより低い及び応答時間がより遅いなどの不利点を有する可能性もある。例えば、幾つかの産業等級ＩＲヒータは、昇温するのに５分間もの長さを、冷却するのに１５分間もの長さを必要とする場合がある。対照的に、可動式チャネル遮蔽材を使用するシステムは、比較的早い応答時間及び高い空間解像度を有するように設計可能である。フィルム上に影を投げてこれによりフィルムに放出される熱量を減少させるようにチャネル遮蔽材又はチャネル遮蔽材（複数）の組を移動させることは、従来型ＩＲヒータの応答時間よりもはるかに早い。チャネル遮蔽材を使用するシステムの応答時間は、いかに早くチャネル遮蔽材を移動させ得るか及びウェブが応答するのに要する時間だけによって制限される。これは、チャネル遮蔽材組立品の特定の機械設計及びその制御機構によって決まるものである。当業者は、チャネル遮蔽材組立品の機械的制御に好適な、可能性のある様々な設計を認識されるであろう。
【００２７】
図３は、チャネル遮蔽材組立品３００の１つの代表的な設計の平面図を示す。組立品３００は、相互に隣接して配置された３４のチャネル遮蔽材を有し、その組は、制御されるべきフィルムの全幅に及ぶ。望む場合、例えば、フィルムの外側縁部が切断されて廃棄又は再利用され、使用可能なフィルム中央部分が残される場合、フィルムの物理的寸法は、制御されるべきフィルムの幅を越えて延びていてもよい。図３に示されるもののようなチャネル遮蔽材組立品を組み入れたウェブ横断熱分配システムは、長手配向機で、幅出機で、又はその両方で使用可能である。
【００２８】
フィードバック機構を使用して、物理的又は光学厚さプロファイルを繰り返し測定し、任意に、測定された厚さプロファイルを延伸領域にマッピングし、及び測定された又はマッピングされたプロファイルに応じてウェブ横断熱分配システムを調節することができる。フィードバック機構は既知であり、詳細には説明しない。端的には、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でき、コンピュータ制御にすることができ、又はコンピュータ制御と手動制御の組合わせにすることができる。例えば、１つのそのようなフィードバック機構は、マニュアルオーバーライド付きコンピュータ制御システムにすることができる。好ましくは、フィードバック機構は、本明細書で説明されるマッピング方法のいずれかを用いるコンピュータ制御マッピングアルゴリズムを使用する。マニュアルマッピングアルゴリズムも使用できる。
【００２９】
幾つかの実施形態では、ウェブ横断熱分配システムは、配向機内で横断方向に沿って配置された再配置可能な加熱要素の組を含む。以下で説明される代表的な実施形態では、そのようなウェブ横断熱分配システムが、幅出機内で使用される。幅出機の変形領域は、純粋に横断延伸領域、弛緩領域、機械方向延伸領域、又は２軸延伸領域とすることができる。再配置可能な加熱要素を含むそのようなウェブ横断熱分配システムは、長手配向機内でも使用可能である。
【００３０】
図４は、この実施形態の１つの実施を概略的に示す。図４では、フィルムは、幅出機オーブン２００（図１参照）内で横断方向に延伸されている。この特定の実施では、再配置可能な加熱要素は、旋回可能でもある。ウェブ横断熱分配システム２５０は、対の取付けチャネル２５３上に取り付けられた５つの再配置可能なロッドヒータ２６０ａ〜ｅを含む。他の実施も可能であり、直線状に、又は特定の所望の応答のために最適化されたいずれか他の形状に配列された一列の小さな熱源が含まれるが、これらに限定されない。
【００３１】
図４の実施形態では、ヒータが配向機の延伸領域に配置されているが、ヒータの場所は、延伸領域に限定されない。配向機は、ウェブ横断熱分配システムが使用されてもよい、追加領域又は他の変形領域を有してもよい。追加領域として、予熱領域、焼きなまし領域、及びヒートセット領域が挙げられるが、これらに限定されない。長手配向機内で使用される時、延伸領域は、長手方向延伸領域である。幅出機内で使用される時、変形領域は、横断延伸領域、弛緩領域、機械方向延伸領域、又は２軸延伸領域とすることができる。ウェブ横断熱分配システムは、これらの領域のいずれかの中、又はその近くに配置することができる。本明細書で開示される実施形態の多くが延伸領域に言及しているが、ウェブ横断熱分配システムは、他の領域の中、又はその近くに存在する場合もあることが意図されている。本出願では、いかなる実施形態においても、ウェブ横断熱分配システムが存在する場所は、熱分配領域として言及される。
【００３２】
図４の熱分配システム２５０では、加熱要素は、２通りに再配置可能である。第一に、加熱要素は、フィルムの幅に沿ういかなる位置へも、取付けチャネルに沿って横断的に移動可能である。第二に、加熱要素は、旋回可能でもある。旋回型ヒータの効果は、以下で説明される。他の実施及び実施形態も考慮されている。例えば、加熱要素は、フィルムの平面に対して垂直な平面内でフィルムに向かって及びこれ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。
【００３３】
フィルムラインに沿って移動するフィルムのいずれかの部分上の横断位置にマッピングするために、想像的中心線２２ａ〜ｅが、図４で各レーン４０ａ〜ｅのそれぞれに対して示されている。フィルムレーン４０ａ〜ｅは、想像線により境界を囲まれている。図４では、中心線２２ａ〜ｅのそれぞれは又、フィルムが延伸される時に、フィルムの対応する各レーンの走行方向を表す。横断延伸の間に、各対の想像線間の距離は、横断延伸量に比例して増大する。換言すれば、各フィルムレーンの幅は、フィルムが横断延伸されるにつれて増大する。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、各フィルムレーンの幅は、延伸領域２２０の直前の点及び延伸領域２２０の直後の点で測定する時、３倍に増大する。しかしながら実際上は、様々な要因が、フィルムレーンの幅不同を引き起こす場合がある。これらの要因は、例えば、延伸前のウェブ横断均一性の変動、幅出機内のウェブ横断温度分布の変動、押し出された混合物の均質性の変動、及び有限幅のフィルムウェブの縁部効果を包含することができる。
【００３４】
ウェブ横断熱分配システムのロッドヒータ２６０ａ〜ｅは、ヒータが相互に独立して位置することができるように取り付けられている。任意に、横断移動に加えて、各ロッドヒータは、旋回できるようにも取付け可能である。旋回可能なヒータは、２つの利点を有する。第一に、旋回型ロッドヒータは、ヒータがその上に位置決めされたフィルムの特定のレーンの走行方向に整列することができる。第二に、旋回型ロッドヒータは、フィルムレーンの走行方向に対して角度が付けられて、いずれか単一の加熱ロッドより広い熱分配プロファイルを提供することができる。熱分配プロファイルに関するこの拡大効果は、次に続く実施例中で更に詳細に説明される。旋回型で再配置可能な加熱要素は、フィルムに放出される熱をより大きく制御し、今度は、既知のシステムに比較してより微細に調節可能な熱分配プロファイルをもたらす。
【００３５】
図４において、加熱要素２６０ａ〜ｅのそれぞれは、幅出機を横切る２本の平行チャネル２５３上に旋回点を有して取り付けられている。このようにして、各ヒータのウェブ横断位置は、幅出機オーブンの外側から正確に調節可能である。各ロッドヒータ２６０ａ〜ｅの位置及び向きは、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の実施形態では、位置及び向きは、各ロッドヒータに対して対のアクメ（Acme）ブランドねじ付きロッド２６２の使用で制御される。位置及び旋回を制御する他の方法も、例えば各ロッドヒータに対して対のケーブルを連結する方法も、用いることができる。
【００３６】
図５は、熱分配システム２５０の再配置可能な単一加熱要素の拡大図を示す。加熱要素２６０は、２本の取付けチャネル２５３Ｌ及び２５３Ｒに沿っていかなる位置にも、位置決めすることができる。任意に、加熱要素２６０は又、破線により示されるように回転されて線２６と整列することができ、その結果、機械方向２５に対して角度θを形成する。一実施形態では、回転は、１本の静止ボルト２６６と、加熱要素２６０が回転する時に摺動チャネル２７０に沿って移動するままにされる１本のボルト２６８とを有することによって、達成される。静止ボルト２６６は、加熱要素の旋回点としての働きをし、及びこの実施形態では、加熱要素２６０の中心に位置する。旋回を所望しない時、摺動チャネル２７０は省略可能であり、及び両ボルトは静止することができる。その他の配置も考慮されている。
【００３７】
図６は、図４の熱分配システム２５０の部分的な斜視図を示す。図６は、チャネル２５３Ｌ及び２５３Ｒ上に取り付けられた２つの加熱要素２６０ａ及び２６０ｂを示している。加熱要素２６０ａの位置は、対のねじ付きロッド２６２ａにより制御される。同様に、加熱要素２６０ｂの位置は、対のねじ付きロッド２６２ｂにより制御される。加熱要素２６０ｂの任意の回転は、静止側（２５３Ｒ）上のナット２６４ｂをチャネル２５３Ｒ上のねじ付きロッド２６２ｂに沿うある場所に位置決めし、一方、対応するナット２６４ｂをチャネル２５３Ｌ上に取り付けられた対応するねじ付きロッドに沿う異なる場所に位置決めすることによって、達成される。このことは、図５においても見ることができる。各ヒータ２６０のウェブ横断位置は、各対のねじ付きロッドに連結された対のねじ（図示せず）で、幅出機オーブンの外側から正確に調節可能にすることができる。加えて、ヒータが向く角度も、ねじ対（screw pair）により制御される旋回点２６６ｂ及び２６８の相対位置によって、幅出機オーブンの外側から正確に調節することができる。
【００３８】
単一のロッドヒータは、横断方向に移動可能に及び任意に機械方向に関して旋回可能に取り付けられており、延伸又は変形される時のフィルムへの調節可能な熱プロファイル制御を提供することができる。組合わせて使用されるとき、ヒータ（複数）の組立品は、例えばヒータ２６０ａ〜ｅなどが共になって、フィルムのいずれかの選定された部分を横切る又はフィルムの全幅を横切る、調節可能な熱プロファイルを提供することができる。
【００３９】
チャネル遮蔽材の実施形態でのように、この実施形態も、迅速な応答時間と熱分配の微細で能動的な制御という効果を有する。ウェブがライン速度まで増速される長手配向ステーションに制御場所があるとき、ウェブ横断熱分配システムから巻取り機までの遅れ時間が、ダイから巻取り機までよりもかなり短くなる。したがって、制御に対する応答時間が短くなり、サイクル時間が短いという結果になって、所望の最終厚さ均一性を達成するのがはるかにより早くなる。再び、長手配向ステーションは、オープンな空間にあって容易にアクセス可能であることが多く、ウェブ横断熱分配システムの取付けを簡便にする。制御場所が幅出機内にあるとき、サイクル時間及び応答時間は、更に短くなり得る。
【００４０】
一般に、フィルムの厚さプロファイルは、ウェブ横断熱分配システムの位置から下流のいかなる点においても測定可能である。例えば、開示されたウェブ横断熱分配システムのいずれかを長手配向機内で使用するシステムでは、ウェブ横断厚さプロファイルは、長手配向機から下流で測定することができる。ウェブ横断熱分配システムを幅出機オーブン内で使用するシステムでは、ウェブ横断厚さプロファイルは、幅出機オーブンから下流で測定することができる。或いは、ウェブ横断熱分配システムが幅出機オーブンに存在する場合、ウェブ横断厚さプロファイルは、幅出機オーブン内側の変形領域直後で測定することもできる。ウェブ横断熱分配システムを長手配向機内で使用し、しかし引き続く横断延伸のために幅出機も使用するシステムでは、ウェブ横断厚さプロファイル測定は、長手配向機の下流且つ幅出機オーブンの上流で実施することができる。しかしながら、長手配向機においてウェブ横断熱分配を制御し、次に幅出機内で変形し、続いて変形領域から下流でフィルムのウェブ横断厚さプロファイルを測定すると、思いがけない結果がもたらされることを出願者らは見出した。下記実施例２において、１つのそのようなシステム及び方法が説明される。
【００４１】
光学フィルムの場合、フィルムの全体的な光学厚さは、光学厚さ測定計を使用して可視光線透過又は反射のスペクトルにより、検知及び監視することができる。例えば、オンライン分光光度計が、ラインから出てくる時のフィルムの分光透過率を測定するように設定可能であり、これにより、ウェブ横断厚さプロファイルの均一性を測定するのに必要な情報、及びプロセス制御のためのフィードバックを提供するのに必要な情報が提供される。そのような分光光度計の一例には、日立社（Hitachi Ltd.）により製造されるタイプＵ−４０００分光光度計がある。ある場合には、透過スペクトルが特定のレベルまで低下する波長を、その光学厚さの尺度として使うことができる。別の場合には、特定波長の透過を、その光学厚さの尺度として使うことができる。その他の方法も可能であって、これには間接法が挙げられ、これは、上の説明の直接法を用いて換算可能である。
【００４２】
厚さ計は、フィルムの物理的厚さ、フィルムの光学厚さ、又は上で説明されたようなフィルムの厚さに関連する他の特性を測定することができる。本出願においては、ウェブ横断厚さは、光学厚さ、物理的厚さ、この２つの組合わせ、又は特定の製品設計により必要とされる厚さに関連するいずれか他の特性を指す。光学フィルム又は高性能フィルムの当業者は、特定製品のために適切な厚さを設計することができるであろう。フィルムの物理的厚さの測定は、例えば、米国ニュージャージー州モリスタウン（Morristown, New Jersey, USA）のハネウェルインターナショナル社（Honeywell International, Inc.）から購入可能なメジャレックス（Measurex）（商標）スキャナーのような、オンライン横断走行β線計スキャニング装置を使用して実施することができる。他の厚さ計には、β線透過計、Ｘ線透過計、γ線後方散乱計、接触厚さセンサー、及びレーザー厚さセンサーが挙げられるが、これらに限定されない。そのような測定計は、例えば米国カリフォルニア州アーウィンデール（Irwindale, California, USA）のＮＤＣインフラレッドエンジニアリング（NDC Infrared Engineering）から購入可能である。
【００４３】
測定されたフィルム厚さプロファイルは、任意に、ウェブ横断熱分配システムが存在する場所の対応するフィルム位置にマッピングされる。幾つかの実施形態では、横断延伸領域後で測定されたフィルム厚さプロファイルは、長手配向機の長手延伸領域内のフィルムにマッピングすることができる。他の実施形態では、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て、熱分配領域にマッピングされる。マッピングは、幾つかの方法で実施することができる。簡単なマッピング方法は、例えば図３及び図４において想像線により示されるように、フィルム幅を想像的なフィルムレーンの組に分割することを包含する。図３では、フィルムが、３４のフィルムレーンに分割され、それぞれのレーンが、１つのチャネル遮蔽材に対応する。この特定の実施形態では、チャネル遮蔽材３０１及び３３４は、残りのチャネル遮蔽材３０２〜３３３より広い。したがって、対応するレーン１及び３４は、レーン２〜３３より広い。図４では、５つのフィルムレーン４０ａ〜ｅが、想像線により示されている。５つのレーン４０ａ〜ｅのそれぞれの中心が、中心線２２ａ〜ｅによりそれぞれ示される。
【００４４】
ウェブ横断厚さプロファイルは、ウェブ横断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。測定場所では、フィルムは、制御が行われる熱分配システムの場所におけるフィルムの幅と同じ幅ではない可能性がある。したがって、マッピングアルゴリズムが使用されて、１つの場所から他方へマッピングされる。マッピングアルゴリズムは、本質的に、１つの場所におけるフィルムの各ウェブ横断位置から別の場所におけるフィルム上の対応するウェブ横断位置への移し変えである。マッピングアルゴリズムは、２つの場所の間のフィルム幅の違いに影響を及ぼす可能性のある要因のいずれか又は全てを考慮に入れることができ、それらには、延伸、接触、弓張り、１つの場所におけるフィルム縁部が切断されたかどうか、延伸前のウェブ横断均一性の変動、幅出機内のウェブ横断温度分布の変動、又は押し出された混合物の均質性の変動が挙げられるが、これらに限定されない。
【００４５】
追加マッピング方法は、延伸前のフィルムに標識で物理的に印をつけること、及び延伸後の標識の位置の測定することを包含することができる。例えば、第一の方法は、フィルムの各縁部から５０ｍｍに２本の線を引き、次いで延伸後にそれらの線の位置を測定して、２本の線の間のフィルム幅を等幅の数レーンに分割することを包含できる。この方法は、各レーンが等しい量だけ延伸又は変形されることを前提にしている。第二の方法は、フィルム上に５０本の標識線を引き、次にフィルムを延伸して、延伸後の各標識線の位置を測定することを包含してもよい。第三の方法は、チャネル遮蔽材又は再配置可能なヒータの１つ以上を選択的に移動させて、延伸されたフィルムへの影響を測定することを包含してもよい。この方法は、能動的マッピング又は跳ね上げ（bumping）によるマッピングと呼ばれる。第四の方法は、質量保存の法則を用いてもよく、この方法では、フィルムのウェブ横断厚さプロファイルが、延伸の前後に測定される。延伸の間に質量が保存されるので、フィルムの体積も同じままとなり、所与の数のフィルムレーンの幅は、２つの測定された厚さプロファイルから計算することができる。これらのマッピング方法のいかなるものも、適切なマッピングアルゴリズムを設計するのに用いることができる。
【００４６】
例えば、図４では、フィルムが、長手方向位置６０に配置されたウェブ横断熱分配システム２５０を使用するシステムで、横断延伸されている。幾つかの実施形態では、ウェブ横断厚さプロファイルは、長手方向位置７０で測定されるが、位置６０におけるフィルムよりも、フィルムの幅が広い。位置６０における熱分配を制御するために、位置７０において測定されたプロファイルが、熱分配システム６０の位置にマッピングされる。次に、熱分配システムを調節して、フィルムプロファイル中のいずれかの厚いスポット、薄いスポット、又は不規則性を滑らかにすることができる。別の例では、そのようなシステムは又、第二のウェブ横断熱分配システムを位置５０に備えることができる。その場合、位置７０において測定されたウェブ横断厚さプロファイルは、第二の熱分配システムが存在する位置５０にもマッピングすることができる。
【００４７】
使用可能なウェブ横断熱分配システムは、上で開示されたシステムのいかなるものにも、例えば、再配置可能な加熱要素を使用するシステム、チャネル遮蔽材を有する加熱要素を使用するシステム、又は２つの組合わせを使用するシステムにすることができる。調節可能なウェブ横断プロファイルによりウェブに熱を放出できる、その他の既知の又は後に開発されるウェブ横断熱分配システムも、使用可能である。ウェブ横断熱分配システムは、長手配向機内で又は幅出機内で使用することができる。幅出機内で使用されるとき、選択可能な熱分配は、フィルムの変形領域に提供される。長手配向機内で使用されるとき、選択可能な熱分配は、フィルムの長手方向延伸領域に提供される。
【００４８】
以下の実施例１で説明されるように、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又は高いスポットを有する場合には、より多くの熱がレーン０８に放出されるように、対応するチャネル遮蔽材３０８を調節することができる。このことによって、そのレーンでフィルムがより多く延伸可能になり、これにより、仕上りフィルム中の厚いスポットが減少する、又は消滅する。同様に、測定されたフィルムプロファイルがレーン２２に相当する位置においてフィルム上に低いスポットを示す場合、例えば図３に示されるように、その位置において熱がフィルムに到達するのを阻止するように、チャネル遮蔽材３２２を移動させることができる。一実施形態では、阻止又は阻止解除の程度は、シャフト１８０で回転されるねじ付きロッドによるチャネルの前進により調節される。そのような調節は極微的に細かく実施することができ、優れた熱分配制御になることは明らかである。
【００４９】
同様に、実施例３及び４に示されるように、厚いスポットは、再配置可能な加熱要素を長手配向機又は幅出機のいずれかの内で使用して、調節することもできる。再配置可能な加熱要素が旋回も可能であれば、その効果は、更により微細に調節できる。チャネル遮蔽材の実施形態でのように、再配置可能なヒータを使用して、フィルムのウェブ横断厚さを能動的に制御し、所望の最終プロファイルにすることができる。
【００５０】
幾つかの実施形態では、長手配向されたフィルムは、引き続いて、幅出機内で変形することができる。そのような場合、直感に反することではあるが、ウェブ横断熱分配を幅出機よりもむしろ長手配向ステーションで調節する方が、幅出機下流の仕上りフィルムのウェブ横断厚さプロファイルを修正するのに効果的である。下記実施例２では、意外にも、長手方向延伸中のフィルムへ放出される熱の部分を選択的に遮蔽することによって、ウェブ横断厚さが微細に調節でき、したがって、より均一な２軸延伸フィルムを提供できるということが実証されている。実施例２はチャネル遮蔽材の熱分配システムを用いているが、この方法は、その他のウェブ横断熱分配システムも、例えば、本明細書で開示された再配置可能な加熱要素、又は当該技術分野において既知の他のウェブ横断熱分配システムなども使用可能である。幅出機内で引き続いて変形されたフィルムの均一なウェブ横断厚さを達成するために、長手方向延伸中の長手配向機内で熱分配を制御するというこの方法の独特の手法は、非常に良好な結果をもたらすことができる。
【実施例】
【００５１】
実施例１
図７に示される実施例では、ＩＲ反射多層光学フィルムが、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）とポリエチレンナフタレートのコポリマー（ｃｏ−ＰＥＮ）との交互層の押出しにより作製された。そのフィルムは、最初に、３．３：１の延伸比で長手配向され、次に引き続いて、３．３：１の延伸比にて幅出機内で幅配向された。フィルムの光学厚さが、光学厚さ計の使用で、幅出機後に測定された。曲線７Ａは、当初マッピングされた、フィルムの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本のＩＲロッドヒータと３４個のチャネル遮蔽材の組を有する加熱組立品が、長手配向機内で使用された。使用されたＩＲロッドヒータは、米国ミネソタ州ミネアポリス（Minneapolis, Minnesota, USA）のリサーチ社（Research, Inc.）により製造された、モデル５３０５シリーズ  パラボラストリップヒーター（Parabolic Strip Heaters）であった。チャネル遮蔽材３０３〜３３１が、グラフの下部に示されている。チャネル幅は１２．７ｍｍである。曲線７Ａにおいてチャネル３０８に対応する位置に示される厚いスポットを表すピークを下げるために、チャネル遮蔽材３０８が、開始位置３５．６ｍｍから最終位置１０．２ｍｍまで、２５．４ｍｍ後退させられた。このチャネル遮蔽材の後退により、より多くの熱が、そのウェブ横断位置においてフィルムに到達できるようなった。より多くの熱がこの位置に放出されると、フィルムのその部分がより多く延伸できることにより、ピークが下がった。結果として得られるマッピングされた厚さプロファイルが、曲線７Ｂのチャネル遮蔽材３０８に対応する位置に示される。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。チャネル遮蔽材３０８に対応する位置において、曲線７Ｃは、チャネル遮蔽材３０８を−２５．４ｍｍだけ移動させることにより、厚さプロファイルが約−３％だけ変化することを示している。同様に、チャネルを遮蔽する効果が、曲線７Ａ〜Ｃのチャネル遮蔽材３２２に対応する位置において示されている。開始厚さプロファイルは、曲線７Ａに示されるように、薄いスポットを表す窪みをこの位置に有する。チャネル遮蔽材３２２を２５．４ｍｍ前進させて最終位置６１ｍｍにすることにより、より多くの熱がフィルムのその部分に到達することを阻止され、フィルムが隣接部分より少なく延伸されるようになった。このことは、曲線７Ｂに示されるように、厚さプロファイルがその位置において増大するという結果になった。この位置のパーセント変化は、曲線７Ｃに示されるように、約３％だけ変化した。
【００５２】
実施例２
図８に示される実施例では、ＩＲ反射多層光学フィルムが、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）とポリエチレンナフタレートのコポリマー（ｃｏ−ＰＥＮ）との交互層の押出しにより作製された。そのフィルムは、３．３：１の延伸比で長手配向された。フィルムは、引き続いて、３．３：１の延伸比にて幅出機内で横断方向に延伸された。フィルムの光学厚さが、光学厚さ計の使用で、幅出機後に測定された。曲線８Ａは、長手配向ステーション上にマッピングされた、フィルムの当初ウェブ横断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本のＩＲロッドヒータと３４個のチャネル遮蔽材の組を有する加熱組立品が、長手配向機内で使用された。使用されたＩＲロッドヒータは、米国ミネソタ州ミネアポリス（Minneapolis, Minnesota, USA）のリサーチ社（Research, Inc.）により製造された、モデル５３０５シリーズ  パラボラストリップヒーター（Parabolic Strip Heaters）であった。チャネル遮蔽材３０３〜３３１が、グラフの下部に示されている。チャネル幅は１２．７ｍｍであった。
【００５３】
曲線８Ａに示されるフィルムのプロファイルが、図８下部の各チャネル遮蔽材の最終設定に表示されるように、チャネル遮蔽材の幾つかを移動させることにより調節された。表１は、チャネル遮蔽材３０３〜３３１の初期設定及び最終設定を示す。得られた光学厚さプロファイルが、曲線８Ｂに示されている。曲線８Ｃは、最終厚さプロファイルと初期厚さプロファイルの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、ＩＲヒータの組とチャネル遮蔽材の組を有するウェブ横断熱分配システムの使用で、より均一に調節可能であることを実証している。
【００５４】
【表１】
2008542079.tif 000003
【００５５】
実施例３
図９に示される実施例では、多層光学フィルムが、ポリエチレンテレフタレート（polyeylene terephthalate）（ＰＥＴ）とＰＭＭＡのコポリマーとの交互層の押出しにより作成された。そのフィルムは、３．３５：１の延伸比で長手配向された。フィルムは、引き続いて、３．３：１の延伸比にて幅出機内で横断方向に配向された。幅出機は、再配置可能で旋回型の加熱要素の組を、幅出機の横断延伸領域内に備えていた。各加熱要素は、長さが３２５ｍｍ、幅が１０ｍｍで、８０ｍｍ幅のパラボラ反射器付きであった。使用された加熱要素は、米国ミズーリ州セントルイス（St. Louis, Missouri, USA）のワトロウエレクトリック（Watlow Electric）から入手可能なレイマックス（Raymax）モデル１５２５であった。加熱要素の中心が、この実施例での旋回点及び特定位置（position location）として使われた。フィルムの光学厚さが、光学厚さ計の使用で、幅出機後に測定された。曲線９Ａ、９Ｂ、及び９Ｃは、ウェブ横断熱分配システムの異なる配置に対するウェブ横断位置の関数として光学厚さ変化を示し、再配置可能で旋回型のＩＲヒータの仕上りフィルムへの効果を実証している。加熱要素の電力及び角度の配向（angles of orientation）を表２及び３に列記する。
【００５６】
【表２】
2008542079.tif 000004
【００５７】
【表３】
2008542079.tif 000005
【００５８】
単一の加熱要素が一定電力及び同一の角度の配向（angles of orientation）に保たれる時、ウェブ横断光学厚さプロファイルの変化は、３つの曲線９Ａ、９Ｂ、及び９Ｃのそれぞれについて同じままである。この効果は、第一の加熱要素９６２に対応するウェブ横断位置４６０ｍｍにおける、曲線９Ａ、９Ｂ、及び９Ｃの窪みとして観察される。単一の加熱要素が、一定電力に保たれているが、角度の配向（angles of orientation）が変化する時、拡大効果が観察される。曲線９Ａ、９Ｂ、及び９Ｃの９５０ｍｍにおける窪みは、単一ロッドヒータが原因のこの拡大効果を実証している。この実施例では、９５０ｍｍに配置された第二のヒータ９６４が、曲線９Ａにおける０度から、曲線Ｂでは１２．５度に、曲線Ｃでは２５度に回転された。
【００５９】
実施例４
図１０〜１３に示される実施例では、多層光学フィルムが、ＰＥＴとＰＭＭＡのコポリマーとの交互層の押出しにより作製された。そのフィルムは、３．３５：１の延伸比で長手配向された。フィルムは、引き続いて、３．３：１の延伸比で横断方向に配向された。幅出機は、４つの再配置可能で旋回型の加熱要素の組を、横断延伸領域内に備えていた。各加熱要素は、長さが３２５ｍｍ、幅が１０ｍｍで、８０ｍｍ幅のパラボラ反射器付きであった。使用された加熱要素は、米国ミズーリ州セントルイス（St. Louis, Missouri, USA）のワトロウエレクトリック（Watlow Electric）から入手可能なレイマックス（Raymax）モデル１５２５であった。各加熱要素の中心が、旋回点として使われた。この実施例の各加熱要素の中心位置が、表４〜７において「位置、右」として表され、旋回のための可動ボルトの位置が、「位置、左−傾き」として表されている。フィルムの光学厚さが、光学厚さ計の使用で、幅出機の下流で測定された。図１０〜１３のそれぞれの曲線Ａは、当初ウェブ横断光学厚さプロファイルを示す。図１０〜１３は、ヒータ設定を変化させた継続の繰り返しを表す。最初に、フィルムのウェブ横断光学厚さプロファイルが測定された。測定されたデータ点が、図１０の曲線Ａとしてプロットされている。次に、フィルムの測定されたウェブ横断光学厚さプロファイルが、横断延伸領域上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じて、ヒータ１〜４が、表４に示されるパラメーターにより、第一の繰り返しに設定された。結果として得られるウェブ横断光学厚さプロファイルが測定され、図１０の曲線Ｂとして示されている。第一の繰り返しの結果として得られた光学厚さ（図１０の曲線Ｂ）が、次に、第二の繰り返しの当初厚さプロファイル（図１１の曲線Ａ）になる。光学厚さプロファイルを測定する段階と、測定された光学厚さプロファイルを延伸領域上にマッピングする段階と、マッピングされたプロファイルに応じてウェブ横断熱分配システムを調節する段階とが、フィードバックループを形成し、所望の最終厚さプロファイルに到達するまで、これが繰り返される。第二の繰り返しでは、ヒータ１〜４が、表５に列記されたパラメーターにより設定される。結果として得られる光学厚さプロファイルが、表１１の曲線Ｂとしてプロットされている。このプロセスが、表６及び７のヒータ設定に示されるように、更に２回の繰り返しを通して再現され、厚さプロファイルが、図１２及び１３にプロットされている。４つの再配置可能で旋回型のＩＲヒータの組の仕上りフィルムのウェブ横断光学厚さプロファイルに関する協同効果が、図１３の曲線Ｂにより例示されている。図１３の曲線Ｂは、ほぼ１３００〜１８５０ｍｍの範囲において、関心のあるこの状況内に（in this regime of interest）配置された４つの再配置可能な加熱要素の組の使用で、平らな最終厚さプロファイルが獲得可能であることを示している。１８５０ｍｍを越えるウェブ横断位置における「谷」は、ダイボルト調節などの他の手段により対処可能であることに留意されたい。
【００６０】
【表４】
2008542079.tif 000006
【００６１】
【表５】
2008542079.tif 000007
【００６２】
【表６】
2008542079.tif 000008
【００６３】
【表７】
2008542079.tif 000009
【００６４】
本発明は様々な変更例および代替形態が容易にできるものではあるが、図面及び詳細な説明中の実施例を手段として、本発明の明細が示されてきた。しかし、説明された特定の実施形態に本発明を限定しようとする意図でないことは理解されよう。反対に、意図されているのは、添付の特許請求の範囲により規定されるような本発明の要旨および範囲内にある、変更例、等価物および代替物を網羅することである。
【００６５】
本発明は、添付図面と関連する次の詳細な説明を考慮すればより完全に理解できるものであり、同じ参照番号は同じ要素を表す。添付図は、例示的な例として意図されており、限定するものとは考えられていない。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】２軸配向フィルム用フィルムラインの概略図。
【図２ａ】プロファイル調節可能な、長手配向機内のウェブ横断熱分配システムの一実施形態の概略図。
【図２ｂ】プロファイル調節可能な、長手配向機内のウェブ横断熱分配システムの別の実施形態の概略図。
【図２ｃ】プロファイル調節可能な、長手配向機内のウェブ横断熱分配システムの別の実施形態の概略図。
【図３】チャネル遮蔽材組立品の一実施形態の概略平面図。
【図４】調節可能なウェブ横断熱分配システムの別の実施形態の概略図。
【図５】一実施形態の代表的な再配置可能で旋回型の加熱要素の概略図。
【図６】一実施形態の再配置可能で旋回型の加熱要素組立品の部分的な斜視図。
【図７】実施例１における、特定のチャネル遮蔽材の光学厚さへの効果を示す図。
【図８】実施例２における、チャネル遮蔽材の組の光学厚さへの効果を示す図。
【図９】実施例３における、ウェブ横断位置に対する光学厚さプロファイルの変化を示す図。
【図１０】実施例４表４の加熱要素設定配置に対応する、ウェブ横断位置に対する相対光学厚さを示す図。
【図１１】実施例４表５の加熱要素設定配置に対応する、ウェブ横断位置に対する相対光学厚さを示す。
【図１２】実施例４表６の加熱要素設定配置に対応する、ウェブ横断位置に対する相対光学厚さを示す図。
【図１３】実施例４表７の加熱要素設定配置に対応する、ウェブ横断位置に対する相対光学厚さを示す図。
【図１】
2008542079.tif 000010
【図２ａ】
2008542079.tif 000011
【図２ｂ】
2008542079.tif 000012
【図２ｃ】
2008542079.tif 000013
【図３】
2008542079.tif 000014
【図４】
2008542079.tif 000015
【図５】
2008542079.tif 000016
【図６】
2008542079.tif 000017
【図７】
2008542079.tif 000018
【図８】
2008542079.tif 000019
【図９】
2008542079.tif 000020
【図１０】
2008542079.tif 000021
【図１１】
2008542079.tif 000022
【図１２】
2008542079.tif 000023
【図１３】
2008542079.tif 000024
【手続補正書】
【提出日】平成20年5月8日(2008.5.8)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱分配領域を有し、高分子フィルムを変形する配向機と、
前記配向機内で前記フィルムに選択的に熱を分配する、ウェブ横断方向の熱分配システムと、
前記ウェブ横断方向の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の厚さプロファイルを測定する厚さ計と、
前記測定されたウェブ横断方向の厚さプロファイルに応じて熱の分配を選択するフィードバック機構と、を備え、
前記ウェブ横断方向の熱分配システムは、前記熱分配領域に近接する複数のチャネル遮蔽材及び加熱要素を含み、前記加熱要素により生成された熱の少なくとも一部が前記フィルムに到達するのを少なくとも１つのチャネル遮蔽材が阻止するように、各チャネル遮蔽材が移動可能に配置されている、
フィルムハンドリング装置。
【請求項２】
前記熱分配領域が変形領域又は予加熱領域である、請求項１に記載のフィルムハンドリング装置。
【請求項３】
高分子フィルムのウェブ横断方向の厚さプロファイルを制御する方法であって、
ウェブ横断方向の熱分配システムを有する配向機内で前記フィルムを変形する工程と、
前記ウェブ横断方向の熱分配システムから下流の位置において、前記フィルムの前記ウェブ横断方向の厚さプロファイルを測定する工程と、
前記測定されたウェブ横断方向の厚さプロファイルに応じて、前記ウェブ横断方向の熱分配システムの少なくとも１つのチャネル遮蔽材を選択的に再配置することによって、前記ウェブ横断方向の熱分配システムを調節する工程と、
を含む方法。
【国際調査報告】
2008542079.tif 000025
2008542079.tif 000026