(57)【要約】【課題】均一な光学特性を有する高品質の位相差フィルムを安定に製造する。【解決手段】ハウジング1の入口2からプラスチックフィルム5を受け、高温スチームによりアニールするアニール部6と、アニールされたプラスチックフィルムを延伸し、ハウジング出口3から排出する延伸部7を備える。アニール部は、水平にかつ軸のまわりに回転自在に支持された搬送ロール12a, 12bと、搬送ロールを等速度で回転駆動させる搬送ロール駆動機構14a, 14b, 15-19, 24と、プラスチックフィルムに対し高温スチームを吹き付ける高温スチーム噴射ヘッド20と、高温スチーム発生源から高温スチームを高温スチーム噴射ヘッドに供給する高温スチーム供給パイプを有し、延伸部は、水平にかつ軸のまわりに回転自在に支持された延伸ロール37, 38と、延伸ロールを一定の回転速度比で回転駆動させる延伸ロール回転駆動機構を有する。【選択図】図１
2005156646.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
保温壁から形成され、入口および出口を備えたハウジングと、
前記ハウジングの入口からプラスチックフィルムを連続的に受け入れ、搬送しながら高温スチームによりアニールするアニール部と、
前記アニール部でアニールされたプラスチックフィルムを延伸し、前記ハウジングの出口から排出する延伸部と、を備え、
前記アニール部は、
前記ハウジング内において、水平にかつ軸のまわりに回転自在に支持された複数本の搬送ロールと、
前記複数本の搬送ロールを等速度で回転駆動させる搬送ロール駆動機構と、
前記ハウジング内に配置され、前記搬送ロールによって搬送される前記プラスチックフィルムに対して高温スチームを吹き付ける高温スチーム噴射ヘッドと、
高温スチーム発生源と、
前記高温スチーム発生源で発生された高温スチームを前記高温スチーム噴射ヘッドに供給する高温スチーム供給パイプと、を有し、
前記延伸部は、
前記ハウジング内部において、互いに間隔をあけて、水平にかつ軸のまわりに回転自在に支持された一対の延伸ロールと、
前記一対の延伸ロールを一定の回転速度比で回転駆動させる延伸ロール回転駆動機構と、を有していることを特徴とするプラスチックフィルム延伸装置。
【請求項２】
前記アニール部は少なくとも３本の前記搬送ロールを有し、前記搬送ロールは、前記ハウジングの入口から出口に向かう方向に沿って互いに間隔をあけてかつ交互に上下に分かれて配置されており、前記ハウジングの入口から受け入れられたプラスチックフィルムは、下側および上側の前記搬送ロールの間に千鳥状に掛け渡されて搬送されるようになっていることを特徴とする請求項１に記載のプラスチックフィルム延伸装置。
【請求項３】
前記アニール部は、前記ハウジング内の空気を循環させるための空気循環手段をさらに有し、前記空気循環手段は、
前記ハウジングの側壁に沿って垂直にのび、上端部が前記上側の搬送ロールの上方に位置し、下端部が、前記下側の搬送ロールの下方において、前記ハウジングの側壁から前記ハウジング内部に向かって前記下側の搬送ロールに平行にのび、かつ上向きの開口を備えた循環ダクトと、
前記循環ダクトの下端開口から上端開口に向かう空気流を生じさせる送風機と、からなり、
前記循環ダクトの上端開口には、前記高温スチーム噴射ヘッドが接続されて前記循環ダクトに支持され、前記高温スチーム噴射ヘッドは、高温スチームを下向きに噴射する複数個の噴射ノズルを備え、前記アニール部の高温スチーム供給パイプが前記循環ダクトに接続されていることを特徴とする請求項２に記載のプラスチックフィルム延伸装置。
【請求項４】
前記ハウジングの保温壁に、高温スチームを循環させるためのパイプ網が組み込まれ、前記高温スチーム発生源から供給された高温スチームが、前記パイプ網を通じて循環せしめられるようになっていることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかに記載のプラスチックフィルム延伸装置。
【請求項５】
前記ハウジングは、前記アニール部を収容する第１のハウジング部分と、前記延伸部を収容する第２のハウジング部分の２つの独立したハウジング部分からなり、前記第１のハウジング部分には前記入口が、前記第２のハウジング部分には前記出口が設けられ、前記第１および第２のハウジング部分は、保温壁によって囲まれ、内部にプラスチックフィルム通路が形成された連絡路によって連結されていることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれかに記載のプラスチックフィルム延伸装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プラスチックフィルム延伸装置、特に、液晶ディスプレイ等の位相差補償フィルム（位相差フィルム）を製造する際に使用される延伸装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
位相差フィルムは、液晶ディスプレイの画面の色補償やコントラストの向上等のために従来より利用されている。近年、液晶ディスプレイの大型化が進み、これに用いる幅広の位相差フィルムに対する需要が高まってきており、また、生産性を向上させるためにも、幅広の位相差フィルムを製造することが望まれている。
【０００３】
位相差フィルムの製造工程においては、プラスチックフィルムを延伸することがなされるが、従来、プラスチックフィルム延伸法として一軸延伸法が知られている。一軸延伸法によれば、プラスチックフィルムがガラス転移点よりやや高い温度に予熱され、低速ロール（群）と高速ロール（群）の間において引っ張られて延伸される。そして、ロールの速度差によって所望の延伸倍率が得られる。この場合、フィルムの加熱手段として、低速ロール（群）に加熱手段を設け、加熱された低速ロール（群）とフィルムを接触させる方法や、フィルムの延伸域にロールを備えた延伸槽を配置し、延伸槽を一定温度に保持して局部的に加熱する方法等がある（特許文献１、２参照）。
【０００４】
しかし、予熱したフィルムを延伸すると、フィルム構成分子がフィルムの全体にわたって均一に整列していない状態でフィルムが引っ張られるので、製造される位相差フィルムの光学特性が不均一になり易いという問題が生じていた。
【０００５】
【特許文献１】特開昭５７−６７２３号公報
【特許文献２】特開平１０−３２９２０７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
したがって、本発明の課題は、均一な光学特性を有する高品質の位相差フィルムを安定して製造することができるようにすることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するため、本発明によれば、保温壁から形成され、入口および出口を備えたハウジングと、前記ハウジングの入口からプラスチックフィルムを連続的に受け入れ、搬送しながら高温スチームによりアニールするアニール部と、前記アニール部でアニールされたプラスチックフィルムを延伸し、前記ハウジングの出口から排出する延伸部と、を備え、前記アニール部は、前記ハウジング内において、水平にかつ軸のまわりに回転自在に支持された複数本の搬送ロールと、前記複数本の搬送ロールを等速度で回転駆動させる搬送ロール駆動機構と、前記ハウジング内に配置され、前記搬送ロールによって搬送される前記プラスチックフィルムに対して高温スチームを吹き付ける高温スチーム噴射ヘッドと、高温スチーム発生源と、前記高温スチーム発生源で発生された高温スチームを前記高温スチーム噴射ヘッドに供給する高温スチーム供給パイプと、を有し、前記延伸部は、前記ハウジング内部において、互いに間隔をあけて、水平にかつ軸のまわりに回転自在に支持された一対の延伸ロールと、前記一対の延伸ロールを一定の回転速度比で回転駆動させる延伸ロール回転駆動機構と、を有していることを特徴とするプラスチックフィルム延伸装置が構成される。
【０００８】
本発明の好ましい実施例によれば、前記アニール部は少なくとも３本の前記搬送ロールを有し、前記搬送ロールは、前記ハウジングの入口から出口に向かう方向に沿って互いに間隔をあけてかつ交互に上下に分かれて配置されており、前記ハウジングの入口から受け入れられたプラスチックフィルムは、下側および上側の前記搬送ロールの間に千鳥状に掛け渡されて搬送されるようになっている。
本発明の別の好ましい実施例によれば、前記アニール部は、前記ハウジング内の空気を循環させるための空気循環手段をさらに有し、前記空気循環手段は、前記ハウジングの側壁に沿って垂直にのび、上端部が前記上側の搬送ロールの上方に位置し、下端部が、前記下側の搬送ロールの下方において、前記ハウジングの側壁から前記ハウジング内部に向かって前記下側の搬送ロールに平行にのび、かつ上向きの開口を備えた循環ダクトと、前記循環ダクトの下端開口から上端開口に向かう空気流を生じさせる送風機と、からなり、前記循環ダクトの上端開口には、前記高温スチーム噴射ヘッドが接続されて前記循環ダクトに支持され、前記高温スチーム噴射ヘッドは、高温スチームを下向きに噴射する複数個の噴射ノズルを備え、前記アニール部の高温スチーム供給パイプが前記循環ダクトに接続されている。
【０００９】
本発明のさらに別の好ましい実施例によれば、前記ハウジングの保温壁に、高温スチームを循環させるためのパイプ網が組み込まれ、前記高温スチーム発生源から供給された高温スチームが、前記パイプ網を通じて循環せしめられるようになっている。
本発明のさらに別の好ましい実施例によれば、前記ハウジングは、前記アニール部を収容する第１のハウジング部分と、前記延伸部を収容する第２のハウジング部分の２つの独立したハウジング部分からなり、前記第１のハウジング部分には前記入口が、前記第２のハウジング部分には前記出口が設けられ、前記第１および第２のハウジング部分は、保温壁によって囲まれ、内部にプラスチックフィルム通路が形成された連絡路によって連結されている。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、プラスチックフィルムを延伸する前にアニールすることにより、フィルム構成分子をフィルム全体にわたって整列させた後、フィルムを延伸するようにしたので、均一な光学特性をもつ高品質の位相差フィルムを製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、添付図面を参照して本発明の好ましい実施例について説明する。図１は、本発明の１実施例によるプラスチックフィルム延伸装置の概略構成を示した側断面図であり、図２は、図１のＸ−Ｘ線に沿った断面図である。
図１および図２を参照して、本発明によるプラスチックフィルム延伸装置は、保温壁４から形成され、入口２および出口３を備えたハウジング１を有している。
ハウジング１内には、入口２からプラスチックフィルム５を連続的に受け入れ、搬送しながら高温スチームによりアニールするアニール部６と、アニール部６でアニールされたプラスチックフィルム５を延伸し、出口３から排出する延伸部７が備えられる。
【００１２】
ハウジング１の入口２および出口３には、それぞれ、ハウジング１内部に低温の外気が侵入してハウジング１内部の温度が低下することを防止する冷気遮断器８が取り付けられている。冷気遮断器８は、両端が開口した四角形断面の筒状をなす外壁９と、外壁９内部において、中心軸方向に間隔をあけて取付けられた複数枚の金属製仕切板１０を有している。そして、各仕切板１０の中央部には開口が形成され、外壁９の内部に中心軸方向に沿ってプラスチックフィルム５が水平に通過するための通路４４が形成されている。さらに、各仕切板１０と外壁９との結合部、および各仕切板１０の開口縁には、スチームパイプ１１が取り付けられていて、スチームパイプ１１中を流れる高温スチームによって、外壁９および仕切板１０が加熱され一定温度に維持されるようになっている。そして、冷気遮断器８の一端開口が、ハウジング１の入口２および出口３の外側に取り付けられる。こうして、ハウジング１内に侵入する冷気が加熱され、ハウジング１内の空気の温度が低下することが防止される。
【００１３】
アニール部６は、ハウジング１内において、水平にかつ軸のまわりに回転自在に支持された複数本、この実施例では８本の搬送ロール１２ａ、１２ｂを有している。搬送ロール１２ａ、１２ｂは、ハウジング１の入口２から出口３に向かう方向に沿って互いに間隔をあけてかつ交互に上下に分かれて配置されている。搬送ロール１２ａ、１２ｂは、それぞれ、回転軸の一端側１３ａが、後述する循環ダクト１９の側壁に固定された軸受１４ａに支持され、他端側１３ｂが、ハウジング１の側壁に固定された軸受１４ｂに支持される。さらに、各搬送ロール１２ａ、１２ｂの回転軸の他端側１３ｂの先端部にはスプロケット１５が取り付けられ、すべての回転軸のスプロケット１５を連結する単一のエンドレスチェーン１６が張られる。さらに、下側の搬送ロール１２ｂのうちの特定の１本について、その回転軸の他端側１３ｂの先端部にはスプロケット１５の外側に第２のスプロケット１７が取り付けられ、ハウジング１の外側に配置されたモータ１８の回転駆動軸のスプロケット２４と、エンドレスチェーン１９によって連結されている。
こうして、モータ１８が駆動されることにより、すべての搬送ロール１２ａ、１２ｂが等速度で回転駆動されるようになっている。そして、プラスチックフィルム５は、ハウジング１の入口２の冷気遮断器８の通路４４から連続的に受け入れられ、下側の搬送ロール１２ｂおよび上側の搬送ロール１２ａの間に千鳥状に掛け渡されて搬送されるようになっている。
【００１４】
アニール部６は、さらに、ハウジング１内の空気を循環させるための空気循環手段を有している。空気循環手段は、ハウジング１の側壁に沿って垂直にのび、上端部１９ａが上側の搬送ロール１２ａの上方に位置し、下端部１９ｂが、下側の搬送ロール１２ｂの下方に位置する循環ダクト１９を有している。図３（Ｂ）は、循環ダクト１９の下端部１９ｂを上方から見た平面図である。図２および図３（Ｂ）を参照して、循環ダクト１９の下端部１９ｂは、ハウジング１の側壁からハウジング内部に向かって下側の搬送ロール１２ｂに平行にのび、かつ上向きの開口２２を備えている。この開口２２には金網２３が取付けられている。
【００１５】
空気循環手段は、さらに、循環ダクト１９の下端開口２２から上端開口に向かう空気を生じさせる送風機２５を有している。送風機２５は、循環ダクト１９内部であって、循環ダクト１９の本体部分と下側ダクト部分１９ｂとの接合部に配置された羽根車２６と、ハウジング１の外側に配置され、羽根車２６を回転駆動するモータ２８を有している。ハウジング１の側壁を貫通してハウジング１の外側にのびる羽根車２６の回転軸２７は、適当な軸受によって軸のまわりに回転自在に支持され、回転軸２７の先端には（図示されない）プーリが取り付けられ、このプーリは、エンドレスベルト３０によって、モータ２８の駆動軸２９に固定された（図示されない）プーリに連結されている。
【００１６】
循環ダクト１９の上端開口には、高温スチーム噴射ヘッド２０が接続されて循環ダクト１９に支持されている。図３（Ａ）は、高温スチーム噴射ヘッド２０を下方から見た平面図である。図２および図３（Ａ）を参照して、高温スチーム噴射ヘッド２０は、高温スチームを下向きに噴射する複数個の噴射ノズル２１を備えている。
ハウジング１の外側には、高温スチーム発生源としてボイラー３１が配置されており、ボイラー３１で発生せしめられた高温スチーム（１００〜３８０℃）が、高温スチーム供給パイプ３２を通じて循環ダクト１９内に供給されるようになっている。高温スチーム供給パイプ３２の途中には、高温スチームの供給量を調節するためのバルブ３３が配置されている。
また、図２に示されるように、アニール部６には、ハウジング１の側壁に排気口３４が形成され、排気口３４には排気ダクト３５が接続され、ハウジング１内で発生した不純物が外部に排出され得るようになっている。排気ダクト３５内には、排気量を調節するためのバルブ３６が配置されている。
【００１７】
こうして、搬送ロール１２ａ、１２ｂによって上下に千鳥状に搬送されるプラスチックフィルム５に対して、高温スチーム噴射ヘッド２０の噴射ノズル２１から高温スチームが噴射されるとともに、プラスチックフィルム５の加熱に使用されたスチームは、循環ダクト１９の下端開口２２から吸引、回収され、循環ダクト１９内において、高温スチーム供給パイプ３２から新たに供給された高温スチームと混合された後、再び、噴射ノズル２１からプラスチックフィルム５に吹き付けられる。その結果、ハウジング１内に、上から下に向かう空気流（スチームの流れ）が生じ、ハウジング１内の温度（５０〜２２０℃）および湿度が常に一定に維持される。そして、プラスチックフィルム５は全体にわたって均一にアニールされる。
この場合、プラスチックフィルムの種類によってアニール温度は異なり、例えば、ポリエステルフィルムに対し、アニール温度は１６０〜２２０℃に設定され、ナイロンフィルムに対し、アニール温度は１３０〜２００℃に設定され、ビニールフィルムに対し、アニール温度は５０〜１００℃に設定される。
【００１８】
延伸部７は、アニール部６の最下流側の上側搬送ロール１２ａからプラスチックフィルム５を受ける第１ガイドロール４３を備えている。第１ガイドロール４３は、アニール部６の最下流側の下側搬送ロール１２ｂから水平方向に間隔をあけた位置において、ハウジング１の壁面に固定された軸受によって、水平にかつ回転軸４３ａのまわりに回転自在に支持されている。延伸部７は、また、第１ガイドロール４３の上方の位置において、互いに間隔をあけて配置され、ハウジング１の壁面に固定された軸受によって水平にかつ回転軸３７ａ、３８ａのまわりに回転自在に支持された一対の延伸ロール３７、３８を有している。一対の延伸ロール３７、３８は、それぞれ、鏡面ロールとして形成されている。
延伸部７は、さらに、下流側の延伸ロール３８の下方の位置において、ハウジング１の壁面に固定された軸受によって、水平にかつ回転軸４０ａのまわりに回転自在に支持された第２ガイドロール４０を有している。さらに、第１ガイドロール４３および上流側延伸ロール３７の間、並びに下流側延伸ロール３８および第２ガイドロール４０の間には、それぞれ、第３ガイドロール３９および第４ガイドロール４１が、ハウジング１の壁面に固定された軸受によって、水平にかつ回転軸３９ａ、４１ａのまわりに回転自在に支持されている。
【００１９】
図４は、図１のＹ−Ｙ線に沿った断面図であり、延伸部７の下流側半分の部分の構成を示したものである。延伸部７は、一対の延伸ロール３７、３８の中間を境にして上流側の部分と下流側の部分が対称的な構成を有している。以下、図４を参照して、延伸部７の下流側部分の構成をより詳細に説明する。延伸ロール３８、および２本のガイドロール４０、４１は、それぞれ、その回転軸３８ａ、４０ａ、４１ａを、ハウジング１側壁に固定された軸受４７によって支持されている。延伸ロール３８の回転軸３８ａの一方は、軸受４７から突出し、先端部にスプロケット４８が取り付けられ、このスプロケット４８は、ハウジング１の外側に配置されたモータ５１の回転駆動軸５２に取り付けられたスプロケット５０と、チェーン４９によって作動的に連結され、モータ５１により、延伸ロールが回転駆動されるようになっている。第２ガイドロール４０の回転軸４０ａの一方もまた、軸受４７から突出し、先端部にスプロケット５３が取り付けられ、このスプロケット５３は、ハウジング１の外側に配置されたモータ５４の回転駆動軸５５に取り付けられたスプロケット５６と、チェーン５７によって作動的に連結され、モータ５４により、第２ガイドロール４０が回転駆動されるようになっている。第４ガイドロール４１はアイドルローラとして形成されている。
【００２０】
こうして、延伸部７の上流側部分を構成する上流側延伸ロール３７および第１ガイドロール４３の駆動ロールの対と、下流側部分を構成する下流側延伸ロール３８および第２ガイドロール４０の駆動ロールの対の作動が制御され、上流側駆動系と下流側駆動系が一定の速度比（上流側駆動系の下流側駆動系に対する速度比＝１：２〜１：８）でもって回転駆動されるようになっている。
【００２１】
こうして、アニール部６の最下流側の上側搬送ロール１２ａから送り出されたプラスチックフィルム５は、第１ガイドロール４３の下側周面を接触通過した後、第３ガイドロール３９を経て、上流側延伸ロール３７の上側周面を接触通過し、さらに下流側延伸ロール３８の上側周面を接触通過し、第４ガイドロール４１を経て、第２ガイドロール４０の下側周面を接触通過して、ハウジング１の出口３の冷気遮断器８の通路４４を通過して、ハウジング１から排出されるようになっている。そして、アニール部６によってアニールされたプラスチックフィルム５は、一対の延伸ロール３７、３８の間において引っ張られることによって延伸される。
【００２２】
また、ハウジング１の保温壁４は、内側がスチール板からなっており、内部に高温スチームを循環させるためのパイプ網４２が組み込まれている。そして、ボイラー３１から供給された高温スチームが、パイプ網４２を通じて循環せしめられ、それによって、保温壁４内側のスチール板が（１０５℃以上に）加熱され、ハウジング１内が一定温度に維持されるとともに、ハウジング１の内壁面からの露落ちが防止されるようになっている。
【００２３】
こうして、本発明によるプラスチックフィルム延伸装置によれば、プラスチックフィルム５が延伸部７で延伸される前にアニール部６においてアニールされることにより、フィルム構成分子がフィルム全体にわたって整列せしめられる。そして、その後、フィルムが延伸部７で延伸されるので、均一な光学特性をもつ高品質の位相差フィルムが製造され得る。
【００２４】
図５は、本発明の別の実施例によるプラスチックフィルム延伸装置の側断面図である。図５の実施例は、ハウジング１が、アニール部６を収容する第１のハウジング部分１ａと、延伸部７を収容する第２のハウジング部分１ｂの２つの独立したハウジング部分からなっている点が、図１の実施例と相違するだけである。したがって、図５において、図１に示された構成要素と同一の構成要素については同一の番号を付し、詳細な説明を省略する。
図５を参照して、第１のハウジング部分１ａには入口２が、第２のハウジング部分１ｂには出口３が設けられる。第１および第２のハウジング部分１ａ、１ｂは、保温壁によって囲まれ、内部にプラスチックフィルム通路が形成された連絡路によって連結されている。この実施例では、連結路は冷気遮断器８から構成されている。これは、この実施例では、第２ハウジング部分１ｂの内部に低温の外気が侵入しても問題はないので、第２ハウジング部分１ｂの出口３に冷気遮断器８は取り付けられておらず、このため、第２ハウジング部分１ｂから第１ハウジング部分１ａに冷気が侵入することを防止する必要があるからである。
この実施例の場合にも、図１の実施例の場合と同様の効果が得られることは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の１実施例によるプラスチックフィルム延伸装置の側断面図である。
【図２】図１のＸ−Ｘ線に沿った断面図である。
【図３】（Ａ）は、図１に示されたプラスチックフィルム延伸装置のアニール部の下側ダクト部分を上方から見た平面図であり、（Ｂ）は、同アニール部の高温スチーム噴射ヘッドを下方から見た平面図である。
【図４】図１のＹ−Ｙ線に沿った断面図である。
【図５】本発明の別の実施例による、プラスチックフィルム延伸装置の側断面図である。
【符号の説明】
【００２６】
１  ハウジング
２  入口
３  出口
４  保温壁
５  プラスチックフィルム
６  アニール部
７  延伸部
８  冷気遮断器
１２ａ、１２ｂ  搬送ロール
１３ａ、１３ｂ  回転軸
１４ａ、１４ｂ  軸受
１５  スプロケット
１６  チェーン
１７  第２のスプロケット
１８  モータ
１９  循環ダクト
１９ａ  上側ダクト部分
１９ｂ  下側ダクト部分
２０  高温スチーム噴射ヘッド
２１  噴射ノズル
２５  送風機
３１  ボイラー
３２  高温スチーム供給パイプ
【図１】
2005156646.tif 000003
【図２】
2005156646.tif 000004
【図３】
2005156646.tif 000005
【図４】
2005156646.tif 000006
【図５】
2005156646.tif 000007