(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
左テンターレール及び右テンターレールに沿って同一速度で走行する把持具によりシート状物の側縁部を把持させて移動しながら、前記シート状物を幅方向に延伸するテンター装置において、
直線状のレール本体を有する入り口レール部、
直線状のレール本体を有する屈曲レール部、
直線状のレール本体を有する出口レール部、
前記入り口レール部と屈曲レール部との間に設けられ、前記レール本体同士を接続するほぼ円弧状に湾曲可能な第１屈曲レール、
前記屈曲レール部と出口レール部との間に設けられ、前記レール本体同士を接続するほぼ円弧状に湾曲可能な第２屈曲レール、
前記入り口レール部の出口端部と前記屈曲レール部の入り口端部とを回転自在に連結し、前記入り口レール部と前記屈曲レール部とを屈曲自在にする第１連結軸、
前記屈曲レール部の出口端部と前記出口レール部の入り口端部とを回転自在に連結し、前記屈曲レール部と前記出口レール部とを屈曲自在にする第２連結軸、
前記入り口レール部に回転自在に取り付けられる第１移動軸、
前記出口レール部に回転自在に取り付けられる第２移動軸、
及び前記第１及び第２連結軸並びに前記第１及び第２移動軸を個別に移動させる幅変更用の位置決め手段から、
前記左テンターレール、及び右テンターレールを構成し、
前記幅変更用の位置決め手段を介し、前記第１及び第２連結軸、前記第１及び第２移動軸を個別に移動して、前記左右の入り口レール部及び左右の出口レール部を平行にし、且つシート状物の延伸前の幅、延伸後の幅または延伸倍率に応じて入り口レール部の幅、出口レール部の幅を設定するとともに、入り口レール部の走行方向中心線を基準線とし、この基準線に対し出口レール部の走行方向中心線を交差させ、入り口レール部の前記把持具によるシート状物の把持開始位置から前記屈曲レール部を経て出口側レール部に達するまでの左右のテンターレールによる一定移動距離における左右の終端位置を結んだ線分と前記出口レール部の走行方向中心線とのなす角度を延伸後の配向角度とする位置決定用コントローラを備えることを特徴とするテンター装置。
【請求項２】
前記位置決定用コントローラは、
シート状物の延伸前の幅、延伸後の幅または延伸倍率、及び前記配向角度を入力する入力部を備え、
前記入力部から入力された延伸前の幅、延伸後の幅または延伸倍率、及び前記配向角度により、下記式に基づき前記左右の終端位置を結んだ線分の長さ（Δｘ２＋Δｙ２）１／２を決定し、この長さ（Δｘ２＋Δｙ２）１／２が得られるθ２，θ３，θ４を決定し、これに基づき前記第１及び第２連結軸、前記第１及び第２移動軸の位置を求めることを特徴とする請求項１記載のテンター装置。
α＝ｃｏｓ−１｛Ｎ・Ｗ１／（Δｘ２＋Δｙ２）１／２｝
但し、αは配向角度、Ｎは延伸倍率、Ｗ１は延伸前の幅、θ２は前記基準線と前記左屈曲レール部のレール本体とのなす角度、θ３は前記基準線と右屈曲レール部のレール本体とのなす角度、θ４は前記基準線と左右の出口ロール部のレール本体とのなす角度である。
【請求項３】
前記屈曲レールは両端がスライド自在に前記レール本体に取り付けられることを特徴とする請求項１または２項記載のテンター装置。
【請求項４】
左テンターレール及び右テンターレールに沿って同一速度で走行する把持具によりシート状物の側縁部を把持させて移動しながら、前記シート状物を幅方向に延伸するテンター装置を用いて、前記シート状物を斜め延伸する斜め延伸方法において、
直線状のレール本体を有する入り口レール部、
直線状のレール本体を有する屈曲レール部、
直線状のレール本体を有する出口レール部、
前記入り口レール部と屈曲レール部との間に設けられ、前記レール本体同士を接続するほぼ円弧状に湾曲可能な第１屈曲レール、
前記屈曲レール部と出口レール部との間に設けられ、前記レール本体同士を接続するほぼ円弧状に湾曲可能な第２屈曲レール、
前記入り口レール部の出口端部と前記屈曲レール部の入り口端部とを回転自在に連結し、前記入り口レール部と前記屈曲レール部とを屈曲自在にする第１連結軸、
前記屈曲レール部の出口端部と前記出口レール部の入り口端部とを回転自在に連結し、前記屈曲レール部と前記出口レール部とを屈曲自在にする第２連結軸、
前記入り口レール部に回転自在に取り付けられる第１移動軸、
前記出口レール部に回転自在に取り付けられる第２移動軸、
及び前記第１及び第２連結軸並びに前記第１及び第２移動軸を個別に移動させる幅変更用の位置決め手段から、
前記左テンターレール、及び右テンターレールを構成し、
前記幅変更用の位置決め手段を介し、前記シート状物の延伸前の幅、延伸後の幅または延伸倍率に応じて、前記入り口レール部の幅、前記出口レール部の幅を設定すると共に、前記入り口レール部の走行方向中心線を基準線とし、この基準線に対し前記出口レール部の走行方向中心線を交差させ、
前記入り口レール部の前記把持具によるシート状物の把持開始位置から前記屈曲レール部を経て出口側レール部に達するまでの左右のテンターレールによる一定移動距離における左右の終端位置を結んだ線分と前記出口レール部の走行方向中心線とのなす角度を延伸後の配向角度とすることを特徴とする斜め延伸方法。
【請求項５】
前記シート状物の延伸前の幅、延伸後の幅または延伸倍率、及び前記配向角度の入力により、下記式に基づき前記左右の終端位置を結んだ線分の長さ（Δｘ２＋Δｙ２）１／２を決定し、この長さ（Δｘ２＋Δｙ２）１／２が得られるθ２，θ３，θ４を決定し、これに基づき前記第１及び第２連結軸、前記第１及び第２移動軸の位置を求めることを特徴とする請求項４記載の斜め延伸方法。
α＝ｃｏｓ−１｛Ｎ・Ｗ１／（Δｘ２＋Δｙ２）１／２｝
但し、αは配向角度、Ｎは延伸倍率、Ｗ１は延伸前の幅、θ２は前記基準線と前記左屈曲レール部のレール本体とのなす角度、θ３は前記基準線と右屈曲レール部のレール本体とのなす角度、θ４は前記基準線と左右の出口ロール部のレール本体とのなす角度である。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はテンター装置及び斜め延伸方法に関し、特に、延伸倍率に関係なく、側辺に対して配向軸を１０°以上８０°以下の角度で傾斜させたフィルム等のシート状物を製造するテンター装置及び斜め延伸方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
偏光板は、液晶表示装置（以下、ＬＣＤ）の普及に伴い、需要が急増している。偏光板は一般に偏光能を有する偏光層の両面あるいは片面に、接着剤層により保護フィルムを貼り合わせて構成されている。偏光層の素材としてはポリビニルアルコール（以下、ＰＶＡ）が主として用いられており、ＰＶＡフィルムを一軸延伸してから、ヨウ素あるいは二色性染料で染色するかあるいは染色してから延伸し、さらにホウ素化合物で架橋することにより偏光層用の偏光膜が形成される。保護フィルムとしては、光学的に透明で複屈折が小さいことから、主にセルローストリアセテートが用いられている。通常、長手方向に一軸延伸するため、偏光膜の吸収軸は長手方向にほぼ平行となる。
【０００３】
従来のＬＣＤにおいては、画面の縦あるいは横方向に対して偏光板の透過軸を４５゜傾けて配置しているため、ロール形態で製造される偏光板の打ち抜き工程において、ロール長手方向に対し４５゜方向に打ち抜いていた。しかしながら４５゜方向に打ち抜いたときには、ロールの端付近で使用できない部分が発生し、特に大サイズの偏光板では、得率が小さくなるという問題があった。
【０００４】
また、位相差膜についても、近年その需要が高まり、着色防止や視野角拡大等の光学補償などを目的にＬＣＤを形成する偏光板等に接着して用いられ、偏光板の透過軸に対し配向軸を種々の角度で設定することが求められている。従来は、縦または横一軸延伸したフィルムより、その配向軸が辺に対して所定の傾斜角度となるように周辺を打ち抜いて裁断する方式がとられており、偏光板同様に得率の低下が問題となっていた。
【０００５】
この問題を解決するため、フィルム搬送方向に対しフィルムの配向軸を所望の角度傾斜させる方法がいくつか提案されている。例えば、特開昭５０−８３４８２号公報や特開２０００−９９１２号公報では、プラスチックフィルムを横または縦に一軸延伸しつつ、その延伸方向の左右を異なる速度で前期延伸方向とは相違する縦または横方向に引っ張り延伸して、配向軸を前記一軸延伸方向に対し傾斜させることが提案されている。
【０００６】
また、特開平３−１８２７０１号公報において、連続フィルムの左右両耳端に走行方向と角度θをなす左右対のフィルム保持ポイントを複数対有し、フィルムの走行につれて、各々の対ポイントがθの方向に延伸できる機構により、フィルムの走行方向に対し任意の角度θの延伸軸を有するフィルムを製造する方法が提案されている。
【０００７】
更に、特開平２−１１３９２０公報において、フィルムの両端部を、所定走行区間内におけるチャックの走行距離が異なるように配置されたテンターレール上を走行する２列のチャック間に把持して走行させることによりフィルムの長さ方向と斜交する方向に延伸する製造方法が提案されている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特開昭５０−８３４８２号公報や特開２０００−９９１２号公報に記載のテンター装置では、プラスチックフィルムの両側縁部を把持して異なる速度で延伸するため、左右で搬送速度差をつけなければならず、これに起因するツレ( 不均一な引っ張り応力の結果生じる筋状ムラ) 、シワ、フィルム寄り( 局部的な厚みむら) が発生してしまう。このため、左右速度差を小さくしようとすれば、延伸工程が長くなってしまい、設備コストの増大につながる。また、特開平３−１８２７０１号公報のテンター装置でも、フィルム進行速度をフィルムの左右で変えているため、上記同様の問題がある。また、特開平２−１１３９２０号公報のテンター装置では、上記のような速度差に起因するツレ、シワの発生は抑制されるものの、前もって机上で計算されパターン化固定された延伸倍率でしか延伸することができないという問題がある。このように従来のテンター装置では、任意の配向角度で任意の延伸倍率のフィルムなどのシート状物を得ることが困難であった。
【０００９】
本発明は上記課題を解決するためのものであり、任意の配向角度で且つ任意の延伸倍率でシート状物を延伸することができるようにしたテンター装置及び斜め延伸方法を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明のテンター装置では、左テンターレール及び右テンターレールに沿って同一速度で走行する把持具によりシート状物の側縁部を把持させて移動しながら、前記シート状物を幅方向に延伸するテンター装置において、直線状のレール本体を有する入り口レール部、直線状のレール本体を有する屈曲レール部、直線状のレール本体を有する出口レール部、前記入り口レール部と屈曲レール部との間に設けられ、前記レール本体同士を接続するほぼ円弧状に湾曲可能な第１屈曲レール、前記屈曲レール部と出口レール部との間に設けられ、前記レール本体同士を接続するほぼ円弧状に湾曲可能な第２屈曲レール、前記入り口レール部の出口端部と前記屈曲レール部の入り口端部とを回転自在に連結し、前記入り口レール部と前記屈曲レール部とを屈曲自在にする第１連結軸、前記屈曲レール部の出口端部と前記出口レール部の入り口端部とを回転自在に連結し、前記屈曲レール部と前記出口レール部とを屈曲自在にする第２連結軸、前記入り口レール部に回転自在に取り付けられる第１移動軸、前記出口レール部に回転自在に取り付けられる第２移動軸、及び前記第１及び第２連結軸並びに前記第１及び第２移動軸を個別に移動させる幅変更用の位置決め手段から、前記左テンターレール、及び右テンターレールを構成し、前記幅変更用の位置決め手段を介し、前記第１及び第２連結軸、前記第１及び第２移動軸を個別に移動して、前記左右の入り口レール部及び左右の出口レール部を平行にし、且つシート状物の延伸前の幅、延伸後の幅または延伸倍率に応じて入り口レール部の幅、出口レール部の幅を設定するとともに、入り口レール部の走行方向中心線を基準線とし、この基準線に対し出口レール部の走行方向中心線を交差させ、入り口レール部の前記把持具によるシート状物の把持開始位置から前記屈曲レール部を経て出口側レール部に達するまでの左右のテンターレールによる一定移動距離における左右の終端位置を結んだ線分と前記出口レール部の走行方向中心線とのなす角度を延伸後の配向角度とする位置決定用コントローラを備えることを特徴とする。
【００１１】
前記位置決定用コントローラは、シート状物の延伸前の幅、延伸後の幅または延伸倍率、及び前記配向角度を入力する入力部を備え、前記入力部から入力された延伸前の幅、延伸後の幅または延伸倍率、及び前記配向角度により、下記式
α＝ｃｏｓ−１｛Ｎ・Ｗ１／（Δｘ２＋Δｙ２）１／２｝
に基づき前記左右の終端位置を結んだ線分の長さ（Δｘ２＋Δｙ２）１／２を決定し、この長さ（Δｘ２＋Δｙ２）１／２が得られるθ２，θ３，θ４を決定し、これに基づき前記第１及び第２連結軸、前記第１及び第２移動軸の位置を求めることを特徴とする。但し、αは配向角度、Ｎは延伸倍率、Ｗ１は延伸前の幅、θ２は前記基準線と前記左屈曲レール部のレール本体とのなす角度、θ３は前記基準線と右屈曲レール部のレール本体とのなす角度、θ４は前記基準線と左右の出口ロール部のレール本体とのなす角度である。
【００１２】
また、本発明は、前記屈曲レールは両端がスライド自在に前記レール本体に取り付けられることを特徴とする。
【００１３】
本発明の斜め延伸方法は、左テンターレール及び右テンターレールに沿って同一速度で走行する把持具によりシート状物の側縁部を把持させて移動しながら、前記シート状物を幅方向に延伸するテンター装置を用いて、前記シート状物を斜め延伸する斜め延伸方法において、直線状のレール本体を有する入り口レール部、直線状のレール本体を有する屈曲レール部、直線状のレール本体を有する出口レール部、前記入り口レール部と屈曲レール部との間に設けられ、前記レール本体同士を接続するほぼ円弧状に湾曲可能な第１屈曲レール、前記屈曲レール部と出口レール部との間に設けられ、前記レール本体同士を接続するほぼ円弧状に湾曲可能な第２屈曲レール、前記入り口レール部の出口端部と前記屈曲レール部の入り口端部とを回転自在に連結し、前記入り口レール部と前記屈曲レール部とを屈曲自在にする第１連結軸、前記屈曲レール部の出口端部と前記出口レール部の入り口端部とを回転自在に連結し、前記屈曲レール部と前記出口レール部とを屈曲自在にする第２連結軸、前記入り口レール部に回転自在に取り付けられる第１移動軸、前記出口レール部に回転自在に取り付けられる第２移動軸、及び前記第１及び第２連結軸並びに前記第１及び第２移動軸を個別に移動させる幅変更用の位置決め手段から、前記左テンターレール、及び右テンターレールを構成し、前記幅変更用の位置決め手段を介し、前記シート状物の延伸前の幅、延伸後の幅または延伸倍率に応じて、前記入り口レール部の幅、前記出口レール部の幅を設定すると共に、前記入り口レール部の走行方向中心線を基準線とし、この基準線に対し前記出口レール部の走行方向中心線を交差させ、前記入り口レール部の前記把持具によるシート状物の把持開始位置から前記屈曲レール部を経て出口側レール部に達するまでの左右のテンターレールによる一定移動距離における左右の終端位置を結んだ線分と前記出口レール部の走行方向中心線とのなす角度を延伸後の配向角度とすることを特徴とする。
【００１４】
また、本発明は、前記シート状物の延伸前の幅、延伸後の幅または延伸倍率、及び前記配向角度の入力により、下記式
α＝ｃｏｓ−１｛Ｎ・Ｗ１／（Δｘ２＋Δｙ２）１／２｝
に基づき前記左右の終端位置を結んだ線分の長さ（Δｘ２＋Δｙ２）１／２を決定し、この長さ（Δｘ２＋Δｙ２）１／２が得られるθ２，θ３，θ４を決定し、これに基づき前記第１及び第２連結軸、前記第１及び第２移動軸の位置を求めることを特徴とする。但し、αは配向角度、Ｎは延伸倍率、Ｗ１は延伸前の幅、θ２は前記基準線と前記左屈曲レール部のレール本体とのなす角度、θ３は前記基準線と右屈曲レール部のレール本体とのなす角度、θ４は前記基準線と左右の出口ロール部のレール本体とのなす角度である。
【００１５】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明のテンター装置を示す概略の平面図である。このテンター装置１０は、右レール１１と、左レール１２と、これらレール１１，１２に案内される無端チェーン（エンドレスチェーン）１３，１４と、各位置決め部２１〜２８と、チェーン駆動部２９とから構成されている。このテンター装置１０はフィルム１５の入り口１６側から出口１７へ順に、予熱部１０ａ、延伸部１０ｂ、熱処理部１０ｃの各エリアに分けられている。
【００１６】
無端チェーン１３，１４には、周知のように把持具としてのフィルムクリップ３０が所定ピッチで多数取り付けられている。このフィルムクリップ３０はフィルム１５の側縁部を把持しながら、各レール１１，１２に沿って移動することで、フィルム１５を延伸する。
【００１７】
無端チェーン１３，１４は原動スプロケット３３，３４及び従動スプロケット３５，３６との間に掛け渡されており、これらスプロケット３３〜３６の間では、無端チェーン１３は右レール１１によって、無端チェーン１４は左レール１２によって案内される。原動スプロケット３３，３４はフィルム１５の入り口１６側に設けられており、これらはモータ３８及びギヤ列３９により回転駆動される。また、従動スプロケット３５，３６はフィルム１５の出口１７側に設けられている。
【００１８】
これらスプロケット３３〜３６に近接してフィルムクリップ３０の開放部材（図示省略）が配置されている。この開放部材は、入り口１６側の原動スプロケット３３，３４では、フィルム１５の把持位置の前で、フィルムクリップ３０の図示しない係合部に接触してこれを開放状態にし、フィルム１５の側縁部をフィルムクリップ３０内に案内する。そして、把持位置を通過するときに開放部材が前記係合部から離れ、フィルムクリップ３０が開放位置から把持位置にセットされて、フィルム１５の側縁部が把持される。同様にして、出口１７側の従動スプロケット３５，３６では、フィルム１５の把持解除位置で開放部材によりフィルムクリップ３０が開放位置にされて、フィルム１５の側縁部の把持が開放される。上記実施形態では自重落下方式のフィルムクリップ３０を用いたが、この他に、バネ付勢により開閉するフィルムクリップや、その他の各種駆動手段を有するフィルムクリップ、さらに、これらの方式を複数組み合わせたフィルムクリップを用いてもよい。
【００１９】
図２に示すように、右レール１１は、入り口レール部１１ａと、出口レール部１１ｂと、屈曲レール部１１ｃとから構成されている。同様にして、左レール１２も入り口レール部１２ａと、出口レール部１２ｂと、屈曲レール部１２ｃとから構成されている。
【００２０】
右側の屈曲レール部１１ｃは、直線状の延伸レール１１ｄと、これの両端に設けられる屈曲自在な第１及び第２の屈曲レール１１ｅ，１１ｆとから構成されており、同様にして、左側の屈曲レール部１２ｃも、直線状の延伸レール部１２ｄと第１及び第２の屈曲レール１２ｅ，１２ｆとから構成されている。
【００２１】
右側の各レール部１１ａ，１１ｂ，１１ｄは、レールベース４０，４１，４２と、このレールベース４０〜４２上に設けた直線状のレール本体４３，４４，４５とから構成されている。そして、入り口レールベース４０と延伸レールベース４１とは連結軸４６により回転変位可能に取り付けられており、この連結軸４６を中心として右レールが屈曲自在にされている。また、延伸レールベース４１と出口レールベース４２とは連結軸４７により屈曲自在に連結されている。同様にして、左側の各レール部１２ａ，１２ｂ，１２ｄも、レールベース５０，５１，５２と、レール本体５３，５４，５５とから構成されており、各レールベース５０〜５２は、連結ピン５６，５７により屈曲自在に連結されている。また、各レールベース５０〜５２上にはレール本体５３，５４，５５が取り付けられている。
【００２２】
屈曲レール１１ｅ，１１ｆ，１２ｅ，１２ｆは複数のバネ板を重ねて構成されており、その両端は各レール本体４３，４４，４５，５３，５４，５５にスライド可能に取り付けられている。これらの屈曲レール１１ｅ，１１ｆ，１２ｅ，１２ｆはレールベースの連結軸４６，４７，５６，５７を中心とした屈曲角度に応じてほぼ円弧状に湾曲する。
【００２３】
前記入り口レールベース４０，５０と出口レールベース４２，５２とには移動軸４８，４９，５８，５９が取り付けられている。この移動軸４８，４９，５８，５９と前記連結軸４６，４７，５６，５７とは、図１に示すようにそれぞれ位置決め部２１〜２８に接続されている。位置決め部２１〜２８は、各軸４６〜４９，５６〜５９をフィルム１５の幅方向で移動させて、左右のレール１１，１２の幅方向における距離を変更する。なお、移動軸４８，４９，５８，５９は、フィルム１５の送り方向でスライド可能に図示しないガイド部材により案内されており、連結部４６，４７，５６，５７のフィルム幅方向での変位に対応可能とされている。
【００２４】
図１に示すように位置決め部２１は、雌ねじ部を有する取付ブロック６０と、前記雌ねじ部に螺合するリードネジ棒６１と、このリードネジ棒６１を回転させる位置決めモータ６２とから構成されている。位置決めモータ６２はドライバを介してコントローラ７０により回転制御される。なお、他の位置決め部２２〜２８も位置決め部２１と同様に、それぞれ取付ブロック（図示省略）、リードネジ棒、位置決めモータを含んで構成されているが、図１中での符号は省略している。
【００２５】
前記位置決め部２１，２２により、右入り口レール部１１ａがフィルム搬送方向に直交する方向で移動する。また、位置決め部２５，２６により左入り口レール部１２ａがフィルム搬送方向に直交する方向で平行移動する。これら位置決め部２１，２２，２５，２６によって、供給するフィルム１５の幅Ｗ１に合わせてフィルム入り口１６の幅が設定される。また、位置決め部２３，２４，２７，２８によって、出口レール部１１ｂ，１２ｂが平行移動して、延伸倍率Ｎで設定された幅Ｗ２（＝Ｗ１×Ｎ）に設定される。このとき、図３に示すように、所望の配向角度αが得られるように、フィルム１５の左入り口レール部１２ａと左延伸レール１２ｄとの交差角度θ２と、フィルムの右入り口レール部１１ａと右延伸レール１１ｄとの交差角度θ３とが決定される。
【００２６】
コントローラ７０にはキーボード等のデータ入力部７１が設けられており、テンター入り口幅Ｗ１や延伸倍率Ｎ、配向角度αなどの設定値が入力が可能になっている。なお、延伸倍率Ｎに代えてフィルム出口幅Ｗ２を入力してもよい。また、コントローラ７０内には延伸パターンの演算式が予めプログラミングされており、これがメモリ７２内に格納されている。コントローラ７０は、Ｗ１，Ｎ（またはＷ２），αなどの設定値が入力されると、これらの設定値に基づき演算式から、左右チェーン１１，１２による配向延伸時の実質的なフィルム把持長さＬＡ，ＬＢ（ＬＡ＝ＬＢ）とその位置を求め、求めた位置になるように、各位置決めモータ６２を回転駆動して、各レールの取付部である連結軸及び移動軸４６〜４９，５６〜５９をフィルムの幅方向で変位させる。
【００２７】
すなわち、自動的に各位置決めモータ６２を回転駆動して、設定されたテンター入り口幅Ｗ１、延伸倍率Ｎとなるようにするとともに、レール１１，１２の開き角度θ２，θ３を変化させることにより、任意の延伸倍率（Ｗ２／Ｗ１）で任意の配向角度α（１０°≦α≦８０°）の斜交フィルムが得られるように、各連結軸４６〜４９，各移動軸５６〜５９を位置決めする。
【００２８】
以下、図３〜図７を参照して、任意の延伸倍率Ｎで任意の配向角度αを得るための演算式について説明する。図３は、フィルム１５の延伸の一例を示す平面図であり、二点鎖線でフィルム１５を示し、実線で、左右のレール１１，１２によるフィルムクリップ３０の移動軌跡８０，８１を示している。なお、この移動軌跡８０，８１は延伸に寄与する側のみを示している。
【００２９】
まず、左側の移動軌跡８０において、フィルムクリップ３０によってフィルム１５の側縁部を保持開始する左側の位置（フィルム保持開始位置）をＬＰ１、入口レール本体５３の出口端位置をＬＰ２、入り口レール本体５３と延伸レール本体５４との延長線における交点をＬＰ３、延伸レール本体５４の入口端位置をＬＰ４、同出口端位置をＬＰ５、延伸レール本体５４と出口レール本体５５との延長線における交点をＬＰ６、出口レール本体５５の入口端位置をＬＰ７とする。
【００３０】
次に、右側の移動軌跡８１において、フィルムクリップ３０によってフィルム１５の側縁部を保持開始する左側の位置（フィルム保持開始位置）をＲＰ１、入口レール本体４３の出口端位置をＲＰ２、入り口レール本体４３と延伸レール本体４４との延長線における交点をＲＰ３、延伸レール本体４４の入口端位置をＲＰ４、同出口端位置をＲＰ５、延伸レール本体４４と出口レール本体４５との延長線における交点をＲＰ６、出口レール本体４５の入口端位置をＲＰ７とする。
【００３１】
入り口レール本体４３，５３によるフィルム送り方向の中心線をＣＬ１とし、出口レール本体４５，５５によるフィルム送り方向の中心線をＣＬ２とする。また、左延伸レール本体５４と左出口レール本体５５との交差角度をθ１、ＣＬ１と左延伸レール本体５４との交差角度をθ２、ＣＬ１と右延伸レール本体４４との交差角度をθ３、ＣＬ１とＣＬ２との交差角度をθ４、右延伸レール本体４４と右出口レール本体４５との交差角度をθ５とする。
【００３２】
ここで、ＬＰ１〜ＬＰ２間の長さをＬ１、ＬＰ２〜ＬＰ３間の長さ及びＬＰ３〜ＬＰ４間の長さをｒ１、ＬＰ４〜ＬＰ５間の長さをＬ２、ＬＰ５〜ＬＰ６間の長さ及びＬＰ６〜ＬＰ７間の長さをｒ２とする。また、ＲＰ１〜ＲＰ２間の長さをＬ３、ＲＰ２〜ＲＰ３間の長さ及びＲＰ３〜ＲＰ４間の長さをｒ３、ＲＰ４〜ＲＰ５間の長さをＬ４、ＲＰ５〜ＲＰ６間の長さ及びＲＰ６〜ＲＰ７間の長さをｒ４とする。また、第１左屈曲レール１２ｅの長さをＣ１（図４参照）、第２左屈曲レール１２ｆの長さをＣ２（図５参照）、第１右屈曲レール１１ｅの長さをＣ３（図６参照）、第２右屈曲レール１１ｆの長さをＣ４（図７参照）とする。ここで、Ｌ１〜Ｌ４、ｒ１〜ｒ４は装置の機械寸法であり、固定された長さである。これに対して、各屈曲レールの長さＣ１〜Ｃ４は、各レール本体４４，５４の屈曲角度に応じて変化する。
【００３３】
ここで、ＬＰ１〜ＬＰ７間、つまり実質的なフィルム保持開始点から実質的なフィルム保持解除点、すなわちフィルム１５の延伸が完了する点までの移動軌跡長さＬＢを求めると、
ＬＢ＝Ｌ１＋Ｃ１＋Ｌ２＋Ｃ２
となる。また、右移動軌跡８１において、ＲＰ１から長さＬＢ分だけ離れた位置をＲＰ８とする。このＬＰ７とＲＰ８とがフィルムクリップ３０によるフィルム１５の側縁部の実質的な把持解除位置となる。この把持解除位置ＬＰ７，ＲＰ８を結ぶ線分Ａ１と、ＣＬ２との交差角度をαとし、このαがフィルム１５の配向角度になる。
【００３４】
ところで、左第２屈曲レール１２ｆの長さＣ２は、次のようにして求めることができる。ここで図５を参照して、まず、ＬＰ５における垂線Ａ２とＬＰ７における垂線Ａ３との交点をＰ１とし、ＬＰ６とＰ１とを結ぶ線分をＡ４とする。また、垂線Ａ２と線分Ａ４とのなす角度を（θ１’／２）とする。
線分Ａ２の長さｒ２’は以下のように求まる。
ｒ２’＝ｒ２・ｔａｎ（θ１／２）・・・（１）
三角形ＬＰ５，ＬＰ６，Ｐ１の各内角の関係から、
（θ１’／２）＝（π／２）−（θ１／２）・・・（２）
よって、
Ｃ２＝２・ｒ２’・θ1 ’
＝２・ｒ２・ｔａｎ（θ１／２）・｛（π／２）−（θ１／２）｝・・・（３）
また、
θ１＝π−θ２−θ４・・・（４）
となり、Ｃ２を以下のようにθ２，θ４の関数として表すことができる。
Ｃ２＝２・ｒ２・｛π／２−（π−θ２−θ４）／２｝・ｔａｎ｛（π−θ２−θ４）／２｝
＝２・ｒ２・（θ２＋θ４）／２・ｔａｎ｛（π−θ２−θ４）／２｝・・・（５）
【００３５】
同様にして、右第２屈曲レール１１ｆの長さＣ４は次のようにして求まる。ここで図７を参照にして、まず、ＲＰ５における垂線Ａ５とＲＰ７における垂線Ａ６との交点をＰ２とし、ＲＰ６とＰ２とを結ぶ線分をＡ７とする。また、垂線Ａ５と線分Ａ７とのなす角度を（θ５’／２）とし、出口レール本体４５と入り口レール本体４３の交差する仮想点をＰ３（図３参照）とする。
線分Ａ５の長さｒ４’は以下のように求まる。
ｒ４’＝ｒ４・ｔａｎ（θ５／２）・・・（６）
（θ５’／２）＝π／２−（θ５／２）・・・（７）
よって、
Ｃ４＝２・ｒ４’・（θ５’／２）
＝２・ｒ４・｛π／２−（θ５／２）｝ｔａｎ（θ５／２）・・・（８）
また、三角形ＲＰ６，ＲＰ３，Ｐ３の外角の関係から
θ５＝（π−θ４）＋θ３・・・（９）
となり、Ｃ４を以下のようにθ３，θ４の関数として表すことができる。
Ｃ４＝２・ｒ４・｛π／２−（π＋θ３−θ４）／２）｝ｔａｎ（（π＋θ３−θ４）／２）
＝２・ｒ４・（θ４−θ３）／２・ｔａｎ｛（π＋θ３−θ４）／２｝・・・（１０）
【００３６】
なお、第１屈曲レール１１ｅ，１２ｅの長さＣ１，Ｃ３は、第２屈曲レール１１ｆ，１２ｆの長さＣ２，Ｃ４よりも短くされており、このため、入口レール本体４３，５３と延伸レール本体４４，５４との交差角度が変化してもその長さはそれほど変化せず無視し得るし、また、この第１屈曲レール１１ｅ，１２ｅの長さＣ１，Ｃ３を２ｒ１として演算しても、それほどの誤差は発生しないため、本実施形態では、Ｃ１，Ｃ３の長さは２ｒ１，２ｒ３として演算している。
【００３７】
ＲＰ７，ＲＰ８間の長さをＬ５とすると、
右移動軌跡８１におけるＲＰ１〜ＲＰ８の長さＬＡは次のようになる。
ＬＡ＝Ｌ３＋Ｃ３＋Ｌ４＋Ｃ４＋Ｌ５・・・（１１）
ここで、
ＬＡ＝ＬＢ・・・（１２）
であるから、
Ｌ１＋Ｃ１＋Ｌ２＋Ｃ２＝Ｌ３＋Ｃ３＋Ｌ４＋Ｃ４＋Ｌ５・・・（１１’）
よってＬ５は、
Ｌ５＝Ｌ１＋Ｃ１＋Ｌ２＋Ｃ２−（Ｌ３＋Ｃ３＋Ｌ４＋Ｃ４）・・・（１３）
となり、
Ｌ１＝Ｌ３・・・（１４）
Ｃ１＝Ｃ３・・・（１５）
であるから、
Ｌ５＝Ｌ２−Ｌ４＋Ｃ２−Ｃ４
＝Ｌ２−Ｌ４
＋２・ｒ２・（θ２＋θ４）／２ｔａｎ（（π−θ２−θ４）／２）
−２・ｒ５・｛π／２−（π＋θ３−θ４）／２）｝ｔａｎ（（π＋θ３−θ４）／２）・・・（１３’）となる。
【００３８】
なお、ＬＰ３を原点とし、この原点におけるフィルム搬送方向をＹ軸とし、これに直交する軸をＸ軸とする。そして、原点から右へ移動する方向をＸ軸の正方向とし、原点から上へ移動する方向をＹ軸の正方向とする。
【００３９】
原点からＬＰ６へのｘ成分、ｙ成分はそれぞれ、
ｘ＝−（ｒ１＋Ｌ２＋ｒ２）ｓｉｎθ２・・・（１６）
ｙ＝（ｒ１＋Ｌ２＋ｒ２）ｃｏｓθ２・・・（１６’）
で表される。
【００４０】
また、ＬＰ６からＬＰ７へのｘ成分、ｙ成分はそれぞれ、
ｘ＝ｒ２・ｃｏｓ（π／２−θ４）・・・（１７）
ｙ＝ｒ２・ｓｉｎ（π／２−θ４）・・・（１７’）
【００４１】
したがって、ＬＰ７の座標のｘ成分、ｙ成分は上記式１６，１６’，１７，１７’より次のように表すことができる。
ｘ＝ｒ２・ｃｏｓ（π／２−θ４）−（ｒ１＋Ｌ２＋ｒ２）ｓｉｎθ２・・・（１８）
ｙ＝ｒ２・ｓｉｎ（π／２−θ４）＋（ｒ１＋Ｌ２＋ｒ２）ｃｏｓθ２・・・（１８’）
【００４２】
また、ＲＰ３からＲＰ６へのｘ成分、ｙ成分は、
ｘ＝（ｒ１＋Ｌ４＋ｒ４）ｓｉｎθ３・・・（１９）
ｙ＝（ｒ１＋Ｌ４＋ｒ４）ｃｏｓθ３・・・（１９’）
である。
【００４３】
さらに、ＲＰ６からＲＰ８へのｘ成分、ｙ成分は、
ｘ＝（ｒ４＋Ｌ５）ｃｏｓ（π／２−θ４）・・・（２０）
ｙ＝（ｒ４＋Ｌ５）ｓｉｎ（π／２−θ４）・・・（２０）
である。
【００４４】
上記式１９，１９’，２０，２０’を成分毎にまとめると、ＲＰ３からＲＰ８へのｘ成分、ｙ成分は、
ｘ＝（ｒ１＋Ｌ４＋ｒ４）ｓｉｎθ３＋（ｒ４＋Ｌ５）ｃｏｓ（π／２−θ４）・・・（２１）
ｙ＝（ｒ１＋Ｌ４＋ｒ４）ｃｏｓθ３＋（ｒ４＋Ｌ５）ｓｉｎ（π／２−θ４）・・・（２１’）
となる。
【００４５】
原点ＬＰ３からＲＰ３への各成分は、
ｘ＝Ｗ１・・・（２２）
ｙ＝０・・・（２２’）
であるので、ＲＰ８の座標のＸ成分、ｙ成分は、上記式２１，２１’，２２，２２’より、
ｘ＝（ｒ１＋Ｌ４＋ｒ４）ｓｉｎθ３＋（ｒ４＋Ｌ５）ｃｏｓ（π／２−θ４）＋Ｗ１・・・（２３）
ｙ＝（ｒ１＋Ｌ４＋ｒ４）ｃｏｓθ３＋（ｒ４＋Ｌ５）ｓｉｎ（π／２−θ４）・・・（２３’）
となる。
【００４６】
ＬＰ７からＲＰ８への各成分は、１８，１８’，２３，２３’より、
ｘ＝（ｒ１＋Ｌ４＋ｒ４）ｓｉｎθ３＋（ｒ４＋Ｌ５−ｒ２）ｃｏｓ（π／２−θ４）＋（ｒ１＋Ｌ２＋ｒ２）ｓｉｎθ２＋Ｗ１・・・（２４）
ｙ＝（ｒ１＋Ｌ４＋ｒ４）ｃｏｓθ３＋（ｒ４＋Ｌ５−ｒ２）ｓｉｎ（π／２−θ４）−（ｒ１＋Ｌ２＋ｒ２）ｃｏｓθ２・・・（２４’）
となる。
【００４７】
これにより、線分Ａ１の長さＷ３（ＬＰ７からＲＰ８までの距離）は、
Ｗ３＝（Δｘ2 ＋Δｙ2 ）1/2 ・・・（２５）
により求めることができる。
したがって、配向角度αはＷ２とＷ３との関係から以下のように求められる。
α＝ｃｏｓ-1（Ｗ２／Ｗ３）
＝ｃｏｓ-1（Ｎ・Ｗ１／Ｗ３）
＝ｃｏｓ-1｛Ｎ・Ｗ１／（Δｘ2 ＋Δｙ2 ）1/2 ｝・・・（２６）
【００４８】
したがって、供給するフィルムの幅Ｗ１と延伸倍率Ｎ（＝Ｗ２／Ｗ１）と配向角度αとが与えられると、上記式２６を満足するようなΔｘ2 ＋Δｙ2 を決定する。Δｘ2 ＋Δｙ2 は既に説明したように、θ２，θ３，θ４の関数で表すことができるから、上記式２６が成立するように、θ２，θ３，θ４を決定すると、各節点での開き角度を設定することができる。実際にはθ４を設定して、θ２とθ３とΔｘ2 ＋Δｙ2 との関係をグラフにプロットしておいた上で、設定のラインを決定し、各軸のセット位置を決定し、このセット位置に位置決め手段でセットする。
【００４９】
次に、本実施形態の作用を説明する。まず、キーボード等のデータ入力部７１からテンター入り口幅Ｗ１と、出口幅Ｗ２とを入力する。これらデータが入力されると、コントローラ７０は演算式を用いて、各位置決め部２１〜２８の位置を決定し、この位置になるように、各位置決め部２１〜２８の位置決めモータ６２を回転制御する。この後に、製膜ライン等により製膜されたフィルム１５がフィルム入り口１６からテンター装置１０内に送られる。入り口１６では、フィルムフィルムクリップ３０が開放状態になっており、送られてきたフィルム１５の両側縁部がフィルムクリップ３０内に入ると、フィルムクリップ３０が閉じられて、フィルム１５が把持される。フィルムクリップ３０は各チェーン１３，１４の回動により、レール１１，１２に沿って移動する。これにより、フィルム１５は延伸されて、側縁に対して配向軸が１０°以上８０°以下の任意の角度で傾斜したフィルム１５が製造される。このように、延伸倍率Ｎに応じて配向軸の角度が１０°以上８０°以下の任意の角度の斜交フィルムを簡単に製造することができる。
【００５０】
図８は、比較例としてのテンター装置１００を示している。このテンター装置１００では、左右の各レール１０１，１０２をリードネジ棒１０５〜１０９で変位させている。そして、これらリードネジ棒１０５〜１０９のうち、４つのネジ棒１０５〜１０８には両ネジが形成されており、１つのリードネジ棒１０５〜１０８によって２つのレール１０１，１０２を変位させている。なお、符号１１１，１１２は無端チェーンを、１１３は把持具としてのフィルムクリップを、１１５はチェーン駆動部を示している。また、１００ａは予熱部、１００ｂは延伸部、１００ｃは熱処理部を示している。
【００５１】
このテンター装置１００では、各レール１０１，１０２の変位角設定が左右連動するために、各レール１０１，１０２の変位の自由度が小さく、予め決定されているレールパターンに基づき、限られた延伸倍率でしかフィルム９９を延伸することができない。しかも、各リードネジ棒１０５〜１０９をハンドル１１０により手作業で回すことで、左右のレール１０１，１０２の距離を調節するため、αが例えば４５°±５°となるようなレールパターンに位置決めされるまで、時間と手間がかかる。すなわち、入り口位置ＰＡから熱処理部１００ｃの入り口位置ＰＢまでのチェーン長さＬＡ，ＬＢが同じＬＡ，ＬＢであり、この場合各αが４５°±５°となるような、チェーン１１１，１１２の周長Ｒ１，Ｒ２、及びＬＡ，ＬＢを探し求めてレールパターンを決めるため、時間と手間がかかってしまうことになる。また、上記以外の延伸倍率では４５°±５°に調整することができず、αが４５°±５°となる延伸パターンは、限られた倍率でしか得ることができない。
【００５２】
図９は、比較例のテンター装置における位置設定の平面図である。クリップ１１３が、テンター入り口ＰＡ（図８参照）でフィルム９９を把持し、延伸しながら搬送し、所定幅になった両側の点Ｐ１２０，Ｐ１２１を通る線分と、フィルム９９の両側の屈曲終点Ｐ１２２，Ｐ１２３を通る線分との交点をＰ１２４とし、なす角をθ１０とする。また、クリップ１１３の通過する軌跡のなかで、屈曲部であるＰ１２１とＰ１２３の間の円弧の長さをＣ１０、Ｐ１２０とＰ１２２の間の円弧の長さをＣ１１とする。右側のクリップ１１３の軌跡上の点で、テンター入り口ＰＡからのフィルム９９の進行方向における距離がＰ１２２と同じ距離である点を符号Ｐ１２５とおく。さらに、Ｐ１２３とＰ１２５の間のクリップ１１３の軌跡の長さを符号Ｃ１２とする。符号ｒ１０，ｒ１１は、それぞれ、Ｐ１２１とＰ１２４を端点とする線分の長さ、Ｐ１２２とＰ１２４を端点とする線分の長さを示す。
【００５３】
例えば、テンター入り口幅Ｗ１を２００ｍｍ、出口のフィルム幅Ｗ２を６００ｍｍ、配向角度αを４５°とすると、
Ｃ１２＝Ｗ２＝６００ｍｍ、
Ｃ１１−Ｃ１０＝６００ｍｍより、
（ｒ１１−ｒ１０）・θ１０＝６００ｍｍ
ここで、ｒ１１−ｒ１０＝６００ｍｍであるから、
θ１０＝１ｒａｄ＝５７．３°
である。
【００５４】
ここで、延伸倍率を１倍から３倍に変化させると考えて、Ｃ１１の範囲は、
（ｒ１１−２００）θ１０≦Ｃ１１≦ｒ１１・θ１０
である。同様に、Ｃ１０の範囲は、
ｒ１０・θ１０≦Ｃ１０≦（ｒ１０＋２００）
となる。Ｃ１０のｘ軸方向の位置設定範囲は２００ｍｍであるので、ｃ１０の全長は概ね６００ｍｍ、Ｃ１１の全長は１２００ｍｍ以上となってしまう。このように、入り口幅Ｗ１や延伸倍率Ｎが大きくなると、それに伴ってレール１０１，１０２の長さが大きくなり、装置１００が大きくなるとともに、フィルム９９に対する負荷を低減するのにもっとも適した円弧形状に調製することが困難となる。
【００５５】
これに対して、本実施形態では、各レール部及びレール連結部の位置を自由に設定することができるため、自由度が高くなる。したがって、任意の入り口幅及び出口幅を設定すると、これに応じた延伸倍率にすることができる。しかも、αが１０°以上８０°以下の任意の角度となるようなレールパターンを簡単に設定することができ、しかも延伸倍率に関係なく、αが１０°以上８０°以下の任意の角度の斜交フィルムが得られる。なお、ラインＣＬ２の装置に対する角度θＣ（図１または図３参照）は、製品の配向角度αと同一である必要はなく、したがって、１０°以上８０°以下に限定されるものではない。
【００５６】
上記実施形態では、位置決め部２１〜２８として、リードネジ棒６１と雌ねじ部とを用いて構成したが、各レール部及びレール連結部を独自に位置変更可能な構成であればよく、上記構成に限定されない。
【００５７】
また、各レール１１，１２は、入り口レール部１１ａ，１２ａ、出口レール部１１ｂ，１２ｂ、屈曲レール部１１ｃ，１２ｃの３つを組み合わせることにより構成したが、これら用いるレール数は３つに限定されず、適宜に変更してよい。
【００５８】
一般に、テンター型の延伸機の場合、フィルムクリップが固定されたチェーンがレールに沿って進む構造が多いが、本発明のように左右不均等な延伸方法をとったときは、実質的に把持する移動軌跡長ＬＡ，ＬＢで出入口位置を規定してしまうと出入口でレール１１，１２の終端がずれ、左右同時に噛み込み、離脱をしなくなることがある。この場合には、一方のレール端を他方のレール端に合わせるように延長して、左右同時の噛み込み及び離脱を行うようにするとよい。
【００５９】
延伸工程出口１７でフィルム１５の左右に進行速度差があると、延伸工程出口１７におけるシワ、寄りが発生するため、左右のフィルムクリップ３０の速度差は、実質的に同速度であることが求められる。速度差は好ましくは１％以下であり、さらに好ましくは０．５％未満であり、最も好ましくは０．０５％未満である。ここで述べる速度とは、毎分当たりに左右各々のフィルムクリップ３０が進む軌跡の長さのことである。一般的なテンター装置等では、チェーンを駆動するスプロケットの歯の周期、駆動モータの周波数等に応じ、秒以下のオーダーで発生する速度ムラがあり、しばしば数％のムラを生ずるが、これらは本発明で述べる速度差には該当しない。
【００６０】
さらに、フィルム１５のシワ、寄りの発生を解決するために、本発明のテンター装置１０では、フィルム１５の支持性を保ち、揮発分率が５ｖｏｌ％以上の状態を存在させて延伸した後、収縮させながら揮発分率を低下させることが好ましい。フィルム１５の支持性を保つとは、フィルム１５の膜性を損なうことなく両側縁を把持することを意味する。揮発分率については、延伸操作工程において常に５ｖｏｌ％以上の状態を維持していてもよいし、延伸操作工程の一部の区間に限って揮発分率が５ｖｏｌ％以上の状態を維持してもよい。後者の場合、入り口位置ＰＡを起算点として全延伸区間の５０％以上の区間、揮発分率が１２ｖｏｌ％以上の状態となっていることが好ましい。いずれにせよ、延伸前に揮発分率が１２ｖｏｌ％以上の状態を存在させておくことが好ましい。ここで、揮発分率（単位；ｖｏｌ％）とは、フィルムの単位体積あたりに含まれる揮発成分の体積を表し、揮発成分体積をフィルム体積で除した値とする。
【００６１】
本発明のテンター装置１０による延伸工程の前に、揮発分を含有させる工程を少なくとも１工程以上設けることが好ましい。揮発分を含有させる方法としては、フィルム１５をキャストし、水や溶剤などの揮発分を含有させたり、あるいは、水や溶剤などの揮発分に浸漬させるという方法がある。あるいはフィルム１５に水・溶媒等を塗布・噴霧してもよい。ポリビニルアルコールなど親水性ポリマーのフィルムの場合は、高温高湿雰囲気下で水を含有するので、高湿雰囲気下で調湿後延伸、もしくは高湿条件下で延伸することにより揮発分を含有させることができる。これらの方法以外でも、上記のとおり揮発分率を５％以上にさせることができれば、いかなる手段を用いても良い。
【００６２】
好ましい揮発分率は、フィルム１５の種類によって異なる。揮発分率の最大は、フィルム１５の支持性を保つ限界とすることができる。好ましい揮発分率は、ポリビニルアルコールでは１０％〜１００％、セルロースアシレートでは１０％〜２００％である。
【００６３】
本発明のテンター装置１０により延伸することによって、フィルム１５は優れた偏光能を有する偏光膜として利用することができる。得られた偏光膜としてのフィルム１５の両面又は片面に保護膜（保護フィルム）を接着剤層を介して設けることにより、偏光板が得られる。本発明によると、フィルム１５の配光軸の角度αを、１０°以上８０°以下の範囲で任意に設定することができるので、他の光学部材と組み合わせて使用する際にも非常に有効である。得られた偏光板は、優れた単板透過率及び偏光度を有する。したがって、液晶表示装置として用いる場合に、画像のコントラストを高めることができ、有利である。
【００６４】
偏光板を作製する際には、さらに、本発明のテンター装置による延伸工程の前に、延伸するフィルム、例えば偏光膜用として用いるポリビニルアルコール等を、ヨウ素−ヨウ化カリウム等の偏光子を含む水溶液で染色することが好ましい。その後、延伸工程に付し、延伸工程後あるいは延伸工程の最終段階付近で、保護膜と貼り合わせるとよい。
【００６５】
本発明のテンター装置１０を用いる延伸は、特に限定されたポリマーフィルムに対するものではなく、特に、偏光膜を形成するための延伸を対象とする熱可塑性の適宜なポリマーからなるフィルムに対して有効である。ポリマーの例としては、ポリビニルアルコール、ポリカーボネート、セルロースアシレート、ポリスルホンなどを挙げることができる。好ましくはポリビニルアルコールを包含するポリビニルアルコール系ポリマーである。ポリビニルアルコールは通常、ポリ酢酸ビニルをケン化したものであるが、例えば不飽和カルボン酸、不飽和スルホン酸、オレフィン類、ビニルエーテル類のように酢酸ビニルと共重合可能な成分を少量含有しているものでも構わない。また、アセトアセチル基、スルホン酸基、カルボキシル基、オキシアルキレン基等を含有する変性ポリビニルアルコールもポリビニルアルコール系ポリマーに含まれ好ましく用いることができる。なかでも、ポリビニルアルコールが最も好ましい。
【００６６】
ポリビニルアルコールのケン化度は特に限定されないが、溶解性等の観点から８０〜１００ｍｏｌ％が好ましく、９０〜１００ｍｏｌ％が特に好ましい。またポリビニルアルコールの重合度は特に限定されないが、１０００〜１００００が好ましく、１５００〜５０００が特に好ましい。
【００６７】
また、ポリビニルアルコール，ポリ塩化ビニルを脱水、脱塩素することによりポリエン構造をつくり、共役二重結合により偏光を得るいわゆるポリビニレン系偏光膜の製造にも、本発明のテンター装置は好ましく用いることができる。
【００６８】
延伸前のフィルム１５の好ましい弾性率は、ヤング率で表して、０．０１Ｍｐａ以上５０００Ｍｐａ以下、更に好ましくは０．１Ｍｐａ以上５００Ｍｐａ以下である。弾性率が低すぎると延伸時・延伸後の収縮率が低くなり、シワが消えにくくなり、また高すぎると延伸時にかかる張力が大きくなり、フィルム１５の両側縁部を保持する部分の強度を高くする必要が生じ、テンター装置１０に対する負荷が大きくなる。
【００６９】
延伸前のフィルムの厚味は特に限定されないが、フィルム把持の安定性、延伸の均質性の観点から、１μｍ〜１ｍｍが好ましく、２０〜２００μｍが特に好ましい。
【００７０】
偏光膜は、偏光膜用フィルム、例えばポリビニルアルコールフィルムを配向すると共に、上記のとおり偏光子で染色して得られる。本発明のテンター装置により延伸されたフィルム１５を偏光膜として利用する場合、好ましく使用される偏光子は、ヨウ素−ヨウ化カリウムで生成したＩ3-、Ｉ5-等の多ヨウ素イオンおよび／または有機二色性色素である。二色性色素の具体例としては、例えばアゾ系色素、スチルベン系色素、ピラゾロン系色素、トリフェニルメタン系色素、キノリン系色素、オキサジン系色素、チアジン系色素、アントラキノン系色素等の色素系化合物を挙げることができる。水溶性のものが好ましいが、この限りではない。また、これらの二色性分子にスルホン酸基、アミノ基、水酸基などの親水性置換基が導入されていることが好ましい。二色性分子の具体例としては、例えばシー．アイ．ダイレクト．イエロー１２、シー．アイ．ダイレクト．オレンジ３９、シー．アイ．ダイレクト．オレンジ７２、シー．アイ．ダイレクト．レッド３９、シー．アイ．ダイレクト．レッド７９、シー．アイ．ダイレクト．レッド８１、シー．アイ．ダイレクト．レッド８３、シー．アイ．ダイレクト．レッド８９、シー．アイ．ダイレクト．バイオレット４８、シー．アイ．ダイレクト．ブルー  ６７、シー．アイ．ダイレクト．ブルー９０、シー．アイ．ダイレクト．グリーン５９、シー．アイ．アシッド．レッド３７等が挙げられ、さらに特開昭６２−７０８０２号、特開平１−１６１２０２号、特開平１−１７２９０６号、特開平１−１７２９０７号、特開平１−１８３６０２号、特開平１−２４８１０５号、特開平１−２６５２０５号、特開平７−２６１０２４号の各公報記載の色素等が挙げられる。これらの二色性分子は遊離酸、あるいはアルカリ金属塩、アンモニウム塩、アミン類の塩として用いられる。これらの二色性分子は２種以上を配合することにより、各種の色相を有する偏光子を製造することができる。偏光板として吸収軸を直交させた時に黒色を呈する化合物（色素）や黒色を呈するように各種の二色性分子を配合したものが単板透過率、偏光度とも優れており好ましい。本発明のテンター装置１０により延伸されたフィルムに対しては、特にヨウ素−ヨウ化カリウムで生成したＩ3-、Ｉ5-等の多ヨウ素イオンが好ましく使用される。
【００７１】
本発明のテンター装置１０によりポリビニルアルコールフィルムを延伸した場合には、偏光子による染色を気相または液相吸着により行うことができるが、液相で行うことが好ましい。ヨウ素−ヨウ化カリウムで生成したＩ3-、Ｉ5-等の多ヨウ素イオンを偏光子として使用する場合、ヨウ素−ヨウ化カリウム水溶液にポリビニルアルコールフィルムを浸漬させて行われる。ヨウ素は０．１〜２０ｇ／ｌ、ヨウ化カリウムは１〜２００ｇ／ｌ、ヨウ素とヨウ化カリウムの質量比は１〜２００が好ましい。染色時間は１０〜５０００秒が好ましく、液温度は５〜６０℃が好ましい。染色方法としては浸漬だけでなく、ヨウ素あるいは染料溶液の塗布あるいは噴霧等、任意の手段が可能である。染色工程は、本発明の延伸工程の前後いずれに置いても良いが、貼り合わせ時の含水率を１０％未満とするため、延伸工程前に液相で染色することが特に好ましい。
【００７２】
本発明のテンター装置１０により延伸するものが、偏光膜用途のフィルムの場合は、ポリマーを架橋させる添加物を用いることが好ましい。特に本発明のテンター装置を用いて、斜め方向の延伸を行う場合、延伸工程出口でフィルムが十分に硬膜されていないと、工程のテンションでフィルムの配向方向がずれてしまうことがあるため、延伸前工程あるいは延伸工程で架橋剤溶液に浸漬、または溶液を塗布して硬膜剤（架橋剤）を含ませるのが好ましい。硬膜剤（架橋剤）を偏光膜用ポリマーフィルムに付与する手段は、特に限定されるものではなく、フィルムの液への浸漬あるいは塗布や噴霧等任意の方法を用いることができるが、特に浸漬法と塗布法が好ましい。塗布手段としてはロールコータ、ダイコータ、バーコータ、スライドコータ、カーテンコータ等、通常知られている任意の手段をとることができる。また、溶液を含浸させた布、綿、多孔質素材等をフィルムに接触する方式も好ましい。硬膜剤（架橋剤）としては、米国再発行特許第２３２８９７号に記載のものが使用できるが、ホウ酸、ホウ砂が実用的に好ましく用いられる。また、亜鉛、コバルト、ジルコニウム、鉄、ニッケル、マンガン等の金属塩も併せて用いることができる。
【００７３】
硬膜剤（架橋剤）の付与は、テンター装置１０への導入前に行ってもよいし、テンター工程のによる噛み込後に行っても良く、延伸部１０ｂの工程の終端までのいずれかの工程で行えばよい。また、硬膜剤（架橋剤）を添加した後に洗浄・水洗工程を設けてもよい。
【００７４】
本発明のテンター装置１０で製造された偏光膜の両面あるいは片面に保護フィルムを貼り付ける場合は、保護フィルムの種類は特に限定されず、セルロースアセテート、セルロースアセテートブチレート、セルロースプロピオネート等のセルロースエステル類、ポリカーボネート、ポリオレフィン、ポリスチレン、ポリエステル等を用いることができるが、保護フィルムのレターデーション値が一定値以上であると、偏光軸と保護フィルムの配向軸が斜めにずれているため、直線偏光が楕円偏光に変化し、好ましくない。このため保護フィルムのレターデーションは低いことが好ましい。この観点から特に好ましくはセルローストリアセテートである。
【００７５】
長尺、特にロール形態の偏光板を得るまで、一貫工程で作製する場合には、染色のムラや抜けがないことが必要とされる。本発明のテンター装置１０による延伸の前のフィルム中に揮発成分に分布のムラ（フィルム面内の場所による揮発成分量の差異）があると染色ムラ、抜けの原因となる。従って、延伸前のフィルム１５の揮発分成分の含有分布は小さいほうが好ましく、少なくとも５％以下であることが好ましい。揮発分成分の分布とは、上記で定義された揮発分率の平均揮発分率に対する、最大値または最小値と該平均揮発分率との差の大きい方の比を表す。揮発分成分の含有分布を小さくする方法として、フィルム１５の表裏表面を均一なエアーでブローする、ニップローラーにて均一に絞る、ワイパーなどで拭き取る（ブレード、スポンジ拭き取りなど）などの方法挙げられるが、分布が均一になればいかなる方法を用いても良い。
【００７６】
延伸させたフィルム１５の収縮は、延伸時、延伸後のいずれの工程でも行って良い。収縮は、斜め方向に配向する際の発生するポリマーフィルムのシワが解消すればよく、その手段としては、加熱することにより揮発分を除去する方法などが挙げられるが、フィルム１５を収縮させればいかなる手段を用いても良い。好ましいフィルム１５の収縮率は、配向軸の角度αを用いると、１／ｓｉｎα以上とすることが好ましい。
【００７７】
斜め方向に配向する際に発生するフィルム１５のシワは、本発明のテンター装置１０における熱処理部１０ｃの終端までに消失していればよい。しかし、シワの発生から消失までに時間がかかると、延伸の方向性にばらつきが生じることがあるので、好ましくは、シワが発生した地点からできるだけ短い移行距離でシワが消失することが良い。このためには、揮発分量の揮発速度を高くするなどの方法がある。
【００７８】
発生したシワが消失する条件であれば、乾燥条件はいかようでもかまわない。ただし、所望の配向角度が得られた後できるだけ短い移動距離で乾燥点が来るように調節するのが好ましい。乾燥点とは、フィルム１５の表面膜温度が環境雰囲気温度と同じになる場所を意味する。このことから、乾燥速度もできるだけ速いほうが好ましい。乾燥温度については、本発明のテンター装置１０でポリビニルアルコールを延伸する場合、２０℃以上１００℃以下が好ましく、さらに好ましくは４０℃以上９０℃以下である。
【００７９】
本発明のテンター装置１０による延伸を行うフィルム１５が、ポリビニルアルコール系ポリマーのとき、揮発分としては水が好ましい。そして、配向板を得ることが目的の場合は、保護膜の貼り合わせ時の含水率（揮発分率）が１０％未満となるように乾燥することが好ましい。さらに好ましい含水率は８％未満である。
【００８０】
本発明において、フィルム１５がポリビニルアルコール系ポリマーフィルムで、硬膜剤を使用した場合、斜め方向に延伸した状態を緩和せずに保つために、延伸前後で水に対する膨潤率が異なることが好ましい。具体的には、延伸前の膨潤率が高く、延伸・乾燥後の膨潤率が低くなることが好ましい。更に好ましくは、延伸する前の水に対する膨潤率が３％以上で、乾燥後の膨潤率が３％以下であることである。
【００８１】
本発明のテンター装置において、フィルムクリップ３０の軌跡を規制するレール１１，１２には、しばしば大きい屈曲率が求められる。急激な屈曲による把持具同士の干渉、あるいは局所的な応力集中を避ける目的から、屈曲部ではフィルムクリップ３０の軌跡が円弧を描くようにすることが望ましい。
【００８２】
また、フィルム１５を延伸する速度は、単位時間当りの延伸倍率で表すと、１．１倍／分以上、好ましくは２倍／分以上で、早いほうが好ましい。また、長手方向の進行速度は、０．１ｍ／分以上、好ましくは１ｍ／分以上で、早いほうが生産性の観点から見て好ましい。いずれの場合も、上限は、延伸するフィルム１５及びテンター装置１０により異なる。
【００８３】
本発明のテンター装置において、延伸前のフィルム１５に異物が付着していると、表面が粗くなるため、異物を取ることが好ましい。異物が存在していると、特に偏光板作製時には、色むら・光学むらの原因となる。また、偏光板を製造するときには、保護膜を張り合わせるまでの間に、異物が付着しないことも重要で、極力浮遊するゴミが少ない環境下で製造することが好ましい。本発明のテンター装置１０での延伸に供するフィルム１５の異物の量とは、フィルム表面に付着している異物の重量を表面積で割った値で、平方メートルあたりのグラム数を表す。異物は、１ｇ／ｍ2 以下が好ましく、更に好ましくは０．５ｇ／ｍ2 以下であり、少ないほど好ましい。
【００８４】
異物の除去方法としては特に限定されず、延伸前のフィルム１５に悪影響を与えることなく、異物を除去することができれば、いずれの方法でもよい。例えば、水流を吹き付けることにより異物を掻き落とす方法、気体噴射により異物を掻き落とす方法、布、ゴム等のブレードを用いて異物を掻き落とす方法等が挙げられる。
【００８５】
本発明のテンター装置１０において、フィルム１５の両側縁をフィルムクリップ３０により把持する際、把持しやすいようにフィルム１５を張った状態にしておくことが好ましい。具体的には、フィルム１５の長手方向に張力をかけてフィルムを張るなどの方法が挙げられる。張力としては、延伸前のフィルム状態により異なるが、弛まない程度にすることが好ましい。
【００８６】
延伸時の環境温度は、少なくともフィルム１５に含まれる揮発分の凝固点以上であればよい。フィルム１５がポリビニルアルコール系のものである場合には、２５℃以上が好ましい。また、偏光膜を作製するためのヨウ素・ホウ酸を浸漬したポリビニルアルコール系フィルムを延伸する場合には、２５℃以上９０℃以下が好ましく、さらに好ましい温度範囲は４０℃以上９０℃以下である。
【００８７】
延伸時の湿度に関しては、揮発分が水であるフィルム、例えばポリビニルアルコール、セルロースアシレートなどの場合は、調湿雰囲気下で延伸することが好ましい。ポリビニルアルコールである場合は、５０％以上１００％以下が好ましく、さらに好ましい湿度範囲は８０％以上１００％以下である。
【００８８】
本発明のテンター装置で得られた偏光膜には、各種機能膜を保護膜として直接片面または両面に貼合することができる。機能膜の例としては、λ／４板、λ／２板などの位相差膜、光拡散膜、偏光板と反対面に導電層を設けたプラスチックセル、異方性散乱や異方性光学干渉機能等をもつ輝度向上膜、反射板、半透過機能を持つ反射板等があげられる。
【００８９】
保護膜としては、上に述べた好ましい保護膜を一枚、または複数枚積層して用いることができる。偏光膜の両面に同じ保護膜を貼合しても良いし、両面に異なる機能、物性をもつ保護膜をそれぞれ貼合しても良い。また、片面のみに上記保護膜を貼合し、反対面には直接液晶セルを貼合するために、粘着剤層を直接設けて保護膜を貼合しないことも可能である。この場合粘着剤の外側には、剥離可能なセパレータフィルムを設けることが好ましい。
【００９０】
本発明のテンター装置１０で延伸を行うフィルム１５としては、その膜厚が薄いものが多いが、ハンドリング時のフィルム１５の裂け等のトラブルを回避するため、フィルム１５を延伸後、収縮させ揮発分率を低下させる乾燥工程において、乾燥中もしくは乾燥直後に少なくとも片面に保護膜を貼り合わせ、後加熱する工程を有することが好ましい。具体的な貼り付け方法として、乾燥工程中、両端を保持した状態で接着剤を用いてフィルム１５に保護膜を貼り付け、その後両端を耳きりする、耳きりの方法としては、刃物などのカッターで切る方法、レーザーを用いる方法など、一般的な技術を用いることができる。貼り合わせ直後に、接着剤を乾燥させるため、および偏光性能を良化させるために、加熱することが好ましい。加熱の条件としては、接着剤により異なるが、水系の場合は、３０℃以上が好ましく、さらに好ましくは４０℃以上１００℃以下、さらに好ましくは５０℃以上８０℃以下である。これらの工程は一貫した製造ラインで行われることが、性能上及び生産性を高くする上で好ましい。
【００９１】
【実施例】
ポリビニルアルコールのフィルム１５をヨウ素５．０ｇ／ｌ、ヨウ化カリウム１０．０ｇ／ｌの水溶液に２５℃にて９０秒浸漬し、さらにホウ酸１０ｇ／ｌの水溶液に２５℃にて６０秒浸漬後、テンター装置１０に導入し、約５０℃、９８％雰囲気下で５倍に一旦延伸した後、以降幅を一定に保ち、７０℃で乾燥した後テンター装置１０より離脱した。乾燥後の揮発分率は２％であった。テンター入り口幅Ｗ１を２００ｍｍ、出口幅Ｗ２を７０５ｍｍ、α＝４５とした。θ2 ＝１３．５°、θ3 ＝１３．５°、θ4 ＝３１．５°として、テンター装置１０の各レール１１，１２の位置設定を行った。
【００９２】
さらに、ポリビニルアルコール（（株）クラレ製ポリビニルアルコール−１１７Ｈ）３％水溶液を接着剤として上記延伸フィルムとケン化処理した富士写真フィルム（株）製フジタック（セルローストリアセテート、レターデーション値３．０ｎｍ）とを貼り合わせ、さらに７０℃で乾燥して有効幅６５０ｍｍの偏光板を得た。得られた偏光板の吸収軸方向は、長手方向に対し４５°傾斜していた。この偏光板の５５０ｎｍにおける透過率は４３．３％、偏光度は９９．９８％であった。  さらに３１０×２３３ｍｍサイズに裁断したところ、９５％の面積効率で辺に対し４５°吸収軸が傾斜した偏光板を得ることができた。
【００９３】
【発明の効果】
本発明によれば、各レールの変位の自由度を高めることができ、側縁に対して配向軸が１０°以上８０°以下の範囲で任意の角度に傾斜させたフィルム等のシート状物を任意の延伸倍率、任意の幅でロスの少ない状態で製造することができる。しかも、種々のレールパターンの変更も短時間で簡単に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のテンター装置の概略を示す機能ブロックを含む平面図である。
【図２】本発明のテンター装置の概略を示す平面図である。
【図３】本発明のテンター装置の位置設定を示す平面図である。
【図４】本発明のテンター装置の左側の第１屈曲レール位置設定を示す平面図である。
【図５】本発明のテンター装置の左側の第２屈曲レール位置設定を示す平面図である。
【図６】本発明のテンター装置の右側の第１屈曲レール位置設定を示す平面図である。
【図７】本発明のテンター装置の右側の第２屈曲レール位置設定を示す平面図である。
【図８】比較例としてのテンター装置の概略を示す平面図である。
【図９】比較例としてのテンター装置の位置設定を示す平面図である。
【符号の説明】
１０  テンター装置
１１，１２  レール
１３，１４  無端チェーン
１５  フィルム
１６  入り口
１７  出口
２１〜２８  位置決め部
２９  チェーン駆動部
３０  クリップ
３３〜３６  スプロケット
４６，４７、５６，５７  連結軸
４８，４９，５８，５９  移動軸
６１  リードネジ棒
６２  モータ
７０  コントローラ
７１  データ入力部
Ｎ    延伸倍率
Ｗ１  テンター入口幅
Ｗ２  テンター出口幅
【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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