(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2023177606
(43)【公開日】2023-12-14
(54)【発明の名称】フィルム延伸装置、及びフィルムの製造方法
(51)【国際特許分類】
B29C 55/06 20060101AFI20231207BHJP
【ＦＩ】
B29C55/06
【審査請求】未請求
【請求項の数】10
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022090355
(22)【出願日】2022-06-02
(71)【出願人】
【識別番号】000000941
【氏名又は名称】株式会社カネカ
(74)【代理人】
【識別番号】100155712
【弁理士】
【氏名又は名称】村上 尚
(72)【発明者】
【氏名】増田 友昭
【テーマコード（参考）】
4F210
【Ｆターム（参考）】
4F210AC03
4F210AG01
4F210AJ08
4F210AK04
4F210AK07
4F210AR06
4F210AR07
4F210AR12
4F210AR13
4F210AR20
4F210QA03
4F210QA10
4F210QC02
4F210QD34
4F210QD36
4F210QD50
4F210QG01
4F210QG18
4F210QM01
4F210QM02
4F210QM03
4F210QM04
4F210QM11
4F210QM15
4F210QM20
(57)【要約】
【課題】コンパクトな構成で、フィルムに皺等の外観不良が生じることが低減したフィルム延伸装置を提供する。
【解決手段】フィルム延伸装置（１００）は、搬送方向に張力を加えられて搬送されるフィルム（Ｆ）の搬送方向に離間して配置され、それぞれフィルム（Ｆ）の幅方向に延在する一対のガイドローラ（１、２）と、一対のガイドローラ（１、２）間のフィルム（Ｆ）を熱放射により加熱する加熱部（３）と、搬送方向における下流側のガイドローラ（２）上に位置し、フィルム（Ｆ）の両端部それぞれをガイドローラ（２）との間に挟む一対のニップローラ（４）と、を備える。
【選択図】図１
【解決手段】フィルム延伸装置（１００）は、搬送方向に張力を加えられて搬送されるフィルム（Ｆ）の搬送方向に離間して配置され、それぞれフィルム（Ｆ）の幅方向に延在する一対のガイドローラ（１、２）と、一対のガイドローラ（１、２）間のフィルム（Ｆ）を熱放射により加熱する加熱部（３）と、搬送方向における下流側のガイドローラ（２）上に位置し、フィルム（Ｆ）の両端部それぞれをガイドローラ（２）との間に挟む一対のニップローラ（４）と、を備える。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
搬送方向に張力を加えられて搬送されるフィルムの前記搬送方向に離間して配置され、それぞれ前記フィルムの幅方向に延在する一対のガイドローラと、
前記一対のガイドローラ間の前記フィルムを熱放射により加熱する加熱部と、
前記搬送方向における下流側のガイドローラ上に位置し、前記フィルムの両端部それぞれを前記ガイドローラとの間に挟む一対のニップローラと、
を備える、フィルム延伸装置。
前記一対のガイドローラ間の前記フィルムを熱放射により加熱する加熱部と、
前記搬送方向における下流側のガイドローラ上に位置し、前記フィルムの両端部それぞれを前記ガイドローラとの間に挟む一対のニップローラと、
を備える、フィルム延伸装置。
【請求項2】
前記一対のニップローラは、前記フィルムの全幅の１．０％～１５％に当接するように配置されている、請求項１に記載のフィルム延伸装置。
【請求項3】
前記ニップローラは、回転軸が前記下流側のガイドローラの回転軸に対し、それぞれ０°より大きく６０°以下の角度をなすように配置されている、請求項１又は２に記載のフィルム延伸装置。
【請求項4】
前記ニップローラは、ローラ芯に、ニトリルゴム、クロロプレンゴム、エチレンプロピレンゴム、シリコーンゴム、ブチルゴム、スチレンゴム、ウレタンゴム、ハイパロンゴム、及びフッ素ゴムからなる群から選択される１種以上のゴムを被覆してなるゴムローラである、請求項１又は２に記載のフィルム延伸装置。
【請求項5】
前記下流側のガイドローラの表面粗さは、最大高さが１．６Ｓ以下であり、
前記ガイドローラの直径は、１０ｍｍ以上である、請求項１又は２に記載のフィルム延伸装置。
前記ガイドローラの直径は、１０ｍｍ以上である、請求項１又は２に記載のフィルム延伸装置。
【請求項6】
前記一対のガイドローラの速度比率により１軸延伸を行う、請求項１又は２に記載のフィルム延伸装置。
【請求項7】
前記加熱部は赤外線ヒータを有する、請求項１又は２に記載のフィルム延伸装置。
【請求項8】
請求項１又は２のフィルム延伸装置を用いたフィルムの製造方法。
【請求項9】
前記フィルムのガラス転移温度は、８０℃～２５０℃である、請求項８に記載のフィルムの製造方法。
【請求項10】
前記フィルムは、厚み５０μｍにおける全光線透過率が８０％以上である透明ポリイミドである、請求項８に記載のフィルムの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、フィルム延伸装置、及びフィルムの製造方法に関する。
【背景技術】
【0002】
熱可塑性樹脂フィルム等のフィルムの製造に際し、フィルム自体を加熱し、フィルムの搬送方向に張力を付加して、フィルムを延伸する技術が知られている。フィルムの熱膨張等により、フィルムに皺が生じることある。皺の発生を低減する技術として、特許文献１には、フィルムの幅方向への張力をクロスガイダにより発生させることが開示されている。特許文献２には、フィルムの幅方向の端部を表裏から挟むクロスガイダを配置し、フィルムに歪を付与することが開示されている。特許文献３は、フィルムの端を把持するニップローラを有し、フィルムに幅方向の引張り力を与えることが開示されている。特許文献４には、走行するフィルムの幅方向の両側の位置にそれぞれ、回転可能な円板から成る一対のディスクをフィルムに拡開力を与えるように設けることが開示されている。特許文献５には、搬送するフィルムの幅方向の両端部の近傍に、クロスガイダを配置することが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開２０１７－０３７２９０号公報
【特許文献2】特開２００９－２０３０５５号公報
【特許文献3】特開昭６２－２６３０２３号公報
【特許文献4】特開昭６０－０７６３１８号公報
【特許文献5】特開２００７－２６１７７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
原反として熱可塑性フィルムを用い、フィルムを加熱して、搬送方向に延伸するフィルム延伸装置において、コンパクトな構成で、フィルムに皺等の外観不良が生じることを低減させることが求められている。
【0005】
本発明の一態様は、フィルムの搬送方向に延伸するフィルム延伸装置において、コンパクトな構成でフィルムの延伸を可能としつつ、フィルムに皺等の外観不良が生じることを低減させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
上記の課題を解決するために、本発明の一実施形態は、以下の構成を含むものである。
〔１〕搬送方向に張力を加えられて搬送されるフィルムの前記搬送方向に離間して配置され、それぞれ前記フィルムの幅方向に延在する一対のガイドローラと、前記一対のガイドローラ間の前記フィルムを熱放射により加熱する加熱部と、前記搬送方向における下流側のガイドローラ上に位置し、前記フィルムの両端部それぞれを前記ガイドローラとの間に挟む一対のニップローラと、を備える、フィルム延伸装置。
〔２〕前記一対のニップローラは、前記フィルムの全幅の１．０％～１５％に当接するように配置されている、〔１〕に記載のフィルム延伸装置。
〔３〕前記ニップローラは、回転軸が前記下流側のガイドローラの回転軸に対し、それぞれ０°より大きく６０°以下の角度をなすように配置されている、〔１〕又は〔２〕に記載のフィルム延伸装置。
〔４〕前記ニップローラは、ローラ芯に、ニトリルゴム、クロロプレンゴム、エチレンプロピレンゴム、シリコーンゴム、ブチルゴム、スチレンゴム、ウレタンゴム、ハイパロンゴム、フッ素ゴムからなる群から選択される１種以上のゴムを被覆してなるゴムローラである、〔１〕又は〔２〕に記載のフィルム延伸装置。
〔５〕前記下流側のガイドローラの表面粗さは、最大高さが１．６Ｓ以下であり、前記ガイドローラの直径は、１０ｍｍ以上である、〔１〕又は〔２〕に記載のフィルム延伸装置。
〔６〕前記一対のガイドローラの速度比率により１軸延伸を行う、〔１〕又は〔２〕に記載のフィルム延伸装置。
〔７〕前記加熱部は赤外線ヒータを有する、〔１〕又は〔２〕に記載のフィルム延伸装置。
〔８〕〔１〕又は〔２〕に記載のフィルム延伸装置を用いたフィルムの製造方法。
〔９〕前記フィルムのガラス転移温度は、８０℃～２５０℃である、〔８〕に記載のフィルムの製造方法。
〔１０〕前記フィルムは、厚み５０μｍにおける全光線透過率が８０％以上である透明ポリイミドである、〔８〕に記載のフィルムの製造方法。
〔１〕搬送方向に張力を加えられて搬送されるフィルムの前記搬送方向に離間して配置され、それぞれ前記フィルムの幅方向に延在する一対のガイドローラと、前記一対のガイドローラ間の前記フィルムを熱放射により加熱する加熱部と、前記搬送方向における下流側のガイドローラ上に位置し、前記フィルムの両端部それぞれを前記ガイドローラとの間に挟む一対のニップローラと、を備える、フィルム延伸装置。
〔２〕前記一対のニップローラは、前記フィルムの全幅の１．０％～１５％に当接するように配置されている、〔１〕に記載のフィルム延伸装置。
〔３〕前記ニップローラは、回転軸が前記下流側のガイドローラの回転軸に対し、それぞれ０°より大きく６０°以下の角度をなすように配置されている、〔１〕又は〔２〕に記載のフィルム延伸装置。
〔４〕前記ニップローラは、ローラ芯に、ニトリルゴム、クロロプレンゴム、エチレンプロピレンゴム、シリコーンゴム、ブチルゴム、スチレンゴム、ウレタンゴム、ハイパロンゴム、フッ素ゴムからなる群から選択される１種以上のゴムを被覆してなるゴムローラである、〔１〕又は〔２〕に記載のフィルム延伸装置。
〔５〕前記下流側のガイドローラの表面粗さは、最大高さが１．６Ｓ以下であり、前記ガイドローラの直径は、１０ｍｍ以上である、〔１〕又は〔２〕に記載のフィルム延伸装置。
〔６〕前記一対のガイドローラの速度比率により１軸延伸を行う、〔１〕又は〔２〕に記載のフィルム延伸装置。
〔７〕前記加熱部は赤外線ヒータを有する、〔１〕又は〔２〕に記載のフィルム延伸装置。
〔８〕〔１〕又は〔２〕に記載のフィルム延伸装置を用いたフィルムの製造方法。
〔９〕前記フィルムのガラス転移温度は、８０℃～２５０℃である、〔８〕に記載のフィルムの製造方法。
〔１０〕前記フィルムは、厚み５０μｍにおける全光線透過率が８０％以上である透明ポリイミドである、〔８〕に記載のフィルムの製造方法。
【発明の効果】
【0007】
本発明の一態様によれば、コンパクトな構成で、フィルムに皺等の外観不良が生じることを低減させることができる。
【図面の簡単な説明】
【0008】
【図1】本発明の実施形態に係るフィルム延伸装置の概略構成の一例を示す斜視図である。
【図2】本発明の実施形態に係る第２ガイドローラの内部構造を示す斜視図である。
【図3】本発明の実施形態に係る第２ガイドローラの回転軸に対するニップローラの配置を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【0009】
〔本発明の実施形態の技術的思想〕
従来のフィルム延伸装置においては、フィルム自体を昇温するためにオーブンを使用していた。そのため予熱～本加熱に至るまでに長時間を要し、生産効率を上げるために、フィルムの搬送方向に沿って非常に長いオーブンを使用していた。これにより、生産設備にかかる固定費が増大し、問題となっていた。加熱時間が長いことで、フィルムの特性の低下が生じる品種もあり、本出願人は、短時間でフィルムの温度を昇温させることができる赤外線ヒータ、特に遠赤外線ヒータを用いたフィルム延伸装置を採用するに至った。この方式のフィルム延伸装置においては、省スペースで延伸が達成できる反面、処理中にフィルムに皺等の外観不良を誘発することも見出されたため、コンパクトな構成を維持しつつ、その対策を行うことが求められた。
従来のフィルム延伸装置においては、フィルム自体を昇温するためにオーブンを使用していた。そのため予熱～本加熱に至るまでに長時間を要し、生産効率を上げるために、フィルムの搬送方向に沿って非常に長いオーブンを使用していた。これにより、生産設備にかかる固定費が増大し、問題となっていた。加熱時間が長いことで、フィルムの特性の低下が生じる品種もあり、本出願人は、短時間でフィルムの温度を昇温させることができる赤外線ヒータ、特に遠赤外線ヒータを用いたフィルム延伸装置を採用するに至った。この方式のフィルム延伸装置においては、省スペースで延伸が達成できる反面、処理中にフィルムに皺等の外観不良を誘発することも見出されたため、コンパクトな構成を維持しつつ、その対策を行うことが求められた。
【0010】
本発明者は、フィルム延伸装置の、ヒータによるフィルムの加熱領域の下流側のローラ上に、フィルムの両端部をニップするニップローラを設けることにより、コンパクトな構成で、フィルムが拡幅され、フィルムに皺等が生じることを低減できること見出し、本発明を完成した。
【0011】
以下、図面に基づいて具体的に説明する。
【0012】
〔実施形態〕
（フィルム延伸装置１００の概要）
図１は、本発明の一の実施形態に係るフィルム延伸装置１００の概略構成の一例を示す斜視図である。図１におけるＸ軸方向を左右方向とし、Ｙ軸方向を前後方向とし、Ｚ軸方向を上下方向とする。Ｙ軸方向は搬送されるフィルムＦの幅方向でもある。
（フィルム延伸装置１００の概要）
図１は、本発明の一の実施形態に係るフィルム延伸装置１００の概略構成の一例を示す斜視図である。図１におけるＸ軸方向を左右方向とし、Ｙ軸方向を前後方向とし、Ｚ軸方向を上下方向とする。Ｙ軸方向は搬送されるフィルムＦの幅方向でもある。
【0013】
フィルム延伸装置１００は、第１ガイドローラ１及び第２ガイドローラ２と、ヒータ（加熱部）３と、ニップローラ４と、を備える。フィルムＦは、第１ガイドローラ１から第２ガイドローラ２へ、左右方向（Ｘ軸方向）に搬送される。フィルム延伸装置１００は、さらに第１ガイドローラ１よりも上流側、及び第２ガイドローラ２よりも下流側にそれぞれ搬送のための駆動力をフィルムＦに与える駆動ローラ（図示省略）を備える。フィルムＦの搬送に伴い、フィルムＦと摩擦接触する第１ガイドローラ１及び第２ガイドローラ２もそれぞれ回転する。フィルム延伸装置１００は、離間された駆動ローラの周速差（速度比率）、即ち、第１ガイドローラ１及び第２ガイドローラ２の速度比率によりフィルムＦを搬送方向に１軸延伸する装置であることが好ましい。言い換えると、フィルムＦにかかる張力と、ヒータ３による加熱とにより延伸が行われることが好ましい。この場合、張力をモニターして駆動ローラの速度をフィードバックし、搬送方向の厚みムラを低減し、延伸倍率の精度を上げることができる。
【0014】
（フィルム）
フィルムＦは、例えば熱可塑性フィルムである。フィルムＦが熱可塑性フィルムである場合、ガラス転移温度（Ｔｇ）は８０℃以上２５０℃以下であることが好ましい。ガラス転移温度とは、フィルムＦの動的粘弾性を測定し、フィルムＦの貯蔵弾性率と測定温度との相関関係をプロットしたときの変曲点の温度を意味する。フィルムＦの動的粘弾性測定は、例えばセイコー電子工業（株）製ＤＭＳ－２００を用い、測定治具間隔２０ｍｍ、周波数５Ｈｚの条件で測定する。ガラス転移温度が８０℃以上２５０℃以下である場合、フィルムＦは、ニップローラ４により良好に拡幅されることが確認されている。フィルムＦの幅は、例えば約３００ｍｍである。
フィルムＦは、例えば熱可塑性フィルムである。フィルムＦが熱可塑性フィルムである場合、ガラス転移温度（Ｔｇ）は８０℃以上２５０℃以下であることが好ましい。ガラス転移温度とは、フィルムＦの動的粘弾性を測定し、フィルムＦの貯蔵弾性率と測定温度との相関関係をプロットしたときの変曲点の温度を意味する。フィルムＦの動的粘弾性測定は、例えばセイコー電子工業（株）製ＤＭＳ－２００を用い、測定治具間隔２０ｍｍ、周波数５Ｈｚの条件で測定する。ガラス転移温度が８０℃以上２５０℃以下である場合、フィルムＦは、ニップローラ４により良好に拡幅されることが確認されている。フィルムＦの幅は、例えば約３００ｍｍである。
【0015】
フィルムＦの材質としては、例えばポリメチルメタクリレート、ポリアクリレート等のアクリル樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレン、ハロゲン化ポリエチレン等のポリオレフィン類、ナイロン６、ナイロン６６、ナイロン６１０、ナイロン１２、ナイロン１１等のポリアミド類、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリブチレンテレフタレート等のポリエステル類、ポリエーテルサルフォン（ＰＥＳ）、ポリフェニレンオキサイド（ＰＰＯ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ）等の芳香族ポリエーテル類、ポリイミド等が挙げられる。中でも、ポリイミドが好ましい。ポリイミドの中では、厚み５０μｍにおける全光線透過率が８０％以上である透明ポリイミドが好ましい。全光線透過率は、ＪＩＳ規格のＫ７３６１－１：１９９７に準拠して測定する。
【0016】
（第１ガイドローラ及び第２ガイドローラ）
第１ガイドローラ１及び第２ガイドローラ２は、搬送方向に張力を加えた状態で搬送されるフィルムＦをガイドするように搬送方向に離間して配置され、それぞれフィルムＦの幅方向（Ｙ軸方向）に延在する一対のガイドローラである。即ち、第２ガイドローラ２の回転軸Ｋ、及び第１ガイドローラ１の回転軸は、Ｙ軸方向に平行である。フィルムＦは、第１ガイドローラ１及び第２ガイドローラ２によりＸ軸の正方向に搬送される。フィルムＦに加えられる張力は例えば１８８Ｎ／ｍである。
第１ガイドローラ１及び第２ガイドローラ２は、搬送方向に張力を加えた状態で搬送されるフィルムＦをガイドするように搬送方向に離間して配置され、それぞれフィルムＦの幅方向（Ｙ軸方向）に延在する一対のガイドローラである。即ち、第２ガイドローラ２の回転軸Ｋ、及び第１ガイドローラ１の回転軸は、Ｙ軸方向に平行である。フィルムＦは、第１ガイドローラ１及び第２ガイドローラ２によりＸ軸の正方向に搬送される。フィルムＦに加えられる張力は例えば１８８Ｎ／ｍである。
【0017】
第１ガイドローラ１は、搬送方向の上流側のガイドローラである。第２ガイドローラ２は、搬送方向の下流側のガイドローラである。第１ガイドローラ１及び第２ガイドローラ２はそれぞれ、上述したように異なる回転数にて回転してもよく、フィルムＦの搬送に合わせて回転してもよい。
【0018】
第２ガイドローラ２の後述するローラ表層部２１の表面粗さは、最大高さが１．６Ｓ以下であることが好ましい。表面粗さの最大高さは、ＪＩＳ規格のＢ ０６０１：１９９４に準拠して測定する。第２ガイドローラ２の表面粗さの最大高さが１．６Ｓを超える場合、フィルムＦに対するグリップ力が大きくなり、ニップローラ４でフィルムＦを外向きに引っ張ることができず、良好にフィルムＦを拡幅できなくなる。
【0019】
第２ガイドローラ２の直径は、１０ｍｍ以上であることが好ましい。第２ガイドローラ２の直径は、３０ｍｍ以上であってもよく、４０ｍｍ以上であってもよく、１００ｍｍ以上であってもよい。第２ガイドローラ２を後述するように冷却ローラとして用いる場合、直径は１００ｍｍ以上であることが好ましく、１５０ｍｍ以上であることがより好ましい。第２ガイドローラ２の全長は、直径に応じて選択でき、例えば３００ｍｍ、５００ｍｍ、１５００ｍｍの場合が挙げられる。
【0020】
（ガイドローラの内部構造）
図２は、第２ガイドローラ２の内部構造を示す斜視図である。第２ガイドローラ２はヒータ３に近接しているので、ヒータ３の熱放射に晒されてしまう可能性がある。そのため、第２ガイドローラ２の表面温度に分布ができてしまい、フィルムＦが均一に延伸されなくなる虞がある。そのため、第２ガイドローラ２のフィルムＦとの接触面の表面温度を均一にするため、第２ガイドローラ２は、冷却ローラとして、以下のような内部構造を有してもよい。
図２は、第２ガイドローラ２の内部構造を示す斜視図である。第２ガイドローラ２はヒータ３に近接しているので、ヒータ３の熱放射に晒されてしまう可能性がある。そのため、第２ガイドローラ２の表面温度に分布ができてしまい、フィルムＦが均一に延伸されなくなる虞がある。そのため、第２ガイドローラ２のフィルムＦとの接触面の表面温度を均一にするため、第２ガイドローラ２は、冷却ローラとして、以下のような内部構造を有してもよい。
【0021】
第２ガイドローラ２は、ローラ表層部２１及びローラ軸部２２を備える。第２ガイドローラ２の内部には軸方向に延びた冷媒用空間２３が形成されている。第２ガイドローラ２のローラ軸部２２の両端部には、それぞれ冷媒（または熱媒）の導入管２５及び排出管２６が接続されている。また、冷媒用空間２３には、回転軸Ｋに沿ったらせん状の経路を規定する仕切り部材２４が設けられている。これにより、導入管２５から流入される冷媒（または熱媒）は、（図２の矢印で示すように）冷媒用空間２３を軸周りに旋回して仕切り部材２４内を通流し、排出管２６から排出される。冷媒用空間２３に冷媒を通すことにより、第２ガイドローラ２の表面温度を均一に保つことができる。従って、第２ガイドローラ２がヒータ３の熱放射に晒されてしまう場合であっても、上述のジャケット構造により第２ガイドローラ２のフィルムＦとの接触面の表面温度を均一に保つことで、フィルムＦを均一に延伸することができる。
【0022】
なお、冷媒（または熱媒）としては例えば冷却水又は油等が挙げられるが、これに限定されない。冷媒は、少なくとも第２ガイドローラ２の表面温度を、ガラス転移温度より低く制御できればよい。また、図２では、冷媒をワンパスで流す構造を示しているが、これに限定されない。そして、第２ガイドローラ２は上述の冷却構造を有しないものであってもよい。
【0023】
（ガイドローラの回転速度）
第２ガイドローラ２の外周における回転した長さは、フィルムＦが延伸して伸びた長さ分だけ、第１ガイドローラ１の外周における回転した長さより長くなる。即ち、第２ガイドローラ２の回転速度は、第１ガイドローラ１の回転速度よりも早くなる。例えば、第２ガイドローラ２の回転速度は、第１ガイドローラ１の回転速度に対して０．１％以上２００％以下速い回転速度であってもよい。
第２ガイドローラ２の外周における回転した長さは、フィルムＦが延伸して伸びた長さ分だけ、第１ガイドローラ１の外周における回転した長さより長くなる。即ち、第２ガイドローラ２の回転速度は、第１ガイドローラ１の回転速度よりも早くなる。例えば、第２ガイドローラ２の回転速度は、第１ガイドローラ１の回転速度に対して０．１％以上２００％以下速い回転速度であってもよい。
【0024】
（ヒータ）
ヒータ３は、第１ガイドローラ１と第２ガイドローラ２との間のフィルムＦの表面の表面温度がフィルムＦのガラス転移温度付近から軟化温度付近までの範囲にあるように、フィルムＦを熱放射により加熱する。ヒータ３は、例えば遠赤外線ヒータである。ヒータ３は、ヒータ３側のフィルム面（表面）から略４０ｍｍの距離に設けることが好ましい。
ヒータ３は、第１ガイドローラ１と第２ガイドローラ２との間のフィルムＦの表面の表面温度がフィルムＦのガラス転移温度付近から軟化温度付近までの範囲にあるように、フィルムＦを熱放射により加熱する。ヒータ３は、例えば遠赤外線ヒータである。ヒータ３は、ヒータ３側のフィルム面（表面）から略４０ｍｍの距離に設けることが好ましい。
【0025】
ヒータ３の熱放射によって第１ガイドローラ１と第２ガイドローラ２との間のフィルムＦは加熱され、フィルムＦの表面温度をガラス転移温度より高い温度（例えば、約２５５～２７５℃）まで加熱する。フィルムＦは図１に示す軟化ゾーンＡで軟化し、第１ガイドローラ１と第２ガイドローラ２との間の張力により搬送方向に延伸可能となる。
【0026】
ヒータ３は、フィルムＦの幅方向に対して、複数配置してもよい。これは、遠赤外線ヒータ一つでは、フィルムＦの幅方向全域を加熱することができないためである。また、フィルムＦの幅方向における遠赤外性ヒータの温度設定に勾配をつけること（例えば、フィルムＦの中央の温度設定を低めにする等）によって、延伸ムラを低減することができる。図１においては、ヒータ３をフィルムＦの幅方向に複数配置した状態を示している。
【0027】
図１においては、ヒータ３をフィルムＦの幅方向に一列配置した状態を示しているが、ヒータ３は、搬送方向に、複数列配置してもよい。複数列で加熱を行うことで、搬送速度を上げた場合の熱量不足を補うことができる。この場合、上流側の列のヒータ３と下流側の列のヒータ３との放射面の温度は異なっていてもよい。この場合、下流側のヒータ３の放射面の温度が上流側の放射面の温度よりも１０℃以上２０℃以下高いことが好ましい。これにより、延伸ムラを低減することができる。フィルムＦによっては、急激な温度低下が加わると延伸ムラが発生することがある。このような場合、上流側のヒータ３の温度よりも下流側のヒータ３の温度を低く設定する（例えば、下流側のヒータ３の放射面の温度が上流側のヒータ３の放射面の温度よりも１０℃以上２０℃以下低くする）ことで、急激な温度低下を抑制し、延伸ムラを低減することができる。
【0028】
（ニップローラ）
フィルム延伸装置１００は、一対のニップローラ４を備える。一対のニップローラ４は、第２ガイドローラ２上において、フィルムＦの両端部をニップするように配置されている。即ち、一対のニップローラ４は、フィルムの両端部それぞれを第２ガイドローラ２との間に挟む。ニップローラ４は、フィルムＦを幅方向の外向きに引っ張る拡幅機能を有する。ニップローラ４の回転軸Ｌは水平面に平行である。ニップローラ４は、第２ガイドローラ２とフィルムＦとが接触している図１に示す領域Ｂにおいて、フィルムＦに当接することが好ましい。ニップローラ４は、自体が駆動する駆動ローラではなく、フィルムＦの搬送に追従して回転する。即ち、図１に示すように、第２ガイドローラ２が回転軸Ｋの周りを回転方向Ｍで回転するのに従って、ニップローラ４は回転軸Ｌの周りを回転方向Ｎで回転する。
フィルム延伸装置１００は、一対のニップローラ４を備える。一対のニップローラ４は、第２ガイドローラ２上において、フィルムＦの両端部をニップするように配置されている。即ち、一対のニップローラ４は、フィルムの両端部それぞれを第２ガイドローラ２との間に挟む。ニップローラ４は、フィルムＦを幅方向の外向きに引っ張る拡幅機能を有する。ニップローラ４の回転軸Ｌは水平面に平行である。ニップローラ４は、第２ガイドローラ２とフィルムＦとが接触している図１に示す領域Ｂにおいて、フィルムＦに当接することが好ましい。ニップローラ４は、自体が駆動する駆動ローラではなく、フィルムＦの搬送に追従して回転する。即ち、図１に示すように、第２ガイドローラ２が回転軸Ｋの周りを回転方向Ｍで回転するのに従って、ニップローラ４は回転軸Ｌの周りを回転方向Ｎで回転する。
【0029】
ニップローラ４は、フィルムＦの全幅の１．０％～１５％をニップするように配置されていることが好ましい。これにより、熱収縮したフィルムＦを拡幅することができ、皺の発生が低減される。フィルムＦを拡幅させる機能と、フィルムＦに対するグリップ力とのバランスから、ニップローラ４は、フィルムＦの全幅の５．０％～１５％をニップするように配置されていることがより好ましい。
【0030】
図３は、第２ガイドローラ２の回転軸Ｋに対するニップローラ４の配置を示す説明図である。ニップローラ４は、図３に示すように、第２ガイドローラ２の回転軸Ｋに対し、０°より大きく６０°以下の角度θをなすように配置されていることが好ましい。角度θが６０°を超えるとグリップ力が大きくなり、フィルムＦが折れ曲がる虞がある。角度θは５°以上であることがより好ましい。角度θは４０°以下であることがより好ましく、３０°以下であることがさらに好ましい。
【0031】
ニップローラ４はゴムローラであることが好ましい。ゴムローラとは、例えば炭素鋼、ステンレス鋼等の金属材料を用いたローラ芯にゴム等の弾性物質を被覆したローラをいう。弾性物質としては、例えばニトリルゴム（ＮＢＲ）、クロロプレンゴム（ＣＲ）、エチレンプロピレンゴム（ＥＰＴ）、シリコーンゴム（Ｑ）、ブチルゴム（ＩＩＲ）、スチレンゴム（ＳＢＲ）、ウレタンゴム（Ｕ）、ハイパロンゴム（ＣＳＭ）、フッ素ゴム等からなる群から選択される１種以上が挙げられる。中でも、良好にフィルムＦに対するグリップ力が得られるという観点から、ＮＢＲが好ましい。ゴムローラは、摩擦係数が高く、滑りにくく、変形しても急速に原形に戻るという特徴を有する。ニップローラ４をゴムローラにより構成することにより、ニップローラ４を、回転軸Ｌが第２ガイドローラ２の回転軸Ｋに対し上述の角度をなすように配置しても、潰れにより、点接触ではなく、面接触によりフィルムＦに当接することができる。これによりニップする範囲を広くすることができ、即ち、上述したようにフィルムＦの全幅の１．０％～１５％をニップすることができ、フィルムＦを拡幅して皺の発生を低減することができる。
【0032】
ニップローラ４の直径は、第２ガイドローラ２より小さくてもよく、大きくてもよい。よりコンパクトに構成できるという観点から、ニップローラ４の直径は、第２ガイドローラ２より小さいことが好ましい。例えば、第２ガイドローラ２の直径が１５０ｍｍ、全長が１５００ｍｍである場合、ニップローラ４の直径を４０ｍｍ、全長が１００ｍｍにすることができる。
【0033】
図１においては、ニップローラ４を第２ガイドローラ２の両端部に一対設ける場合を示しているが、この場合に限定されない。第２ガイドローラ２のさらに下流側の両端部に、さらに一対のニップローラ４を設けてもよい。
【0034】
（反射板）
フィルム延伸装置１００は、さらにフィルムＦを挟んで、ヒータ３に対して反対側に反射板（図示省略）を備えていてもよい。反射板は、フィルムＦが透過したヒータ３による熱放射を反射し、ヒータ３側のフィルム面（表面）に加え、ヒータ３の反対側のフィルム面（裏面）を加熱するための反射板である。反射板はアルミの平板であってもよく、フィルムの裏面から２０ｍｍの距離に設けることが好ましい。
フィルム延伸装置１００は、さらにフィルムＦを挟んで、ヒータ３に対して反対側に反射板（図示省略）を備えていてもよい。反射板は、フィルムＦが透過したヒータ３による熱放射を反射し、ヒータ３側のフィルム面（表面）に加え、ヒータ３の反対側のフィルム面（裏面）を加熱するための反射板である。反射板はアルミの平板であってもよく、フィルムの裏面から２０ｍｍの距離に設けることが好ましい。
【0035】
（フィルムの製造方法）
実施形態のフィルム延伸装置１００を用いてフィルムＦを製造する場合、所定の速度比率で２つの駆動ローラを駆動させ、フィルムＦを搬送させる。第１ガイドローラ１と第２ガイドローラ２との間でヒータ３によりフィルムＦが加熱され、速度比率により生じる張力と加熱とによりフィルムＦは延伸される。フィルムＦは、加熱直後に幅方向の両端側で接触するニップローラ４により、拡幅される。張力をモニターして、駆動ローラの速度比率はフィードバック制御される。
実施形態のフィルム延伸装置１００を用いてフィルムＦを製造する場合、所定の速度比率で２つの駆動ローラを駆動させ、フィルムＦを搬送させる。第１ガイドローラ１と第２ガイドローラ２との間でヒータ３によりフィルムＦが加熱され、速度比率により生じる張力と加熱とによりフィルムＦは延伸される。フィルムＦは、加熱直後に幅方向の両端側で接触するニップローラ４により、拡幅される。張力をモニターして、駆動ローラの速度比率はフィードバック制御される。
【0036】
（熱可塑性樹脂フィルムの用途）
本発明の実施形態に係るフィルムは、特に制限されるものではないが、例えば、自動車内外装、携帯電話の部材、ＡＶ機器の部材、パソコン機器の部材、家具製品、各種ディスプレイ、レンズ、窓ガラス、小物、雑貨等の外観意匠性の必要となる各種用途等に用いることができる。
本発明の実施形態に係るフィルムは、特に制限されるものではないが、例えば、自動車内外装、携帯電話の部材、ＡＶ機器の部材、パソコン機器の部材、家具製品、各種ディスプレイ、レンズ、窓ガラス、小物、雑貨等の外観意匠性の必要となる各種用途等に用いることができる。
【0037】
（効果）
以上のように、実施形態に係るフィルム延伸装置１００は、下流側の第２ガイドローラ２上に、フィルムＦの両端部をニップするニップローラ４を有するので、フィルムＦを幅方向（第２ガイドローラ２の回転軸Ｋの方向）に拡幅することができる。従って、遠赤外線ヒータ等のヒータ３を用いて省スペースで延伸を達成しつつ、フィルムＦに皺等の外観不良が生じることが低減している。ニップローラ４は、第２ガイドローラ２上に位置するので、図１における第２ガイドローラ２の左右方向に、設置スペースを要しない。ニップローラ４として、第２ガイドローラ２に対し小型のローラを用いた場合、図１における第２ガイドローラ２の上方向に、大きな設置スペースを要しない。従って、コンパクトな構造で、フィルムＦに皺等が生じることを低減できる。
以上のように、実施形態に係るフィルム延伸装置１００は、下流側の第２ガイドローラ２上に、フィルムＦの両端部をニップするニップローラ４を有するので、フィルムＦを幅方向（第２ガイドローラ２の回転軸Ｋの方向）に拡幅することができる。従って、遠赤外線ヒータ等のヒータ３を用いて省スペースで延伸を達成しつつ、フィルムＦに皺等の外観不良が生じることが低減している。ニップローラ４は、第２ガイドローラ２上に位置するので、図１における第２ガイドローラ２の左右方向に、設置スペースを要しない。ニップローラ４として、第２ガイドローラ２に対し小型のローラを用いた場合、図１における第２ガイドローラ２の上方向に、大きな設置スペースを要しない。従って、コンパクトな構造で、フィルムＦに皺等が生じることを低減できる。
【0038】
〔まとめ〕
本発明の実施形態は、以下の構成であってもよい。
〔１〕搬送方向に張力を加えられて搬送されるフィルムの前記搬送方向に離間して配置され、それぞれ前記フィルムの幅方向に延在する一対のガイドローラと、前記一対のガイドローラ間の前記フィルムを熱放射により加熱する加熱部と、前記搬送方向における下流側のガイドローラ上に位置し、前記フィルムの両端部それぞれを前記ガイドローラとの間に挟む一対のニップローラと、を備える、フィルム延伸装置。
〔２〕前記一対のニップローラは、前記フィルムの全幅の１．０％～１５％に当接するように配置されている、〔１〕に記載のフィルム延伸装置。
〔３〕前記ニップローラは、回転軸が前記下流側のガイドローラの回転軸に対し、それぞれ０°より大きく６０°以下の角度をなすように配置されている、〔１〕又は〔２〕に記載のフィルム延伸装置。
〔４〕前記ニップローラは、ローラ芯に、ニトリルゴム、クロロプレンゴム、エチレンプロピレンゴム、シリコーンゴム、ブチルゴム、スチレンゴム、ウレタンゴム、ハイパロンゴム、フッ素ゴムからなる群から選択される１種以上のゴムを被覆してなるゴムローラである、〔１〕～〔３〕の何れか１つに記載のフィルム延伸装置。
〔５〕前記下流側のガイドローラの表面粗さは、最大高さが１．６Ｓ以下であり、前記ガイドローラの直径は、１０ｍｍ以上である、〔１〕～〔４〕の何れか１つに記載のフィルム延伸装置。
〔６〕前記一対のガイドローラの速度比率により１軸延伸を行う、〔１〕～〔５〕の何れか１つに記載のフィルム延伸装置。
〔７〕前記加熱部は赤外線ヒータを有する、〔１〕～〔６〕の何れか１つに記載のフィルム延伸装置。
〔８〕〔１〕～〔７〕の何れか１つに記載のフィルム延伸装置を用いたフィルムの製造方法。
〔９〕前記フィルムのガラス転移温度は、８０℃～２５０℃である、〔８〕に記載のフィルムの製造方法。
〔１０〕前記フィルムは、厚み５０μｍにおける全光線透過率が８０％以上である透明ポリイミドである、〔８〕又は〔９〕に記載のフィルムの製造方法。
本発明の実施形態は、以下の構成であってもよい。
〔１〕搬送方向に張力を加えられて搬送されるフィルムの前記搬送方向に離間して配置され、それぞれ前記フィルムの幅方向に延在する一対のガイドローラと、前記一対のガイドローラ間の前記フィルムを熱放射により加熱する加熱部と、前記搬送方向における下流側のガイドローラ上に位置し、前記フィルムの両端部それぞれを前記ガイドローラとの間に挟む一対のニップローラと、を備える、フィルム延伸装置。
〔２〕前記一対のニップローラは、前記フィルムの全幅の１．０％～１５％に当接するように配置されている、〔１〕に記載のフィルム延伸装置。
〔３〕前記ニップローラは、回転軸が前記下流側のガイドローラの回転軸に対し、それぞれ０°より大きく６０°以下の角度をなすように配置されている、〔１〕又は〔２〕に記載のフィルム延伸装置。
〔４〕前記ニップローラは、ローラ芯に、ニトリルゴム、クロロプレンゴム、エチレンプロピレンゴム、シリコーンゴム、ブチルゴム、スチレンゴム、ウレタンゴム、ハイパロンゴム、フッ素ゴムからなる群から選択される１種以上のゴムを被覆してなるゴムローラである、〔１〕～〔３〕の何れか１つに記載のフィルム延伸装置。
〔５〕前記下流側のガイドローラの表面粗さは、最大高さが１．６Ｓ以下であり、前記ガイドローラの直径は、１０ｍｍ以上である、〔１〕～〔４〕の何れか１つに記載のフィルム延伸装置。
〔６〕前記一対のガイドローラの速度比率により１軸延伸を行う、〔１〕～〔５〕の何れか１つに記載のフィルム延伸装置。
〔７〕前記加熱部は赤外線ヒータを有する、〔１〕～〔６〕の何れか１つに記載のフィルム延伸装置。
〔８〕〔１〕～〔７〕の何れか１つに記載のフィルム延伸装置を用いたフィルムの製造方法。
〔９〕前記フィルムのガラス転移温度は、８０℃～２５０℃である、〔８〕に記載のフィルムの製造方法。
〔１０〕前記フィルムは、厚み５０μｍにおける全光線透過率が８０％以上である透明ポリイミドである、〔８〕又は〔９〕に記載のフィルムの製造方法。
【0039】
〔付記事項〕
本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
【符号の説明】
【0040】
１ 第１ガイドローラ
２ 第２ガイドローラ
２１ ローラ表層部
２２ ローラ軸部
２３ 冷媒用空間
２４ 仕切り部材
２５ 導入管
２６ 排出管
３ ヒータ（加熱部）
４ ニップローラ
１００ フィルム延伸装置
Ｆ フィルム
２ 第２ガイドローラ
２１ ローラ表層部
２２ ローラ軸部
２３ 冷媒用空間
２４ 仕切り部材
２５ 導入管
２６ 排出管
３ ヒータ（加熱部）
４ ニップローラ
１００ フィルム延伸装置
Ｆ フィルム
【図1】
【図2】
【図3】