特開 2024-17763 フィルム加熱延伸装置およびフィルムの製造方法

(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】P2024017763

(43)【公開日】2024-02-08

(54)【発明の名称】フィルム加熱延伸装置およびフィルムの製造方法

(51)【国際特許分類】

   B29C 55/06 20060101AFI20240201BHJP

   B65H 23/025 20060101ALI20240201BHJP

   B65H 27/00 20060101ALI20240201BHJP

【ＦＩ】

B29C55/06

B65H23/025

B65H27/00 Z

【審査請求】未請求

【請求項の数】17

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022120618

(22)【出願日】2022-07-28

(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）】

3F104

4F210

【Ｆターム（参考）】

3F104AA03

3F104BA01

3F104BA09

3F104JA03

3F104JB01

3F104JB05

4F210AG01

4F210AJ08

4F210AK04

4F210AR01

4F210AR06

4F210AR07

4F210AR09

4F210AR12

4F210AR20

4F210QA03

4F210QC02

4F210QD25

4F210QD36

4F210QG01

4F210QG18

4F210QM01

4F210QM06

4F210QM11

4F210QM15

(57)【要約】

【課題】コンパクトな構成で、加熱延伸プロセスに拡幅機能を追加する。
【解決手段】フィルム加熱延伸装置（１００）は、クラウンローラである第１搬送ローラ（Ｒ１）、第１搬送ローラ（Ｒ１）より下流においてコンケイブローラである第２搬送ローラ（Ｒ２）、第１搬送ローラ（Ｒ１）と第２搬送ローラ（Ｒ２）との間の第１領域（Ａ１）を加熱する赤外線ヒータ１０、および、第１領域（Ａ１）を搬送方向に延伸させる張力をフィルム（Ｆ）に付与する延伸部（２０）を備える。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

搬送方向に搬送されるフィルムをガイドし、クラウンローラである第１搬送ローラ、
前記第１搬送ローラよりも前記搬送方向の下流側において前記フィルムをガイドし、コンケイブローラである第２搬送ローラ、
搬送される前記フィルムの、前記第１搬送ローラと前記第２搬送ローラとの間に位置する第１領域を加熱するように配置された赤外線ヒータ、および、
前記第１領域を前記搬送方向に延伸させる張力を前記フィルムに付与する延伸部、を備えるフィルム加熱延伸装置。

【請求項2】

前記第１搬送ローラは、前記赤外線ヒータの直前に位置し、
前記第２搬送ローラは、前記赤外線ヒータの直後に位置する、請求項１に記載のフィルム加熱延伸装置。

【請求項3】

前記第１搬送ローラのクラウン量を示すＣ値は、０．２以下であり、
前記第２搬送ローラのクラウン量を示すＣ値は、－０．２以上である、請求項１または２に記載のフィルム加熱延伸装置。

【請求項4】

前記第１搬送ローラのクラウン量を示すＣ値の絶対値は、前記第２搬送ローラのクラウン量を示すＣ値の絶対値と、同等である、請求項３に記載のフィルム加熱延伸装置。

【請求項5】

前記第１搬送ローラおよび前記第２搬送ローラは、芯の外周をゴム材料で被覆したゴムローラである、請求項３に記載のフィルム加熱延伸装置。

【請求項6】

前記第１搬送ローラに対する前記フィルムの抱き角度は、３０°以上１２０℃以下であり、
前記第２搬送ローラに対する前記フィルムの抱き角度は、３０°以上１２０℃以下である、請求項１または２に記載のフィルム加熱延伸装置。

【請求項7】

前記第１搬送ローラの表面の静止摩擦係数は、０．１以上０．２以下であり、
前記第２搬送ローラの表面の静止摩擦係数は、０．１以上０．２以下である、請求項１または２に記載のフィルム加熱延伸装置。

【請求項8】

前記第１搬送ローラの幅方向における中央部の直径は、１５０ｍｍ以上６００ｍｍ以下であり、
前記第２搬送ローラの幅方向における中央部の直径は、１５０ｍｍ以上６００ｍｍ以下である、請求項１に記載のフィルム加熱延伸装置。

【請求項9】

前記第１搬送ローラの内部に、第１流体の流路が設けられており、
前記第２搬送ローラの内部に、第２流体の流路が設けられている、請求項１または２に記載のフィルム加熱延伸装置。

【請求項10】

前記第１流体および前記第２流体の温度を調整する温度調整部をさらに備える、請求項９に記載のフィルム加熱延伸装置。

【請求項11】

前記延伸部は、前記フィルムを駆動する第１駆動ローラと、前記フィルムを駆動する第２駆動ローラとを、備え、
前記第１駆動ローラは、前記第１搬送ローラを兼ねたローラであるか、または前記第１搬送ローラよりも前記搬送方向の上流側に配置されたローラであり、
前記第２駆動ローラは、前記第２搬送ローラを兼ねたローラであるか、または前記第２搬送ローラよりも前記搬送方向の下流側に配置されたローラであり、
前記第２駆動ローラの幅方向における中央部の周速度は、前記第１駆動ローラの幅方向における中央部の周速度の９０％以上６００％以下である、請求項１または２に記載のフィルム加熱延伸装置。

【請求項12】

前記第２搬送ローラは、前記第２駆動ローラである、請求項１１に記載のフィルム加熱延伸装置。

【請求項13】

前記第１搬送ローラは、前記第１駆動ローラである、請求項１１に記載のフィルム加熱延伸装置。

【請求項14】

前記赤外線ヒータは、遠赤外線ヒータである、請求項１または２に記載のフィルム加熱延伸装置。

【請求項15】

前記赤外線ヒータは、
前記フィルムの前記第１領域のうちの第１部分を加熱するように配置された第１赤外線ヒータと、
前記フィルムの前記第１領域のうちの前記第１部分よりも前記搬送方向の下流側の第２部分を加熱するように配置された第２赤外線ヒータと、を含み、
第１赤外線ヒータの温度は、前記フィルムのガラス転移温度より低く、
第２赤外線ヒータの温度は、前記フィルムのガラス転移温度より高い、請求項１または２に記載のフィルム加熱延伸装置。

【請求項16】

第１赤外線ヒータの温度と第２赤外線ヒータの温度との差は、摂氏０．５度以上３０度以下である、請求項１５に記載のフィルム加熱延伸装置。

【請求項17】

搬送方向に搬送されるフィルムを、クラウンローラである第１搬送ローラでガイドし、
前記フィルムを、前記第１搬送ローラよりも前記搬送方向の下流側において、コンケイブローラである第２搬送ローラでガイドし、
搬送される前記フィルムの前記第１搬送ローラと前記第２搬送ローラとの間に位置する第１領域を加熱し、
前記第１領域を前記搬送方向に延伸させる張力を前記フィルムに印加する、フィルムの製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、フィルム加熱延伸装置およびフィルムの製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１～３は、搬送方向にフィルムを加熱延伸するプロセスについて開示している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００８－２２１７２２（２００８年９月２５日公開）

【特許文献2】特開２０１７－１９７３８６（２０１７年１１月２日公開）

【特許文献3】特開平１０－２１７３４２（１９９８年８月１８日公開）

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

従来の加熱延伸プロセスでは、フィルムの昇温に長時間の加熱を要する問題がある。生産効率の向上のために生産速度を向上すると、必要な加熱時間に応じて、オーブンが非常に長大となる。このため、生産設備にかかる固定費が肥大する。加えて、長時間の加熱が、製品特性を低下させることがある。

【0005】

一方で、短時間でフィルムを昇温すると、フィルムが収縮し、シワが誘発される問題がある。このため、加熱延伸プロセスにコンパクトな構成で拡幅機能を追加することが求められている。

【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、本開示の一態様に係るフィルム加熱延伸装置は、搬送方向に搬送されるフィルムをガイドし、クラウンローラである第１搬送ローラ、前記第１搬送ローラよりも前記搬送方向の下流側において前記フィルムをガイドし、コンケイブローラである第２搬送ローラ、搬送される前記フィルムの、前記第１搬送ローラと前記第２搬送ローラとの間に位置する第１領域を加熱するように配置された赤外線ヒータ、および、前記第１領域を前記搬送方向に延伸させる張力を前記フィルムに付与する延伸部、を備える構成である。

【0007】

上記の課題を解決するために、本開示の一態様に係るフィルムの製造方法は、搬送方向に搬送されるフィルムを、クラウンローラである第１搬送ローラでガイドし、前記フィルムを、前記第１搬送ローラよりも前記搬送方向の下流側において、コンケイブローラである第２搬送ローラでガイドし、搬送される前記フィルムの前記第１搬送ローラと前記第２搬送ローラとの間に位置する第１領域を加熱し、前記第１領域を前記搬送方向に延伸させる張力を前記フィルムに印加する、方法である。

【発明の効果】

【0008】

本開示の一態様によれば、コンパクトな構成で、加熱延伸プロセスに拡幅機能を追加することができる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】本開示の一実施形態に係るフィルム加熱延伸装置の概略構成の一例を示す模式図である。

【図2】図１に示した第１搬送ローラの概略構成の一例を示す模式図である。

【図3】図１に示した第２搬送ローラの概略構成の一例を示す模式図である。

【図4】クラウン量を算出するための実測方法を示す模式図である。

【図5】本開示の一実施形態に係るフィルムの製造方法の一例を示すフロー図である。

【図6】本開示の一実施形態に係るフィルム加熱延伸装置の概略構成の一例を示す模式図である。

【図7】本開示の一実施形態に係るフィルム加熱延伸装置の概略構成の一例を示す模式図である。

【図8】図７に示した第１搬送ローラの概略構成の一例を示す模式図である。

【図9】図７に示した第２搬送ローラの概略構成の一例を示す模式図である。

【図10】本開示の一実施形態に係るフィルム加熱延伸装置の概略構成の一例を示す模式図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

〔実施形態１〕
（フィルム加熱延伸装置）
以下、本開示の一実施形態に係るフィルム加熱延伸装置について、図１～図５を参照して、説明する。

【0011】

図１は、本実施形態に係るフィルム加熱延伸装置の概略構成の一例を示す模式図である。図１は、フィルムＦの長さ方向に平行かつ、フィルムＦの幅方向に直交する面に直交する方向から見た図であり、フィルムＦの搬送の上流側を左側に、下流側を右側に示す。図１において、搬送方向はフィルムＦの長さ方向である。

【0012】

図１に示すように、フィルム加熱延伸装置１００は少なくとも、フィルムＦを搬送方向に搬送し、第１搬送ローラＲ１と第２搬送ローラＲ２と赤外線ヒータ１０と延伸部２０とを備える。第１搬送ローラＲ１は、フィルムＦをガイドし、クラウンローラである。第２搬送ローラＲ２は、第１搬送ローラＲ１よりも搬送方向の下流側においてフィルムＦをガイドし、コンケイブローラである。赤外線ヒータ１０は、フィルムＦの第１搬送ローラＲ１と第２搬送ローラＲ２との間に位置する第１領域Ａ１を加熱するように配置されている。延伸部２０は、第１領域Ａ１を搬送方向に延伸させる張力をフィルムＦに付与する。

【0013】

第１搬送ローラＲ１は、赤外線ヒータ１０の直前に位置し、第２搬送ローラＲ２は、赤外線ヒータ１０の直後に位置する。第１搬送ローラＲ１と第２搬送ローラＲ２との間の搬送経路には、別の搬送ローラが設けられておらず、フィルムＦの第１領域Ａ１は宙に浮いている。したがって、フィルムＦは、第１搬送ローラＲ１に接した後、宙に浮いた状態で加熱され、次に、第２搬送ローラＲ２に接する。フィルム加熱延伸装置１００は、その間にフィルムＦを挟むように、赤外線ヒータ１０と対向する反射板１１または追加の赤外線ヒータを備えてもよい。フィルム加熱延伸装置１００は、第１搬送ローラＲ１よりも搬送方向の上流側に位置する搬送ローラＲ３、および、第２搬送ローラＲ２よりも搬送方向の下流側に位置する搬送ローラＲ４を備えてよい。

【0014】

延伸部２０は少なくとも、第１駆動ローラ２１と第２駆動ローラ２２とを備える。第１駆動ローラ２１および第２駆動ローラ２２は各々、フィルムＦの搬送を駆動する。第１駆動ローラ２１は、第１搬送ローラＲ１よりも搬送方向の上流側に配置されたローラである。第２駆動ローラ２２は、第２搬送ローラＲ２よりも搬送方向の下流側に配置されたローラである。延伸部２０は、ニップローラ２３，２４を備えてよい。ニップローラ２３，２４は各々、第１駆動ローラ２１および第２駆動ローラ２２へフィルムＦを押し付けるように配置される。

【0015】

第２駆動ローラ２２の幅方向における中央部の周速度は、第１駆動ローラ２１の幅方向における中央部の周速度より大きくてよい。例えば、第２駆動ローラ２２の周速度は、第１駆動ローラ２１の周速度の１００．０１％以上である。なぜならば、周速度の比率が１００．０１％未満のとき、フィルムＦの伸張分を、第１駆動ローラ２１と第２駆動ローラ２２との間で吸収することが難しいからである。吸収されなかった伸張分に起因して、フィルムＦに作用する張力が著しく低下する現象が起こりうる。加えて、延伸部２０の制御誤差を考慮すれば、周速度の比率が１００．０１％未満のとき、第２駆動ローラ２２の実際の周速度が第１駆動ローラ２１の実際の周速度を下回る現象が起こり易いからである。

【0016】

フィルムＦが収縮する場合、第２駆動ローラ２２の幅方向における中央部の周速度は、第１駆動ローラ２１の幅方向における中央部の周速度以下であってもよい。フィルムＦが残留応力を有し、赤外線ヒータ１０による加熱によってフィルムＦが収縮することがある。この場合、延伸部２０による延伸が赤外線ヒータ１０による収縮に打ち消されて、延伸部２０の通過前と比較して通過後のフィルムＦが、延伸していなくてもよく、収縮していてもよい。例えば、フィルムＦを自由状態で加熱したときの収縮率が１０％超であり、第２駆動ローラ２２の周速度が第１駆動ローラ２１の周速度の９０％以上である場合、延伸部２０は、第１領域Ａ１を搬送方向に延伸させる張力をフィルムＦに付与する。

【0017】

第２駆動ローラ２２の周速度は、第１駆動ローラ２１の周速度の６００％以下でよい。なぜならば、周速度の比率が６００％超のとき、フィルムＦが破断したときのフィルム加熱延伸装置１００および周辺設備に対する被害が大きいからである。周速度の比率が大きいほど、フィルムＦに作用する張力が大きく、破断したときの被害が大きい。周速度の比率の上限は、フィルムＦの材料に応じて決定される。

【0018】

したがって、第１駆動ローラ２１に対する第２駆動ローラ２２の周速度の比率は、９０％以上６００％以下でよい。延伸部２０の通過前と比較して通過後のフィルムＦが、延伸している場合、延伸していない場合、何れの場合も、張力の印加によって通過後のフィルムＦの機械的特性が向上する。

【0019】

図２は、図１に示した第１搬送ローラの概略構成の一例を示す模式図である。図３は、図１に示した第２搬送ローラの概略構成の一例を示す模式図である。図２および図３はそれぞれ、第１搬送ローラＲ１および第２搬送ローラＲ２の回転軸Ｓに直交する方向から見た図である。本開示において、「クラウンローラ」は、図２に示すように、幅方向の中央部Ｍが最も大きく、中央部Ｍから端部Ｅ１，Ｅ２に向かって直径が徐々に小さくなるローラを意味する。また、「コンケイブローラ」は、図３に示すように、幅方向の中央部Ｍが最も小さく、中央部Ｍから端部Ｅ１，Ｅ２に向かって直径が徐々に大きくなるローラを意味する。また、中央部Ｍから端部Ｅ１，Ｅ２まで直径が一定であるローラを「ストレートローラ」と称する。

【0020】

仮に、第１搬送ローラＲ１と第２搬送ローラＲ２との両方がコンケイブローラであった場合、フィルムＦの幅および厚みの精度に応じてフィルムＦが蛇行し易く、フィルムＦの蛇行を修正困難であるという問題がある。また仮に、両方がクラウンローラであった場合、第１駆動ローラ２１と第２駆動ローラ２２との間でフィルムＦの端部Ｅ１，Ｅ２に作用する張力が低下する。この張力低下によって、フィルムＦを不均一に延伸し易いという問題がある。また仮に、第１搬送ローラＲ１がコンケイブローラであり、第２搬送ローラＲ２がクラウンローラであった場合、上流から下流にかけてフィルム幅方向のテンションの均一性が下がるため、延伸に伴ったトタン皺ができやすいという問題がある。対して、前述したように、本開示に係る第１搬送ローラＲ１はクラウンローラであり、本開示に係る第２搬送ローラＲ２はコンケイブローラである。このため、本開示に係る構成は、フィルムＦが蛇行し難く、かつ、フィルムＦを均一に延伸し易いという利点を有する。

【0021】

第１搬送ローラＲ１は、そのクラウン形状によって、フィルムＦを中央部Ｍから端部Ｅ１，Ｅ２に押し広げて、フィルムＦを拡幅する。第２搬送ローラＲ２は、そのコンケイブ形状によって、フィルムＦの端部Ｅ１，Ｅ２を両方把持し、フィルムＦを拡幅する。これらの拡幅機能は、フィルムＦの第１領域Ａ１における昇温による幅方向の収縮を低減または防止する。したがって、シワの発生が低減または防止される。また、シワが発生したとしても、第２搬送ローラＲ２による拡幅によって、発生したシワが解消される。この構成は、赤外線ヒータ１０の前後の搬送ローラをクラウン形状またはコンケイブ形状にしただけであり、コンパクトである。したがって、拡幅延伸プロセスに、コンパクトな構成で拡幅機能を追加している。

【0022】

第１搬送ローラＲ１のクラウン量を示すＣ値は、０．２以下であり、第２搬送ローラＲ２のクラウン量を示すＣ値は、－０．２以上である。ここで、ローラのクラウン量を示すＣ値は、実測値に基づき、次式によって算出される。クラウンローラのＣ値は、０より大きく、コンケイブローラのＣ値は、０より小さい。第１搬送ローラＲ１のクラウン量を示すＣ値の絶対値は、第２搬送ローラＲ２のクラウン量を示すＣ値の絶対値と、略同等であることが好ましい。なぜならば、Ｃ値の絶対値が０．２よりも小さいとき、第１搬送ローラＲ１および第２搬送ローラＲ２による拡幅機能の効果が、小さいからである。特に、Ｃ値の絶対値が０．２よりも小さく、かつ、フィルムＦを搬送方向に延伸する場合、拡幅が打ち消されるため、拡幅機能の効果を確認困難である。なぜならば、第１搬送ローラＲ１と第２搬送ローラＲ２とのＣ値の絶対値が略同等であるとき、第１搬送ローラＲ１および第２搬送ローラＲ２はそれぞれ、フィルムＦを不均一に拡幅および延伸するが、両者が合わさった結果、フィルムＦが略均一に拡幅および延伸されるからである。

【0023】

絶対値が異なる場合、第１搬送ローラＲ１のクラウン量を示すＣ値の絶対値よりも、第２搬送ローラＲ２のクラウン量を示すＣ値の絶対値が大きいことが望ましい。なぜならば、Ｃ値の和がプラスである場合と比較して、マイナスである場合に、第１搬送ローラＲ１及び第２搬送ローラＲ２の組合せによる蛇行修正の効果が大きいからである。コンケイブローラは、搬送するフィルムＦを幅方向に引っ張って拡幅する効果を有し、このため、フィルムＦの蛇行を修正する効果を有する。第１搬送ローラＲ１及び第２搬送ローラＲ２の幅方向の中心からフィルムＦの幅方向の中心がずれたとしても、この組合せによる蛇行修正の効果は発現する。蛇行修正の効果は大きいほど望ましい。

【0024】

【数1】

ここで、
Ｃ：ローラのクラウン量
Ｎ_１：ローラの中央部におけるニップ幅
Ｎ_２：ローラの端部におけるニップ幅
Ｄ：ローラの中央部における直径
である。

【0025】

図４は、クラウン量を算出するための実測方法を示す模式図である。図４の左側に示すように、２つのローラＲＸおよびローラＲＹの回転軸Ｓを互いに平行に離れて配置し、ローラＲＸおよびローラＲＹの間に、カーボン紙ＣＰを配置する。ここで、ローラＲＸは、クラウンローラまたはコンケイブローラであり、ゴムローラである。ローラＲＹは、ストレートローラであり、金属ローラである。クラウン量を測定する対象は、ローラＲＸである。ローラＲＹの幅は、ローラＲＸの幅と同等以上であり、ローラＲＹの直径は、ローラＲＸの中央部Ｍの直径と略同等である。

【0026】

次に、ローラＲＹをローラＲＸに近づけ、ローラＲＹによってカーボン紙ＣＰをローラＲＸに押し付ける。ここで、ローラＲＸの中央部Ｍおよび端部Ｅ１，Ｅ２の各々にカーボン紙ＣＰの跡が付くまで、ローラＲＹをカーボン紙ＣＰおよびローラＲＸに押し付ける。

【0027】

次に、ローラＲＹをローラＲＸから離し、図４の右側に示すように、ローラＲＸにカーボン紙ＣＰの跡が付いた幅（いわゆる「ニップ幅」）を、ローラＲＸの周方向に沿って測定する。ローラＲＸの幅方向の中央部Ｍと端部Ｅ１，Ｅ２の各々とにおいて、ニップ幅Ｎ_１，Ｎ_２を測定する。中央部Ｍでの測定位置は、第１ローラＲＸの回転軸Ｓに沿って、ローラＲＸの両端面から略等距離である。端部Ｅ１，Ｅ２での測定位置は、ローラＲＸの回転軸Ｓに沿って、ローラＲＸの端面から約５０ｍｍだけ中央よりの位置で測定する。端部Ｅ１，Ｅ２でニップ幅が異なる場合、その平均をニップ幅Ｎ_２として用いる。

【0028】

第１搬送ローラＲ１および第２搬送ローラＲ２は各々、表面に金属材料が露出している金属ローラであっても、芯の外周をゴム材料で被覆したゴムローラであってもよい。第１搬送ローラＲ１または第２搬送ローラＲ２が金属ローラである場合、同一形状を有するゴムローラに置き換えて、図４を参照して説明した方法でニップ幅Ｎ_１，Ｎ_２を測定し、クラウン量を算出する。ゴムローラである場合、張力を印加されているフィルムＦからの圧力によってゴムローラが変形することがないように、硬いゴム材料を用いる。例えば、ＪＩＳ６２５３のショアＡで６５°以上の硬度を有するゴム材料を用いる。

【0029】

第１搬送ローラＲ１に対するフィルムＦの抱き角度θ１は、３０°以上１２０°以下であり、第２搬送ローラＲ２に対するフィルムＦの抱き角度θ２は、３０°以上１２０°以下である。なぜならば、３０°未満のとき、フィルムＦと第１搬送ローラＲ１または第２搬送ローラＲ２との間の摩擦が小さく、フィルムＦを保持する力が小さいからである。特に、第１搬送ローラＲ１および第２搬送ローラＲ２の間のフィルムＦに延伸するための張力が掛かっている場合を考慮すると、フィルムＦを十全に保持するために、３０°以上が好ましい。なぜならば、１２０°超のとき、フィルム加熱延伸装置１００（および、場合に応じて、周辺設備）に亘るフィルムＦの連続する搬送経路を構築しにくいからである。第１搬送ローラＲ１の表面の静止摩擦係数は、０．１以上０．２以下であり、第２搬送ローラＲ２の表面の静止摩擦係数は、０．１以上０．２以下である。なぜならば、静止摩擦係数が０．１未満のとき、フィルムＦが第１搬送ローラＲ１または第２搬送ローラＲ２の上でスリップし易く、スリップによる搬送傷がフィルムＦに発生し易いからである。なぜならば、静止摩擦係数が０．２超のとき、フィルムＦの幅方向に発生したシワを第１搬送ローラＲ１または第２搬送ローラＲ２の上で修正し難いからである。フィルムＦの搬送方向の延伸に起因して、シワがフィルムＦの幅方向に発生することがある。静止摩擦係数は、ＪＩＳのＫ７１２５に基づき測定する。

【0030】

第１搬送ローラＲ１の幅方向における中央部Ｍの直径は、１５０ｍｍ以上６００ｍｍ以下であり、第２搬送ローラＲ２の幅方向における中央部Ｍの直径は、１５０ｍｍ以上６００ｍｍ以下である。なぜならば、直径が１５０ｍｍ未満のとき、張力を印加されているフィルムＦからの圧力によって、第１搬送ローラＲ１または第２搬送ローラＲ２それ自体が撓むことがあるからである。フィルムＦを搬送方向に延伸するために、フィルムＦに印加される張力が大きく、フィルムＦからの圧力は、大きい。なぜならば、直径が６００ｍｍ超のとき、第１搬送ローラＲ１または第２搬送ローラＲ２それ自体が大きく重くなり、機械的損失が大きくなり、追従性が低下するからである。追従性の低下は、例えば、第１搬送ローラＲ１または第２搬送ローラＲ２の周速度の制御値（または目標値）と、実際の周速度との差が大きいという問題を引き起こす。また例えば、第１搬送ローラＲ１または第２搬送ローラＲ２の周速度とその上のフィルムＦの搬送速度との不一致という問題を引き起こす。

【0031】

赤外線ヒータ１０は、遠赤外線ヒータを含む。遠赤外線ヒータは、近赤外線ヒータと比較して、フィルムＦの昇温に要する加熱時間を、短縮することができる。これは特に、フィルムＦがガラス転移温度（Ｔｇ）の高温な熱可塑性樹脂を含むときに、有益である。例えば、ポリイミド（ＰＩ）のガラス転移温度は、摂氏２００°以上である。

【0032】

図５は、本実施形態に係るフィルムの製造方法の一例を示すフロー図である。図５に示すように、本開示に係るフィルムＦの製造方法は、フィルムＦを第１搬送ローラＲ１でガイドする工程（ステップＳ１）と、フィルムＦの第１領域Ａ１を加熱する工程と（ステップＳ２）と、フィルムＦを第２搬送ローラＲ２でガイドする工程（ステップ３）と、を含む。本開示に係るフィルムＦの製造方法は同時に、フィルムＦを搬送方向に搬送すると共に、第１領域Ａ１を延伸させる張力をフィルムＦに印加する（ステップＳ４）。これらが連続的に行われて、長尺のフィルムＦが連続的に生産される。

【0033】

〔実施形態２〕
本発明の他の実施形態について、以下に説明する。なお、説明の便宜上、上記実施形態にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を繰り返さない。

【0034】

図６は、本実施形態に係るフィルム加熱延伸装置の概略構成の一例を示す模式図である。図６に示すように、本実施形態に係るフィルム加熱延伸装置１００は、第１駆動ローラ２１が第１搬送ローラＲ１を兼ねたローラであり、第２駆動ローラ２２が第２搬送ローラＲ２を兼ねたローラである点を除いて、前述の実施形態１に係るフィルム加熱延伸装置１００と同様の構成を有する。換言すると、第１搬送ローラＲ１が第１駆動ローラ２１であり、第２搬送ローラＲ２が第２駆動ローラ２２である。

【0035】

本開示は、本実施形態に係る構成と前述の実施形態１に係る構成との中間的な構成を含む。例えば、第１駆動ローラ２１が、第１搬送ローラＲ１よりも搬送方向の上流側に配置されたローラであり、第２駆動ローラ２２が第２搬送ローラＲ２を兼ねたローラである構成も、本開示の範囲に含まれる。例えば、第１駆動ローラ２１が第１搬送ローラＲ１を兼ねたローラであり、第２駆動ローラ２２が、第２搬送ローラＲ２よりも搬送方向の下流側に配置されたローラである構成も、本開示の範囲に含まれる。

【0036】

〔実施形態３〕
本発明の他の実施形態について、以下に説明する。

【0037】

図７は、本実施形態に係るフィルム加熱延伸装置の概略構成の一例を示す模式図である。図８は、図７に示した第１搬送ローラの概略構成の一例を示す模式図であり、Ａ－Ａ断面図に相当する。図９は、図７に示した第２搬送ローラの概略構成の一例を示す模式図であり、Ｂ－Ｂ断面図に相当する。図７～図９に示すように、本実施形態に係るフィルム加熱延伸装置１００は、温度調整部３０，４０をさらに備える点を除いて、前述の実施形態１，２に係るフィルム加熱延伸装置１００と同様の構成を有する。

【0038】

図８および図９に示すように、第１搬送ローラＲ１の内部に、第１流体３１の流路３２が設けられており、第２搬送ローラＲ２の内部に、第２流体４１の流路４２が設けられている。第１流体３１は、温度調整部３０で温度を調整されて、第１搬送ローラＲ１内部に導入され、流路３２を流れて、第１搬送ローラＲ１から出て、温度調整部３０に戻る。第２流体４１は、温度調整部４０で温度を調整されて、第２搬送ローラＲ２内部に導入され、流路４２を流れて、第２搬送ローラＲ２から出て、温度調整部３０に戻る。例えば、第１流体３１および第２流体４１はそれぞれ、水、アンモニア、および代替フロンなど任意の熱媒体を含む。

【0039】

このような循環によって、第１搬送ローラＲ１および第２搬送ローラＲ２の温度を調整できる。例えば、温度調整部３０，４０が各々、第１流体３１および第２流体４１を冷却することによって、第１搬送ローラＲ１および第２搬送ローラＲ２の昇温を防止できる。また、第１搬送ローラＲ１および第２搬送ローラＲ２を介してフィルムＦを冷却することができる。

【0040】

本開示は、本実施形態に係る構成と、前述の実施形態１，２に係る構成との中間的な構成も含む。例えば、第１流体３１が流れる流路３２が設けられ、第２流体の流路が設けられていない構成も、本開示の範囲に含まれる。例えば、第１流体の流路が設けられず、第２流体４１の流路４２が設けられている構成も、本開示の構成に含まれる。例えば、温度調整部３０，４０を備えない構成も本開示の範囲に含まれる。

【0041】

〔実施形態４〕
本発明の他の実施形態について、以下に説明する。

【0042】

図１０は、本実施形態に係るフィルム加熱延伸装置の概略構成の一例を示す模式図である。図１０に示すように、本実施形態に係るフィルム加熱延伸装置１００は、赤外線ヒータ１０が、複数の赤外線ヒータを含む点を除いて、前述の実施形態１～３に係るフィルム加熱延伸装置１００と同様の構成を有する。

【0043】

赤外線ヒータ１０は、少なくとも第１赤外線ヒータ１２および第２赤外線ヒータ１３を含む。第１赤外線ヒータ１２は、フィルムＦの第１領域Ａ１のうちの第１部分Ｂ１を加熱するように配置されており、第１赤外線ヒータ１２の温度は、フィルムＦのガラス転移温度よりも低い。一方、第２赤外線ヒータ１３は、フィルムＦの第１領域Ａ１のうちの第１部分Ｂ１よりも搬送方向の下流側の第２部分Ｂ２を加熱するように配置されており、第２赤外線ヒータ１３の温度は、フィルムＦのガラス転移温度よりも高い。

【0044】

赤外線ヒータ１０が１つの赤外線ヒータのみから成る構成では、第１領域Ａ１がガラス転移温度を越えて昇温し過ぎないように、第１領域Ａ１をガラス転移温度（あるいはその近傍の目標温度）まで急速に加熱することが難しい。これと比較して、本実施形態に係る構成によれば、第１領域Ａ１が昇温し過ぎないように、第１領域Ａ１を急速に加熱し易い。なぜならば、第１赤外線ヒータ１２の温度がガラス転移温度より低いので、第１赤外線ヒータ１２が第１部分Ｂ１を急速に加熱しても、第１部分Ｂ１が昇温し過ぎないからである。そして、フィルムＦの搬送によって、第１部分Ｂ１は第２部分Ｂ２に移動し、第２赤外線ヒータ１３が第２部分Ｂ２を温和に加熱する。第２赤外線ヒータ１３の温度がガラス転移温度より高いので、第２部分Ｂ２は、ガラス転移温度（あるいはその近傍の目標温度）まで昇温する。

【0045】

第１赤外線ヒータ１２と第２赤外線ヒータ１３との温度差は、摂氏０．５度以上３０度以下であることが好ましい。なぜならば、温度差が摂氏０．５度未満のとき、許容誤差が小さすぎるため、正確な温度制御が困難かもしれないからである。第１赤外線ヒータ１２の温度制御における許容誤差は、第１赤外線ヒータ１２の温度の制御値（または目標値）とフィルムＦのガラス転移温度との差よりも小さい。なぜならば、温度差が摂氏３０度超のとき、温度差が大きすぎるため、第２赤外線ヒータ１３における加熱が急速かもしれないからである。第２赤外線ヒータ１３の温度は、前述したように、フィルムＦのガラス転移温度よりも高い。このため、第２赤外線ヒータ１３における急速加熱によって、第１領域Ａ１がガラス転移温度を越えて昇温し過ぎ、急速に延伸し得る。なお、赤外線ヒータ１０は３つ以上の赤外線ヒータを含んでよい。例えば、ガラス転移温度よりも低い温度の第３赤外線ヒータが、第１赤外線ヒータ１２よりも上流側、あるいは、第１赤外線ヒータ１２と第２赤外線ヒータ１３との間に設けられてよい。

【0046】

〔まとめ〕
本開示の態様１は、搬送方向に搬送されるフィルムをガイドし、クラウンローラである第１搬送ローラ、前記第１搬送ローラよりも前記搬送方向の下流側において前記フィルムをガイドし、コンケイブローラである第２搬送ローラ、搬送される前記フィルムの、前記第１搬送ローラと前記第２搬送ローラとの間に位置する第１領域を加熱するように配置された赤外線ヒータ、および、前記第１領域を前記搬送方向に延伸させる張力を前記フィルムに付与する延伸部、を備えるフィルム加熱延伸装置。

【0047】

態様２は、前記第１搬送ローラは、前記赤外線ヒータの直前に位置し、前記第２搬送ローラは、前記赤外線ヒータの直後に位置する、態様１に記載のフィルム加熱延伸装置。

【0048】

態様３は、前記第１搬送ローラのクラウン量を示すＣ値は、０．２以下であり、 前記第２搬送ローラのクラウン量を示すＣ値は、－０．２以上である、態様１または２に記載のフィルム加熱延伸装置。

【0049】

態様４は、前記第１搬送ローラのクラウン量を示すＣ値の絶対値は、前記第２搬送ローラのクラウン量を示すＣ値の絶対値と、同等である、態様１～３の何れかに記載のフィルム加熱延伸装置。

【0050】

態様５は、前記第１搬送ローラおよび前記第２搬送ローラは、芯の外周をゴム材料で被覆したゴムローラである、態様１～４の何れか１かに記載のフィルム加熱延伸装置。

【0051】

態様６は、前記第１搬送ローラに対する前記フィルムの抱き角度は、３０°以上１２０℃以下であり、前記第２搬送ローラに対する前記フィルムの抱き角度は、３０°以上１２０℃以下である、態様１～５の何れかに記載のフィルム加熱延伸装置。

【0052】

態様７は、前記第１搬送ローラの表面の静止摩擦係数は、０．１以上０．２以下であり、前記第２搬送ローラの表面の静止摩擦係数は、０．１以上０．２以下である、態様１～６の何れかに記載のフィルム加熱延伸装置。

【0053】

態様８は、前記第１搬送ローラの幅方向における中央部の直径は、１５０ｍｍ以上６００ｍｍ以下であり、前記第２搬送ローラの幅方向における中央部の直径は、１５０ｍｍ以上６００ｍｍ以下である、態様１～７の何れかに記載のフィルム加熱延伸装置。

【0054】

態様９は、前記第１搬送ローラの内部に、第１流体の流路が設けられており、前記第２搬送ローラの内部に、第２流体の流路が設けられている、態様１～８の何れかに記載のフィルム加熱延伸装置。

【0055】

態様１０は、前記第１流体および前記第２流体の温度を調整する温度調整部をさらに備える、態様９に記載のフィルム加熱延伸装置。

【0056】

態様１１は、前記延伸部は、前記フィルムを駆動する第１駆動ローラと、前記フィルムを駆動する第２駆動ローラとを、備え、前記第１駆動ローラは、前記第１搬送ローラを兼ねたローラであるか、または前記第１搬送ローラよりも前記搬送方向の上流側に配置されたローラであり、前記第２駆動ローラは、前記第２搬送ローラを兼ねたローラであるか、または前記第２搬送ローラよりも前記搬送方向の下流側に配置されたローラであり、前記第２駆動ローラの幅方向における中央部の周速度は、前記第１駆動ローラの幅方向における中央部の周速度の９０％以上６００％以下である、態様１～１０の何れかにに記載のフィルム加熱延伸装置。

【0057】

態様１２は、前記第２搬送ローラは、前記第２駆動ローラである、態様１１に記載のフィルム加熱延伸装置。

【0058】

態様１３は、前記第１搬送ローラは、前記第１駆動ローラである、請求項１１または１２に記載のフィルム加熱延伸装置。

【0059】

態様１４は、前記赤外線ヒータは、遠赤外線ヒータである、請求項１～１３の何れかに記載のフィルム加熱延伸装置。

【0060】

態様１５は、前記赤外線ヒータは、前記フィルムの前記第１領域のうちの第１部分を加熱するように配置された第１赤外線ヒータと、前記フィルムの前記第１領域のうちの前記第１部分よりも前記搬送方向の下流側の第２部分を加熱するように配置された第２赤外線ヒータと、を含み、第１赤外線ヒータの温度は、前記フィルムのガラス転移温度より低く、第２赤外線ヒータの温度は、前記フィルムのガラス転移温度より高い、態様１～１４の何れかに記載のフィルム加熱延伸装置。

【0061】

態様１６は、第１赤外線ヒータの温度と第２赤外線ヒータの温度との差は、摂氏０．５度以上３０度以下である、態様１５に記載のフィルム加熱延伸装置。

【0062】

態様１７は、搬送方向に搬送されるフィルムを、クラウンローラである第１搬送ローラでガイドし、前記フィルムを、前記第１搬送ローラよりも前記搬送方向の下流側において、コンケイブローラである第２搬送ローラでガイドし、搬送される前記フィルムの前記第１搬送ローラと前記第２搬送ローラとの間に位置する第１領域を加熱し、前記第１領域を前記搬送方向に延伸させる張力を前記フィルムに印加する、フィルムの製造方法。

【0063】

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】

【0064】

１０ 赤外線ヒータ
１２ 第１赤外線ヒータ
１３ 第２赤外線ヒータ
２０ 延伸部
２１ 第１駆動ローラ
２２ 第２駆動ローラ
３０、４０ 温度調整部
３１ 第１流体
３２、４２ 流路
４１ 第２流体
１００ フィルム加熱延伸装置
Ａ１ 第１領域
Ｂ１ 第１部分
Ｂ２ 第２部分
Ｆ フィルム
Ｍ 中央部
Ｒ１ 第１搬送ローラ
Ｒ２ 第２搬送ローラ
θ_１、θ_２ 抱き角度

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】