JP3858101B2 - 延伸フィルム製造設備、及び製造方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、押出装置により溶融、押出したポリプロピレン、ポリエチレン等の熱可塑性樹脂をダイによってフィルムの形状に成形するとともに、これら未延伸フィルムを融点以下の温度で縦方向と横方向に延伸し、分子を配向する延伸システムに係り、延伸したフィルムの厚み及び配向度を測定する測定装置を備え、測定した値によってこの延伸システムに所定の制御操作を行う延伸フィルム製造設備に関する。
【０００２】
また、本発明は、複屈折、特に複屈折による位相差が測定波長よりも大きい複屈折を高速に測定する方法に関する。
【０００３】
【従来の技術】
包装用等に用いるフィルムは、押出装置に装着したダイによって薄膜状に成型した未延伸フィルムを縦方向及び横方向に引き伸ばして分子に配向を与え、機械的特性、特に強度を改良したポリプロピレン、塩化ビニルデン樹脂、塩化ビニル樹脂、ポリスチレン、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、ポリエチレン、ポリアミド等からなる二軸延伸フィルムが従来より製造されている。
【０００４】
ここで、二軸延伸する未延伸フィルム等には、結晶性樹脂と非晶性樹脂があり、結晶性樹脂の場合は、融点以上の温度で押出し非晶条件を保持しつつ配向を容易にするため急冷する。そして、未延伸フィルムを融点以下の温度で延伸することにより配向する。
【０００５】
次に、非晶性樹脂の場合は、押出装置により最大の透明度を与えるようにガラス転移点より高い温度でフィルムを押出する。そして、この未延伸フィルムを延伸するために弾性範囲にまで冷却し、この温度で延伸することにより配向を与える。
【０００６】
なお、未延伸フィルムを延伸する延伸装置は、縦延伸をした後に横延伸を施す逐次二軸延伸と縦延伸及び横延伸を同時に行う同時二軸延伸に大別されるが、これらの延伸装置には、縦方向及び横方向にそれぞれ均一に延伸されたフィルムを製造できることが望まれる。逐次延伸では、二段階で延伸が行われるが、配向度の制御性を向上させるために、縦横延伸比と各段階の温度を単独で変更できることが望ましく、また、同時延伸でも縦横延伸比をそれぞれ独立して変更できることが望ましい。
【０００７】
そして、近年よりフィルムの一層の品質向上が望まれ、フィルムの全長及び／または全幅に亘って延伸が均一に行われること等が要求される。
これらの要求に答えるため延伸システムにフィルムの厚みを測定する測定装置を取り付け、厚みを測定しつつ押出装置及びダイに所定の制御を施すフィルム自動厚み制御装置が用いられている。
【０００８】
このフィルム自動厚み制御装置は、図１３に示すようにスクリュ回転数を調節可能にした押出装置５０と、この押出装置５０に装着したダイ５１と、ダイ５１の押出口の開口度を調節するダイ調節装置５２と、ダイ５１から押出した未延伸フィルムを冷却固化する原反成形装置５３と、この冷却固化した未延伸フィルムを縦及び横方向に延伸する延伸装置５４、５５と、延伸したフィルムを引き取る引取装置５６とから形成し、縦延伸装置５４の上流及び横延伸装置５５の下流のそれぞれにフィルムの厚みを測定するβ線厚み測定装置５７、５７を配置している。
【０００９】
そして、フィルムの厚みをこの厚み測定装置５７、５７にて測定し、この測定データに基づいて押出装置５０のスクリュ回転数を制御するとともに、ダイ５１の押出口の開口度を調節ボルト等で制御するものである。
【００１０】
また、配向した高分子フィルムの配向性を評価する手段の一つとして複屈折を測定する方法が知られている。その中で、複屈折による位相差が測定波長よりも大きい場合には、複屈折を示す試料である高分子フィルムを偏光素子間に配置した時の透過光スペクトルから複屈折を計算する必要があり、より高速に複屈折の測定を行う方法として、マルチチャンネル分光器により測定した透過スペクトルのデータをコンピュータ等のデータ処理装置を用いて解析する方法が知られている。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
上述したフィルム自動厚み制御装置を装着した延伸装置では、単に厚みのみを測定しそれに基づいて押出装置のスクリュ回転速度を調節するとともに、ダイの押出口の開口度を調節している。
【００１２】
しかし、原反の進行方向に直交する方向、すなわち、原反の幅方向での厚みや配向度を均一に保持することは困難である。
スクリュの回転速度を変更することにより溶融樹脂の供給量が変化し、これにより原反の全体の厚みを制御することができる。
【００１３】
この方法では、延伸したフィルムの平均値としての厚みや配向度を一定に保つことはできるが、部分的な厚みや配向ムラを防止することはできない。
また、ヒートボルト等の調節ボルトによってダイの押出口の開口度を絞ると幅方向での厚みの調節をすることができるが、これもダイの開口度を絞った単位時間内の未延伸フィルムの質量を減らすことにつながり、延伸したフィルムの全面積に対する配向度を均一に保持するものではない。
【００１４】
また、フィルム自動厚み制御装置を装着していない延伸装置では、幅方向のみならず長さ方向も含めたフィルム等の厚みや配向度のムラが多く生ずることから、フィルムにかかる縦方向及び横方向の延伸張力によって延伸の最中にフィルムが破断されてしまう割合が多いという問題もある。
【００１５】
フィルムが破断すると延伸システムの稼働を停止せざるを得なくなり、破断したフィルム等を取り除き再び稼働させるまでに時間と手間を要するという問題もある。
【００１６】
特に、横延伸装置内でフィルムが破断すると横延伸装置内が高温であるため、すぐに作業に着手することができず生産性が低下するという問題もある。
また、コストダウンのために延伸の高速化が望まれるが、高速で延伸を施すとフィルムの厚みや配向度の不均一が増大し、フィルムが破断する割合が多くなるという問題もある。
【００１７】
なお、３５０ｍ／ｍｉｎ以上、特に、５００ｍ／ｍｉｎ以上の速度で延伸フィルムを製造する方法の確立が望まれている。
本発明は、前記事項に鑑み改良を加えたものである。
【００１８】
すなわち、延伸されたフィルム等の厚みや配向度を高速において均一に保つことを技術的課題にするとともに、成形材料を押出装置に投入してから延伸を施し、引き取り装置に引き取らせるまでの時間を短縮し、高品質のフィルム等を高速に製造する延伸システムを提供することを技術的課題とする。
【００１９】
さらに、延伸の最中に未延伸フィルムや延伸したフィルム等の破断する割合を少なくした延伸システムを提供することを技術的課題とする。
また、高分子フィルムの配向性または複屈折はその製造工程の管理項目として用いられるため、リアルタイムで複屈折を測定する方法が望まれている。
【００２０】
しかしながら、従来の複屈折の測定方法では、透過スペクトルデータのコンピュータへの転送及びコンピュータ内でのデータ処理に多大の時間を要するため、リアルタイムでの複屈折測定は困難であった。
【００２１】
本発明は、リアルタイムで複屈折を測定可能な測定方法を提供することを技術的課題とする。
【００２２】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前記課題を解決するために以下の手段を採用した。
本発明に係る延伸フィルム製造設備は、成形材料を溶融する設備を有し、前記成形材料を未延伸フィルムに成形するダイを有する押出装置と、前記ダイにより成形した未延伸フィルムを冷却し、原反を成形する原反成形装置と、この冷却された原反を低速ロールと高速ロールとで縦方向に延伸する縦延伸装置と、縦延伸したフィルムの両端を把持して横方向に延伸する横延伸装置とを備えている。
【００２３】
そして、前記縦延伸後におけるフィルムの厚みをリアルタイムに測定する厚み測定装置と、前記縦延伸後におけるフィルムの配向度をリアルタイムに測定する配向度測定装置とを有し、前記厚み測定装置により測定された厚みに相当する信号を計算装置へと出力し、前記配向度測定装置により測定された配向度に相当する信号を計算装置へと出力し、前記計算装置は、あらかじめ設定した厚みと前記測定した厚みとを比較演算する厚み比較演算部を有するとともに、あらかじめ設定した配向度と前記測定した配向度とを比較演算する配向度比較演算部を有し、前記各比較演算の結果に基づいてあらかじめ設定した目標値に合致させるように、縦延伸を施す際の縦延伸比率を変更する制御信号を出力し、この信号によって延伸状態を制御するものである。
【００２４】
本発明に係る延伸フィルム製造設備によれば、縦延伸後または横延伸後のフィルムの厚み及び配向度を厚み測定装置と配向度測定装置により独立にかつ連続して測定し、この測定値を計算装置に入力する。そして、測定値が入力された計算装置は、あらかじめ設定した目標値と測定した厚みまたは配向度とを比較演算し比較演算結果に基づいて、これらの測定値があらかじめ設定した値と異なる場合、縦延伸比率を変更する制御操作を行う。
【００２５】
なお、縦延伸後のフィルムの厚みを制御できれば、厚みまたは配向度はどの位置で測定しても良く、縦延伸中に測定することもできる。
さらに、計算装置は、あらかじめ設定した厚みの目標値をプロファイルとしてメモリに格納しており、厚みのプロファイルとは、幅方向（横方向）の厚みの分布をいう。
【００２６】
次に、縦延伸比率の変更は、縦延伸を施す際の低速ロール及び高速ロールのいずれかまたは両者の回転速度を低速若しくは高速にする制御操作を行うことで変更する。
【００２７】
そして、回転速度の調節には、低速ロールを単独で低速にすることや高速ロールを単独で高速にすることまたは低速ロールを低速にするとともに高速ロールを高速にすること若しくは両者の速度を比例させて低速または高速にする。
【００２８】
また、これらロールの速度調節は、ロールの回転駆動を受け持つモータの回転速度を調節することにより達成することができる。
次に、縦延伸比率を変更する他の手段としては、低速ロールと高速ロールとの延伸ギャップを調節することやこれらロールの延伸角度を調節することで変更する。
【００２９】
ここで、延伸ギャップまたは延伸角度は、低速ロールを単独で上下方向、左右方向に移動させることや高速ロールを単独で上下方向、左右方向に移動させることにより調節する。
【００３０】
また、高速ロール及び低速ロールの両者を上下方向、左右方向に移動させることでも良い。そして、これらのロールの移動は、ロール移動機構にサーボモータ等を装着し、モータを回転させてロール移動機構を駆動させることによって達成することができる。
【００３１】
さらに、高速ロールと低速ロールのいずれかまたは両者とのフィルムの圧着強度を調節することによっても縦延伸比率を変更することができる。
そして、圧着強度の調節は、高速ロール及び低速ロールのいずれかまたは両者のフィルムとの接触位置の近傍に空気を吸入若しくは噴射する空調装置を装着し、圧着力が強い場合は、空気を噴射して圧着力を弱め、圧着力が弱い場合は、空気を吸入して圧着力を強める。
【００３２】
さらに、圧着力が強い場合は、冷風を噴射し、圧着力が弱い場合は、熱風を噴射したりまたは火炎を放射する。なお、同一ロールに対して複数のノズルを独立して設けることが望ましい。
【００３３】
次に、この延伸フィルム製造設備は、縦延伸したフィルムの厚みを測定する厚み測定装置が前記縦延伸後におけるフィルムを幅方向にいくつかの範囲に分割してこのフィルムの厚みを測定するとともに、縦延伸したフィルムの配向度を測定する配向度測定装置は、縦延伸後におけるフィルムを幅方向にいくつかの範囲に分割してこのフィルムの配向度を測定する。
【００３４】
したがって、ブロックに分割して測定した厚みや配向度が目標値と異なる場合、このブロック毎の厚みや配向度を目標値に合致させるように縦延伸比率を変更する制御操作を行う。なお、幅方向にいくつかの範囲に分割して厚みや配向度を測定しているが、幅方向のみならずフィルムを縦方向及び横方向に一定の間隔を開けて碁盤目状に分割することや、縦方向に一定の間隔を開けて分割することもできる。
【００３５】
次に、本発明に係る延伸フィルム製造設備は、成形材料を溶融する設備を有し、前記成形材料を未延伸フィルムに成形するダイを有する押出装置と、前記ダイにより成形した未延伸フィルムを冷却し、原反を成形する原反成形装置と、この冷却された原反を低速ロールと高速ロールとで縦方向に延伸する縦延伸装置と、縦延伸したフィルムの両端を把持して横方向に延伸する横延伸装置とを備えている。そして、前記横延伸後におけるフィルムの厚みをリアルタイムに測定する厚み測定装置と、前記横延伸後におけるフィルムの配向度をリアルタイムに測定する配向度測定装置とを有し、前記厚み測定装置により測定された厚みに相当する信号を計算装置へと出力し、前記配向度測定装置により測定された配向度に相当する信号を計算装置へと出力し、前記計算装置は、あらかじめ設定した厚みと前記測定した厚みとを比較演算する厚み比較演算部を有するとともに、あらかじめ設定した配向度と前記測定した配向度とを比較演算する配向度比較演算部を有し、前記各比較演算の結果に基づいてあらかじめ設定した目標値に合致させるように、横延伸を施す際の横延伸比率を変更する制御信号を出力し、この信号によって延伸状態を制御するものである。
【００３６】
本発明に係る延伸フィルム製造設備によれば、縦延伸後または横延伸後のフィルムの厚み及び配向度を厚み測定装置と配向度測定装置により厚み及び配向度を独立にかつ連続して測定し、この測定値を計算装置に入力する。そして、測定値が入力された計算装置は、あらかじめ設定した目標値と測定した厚みまたは配向度とを比較演算し比較演算結果に基づいて、これらの測定値があらかじめ設定した値と異なる場合、横延伸比率を変更する制御操作を行う。
【００３７】
ここで、横延伸比率の変更は、横延伸を施す際の横延伸角度の調節を行うことで変更する。
ここで、横延伸角度の調節は、フィルムの左方向のみの値が目標値と異なる場合は、左方向のみの延伸角度を調節し、フィルムの右方向のみの値が目標値と異なる場合は、右方向のみの延伸角度を調節する。さらに、左方向及び右方向の両者の値が目標値と異なる場合は、両者の延伸角度を同時に調節する。
【００３８】
なお、延伸角度の調節は、角度調節機構にサーボモータ等を装着し、モータを回転させて角度調節機構を駆動させることによって達成することができる。
次に、横延伸比率を変更する他の手段としては、左右それぞれの横延伸速度を微妙に調節することで変更する。そして、これら横延伸速度の調節は、フィルムの両端を把持するクリップの移動速度の高低を調節するために、このクリップを装着した走行レールの駆動を行うモータの回転速度を調節することにより達成することができる。
【００３９】
また、この延伸フィルム製造設備は、前記横延伸したフィルムの厚みを測定する厚み測定装置は、横延伸後のフィルムを幅方向にいくつかの範囲に分割してこのフィルムの厚みを測定するとともに、横延伸したフィルムの配向度を測定する配向度測定装置は、横延伸後のフィルムを幅方向にいくつかの範囲に分割してこのフィルムの配向度を測定する。
【００４０】
したがって、ブロック毎に測定した厚みや配向度が目標値と異なる場合、このブロック毎の厚みや配向度を目標値に合致させるように縦延伸比率を変更する制御操作を行う。なお、幅方向にいくつかの範囲に分割して厚みや配向度を測定しているが、幅方向のみならずフィルムを縦方向及び横方向に一定の間隔を開けて碁盤目状に分割することや、縦方向に一定の間隔を開けて分割することもできる。
【００４１】
次に、延伸フィルム製造設備は、制御信号が横延伸を施す際のフィルムを加熱する加熱装置を所定のブロックに分割し、この分割したブロックに対応させてフィルムの加熱温度を調節するものである。
【００４２】
さらに、本発明に係る延伸フィルム製造設備は、成形材料を溶融する設備を有し、前記成形材料を未延伸フィルムに成形するダイを有する押出装置と、前記ダイにより成形した未延伸フィルムを冷却し、原反を成形する原反成形装置と、この冷却された原反を低速ロールと高速ロールとで縦方向に延伸する縦延伸装置と、縦延伸したフィルムの両端を把持して横方向に延伸する横延伸装置とを備えている。
【００４３】
横延伸を施す際のフィルムの加熱装置を所定のブロックに分割し、この分割した各ブロック毎に対応するフィルムの厚みをリアルタイムに測定するとともに、このフィルムの配向度をリアルタイムに測定し、前記厚み測定装置により測定された厚みに相当する信号を計算装置へと出力し、前記配向度測定装置により測定された配向度に相当する信号を計算装置へと出力し、前記計算装置は、あらかじめ設定した各ブロック毎の厚みと前記測定した各ブロック毎の厚みとを比較演算する厚み比較演算部を有するとともに、あらかじめ設定した各ブロック毎の配向度と前記測定した各ブロック毎の配向度とを比較演算する配向度比較演算部を有し、前記各比較演算の結果に基づいてあらかじめ設定した目標値に合致させるように、各ブロック毎の制御信号を出力し、この信号によって延伸状態を制御するものである。
【００４４】
また、この延伸フィルム製造設備は、各ブロック毎に出力する制御信号が各ブロック毎の加熱温度を制御するものである。
本発明に係る延伸フィルム製造設備によれば、横延伸を施す際にフィルムを加熱する加熱装置の加熱領域を所定の間隔に分割し、この加熱領域毎に温度制御を施す。
【００４５】
次に、本発明に係る延伸フィルム製造設備は、前記制御信号が、前記ダイリップの開口度を調節するものである。本発明に係る延伸フィルム製造設備によれば、測定した厚み及び配向度があらかじめ設定した値と異なる場合、ダイリップの開口度の広狭の制御操作を行う。
【００４６】
ここで、ダイリップの開口度の広狭は、ヒートボルト等で形成した調節ボルトによって行われ、ダイリップの左右方向にかけて複数のヒートボルトを装着し部分的に開口度の調節をする。
【００４７】
また、本発明に係る延伸フィルム製造設備は、押出装置がスクリュを有する場合、前記制御信号が前記押出装置のスクリュ速度を調節するものである。本発明に係る延伸フィルム製造設備によれば、測定した厚み及び配向度があらかじめ設定した値と異なる場合、押出装置の内部に備えたスクリュの回転速度の制御操作を行う。
【００４８】
ここで、スクリュの回転速度は、スクリュの回転駆動を受け持つモータの回転速度を調節することにより達成することができる。
次に、本発明に係る延伸フィルム製造設備は、前記厚み測定装置は、近赤外線吸収を用いてフィルムの厚みを測定し、その検出機能が５０ｍＳｅｃ以内で厚みに相当する信号を出力するとともに、前記配向度測定装置は、偏光素子の間に挟まれたフィルムの透過スペクトルを測定する原理に基づく複屈折を測定し、複屈折に相当する測定データを５０ｍＳｅｃ以内に測定してその信号を出力するものである。
【００４９】
次に、本発明に係る延伸フィルム製造設備は、成形材料を溶融する工程を有し、前記成形材料を未延伸フィルムに成形するダイを有する押出工程と、前記ダイにより成形した未延伸フィルムを冷却し、原反を形成する原反成形工程と、この冷却された原反を低速ロールと高速ロールとで縦方向に延伸する縦延伸工程と、縦延伸したフィルムの両端を把持して横方向に延伸する横延伸工程とを備えていて、前記縦延伸工程後におけるフィルムの厚みをリアルタイムに測定する厚み測定工程と、前記縦延伸工程後におけるフィルムの配向度をリアルタイムに測定する配向度測定工程とを有し、前記厚み測定工程により測定された厚みに相当する信号を計算工程へと出力し、前記配向度測定工程により測定された配向度に相当する信号を計算工程へと出力し、前記計算工程は、あらかじめ設定した厚みと前記測定した厚みとを比較演算するとともに、あらかじめ設定した配向度と前記測定した配向度とを比較演算し、前記各比較演算結果に基づいてあらかじめ設定した目標値に合致させるように、縦延伸を施す際の縦延伸比率を変更する制御信号を出力し、この信号によって延伸状態を制御する方法を用いている。
【００５０】
また、成形材料を溶融する工程を有し、前記成形材料を未延伸フィルムに成形するダイを有する押出工程と、前記ダイにより成形した未延伸フィルムを冷却し、原反を成形する原反成形工程と、この冷却された原反を低速ロールと高速ロールとで縦方向に延伸する縦延伸工程と、縦延伸したフィルムの両端を把持して横方向に延伸する横延伸工程とを備えていて、前記横延伸工程後におけるフィルムの厚みをリアルタイムに測定する厚み測定工程と、前記横延伸工程後におけるフィルムの配向度をリアルタイムに測定する配向度測定工程とを有し、前記厚み測定工程により測定された厚みに相当する信号を計算工程へと出力し、前記配向度測定工程により測定された配向度に相当する信号を計算工程へと出力し、前記計算工程は、あらかじめ設定した厚みと前記測定した厚みとを比較演算するとともに、あらかじめ設定した配向度と前記測定した配向度とを比較演算し、前記各比較演算の結果に基づいてあらかじめ設定した目標値に合致させるように、横延伸を施す際の横延伸比率を変更する制御信号を出力し、この信号によって延伸状態を制御する方法を用いている。
【００５１】
さらに、厚み測定装置が近赤外線吸収を用いてフィルムの厚みを測定する工程と、その検出機能が５０ｍＳｅｃ以内で厚みに相当する信号を出力する工程を有するとともに、前記配向度測定装置が偏光素子の間に挟まれたフィルムの透過スペクトルを測定する原理に基づく複屈折を測定する工程と、複屈折に相当する測定データを５０ｍＳｅｃ以内に測定してその信号を出力する工程とを有する延伸フィルム製造方法を用いている。
【００５２】
また、本発明に係る複屈折測定方法は、複屈折を持つ試料を一対の偏光素子間に配置し、一方の偏光素子の試料と向き合った側の反対方向から白色光を入射し、他方の偏光素子の試料と向き合った側の反対方向から出射される透過光における干渉スペクトルを解析することにより複屈折を測定する方法であり、透過光スペクトルを分光する分光手段と、透過光スペクトルにおいて極値をとる第一の極値波長λ１及び第二の極値波長λ２及び第一の極値波長λ１と第二の極値波長λ２の間の極値数Ｍの３つのパラメータを検出しその結果を出力する位相差演算回路と、を有し、前記位相差演算回路からの出力である前記３つのパラメータから次式にしたがって複屈折による位相差Ｒを計算し、この位相差Ｒに基いて試料の複屈折を計算することを特徴とする。
Ｒ＝（Ｍ−１）／２／（１／λ１−１／λ２）
ここで、極値数Ｍは、第一の極値波長λ１及び第二の極値波長λ２での極値を含むものである。
【００５３】
さらに、本発明に係る複屈折測定方法は、複屈折を持つ試料を一対の偏光素子間に配置し、一方の偏光素子の試料と向き合った側の反対方向から白色光を入射し、他方の偏光素子の試料と向き合った側の反対方向から出射される透過光における干渉スペクトルを解析することにより複屈折を測定する方法であり、透過光スペクトルを分光する分光手段と、透過光スペクトルにおいて極大または極小のいずれか一方をとる第一の極値波長λ１及び第二の極値波長λ２及び第一の極値波長λ１と第二の極値波長λ２の間の極大または極小のいずれか一方の数Ｎの３つのパラメータを検出しその結果を出力する位相差演算回路と、を有し、前記位相差演算回路からの出力である前記３つのパラメータから次式にしたがって複屈折による位相差Ｒを計算し、この位相差Ｒに基いて試料の複屈折を計算することを特徴とする。
Ｒ＝（Ｎ−１）／（１／λ１−１／λ２）
ここで、極値数Ｎは、第一の極値波長λ１及び第二の極値波長λ２での極値を含むものである。
【００５４】
これら本発明に係る複屈折測定方法によれば、複屈折の計算に必要な三つのパラメータ、すなわち、第一の極値波長λ１及び第二の極値波長λ２及び第一の極値波長λ１と第二の極値波長λ２の間の極値数ＭまたはＮをリアルタイムで検出及び出力することができ、さらに、この三つのパラメータを専用の位相差演算回路で検出することにより計算装置での負荷を軽くすることができ、結果としてリアルタイムでの複屈折の測定が可能になる。
【００５５】
本発明に係る複屈折測定方法では、透過光を分光する前記分光手段がマルチチャンネル分光器を用いる分光法であり、前記マルチチャンネル分光器からの出力信号が、信号の出力時間が波長に対応し及び信号の出力強度が透過光強度に対応している時系列の出力であるとすることができる。
【００５６】
さらに、本発明に係る複屈折測定方法では、分光した透過光スペクトルにおいて極値をとる第一の極値波長λ１及び第二の極値波長λ２及び第一の極値波長λ１と第二の極値波長λ２の間の極値数ＭまたはＮの３つのパラメータを検出しその結果を出力する前記位相差演算回路が、前記マルチチャンネル分光器からの信号の出力時間に対応する波長を計算する波長検出部と、透過スペクトルにおいて極値を持つ波長を検出し極値波長に対応する時間に極値波長識別信号を出力する極値検出回路と、第一の極値波長λ１を記憶し出力する第一極値波長記憶部と、第二の極値波長λ２を記憶し出力する第二極値波長記憶部と、第一の極値波長λ１と第二の極値波長λ２の間の極値数ＭまたはＮをカウントし出力する極値カウント部とから構成することができる。
【００５７】
また、本発明に係る複屈折測定方法では、透過スペクトルにおいて極値を持つ波長を検出する前記極値検出回路が、少なくとも微分回路とコンパレータ回路及び前記コンパレータ回路での結果に応じて極値波長に対応する時間でパルスを発生する極値波長識別パルス生成部からなり、前記マルチチャンネル分光器から出力される時系列の出力を前記微分回路にて微分し、微分した結果を前記コンパレータ回路にて０Ｖと比較し、前記コンパレータ回路の出力が変化する時に前記極値波長識別パルス生成部で極値波長識別パルスを発生させる回路であるとすることができる。
【００５８】
さらに、本発明に係る複屈折測定方法では、第一の極値波長λ１を記憶し出力する前記第一極値波長記憶部が、前記波長検出部からの波長情報及び前記極値検出回路からの極値波長識別信号の二つの情報を入力する入力部及び記憶した第一の極値波長λ１を出力する出力部を有し、前記極値検出回路での結果に応じて極値波長に対応する時間に極値検出回路から出力される極値波長識別信号のうち極値波長の検出を行う範囲における最初の極値波長識別信号に同期して波長情報を記憶し、極値波長の検出を行う範囲の終了に同期して記憶した極値波長情報の出力値を更新する回路であり、
第二の極値波長λ２を記憶し出力する前記第二極値波長記憶部が、前記波長検出部からの波長情報及び前記極値検出回路からの極値波長識別信号の二つの情報を入力する入力部及び記憶した第二の極値波長λ２を出力する出力部を有し、前記極値検出回路での結果に応じて極値波長に対応する時間に極値検出回路から出力される極値波長識別信号のうち極値波長の検出を行う範囲における極値波長識別信号に同期して極値波長情報を順次更新して記憶し、極値波長の検出を行う範囲の終了に同期して最後に記憶した極値波長情報の出力値を更新する回路であり、
第一の波長λ１と第二の波長λ２の間の極値数ＭまたはＮをカウントする前記極値カウント部が、前記極値検出回路での結果に応じて極値波長に対応する時間に極値検出回路から出力される極値波長識別信号を入力する入力部及び極値数を出力する出力部を有し、前記極値検出回路での結果に応じて極値波長に対応する時間に極値検出回路から出力される極値波長識別信号のうち極値波長の検出を行う範囲における極値波長識別信号の数をカウントし、極値波長の検出を行う範囲の終了に同期して、前記極値検出回路での結果に応じて極値波長に対応する時間に極値検出回路から出力される極値波長識別信号のカウント数の出力値を更新する回路であるとすることができる。
【００５９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る延伸フィルム製造設備の実施の形態１及びに実施の形態２を図１〜１２に基づいて説明する。
【００６０】
［実施の形態１］
（１）最初に、本実施の形態１に係る延伸フィルム製造設備１の概略を説明する。
この延伸フィルム製造設備１の構成は、図１に示すように押出装置２と、この押出装置２の排出先端に装着したダイ３と、ダイ３から排出した未延伸フィルムを冷却する原反成形装置４と、この冷却した原反を縦方向に延伸する縦延伸装置５と、縦延伸を施したフィルムを横方向に延伸する横延伸装置６とからなる逐次二軸延伸装置と、延伸したフィルムを引き取る引取装置７とで形成する。
【００６１】
さらに、縦延伸または横延伸を施したフィルムの厚みを測定する厚み測定装置８Ａ、８Ｂと、縦延伸または横延伸を施したフィルムから光情報を取り込む分光装置９Ａ、９Ｂと、分光装置９Ａ、９Ｂに接続した位相差を算出する位相差演算装置１０と、厚み測定装置８Ａ、８Ｂ及び位相差演算装置１０に接続し、入力された厚みと位相差から配向度を計算する配向度演算部を有するとともに、所定の制御指令を出力する計算装置１１と、押出装置２内のスクリュの回転速度を調節するスクリュ回転速度調節装置１３と、ダイの開口度を調節するダイ調節装置１２と、縦延伸装置５のロールを回転させる電動装置５Ｄ、５Ｄと、フィルムの延伸張力を可変とする駆動装置５Ｃ1、５Ｃ1と、ロールに気体等を噴射または吸入する空調装置５Ｃ2、５Ｃ2、５Ｃ3、５Ｃ3と、横延伸の延伸角度、延伸速度を可変にする横延伸可変機構６Ａを有するとともに、フィルムをブロック毎に分けて加熱する温度制御機構６Ｂを備えた横延伸装置６とで形成する。
【００６２】
そして、これらスクリュ回転速度調節装置１３、ダイ調節装置１２、電動装置５Ｄ、５Ｄ、駆動装置５Ｃ1、５Ｃ1、空調装置５Ｃ2、５Ｃ2、５Ｃ3、５Ｃ3、横延伸可変機構６Ａと温度制御機構６Ｂを備えた横延伸装置６は、それぞれ計算装置１１に接続している。
【００６３】
なお、配向度測定装置は、上述した厚み測定装置８Ａ、８Ｂ及び分光装置９Ａ、９Ｂ並びに位相差演算装置１０、配向度演算部を有する計算装置１１から形成する。
（２）以下、本実施の形態に係る延伸フィルム製造設備１の構成を具体的に説明する。
▲１▼ 最初に、この延伸フィルム製造設備１に用いる押出装置２は、図示はしていないが合成樹脂等からなる紛状ないし粒状の成形材料を挿入するホッパと、この成形材料を加熱溶融する加熱シリンダと、この加熱シリンダ内に組み込まれたスクリュとで形成する。
【００６４】
ここで、スクリュは、モータによって駆動し、このモータは、所望の回転速度が得られるように制御することができる。
次に、加熱シリンダは、シリンダ内を加熱するため、たとえば電熱式のヒータを使用する。そして、加熱シリンダの全長を分割してそれぞれ独立に温度制御できるようにしてある。
【００６５】
また、スクリュの数によって押出機は、単軸式のものと多軸式のものとがある。本実施の形態に係る押出機は、単軸押出機、２軸押出機、特殊押出機のいずれでも使用することができる。
【００６６】
次に、押出装置２の先端に取り付けられたダイ３は、一般的に溶融した樹脂等の成形材料が流入する流入口と、この成形材料に型を与える誘導路と、フィルムを押出する押出口と、押出口の形状を形成するダイリップとから形成する。
【００６７】
ここで、フィルムの成形に使用するダイ３は、フラットダイ等である。そして、このダイは、押出口の開口度をヒートボルトによって調節することができる。次に、成形物を冷却する原反成形装置４は、ダイ３のスリットより押出した溶融樹脂を均一に冷却するものである。
【００６８】
次に、未延伸フィルムを延伸する逐次二軸延伸装置は、フィルムを縦延伸する縦延伸装置５と横延伸する横延伸装置６とで形成し、縦延伸装置５は、加熱ロール５Ｅと加熱ロール５Ｅの下流に配置した低速ロール５Ａとこの低速ロール５Ａの下流に配置した高速ロール５Ｂによって形成する。
【００６９】
ここで、高速ロール５Ｂは、要求された延伸比を与えるように低速ロール５Ａよりも高速で回転し、延伸のためのネックインを小さくするために延伸距離を短くしてロール上でのフィルムの滑りを防止するようにロールとアイドルロールの配列を考慮することがある。
【００７０】
そして、加熱ロール５Ｅは、要求された延伸温度に原反を加熱するため設定した温度に維持するように電気的手段等により加熱する。なお、延伸速度、加熱、延伸張力はそれぞれのフィルムに適するように調節が可能である。
【００７１】
ここで、各ロールは、モータによって駆動し、このモータは、所望の回転速度が得られるように制御することができるようになっている。
次に、延伸張力は、各ロールを上下方向、左右方向に移動させることによって延伸張力の強弱を調節する。
【００７２】
ここで、ロール移動機構にサーボモータ等の駆動装置５Ｃ1、５Ｃ1を装着し、この駆動装置５Ｃ1、５Ｃ1を回転させてロール移動機構を駆動させることで制御することができるようにしている。
【００７３】
次に、高速ロール５Ａ及び低速ロール５Ｂのいずれかまたは両者のフィルムとの接触位置の近傍に空気等の気体を吸入若しくは噴射することによって延伸の強弱を調節する。ここで、気体の吸排出口は、気体を吸入若しくは噴射するために空調装置５Ｃ2、５Ｃ2、５Ｃ3、５Ｃ3に接続している。なお、この空調装置５Ｃ2、５Ｃ2、５Ｃ3、５Ｃ3は、熱風または冷風を噴射することや火炎を放射することもできる。
【００７４】
このとき、幅方向にいくつかのエリアに区分し、このエリア毎に気体の噴射または吸入ノズルを設けることが望ましい。
また、横延伸装置６は、一般的に加熱、横延伸、熱処理、冷却の４つのゾーンから形成され、図１０に示すように第１段階として縦延伸したフィルムの両端をクリップ６Ｃ、６Ｄで把持し、一定幅で加熱ゾーンに入り、そこでヒータ６Ｂにより延伸温度にまで加熱される。そして、次の延伸ゾーンでは左右のクリップ６Ｃ、６Ｄの開き角度に従って横方向に延伸する。そして、クリップは、熱処理ゾーンを走行し、次いで冷却ゾーンを通過する。
【００７５】
また、横延伸装置６は、横延伸可変機構６Ａを備え延伸角度及び延伸速度を随時変更することができるものである。ここで、延伸角度は、角度調節機構にサーボモータ等を装着し、モータを回転させて角度調節機構を駆動させることによって変更することができる。
【００７６】
さらに、延伸速度は、フィルムの両端を把持するクリップを装着した走行レール６Ｅ、６Ｆの駆動を行うモータの回転速度を調節することによって変更することができる。
【００７７】
なお、これらモータの回転速度の制御は、ブリッジサーボや比例電流制御またはＤＣタコ＋電圧比例制御若しくは周波数同期制御、ＰＬＬ制御等の回転数制御方式、ＰＷＭ制御やベクトル制御またはパルス制御若しくはバイポーラ駆動等の電力制御方式のいずれかを用いるかまたはこれらを併用して用いることもできる。
【００７８】
さらに、マイクロステップ駆動やインバータ駆動または多相駆動等の制御方式も用いることができる。
また、この横延伸装置６は、その内部に設けたヒータをブロック毎に分割し、各ブロック毎に温度を制御することができる温度制御機構６Ｂを備えている。
【００７９】
次に、延伸したフィルムを引き取る引取装置７は、フィルムの形態によって分類され、ニップロール式引取機、多段ニップロール式引取機、ベルト式引取機や多点駆動ローラ式引取機、キャタピラ式引取機等等がある。
▲２▼ 次に、フィルムの厚みを連続してリアルタイムに測定する厚み測定装置８Ａ、８Ｂは、図示はしていないが測定に用いる波長の光を放出する光源と、光検出装置、演算装置とで形成し、必要に応じて光ファイバー等の導光装置も用いられる。
【００８０】
そして、フィルム厚みは近赤外波長においてフィルムにより光が吸収される波長とその波長の近傍でフィルムによる吸収がない波長の透過率比を測定することにより得られる。
【００８１】
これら２つの波長の透過率比を使うことにより、フィルム表面の凹凸による光の散乱のために透過率が変化する場合も精度良くフィルム厚みを得ることが可能となる。
【００８２】
つまり、波長の近い２つの光の散乱の程度はおおよそ同じと考えることができ、フィルム表面の凹凸による光の散乱により透過率が変化しても、透過率比は変わらないからである。
【００８３】
ところで、フィルムにより吸収される光波長と吸収されない光波長は、必要に応じて選択されるが、吸収される波長としてＣ−Ｈ伸縮振動の２次である１．７２μｍ、吸収されない波長として１．６０μｍを用いるのが好ましい。
【００８４】
そこで、測定装置で用いる光源はこれら波長の光を放出することができれば良く、ハロゲンランプ、キセノンランプ等を用いることができる。
次に、光検出装置は波長選択素子と光検出器から形成する。ここで、波長選択素子としては分光器、干渉フィルター等を用いることができるが、干渉フィルターは小型でかつ取り扱いが容易であるので好ましい。
【００８５】
なお、光検出器は使用する波長の光を検出できれば良く、前記の近赤外波長の光を検出できる素子としては、熱型検出素子としてサーモパイル、ボロメータ、ニューマティック検出素子、焦電検出素子等があり、量子型検出素子として、ＰｂＳ、ＰｂＳｅ、Ｇｅ、ＩｎＧａＡｓ、ＩｎＡｓ、ＩｎＳｂ等の検出器がある。
【００８６】
次に、演算装置では、光検出器での信号をＡ／Ｄ（アナログ／デジタル）変換器等を介して受け取り、光検出器での信号を透過率へ変換後、次式に従ってフィルム厚みｄを計算する。
【００８７】
ｄ＝Ｃ・ｌｎ（ＴＡ／ＴＢ）
ここで、 ｄはフィルム厚み
Ｃは定数
ＴＡは吸収のない波長での透過率
ＴＢは吸収のある波長での透過率
また、フィルムの厚みを測定する方法としてはこれとは別に、β線厚さ計、γ線厚さ計、赤外線厚さ計、レーザ厚さ計等を用いることができる。
【００８８】
次に、リアルタイムに配向度を測定する装置９Ａ、９Ｂは、厚み測定装置８Ａ、８Ｂ、複屈折による位相差を測定する装置、及び、制御装置１１に設けた配向度演算部を用いて行い、必要に応じて光ファイバー等の導光装置も用いられる。
【００８９】
配向度の測定９Ａ、９Ｂは、厚み測定装置８Ａ、８Ｂにより測定したフィルムの厚みｄと、複屈折による位相差を測定する装置により測定した複屈折位相差Ｒ（＝Δｎ・ｄ）からフィルムの複屈折Δｎを配向度演算部で計算する。
【００９０】
ここで、フィルムの複屈折Δｎとフィルムの配向度とは相関があるので、この複屈折Δｎを配向度演算部により配向度へ変換することにより配向度を得ることができる。
【００９１】
なお、厚み測定装置８Ａ、８Ｂは、前記厚み測定装置を用いることもできるが、前記厚み測定装置とは別に配向度の測定専用の厚み測定装置を使うこともできる。
【００９２】
次に、本発明に係る複屈折測定方法を実現するための複屈折による位相差を測定する装置は、白色光源、偏光子、検光子、分光器、透過光スペクトルにおいて極値をとる第一の極値波長λ１及び第二の極値波長λ２及び第一の極値波長λ１と第二の極値波長λ２の間の極値数Ｍ（第一の極値波長λ１及び第二の極値波長λ２での極値を含む）の３つのパラメータを検出しその結果を出力する位相差演算回路、及び位相差演算回路からの出力である３つのパラメータから複屈折を計算する計算装置からなる。
【００９３】
偏向子は白色光源からの光を直線偏光にし、この直線偏光の光を偏向子と検光子の間におかれた複屈折を有するフィルムを通すと、フィルムの複屈折により透過光は楕円偏光になる。
【００９４】
この楕円偏光の光は検光子を透過させると、その楕円化の程度に従って検光子からの透過光量が変化する。すなわち、クロスニコル配置の偏光素子である偏光子と検光子の間に複屈折を示すフィルムを配置し、偏光子側から光を入射すると、検光子側からの干渉による透過光強度スペクトルは次式により表される。
（１）式・・・ Ｉ＝Ｉ0・（ｓｉｎ２θ）2・｛ｓｉｎ（δ／２）｝2
ここで、 Ｉ0は検光子を透過した光の強度
θ はフィルムの複屈折の光学軸方向
δ は複屈折による位相差（＝２π・Δｎ・ｄ／λ）
Δｎはフィルムの複屈折
ｄ はフィルム厚み
λ は光の波長
θがｎπ／２（ここで、ｎは整数）でない場合、透過スペクトルは極大及び極小を示す。この、極大及び極小は（１）式より、複屈折による位相差δが次式を満たす場合である。
（２）式・・・ δ＝２π・Ｒ／λ＝ｍ・π
ここで、Ｒ（＝Δｎ・ｄ）は複屈折による位相差を長さで表したもの、また、ｍは整数で、偶数の場合に（１）式は極小、奇数の場合に極大となる。
【００９５】
今、２つの波長λ１及びλ２（λ２＞λ１）で極値を示すとし、複屈折の波長分散を無視すると
δ１＝２π・Ｒ／λ１＝ｍ１・π
δ２＝２π・Ｒ／λ２＝ｍ２・π
とおける。これら２つの式の両辺について差をそれぞれ計算すると次式が導出される。
（３）式・・・ ２・Ｒ・（１／λ１−１／λ２）＝（ｍ１−ｍ２）
（３）式においてｍ２−ｍ１はλ１とλ２の間にある極値の数Ｍ（λ１とλ２での極値も含む）から１を引いた数である。（３）式より、複屈折による位相差Ｒは次式のように表すことができる。
（４）式・・・ Ｒ＝（Ｍ−１）／２／（１／λ１−１／λ２）
よって、透過スペクトルが極値を示す２つの波長λ１及びλ２、かつλ１とλ２の間にある極値の数Ｍが得られると、これら３つのパラメータから複屈折による位相差Ｒを（４）式に従って計算することができる。さらに、この位相差Ｒに基いて、複屈折△ｎ＝Ｒ／ｄを計算することができる。
【００９６】
また、極値が極大または極小のうちのどちらか一方である場合は、次の（５）式に従って複屈折による位相差Ｒを計算することができる。
（５）式・・・ Ｒ＝（Ｎ−１）／（１／λ１−１／λ２）
ここで、Ｎは、第一の極値波長λ１と第二の極値波長λ２の間の極大または極小のいずれか一方の数Ｎである。そして、この位相差Ｒに基いて、複屈折△ｎ＝Ｒ／ｄを計算することができる。
【００９７】
本発明に係る複屈折測定方法では、この検光子からの透過スペクトルを高速分光が可能なマルチチャンネル分光器により測定し、さらにこの透過光スペクトルにおいて極値をとる第一の極値波長λ１及び第二の極値波長λ２及び第一の極値波長λ１と第二の極値波長λ２の間の極値数ＭまたはＮ（第一の極値波長及び第二の極値波長での極値を含む）の３つのパラメータを検出しその結果を出力する位相差演算回路によって、３つのパラメータ、すなわち、第一の極値波長λ１及び第二の極値波長λ２及び第一の極値波長λ１と第二の極値波長λ２の間の極値数ＭまたはＮ（第一の極値波長λ１及び第二の極値波長λ２での極値を含む）、の３つを計算する。
【００９８】
３つのパラメータから（４）式または（５）式に従って複屈折の位相差Ｒを計算する計算装置では、透過光スペクトルにおいて極値をとる第一の極値波長λ１及び第二の極値波長λ２及び第一の極値波長λ１と第二の極値波長λ２の間の極値数ＭまたはＮ（第一の極値波長λ１及び第二の極値波長λ２での極値を含む）の３つのパラメータを検出しその結果を出力する位相差演算回路にて計算した３つのパラメータ、すなわち、第一の極値波長λ１及び第二の極値波長λ２及び第一の極値波長λ１と第二の極値波長λ２の間の極値数ＭまたはＮ（第一の極値波長λ１及び第二の極値波長λ２での極値を含む）から、偏光子と検光子の間におかれたフィルムの複屈折による位相差Ｒを求めることができる。この時、透過光スペクトルにおいて極値をとる第一の極値波長λ１及び第二の極値波長λ２及び第一の極値波長λ１と第二の極値波長λ２の間の極値数ＭまたはＮ（第一の極値波長及び第二の極値波長での極値を含む）の３つのパラメータを検出しその結果を出力する位相差演算回路でフィルムの複屈折に必要なパラメータをリアルタイムで計算することにより、複屈折を計算する計算装置における演算の負荷を減らすことができ、結果として、リアルタイムで複屈折を測定することができる。
【００９９】
図２に示すように、本発明に係る複屈折の測定方法では、まずマルチチャンネル分光器駆動パルス生成部１０Ａで、マルチチャンネル分光器内ＣＣＤの駆動用パルス及び、位相差演算装置１０を構成する位相差演算回路（以下、位相差演算装置と同じ符号「１０」を付す）で使用する、ＣＣＤの波長に対応した各チャンネルからのデータ出力時間に同期するパルスを生成する。マルチチャンネル分光器９Ａ，９Ｂは、マルチチャンネル分光器駆動パルス生成部１０Ａから出力されるＣＣＤ駆動用パルスに従って、透過光スペクトルに対応した信号を出力する。このマルチチャンネル分光器９Ａ，９Ｂから出力された信号は位相差演算回路１０の極値検出回路１０Ｌへ入力され、極値検出回路１０Ｌはマルチチャンネル分光器９Ａ，９Ｂから入力された信号を、フィルター回路１０Ｄ、微分回路１０Ｅ、コンパレータ回路１０Ｆ、極値波長識別パルス生成部１０Ｇを通過させることにより、極値を示す波長に対応した時間でパルスを発生する。
【０１００】
一方、マルチチャンネル分光器駆動パルス生成部１０Ａで生成されたＣＣＤの各チャンネルからのデータ出力時間に同期したパルスは位相差演算回路１０における波長検出部１０Ｂへ送られ、ここで、波長に対応するＣＣＤのチャンネル番号のカウントが行われる。この波長検出部１０Ｂからの出力であるＣＣＤチャンネル番号カウント数の一つはゲート信号生成部１０Ｃへ送られる。次に、このゲート信号生成部１０Ｃでは、極値を示す波長の検出を行う波長範囲の設定を行い、その波長範囲に対応する時間でゲート信号を生成する。極値検出回路１０Ｌ通過後に出力される極値を示す波長に対応した時間で発生するパルス、及び、極値を示す波長の検出を行う波長範囲に対応する時間で生成されるゲート信号はＡＮＤ演算部１０Ｈへ入力される。
【０１０１】
ＡＮＤ演算部１０Ｈではこれら２つの信号の論理積を行うので、ＡＮＤ演算部１０Ｈからは、極値を示す波長に対応する時間で出力されるパルスが、極値を示す波長の検出を行う波長範囲でのみ出力される。このＡＮＤ演算部１０Ｈからの出力は、第一極値波長記憶部１０Ｉ、第二極値波長記憶部１０Ｊ、極値カウント部１０Ｋへ入力される。
【０１０２】
また、 波長検出部１０Ｂからの出力であるＣＣＤチャンネル番号カウント数は第一極値波長記憶部１０Ｉ、及び、第二極値波長記憶部１０Ｊへも入力される。
第一極値波長記憶部１０ＩではＡＮＤ演算部１０Ｈから出力される極値を示す波長に対応した時間で発生するパルスの最初のパルスがこの第一極値波長記憶部１０Ｉへ入力された時に極値波長に対応するチャンネル番号を記憶する。さらに、ゲート信号の終わりに同期して、この記憶したチャンネル番号を出力する。
【０１０３】
第二極値波長記憶部１０ＪではＡＮＤ演算部１０Ｈから出力される極値を示す波長に対応した時間で発生するパルスがこの第二極値波長記憶部１０Ｊへ入力される度に極値波長に対応するチャンネル番号を記憶する。さらに、ゲート信号の終わりに同期して、最後に記憶したチャンネル番号を出力する。
【０１０４】
極値カウント部１０Ｋでは、ＡＮＤ演算部１０Ｈから出力される極値を示す波長に対応した時間で発生するパルスをカウントし、ゲート信号の終わりに同期してカウント数を出力する。
【０１０５】
結局、位相差演算回路１０からの出力は、透過光スペクトルの設定した波長範囲において極値をとる第一の極値波長λ１及び第二の極値波長λ２及び第一の極値波長λ１と第二の極値波長λ２の間の極値数ＭまたはＮ（第一の極値波長λ１及び第二の極値波長λ２での極値を含む）の３つのパラメータである。
【０１０６】
計算装置１１は前記３つのパラメータを位相差演算回路１０からデジタル入力インターフェース等を介して入力し、ＣＣＤのチャンネル番号を波長へ変換処理した後、前記（４）式または（５）式に従って複屈折による位相差Ｒ（＝Δｎ・ｄ）を計算する。
【０１０７】
この実施の形態の複屈折測定方法によれば、複屈折の計算に必要な三つのパラメータ、すなわち、透過光スペクトルにおいて極値をとる第一の極値波長λ１及び第二の極値波長λ２及び第一の極値波長λ１と第二の極値波長λ２の間の極値数Ｍ（第一の極値波長及び第二の極値波長での極値を含む）の３つのパラメータをリアルタイムで検出及び出力することができ、さらに、この三つのパラメータを専用の位相差演算回路で検出することにより計算装置での負荷を軽くすることができ、結果としてリアルタイムでの複屈折測定が可能になる。
【０１０８】
さらに、この複屈折による位相差Ｒと厚み測定装置８Ａ、８Ｂから得られたフィルム厚みｄとから複屈折Δｎを計算する。
なお、配向度を測定する配向度測定装置は、分光検出装置と、この分光検出装置に受光用ファイバにより接続したファイバ切替ユニットと、偏光解消ユニットを介して先端に偏光ユニットを有するとともに、ファイバ切替ユニットに接続した複数の受光用ファイバと、偏光解消ユニットを介して先端に偏光ユニットを有するとともに、ハロゲンランプ光源に接続した複数の投光用ファイバにより形成した光学的配向度測定装置を用いることもできる。
▲３▼ 次に、（３）式による計算を行う計算装置１１は、パーソナルコンピュータ（以下、ＰＣ１１という）を用いていて、図１に示すようにＰＣ本体１１ＡとこのＰＣ本体１１Ａにそれぞれ接続したキーボード１１Ｂ及びディスプレイ１１Ｃにより形成し、さらにＰＣ本体１１Ａは、図３に示すように中央処理装置１２ａ（以下、ＣＰＵという）と、主記憶装置１２ｃ（以下、メモリという）と、入力部１２ｂと、出力部１２ｄから構成される。
【０１０９】
そして、ＣＰＵ１２ａは、与えられたデータに対して四則演算、論理演算及び大小比較等を行う演算部と実行される命令のアドレスをもとにメモリ１２ｃからＣＰＵ１２ａに命令を取り込み、命令の内容を解読し必要な動作指示を他の装置に対して出力する制御部とからなる。
【０１１０】
この制御部は、入力部１２ｂに対して入力制御指令を出し（Ｓ−１）、メモリ１２ｃに対しては、メモリ制御指令を出し（Ｓ−２）、出力部１２ｄに対しては、出力制御指令を出す（Ｓ−３）。そして、入力部１２ｂより入力されたコマンドは最初にメモリ１２ｃへと転送されて（Ｓ−４）、メモリ１２ｃでは、与えられたコマンドからデータ及び命令を選択するとともに選択されたデータ及び命令をＣＰＵ１２ａの制御部に転送する（Ｓ−５）。
【０１１１】
その後、制御部では、メモリ１２ｃから転送されたデータ及び命令を解読して、必要な動作指示を演算部に与える（Ｓ−６）。演算部では、与えられたデータ及び命令に対して四則演算、論理演算及び大小比較等の演算を行う。
【０１１２】
このようにＣＰＵ１２ａで処理されたデータ及び命令は、再びメモリ１２ｃにフィードバックされ（Ｓ−７）、その結果を出力部１２ｄに転送する（Ｓ−８）。
【０１１３】
そして、制御部は、［命令取り出し→解読→アドレス計算→データの取り出し→命令の実行］という過程を順に繰り返して命令を実行していく。
そして、ＰＣ１１は、あらかじめ設定した厚みまたは配向度と縦延伸比率または横延伸比率との相関関係をマップの形式でメモリ１２ｃに格納している。このマップは、たとえばＸ軸に厚みをとりＹ軸にロールの回転速度をとることやフィルムの縦方向の中心線を境にしてＸ軸にフィルムの左側の配向度をとりＹ軸に左側の延伸角度をとること、さらに、Ｘ軸にフィルムの右側の配向度をとりＹ軸に右側の延伸角度をとることができる。
【０１１４】
ここで、測定装置が測定した厚みと配向度がＰＣ１１に入力されるとあらかじめ設定した値との比較演算が行われる。
次に、測定した厚みと配向度がマップ上の値と誤差を生じている場合は、その誤差を修正するように延伸システムに対して所定の指令を出力する。また、測定した厚みと配向度がマップ上の値の範囲内にある場合は、現状のままで延伸操作を繰り返す。
【０１１５】
このようにＰＣ１１は、測定から比較演算を経て所定の指令を出力するまでの操作を時系列的かつ所定の時間的間隔を持って連続して行うものである。
▲４▼ 次に、縦延伸後のフィルムの厚みまたは配向度に誤差を生じている場合、縦延伸装置５に対する縦延伸比率を変更するための制御操作について説明する。
【０１１６】
なお、これら厚み及び配向度は、フィルムを所定のブロック毎に分割し、そのブロック毎に厚み及び配向度をリアルタイムに測定するものである。
まず、縦延伸装置５の下流に配置した厚み測定装置８Ａが測定したブロック毎のフィルムの厚みが、あらかじめ設定した値よりも大きい場合は以下の手段を取る。
【０１１７】
最初に第１の手段として、図４に示すように低速ロール５Ａと高速ロール５Ｂの回転速度差を大きくする。すなわち、低速ロール５Ａをより低速Ｖ１にし高速ロール５Ｂをより高速Ｖ２にすることで張力を強化する。
【０１１８】
次に、第２の手段として、低速ロール５Ａと高速ロール５Ｂとの延伸ギャップ及び延伸角度を調節してフィルムへの張力を大きくするため、図５〜６に示すように２対以上で形成する低速ロール５Ａまたは高速ロール５Ｂのいずれか若しくは両者を上下方向または左右方向に拡げるように移動させる。
【０１１９】
すなわち、これらのロール５Ａ、５Ｂを引き離す力Ｎ１、Ｎ２を加えることで引張強度が増し、ロール５Ａ、５Ｂへの張力を強める。
なお、各ロールの延伸ギャップの長さは、数ミリ〜数センチの間で変更させることが好ましい。なぜなら、延伸速度が高速になるほど延伸ギャップの長さを短縮しなければならず、あまり大きな変更を行って延伸ギャップを大きくするとフィルムの破断の割合が多くなるからである。
【０１２０】
次に、第３の手段として、低速ロール５Ａと高速ロール５Ｂへの圧着強度を高めるために、図７に示すように空調装置５Ｃ2から空気等の気体を吸入することで、低速ロール５Ａ、高速ロール５Ｂのいずれかまたは両者とフィルムとの接着面から空気Ｋを取り除くとともに、ロール５Ａ、５Ｂにより巻き上げられる空気Ｋを吸収し、さらに、空調装置５Ｃ3から空気Ｋを噴射することロール５Ａ、５Ｂにフィルムを押しつけるようにしてフィルムとロール５Ａ、５Ｂとの圧着力を強化する。
【０１２１】
なお、空調装置５Ｃ3から熱風を噴射または火炎を放射してロール５Ａ、５Ｂ及びフィルムを加熱して圧着力を強化することもできる。
また、第４の手段として、押出装置２の内部に装着したスクリュの回転速度をスクリュ回転速度調節装置１３にて低速にする。
【０１２２】
さらに、第５の手段として、押出装置２に装着したダイ３の開口度をダイ調節装置１２にて絞る。これら第１及び第２の手段を用いることにより、成形材料の供給量を減少させる。
【０１２３】
これら第１〜第５までの手段は、それぞれ単独でまたはこれらの手段を複数組み合わせて用いることができる。
次に、縦延伸装置５の下流に配置した厚み測定装置８Ａが測定したブロック毎のフィルムの厚みが、あらかじめ設定した値よりも小さい場合は以下の手段を取る。
【０１２４】
最初に低速ロール５Ａと高速ロール５Ｂの回転速度差を小さくする。すなわち、低速ロール５Ａをより高速Ｖ２にし高速ロール５Ｂをより低速Ｖ１にすることで張力を弱める（第１の手段）。
【０１２５】
次に、フィルムへの張力を小さくするため、２対以上で形成する低速ロール５Ａまたは高速ロール５Ｂのいずれか若しくは両者を上下方向または左右方向に縮めるように移動させる（第２の手段）。
【０１２６】
また、図８に示すように空調装置５Ｃ2から低速ロール５Ａ、高速ロール５Ｂのいずれかまたは両者とフィルムとの接着面に空気Ｋを噴射し、さらに、空調装置５Ｃ3から空気Ｋを吸入してフィルム１４とロール５Ａ、５Ｂとの間に微少なクリアランスを有する空気層を形成し圧着力を弱める。なお、空調装置５Ｃ2から冷風を噴射してロール５Ａ、５Ｂとフィルムから吸熱することで圧着力を弱めることもできる（第３の手段）。
【０１２７】
さらに、押出装置２の内部に装着したスクリュの回転速度をスクリュ回転速度調節装置１３にて高速にする（第４の手段）。
次に、押出装置２に装着したダイ３の開口度をダイ調節装置１２にて拡げる（第５の手段）。
【０１２８】
次に、縦延伸装置５の下流に配置した配向度測定装置が測定したブロック毎のフィルムの配向度が、あらかじめ設定した値よりも小さい場合は以下の手段を取る。
【０１２９】
最初に低速ロール５Ａと高速ロール５Ｂの回転速度差を大きくする（第１の手段）。すなわち、低速ロール５Ａをより低速Ｖ１にし高速ロール５Ｂをより高速Ｖ２にすることで張力を強化する。
【０１３０】
次に、フィルムへの張力を大きくするため、２対以上で形成する低速ロール５Ａまたは高速ロール５Ｂのいずれか若しくは両者を上下方向または左右方向に拡げるように移動させる（第２の手段）。
【０１３１】
また、図７に示すように空調装置５Ｃ2から空気Ｋを吸入し、さらに、空調装置５Ｃ3から空気Ｋを噴射することで、低速ロール５Ａ、高速ロール５Ｂのいずれかまたは両者とフィルムとの接着面から空気Ｋを取り除くとともに、ロール５Ａ、５Ｂにより巻き上げられる空気Ｋを吸収する。また、空調装置５Ｃ3から熱風を噴射または火炎を放射することでロール５Ａ、５Ｂとフィルムとを加熱して圧着力を強化する（第３の手段）。
【０１３２】
さらに、押出装置２の内部に装着したスクリュの回転速度をスクリュ回転速度調節装置１３にて低速にする（第４の手段）。また、押出装置２に装着したダイ３の開口度をダイ調節装置１２にて狭める（第５の手段）。
【０１３３】
次に、縦延伸装置５の下流に配置した配向度測定装置が測定したブロック毎のフィルムの配向度が、あらかじめ設定した値よりも大きい場合は以下の手段を取る。
【０１３４】
最初に低速ロール５Ａと高速ロール５Ｂの回転速度差を小さくする。すなわち、低速ロール５Ａをより高速Ｖ２にし高速ロール５Ｂをより低速Ｖ１にすることで張力を弱める（第１の手段）。
【０１３５】
次に、フィルムへの張力を小さくするため、２対以上で形成する低速ロール５Ａまたは高速ロール５Ｂのいずれか若しくは両者を上下方向または左右方向に縮めるように移動させる（第２の手段）。
【０１３６】
また、図８に示すように空調装置５Ｃ2から低速ロール５Ａ、高速ロール５Ｂのいずれかまたは両者とフィルムとの接着面に空気Ｋを噴射し、さらに、空調装置５Ｃ3から空気Ｋを吸入してフィルム１４とロール５Ａ、５Ｂとの間に微少なクリアランスを有する空気層を形成し圧着力を弱める。なお、空調装置５Ｃ3から冷風を噴射してロール５Ａ、５Ｂとフィルムから吸熱することで圧着力を弱めることもできる（第３の手段）。
【０１３７】
さらに、押出装置２の内部に装着したスクリュの回転速度をスクリュ回転速度調節装置１３にて高速にする（第４の手段）。また、押出装置２に装着したダイ３の開口度をダイ調節装置１２にて拡げる（第５の手段）。
【０１３８】
なお、これらの制御手段は、縦延伸装置５の下流に配置した厚み測定装置８Ａからの厚み及び配向度測定装置からの配向度に誤差を生じている場合の縦延伸比率を変更するためのものであるが、横延伸装置６の下流に配置した厚み測定装置８Ｂからの厚み及び配向度測定装置からの配向度に誤差を生じている場合においてもこれらの制御手段を用いることもできる。
【０１３９】
［実施の形態２］
（３）次に、実施の形態２に係る延伸フィルム製造設備について説明する。
最初に実施の形態２に係る延伸フィルム製造設備１の構成及び制御装置１１の制御動作は、実施の形態１と同様であるので説明は省略する。なお、厚み及び配向度は、フィルムを所定のブロック毎に分割し、そのブロック毎に厚み及び配向度をリアルタイムに測定するものである。
【０１４０】
次に、横延伸後の厚みに誤差を生じている場合、横延伸装置６に対する横延伸比率を変更するための制御操作について説明する。
まず、横延伸装置６の下流に配置した厚み測定装置８Ｂが測定したブロック毎のフィルムの厚みが、あらかじめ設定した値よりも大きい場合は以下の手段を取る。
【０１４１】
まず、第１の手段として、横延伸を施す際の横延伸角度を大きくするために、図９に示すようにフィルムの中心軸線に対して右方向の厚みが大きい場合、右方向の延伸角度θ１をθ３まで大きくして、延伸幅Ｈ１を一定の延伸幅Ｈ３まで拡げる。
【０１４２】
また、フィルムの中心軸線に対して左方向の厚みが大きい場合、左方向の延伸角度をθ２をθ４まで大きくして、延伸幅Ｈ２を一定の延伸幅Ｈ４まで拡げるようにする。
【０１４３】
さらに、右方向及び左方向の両者の厚みが大きい場合は、右方向及び左方向ともに延伸角度θ１、θ２をθ３、θ４まで大きくして、延伸幅Ｈ１、Ｈ２を一定の延伸幅Ｈ３、Ｈ４まで拡げる。
【０１４４】
次に、第２の手段として、クリップ６Ｃ、６Ｄを装着した走行レール６Ｅ、６Ｆの速度を微妙に変化させることで左右どちらかの横延伸の張力を強化する。さらに、第３の手段として、図１０に示すようにフィルムを加熱するヒータを碁盤目状に分割し、厚みが大きいフィルムのブロックに対応するヒータのブロックの加熱温度を上げる。
【０１４５】
また、第４の手段として、押出装置２の内部に装着したスクリュの回転速度をスクリュ回転速度調節装置１３にて低速にする。
次に、第５の手段として、押出装置２に装着したダイ３の開口度をダイ調節装置にて狭める。なお、これら第１〜第４までの手段は、それぞれ単独でまたはこれらの手段を複数組み合わせて用いることができる。
【０１４６】
次に、横延伸装置６の下流に配置した厚み測定装置８Ｂが測定したブロック毎のフィルムの厚みが、あらかじめ設定した値よりも小さい場合は以下の手段を取る。
【０１４７】
まず、横延伸を施す際の横延伸角度を小さくするために、図９に示すようにフィルムの中心軸線に対して右方向の厚みが小さい場合、右方向の延伸角度θ３をθ１まで小さくして、延伸幅Ｈ３を一定の延伸幅Ｈ１まで狭める。
【０１４８】
また、フィルムの中心軸線に対して左方向の厚みが小さい場合、左方向の延伸角度をθ４をθ２まで小さくして、延伸幅Ｈ４を一定の延伸幅Ｈ２まで狭めるようにする。
【０１４９】
さらに、右方向及び左方向の両者の厚みが小さい場合は、右方向及び左方向ともに延伸角度θ３、θ４をθ１、θ２まで小さくして、延伸幅Ｈ３、Ｈ４を一定の延伸幅Ｈ１、Ｈ２まで狭める（第１の手段）。
【０１５０】
次に、クリップ６Ｃ、６Ｄを装着した走行レール６Ｅ、６Ｆの速度を微妙に変化させて左右どちらかの横延伸の張力を弱める（第２の手段）。さらに、図１０に示すようにフィルムを加熱するヒータを碁盤目状に分割し、厚みが小さいフィルムのブロックに対応するヒータのブロックの加熱温度を下げる（第３の手段）。
【０１５１】
また、たとえば、厚みが小さい場合は、延伸角度を小さくして延伸幅を狭めることや厚みが大きい場合は、延伸角度を大きくして延伸幅を広げることもできる。さらに、配向度が大きい場合は、延伸角度を小さくして延伸幅を狭めることや配向度が小さい場合は、延伸角度を大きくして延伸幅を広げる。
【０１５２】
次に、押出装置２の内部に装着したスクリュの回転速度をスクリュ回転速度調節装置１３にて高速にする（第４の手段）。また、押出装置２に装着したダイ３の開口度をダイ調節装置にて拡げる（第５の手段）。
【０１５３】
次に、横延伸装置６の下流に配置した配向度測定装置が測定したブロック毎のフィルムの配向度が、あらかじめ設定した値よりも小さい場合は以下の手段を取る。
【０１５４】
まず、横延伸を施す際の横延伸角度を大きくするために、図９に示すようにフィルムの中心軸線に対して右方向の配向度が小さい場合、右方向の延伸角度θ１をθ３まで大きくして、延伸幅Ｈ１を一定の延伸幅Ｈ３まで拡げる。
【０１５５】
また、フィルムの中心軸線に対して左方向の配向度が小さい場合、左方向の延伸角度をθ２をθ４まで大きくして、延伸幅Ｈ２を一定の延伸幅Ｈ４まで拡げるようにする。
【０１５６】
さらに、右方向及び左方向の両者の厚みが大きい場合は、右方向及び左方向ともに延伸角度θ１、θ２をθ３、θ４まで大きくして、延伸幅Ｈ１、Ｈ２を一定の延伸幅Ｈ３、Ｈ４まで拡げる（第１の手段）。
【０１５７】
次に、クリップ６Ｃ、６Ｄを装着した走行レール６Ｅ、６Ｆの速度を微妙に変化させて左右どちらかの横延伸の張力を強化する（第２の手段）。さらに、図１０に示すようにフィルムを加熱するヒータを碁盤目状に分割し、配向度が小さいフィルムのブロックに対応するヒータのブロックの加熱温度を下げる（第３の手段）。
【０１５８】
また、押出装置２の内部に装着したスクリュの回転速度をスクリュ回転速度調節装置１３にて低速にする（第４の手段）。また、押出装置２に装着したダイ３の開口度をダイ調節装置にて狭める（第５の手段）。
【０１５９】
次に、横延伸装置６の下流に配置した配向度測定装置が測定したブロック毎のフィルムの配向度が、あらかじめ設定した値よりも大きい場合は以下の手段を取る。
【０１６０】
まず、横延伸を施す際の横延伸角度を小さくするために、図９に示すようにフィルムの中心軸線に対して右方向の配向度が大きい場合、右方向の延伸角度θ３をθ１まで小さくして、延伸幅Ｈ３を一定の延伸幅Ｈ１まで狭める。
【０１６１】
また、フィルムの中心軸線に対して左方向の配向度が大きい場合、左方向の延伸角度をθ４をθ２まで小さくして、延伸幅Ｈ４を一定の延伸幅Ｈ２まで狭めるようにする。
【０１６２】
さらに、右方向及び左方向の両者の配向度が大きい場合は、右方向及び左方向ともに延伸角度θ３、θ４をθ１、θ２まで小さくして、延伸幅Ｈ３、Ｈ４を一定の延伸幅Ｈ１、Ｈ２まで狭める（第１の手段）。
【０１６３】
次に、クリップ６Ｃ、６Ｄを装着した走行レール６Ｅ、６Ｆの速度を微妙に変化させて左右どちらかの横延伸の張力を弱める（第２の手段）。さらに、図１０に示すようにフィルムを加熱するヒータを碁盤目状に分割し、厚みが小さいフィルムのブロックに対応するヒータのブロックの加熱温度を下げる（第３の手段）。
【０１６４】
また、押出装置２の内部に装着したスクリュの回転速度をスクリュ回転速度調節装置１３にて高速にする（第４の手段）。また、押出装置２に装着したダイ３の開口度をダイ調節装置１２にて拡げる（第５の手段）。
【０１６５】
なお、これらの制御手段は、横延伸装置６の下流に配置した厚み測定装置８Ｂからの厚み及び配向度測定装置からの配向度に誤差を生じている場合の横延伸比率を変更するためのものであるが、縦延伸装置５の下流に配置した厚み測定装置８Ａからの厚み及び配向度測定装置からの配向度に誤差を生じている場合においてもこれらの制御手段を用いることもできる。
【０１６６】
さらに、実施の形態１に係る制御手段を用いて横延伸比率を変更することもできる。
（４）次に、制御装置１１による制御動作をフローチャート図１１〜１２に基づいて説明する。
【０１６７】
最初に、厚みを比較判断して延伸システムに所定の制御を行う場合を図１１に基づいて説明する。制御操作を開始するとＰＣ１１のメモリに格納されたプログラムが起動し、縦延伸後の目標値が比較データとしてレジスタに読み込まれる（ステップ３０）。そして、縦延伸装置５の下流に配置された厚み測定装置８Ａが縦延伸後のフィルムの厚みをブロック毎に測定してこの厚みを出力する。そして、測定した厚みがＰＣ１１に入力され（ステップ３１）、比較データと厚みとの比較演算が行われる（ステップ３２）。
【０１６８】
その結果、厚みが比較データの範囲内にあるときは、現状の状態を維持し、再び厚み測定装置８Ａからの厚みを取り込んで（ステップ３１）比較演算を行う（ステップ３２）。ここで、厚み測定装置８は、ＣＣＤタイミングパルス生成部によって生成されたタイミングパルスに基づいて所定の間隔で厚みの測定を行い、この厚みを随時ＰＣ１１に入力する。
【０１６９】
次に、比較演算の結果、比較データより厚みが大きいか小さい場合は、延伸システムに出力する制御対象と制御量を選択する（ステップ３３）。そして、この選択結果に基づいて延伸システムに所定の制御指令を出力する（ステップ３４）。
【０１７０】
次に、縦及び横延伸後の目標値が比較データとしてレジスタに読み込まれる（ステップ３５）。そして、横延伸装置６の下流に配置された厚み測定装置８Ｂが縦及び横延伸後のフィルムの厚みをブロック毎に測定してこの厚みを出力する。そして、測定した厚みがＰＣ１１に入力され（ステップ３６）、比較データと厚みとの比較演算が行われる（ステップ３７）。
【０１７１】
その結果、厚みが比較データの範囲内にあるときは、現状の状態を維持し、再び厚み測定装置８Ｂからの厚みを取り込んで（ステップ３６）比較演算を行う（ステップ３７）。
【０１７２】
次に、比較演算の結果、比較データより厚み値が大きいか小さい場合は、延伸システムにに出力する制御対象と制御量を選択する（ステップ３８）。そして、この選択結果に基づいて延伸システムに所定の制御指令を出力する（ステップ３９）。
【０１７３】
次に、配向度を比較判断して延伸システムに所定の制御を行う場合を図１２に基づいて説明する。制御操作を開始するとＰＣ１１のメモリに格納された縦延伸後の目標値が比較データとしてレジスタに読み込まれる（ステップ４０）。
【０１７４】
そして、縦延伸装置５の下流に配置された厚み測定装置８Ａからのブロック毎のフィルムの厚みと、分光装置９Ａで取り込んだブロック毎のフィルムを透過した光情報から位相差を計算する位相差演算装置１０にて計算した複屈折位相差を入力する（ステップ４１）。次に、これらのパラメータからブロック毎のフィルムの配向度を計算する（ステップ４２）。その後、比較データと配向度との比較演算が行われる（ステップ４３）。
【０１７５】
その結果、配向度が比較データの範囲内にあるときは、現状の状態を維持し、再び新たなパラメータから配向度を計算して（ステップ４２）比較演算を行う（ステップ４３）。ここで、パラメータの測定は、タイミングパルス生成部１０Ａによって生成されたタイミングパルスに基づいて所定の間隔で測定を行い、このパラメータに基づいて配向度を随時計算する。
【０１７６】
次に、比較演算の結果、比較データより配向度が大きいか小さい場合は、延伸システムに出力する制御対象と制御量を選択する（ステップ４４）。そして、この選択結果に基づいて延伸システムに所定の制御指令を出力する（ステップ４５）。
【０１７７】
次に、縦及び横延伸後の目標値が比較データとしてレジスタに読み込まれる（ステップ４６）。そして、横延伸装置６の下流に配置された厚み測定装置８Ａからのブロック毎のフィルムの厚みと、分光装置９Ａで取り込んだブロック毎のフィルムを透過した光情報から位相差を計算する位相差演算装置１０にて計算した複屈折位相差を入力する（ステップ４７）。
【０１７８】
次に、これらのパラメータからブロック毎のフィルムの配向度を計算する（ステップ４８）。その後、比較データと配向度との比較演算が行われる（ステップ４９）。
【０１７９】
その結果、配向度が比較データの範囲内にあるときは、現状の状態を維持し、再び新たなパラメータから配向度を計算して（ステップ４８）比較演算を行う（ステップ４９）。
【０１８０】
次に、比較演算の結果、比較データより配向度が大きいか小さい場合は、延伸システムに出力する制御対象と制御量を選択する（ステップ５０）。そして、この選択結果に基づいて延伸システムに所定の制御指令を出力する（ステップ５１）。
【０１８１】
【発明の効果】
本発明に係る延伸フィルム製造設備によれば、縦延伸後のフィルムの厚み及び配向度をブロック毎に分割し独立かつ連続して測定するとともに、縦延伸及び横延伸後のフィルムの厚み及び配向度もブロック毎に分割し独立かつ連続して測定し、延伸システムに所定の制御操作を行うことによって延伸されたフィルムの厚みや配向度を均一にすることができる。また、このように高速成形において厚みや配向度を均一にすることによってフィルムに破れ等が生ずることを防止できる。
【０１８２】
さらに、延伸の最中にフィルム等の破断する割合を少なくすることができるために、破断による延伸システムの停止から復帰までの手間を省くことができる。
【０１８３】
本発明の複屈折測定方法によれば、複屈折の計算に必要な三つのパラメータ、すなわち、透過光スペクトルにおいて極値をとる第一の極値波長λ１及び第二の極値波長λ２及び第一の極値波長λ１と第二の極値波長λ２の間の極値数Ｍ（第一の極値波長及び第二の極値波長での極値を含む）の３つのパラメータをリアルタイムで検出及び出力することができ、さらに、この三つのパラメータを専用の位相差演算回路で検出することにより計算装置での負荷を軽くすることができ、結果としてリアルタイムでの複屈折測定が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施の形態に係る延伸システムの構成図
【図２】配向度計算装置の構成図
【図３】制御装置の構成ブロック図
【図４】低速ロールと高速ロールの速度調節表示図
【図５】低速ロールと高速ロールの上下方向の距離調節表示図
【図６】低速ロールと高速ロールの上下方向及び左右方向の距離調節表示図
【図７】低速ロールと高速ロールへの空気噴射表示図
【図８】低速ロールと高速ロールへの空気吸入表示図
【図９】横延伸装置への延伸調節表示図
【図１０】横延伸装置の上面図
【図１１】縦延伸装置への制御操作フローチャート図
【図１２】横延伸装置への制御操作フローチャート図
【図１３】従来技術に係る延伸システムの構成図
【符号の説明】
１ ・・・延伸システム
２ ・・・押出装置
３ ・・・ダイ
４ ・・・原反成形装置
５ ・・・縦延伸装置
６ ・・・横延伸装置
７ ・・・引取装置
８ ・・・厚み測定装置
９ ・・・分光装置
１０ ・・・位相差演算装置（位相差演算回路）
１１ ・・・計算装置
１２ ・・・ダイ調節装置
１３ ・・・スクリュ回転速度調節装置
【発明の属する技術分野】
本発明は、押出装置により溶融、押出したポリプロピレン、ポリエチレン等の熱可塑性樹脂をダイによってフィルムの形状に成形するとともに、これら未延伸フィルムを融点以下の温度で縦方向と横方向に延伸し、分子を配向する延伸システムに係り、延伸したフィルムの厚み及び配向度を測定する測定装置を備え、測定した値によってこの延伸システムに所定の制御操作を行う延伸フィルム製造設備に関する。
【０００２】
また、本発明は、複屈折、特に複屈折による位相差が測定波長よりも大きい複屈折を高速に測定する方法に関する。
【０００３】
【従来の技術】
包装用等に用いるフィルムは、押出装置に装着したダイによって薄膜状に成型した未延伸フィルムを縦方向及び横方向に引き伸ばして分子に配向を与え、機械的特性、特に強度を改良したポリプロピレン、塩化ビニルデン樹脂、塩化ビニル樹脂、ポリスチレン、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、ポリエチレン、ポリアミド等からなる二軸延伸フィルムが従来より製造されている。
【０００４】
ここで、二軸延伸する未延伸フィルム等には、結晶性樹脂と非晶性樹脂があり、結晶性樹脂の場合は、融点以上の温度で押出し非晶条件を保持しつつ配向を容易にするため急冷する。そして、未延伸フィルムを融点以下の温度で延伸することにより配向する。
【０００５】
次に、非晶性樹脂の場合は、押出装置により最大の透明度を与えるようにガラス転移点より高い温度でフィルムを押出する。そして、この未延伸フィルムを延伸するために弾性範囲にまで冷却し、この温度で延伸することにより配向を与える。
【０００６】
なお、未延伸フィルムを延伸する延伸装置は、縦延伸をした後に横延伸を施す逐次二軸延伸と縦延伸及び横延伸を同時に行う同時二軸延伸に大別されるが、これらの延伸装置には、縦方向及び横方向にそれぞれ均一に延伸されたフィルムを製造できることが望まれる。逐次延伸では、二段階で延伸が行われるが、配向度の制御性を向上させるために、縦横延伸比と各段階の温度を単独で変更できることが望ましく、また、同時延伸でも縦横延伸比をそれぞれ独立して変更できることが望ましい。
【０００７】
そして、近年よりフィルムの一層の品質向上が望まれ、フィルムの全長及び／または全幅に亘って延伸が均一に行われること等が要求される。
これらの要求に答えるため延伸システムにフィルムの厚みを測定する測定装置を取り付け、厚みを測定しつつ押出装置及びダイに所定の制御を施すフィルム自動厚み制御装置が用いられている。
【０００８】
このフィルム自動厚み制御装置は、図１３に示すようにスクリュ回転数を調節可能にした押出装置５０と、この押出装置５０に装着したダイ５１と、ダイ５１の押出口の開口度を調節するダイ調節装置５２と、ダイ５１から押出した未延伸フィルムを冷却固化する原反成形装置５３と、この冷却固化した未延伸フィルムを縦及び横方向に延伸する延伸装置５４、５５と、延伸したフィルムを引き取る引取装置５６とから形成し、縦延伸装置５４の上流及び横延伸装置５５の下流のそれぞれにフィルムの厚みを測定するβ線厚み測定装置５７、５７を配置している。
【０００９】
そして、フィルムの厚みをこの厚み測定装置５７、５７にて測定し、この測定データに基づいて押出装置５０のスクリュ回転数を制御するとともに、ダイ５１の押出口の開口度を調節ボルト等で制御するものである。
【００１０】
また、配向した高分子フィルムの配向性を評価する手段の一つとして複屈折を測定する方法が知られている。その中で、複屈折による位相差が測定波長よりも大きい場合には、複屈折を示す試料である高分子フィルムを偏光素子間に配置した時の透過光スペクトルから複屈折を計算する必要があり、より高速に複屈折の測定を行う方法として、マルチチャンネル分光器により測定した透過スペクトルのデータをコンピュータ等のデータ処理装置を用いて解析する方法が知られている。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
上述したフィルム自動厚み制御装置を装着した延伸装置では、単に厚みのみを測定しそれに基づいて押出装置のスクリュ回転速度を調節するとともに、ダイの押出口の開口度を調節している。
【００１２】
しかし、原反の進行方向に直交する方向、すなわち、原反の幅方向での厚みや配向度を均一に保持することは困難である。
スクリュの回転速度を変更することにより溶融樹脂の供給量が変化し、これにより原反の全体の厚みを制御することができる。
【００１３】
この方法では、延伸したフィルムの平均値としての厚みや配向度を一定に保つことはできるが、部分的な厚みや配向ムラを防止することはできない。
また、ヒートボルト等の調節ボルトによってダイの押出口の開口度を絞ると幅方向での厚みの調節をすることができるが、これもダイの開口度を絞った単位時間内の未延伸フィルムの質量を減らすことにつながり、延伸したフィルムの全面積に対する配向度を均一に保持するものではない。
【００１４】
また、フィルム自動厚み制御装置を装着していない延伸装置では、幅方向のみならず長さ方向も含めたフィルム等の厚みや配向度のムラが多く生ずることから、フィルムにかかる縦方向及び横方向の延伸張力によって延伸の最中にフィルムが破断されてしまう割合が多いという問題もある。
【００１５】
フィルムが破断すると延伸システムの稼働を停止せざるを得なくなり、破断したフィルム等を取り除き再び稼働させるまでに時間と手間を要するという問題もある。
【００１６】
特に、横延伸装置内でフィルムが破断すると横延伸装置内が高温であるため、すぐに作業に着手することができず生産性が低下するという問題もある。
また、コストダウンのために延伸の高速化が望まれるが、高速で延伸を施すとフィルムの厚みや配向度の不均一が増大し、フィルムが破断する割合が多くなるという問題もある。
【００１７】
なお、３５０ｍ／ｍｉｎ以上、特に、５００ｍ／ｍｉｎ以上の速度で延伸フィルムを製造する方法の確立が望まれている。
本発明は、前記事項に鑑み改良を加えたものである。
【００１８】
すなわち、延伸されたフィルム等の厚みや配向度を高速において均一に保つことを技術的課題にするとともに、成形材料を押出装置に投入してから延伸を施し、引き取り装置に引き取らせるまでの時間を短縮し、高品質のフィルム等を高速に製造する延伸システムを提供することを技術的課題とする。
【００１９】
さらに、延伸の最中に未延伸フィルムや延伸したフィルム等の破断する割合を少なくした延伸システムを提供することを技術的課題とする。
また、高分子フィルムの配向性または複屈折はその製造工程の管理項目として用いられるため、リアルタイムで複屈折を測定する方法が望まれている。
【００２０】
しかしながら、従来の複屈折の測定方法では、透過スペクトルデータのコンピュータへの転送及びコンピュータ内でのデータ処理に多大の時間を要するため、リアルタイムでの複屈折測定は困難であった。
【００２１】
本発明は、リアルタイムで複屈折を測定可能な測定方法を提供することを技術的課題とする。
【００２２】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前記課題を解決するために以下の手段を採用した。
本発明に係る延伸フィルム製造設備は、成形材料を溶融する設備を有し、前記成形材料を未延伸フィルムに成形するダイを有する押出装置と、前記ダイにより成形した未延伸フィルムを冷却し、原反を成形する原反成形装置と、この冷却された原反を低速ロールと高速ロールとで縦方向に延伸する縦延伸装置と、縦延伸したフィルムの両端を把持して横方向に延伸する横延伸装置とを備えている。
【００２３】
そして、前記縦延伸後におけるフィルムの厚みをリアルタイムに測定する厚み測定装置と、前記縦延伸後におけるフィルムの配向度をリアルタイムに測定する配向度測定装置とを有し、前記厚み測定装置により測定された厚みに相当する信号を計算装置へと出力し、前記配向度測定装置により測定された配向度に相当する信号を計算装置へと出力し、前記計算装置は、あらかじめ設定した厚みと前記測定した厚みとを比較演算する厚み比較演算部を有するとともに、あらかじめ設定した配向度と前記測定した配向度とを比較演算する配向度比較演算部を有し、前記各比較演算の結果に基づいてあらかじめ設定した目標値に合致させるように、縦延伸を施す際の縦延伸比率を変更する制御信号を出力し、この信号によって延伸状態を制御するものである。
【００２４】
本発明に係る延伸フィルム製造設備によれば、縦延伸後または横延伸後のフィルムの厚み及び配向度を厚み測定装置と配向度測定装置により独立にかつ連続して測定し、この測定値を計算装置に入力する。そして、測定値が入力された計算装置は、あらかじめ設定した目標値と測定した厚みまたは配向度とを比較演算し比較演算結果に基づいて、これらの測定値があらかじめ設定した値と異なる場合、縦延伸比率を変更する制御操作を行う。
【００２５】
なお、縦延伸後のフィルムの厚みを制御できれば、厚みまたは配向度はどの位置で測定しても良く、縦延伸中に測定することもできる。
さらに、計算装置は、あらかじめ設定した厚みの目標値をプロファイルとしてメモリに格納しており、厚みのプロファイルとは、幅方向（横方向）の厚みの分布をいう。
【００２６】
次に、縦延伸比率の変更は、縦延伸を施す際の低速ロール及び高速ロールのいずれかまたは両者の回転速度を低速若しくは高速にする制御操作を行うことで変更する。
【００２７】
そして、回転速度の調節には、低速ロールを単独で低速にすることや高速ロールを単独で高速にすることまたは低速ロールを低速にするとともに高速ロールを高速にすること若しくは両者の速度を比例させて低速または高速にする。
【００２８】
また、これらロールの速度調節は、ロールの回転駆動を受け持つモータの回転速度を調節することにより達成することができる。
次に、縦延伸比率を変更する他の手段としては、低速ロールと高速ロールとの延伸ギャップを調節することやこれらロールの延伸角度を調節することで変更する。
【００２９】
ここで、延伸ギャップまたは延伸角度は、低速ロールを単独で上下方向、左右方向に移動させることや高速ロールを単独で上下方向、左右方向に移動させることにより調節する。
【００３０】
また、高速ロール及び低速ロールの両者を上下方向、左右方向に移動させることでも良い。そして、これらのロールの移動は、ロール移動機構にサーボモータ等を装着し、モータを回転させてロール移動機構を駆動させることによって達成することができる。
【００３１】
さらに、高速ロールと低速ロールのいずれかまたは両者とのフィルムの圧着強度を調節することによっても縦延伸比率を変更することができる。
そして、圧着強度の調節は、高速ロール及び低速ロールのいずれかまたは両者のフィルムとの接触位置の近傍に空気を吸入若しくは噴射する空調装置を装着し、圧着力が強い場合は、空気を噴射して圧着力を弱め、圧着力が弱い場合は、空気を吸入して圧着力を強める。
【００３２】
さらに、圧着力が強い場合は、冷風を噴射し、圧着力が弱い場合は、熱風を噴射したりまたは火炎を放射する。なお、同一ロールに対して複数のノズルを独立して設けることが望ましい。
【００３３】
次に、この延伸フィルム製造設備は、縦延伸したフィルムの厚みを測定する厚み測定装置が前記縦延伸後におけるフィルムを幅方向にいくつかの範囲に分割してこのフィルムの厚みを測定するとともに、縦延伸したフィルムの配向度を測定する配向度測定装置は、縦延伸後におけるフィルムを幅方向にいくつかの範囲に分割してこのフィルムの配向度を測定する。
【００３４】
したがって、ブロックに分割して測定した厚みや配向度が目標値と異なる場合、このブロック毎の厚みや配向度を目標値に合致させるように縦延伸比率を変更する制御操作を行う。なお、幅方向にいくつかの範囲に分割して厚みや配向度を測定しているが、幅方向のみならずフィルムを縦方向及び横方向に一定の間隔を開けて碁盤目状に分割することや、縦方向に一定の間隔を開けて分割することもできる。
【００３５】
次に、本発明に係る延伸フィルム製造設備は、成形材料を溶融する設備を有し、前記成形材料を未延伸フィルムに成形するダイを有する押出装置と、前記ダイにより成形した未延伸フィルムを冷却し、原反を成形する原反成形装置と、この冷却された原反を低速ロールと高速ロールとで縦方向に延伸する縦延伸装置と、縦延伸したフィルムの両端を把持して横方向に延伸する横延伸装置とを備えている。そして、前記横延伸後におけるフィルムの厚みをリアルタイムに測定する厚み測定装置と、前記横延伸後におけるフィルムの配向度をリアルタイムに測定する配向度測定装置とを有し、前記厚み測定装置により測定された厚みに相当する信号を計算装置へと出力し、前記配向度測定装置により測定された配向度に相当する信号を計算装置へと出力し、前記計算装置は、あらかじめ設定した厚みと前記測定した厚みとを比較演算する厚み比較演算部を有するとともに、あらかじめ設定した配向度と前記測定した配向度とを比較演算する配向度比較演算部を有し、前記各比較演算の結果に基づいてあらかじめ設定した目標値に合致させるように、横延伸を施す際の横延伸比率を変更する制御信号を出力し、この信号によって延伸状態を制御するものである。
【００３６】
本発明に係る延伸フィルム製造設備によれば、縦延伸後または横延伸後のフィルムの厚み及び配向度を厚み測定装置と配向度測定装置により厚み及び配向度を独立にかつ連続して測定し、この測定値を計算装置に入力する。そして、測定値が入力された計算装置は、あらかじめ設定した目標値と測定した厚みまたは配向度とを比較演算し比較演算結果に基づいて、これらの測定値があらかじめ設定した値と異なる場合、横延伸比率を変更する制御操作を行う。
【００３７】
ここで、横延伸比率の変更は、横延伸を施す際の横延伸角度の調節を行うことで変更する。
ここで、横延伸角度の調節は、フィルムの左方向のみの値が目標値と異なる場合は、左方向のみの延伸角度を調節し、フィルムの右方向のみの値が目標値と異なる場合は、右方向のみの延伸角度を調節する。さらに、左方向及び右方向の両者の値が目標値と異なる場合は、両者の延伸角度を同時に調節する。
【００３８】
なお、延伸角度の調節は、角度調節機構にサーボモータ等を装着し、モータを回転させて角度調節機構を駆動させることによって達成することができる。
次に、横延伸比率を変更する他の手段としては、左右それぞれの横延伸速度を微妙に調節することで変更する。そして、これら横延伸速度の調節は、フィルムの両端を把持するクリップの移動速度の高低を調節するために、このクリップを装着した走行レールの駆動を行うモータの回転速度を調節することにより達成することができる。
【００３９】
また、この延伸フィルム製造設備は、前記横延伸したフィルムの厚みを測定する厚み測定装置は、横延伸後のフィルムを幅方向にいくつかの範囲に分割してこのフィルムの厚みを測定するとともに、横延伸したフィルムの配向度を測定する配向度測定装置は、横延伸後のフィルムを幅方向にいくつかの範囲に分割してこのフィルムの配向度を測定する。
【００４０】
したがって、ブロック毎に測定した厚みや配向度が目標値と異なる場合、このブロック毎の厚みや配向度を目標値に合致させるように縦延伸比率を変更する制御操作を行う。なお、幅方向にいくつかの範囲に分割して厚みや配向度を測定しているが、幅方向のみならずフィルムを縦方向及び横方向に一定の間隔を開けて碁盤目状に分割することや、縦方向に一定の間隔を開けて分割することもできる。
【００４１】
次に、延伸フィルム製造設備は、制御信号が横延伸を施す際のフィルムを加熱する加熱装置を所定のブロックに分割し、この分割したブロックに対応させてフィルムの加熱温度を調節するものである。
【００４２】
さらに、本発明に係る延伸フィルム製造設備は、成形材料を溶融する設備を有し、前記成形材料を未延伸フィルムに成形するダイを有する押出装置と、前記ダイにより成形した未延伸フィルムを冷却し、原反を成形する原反成形装置と、この冷却された原反を低速ロールと高速ロールとで縦方向に延伸する縦延伸装置と、縦延伸したフィルムの両端を把持して横方向に延伸する横延伸装置とを備えている。
【００４３】
横延伸を施す際のフィルムの加熱装置を所定のブロックに分割し、この分割した各ブロック毎に対応するフィルムの厚みをリアルタイムに測定するとともに、このフィルムの配向度をリアルタイムに測定し、前記厚み測定装置により測定された厚みに相当する信号を計算装置へと出力し、前記配向度測定装置により測定された配向度に相当する信号を計算装置へと出力し、前記計算装置は、あらかじめ設定した各ブロック毎の厚みと前記測定した各ブロック毎の厚みとを比較演算する厚み比較演算部を有するとともに、あらかじめ設定した各ブロック毎の配向度と前記測定した各ブロック毎の配向度とを比較演算する配向度比較演算部を有し、前記各比較演算の結果に基づいてあらかじめ設定した目標値に合致させるように、各ブロック毎の制御信号を出力し、この信号によって延伸状態を制御するものである。
【００４４】
また、この延伸フィルム製造設備は、各ブロック毎に出力する制御信号が各ブロック毎の加熱温度を制御するものである。
本発明に係る延伸フィルム製造設備によれば、横延伸を施す際にフィルムを加熱する加熱装置の加熱領域を所定の間隔に分割し、この加熱領域毎に温度制御を施す。
【００４５】
次に、本発明に係る延伸フィルム製造設備は、前記制御信号が、前記ダイリップの開口度を調節するものである。本発明に係る延伸フィルム製造設備によれば、測定した厚み及び配向度があらかじめ設定した値と異なる場合、ダイリップの開口度の広狭の制御操作を行う。
【００４６】
ここで、ダイリップの開口度の広狭は、ヒートボルト等で形成した調節ボルトによって行われ、ダイリップの左右方向にかけて複数のヒートボルトを装着し部分的に開口度の調節をする。
【００４７】
また、本発明に係る延伸フィルム製造設備は、押出装置がスクリュを有する場合、前記制御信号が前記押出装置のスクリュ速度を調節するものである。本発明に係る延伸フィルム製造設備によれば、測定した厚み及び配向度があらかじめ設定した値と異なる場合、押出装置の内部に備えたスクリュの回転速度の制御操作を行う。
【００４８】
ここで、スクリュの回転速度は、スクリュの回転駆動を受け持つモータの回転速度を調節することにより達成することができる。
次に、本発明に係る延伸フィルム製造設備は、前記厚み測定装置は、近赤外線吸収を用いてフィルムの厚みを測定し、その検出機能が５０ｍＳｅｃ以内で厚みに相当する信号を出力するとともに、前記配向度測定装置は、偏光素子の間に挟まれたフィルムの透過スペクトルを測定する原理に基づく複屈折を測定し、複屈折に相当する測定データを５０ｍＳｅｃ以内に測定してその信号を出力するものである。
【００４９】
次に、本発明に係る延伸フィルム製造設備は、成形材料を溶融する工程を有し、前記成形材料を未延伸フィルムに成形するダイを有する押出工程と、前記ダイにより成形した未延伸フィルムを冷却し、原反を形成する原反成形工程と、この冷却された原反を低速ロールと高速ロールとで縦方向に延伸する縦延伸工程と、縦延伸したフィルムの両端を把持して横方向に延伸する横延伸工程とを備えていて、前記縦延伸工程後におけるフィルムの厚みをリアルタイムに測定する厚み測定工程と、前記縦延伸工程後におけるフィルムの配向度をリアルタイムに測定する配向度測定工程とを有し、前記厚み測定工程により測定された厚みに相当する信号を計算工程へと出力し、前記配向度測定工程により測定された配向度に相当する信号を計算工程へと出力し、前記計算工程は、あらかじめ設定した厚みと前記測定した厚みとを比較演算するとともに、あらかじめ設定した配向度と前記測定した配向度とを比較演算し、前記各比較演算結果に基づいてあらかじめ設定した目標値に合致させるように、縦延伸を施す際の縦延伸比率を変更する制御信号を出力し、この信号によって延伸状態を制御する方法を用いている。
【００５０】
また、成形材料を溶融する工程を有し、前記成形材料を未延伸フィルムに成形するダイを有する押出工程と、前記ダイにより成形した未延伸フィルムを冷却し、原反を成形する原反成形工程と、この冷却された原反を低速ロールと高速ロールとで縦方向に延伸する縦延伸工程と、縦延伸したフィルムの両端を把持して横方向に延伸する横延伸工程とを備えていて、前記横延伸工程後におけるフィルムの厚みをリアルタイムに測定する厚み測定工程と、前記横延伸工程後におけるフィルムの配向度をリアルタイムに測定する配向度測定工程とを有し、前記厚み測定工程により測定された厚みに相当する信号を計算工程へと出力し、前記配向度測定工程により測定された配向度に相当する信号を計算工程へと出力し、前記計算工程は、あらかじめ設定した厚みと前記測定した厚みとを比較演算するとともに、あらかじめ設定した配向度と前記測定した配向度とを比較演算し、前記各比較演算の結果に基づいてあらかじめ設定した目標値に合致させるように、横延伸を施す際の横延伸比率を変更する制御信号を出力し、この信号によって延伸状態を制御する方法を用いている。
【００５１】
さらに、厚み測定装置が近赤外線吸収を用いてフィルムの厚みを測定する工程と、その検出機能が５０ｍＳｅｃ以内で厚みに相当する信号を出力する工程を有するとともに、前記配向度測定装置が偏光素子の間に挟まれたフィルムの透過スペクトルを測定する原理に基づく複屈折を測定する工程と、複屈折に相当する測定データを５０ｍＳｅｃ以内に測定してその信号を出力する工程とを有する延伸フィルム製造方法を用いている。
【００５２】
また、本発明に係る複屈折測定方法は、複屈折を持つ試料を一対の偏光素子間に配置し、一方の偏光素子の試料と向き合った側の反対方向から白色光を入射し、他方の偏光素子の試料と向き合った側の反対方向から出射される透過光における干渉スペクトルを解析することにより複屈折を測定する方法であり、透過光スペクトルを分光する分光手段と、透過光スペクトルにおいて極値をとる第一の極値波長λ１及び第二の極値波長λ２及び第一の極値波長λ１と第二の極値波長λ２の間の極値数Ｍの３つのパラメータを検出しその結果を出力する位相差演算回路と、を有し、前記位相差演算回路からの出力である前記３つのパラメータから次式にしたがって複屈折による位相差Ｒを計算し、この位相差Ｒに基いて試料の複屈折を計算することを特徴とする。
Ｒ＝（Ｍ−１）／２／（１／λ１−１／λ２）
ここで、極値数Ｍは、第一の極値波長λ１及び第二の極値波長λ２での極値を含むものである。
【００５３】
さらに、本発明に係る複屈折測定方法は、複屈折を持つ試料を一対の偏光素子間に配置し、一方の偏光素子の試料と向き合った側の反対方向から白色光を入射し、他方の偏光素子の試料と向き合った側の反対方向から出射される透過光における干渉スペクトルを解析することにより複屈折を測定する方法であり、透過光スペクトルを分光する分光手段と、透過光スペクトルにおいて極大または極小のいずれか一方をとる第一の極値波長λ１及び第二の極値波長λ２及び第一の極値波長λ１と第二の極値波長λ２の間の極大または極小のいずれか一方の数Ｎの３つのパラメータを検出しその結果を出力する位相差演算回路と、を有し、前記位相差演算回路からの出力である前記３つのパラメータから次式にしたがって複屈折による位相差Ｒを計算し、この位相差Ｒに基いて試料の複屈折を計算することを特徴とする。
Ｒ＝（Ｎ−１）／（１／λ１−１／λ２）
ここで、極値数Ｎは、第一の極値波長λ１及び第二の極値波長λ２での極値を含むものである。
【００５４】
これら本発明に係る複屈折測定方法によれば、複屈折の計算に必要な三つのパラメータ、すなわち、第一の極値波長λ１及び第二の極値波長λ２及び第一の極値波長λ１と第二の極値波長λ２の間の極値数ＭまたはＮをリアルタイムで検出及び出力することができ、さらに、この三つのパラメータを専用の位相差演算回路で検出することにより計算装置での負荷を軽くすることができ、結果としてリアルタイムでの複屈折の測定が可能になる。
【００５５】
本発明に係る複屈折測定方法では、透過光を分光する前記分光手段がマルチチャンネル分光器を用いる分光法であり、前記マルチチャンネル分光器からの出力信号が、信号の出力時間が波長に対応し及び信号の出力強度が透過光強度に対応している時系列の出力であるとすることができる。
【００５６】
さらに、本発明に係る複屈折測定方法では、分光した透過光スペクトルにおいて極値をとる第一の極値波長λ１及び第二の極値波長λ２及び第一の極値波長λ１と第二の極値波長λ２の間の極値数ＭまたはＮの３つのパラメータを検出しその結果を出力する前記位相差演算回路が、前記マルチチャンネル分光器からの信号の出力時間に対応する波長を計算する波長検出部と、透過スペクトルにおいて極値を持つ波長を検出し極値波長に対応する時間に極値波長識別信号を出力する極値検出回路と、第一の極値波長λ１を記憶し出力する第一極値波長記憶部と、第二の極値波長λ２を記憶し出力する第二極値波長記憶部と、第一の極値波長λ１と第二の極値波長λ２の間の極値数ＭまたはＮをカウントし出力する極値カウント部とから構成することができる。
【００５７】
また、本発明に係る複屈折測定方法では、透過スペクトルにおいて極値を持つ波長を検出する前記極値検出回路が、少なくとも微分回路とコンパレータ回路及び前記コンパレータ回路での結果に応じて極値波長に対応する時間でパルスを発生する極値波長識別パルス生成部からなり、前記マルチチャンネル分光器から出力される時系列の出力を前記微分回路にて微分し、微分した結果を前記コンパレータ回路にて０Ｖと比較し、前記コンパレータ回路の出力が変化する時に前記極値波長識別パルス生成部で極値波長識別パルスを発生させる回路であるとすることができる。
【００５８】
さらに、本発明に係る複屈折測定方法では、第一の極値波長λ１を記憶し出力する前記第一極値波長記憶部が、前記波長検出部からの波長情報及び前記極値検出回路からの極値波長識別信号の二つの情報を入力する入力部及び記憶した第一の極値波長λ１を出力する出力部を有し、前記極値検出回路での結果に応じて極値波長に対応する時間に極値検出回路から出力される極値波長識別信号のうち極値波長の検出を行う範囲における最初の極値波長識別信号に同期して波長情報を記憶し、極値波長の検出を行う範囲の終了に同期して記憶した極値波長情報の出力値を更新する回路であり、
第二の極値波長λ２を記憶し出力する前記第二極値波長記憶部が、前記波長検出部からの波長情報及び前記極値検出回路からの極値波長識別信号の二つの情報を入力する入力部及び記憶した第二の極値波長λ２を出力する出力部を有し、前記極値検出回路での結果に応じて極値波長に対応する時間に極値検出回路から出力される極値波長識別信号のうち極値波長の検出を行う範囲における極値波長識別信号に同期して極値波長情報を順次更新して記憶し、極値波長の検出を行う範囲の終了に同期して最後に記憶した極値波長情報の出力値を更新する回路であり、
第一の波長λ１と第二の波長λ２の間の極値数ＭまたはＮをカウントする前記極値カウント部が、前記極値検出回路での結果に応じて極値波長に対応する時間に極値検出回路から出力される極値波長識別信号を入力する入力部及び極値数を出力する出力部を有し、前記極値検出回路での結果に応じて極値波長に対応する時間に極値検出回路から出力される極値波長識別信号のうち極値波長の検出を行う範囲における極値波長識別信号の数をカウントし、極値波長の検出を行う範囲の終了に同期して、前記極値検出回路での結果に応じて極値波長に対応する時間に極値検出回路から出力される極値波長識別信号のカウント数の出力値を更新する回路であるとすることができる。
【００５９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る延伸フィルム製造設備の実施の形態１及びに実施の形態２を図１〜１２に基づいて説明する。
【００６０】
［実施の形態１］
（１）最初に、本実施の形態１に係る延伸フィルム製造設備１の概略を説明する。
この延伸フィルム製造設備１の構成は、図１に示すように押出装置２と、この押出装置２の排出先端に装着したダイ３と、ダイ３から排出した未延伸フィルムを冷却する原反成形装置４と、この冷却した原反を縦方向に延伸する縦延伸装置５と、縦延伸を施したフィルムを横方向に延伸する横延伸装置６とからなる逐次二軸延伸装置と、延伸したフィルムを引き取る引取装置７とで形成する。
【００６１】
さらに、縦延伸または横延伸を施したフィルムの厚みを測定する厚み測定装置８Ａ、８Ｂと、縦延伸または横延伸を施したフィルムから光情報を取り込む分光装置９Ａ、９Ｂと、分光装置９Ａ、９Ｂに接続した位相差を算出する位相差演算装置１０と、厚み測定装置８Ａ、８Ｂ及び位相差演算装置１０に接続し、入力された厚みと位相差から配向度を計算する配向度演算部を有するとともに、所定の制御指令を出力する計算装置１１と、押出装置２内のスクリュの回転速度を調節するスクリュ回転速度調節装置１３と、ダイの開口度を調節するダイ調節装置１２と、縦延伸装置５のロールを回転させる電動装置５Ｄ、５Ｄと、フィルムの延伸張力を可変とする駆動装置５Ｃ1、５Ｃ1と、ロールに気体等を噴射または吸入する空調装置５Ｃ2、５Ｃ2、５Ｃ3、５Ｃ3と、横延伸の延伸角度、延伸速度を可変にする横延伸可変機構６Ａを有するとともに、フィルムをブロック毎に分けて加熱する温度制御機構６Ｂを備えた横延伸装置６とで形成する。
【００６２】
そして、これらスクリュ回転速度調節装置１３、ダイ調節装置１２、電動装置５Ｄ、５Ｄ、駆動装置５Ｃ1、５Ｃ1、空調装置５Ｃ2、５Ｃ2、５Ｃ3、５Ｃ3、横延伸可変機構６Ａと温度制御機構６Ｂを備えた横延伸装置６は、それぞれ計算装置１１に接続している。
【００６３】
なお、配向度測定装置は、上述した厚み測定装置８Ａ、８Ｂ及び分光装置９Ａ、９Ｂ並びに位相差演算装置１０、配向度演算部を有する計算装置１１から形成する。
（２）以下、本実施の形態に係る延伸フィルム製造設備１の構成を具体的に説明する。
▲１▼ 最初に、この延伸フィルム製造設備１に用いる押出装置２は、図示はしていないが合成樹脂等からなる紛状ないし粒状の成形材料を挿入するホッパと、この成形材料を加熱溶融する加熱シリンダと、この加熱シリンダ内に組み込まれたスクリュとで形成する。
【００６４】
ここで、スクリュは、モータによって駆動し、このモータは、所望の回転速度が得られるように制御することができる。
次に、加熱シリンダは、シリンダ内を加熱するため、たとえば電熱式のヒータを使用する。そして、加熱シリンダの全長を分割してそれぞれ独立に温度制御できるようにしてある。
【００６５】
また、スクリュの数によって押出機は、単軸式のものと多軸式のものとがある。本実施の形態に係る押出機は、単軸押出機、２軸押出機、特殊押出機のいずれでも使用することができる。
【００６６】
次に、押出装置２の先端に取り付けられたダイ３は、一般的に溶融した樹脂等の成形材料が流入する流入口と、この成形材料に型を与える誘導路と、フィルムを押出する押出口と、押出口の形状を形成するダイリップとから形成する。
【００６７】
ここで、フィルムの成形に使用するダイ３は、フラットダイ等である。そして、このダイは、押出口の開口度をヒートボルトによって調節することができる。次に、成形物を冷却する原反成形装置４は、ダイ３のスリットより押出した溶融樹脂を均一に冷却するものである。
【００６８】
次に、未延伸フィルムを延伸する逐次二軸延伸装置は、フィルムを縦延伸する縦延伸装置５と横延伸する横延伸装置６とで形成し、縦延伸装置５は、加熱ロール５Ｅと加熱ロール５Ｅの下流に配置した低速ロール５Ａとこの低速ロール５Ａの下流に配置した高速ロール５Ｂによって形成する。
【００６９】
ここで、高速ロール５Ｂは、要求された延伸比を与えるように低速ロール５Ａよりも高速で回転し、延伸のためのネックインを小さくするために延伸距離を短くしてロール上でのフィルムの滑りを防止するようにロールとアイドルロールの配列を考慮することがある。
【００７０】
そして、加熱ロール５Ｅは、要求された延伸温度に原反を加熱するため設定した温度に維持するように電気的手段等により加熱する。なお、延伸速度、加熱、延伸張力はそれぞれのフィルムに適するように調節が可能である。
【００７１】
ここで、各ロールは、モータによって駆動し、このモータは、所望の回転速度が得られるように制御することができるようになっている。
次に、延伸張力は、各ロールを上下方向、左右方向に移動させることによって延伸張力の強弱を調節する。
【００７２】
ここで、ロール移動機構にサーボモータ等の駆動装置５Ｃ1、５Ｃ1を装着し、この駆動装置５Ｃ1、５Ｃ1を回転させてロール移動機構を駆動させることで制御することができるようにしている。
【００７３】
次に、高速ロール５Ａ及び低速ロール５Ｂのいずれかまたは両者のフィルムとの接触位置の近傍に空気等の気体を吸入若しくは噴射することによって延伸の強弱を調節する。ここで、気体の吸排出口は、気体を吸入若しくは噴射するために空調装置５Ｃ2、５Ｃ2、５Ｃ3、５Ｃ3に接続している。なお、この空調装置５Ｃ2、５Ｃ2、５Ｃ3、５Ｃ3は、熱風または冷風を噴射することや火炎を放射することもできる。
【００７４】
このとき、幅方向にいくつかのエリアに区分し、このエリア毎に気体の噴射または吸入ノズルを設けることが望ましい。
また、横延伸装置６は、一般的に加熱、横延伸、熱処理、冷却の４つのゾーンから形成され、図１０に示すように第１段階として縦延伸したフィルムの両端をクリップ６Ｃ、６Ｄで把持し、一定幅で加熱ゾーンに入り、そこでヒータ６Ｂにより延伸温度にまで加熱される。そして、次の延伸ゾーンでは左右のクリップ６Ｃ、６Ｄの開き角度に従って横方向に延伸する。そして、クリップは、熱処理ゾーンを走行し、次いで冷却ゾーンを通過する。
【００７５】
また、横延伸装置６は、横延伸可変機構６Ａを備え延伸角度及び延伸速度を随時変更することができるものである。ここで、延伸角度は、角度調節機構にサーボモータ等を装着し、モータを回転させて角度調節機構を駆動させることによって変更することができる。
【００７６】
さらに、延伸速度は、フィルムの両端を把持するクリップを装着した走行レール６Ｅ、６Ｆの駆動を行うモータの回転速度を調節することによって変更することができる。
【００７７】
なお、これらモータの回転速度の制御は、ブリッジサーボや比例電流制御またはＤＣタコ＋電圧比例制御若しくは周波数同期制御、ＰＬＬ制御等の回転数制御方式、ＰＷＭ制御やベクトル制御またはパルス制御若しくはバイポーラ駆動等の電力制御方式のいずれかを用いるかまたはこれらを併用して用いることもできる。
【００７８】
さらに、マイクロステップ駆動やインバータ駆動または多相駆動等の制御方式も用いることができる。
また、この横延伸装置６は、その内部に設けたヒータをブロック毎に分割し、各ブロック毎に温度を制御することができる温度制御機構６Ｂを備えている。
【００７９】
次に、延伸したフィルムを引き取る引取装置７は、フィルムの形態によって分類され、ニップロール式引取機、多段ニップロール式引取機、ベルト式引取機や多点駆動ローラ式引取機、キャタピラ式引取機等等がある。
▲２▼ 次に、フィルムの厚みを連続してリアルタイムに測定する厚み測定装置８Ａ、８Ｂは、図示はしていないが測定に用いる波長の光を放出する光源と、光検出装置、演算装置とで形成し、必要に応じて光ファイバー等の導光装置も用いられる。
【００８０】
そして、フィルム厚みは近赤外波長においてフィルムにより光が吸収される波長とその波長の近傍でフィルムによる吸収がない波長の透過率比を測定することにより得られる。
【００８１】
これら２つの波長の透過率比を使うことにより、フィルム表面の凹凸による光の散乱のために透過率が変化する場合も精度良くフィルム厚みを得ることが可能となる。
【００８２】
つまり、波長の近い２つの光の散乱の程度はおおよそ同じと考えることができ、フィルム表面の凹凸による光の散乱により透過率が変化しても、透過率比は変わらないからである。
【００８３】
ところで、フィルムにより吸収される光波長と吸収されない光波長は、必要に応じて選択されるが、吸収される波長としてＣ−Ｈ伸縮振動の２次である１．７２μｍ、吸収されない波長として１．６０μｍを用いるのが好ましい。
【００８４】
そこで、測定装置で用いる光源はこれら波長の光を放出することができれば良く、ハロゲンランプ、キセノンランプ等を用いることができる。
次に、光検出装置は波長選択素子と光検出器から形成する。ここで、波長選択素子としては分光器、干渉フィルター等を用いることができるが、干渉フィルターは小型でかつ取り扱いが容易であるので好ましい。
【００８５】
なお、光検出器は使用する波長の光を検出できれば良く、前記の近赤外波長の光を検出できる素子としては、熱型検出素子としてサーモパイル、ボロメータ、ニューマティック検出素子、焦電検出素子等があり、量子型検出素子として、ＰｂＳ、ＰｂＳｅ、Ｇｅ、ＩｎＧａＡｓ、ＩｎＡｓ、ＩｎＳｂ等の検出器がある。
【００８６】
次に、演算装置では、光検出器での信号をＡ／Ｄ（アナログ／デジタル）変換器等を介して受け取り、光検出器での信号を透過率へ変換後、次式に従ってフィルム厚みｄを計算する。
【００８７】
ｄ＝Ｃ・ｌｎ（ＴＡ／ＴＢ）
ここで、 ｄはフィルム厚み
Ｃは定数
ＴＡは吸収のない波長での透過率
ＴＢは吸収のある波長での透過率
また、フィルムの厚みを測定する方法としてはこれとは別に、β線厚さ計、γ線厚さ計、赤外線厚さ計、レーザ厚さ計等を用いることができる。
【００８８】
次に、リアルタイムに配向度を測定する装置９Ａ、９Ｂは、厚み測定装置８Ａ、８Ｂ、複屈折による位相差を測定する装置、及び、制御装置１１に設けた配向度演算部を用いて行い、必要に応じて光ファイバー等の導光装置も用いられる。
【００８９】
配向度の測定９Ａ、９Ｂは、厚み測定装置８Ａ、８Ｂにより測定したフィルムの厚みｄと、複屈折による位相差を測定する装置により測定した複屈折位相差Ｒ（＝Δｎ・ｄ）からフィルムの複屈折Δｎを配向度演算部で計算する。
【００９０】
ここで、フィルムの複屈折Δｎとフィルムの配向度とは相関があるので、この複屈折Δｎを配向度演算部により配向度へ変換することにより配向度を得ることができる。
【００９１】
なお、厚み測定装置８Ａ、８Ｂは、前記厚み測定装置を用いることもできるが、前記厚み測定装置とは別に配向度の測定専用の厚み測定装置を使うこともできる。
【００９２】
次に、本発明に係る複屈折測定方法を実現するための複屈折による位相差を測定する装置は、白色光源、偏光子、検光子、分光器、透過光スペクトルにおいて極値をとる第一の極値波長λ１及び第二の極値波長λ２及び第一の極値波長λ１と第二の極値波長λ２の間の極値数Ｍ（第一の極値波長λ１及び第二の極値波長λ２での極値を含む）の３つのパラメータを検出しその結果を出力する位相差演算回路、及び位相差演算回路からの出力である３つのパラメータから複屈折を計算する計算装置からなる。
【００９３】
偏向子は白色光源からの光を直線偏光にし、この直線偏光の光を偏向子と検光子の間におかれた複屈折を有するフィルムを通すと、フィルムの複屈折により透過光は楕円偏光になる。
【００９４】
この楕円偏光の光は検光子を透過させると、その楕円化の程度に従って検光子からの透過光量が変化する。すなわち、クロスニコル配置の偏光素子である偏光子と検光子の間に複屈折を示すフィルムを配置し、偏光子側から光を入射すると、検光子側からの干渉による透過光強度スペクトルは次式により表される。
（１）式・・・ Ｉ＝Ｉ0・（ｓｉｎ２θ）2・｛ｓｉｎ（δ／２）｝2
ここで、 Ｉ0は検光子を透過した光の強度
θ はフィルムの複屈折の光学軸方向
δ は複屈折による位相差（＝２π・Δｎ・ｄ／λ）
Δｎはフィルムの複屈折
ｄ はフィルム厚み
λ は光の波長
θがｎπ／２（ここで、ｎは整数）でない場合、透過スペクトルは極大及び極小を示す。この、極大及び極小は（１）式より、複屈折による位相差δが次式を満たす場合である。
（２）式・・・ δ＝２π・Ｒ／λ＝ｍ・π
ここで、Ｒ（＝Δｎ・ｄ）は複屈折による位相差を長さで表したもの、また、ｍは整数で、偶数の場合に（１）式は極小、奇数の場合に極大となる。
【００９５】
今、２つの波長λ１及びλ２（λ２＞λ１）で極値を示すとし、複屈折の波長分散を無視すると
δ１＝２π・Ｒ／λ１＝ｍ１・π
δ２＝２π・Ｒ／λ２＝ｍ２・π
とおける。これら２つの式の両辺について差をそれぞれ計算すると次式が導出される。
（３）式・・・ ２・Ｒ・（１／λ１−１／λ２）＝（ｍ１−ｍ２）
（３）式においてｍ２−ｍ１はλ１とλ２の間にある極値の数Ｍ（λ１とλ２での極値も含む）から１を引いた数である。（３）式より、複屈折による位相差Ｒは次式のように表すことができる。
（４）式・・・ Ｒ＝（Ｍ−１）／２／（１／λ１−１／λ２）
よって、透過スペクトルが極値を示す２つの波長λ１及びλ２、かつλ１とλ２の間にある極値の数Ｍが得られると、これら３つのパラメータから複屈折による位相差Ｒを（４）式に従って計算することができる。さらに、この位相差Ｒに基いて、複屈折△ｎ＝Ｒ／ｄを計算することができる。
【００９６】
また、極値が極大または極小のうちのどちらか一方である場合は、次の（５）式に従って複屈折による位相差Ｒを計算することができる。
（５）式・・・ Ｒ＝（Ｎ−１）／（１／λ１−１／λ２）
ここで、Ｎは、第一の極値波長λ１と第二の極値波長λ２の間の極大または極小のいずれか一方の数Ｎである。そして、この位相差Ｒに基いて、複屈折△ｎ＝Ｒ／ｄを計算することができる。
【００９７】
本発明に係る複屈折測定方法では、この検光子からの透過スペクトルを高速分光が可能なマルチチャンネル分光器により測定し、さらにこの透過光スペクトルにおいて極値をとる第一の極値波長λ１及び第二の極値波長λ２及び第一の極値波長λ１と第二の極値波長λ２の間の極値数ＭまたはＮ（第一の極値波長及び第二の極値波長での極値を含む）の３つのパラメータを検出しその結果を出力する位相差演算回路によって、３つのパラメータ、すなわち、第一の極値波長λ１及び第二の極値波長λ２及び第一の極値波長λ１と第二の極値波長λ２の間の極値数ＭまたはＮ（第一の極値波長λ１及び第二の極値波長λ２での極値を含む）、の３つを計算する。
【００９８】
３つのパラメータから（４）式または（５）式に従って複屈折の位相差Ｒを計算する計算装置では、透過光スペクトルにおいて極値をとる第一の極値波長λ１及び第二の極値波長λ２及び第一の極値波長λ１と第二の極値波長λ２の間の極値数ＭまたはＮ（第一の極値波長λ１及び第二の極値波長λ２での極値を含む）の３つのパラメータを検出しその結果を出力する位相差演算回路にて計算した３つのパラメータ、すなわち、第一の極値波長λ１及び第二の極値波長λ２及び第一の極値波長λ１と第二の極値波長λ２の間の極値数ＭまたはＮ（第一の極値波長λ１及び第二の極値波長λ２での極値を含む）から、偏光子と検光子の間におかれたフィルムの複屈折による位相差Ｒを求めることができる。この時、透過光スペクトルにおいて極値をとる第一の極値波長λ１及び第二の極値波長λ２及び第一の極値波長λ１と第二の極値波長λ２の間の極値数ＭまたはＮ（第一の極値波長及び第二の極値波長での極値を含む）の３つのパラメータを検出しその結果を出力する位相差演算回路でフィルムの複屈折に必要なパラメータをリアルタイムで計算することにより、複屈折を計算する計算装置における演算の負荷を減らすことができ、結果として、リアルタイムで複屈折を測定することができる。
【００９９】
図２に示すように、本発明に係る複屈折の測定方法では、まずマルチチャンネル分光器駆動パルス生成部１０Ａで、マルチチャンネル分光器内ＣＣＤの駆動用パルス及び、位相差演算装置１０を構成する位相差演算回路（以下、位相差演算装置と同じ符号「１０」を付す）で使用する、ＣＣＤの波長に対応した各チャンネルからのデータ出力時間に同期するパルスを生成する。マルチチャンネル分光器９Ａ，９Ｂは、マルチチャンネル分光器駆動パルス生成部１０Ａから出力されるＣＣＤ駆動用パルスに従って、透過光スペクトルに対応した信号を出力する。このマルチチャンネル分光器９Ａ，９Ｂから出力された信号は位相差演算回路１０の極値検出回路１０Ｌへ入力され、極値検出回路１０Ｌはマルチチャンネル分光器９Ａ，９Ｂから入力された信号を、フィルター回路１０Ｄ、微分回路１０Ｅ、コンパレータ回路１０Ｆ、極値波長識別パルス生成部１０Ｇを通過させることにより、極値を示す波長に対応した時間でパルスを発生する。
【０１００】
一方、マルチチャンネル分光器駆動パルス生成部１０Ａで生成されたＣＣＤの各チャンネルからのデータ出力時間に同期したパルスは位相差演算回路１０における波長検出部１０Ｂへ送られ、ここで、波長に対応するＣＣＤのチャンネル番号のカウントが行われる。この波長検出部１０Ｂからの出力であるＣＣＤチャンネル番号カウント数の一つはゲート信号生成部１０Ｃへ送られる。次に、このゲート信号生成部１０Ｃでは、極値を示す波長の検出を行う波長範囲の設定を行い、その波長範囲に対応する時間でゲート信号を生成する。極値検出回路１０Ｌ通過後に出力される極値を示す波長に対応した時間で発生するパルス、及び、極値を示す波長の検出を行う波長範囲に対応する時間で生成されるゲート信号はＡＮＤ演算部１０Ｈへ入力される。
【０１０１】
ＡＮＤ演算部１０Ｈではこれら２つの信号の論理積を行うので、ＡＮＤ演算部１０Ｈからは、極値を示す波長に対応する時間で出力されるパルスが、極値を示す波長の検出を行う波長範囲でのみ出力される。このＡＮＤ演算部１０Ｈからの出力は、第一極値波長記憶部１０Ｉ、第二極値波長記憶部１０Ｊ、極値カウント部１０Ｋへ入力される。
【０１０２】
また、 波長検出部１０Ｂからの出力であるＣＣＤチャンネル番号カウント数は第一極値波長記憶部１０Ｉ、及び、第二極値波長記憶部１０Ｊへも入力される。
第一極値波長記憶部１０ＩではＡＮＤ演算部１０Ｈから出力される極値を示す波長に対応した時間で発生するパルスの最初のパルスがこの第一極値波長記憶部１０Ｉへ入力された時に極値波長に対応するチャンネル番号を記憶する。さらに、ゲート信号の終わりに同期して、この記憶したチャンネル番号を出力する。
【０１０３】
第二極値波長記憶部１０ＪではＡＮＤ演算部１０Ｈから出力される極値を示す波長に対応した時間で発生するパルスがこの第二極値波長記憶部１０Ｊへ入力される度に極値波長に対応するチャンネル番号を記憶する。さらに、ゲート信号の終わりに同期して、最後に記憶したチャンネル番号を出力する。
【０１０４】
極値カウント部１０Ｋでは、ＡＮＤ演算部１０Ｈから出力される極値を示す波長に対応した時間で発生するパルスをカウントし、ゲート信号の終わりに同期してカウント数を出力する。
【０１０５】
結局、位相差演算回路１０からの出力は、透過光スペクトルの設定した波長範囲において極値をとる第一の極値波長λ１及び第二の極値波長λ２及び第一の極値波長λ１と第二の極値波長λ２の間の極値数ＭまたはＮ（第一の極値波長λ１及び第二の極値波長λ２での極値を含む）の３つのパラメータである。
【０１０６】
計算装置１１は前記３つのパラメータを位相差演算回路１０からデジタル入力インターフェース等を介して入力し、ＣＣＤのチャンネル番号を波長へ変換処理した後、前記（４）式または（５）式に従って複屈折による位相差Ｒ（＝Δｎ・ｄ）を計算する。
【０１０７】
この実施の形態の複屈折測定方法によれば、複屈折の計算に必要な三つのパラメータ、すなわち、透過光スペクトルにおいて極値をとる第一の極値波長λ１及び第二の極値波長λ２及び第一の極値波長λ１と第二の極値波長λ２の間の極値数Ｍ（第一の極値波長及び第二の極値波長での極値を含む）の３つのパラメータをリアルタイムで検出及び出力することができ、さらに、この三つのパラメータを専用の位相差演算回路で検出することにより計算装置での負荷を軽くすることができ、結果としてリアルタイムでの複屈折測定が可能になる。
【０１０８】
さらに、この複屈折による位相差Ｒと厚み測定装置８Ａ、８Ｂから得られたフィルム厚みｄとから複屈折Δｎを計算する。
なお、配向度を測定する配向度測定装置は、分光検出装置と、この分光検出装置に受光用ファイバにより接続したファイバ切替ユニットと、偏光解消ユニットを介して先端に偏光ユニットを有するとともに、ファイバ切替ユニットに接続した複数の受光用ファイバと、偏光解消ユニットを介して先端に偏光ユニットを有するとともに、ハロゲンランプ光源に接続した複数の投光用ファイバにより形成した光学的配向度測定装置を用いることもできる。
▲３▼ 次に、（３）式による計算を行う計算装置１１は、パーソナルコンピュータ（以下、ＰＣ１１という）を用いていて、図１に示すようにＰＣ本体１１ＡとこのＰＣ本体１１Ａにそれぞれ接続したキーボード１１Ｂ及びディスプレイ１１Ｃにより形成し、さらにＰＣ本体１１Ａは、図３に示すように中央処理装置１２ａ（以下、ＣＰＵという）と、主記憶装置１２ｃ（以下、メモリという）と、入力部１２ｂと、出力部１２ｄから構成される。
【０１０９】
そして、ＣＰＵ１２ａは、与えられたデータに対して四則演算、論理演算及び大小比較等を行う演算部と実行される命令のアドレスをもとにメモリ１２ｃからＣＰＵ１２ａに命令を取り込み、命令の内容を解読し必要な動作指示を他の装置に対して出力する制御部とからなる。
【０１１０】
この制御部は、入力部１２ｂに対して入力制御指令を出し（Ｓ−１）、メモリ１２ｃに対しては、メモリ制御指令を出し（Ｓ−２）、出力部１２ｄに対しては、出力制御指令を出す（Ｓ−３）。そして、入力部１２ｂより入力されたコマンドは最初にメモリ１２ｃへと転送されて（Ｓ−４）、メモリ１２ｃでは、与えられたコマンドからデータ及び命令を選択するとともに選択されたデータ及び命令をＣＰＵ１２ａの制御部に転送する（Ｓ−５）。
【０１１１】
その後、制御部では、メモリ１２ｃから転送されたデータ及び命令を解読して、必要な動作指示を演算部に与える（Ｓ−６）。演算部では、与えられたデータ及び命令に対して四則演算、論理演算及び大小比較等の演算を行う。
【０１１２】
このようにＣＰＵ１２ａで処理されたデータ及び命令は、再びメモリ１２ｃにフィードバックされ（Ｓ−７）、その結果を出力部１２ｄに転送する（Ｓ−８）。
【０１１３】
そして、制御部は、［命令取り出し→解読→アドレス計算→データの取り出し→命令の実行］という過程を順に繰り返して命令を実行していく。
そして、ＰＣ１１は、あらかじめ設定した厚みまたは配向度と縦延伸比率または横延伸比率との相関関係をマップの形式でメモリ１２ｃに格納している。このマップは、たとえばＸ軸に厚みをとりＹ軸にロールの回転速度をとることやフィルムの縦方向の中心線を境にしてＸ軸にフィルムの左側の配向度をとりＹ軸に左側の延伸角度をとること、さらに、Ｘ軸にフィルムの右側の配向度をとりＹ軸に右側の延伸角度をとることができる。
【０１１４】
ここで、測定装置が測定した厚みと配向度がＰＣ１１に入力されるとあらかじめ設定した値との比較演算が行われる。
次に、測定した厚みと配向度がマップ上の値と誤差を生じている場合は、その誤差を修正するように延伸システムに対して所定の指令を出力する。また、測定した厚みと配向度がマップ上の値の範囲内にある場合は、現状のままで延伸操作を繰り返す。
【０１１５】
このようにＰＣ１１は、測定から比較演算を経て所定の指令を出力するまでの操作を時系列的かつ所定の時間的間隔を持って連続して行うものである。
▲４▼ 次に、縦延伸後のフィルムの厚みまたは配向度に誤差を生じている場合、縦延伸装置５に対する縦延伸比率を変更するための制御操作について説明する。
【０１１６】
なお、これら厚み及び配向度は、フィルムを所定のブロック毎に分割し、そのブロック毎に厚み及び配向度をリアルタイムに測定するものである。
まず、縦延伸装置５の下流に配置した厚み測定装置８Ａが測定したブロック毎のフィルムの厚みが、あらかじめ設定した値よりも大きい場合は以下の手段を取る。
【０１１７】
最初に第１の手段として、図４に示すように低速ロール５Ａと高速ロール５Ｂの回転速度差を大きくする。すなわち、低速ロール５Ａをより低速Ｖ１にし高速ロール５Ｂをより高速Ｖ２にすることで張力を強化する。
【０１１８】
次に、第２の手段として、低速ロール５Ａと高速ロール５Ｂとの延伸ギャップ及び延伸角度を調節してフィルムへの張力を大きくするため、図５〜６に示すように２対以上で形成する低速ロール５Ａまたは高速ロール５Ｂのいずれか若しくは両者を上下方向または左右方向に拡げるように移動させる。
【０１１９】
すなわち、これらのロール５Ａ、５Ｂを引き離す力Ｎ１、Ｎ２を加えることで引張強度が増し、ロール５Ａ、５Ｂへの張力を強める。
なお、各ロールの延伸ギャップの長さは、数ミリ〜数センチの間で変更させることが好ましい。なぜなら、延伸速度が高速になるほど延伸ギャップの長さを短縮しなければならず、あまり大きな変更を行って延伸ギャップを大きくするとフィルムの破断の割合が多くなるからである。
【０１２０】
次に、第３の手段として、低速ロール５Ａと高速ロール５Ｂへの圧着強度を高めるために、図７に示すように空調装置５Ｃ2から空気等の気体を吸入することで、低速ロール５Ａ、高速ロール５Ｂのいずれかまたは両者とフィルムとの接着面から空気Ｋを取り除くとともに、ロール５Ａ、５Ｂにより巻き上げられる空気Ｋを吸収し、さらに、空調装置５Ｃ3から空気Ｋを噴射することロール５Ａ、５Ｂにフィルムを押しつけるようにしてフィルムとロール５Ａ、５Ｂとの圧着力を強化する。
【０１２１】
なお、空調装置５Ｃ3から熱風を噴射または火炎を放射してロール５Ａ、５Ｂ及びフィルムを加熱して圧着力を強化することもできる。
また、第４の手段として、押出装置２の内部に装着したスクリュの回転速度をスクリュ回転速度調節装置１３にて低速にする。
【０１２２】
さらに、第５の手段として、押出装置２に装着したダイ３の開口度をダイ調節装置１２にて絞る。これら第１及び第２の手段を用いることにより、成形材料の供給量を減少させる。
【０１２３】
これら第１〜第５までの手段は、それぞれ単独でまたはこれらの手段を複数組み合わせて用いることができる。
次に、縦延伸装置５の下流に配置した厚み測定装置８Ａが測定したブロック毎のフィルムの厚みが、あらかじめ設定した値よりも小さい場合は以下の手段を取る。
【０１２４】
最初に低速ロール５Ａと高速ロール５Ｂの回転速度差を小さくする。すなわち、低速ロール５Ａをより高速Ｖ２にし高速ロール５Ｂをより低速Ｖ１にすることで張力を弱める（第１の手段）。
【０１２５】
次に、フィルムへの張力を小さくするため、２対以上で形成する低速ロール５Ａまたは高速ロール５Ｂのいずれか若しくは両者を上下方向または左右方向に縮めるように移動させる（第２の手段）。
【０１２６】
また、図８に示すように空調装置５Ｃ2から低速ロール５Ａ、高速ロール５Ｂのいずれかまたは両者とフィルムとの接着面に空気Ｋを噴射し、さらに、空調装置５Ｃ3から空気Ｋを吸入してフィルム１４とロール５Ａ、５Ｂとの間に微少なクリアランスを有する空気層を形成し圧着力を弱める。なお、空調装置５Ｃ2から冷風を噴射してロール５Ａ、５Ｂとフィルムから吸熱することで圧着力を弱めることもできる（第３の手段）。
【０１２７】
さらに、押出装置２の内部に装着したスクリュの回転速度をスクリュ回転速度調節装置１３にて高速にする（第４の手段）。
次に、押出装置２に装着したダイ３の開口度をダイ調節装置１２にて拡げる（第５の手段）。
【０１２８】
次に、縦延伸装置５の下流に配置した配向度測定装置が測定したブロック毎のフィルムの配向度が、あらかじめ設定した値よりも小さい場合は以下の手段を取る。
【０１２９】
最初に低速ロール５Ａと高速ロール５Ｂの回転速度差を大きくする（第１の手段）。すなわち、低速ロール５Ａをより低速Ｖ１にし高速ロール５Ｂをより高速Ｖ２にすることで張力を強化する。
【０１３０】
次に、フィルムへの張力を大きくするため、２対以上で形成する低速ロール５Ａまたは高速ロール５Ｂのいずれか若しくは両者を上下方向または左右方向に拡げるように移動させる（第２の手段）。
【０１３１】
また、図７に示すように空調装置５Ｃ2から空気Ｋを吸入し、さらに、空調装置５Ｃ3から空気Ｋを噴射することで、低速ロール５Ａ、高速ロール５Ｂのいずれかまたは両者とフィルムとの接着面から空気Ｋを取り除くとともに、ロール５Ａ、５Ｂにより巻き上げられる空気Ｋを吸収する。また、空調装置５Ｃ3から熱風を噴射または火炎を放射することでロール５Ａ、５Ｂとフィルムとを加熱して圧着力を強化する（第３の手段）。
【０１３２】
さらに、押出装置２の内部に装着したスクリュの回転速度をスクリュ回転速度調節装置１３にて低速にする（第４の手段）。また、押出装置２に装着したダイ３の開口度をダイ調節装置１２にて狭める（第５の手段）。
【０１３３】
次に、縦延伸装置５の下流に配置した配向度測定装置が測定したブロック毎のフィルムの配向度が、あらかじめ設定した値よりも大きい場合は以下の手段を取る。
【０１３４】
最初に低速ロール５Ａと高速ロール５Ｂの回転速度差を小さくする。すなわち、低速ロール５Ａをより高速Ｖ２にし高速ロール５Ｂをより低速Ｖ１にすることで張力を弱める（第１の手段）。
【０１３５】
次に、フィルムへの張力を小さくするため、２対以上で形成する低速ロール５Ａまたは高速ロール５Ｂのいずれか若しくは両者を上下方向または左右方向に縮めるように移動させる（第２の手段）。
【０１３６】
また、図８に示すように空調装置５Ｃ2から低速ロール５Ａ、高速ロール５Ｂのいずれかまたは両者とフィルムとの接着面に空気Ｋを噴射し、さらに、空調装置５Ｃ3から空気Ｋを吸入してフィルム１４とロール５Ａ、５Ｂとの間に微少なクリアランスを有する空気層を形成し圧着力を弱める。なお、空調装置５Ｃ3から冷風を噴射してロール５Ａ、５Ｂとフィルムから吸熱することで圧着力を弱めることもできる（第３の手段）。
【０１３７】
さらに、押出装置２の内部に装着したスクリュの回転速度をスクリュ回転速度調節装置１３にて高速にする（第４の手段）。また、押出装置２に装着したダイ３の開口度をダイ調節装置１２にて拡げる（第５の手段）。
【０１３８】
なお、これらの制御手段は、縦延伸装置５の下流に配置した厚み測定装置８Ａからの厚み及び配向度測定装置からの配向度に誤差を生じている場合の縦延伸比率を変更するためのものであるが、横延伸装置６の下流に配置した厚み測定装置８Ｂからの厚み及び配向度測定装置からの配向度に誤差を生じている場合においてもこれらの制御手段を用いることもできる。
【０１３９】
［実施の形態２］
（３）次に、実施の形態２に係る延伸フィルム製造設備について説明する。
最初に実施の形態２に係る延伸フィルム製造設備１の構成及び制御装置１１の制御動作は、実施の形態１と同様であるので説明は省略する。なお、厚み及び配向度は、フィルムを所定のブロック毎に分割し、そのブロック毎に厚み及び配向度をリアルタイムに測定するものである。
【０１４０】
次に、横延伸後の厚みに誤差を生じている場合、横延伸装置６に対する横延伸比率を変更するための制御操作について説明する。
まず、横延伸装置６の下流に配置した厚み測定装置８Ｂが測定したブロック毎のフィルムの厚みが、あらかじめ設定した値よりも大きい場合は以下の手段を取る。
【０１４１】
まず、第１の手段として、横延伸を施す際の横延伸角度を大きくするために、図９に示すようにフィルムの中心軸線に対して右方向の厚みが大きい場合、右方向の延伸角度θ１をθ３まで大きくして、延伸幅Ｈ１を一定の延伸幅Ｈ３まで拡げる。
【０１４２】
また、フィルムの中心軸線に対して左方向の厚みが大きい場合、左方向の延伸角度をθ２をθ４まで大きくして、延伸幅Ｈ２を一定の延伸幅Ｈ４まで拡げるようにする。
【０１４３】
さらに、右方向及び左方向の両者の厚みが大きい場合は、右方向及び左方向ともに延伸角度θ１、θ２をθ３、θ４まで大きくして、延伸幅Ｈ１、Ｈ２を一定の延伸幅Ｈ３、Ｈ４まで拡げる。
【０１４４】
次に、第２の手段として、クリップ６Ｃ、６Ｄを装着した走行レール６Ｅ、６Ｆの速度を微妙に変化させることで左右どちらかの横延伸の張力を強化する。さらに、第３の手段として、図１０に示すようにフィルムを加熱するヒータを碁盤目状に分割し、厚みが大きいフィルムのブロックに対応するヒータのブロックの加熱温度を上げる。
【０１４５】
また、第４の手段として、押出装置２の内部に装着したスクリュの回転速度をスクリュ回転速度調節装置１３にて低速にする。
次に、第５の手段として、押出装置２に装着したダイ３の開口度をダイ調節装置にて狭める。なお、これら第１〜第４までの手段は、それぞれ単独でまたはこれらの手段を複数組み合わせて用いることができる。
【０１４６】
次に、横延伸装置６の下流に配置した厚み測定装置８Ｂが測定したブロック毎のフィルムの厚みが、あらかじめ設定した値よりも小さい場合は以下の手段を取る。
【０１４７】
まず、横延伸を施す際の横延伸角度を小さくするために、図９に示すようにフィルムの中心軸線に対して右方向の厚みが小さい場合、右方向の延伸角度θ３をθ１まで小さくして、延伸幅Ｈ３を一定の延伸幅Ｈ１まで狭める。
【０１４８】
また、フィルムの中心軸線に対して左方向の厚みが小さい場合、左方向の延伸角度をθ４をθ２まで小さくして、延伸幅Ｈ４を一定の延伸幅Ｈ２まで狭めるようにする。
【０１４９】
さらに、右方向及び左方向の両者の厚みが小さい場合は、右方向及び左方向ともに延伸角度θ３、θ４をθ１、θ２まで小さくして、延伸幅Ｈ３、Ｈ４を一定の延伸幅Ｈ１、Ｈ２まで狭める（第１の手段）。
【０１５０】
次に、クリップ６Ｃ、６Ｄを装着した走行レール６Ｅ、６Ｆの速度を微妙に変化させて左右どちらかの横延伸の張力を弱める（第２の手段）。さらに、図１０に示すようにフィルムを加熱するヒータを碁盤目状に分割し、厚みが小さいフィルムのブロックに対応するヒータのブロックの加熱温度を下げる（第３の手段）。
【０１５１】
また、たとえば、厚みが小さい場合は、延伸角度を小さくして延伸幅を狭めることや厚みが大きい場合は、延伸角度を大きくして延伸幅を広げることもできる。さらに、配向度が大きい場合は、延伸角度を小さくして延伸幅を狭めることや配向度が小さい場合は、延伸角度を大きくして延伸幅を広げる。
【０１５２】
次に、押出装置２の内部に装着したスクリュの回転速度をスクリュ回転速度調節装置１３にて高速にする（第４の手段）。また、押出装置２に装着したダイ３の開口度をダイ調節装置にて拡げる（第５の手段）。
【０１５３】
次に、横延伸装置６の下流に配置した配向度測定装置が測定したブロック毎のフィルムの配向度が、あらかじめ設定した値よりも小さい場合は以下の手段を取る。
【０１５４】
まず、横延伸を施す際の横延伸角度を大きくするために、図９に示すようにフィルムの中心軸線に対して右方向の配向度が小さい場合、右方向の延伸角度θ１をθ３まで大きくして、延伸幅Ｈ１を一定の延伸幅Ｈ３まで拡げる。
【０１５５】
また、フィルムの中心軸線に対して左方向の配向度が小さい場合、左方向の延伸角度をθ２をθ４まで大きくして、延伸幅Ｈ２を一定の延伸幅Ｈ４まで拡げるようにする。
【０１５６】
さらに、右方向及び左方向の両者の厚みが大きい場合は、右方向及び左方向ともに延伸角度θ１、θ２をθ３、θ４まで大きくして、延伸幅Ｈ１、Ｈ２を一定の延伸幅Ｈ３、Ｈ４まで拡げる（第１の手段）。
【０１５７】
次に、クリップ６Ｃ、６Ｄを装着した走行レール６Ｅ、６Ｆの速度を微妙に変化させて左右どちらかの横延伸の張力を強化する（第２の手段）。さらに、図１０に示すようにフィルムを加熱するヒータを碁盤目状に分割し、配向度が小さいフィルムのブロックに対応するヒータのブロックの加熱温度を下げる（第３の手段）。
【０１５８】
また、押出装置２の内部に装着したスクリュの回転速度をスクリュ回転速度調節装置１３にて低速にする（第４の手段）。また、押出装置２に装着したダイ３の開口度をダイ調節装置にて狭める（第５の手段）。
【０１５９】
次に、横延伸装置６の下流に配置した配向度測定装置が測定したブロック毎のフィルムの配向度が、あらかじめ設定した値よりも大きい場合は以下の手段を取る。
【０１６０】
まず、横延伸を施す際の横延伸角度を小さくするために、図９に示すようにフィルムの中心軸線に対して右方向の配向度が大きい場合、右方向の延伸角度θ３をθ１まで小さくして、延伸幅Ｈ３を一定の延伸幅Ｈ１まで狭める。
【０１６１】
また、フィルムの中心軸線に対して左方向の配向度が大きい場合、左方向の延伸角度をθ４をθ２まで小さくして、延伸幅Ｈ４を一定の延伸幅Ｈ２まで狭めるようにする。
【０１６２】
さらに、右方向及び左方向の両者の配向度が大きい場合は、右方向及び左方向ともに延伸角度θ３、θ４をθ１、θ２まで小さくして、延伸幅Ｈ３、Ｈ４を一定の延伸幅Ｈ１、Ｈ２まで狭める（第１の手段）。
【０１６３】
次に、クリップ６Ｃ、６Ｄを装着した走行レール６Ｅ、６Ｆの速度を微妙に変化させて左右どちらかの横延伸の張力を弱める（第２の手段）。さらに、図１０に示すようにフィルムを加熱するヒータを碁盤目状に分割し、厚みが小さいフィルムのブロックに対応するヒータのブロックの加熱温度を下げる（第３の手段）。
【０１６４】
また、押出装置２の内部に装着したスクリュの回転速度をスクリュ回転速度調節装置１３にて高速にする（第４の手段）。また、押出装置２に装着したダイ３の開口度をダイ調節装置１２にて拡げる（第５の手段）。
【０１６５】
なお、これらの制御手段は、横延伸装置６の下流に配置した厚み測定装置８Ｂからの厚み及び配向度測定装置からの配向度に誤差を生じている場合の横延伸比率を変更するためのものであるが、縦延伸装置５の下流に配置した厚み測定装置８Ａからの厚み及び配向度測定装置からの配向度に誤差を生じている場合においてもこれらの制御手段を用いることもできる。
【０１６６】
さらに、実施の形態１に係る制御手段を用いて横延伸比率を変更することもできる。
（４）次に、制御装置１１による制御動作をフローチャート図１１〜１２に基づいて説明する。
【０１６７】
最初に、厚みを比較判断して延伸システムに所定の制御を行う場合を図１１に基づいて説明する。制御操作を開始するとＰＣ１１のメモリに格納されたプログラムが起動し、縦延伸後の目標値が比較データとしてレジスタに読み込まれる（ステップ３０）。そして、縦延伸装置５の下流に配置された厚み測定装置８Ａが縦延伸後のフィルムの厚みをブロック毎に測定してこの厚みを出力する。そして、測定した厚みがＰＣ１１に入力され（ステップ３１）、比較データと厚みとの比較演算が行われる（ステップ３２）。
【０１６８】
その結果、厚みが比較データの範囲内にあるときは、現状の状態を維持し、再び厚み測定装置８Ａからの厚みを取り込んで（ステップ３１）比較演算を行う（ステップ３２）。ここで、厚み測定装置８は、ＣＣＤタイミングパルス生成部によって生成されたタイミングパルスに基づいて所定の間隔で厚みの測定を行い、この厚みを随時ＰＣ１１に入力する。
【０１６９】
次に、比較演算の結果、比較データより厚みが大きいか小さい場合は、延伸システムに出力する制御対象と制御量を選択する（ステップ３３）。そして、この選択結果に基づいて延伸システムに所定の制御指令を出力する（ステップ３４）。
【０１７０】
次に、縦及び横延伸後の目標値が比較データとしてレジスタに読み込まれる（ステップ３５）。そして、横延伸装置６の下流に配置された厚み測定装置８Ｂが縦及び横延伸後のフィルムの厚みをブロック毎に測定してこの厚みを出力する。そして、測定した厚みがＰＣ１１に入力され（ステップ３６）、比較データと厚みとの比較演算が行われる（ステップ３７）。
【０１７１】
その結果、厚みが比較データの範囲内にあるときは、現状の状態を維持し、再び厚み測定装置８Ｂからの厚みを取り込んで（ステップ３６）比較演算を行う（ステップ３７）。
【０１７２】
次に、比較演算の結果、比較データより厚み値が大きいか小さい場合は、延伸システムにに出力する制御対象と制御量を選択する（ステップ３８）。そして、この選択結果に基づいて延伸システムに所定の制御指令を出力する（ステップ３９）。
【０１７３】
次に、配向度を比較判断して延伸システムに所定の制御を行う場合を図１２に基づいて説明する。制御操作を開始するとＰＣ１１のメモリに格納された縦延伸後の目標値が比較データとしてレジスタに読み込まれる（ステップ４０）。
【０１７４】
そして、縦延伸装置５の下流に配置された厚み測定装置８Ａからのブロック毎のフィルムの厚みと、分光装置９Ａで取り込んだブロック毎のフィルムを透過した光情報から位相差を計算する位相差演算装置１０にて計算した複屈折位相差を入力する（ステップ４１）。次に、これらのパラメータからブロック毎のフィルムの配向度を計算する（ステップ４２）。その後、比較データと配向度との比較演算が行われる（ステップ４３）。
【０１７５】
その結果、配向度が比較データの範囲内にあるときは、現状の状態を維持し、再び新たなパラメータから配向度を計算して（ステップ４２）比較演算を行う（ステップ４３）。ここで、パラメータの測定は、タイミングパルス生成部１０Ａによって生成されたタイミングパルスに基づいて所定の間隔で測定を行い、このパラメータに基づいて配向度を随時計算する。
【０１７６】
次に、比較演算の結果、比較データより配向度が大きいか小さい場合は、延伸システムに出力する制御対象と制御量を選択する（ステップ４４）。そして、この選択結果に基づいて延伸システムに所定の制御指令を出力する（ステップ４５）。
【０１７７】
次に、縦及び横延伸後の目標値が比較データとしてレジスタに読み込まれる（ステップ４６）。そして、横延伸装置６の下流に配置された厚み測定装置８Ａからのブロック毎のフィルムの厚みと、分光装置９Ａで取り込んだブロック毎のフィルムを透過した光情報から位相差を計算する位相差演算装置１０にて計算した複屈折位相差を入力する（ステップ４７）。
【０１７８】
次に、これらのパラメータからブロック毎のフィルムの配向度を計算する（ステップ４８）。その後、比較データと配向度との比較演算が行われる（ステップ４９）。
【０１７９】
その結果、配向度が比較データの範囲内にあるときは、現状の状態を維持し、再び新たなパラメータから配向度を計算して（ステップ４８）比較演算を行う（ステップ４９）。
【０１８０】
次に、比較演算の結果、比較データより配向度が大きいか小さい場合は、延伸システムに出力する制御対象と制御量を選択する（ステップ５０）。そして、この選択結果に基づいて延伸システムに所定の制御指令を出力する（ステップ５１）。
【０１８１】
【発明の効果】
本発明に係る延伸フィルム製造設備によれば、縦延伸後のフィルムの厚み及び配向度をブロック毎に分割し独立かつ連続して測定するとともに、縦延伸及び横延伸後のフィルムの厚み及び配向度もブロック毎に分割し独立かつ連続して測定し、延伸システムに所定の制御操作を行うことによって延伸されたフィルムの厚みや配向度を均一にすることができる。また、このように高速成形において厚みや配向度を均一にすることによってフィルムに破れ等が生ずることを防止できる。
【０１８２】
さらに、延伸の最中にフィルム等の破断する割合を少なくすることができるために、破断による延伸システムの停止から復帰までの手間を省くことができる。
【０１８３】
本発明の複屈折測定方法によれば、複屈折の計算に必要な三つのパラメータ、すなわち、透過光スペクトルにおいて極値をとる第一の極値波長λ１及び第二の極値波長λ２及び第一の極値波長λ１と第二の極値波長λ２の間の極値数Ｍ（第一の極値波長及び第二の極値波長での極値を含む）の３つのパラメータをリアルタイムで検出及び出力することができ、さらに、この三つのパラメータを専用の位相差演算回路で検出することにより計算装置での負荷を軽くすることができ、結果としてリアルタイムでの複屈折測定が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施の形態に係る延伸システムの構成図
【図２】配向度計算装置の構成図
【図３】制御装置の構成ブロック図
【図４】低速ロールと高速ロールの速度調節表示図
【図５】低速ロールと高速ロールの上下方向の距離調節表示図
【図６】低速ロールと高速ロールの上下方向及び左右方向の距離調節表示図
【図７】低速ロールと高速ロールへの空気噴射表示図
【図８】低速ロールと高速ロールへの空気吸入表示図
【図９】横延伸装置への延伸調節表示図
【図１０】横延伸装置の上面図
【図１１】縦延伸装置への制御操作フローチャート図
【図１２】横延伸装置への制御操作フローチャート図
【図１３】従来技術に係る延伸システムの構成図
【符号の説明】
１ ・・・延伸システム
２ ・・・押出装置
３ ・・・ダイ
４ ・・・原反成形装置
５ ・・・縦延伸装置
６ ・・・横延伸装置
７ ・・・引取装置
８ ・・・厚み測定装置
９ ・・・分光装置
１０ ・・・位相差演算装置（位相差演算回路）
１１ ・・・計算装置
１２ ・・・ダイ調節装置
１３ ・・・スクリュ回転速度調節装置
Claims (19)
- 成形材料を溶融する設備を有し、前記成形材料を未延伸フィルムに成形するダイを有する押出装置と、前記ダイにより成形した未延伸フィルムを冷却し、原反を成形する原反成形装置と、この冷却された原反を低速ロールと高速ロールとで縦方向に延伸する縦延伸装置と、縦延伸したフィルムの両端を把持して横方向に延伸する横延伸装置とを備えた延伸フィルム製造設備において、
前記縦延伸後におけるフィルムの厚みをリアルタイムに測定する厚み測定装置と、前記縦延伸後におけるフィルムの配向度をリアルタイムに測定する配向度測定装置とを有し、
前記厚み測定装置により測定された厚みに相当する信号を計算装置へと出力し、前記配向度測定装置により測定された配向度に相当する信号を計算装置へと出力し、
前記計算装置は、あらかじめ設定した厚みと前記測定した厚みとを比較演算する厚み比較演算部を有するとともに、あらかじめ設定した配向度と前記測定した配向度とを比較演算する配向度比較演算部を有し、前記各比較演算の結果に基づいてあらかじめ設定した目標値に合致させるように、縦延伸を施す際の縦延伸比率を変更する制御信号を出力し、この信号によって延伸状態を制御することを特徴とする延伸フィルム製造設備。 - 前記縦延伸比率の変更は、縦延伸を施す際の低速ロールと高速ロールによる延伸速度を調節することである請求項１記載の延伸フィルム製造設備。
- 前記縦延伸比率の変更は、縦延伸を施す際の低速ロールと高速ロールとの延伸ギャップを調節することである請求項１または請求項２記載の延伸フィルム製造設備。
- 前記縦延伸比率の変更は、縦延伸を施す際の低速ロールと高速ロールとの延伸角度を調節することである請求項１ないし請求項３いずれかに記載の延伸フィルム製造設備。
- 前記縦延伸比率の変更は、縦延伸を施す際の低速ロールと高速ロールへのフィルムの圧着強度を調節することである請求項１ないし請求項４いずれかに記載の延伸フィルム製造設備。
- 前記縦延伸したフィルムの厚みを測定する厚み測定装置は、前記縦延伸後におけるフィルムを幅方向にいくつかの範囲に分割してこのフィルムの厚みを測定するとともに、前記縦延伸したフィルムの配向度を測定する配向度測定装置は、前記縦延伸後におけるフィルムを幅方向にいくつかの範囲に分割してこのフィルムの配向度を測定することを特徴とする請求項１ないし請求項５いずれかに記載の延伸フィルム製造設備。
- 成形材料を溶融する設備を有し、前記成形材料を未延伸フィルムに成形するダイを有する押出装置と、前記ダイにより成形した未延伸フィルムを冷却し、原反を成形する原反成形装置と、この冷却された原反を低速ロールと高速ロールとで縦方向に延伸する縦延伸装置と、縦延伸したフィルムの両端を把持して横方向に延伸する横延伸装置とを備えた延伸フィルム製造設備において、前記横延伸後におけるフィルムの厚みをリアルタイムに測定する厚み測定装置と、前記横延伸後におけるフィルムの配向度をリアルタイムに測定する配向度測定装置とを有し、
前記厚み測定装置により測定された厚みに相当する信号を計算装置へと出力し、前記配向度測定装置により測定された配向度に相当する信号を計算装置へと出力し、
前記計算装置は、あらかじめ設定した厚みと前記測定した厚みとを比較演算する厚み比較演算部を有するとともに、あらかじめ設定した配向度と前記測定した配向度とを比較演算する配向度比較演算部を有し、前記各比較演算の結果に基づいてあらかじめ設定した目標値に合致させるように、横延伸を施す際の横延伸比率を変更する制御信号を出力し、この信号によって延伸状態を制御することを特徴とする延伸フィルム製造設備。 - 前記横延伸比率の変更は、横延伸を施す際の横延伸角度を調節することである請求項７記載の延伸フィルム製造設備。
- 前記横延伸比率の変更は、横延伸を施す際の横延伸速度を調節することである請求項７または請求項８記載の延伸フィルム製造設備。
- 前記横延伸したフィルムの厚みを測定する厚み測定装置は、横延伸後のフィルムを幅方向にいくつかの範囲に分割してこのフィルムの厚みを測定するとともに、前記横延伸したフィルムの配向度を測定する配向度測定装置は、横延伸後のフィルムを幅方向にいくつかの範囲に分割してこのフィルムの配向度を測定することを特徴とする請求項７ないし請求項９いずれかに記載の延伸フィルム製造設備。
- 前記制御信号は、横延伸を施す際のフィルムを加熱する加熱装置を所定のブロックに分割し、この分割したブロックに対応させてフィルムの加熱温度を調節することを特徴とする請求項７ないし請求項１０いずれかに記載の延伸フィルム製造設備。
- 成形材料を溶融する設備を有し、前記成形材料を未延伸フィルムに成形するダイを有する押出装置と、前記ダイにより成形した未延伸フィルムを冷却し、原反を成形する原反成形装置と、この冷却された原反を低速ロールと高速ロールとで縦方向に延伸する縦延伸装置と、縦延伸したフィルムの両端を把持して横方向に延伸する横延伸装置とを備えた延伸フィルム製造設備において、
横延伸を施す際のフィルムの加熱装置を所定のブロックに分割し、この分割した各ブロック毎に対応するフィルムの厚みをリアルタイムに測定するとともに、このフィルムの配向度をリアルタイムに測定し、
前記厚み測定装置により測定された厚みに相当する信号を計算装置へと出力し、前記配
向度測定装置により測定された配向度に相当する信号を計算装置へと出力し、
前記計算装置は、あらかじめ設定した各ブロック毎の厚みと前記測定した各ブロック毎の厚みとを比較演算する厚み比較演算部を有するとともに、あらかじめ設定した各ブロック毎の配向度と前記測定した各ブロック毎の配向度とを比較演算する配向度比較演算部を有し、前記各比較演算の結果に基づいてあらかじめ設定した目標値に合致させるように、各ブロック毎の制御信号を出力し、この信号によって延伸状態を制御することを特徴とする請求項１ないし請求項１１いずれかに記載の延伸フィルム製造設備。 - 前記各ブロック毎に出力する制御信号が各ブロック毎の加熱温度を制御することを特徴とする請求項１ないし請求項１２いずれかに記載の延伸フィルム製造設備。
- 前記制御信号は、前記ダイリップの開口度を調節することを特徴とする請求項１ないし請求項１３いずれかに記載の延伸フィルム製造設備。
- 前記押出装置がスクリュを有する場合には、前記制御信号が前記押出装置のスクリュ速度を調節することを特徴とする請求項１ないし請求項１４いずれかに記載の延伸フィルム製造設備。
- 前記厚み測定装置は、近赤外線吸収を用いてフィルムの厚みを測定し、その検出機能が５０ｍＳｅｃ以内で厚みに相当する信号を出力するとともに、前記配向度測定装置は、偏光素子の間に挟まれたフィルムの透過スペクトルを測定する原理に基づく複屈折を測定し、複屈折に相当する測定データを５０ｍＳｅｃ以内に測定してその信号を出力することを特徴とする請求項１ないし請求項１５いずれかに記載の延伸フィルム製造設備。
- 成形材料を溶融する工程を有し、前記成形材料を未延伸フィルムに成形するダイを有する押出工程と、前記ダイにより成形した未延伸フィルムを冷却し、原反を形成する原反成形工程と、この冷却された原反を低速ロールと高速ロールとで縦方向に延伸する縦延伸工程と、縦延伸したフィルムの両端を把持して横方向に延伸する横延伸工程とを備えた延伸フィルム製造方法において、
前記縦延伸工程後におけるフィルムの厚みをリアルタイムに測定する厚み測定工程と、前記縦延伸工程後におけるフィルムの配向度をリアルタイムに測定する配向度測定工程とを有し、
前記厚み測定工程により測定された厚みに相当する信号を計算工程へと出力し、前記配向度測定工程により測定された配向度に相当する信号を計算工程へと出力し、
前記計算工程は、あらかじめ設定した厚みと前記測定した厚みとを比較演算するとともに、あらかじめ設定した配向度と前記測定した配向度とを比較演算し、前記各比較演算結果に基づいてあらかじめ設定した目標値に合致させるように、縦延伸を施す際の縦延伸比率を変更する制御信号を出力し、この信号によって延伸状態を制御することを特徴とする延伸フィルム製造方法。 - 成形材料を溶融する工程を有し、前記成形材料を未延伸フィルムに成形するダイを有する押出工程と、前記ダイにより成形した未延伸フィルムを冷却し、原反を成形する原反成形工程と、この冷却された原反を低速ロールと高速ロールとで縦方向に延伸する縦延伸工程と、縦延伸したフィルムの両端を把持して横方向に延伸する横延伸工程とを備えた延伸フィルム製造設備において、
前記横延伸工程後におけるフィルムの厚みをリアルタイムに測定する厚み測定工程と、前記横延伸工程後におけるフィルムの配向度をリアルタイムに測定する配向度測定工程とを有し、
前記厚み測定工程により測定された厚みに相当する信号を計算工程へと出力し、前記配向度測定工程により測定された配向度に相当する信号を計算工程へと出力し、
前記計算工程は、あらかじめ設定した厚みと前記測定した厚みとを比較演算するとともに、あらかじめ設定した配向度と前記測定した配向度とを比較演算し、前記各比較演算の結果に基づいてあらかじめ設定した目標値に合致させるように、横延伸を施す際の横延伸比率を変更する制御信号を出力し、この信号によって延伸状態を制御することを特徴とする延伸フィルム製造方法。 - 前記厚み測定装置は、近赤外線吸収を用いてフィルムの厚みを測定する工程と、その検出機能が５０ｍＳｅｃ以内で厚みに相当する信号を出力する工程を有するとともに、前記配向度測定装置は、偏光素子の間に挟まれたフィルムの透過スペクトルを測定する原理に基づく複屈折を測定する工程と、複屈折に相当する測定データを５０ｍＳｅｃ以内に測定してその信号を出力する工程とを有することを特徴とする請求項１７または請求項１８記載の延伸フィルム製造方法。
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