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図面 (6)

課題

均一な光学特性を有する高品質位相差フィルムを安定に製造する。

解決手段

ハウジング1の入口2からプラスチックフィルム5を受け、高温スチームによりアニールするアニール部6と、アニールされたプラスチックフィルムを延伸し、ハウジング出口3から排出する延伸部7を備える。アニール部は、水平にかつ軸のまわりに回転自在に支持された搬送ロール12a, 12bと、搬送ロールを等速度で回転駆動させる搬送ロール駆動機構14a, 14b, 15-19, 24と、プラスチックフィルムに対し高温スチームを吹き付ける高温スチーム噴射ヘッド20と、高温スチーム発生源から高温スチームを高温スチーム噴射ヘッドに供給する高温スチーム供給パイプを有し、延伸部は、水平にかつ軸のまわりに回転自在に支持された延伸ロール37, 38と、延伸ロールを一定の回転速度比で回転駆動させる延伸ロール回転駆動機構を有する。

概要

背景

位相差フィルムは、液晶ディスプレイ画面色補償コントラストの向上等のために従来より利用されている。近年、液晶ディスプレイの大型化が進み、これに用いる幅広の位相差フィルムに対する需要が高まってきており、また、生産性を向上させるためにも、幅広の位相差フィルムを製造することが望まれている。

位相差フィルムの製造工程においては、プラスチックフィルム延伸することがなされるが、従来、プラスチックフィルム延伸法として一軸延伸法が知られている。一軸延伸法によれば、プラスチックフィルムがガラス転移点よりやや高い温度に予熱され、低速ロール(群)と高速ロール(群)の間において引っ張られて延伸される。そして、ロール速度差によって所望の延伸倍率が得られる。この場合、フィルムの加熱手段として、低速ロール(群)に加熱手段を設け、加熱された低速ロール(群)とフィルムを接触させる方法や、フィルムの延伸域にロールを備えた延伸槽を配置し、延伸槽を一定温度に保持して局部的に加熱する方法等がある(特許文献1、2参照)。

しかし、予熱したフィルムを延伸すると、フィルム構成分子がフィルムの全体にわたって均一に整列していない状態でフィルムが引っ張られるので、製造される位相差フィルムの光学特性が不均一になり易いという問題が生じていた。

特開昭57−6723号公報
特開平10−329207号公報

概要

均一な光学特性を有する高品質の位相差フィルムを安定に製造する。ハウジング1の入口2からプラスチックフィルム5を受け、高温スチームによりアニールするアニール部6と、アニールされたプラスチックフィルムを延伸し、ハウジング出口3から排出する延伸部7を備える。アニール部は、水平にかつ軸のまわりに回転自在に支持された搬送ロール12a, 12bと、搬送ロールを等速度で回転駆動させる搬送ロール駆動機構14a, 14b, 15-19, 24と、プラスチックフィルムに対し高温スチームを吹き付ける高温スチーム噴射ヘッド20と、高温スチーム発生源から高温スチームを高温スチーム噴射ヘッドに供給する高温スチーム供給パイプを有し、延伸部は、水平にかつ軸のまわりに回転自在に支持された延伸ロール37, 38と、延伸ロールを一定の回転速度比で回転駆動させる延伸ロール回転駆動機構を有する。

目的

したがって、本発明の課題は、均一な光学特性を有する高品質の位相差フィルムを安定して製造することができるようにすることにある。

効果

実績

技術文献被引用数
1件
牽制数
0件

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請求項1

保温壁から形成され、入口および出口を備えたハウジングと、前記ハウジングの入口からプラスチックフィルムを連続的に受け入れ、搬送しながら高温スチームによりアニールするアニール部と、前記アニール部でアニールされたプラスチックフィルムを延伸し、前記ハウジングの出口から排出する延伸部と、を備え、前記アニール部は、前記ハウジング内において、水平にかつ軸のまわりに回転自在に支持された複数本搬送ロールと、前記複数本の搬送ロールを等速度で回転駆動させる搬送ロール駆動機構と、前記ハウジング内に配置され、前記搬送ロールによって搬送される前記プラスチックフィルムに対して高温スチームを吹き付ける高温スチーム噴射ヘッドと、高温スチーム発生源と、前記高温スチーム発生源で発生された高温スチームを前記高温スチーム噴射ヘッドに供給する高温スチーム供給パイプと、を有し、前記延伸部は、前記ハウジング内部において、互いに間隔をあけて、水平にかつ軸のまわりに回転自在に支持された一対の延伸ロールと、前記一対の延伸ロールを一定の回転速度比で回転駆動させる延伸ロール回転駆動機構と、を有していることを特徴とするプラスチックフィルム延伸装置

請求項2

前記アニール部は少なくとも3本の前記搬送ロールを有し、前記搬送ロールは、前記ハウジングの入口から出口に向かう方向に沿って互いに間隔をあけてかつ交互に上下に分かれて配置されており、前記ハウジングの入口から受け入れられたプラスチックフィルムは、下側および上側の前記搬送ロールの間に千鳥状に掛け渡されて搬送されるようになっていることを特徴とする請求項1に記載のプラスチックフィルム延伸装置。

請求項3

前記アニール部は、前記ハウジング内の空気を循環させるための空気循環手段をさらに有し、前記空気循環手段は、前記ハウジングの側壁に沿って垂直にのび、上端部が前記上側の搬送ロールの上方に位置し、下端部が、前記下側の搬送ロールの下方において、前記ハウジングの側壁から前記ハウジング内部に向かって前記下側の搬送ロールに平行にのび、かつ上向きの開口を備えた循環ダクトと、前記循環ダクトの下端開口から上端開口に向かう空気流を生じさせる送風機と、からなり、前記循環ダクトの上端開口には、前記高温スチーム噴射ヘッドが接続されて前記循環ダクトに支持され、前記高温スチーム噴射ヘッドは、高温スチームを下向きに噴射する複数個噴射ノズルを備え、前記アニール部の高温スチーム供給パイプが前記循環ダクトに接続されていることを特徴とする請求項2に記載のプラスチックフィルム延伸装置。

請求項4

前記ハウジングの保温壁に、高温スチームを循環させるためのパイプ網が組み込まれ、前記高温スチーム発生源から供給された高温スチームが、前記パイプ網を通じて循環せしめられるようになっていることを特徴とする請求項1〜請求項3のいずれかに記載のプラスチックフィルム延伸装置。

請求項5

前記ハウジングは、前記アニール部を収容する第1のハウジング部分と、前記延伸部を収容する第2のハウジング部分の2つの独立したハウジング部分からなり、前記第1のハウジング部分には前記入口が、前記第2のハウジング部分には前記出口が設けられ、前記第1および第2のハウジング部分は、保温壁によって囲まれ、内部にプラスチックフィルム通路が形成された連絡路によって連結されていることを特徴とする請求項1〜請求項4のいずれかに記載のプラスチックフィルム延伸装置。

技術分野

0001

本発明は、プラスチックフィルム延伸装置、特に、液晶ディスプレイ等の位相差補償フィルム位相差フィルム)を製造する際に使用される延伸装置に関するものである。

背景技術

0002

位相差フィルムは、液晶ディスプレイの画面色補償コントラストの向上等のために従来より利用されている。近年、液晶ディスプレイの大型化が進み、これに用いる幅広の位相差フィルムに対する需要が高まってきており、また、生産性を向上させるためにも、幅広の位相差フィルムを製造することが望まれている。

0003

位相差フィルムの製造工程においては、プラスチックフィルム延伸することがなされるが、従来、プラスチックフィルム延伸法として一軸延伸法が知られている。一軸延伸法によれば、プラスチックフィルムがガラス転移点よりやや高い温度に予熱され、低速ロール(群)と高速ロール(群)の間において引っ張られて延伸される。そして、ロール速度差によって所望の延伸倍率が得られる。この場合、フィルムの加熱手段として、低速ロール(群)に加熱手段を設け、加熱された低速ロール(群)とフィルムを接触させる方法や、フィルムの延伸域にロールを備えた延伸槽を配置し、延伸槽を一定温度に保持して局部的に加熱する方法等がある(特許文献1、2参照)。

0004

しかし、予熱したフィルムを延伸すると、フィルム構成分子がフィルムの全体にわたって均一に整列していない状態でフィルムが引っ張られるので、製造される位相差フィルムの光学特性が不均一になり易いという問題が生じていた。

0005

特開昭57−6723号公報
特開平10−329207号公報

発明が解決しようとする課題

0006

したがって、本発明の課題は、均一な光学特性を有する高品質の位相差フィルムを安定して製造することができるようにすることにある。

課題を解決するための手段

0007

上記課題を解決するため、本発明によれば、保温壁から形成され、入口および出口を備えたハウジングと、前記ハウジングの入口からプラスチックフィルムを連続的に受け入れ、搬送しながら高温スチームによりアニールするアニール部と、前記アニール部でアニールされたプラスチックフィルムを延伸し、前記ハウジングの出口から排出する延伸部と、を備え、前記アニール部は、前記ハウジング内において、水平にかつ軸のまわりに回転自在に支持された複数本搬送ロールと、前記複数本の搬送ロールを等速度で回転駆動させる搬送ロール駆動機構と、前記ハウジング内に配置され、前記搬送ロールによって搬送される前記プラスチックフィルムに対して高温スチームを吹き付ける高温スチーム噴射ヘッドと、高温スチーム発生源と、前記高温スチーム発生源で発生された高温スチームを前記高温スチーム噴射ヘッドに供給する高温スチーム供給パイプと、を有し、前記延伸部は、前記ハウジング内部において、互いに間隔をあけて、水平にかつ軸のまわりに回転自在に支持された一対の延伸ロールと、前記一対の延伸ロールを一定の回転速度比で回転駆動させる延伸ロール回転駆動機構と、を有していることを特徴とするプラスチックフィルム延伸装置が構成される。

0008

本発明の好ましい実施例によれば、前記アニール部は少なくとも3本の前記搬送ロールを有し、前記搬送ロールは、前記ハウジングの入口から出口に向かう方向に沿って互いに間隔をあけてかつ交互に上下に分かれて配置されており、前記ハウジングの入口から受け入れられたプラスチックフィルムは、下側および上側の前記搬送ロールの間に千鳥状に掛け渡されて搬送されるようになっている。
本発明の別の好ましい実施例によれば、前記アニール部は、前記ハウジング内の空気を循環させるための空気循環手段をさらに有し、前記空気循環手段は、前記ハウジングの側壁に沿って垂直にのび、上端部が前記上側の搬送ロールの上方に位置し、下端部が、前記下側の搬送ロールの下方において、前記ハウジングの側壁から前記ハウジング内部に向かって前記下側の搬送ロールに平行にのび、かつ上向きの開口を備えた循環ダクトと、前記循環ダクトの下端開口から上端開口に向かう空気流を生じさせる送風機と、からなり、前記循環ダクトの上端開口には、前記高温スチーム噴射ヘッドが接続されて前記循環ダクトに支持され、前記高温スチーム噴射ヘッドは、高温スチームを下向きに噴射する複数個噴射ノズルを備え、前記アニール部の高温スチーム供給パイプが前記循環ダクトに接続されている。

0009

本発明のさらに別の好ましい実施例によれば、前記ハウジングの保温壁に、高温スチームを循環させるためのパイプ網が組み込まれ、前記高温スチーム発生源から供給された高温スチームが、前記パイプ網を通じて循環せしめられるようになっている。
本発明のさらに別の好ましい実施例によれば、前記ハウジングは、前記アニール部を収容する第1のハウジング部分と、前記延伸部を収容する第2のハウジング部分の2つの独立したハウジング部分からなり、前記第1のハウジング部分には前記入口が、前記第2のハウジング部分には前記出口が設けられ、前記第1および第2のハウジング部分は、保温壁によって囲まれ、内部にプラスチックフィルム通路が形成された連絡路によって連結されている。

発明の効果

0010

本発明によれば、プラスチックフィルムを延伸する前にアニールすることにより、フィルム構成分子をフィルム全体にわたって整列させた後、フィルムを延伸するようにしたので、均一な光学特性をもつ高品質の位相差フィルムを製造することができる。

発明を実施するための最良の形態

0011

以下、添付図面を参照して本発明の好ましい実施例について説明する。図1は、本発明の1実施例によるプラスチックフィルム延伸装置の概略構成を示した側断面図であり、図2は、図1のX−X線に沿った断面図である。
図1および図2を参照して、本発明によるプラスチックフィルム延伸装置は、保温壁4から形成され、入口2および出口3を備えたハウジング1を有している。
ハウジング1内には、入口2からプラスチックフィルム5を連続的に受け入れ、搬送しながら高温スチームによりアニールするアニール部6と、アニール部6でアニールされたプラスチックフィルム5を延伸し、出口3から排出する延伸部7が備えられる。

0012

ハウジング1の入口2および出口3には、それぞれ、ハウジング1内部に低温外気侵入してハウジング1内部の温度が低下することを防止する冷気遮断器8が取り付けられている。冷気遮断器8は、両端が開口した四角形断面の筒状をなす外壁9と、外壁9内部において、中心軸方向に間隔をあけて取付けられた複数枚の金属製仕切板10を有している。そして、各仕切板10の中央部には開口が形成され、外壁9の内部に中心軸方向に沿ってプラスチックフィルム5が水平に通過するための通路44が形成されている。さらに、各仕切板10と外壁9との結合部、および各仕切板10の開口縁には、スチームパイプ11が取り付けられていて、スチームパイプ11中を流れる高温スチームによって、外壁9および仕切板10が加熱され一定温度に維持されるようになっている。そして、冷気遮断器8の一端開口が、ハウジング1の入口2および出口3の外側に取り付けられる。こうして、ハウジング1内に侵入する冷気が加熱され、ハウジング1内の空気の温度が低下することが防止される。

0013

アニール部6は、ハウジング1内において、水平にかつ軸のまわりに回転自在に支持された複数本、この実施例では8本の搬送ロール12a、12bを有している。搬送ロール12a、12bは、ハウジング1の入口2から出口3に向かう方向に沿って互いに間隔をあけてかつ交互に上下に分かれて配置されている。搬送ロール12a、12bは、それぞれ、回転軸の一端側13aが、後述する循環ダクト19の側壁に固定された軸受14aに支持され、他端側13bが、ハウジング1の側壁に固定された軸受14bに支持される。さらに、各搬送ロール12a、12bの回転軸の他端側13bの先端部にはスプロケット15が取り付けられ、すべての回転軸のスプロケット15を連結する単一のエンドレスチェーン16が張られる。さらに、下側の搬送ロール12bのうちの特定の1本について、その回転軸の他端側13bの先端部にはスプロケット15の外側に第2のスプロケット17が取り付けられ、ハウジング1の外側に配置されたモータ18の回転駆動軸のスプロケット24と、エンドレスチェーン19によって連結されている。
こうして、モータ18が駆動されることにより、すべての搬送ロール12a、12bが等速度で回転駆動されるようになっている。そして、プラスチックフィルム5は、ハウジング1の入口2の冷気遮断器8の通路44から連続的に受け入れられ、下側の搬送ロール12bおよび上側の搬送ロール12aの間に千鳥状に掛け渡されて搬送されるようになっている。

0014

アニール部6は、さらに、ハウジング1内の空気を循環させるための空気循環手段を有している。空気循環手段は、ハウジング1の側壁に沿って垂直にのび、上端部19aが上側の搬送ロール12aの上方に位置し、下端部19bが、下側の搬送ロール12bの下方に位置する循環ダクト19を有している。図3(B)は、循環ダクト19の下端部19bを上方から見た平面図である。図2および図3(B)を参照して、循環ダクト19の下端部19bは、ハウジング1の側壁からハウジング内部に向かって下側の搬送ロール12bに平行にのび、かつ上向きの開口22を備えている。この開口22には金網23が取付けられている。

0015

空気循環手段は、さらに、循環ダクト19の下端開口22から上端開口に向かう空気を生じさせる送風機25を有している。送風機25は、循環ダクト19内部であって、循環ダクト19の本体部分と下側ダクト部分19bとの接合部に配置された羽根車26と、ハウジング1の外側に配置され、羽根車26を回転駆動するモータ28を有している。ハウジング1の側壁を貫通してハウジング1の外側にのびる羽根車26の回転軸27は、適当な軸受によって軸のまわりに回転自在に支持され、回転軸27の先端には(図示されない)プーリが取り付けられ、このプーリは、エンドレスベルト30によって、モータ28の駆動軸29に固定された(図示されない)プーリに連結されている。

0016

循環ダクト19の上端開口には、高温スチーム噴射ヘッド20が接続されて循環ダクト19に支持されている。図3(A)は、高温スチーム噴射ヘッド20を下方から見た平面図である。図2および図3(A)を参照して、高温スチーム噴射ヘッド20は、高温スチームを下向きに噴射する複数個の噴射ノズル21を備えている。
ハウジング1の外側には、高温スチーム発生源としてボイラー31が配置されており、ボイラー31で発生せしめられた高温スチーム(100〜380℃)が、高温スチーム供給パイプ32を通じて循環ダクト19内に供給されるようになっている。高温スチーム供給パイプ32の途中には、高温スチームの供給量を調節するためのバルブ33が配置されている。
また、図2に示されるように、アニール部6には、ハウジング1の側壁に排気口34が形成され、排気口34には排気ダクト35が接続され、ハウジング1内で発生した不純物が外部に排出され得るようになっている。排気ダクト35内には、排気量を調節するためのバルブ36が配置されている。

0017

こうして、搬送ロール12a、12bによって上下に千鳥状に搬送されるプラスチックフィルム5に対して、高温スチーム噴射ヘッド20の噴射ノズル21から高温スチームが噴射されるとともに、プラスチックフィルム5の加熱に使用されたスチームは、循環ダクト19の下端開口22から吸引回収され、循環ダクト19内において、高温スチーム供給パイプ32から新たに供給された高温スチームと混合された後、再び、噴射ノズル21からプラスチックフィルム5に吹き付けられる。その結果、ハウジング1内に、上から下に向かう空気流(スチームの流れ)が生じ、ハウジング1内の温度(50〜220℃)および湿度が常に一定に維持される。そして、プラスチックフィルム5は全体にわたって均一にアニールされる。
この場合、プラスチックフィルムの種類によってアニール温度は異なり、例えば、ポリエステルフィルムに対し、アニール温度は160〜220℃に設定され、ナイロンフィルムに対し、アニール温度は130〜200℃に設定され、ビニールフィルムに対し、アニール温度は50〜100℃に設定される。

0018

延伸部7は、アニール部6の最下流側の上側搬送ロール12aからプラスチックフィルム5を受ける第1ガイドロール43を備えている。第1ガイドロール43は、アニール部6の最下流側の下側搬送ロール12bから水平方向に間隔をあけた位置において、ハウジング1の壁面に固定された軸受によって、水平にかつ回転軸43aのまわりに回転自在に支持されている。延伸部7は、また、第1ガイドロール43の上方の位置において、互いに間隔をあけて配置され、ハウジング1の壁面に固定された軸受によって水平にかつ回転軸37a、38aのまわりに回転自在に支持された一対の延伸ロール37、38を有している。一対の延伸ロール37、38は、それぞれ、鏡面ロールとして形成されている。
延伸部7は、さらに、下流側の延伸ロール38の下方の位置において、ハウジング1の壁面に固定された軸受によって、水平にかつ回転軸40aのまわりに回転自在に支持された第2ガイドロール40を有している。さらに、第1ガイドロール43および上流側延伸ロール37の間、並びに下流側延伸ロール38および第2ガイドロール40の間には、それぞれ、第3ガイドロール39および第4ガイドロール41が、ハウジング1の壁面に固定された軸受によって、水平にかつ回転軸39a、41aのまわりに回転自在に支持されている。

0019

図4は、図1のY−Y線に沿った断面図であり、延伸部7の下流側半分の部分の構成を示したものである。延伸部7は、一対の延伸ロール37、38の中間を境にして上流側の部分と下流側の部分が対称的な構成を有している。以下、図4を参照して、延伸部7の下流側部分の構成をより詳細に説明する。延伸ロール38、および2本のガイドロール40、41は、それぞれ、その回転軸38a、40a、41aを、ハウジング1側壁に固定された軸受47によって支持されている。延伸ロール38の回転軸38aの一方は、軸受47から突出し、先端部にスプロケット48が取り付けられ、このスプロケット48は、ハウジング1の外側に配置されたモータ51の回転駆動軸52に取り付けられたスプロケット50と、チェーン49によって作動的に連結され、モータ51により、延伸ロールが回転駆動されるようになっている。第2ガイドロール40の回転軸40aの一方もまた、軸受47から突出し、先端部にスプロケット53が取り付けられ、このスプロケット53は、ハウジング1の外側に配置されたモータ54の回転駆動軸55に取り付けられたスプロケット56と、チェーン57によって作動的に連結され、モータ54により、第2ガイドロール40が回転駆動されるようになっている。第4ガイドロール41はアイドルローラとして形成されている。

0020

こうして、延伸部7の上流側部分を構成する上流側延伸ロール37および第1ガイドロール43の駆動ロールの対と、下流側部分を構成する下流側延伸ロール38および第2ガイドロール40の駆動ロールの対の作動が制御され、上流側駆動系と下流側駆動系が一定の速度比(上流側駆動系の下流側駆動系に対する速度比=1:2〜1:8)でもって回転駆動されるようになっている。

0021

こうして、アニール部6の最下流側の上側搬送ロール12aから送り出されたプラスチックフィルム5は、第1ガイドロール43の下側周面を接触通過した後、第3ガイドロール39を経て、上流側延伸ロール37の上側周面を接触通過し、さらに下流側延伸ロール38の上側周面を接触通過し、第4ガイドロール41を経て、第2ガイドロール40の下側周面を接触通過して、ハウジング1の出口3の冷気遮断器8の通路44を通過して、ハウジング1から排出されるようになっている。そして、アニール部6によってアニールされたプラスチックフィルム5は、一対の延伸ロール37、38の間において引っ張られることによって延伸される。

0022

また、ハウジング1の保温壁4は、内側がスチール板からなっており、内部に高温スチームを循環させるためのパイプ網42が組み込まれている。そして、ボイラー31から供給された高温スチームが、パイプ網42を通じて循環せしめられ、それによって、保温壁4内側のスチール板が(105℃以上に)加熱され、ハウジング1内が一定温度に維持されるとともに、ハウジング1の内壁面からの露落ちが防止されるようになっている。

0023

こうして、本発明によるプラスチックフィルム延伸装置によれば、プラスチックフィルム5が延伸部7で延伸される前にアニール部6においてアニールされることにより、フィルム構成分子がフィルム全体にわたって整列せしめられる。そして、その後、フィルムが延伸部7で延伸されるので、均一な光学特性をもつ高品質の位相差フィルムが製造され得る。

0024

図5は、本発明の別の実施例によるプラスチックフィルム延伸装置の側断面図である。図5の実施例は、ハウジング1が、アニール部6を収容する第1のハウジング部分1aと、延伸部7を収容する第2のハウジング部分1bの2つの独立したハウジング部分からなっている点が、図1の実施例と相違するだけである。したがって、図5において、図1に示された構成要素と同一の構成要素については同一の番号を付し、詳細な説明を省略する。
図5を参照して、第1のハウジング部分1aには入口2が、第2のハウジング部分1bには出口3が設けられる。第1および第2のハウジング部分1a、1bは、保温壁によって囲まれ、内部にプラスチックフィルム通路が形成された連絡路によって連結されている。この実施例では、連結路は冷気遮断器8から構成されている。これは、この実施例では、第2ハウジング部分1bの内部に低温の外気が侵入しても問題はないので、第2ハウジング部分1bの出口3に冷気遮断器8は取り付けられておらず、このため、第2ハウジング部分1bから第1ハウジング部分1aに冷気が侵入することを防止する必要があるからである。
この実施例の場合にも、図1の実施例の場合と同様の効果が得られることは言うまでもない。

図面の簡単な説明

0025

本発明の1実施例によるプラスチックフィルム延伸装置の側断面図である。
図1のX−X線に沿った断面図である。
(A)は、図1に示されたプラスチックフィルム延伸装置のアニール部の下側ダクト部分を上方から見た平面図であり、(B)は、同アニール部の高温スチーム噴射ヘッドを下方から見た平面図である。
図1のY−Y線に沿った断面図である。
本発明の別の実施例による、プラスチックフィルム延伸装置の側断面図である。

符号の説明

0026

1ハウジング
2 入口
3出口
4保温壁
5プラスチックフィルム
6アニール部
7延伸部
8冷気遮断器
12a、12b搬送ロール
13a、13b回転軸
14a、14b軸受
15スプロケット
16チェーン
17 第2のスプロケット
18モータ
19循環ダクト
19a 上側ダクト部分
19b 下側ダクト部分
20高温スチーム噴射ヘッド
21噴射ノズル
25送風機
31ボイラー
32 高温スチーム供給パイプ

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