JP2007261773A

JP2007261773A - フィルムの加工装置および加工方法

Info

Publication number: JP2007261773A
Application number: JP2006090617A
Authority: JP
Inventors: Hisashi Kato; 恒加藤; Shintaro Kuge; 慎太郎久下
Original assignee: Toray Industries Inc
Current assignee: Toray Industries Inc
Priority date: 2006-03-29
Filing date: 2006-03-29
Publication date: 2007-10-11

Abstract

【課題】
フィルム搬送方向が正逆反転する装置において、フィルム搬送方向にかかわらず搬送フィルムのしわを拡幅するフィルムの加工装置を提供する
【解決手段】
フィルムの搬送方向が反転可能であるフィルム加工装置において、連続搬送する前記フィルムの幅方向両端近傍に、前記フィルムに拡幅力を与える位置で前記フィルムを挟持するように軸を互いに傾けて設置されたフィルムガイド手段と、前記フィルムガイド手段の角度をフィルムの搬送方向に調整する角度調整手段とを有することを特徴とするフィルムの加工装置が提供される。
【選択図】図１

Description

本発明はフィルム加工における蒸着機や塗布装置などで、巻出し・巻取り動作の反転を繰り返し行い、フィルムの搬送方向もそれに伴って反転する工程において、フィルムを幅方向に拡幅してしわを伸ばすフィルムの加工装置に関する。

近年プラスチックフィルムの高機能化として、機械的特性、熱的特性、電気的特性など機能性を高めるフィルム加工技術が発展しており、その一例として蒸着やスパッタなどの表面処理技術を用いた手法が挙げられる。これらの装置は図３に示すような構成にて、一方の巻出しロール７から巻き出されたフィルム１がａ方向に搬送されて蒸着キャン１１を通過し、巻取りロール８に巻き取られる。この間にてフィルム１には蒸着キャン１１の下方に配置したアルミニウムなどの金属蒸発源１０から蒸着が行われる。ここで一度巻取りロール８へ巻取りを行った後、更にロールの位置はそのままでこれまでの巻取りロール８側から巻出しロール７側へフィルムをｂ方向に逆送して、再度フィルム１が蒸着工程を通過することができると、これを何度も繰り返すことでフィルム１に蒸着を複数回施すことが可能になる。（特許文献１）
フィルムを連続的に搬送しながら加工を行う際に搬送中のフィルムにしわが発生すると、蒸着加工の不均一などの問題が発生する。そこで従来の蒸着機等のフィルム加工装置では、しわを伸ばす装置として図４に示すエキスパンダロールや、図５に示す傾斜溝付きロールなどのロールが用いられている。

図４に示すエキスパンダロール１４はロールが弓なり状に湾曲され、この湾曲した回転中心軸に関して回転し、ローラの回転に伴ってフィルム１の幅方向に拡幅力を及ぼし、しわを伸ばすようにしたものである。

また図５に示す傾斜溝付きロール１５は、ロール表面にらせん溝１６を傾斜状に設けられたゴムロールであり、滑りによる摩擦力をフィルム１幅方向の拡幅力に利用することで、しわを伸ばすようにしたものである。

しかしこれらの装置ではフィルムの搬送が一方向ではしわ伸ばし効果があるが、逆方向の搬送になると逆にしわを発生してしまう。また、ロールではフィルム全幅に接触するため、フィルムの蒸着面などに傷が生じる恐れがある。

一方、他のフィルムしわ伸ばし方法として、フィルムの幅方向両端部を把持してしわを伸ばす手法があり、例としてクロスガイダー（特許文献２）や、ディスクニップ（特許文献３）がある。

図６に示すクロスガイダーは、一対の短尺かつ小径のロールからなり、フィルム１の幅方向両端部でフィルム幅方向の外側に向けて軸線を傾けた一対の自由回転するニップロール１７で両面を挟持し、ニップロール１７の回転に伴ってフィルム１との摩擦力により、フィルム１の幅方向両端部に幅方向外側へ向かう拡幅力を与えるものである。

またディスクニップは、図７に示すようにフィルム１の幅方向両端部で自由回転可能な一対のディスク１８で両面を挟持し、ディスク１８の回転に伴ってフィルム１との摩擦力によって、フィルム１の幅方向両端部に該幅方向外側へ向かう拡幅力を与えるものである。

しかしながら、これら２つの方法はいずれも上記ロールのときと同様に、フィルムの搬送が一方向であればしわ伸ばし効果があるが、逆方向には対応できないため、その際には逆方向に対応するフィルムの加工装置を更に設けて搬送方向に合わせて交換するか、手動で搬送方向に適した角度に変更することが必要となる。
特開２０００−０１６６５０号公報特公平０４−０１７８５９号公報特公平０１−００９１８２号公報

このように従来技術では、フィルム搬送方向が逆方向になった場合、フィルムの加工装置のしわ伸ばし効果がなくなるばかりか、むしろしわを発生させてしまうため、フィルムの加工装置の角度を変える必要がある。しかし加工装置によっては真空槽内で蒸着を行うものがあり、フィルムの加工装置の方向を変えるために真空槽を開放してフィルムの加工装置の角度を調整することになると、フィルム搬送方向が反転する度に、真空状態を解放しなければならなくなる。そこで本発明の目的は、上記のようにフィルム搬送方向が正逆反転する装置において、フィルム搬送方向の反転に伴い加工装置もフィルムの搬送方向に従って、それぞれしわを伸ばす角度に反転するフィルムの加工装置を提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明によれば、フィルムの搬送方向が反転可能であるフィルム加工装置であって、搬送する前記フィルムの幅方向両端近傍に、末広がり搬送型のフィルムガイド手段と、前記フィルムガイド手段の傾斜角をフィルムの搬送方向の反転に伴って調整する角度調整手段とを有するフィルムの加工装置が提供される。

また、本発明の好ましい形態によれば、前記フィルムガイド手段は、前記フィルムの上下いずれか一方の面側に配設された固定ロールと、前記フィルムを挟んで前記固定ロールと反対側にアクチュエータに連接され上下動可能な作動ロールとを有し、前記作動ロ−ルの回転力で前記フィルムを拡幅するフィルムの加工装置が提供される。

また、本発明の好ましい形態によれば、前記フィルムガイド手段は、フィルムの上下いずれか一方の面側に配設された固定ディスクと、前記フィルムを挟んで前記固定ロールと反対側にアクチュエータに連接され上下動可能な作動ディスクとを有し、前記作動ディスクの回転力で前記フィルムを拡幅するフィルムの加工装置が提供される。

また、本発明の別の形態によれば、フィルムの搬送方向を反転しながらフィルムを加工するフィルム加工方法であって、搬送する前記フィルムの幅方向両端近傍において末広がり型のフィルムガイド手段により前記フィルムを搬送しながら前記フィルムを加工し、前記フィルムに拡幅力を与え、前記フィルムの搬送方向の反転に伴い前記フィルムガイド手段の傾斜角を調整するフィルムの加工方法が提供される。

本発明において、「末広がり搬送型フィルムガイド手段」とは、フィルム幅方向両端部においてフィルムを把持しつつフィルムの搬送を案内するものであって、上流から下流に向かってフィルムを搬送するに伴い、フィルム幅方向の両端部においてそれぞれ外側に向かって把持しているフィルムの部位を案内するよう動作するものをいう。代表例として、クロスガイダやディスクニップがある。

本発明のフィルムの加工装置によれば、蒸着機などのフィルム加工装置においてフィルム搬送方向が反転する場合でも、フィルムの加工装置の向きを変えるために加工装置の構成を変更する必要はなく、反転後のフィルムの搬送方向に従ってフィルムの加工装置を反転することができる。

以下、本発明に係るフィルムの加工装置の一実施形態について図面を参照して説明する。

図１、２に示す装置は、本実施形態におけるフィルム搬送方向の反転に従って、しわを伸ばす角度にフィルムの加工装置を調整する手段の一例を示した図である。フィルムの加工装置２はフィルムガイド手段３と、フィルムガイド手段３を支持するフレーム４の他端近傍に支点５を設けてあり、フレーム４と支点５の接続箇所は軸受が設置してあり、フレーム４は回転自在に支持されフィルムガイド手段が支点５を中心に揺動移動可能になっている。またフィルムガイド手段３の設置角度を決めるため、ストッパ６が設けてある。なおストッパ６は本体ベース３４の長穴３５によって移動でき、しわ調整のためフィルムガイド手段の設置角度調整を可能にしている。

図１のフィルムガイド手段３はニップロールタイプであり、自由回転するニップロールである。図２のフィルムガイド手段３はニップディスクタイプであり、自由回転するニップディスクである。フィルムガイド手段３は、フィルムとの接触摩擦力とフィルムの搬送力によってフィルム下流側のストッパ６で止まり、角度調整される。フィルム搬送方向が反転すると、フィルムの搬送力に従ってフレーム４の支点５を中心にもう一方のストッパ６に当たるまで揺動移動し、ストッパ６の位置で停止することで、反転したときのしわ伸ばしに対応することができる。

図８、９は図１や図２の角度調整をアクチュエータで作動させる手法を示したものである。フィルムガイド手段の反転移動の手法はフィルムの搬送力に限らず、図８、９に示すようにフレーム４の先端をアクチュエータ１９に連接して、フィルム搬送方向の情報を電気信号などで受けることによってアクチュエータロッド２０の位置を移動させ、自動的に或いは遠隔操作にてフィルムガイド手段を反転させてもよい。フィルムガイド部分は図８では自由回転するロール、図９では自由回転するディスクであるため、反転しているときはフィルム表面上を転がることによりフィルムに傷を付けることなく反転することできる。

なお、本実施形態におけるフィルムの加工装置は、フィルム加工手段のフィルム搬送方向の上流および下流に隣接して設けるのがよい。たとえば図３に示すように蒸着キャンの直前１４−１と、蒸着キャンの出側１４−２の２箇所に設置することがよい。蒸着キャン直前のしわ伸ばしは、搬送フィルムのシワ発生による蒸着加工の不均一を防止するためであり、蒸着キャン直後のしわ伸ばしは、未乾燥で流動可能な状態の蒸着直後では蒸着剤が局部的に流動しないようにするため、シワのない状態に保つことが重要である。従って搬送方向が反転しても、それぞれの蒸着キャン出入口のフィルムの加工装置は入りと出の役割も逆転するため、各々の効果が発揮される。

図１０は図１や図８のニップロールタイプのフィルムガイド手段の一例であるクロスガイダーの機構の例を示したものである。固定のロール２２と片方がアクチュエータ２３に連接されて上下動可能な作動ロール２３との一対のニップロールからなっていて、フリーロールのニップによってフィルムの搬送力で回転する。なおロール表面は金属、ゴム、合成樹脂等を素材としている。搬送フィルム類の切り替え、または別のフィルムを搬送させようとするときに、アクチュエータ２１を作動させて、作動ロール２３を固定ロール２２とのニップ開の方向に旋回させてフィルム１を巻取り機側まで展張して、アクチュエータ２１を逆に作動させて作動ロール２３を再び元の固定ロール２２面に狭着し、フィルム１を搬送させる。

図１１は図２や図９のニップディスクタイプのフィルムガイド手段であるディスクニップの機構の例を示したものである。ディスク２０はフィルム１の上下面の両側に配置され、軸２４、２５を互いに傾け、上下ディスク２０−１、２０−２間にフィルム１を狭持できるように互いに外縁部を接近あるいは接触させて配設されている。ディスク２０−１、２０−２の一方又は両方の表面にはゴムなどの弾性部材が貼られていてもよく、フィルム１に弾性を持って狭持するようにしてもよい。フィルム１上下のディスク２０−１、２０−２は、それぞれ軸受２６により回転自在に支持され、軸受２６はフレーム４、ブラケット２７よって支持されている。上側のブラケット２７は支点２８より上下に揺動可能に支持されており、アクチュエータ２１によって下方に、すなわちディスク２０−１をディスク２０−２に押し付ける方向に付勢されている。なおこの付勢手段は、アクチュエータ２９に限らずスプリングなどの任意の手段でよい。フィルム１はディスク２０の外縁部で狭持されているため、滑らかに狭持開始されてある区間狭持状態が維持された後、滑らかに開放される。ディスク２０は回転自在に支持されているので、両ディスク２０−１、２０−２間にフィルム１を狭持することにより、ディスク２０はフィルム１から駆動力を与えられて回転し、回転速度はフィルム１の速度に自然に同期する。

なお、それぞれのニップ押し付け力は搬送フィルムとロール表面、或いはディスク表面との摩擦係数やフィルム厚さに依るが、回転自由なロール或いはディスクが搬送フィルムによって回転できるニップ圧が必要であり、１０〜１００Ｎの押し付け力が適当である。過度のニップ圧では狭持部分の痕が残る場合があり、また狭持部の端部よりフィルムが破れる可能性がある。

図１２は、ニップロールタイプの動作の原理を示す概略図である。図１２のフィルムガイド手段３１において、搬送フィルム１が矢印の方向３０に搬送しており、フィルムの両端にはそれぞれ一対のフィルムガイド手段３１が設けられている。図１２におけるフィルムガイド手段３１はそれぞれフィルムと平行な平面内に、フィルムの搬送方向Ｘの直角方向に対し一定角度θ傾斜する方向に設置されている。このθの方向は、フィルム搬送方向に末広がり状に配列される方向である。フィルムの加工装置がフィルム搬送方向に対しθだけ傾けられているので、フィルムの加工装置にはフィルムへの搬送力Ｆが発生し、搬送力Ｆに対してフィルムの両側にフィルム幅方向にFxの分力が生じ、分力Fxによってフィルムが拡幅される。この拡幅力によってフィルムのしわが伸ばされる。

図１３は、ニップディスクタイプの動作の原理を示す概略図である。図１３のフィルムガイド手段３１において、一対のディスク２０によるフィルム狭持部２５は、フィルム１にディスク２０から拡幅力が与えられる位置、方向に配置される。すなわちフィルム狭持部２５は、フィルム狭持部２５とディスクの回転中心とを結ぶ線３２が、フィルム搬送方向と直角方向の線３３に対し一定の角度θを持つように配設される。

なお、傾斜角θの適切な大きさは、フィルム材質・厚み・幅・搬送速度などの条件によって変わりうるが、５〜４０度の範囲内で設定させるとしわ伸ばし効果を高めると共に、ロール・ディスクの回転速度を低下させない効果が得られるので好ましい。このフィルムの加工装置においては、フィルム幅方向に占める寸法が小さくて済むため、フィルムの加工装置に接触することによりキズ付き発生のおそれのある部分が小さくて済む。

本発明の一実施例に係るフィルムの搬送力で反転する、フィルムの加工装置の平面図である。本発明の一実施例に係るフィルムの搬送力で反転する、フィルムの加工装置の平面図である。従来のフィルム搬送装置を組み込んだ真空蒸着装置に、本発明の一実施例に係るフィルムの加工装置を設置する箇所を示した概要図である。従来のエキスパンダロールの平面図である。従来の傾斜溝付きロールの平面図である。従来のクロスガイダーの平面図である。従来のディスクニップの平面図である。本発明の一実施例に係るアクチュエータで反転する、フィルムの加工装置の平面図である。本発明の一実施例に係るアクチュエータで反転する、フィルムの加工装置の平面図である。クロスガイダー装置の側面図である。ディスクニップ装置の側面図である。クロスガイダーのしわ伸ばし効果を示す特性図である。ディスクニップのしわ伸ばし効果を示す特性図である。

符号の説明

１搬送フィルム
２フィルムの加工装置
３フィルムガイド手段
４フレーム
５支点
６ストッパ
７巻出し（巻取り）ロール
８巻取り（巻出し）ロール
９ガイドロール
１０金属蒸発源
１１蒸着キャン
１２−１、１２−２フィルムの加工装置設置個所
１３真空チャンバ
１４エキスパンダロール１５傾斜溝付きロール
１６らせん溝
１７クロスガイダーニップロール
１８ディスク
１９アクチュエータ
２０アクチュエータロッド
２１アクチュエータ
２２フィルム狭持部固定ロール
２３作動ロール
２４，２５軸
２６軸受
２７ブラケット
２８支点
２９アクチュエータ
３０フィルム搬送方向
３１フィルムガイド手段
３２フィルムガイド手段中心軸
３３フィルム搬送方向に直角方向の線
３４フィルムの加工装置ベース
３５ストッパ位置調整穴
θ 傾斜角
ａ、ｂフィルム搬送方向

Claims

フィルムの搬送方向が反転可能であるフィルム加工装置であって、搬送する前記フィルムの幅方向両端近傍に、末広がり搬送型のフィルムガイド手段と、前記フィルムガイド手段の傾斜角をフィルムの搬送方向の反転に伴って調整する角度調整手段とを有することを特徴とするフィルムの加工装置。
前記フィルムガイド手段は、前記フィルムの上下いずれか一方の面側に配設された固定ロールと、前記フィルムを挟んで前記固定ロールと反対側にアクチュエータに連接され上下動可能な作動ロールとを有し、前記作動ロ−ルの回転力で前記フィルムを拡幅する請求項１に記載のフィルムの加工装置。
前記フィルムガイド手段は、フィルムの上下いずれか一方の面側に配設された固定ディスクと、前記フィルムを挟んで前記固定ロールと反対側にアクチュエータに連接され上下動可能な作動ディスクとを有し、前記作動ディスクの回転力で前記フィルムを拡幅する請求項１に記載のフィルムの加工装置。
フィルムの搬送方向を反転しながらフィルムを加工するフィルム加工方法であって、搬送する前記フィルムの幅方向両端近傍において末広がり型のフィルムガイド手段により前記フィルムを搬送しながら前記フィルムを加工し、前記フィルムに拡幅力を与え、前記フィルムの搬送方向の反転に伴い前記フィルムガイド手段の傾斜角を調整することを特徴とするフィルムの加工方法。