JP2008093495A - シート状物の付着異物除去方法とその装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 シート状物表面に付着した塵埃や微小の異物を、異物の種類や形状や寸法に依存せず、シート状物にダメージを与えずに、長期間にわたり安定して除去できる付着異物の除去方法および装置を提供する。
【解決手段】 シート状物表面に付着した塵埃や微小の異物を除去する付着異物除去装置において、製造工程の上流側でシート状物の帯電抑制手段と、シート状物の巻取前のロール上を通過する位置でエアーを吹き付けるエアー吹付手段と、該エアー吹付手段の反対方向に設置した吸引手段とを具備することを特徴とするシート状物の付着異物除去装置により、上記課題を解決し得る。
【選択図】図１

Description

本発明は、シート状物表面に付着している異物をインラインで除去する除塵方法および除塵装置に関する。

液晶等に用いる光学フィルムや精密な電子機器部品等に用いる高機能性フィルムは、近年ますます欠陥に対する要求規格が厳しくなりつつあり、これらのシート状物の製造はクリーンルームで行われている。しかし、クリーンルームの製造工程でも運転員の出入によって衣服から脱落した繊維状の異物や埃が侵入することがある。さらには、シート状物を所定の寸法幅にするために、端部をインラインで連続でスリットする場合、スリットの部分で発生した微小のシート状物の切り屑が工程内に飛散することもある。このシート状物の切り屑、埃、繊維状の異物等が、工程内で飛散してシート状物の表面に付着し、これらの異物がシート状物の製品に付着した状態で巻き取られて混入するといった問題があった。

この問題を解決するため、粘着ゴムロールをシート状物に接触させて異物を粘着ゴムに転写させる方法により除塵が行われている。しかしながら、この方法は、粘着ゴムロールに付着した異物が経時的に積層されると粘着力は弱まり、特に粉塵が多量に発生するスリット部では粘着ゴムロールの特定の位置に異物が積層し、除塵性能が低下するといった問題がある。この粘着ゴムロール表面に付着した異物を粘着力より強力な別の粘着ゴムロールと接触させて除塵能力を維持する方法（例えば、特許文献１参照）が提案されている。しかしながら、この方法は、シート状物と接触する粘着ゴムロールがより強力粘着ゴムロールと接触することによって、粘着ゴムロール自体の成分等を引き剥がし、シート状物に粘着ゴムロールの破片や成分が付着するといった問題がある。さらに、粘着ゴムロールでは繊維状の異物や数十ミクロンの小さな異物が完全には除塵できない問題があった。

小さな異物を除塵するために、エアーナイフ流の超音波のプレッシャーエアーで異物を浮き上げて吸引する除塵方法（例えば、特許文献２参照）が提案されている。しかし、シート状物の付着異物には、その寸法が直径相当で数十ミクロンから１ミリを越えるものがあり、この方法では大きな異物や重い異物を除去でないケースがあり、さらに、シート状物の移動速度が高速になると除塵性能が低下するといった問題がある。
特開２００３−１８１９４５号公報 特開平９−５２２９１号公報

かかる問題に対して、シート状物の製造工程において、複数の粘着ゴムロールを設置して定期的に交換したり、超音波式の除塵機などと併用することにより、シート状物に付着した異物を除去していた。しかし、この方法では、設備費やメンテナンス工数がかかり、製造コストのむだである。しかも、粘着ゴムロールは、交換する期間内においても異物の除去性能が経時的かつ不規則に変化するため、粘着ゴムロールの交換直前には付着異物を製品に巻き込むリスクがある。

低コストで異物を除去する方法として、シート状物に工程の途中でエアーを吹き付け、付着した異物を除去する方法が用いられることがある。しかし、この方法では、付着異物の除去能力を上げるために強い風速に設定する必要があり、吹き付けたエアーによってシート状物に折れ皺の発生やシート状物移動方向に対して垂直方向の振動を発生させ、品質面としてダメージを与えることがあり、場合によってはシート状物が破断して大きな工程トラブルを起こす危険性があった。

本発明の課題は、従来の技術の上記問題点を解決し、シート状物の表面に付着した異物をシート状物にダメージを与えずに、長期間にわたり安定して除去するシート状物の付着異物除去装置を提供することを目的としている。

本発明に係わるシート状物の付着異物除去装置は、上記課題を解決するために、シート状物表面に付着した塵埃や微小の異物を除去する付着異物除去装置において、製造工程の上流側でシート状物の帯電抑制手段と、シート状物の巻取前のロール上を通過する位置でエアーを吹き付けるエアー吹付手段と、該エアー吹付手段の反対方向に設置した吸引手段とを具備することを特徴としている。

上記構成によれば、シート状物を巻き取る前に付着異物の除去手段を設置するため、付着異物を巻き込んでシート状物に凹凸を付けたり、疵をつけたりすることがなく、異物によって製品に損傷を与えることがない。また、シート状物がロール上を通過する位置でエアーを吹き付けるため、シート状物がエアーによって振動して帯電したり、シート状物が破断することを防止することができる。従って、支持されていないフリーな状態のシート状物よりも、強力なエアーを吹き付けることが可能となり、その結果、付着した異物を確実に除去することが可能となる。

ここで、エアーを吹き付ける方向は、シート状物が移動する方向と逆にする方が、異物がエアーで剥離しやすくなる点で好ましい。さらに、エアー吹き付けと反対の方向に吸引装置を設置するため、吹き付けたエアーによって異物が巻取機側に飛散してシート状物に再び付着すること防止することができる。

本発明に係わるシート状物の付着異物除去装置において、エアー吹付手段と吸引手段は、シート状物の表面側または裏面側に対して少なくとも一方の面に設置し、ロール上のシート状物に向かって直角よりも小さい角度でエアーをシート状物表面に吹き付け、エアーが反射する方向の中心を覆うようにした吸引手段を備えることを特徴としている。

上記構成によれば、エアー吹付手段と吸引手段は、シート状物の表面側または裏面側に対して少なくとも一方の面に設置し、両方の面に付着異物がある工程では表面側と裏面側の両方にエアー吹付手段と吸引手段を設置することにより、確実に付着異物が除去可能となる。また、エアー吹き付けと反対の方向を覆うように吸引装置を設置するため、吹き付けたエアーによって飛散した異物がシート状物に再び付着すること防止することができる。

さらに、エアーの吹き付けをロール上のシート状物に向かって直角よりも小さい角度にすることにより、異物の飛散方向を調整できるうえ、金属粉などの堅い異物が付着している場合でも、エアーの圧力によってシート状物に疵を付けるリスクがない。

本発明に係わるシート状物の付着異物除去装置は、帯電抑制手段において、シート状物の表面と裏面に対して少なくとも一方の面の近傍にドライフォグを吹き付けて湿度調節を行い、帯電しにくい環境にする装置を具備することを特徴としている。

上記構成によれば、湿度調節にドライフォグを使用することにより、シート状物に水滴を付けることがなく、効果的に帯電抑制が可能となる。このため、シート状物の帯電に起因した異物の付着を抑制することができ、また、付着した異物の静電気力が弱まるため、エアー吹き付けによって剥離しやすくなる効果がある。

ここで、ドライフォグとは粒径が１０ミクロン以下のミストであり、微小粒径であるために表面張力が大きく、シート状物に接触しても付着せずに反射する特性がある。

本発明に係わるシート状物の付着異物除去装置は、帯電抑制手段において、シート状物が剥離帯電や摩擦帯電を引き起こしやすい工程の上流側に設置することを特徴としている。

上記構成によれば、エアー吹付手段と吸引手段の上流側において、剥離帯電が生じやすいニップロールの後や摩擦帯電が生じやすいスリットの後に、帯電抑制手段を設置することで効果的に除電が可能となる。

本発明に係わるシート状物の付着異物除去装置は、エアー吹付手段と吸引手段とからなる除塵手段の上流側に異物検査手段を付加し、検出した異物が除塵手段通過するタイミングおよび通過する幅方向の位置に集中してエアー吹付と吸引を行うことを特徴としている。

上記構成によれば、付着異物除去装置の上流側に異物検査装置がある場合、検出した異物がエアー吹き付けと吸引手段を通過するタイミングおよび幅方向の位置との情報を付着異物除去装置の駆動制御部で受け、その部位に集中して間欠的にエアー吹付と吸引を行うことが可能となる。

本発明に係わるシート状物の付着異物除去方法は、上記課題を解決するために、シート状物表面に付着した塵埃や微小の異物を除去する付着異物除去方法において、製造工程の上流側でシート状物の帯電抑制工程と、シート状物の巻取前のロール上を通過する位置でエアーを吹き付け、該エアーを吹き付けた反対方向から吸引することを特徴としている。

上記方法によれば、シート状物を巻き取る前に付着異物を除去するため、付着異物を巻き込んでシート状物に凹凸を付けたり、疵をつけたりすることがなく、異物によって製品に損傷を与えることがない。また、シート状物がロール上を通過する位置でエアーを吹き付けるため、シート状物がエアーによって振動して帯電したり、シート状物が破断することを防止することができる。従って、ロールで支持されていないフリーな状態のシート状物よりも、強力なエアーを吹き付けることが可能となり、その結果、付着した異物を確実に除去できるという効果を奏する。

ここで、エアーを吹き付ける方向は、シート状物が移動する方向と逆にする方が、異物がエアーで剥離しやすくなる点で好ましい。さらに、エアー吹き付けと反対の方向から吸引するため、吹き付けたエアーによって異物が巻取機側に飛散してシート状物に再び付着すること防止できるという効果を奏する。

本発明に係わるシート状物の付着異物除去方法は、エアー吹き付けと吸引を、シート状物の表面側または裏面側に対して少なくとも一方の面に実施し、ロール上のシート状物に向かって直角よりも小さい角度でエアーをシート状物表面に吹き付け、エアーが反射する方向の中心を覆うようにして吸引することを特徴としている。

上記構成によれば、エアー吹付と吸引は、シート状物の表面側または裏面側に対して少なくとも一方の面に実施し、両方の面に付着異物がある工程では表面側と裏面側の両方にエアー吹付と吸引を実施することにより、確実に付着異物が除去可能となる。また、エアー吹き付けと反対の方向を覆うように吸引するため、吹き付けたエアーによって飛散した異物がシート状物に再び付着すること防止できるという効果を奏する。

さらに、エアーの吹き付けをロール上のシート状物に向かって直角よりも小さい角度にすることにより、異物の飛散方向を調整できるうえ、金属粉などの堅い異物が付着している場合でも、エアーの圧力によってシート状物に疵を付けるリスクがない。

本発明に係わるシート状物の付着異物除去方法は、シート状物の表面と裏面に対して少なくとも一方の面の近傍にドライフォグを吹き付けて湿度調節を行い、帯電しにくい環境にする工程を含むことを特徴としている。

上記方法によれば、湿度調節にドライフォグを使用することにより、シート状物に水滴を付けることがなく、効果的に帯電抑制が可能となり、シート状物の帯電に起因した異物の付着を抑制できる効果を奏する。また、付着した異物の静電気力が弱まるため、エアー吹き付けによって剥離しやすくなる効果がある。

本発明に係わるシート状物の付着異物除去方法は、シート状物が剥離帯電や摩擦帯電を引き起こしやすい工程の上流側でシート状物の帯電を抑制することを特徴としている。

上記方法によれば、エアー吹付と吸引の上流側において、剥離帯電が生じやすいニップロールの後や摩擦帯電が生じやすいスリットの後で、帯電抑制を行うことで効果的に除電が可能となる。

本発明に係わるシート状物の付着異物除去方法は、付着異物除去工程において、エアー吹き付けと吸引とからなる除塵手段の上流側に異物検査工程を付加し、検出した異物が除塵手段通過するタイミングおよび通過する幅方向の位置に集中してエアー吹付と吸引を行うこと工程と、を含むことを特徴としている。

上記方法によれば、付着異物除去装置の上流側に異物検査装置がある場合、検出した異物がエアー吹き付けと吸引の位置を通過するタイミングおよび幅方向の位置との情報に基づき、その部位に集中して間欠的にエアー吹付と吸引を行うことが可能となる。

本発明によれば、シート状物の表面に付着した異物に対して、異物の種類や形状や寸法に依存せず、シート状物にダメージを与えずに、長期間にわたり安定して除去できるという効果を奏する。

以下に、本発明に係わるシート状物の付着異物除去装置とその方法に関して図１〜図２に基づいて説明する。尚、以下の実施形態は、本発明を具体化した一例であって、本発明の技術的範囲を限定する性格のものではない。

図１は、本発明の実施の形態に係るシート状物の付着異物除去装置の概略構成を示す模式図である。

図１において、移動するシート状物５がロール３を通過する際に、ロール３上でシート状物５に対して直角よりも小さい角度θで風向を調整したエアージェットノズル１を設置しており、シート状物５の表面に付着した異物６は連続して吹き付けるエアーによって吹き飛ばされ、反対方向に設置した吸引装置２によって異物６を吸引除去する構成としている。

また、図１に示したシート状物５の反対面にも、上述と同様の異物除去装置をシート状物５の移動方向の前または後のロールに設置することが好ましい。

シート状物５の電気的絶縁性が高い場合は、シート状物５が移動中に帯電し、静電気引力によって異物がエアーで吹き飛ばされない場合があり、エアージェットノズル１を設置した上流側に帯電抑制手段４を設置し、シート状物５の帯電電圧を±０．５ｋＶ以下に抑制することが好ましい。帯電抑制手段には、シート状物５の少なくとも片面に、除電バーやイオナイザーエアーなどを設置する。

また、シート状物の生産工程の湿度を５０％〜７０％の範囲で一定にコントロールすることが帯電抑制に効果的である。但し、工程全体の湿度をコントロールすることが困難な場合も多く、この場合は、例えば、図１に示す異物除去装置を取り囲むブースの内部にドライフォグを吸入して湿度を調節することが好ましい。また、シート状物５の表面と裏面に対して少なくとも一方の面の近傍にドライフォグを直接吹き付けて湿度調節を行い、帯電しにくい環境にする装置を具備することも好ましい。

エアージェットノズル１は、図示していない除湿装置やエアーフィルタを通したエアー源に接続し、ノズル先端からエアーを噴出する装置であり、例えば、いけうち製フラット型エアーノズル（ＴＡＩＦＵ-Ｊｅｔ型）が使用できる。

エアージェットノズル１に供給するエアー源の圧力は、エアーを吹き付けたときのシート状物の振動や皺の状態、および、付着異物６の吹き飛ばし可能な状態から設定する必要があり、好ましくは、０．１ＭＰａ〜０．７ＭＰａに設定し、より好ましくは、０．３ＭＰａ〜０．５ＭＰａに設定する。

また、エアージェットノズル１は、シート状物５の幅方向全域にエアーを吹き付けるように配置することが好ましく、フラット型エアーノズルをシート状物５の移動方向前後に少し位置をずらして交互に設置することが好ましい。

エアーの吹き付け角度θ、すなわち、エアージェットノズル１からエアーが吹き出す延長線とロール３上でのシート状物５の接線となす角度は、直角よりも小さい角度θに設定し、角度θを３０°〜６０°の範囲に設定することが好ましい。直角に近い角度でエアーを吹き付けると、金属粉などの堅い異物が付着している場合、エアーの圧力によってシート状物５に疵を付ける場合がある。

エアージェットノズル１の先端とシート状物５との距離Ｌは、エアー流速が距離に逆比例して減衰するため、シート状物５と接触しない程度に近づけるほど有利であり、５０ｍｍ以下とすることが好ましい。

吸引装置２は、エアーで吹き飛ばされた異物の方向を考慮し、エアー吹き付け方向と反対の方向を覆うようにカバーを設け、図示しないブロア吸引装置とつながったダクト７と接続する。吸引装置２のカバーは、シート状物５の幅よりも広い幅とすることが好ましい。

また、図１に示した付着異物除去装置の上流側に図示していない異物検査装置がある場合、検出した異物が除塵手段を通過するタイミングおよび通過する幅方向の位置の情報を図示していない制御装置で受け、その部位に集中して間欠的にエアー吹付と吸引を行うことも有効である。

このように、シート状物５の表面に付着した塵埃や微小の異物を除去する方法として、製造工程の上流側でシート状物５の帯電を抑制し、シート状物５の巻取前のロール３上でシート状物５に対して直角よりも小さい角度θで風向を調整してエアーを吹き付け、その反対方向から吸引することにより、確度の高い付着の除去が可能となる。

以下、実施例に基づいて本発明の実施態様を説明する。

（実施例１）
厚み２５μｍのイミド系樹脂のフィルムを対象として、図１に示した付着異物除去装置をフィルム幅方向の一部に設置し、その下流側にある異物検査装置で除去されなかった付着異物を検出した。図１に示した付着異物除去装置の上流側では、最大径が２０μｍ〜２０００μｍのプラスチック製粉末や繊維を作為的に１０ｃｍ×１０ｃｍ当たり２０個〜５０個程度をフィルムに付着させた。

エアージェットノズルは、いけうち製フラット型エアーノズル（ＴＡＩＦＵ-Ｊｅｔ型）を用い、エアー元圧力を０．４ＭＰａに設定し、ロール上のフィルムに対して、エアージェットノズル先端とフィルムとの距離を３０ｍｍとし、エアーの吹き付け角度をフィルムの接線方向の約０°にし、エアーを吹き付けた。エアー吹き付けの上流側において、フィルムのエアー吹き付けと反対面に除電バーを設置し、そのさらに上流側ではドライフォグ装置によってエアー吹き付け近傍の湿度が約６０％になるように調節した。

下流側にある異物検査装置では、一次元ＣＣＤカメラの検出分解能を７μｍに設定し、上流側の付着異物除去装置で除去されずに残留した付着異物が検出し、単位面積当たりの検出密度を評価した。

（実施例２）
エアーの吹き付け角度を５０°とした以外は、実施例１と同条件にして評価した。

図２は、本条件で下流側の異物検査装置で検出したデータを二次元化して二値化した画像であり、図１に示した付着異物除去装置でエアー吹き付けを行った部位と、隣接してエアー吹き付けを行っていない部位を示した一例である。図２において、エアー吹き付けを行ったエリアでは付着異物が検出されず、上流側の異物検査装置で付着異物が確実に除去できたことを確認した。

（比較例１）
エアーを、ロール上を通過する位置でなく、ロールと別のロールとの間のフィルムに吹き付け、エアー角度を５０°として、実施例１と同条件にして評価した。

本発明の実施の形態に係る付着異物除去方法とその装置の一例を示す図。 実施例２における付着異物除去効果を示す画像一例を示す図。

符号の説明

１ エアージェットノズル
２ 吸引装置
３ ロール
４ 帯電抑制手段
５ シート状物
６ 付着異物
７ ブロア吸引装置ダクト
Ａ シート状物の移動方向

Claims (10)

1. シート状物表面に付着した塵埃や微小の異物を除去する付着異物除去装置において、製造工程の上流側でシート状物の帯電抑制手段と、シート状物の巻取前のロール上を通過する位置でエアーを吹き付けるエアー吹付手段と、該エアー吹付手段の反対方向に設置した吸引手段とを具備することを特徴とするシート状物の付着異物除去装置。
2. 前記付着異物除去装置において、エアー吹付手段と吸引手段は、シート状物の表面側または裏面側に対して少なくとも一方の面に設置し、ロール上のシート状物に向かって直角よりも小さい角度でエアーをシート状物表面に吹き付け、エアーが反射する方向の中心を覆うようにした吸引手段を備えることを特徴とする請求項１記載の付着異物除去装置。
3. 前記帯電抑制手段において、シート状物の表面と裏面に対して少なくとも一方の面の近傍にドライフォグを吹き付けて湿度調節を行い、帯電しにくい環境にする装置を具備することを特徴とする請求項１または２記載の付着異物除去装置。
4. 前記帯電抑制手段において、シート状物が剥離帯電や摩擦帯電を引き起こしやすい工程の上流側に設置することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の付着異物除去装置。
5. 前記付着異物除去装置において、エアー吹付手段と吸引手段とからなる除塵手段の上流側に異物検査手段を付加し、検出した異物が除塵手段を通過するタイミングおよび通過する幅方向の位置に集中してエアー吹付と吸引を行うことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の付着異物除去装置。
6. シート状物表面に付着した塵埃や微小の異物を除去する付着異物除去方法において、製造工程の上流側でシート状物の帯電を抑制し、シート状物の巻取前のロール上を通過する位置でエアーを吹き付け、該エアーを吹き付けた反対方向から吸引することを特徴とするシート状物の付着異物除去方法。
7. 前記付着異物除去方法において、エアー吹き付けと吸引は、シート状物の表面側または裏面側に対して少なくとも一方の面に実施し、ロール上のシート状物に向かって直角よりも小さい角度でエアーをシート状物表面に吹き付け、エアーが反射する方向の中心を覆うようにして吸引することを特徴とする請求項６記載の付着異物除去方法。
8. 前記付着異物除去方法において、シート状物の表面と裏面に対して少なくとも一方の面の近傍にドライフォグを吹き付けて湿度調節を行って帯電しにくい環境にすることを特徴とする請求項６または７記載の付着異物除去方法。
9. 前記付着異物除去方法において、シート状物が剥離帯電や摩擦帯電を引き起こしやすい工程の上流側でシート状物の帯電を抑制することを特徴とする請求項６〜８のいずれか１項に記載の付着異物除去方法。
10. 前記付着異物除去方法において、エアー吹き付けと吸引とからなる除塵手段の上流側に異物検査手段を付加し、検出した異物が除塵手段を通過するタイミングおよび通過する幅方向の位置に集中してエアー吹付と吸引を行うことを特徴とする請求項６〜９のいずれか１項に記載の付着異物除去方法。

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