JP2010082517A - フィルムの洗浄システム - Google Patents

Abstract

【課題】プラスチックフィルムの表面に付着した数μｍという非常に微細な埃、フィルム片、汚れまでも連続的に除去することができるフィルムの洗浄システムを提供する。
【解決手段】走行するフィルム１２に、洗浄液を用いて洗浄を行う洗浄部３６と、洗浄した前記走行するフィルムの乾燥を行う乾燥部３８と、を備え、洗浄部３６は、フィルム１２を走行させながら該フィルム表裏面の少なくとも一方の面側に洗浄液を供給することにより、少なくとも一方の面に沿った水流で洗浄する構造であるようにする。
【選択図】 図１

Description

本発明は、プラスチックフィルムの表面に付着した、埃、フィルム片、汚れを連続的に洗浄するフィルムの洗浄システムに関するものであり、特に、クリーンなものが求められるＦＰＤ（フラットパネルディスプレイ）分野、エレクトロニクス分野、光学用分野のフィルムの洗浄システムに関する。

プラスチックフィルムは、ＦＰＤ分野、エレクトロニクス分野、光学用分野等、様々な分野で使用されている。ＦＤＰ分野、エレクトロニクス分野に使用されるプラスチックフィルムは、製膜、塗工、貼合などの工程を経て部材、プロセス材として使用される。その製造工程は、終始クリーン環境下での取り扱いが必須であり、埃、繊維、フィルム粕などの異物の製品への混入や付着などの欠陥、及びそれらに起因するキズ、押し跡などの物理的欠陥の発生は厳重に管理されている。これらの欠陥の発生頻度に対する市場の要求基準は急速に厳しくなってきている。また、欠陥の程度についても、従来問題とされなかった非常に微細な欠陥が許容されなくなってきており、改善を求められている。

このような問題を解消する方法として、粘着ロールを用いて、プラスチックフィルム表面から埃、繊維、フィルム粕を除去する取組みが行われているが、粘着ロールからの塵芥の再転移等により、異物除去の効果は充分ではない。更に、粘着ロールから剥離する際に発生する静電気がプラスチックフィルムに残存するため、周辺の異物を引き寄せる結果、欠陥頻度が増すといった問題が懸念される。

そして、プラスチックフィルムに高圧のエアーを吹き付けと吸引を連続で実施し、塵芥を除去する取組みが実施されているが、強固に付着したものについては、十分に除去できないという問題がある。

近年、プラスチックフィルムを洗浄することにより、塵芥を除去する取組みが行われている。特許文献１では、フィルムロールの巻き出し部を設け、巻き出したフィルムをアルコール洗浄液で洗浄する洗浄部、蒸気乾燥部、空気乾燥部、巻取り部を順に設けることを特徴とするプラスチックフィルムの洗浄装置が提案されている。

そして、特許文献２では、フィルムを、超音波で振動させつつ界面活性剤を含有する洗浄液で洗浄した後、フィルム両面にスリットノズル又は直列多孔ノズルにより、フィルムの進行方向前方から斜めにエアーを吹き付けて乾燥する洗浄装置が提案されている。

また、特許文献３では、プラスチックフィルムの洗浄部と乾燥部全体を囲い、装置内雰囲気温度を上げ、且つ、乾燥装置内ガイドロール表面温度を乾燥雰囲気と同等の温度にすることにより、表面のぬれたプラスチックフィルムへ効率的に熱をあたえ、乾燥が早く進むようにした洗浄装置が提案されている。

さらに、特許文献４では、洗浄手段として洗浄ノズルから連続して洗浄液を噴霧し、洗浄液再循環手段として落下した洗浄液を再循環させ、乾燥手段が連続して温風を吹き付ける光学用プラスチックフィルムの洗浄・乾燥方法が提案されている。
特開２００２−３１６１１６号公報 特開２００３−３０００２５号公報 特開２００２−８６０７９号公報 特開２００２−２９２３４７号公報

しかしながら、特許文献１では、光学用プラスチックフィルムには可塑剤が含有されており、アルコールで洗浄した場合には可塑剤の溶出が生じ、フィルム特性の変化と均一性の低下が問題となる。

そして、特許文献２では、洗浄液に界面活性剤が含有している場合、フィルム表面の濡れ性の低下が起こる。結果、フィルム表面に塗工層を設ける場合に、塗工液のはじきや塗工層の密着低下といった問題が起こり、汎用性が得られない。

また、特許文献３では、スプレーとブラシによる洗浄を行った場合、塵芥の除去は十分に実施できるが、光学プラスチックフィルム表面に微細なキズが発生し、電子ディスプレイ分野、エレクトロニクス分野における部材、プロセス材には使用することが出来ない。また、洗浄液としてアルカリ、アルコール、ケトン等を使用した場合は、光学プラスチックフィルムの可塑剤が溶出し、フィルム特性の変化と均一性の低下が問題となる。

さらに、特許文献４では、洗浄液としてアルコール、エステル等を使用した場合は、光学プラスチックフィルムの可塑剤が溶出し、フィルム特性の変化と均一性の低下が問題となる。また、ロールまたはバーによるスキージングのみでは、洗浄液を十分除去できず、生産性が低いという問題がある。

そして、これら特許文献１〜４のようにフィルムを洗浄しても、フィルム上の数μｍという非常に微細な異物はフィルムへの付着力が強く、好ましく除去することができないという問題があった。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、プラスチックフィルムの表面に付着した数μｍという非常に微細な埃、フィルム片、汚れまでも連続的に除去することができるフィルムの洗浄システムを提供することを目的とする。

本発明は、前記目的を達成するために、走行するフィルムに、洗浄液を用いて洗浄する洗浄部と、洗浄したフィルムの乾燥を行う乾燥部と、を少なくとも備えたフィルムの洗浄システムであって、前記洗浄部は、前記フィルムを走行させながら該フィルム表裏面の少なくとも一方の面側に洗浄液を供給することにより、前記少なくとも一方の面に沿った水流で洗浄する構造であることを特徴とするフィルムの洗浄システムを提供する。そして、この洗浄部は、複数段設けられていても良い。

この洗浄部は、１又は２枚の平行部材と、平行部材に形成され、フィルム表裏面の少なくとも一方の面側に対して洗浄液を吹き付ける洗浄液供給スリットと、を備えたことを特徴とする。この場合、平行部材とフィルムとの隙間は、０．２５ｍｍ以下であることが好ましい。または、収束超音波を用いた超音波洗浄器がフィルム表裏面の少なくとも一方の面側に設けられていることを特徴とする。

このように構成されたフィルムの洗浄システムにより、プラスチックフィルムの表面に付着した数μｍという非常に微細な埃、フィルム片、汚れまでも連続的に除去することができる。

即ち、洗浄液をフィルム表裏面の少なくとも一方の面側に対して供給する洗浄液供給スリットと、平行部材とフィルムとからなる０．２５ｍｍ以下の隙間と、からなることで、供給スリットから供給された洗浄液が０．２５ｍｍ以下の狭い隙間で大きな速度勾配を持つようになるので、数μｍという非常に微細な埃、フィルム片、汚れをフィルムから除去することができる。また、収束超音波を用いた超音波洗浄器を設けた洗浄部で洗浄することによっても、数μｍという非常に微細な埃、フィルム片、汚れをフィルムから除去することができる。

ここで、洗浄液供給スリットや超音波洗浄器をフィルム表裏面の一方の面側にだけ設ける場合には、フィルムの片面のみを洗浄したいときに適用される。

本発明のフィルムの洗浄システムは、フィルムを巻回したロールよりフィルムを巻き出す巻出部と、前記乾燥部で乾燥されたフィルムの帯電を除去する除電部と、該除電を終えたフィルムをロール状に巻き取る巻取部と、を備えることが好ましい。この場合、巻取部の前段には、フィルムの異物を検査する異物検査装置を設けることが好ましい。

本発明のフィルムの洗浄システムは、さらに、前記洗浄部の後段には、前記フィルムに付着している洗浄液を除去するエアーナイフと、前記エアーナイフの吹き出しロに供給される空気をイオン化する除電機構と、を備えることが好ましい。そして、本発明のフィルムの洗浄システムは、システム全体をカバーする全体カバーを有していることが好ましい。さらに、この全体カバーには、フィルム幅方向の風向きとなるようにＦＦＵ（ファン・フィルター・ユニット）によるクリーンエアーを供給する機器を備えたことが好ましい。そして、このクリーンエアーを供給する機器が備えられている場合、全体カバーには、備えられた部ごとを分離し、フィルムが通るスリットを有する分離カバーが設けられていることが好ましい。

本発明によれば、プラスチックフィルムの表面に付着した数μｍという非常に微細な埃、フィルム片、汚れまでも連続的に除去することができるフィルムの洗浄システムを提供することができる。

以下、添付図面に従って、本発明の実施の形態を詳細に説明する。

図１は、フィルムの塗布装置に本発明のフィルムの洗浄システムを組み込んだときの全体構成を示す概略側面図である。

図１に示すように、本実施の形態のフィルムの塗布装置４０は、プラスチックフィルムロールの巻出部４２、本発明のフィルムの洗浄システム１０、塗工部４４、乾燥部（塗工後の乾燥部）４６、巻取部４８を順に設けている。プラスチックフィルムロールの巻出部４６より順次巻き出されたシート状のプラスチックフィルム１２は、搬送ローラ１４、１６で本発明のフィルムの洗浄システム１０に搬送される。

図１のフィルムの洗浄システム１０は、走行するフィルムに洗浄液を用いて洗浄を行う洗浄部３６、３６と、洗浄したフィルムの乾燥を行う乾燥部３８と、を備えている。ここで、洗浄部３６は２段、乾燥部３８が１段である例を示しているがこの限りでなく、例えば、洗浄部３６が３段、乾燥部３８が２段であっても良い。なお、フィルムの洗浄システム１０には、システム全体をカバーする全体カバー５０を有していることが好ましい。

本発明における洗浄対象は、プラスチックフィルムの表面に付着した数μｍという非常に微細な埃、フィルム片、汚れである。

そして、本発明に係る洗浄部３６は、フィルムを走行させながらフィルム表裏面の少なくとも一方の面側に洗浄液を供給することにより、少なくとも一方の面に沿った水流で洗浄する構造であるである。そして、洗浄液は絶えず供給されている。

図２は、本発明に係る洗浄部３６の実施の形態を示したものであり、図２（ａ）は斜視図であり、図２（ｂ）は側面から見た断面の一部を示した断面図である。なお、図２の洗浄部３６は、フィルムの片面を洗浄する場合である。

図２に示した洗浄部３６は、１枚の平行部材５３と、洗浄液をフィルムの片面に対して垂直に供給する平行部材５３に設けられた洗浄液供給スリット５２、５２と、からなる。平行部材とフィルムとの隙間５４は、０．２５ｍｍ以下の幅Ｄであることが好ましい。

このような狭い隙間５４に洗浄液を流すことで、０．２５ｍｍ以下の狭い隙間で洗浄液の流速が大きな速度勾配を持つようになるので、フィルム表面との平行部材５３との間には、フィルム面に平行で且つ流速の早い平行流が発生する。これにより、数μｍという非常に微細な埃、フィルム片、汚れでもフィルムから除去することが可能となる。

図３は、本発明に係る洗浄部３６の他の実施の形態を示したものである。

図３に示した洗浄部３６は、２枚の平行部材５３、５３と、洗浄液をフィルム表裏面に対して垂直に供給する平行部材５３、５３に設けられた洗浄液供給スリット５２、５２と、からなる。２枚の平行部材５３、５３は、それぞれ平行部材とフィルムとの隙間の幅Ｄが０．２５ｍｍ以下である狭い隙間５４、５４を形成する。

このような狭い隙間５４に洗浄液を流すことで、０．２５ｍｍ以下の狭い隙間で洗浄液の流速が大きな速度勾配を持つようになるので、フィルム表裏面と２枚の平行部材５３、５３との間には、フィルム面に平行で且つ流速の早い平行流が発生する。これにより、数μｍという非常に微細な埃、フィルム片、汚れでもフィルムから除去することが可能となる。

図４（ａ）は、本発明に係る洗浄部３６の別の実施形態を示したものであり、図３の洗浄液供給スリット５２がフィルム表裏面にそれぞれ複数設けられているものである。また、洗浄液供給スリットが多数設けられていることで洗浄液が狭い隙間に滞留するのを防ぐために、狭い隙間から洗浄液を排出するための洗浄液排出スリット５６が洗浄液供給スリット５２、５２間に設けられている。この図４（ａ）の洗浄部３６とすることで、図３の洗浄部での洗浄方法を複数段繰り返すことができるので、フィルム上の微細な異物をより除去することができる。なお、図４（ｂ）のように、フィルム表裏面で洗浄液供給スリット５２の位置がずれていても良い。

図５は、本発明に係る洗浄部３６の他の実施形態を示したものであり、この洗浄部３６には収束超音波を用いた超音波洗浄器６５が設けられている。この超音波洗浄器６５は、板状の超音波振動子６６が取り付かれており、その超音波振動子６６に音響レンズ６８が取り付けられている。超音波振動子６６から発信された超音波は、この音響レンズ６８によって所定の集束焦点に集束され洗浄液に照射される、このように、超音波を集束させることにより、集束焦点近傍で効率よく洗浄に寄与するラジカルを発生させることができる。したがって、この集束焦点は、フィルム１２の表面近傍に設定される。なお、フィルム１２の裏面はローラ６７で支持されている。また、この洗浄部３６には、洗浄液供給スリット５２と洗浄液排出スリット５６が設けられている。

このような構成の洗浄部３６において狭い隙間５４に洗浄液を流すことで、洗浄液の流速が大きな速度勾配を持つようになるので、ローラ６７で支持されたフィルム表面と超音波洗浄器６５との間には、フィルム面に平行で且つ流速の早い平行流が発生する。数μｍという非常に微細な埃、フィルム片、汚れでもフィルムから除去することが可能となる。

なお、ラジカルの発生に好適な超音波の周波数範囲は、０．３ＭＨｚ〜１ＭＨｚである。

また、本実施の形態では、洗浄液中に照射する超音波を音響レンズ１８によって集束させる構成としているが、集束させずに照射してもよいが、超音波を集束させることにより、集束焦点近傍で洗浄に寄与するラジカルを効率よく発生させることができ、洗浄効果を高めることができる。

さらに、本実施の形態では、音響レンズを用いて超音波振動子から発振された超音波を所定の集束焦点に集束させているが、超音波を集束させる構成は、これに限定されるものではない。たとえば、超音波振動子の超音波を発振させる面の形状を円弧状に形成（超音波振動子の形状をいわゆる樋型に形成する）することによっても、所定の集束焦点に超音波を集束させることができる。この場合、音響レンズは不要となる。

ここで、図５のように超音波洗浄器６５が複数設けられている洗浄部３６である場合、図６に示す箇所で仕切る仕切板７０を設けることが好ましい。

仕切板７０は、図７（ａ）に示すように、フィルム１２が通るスリット７１が設けられており、そのスリットの上流側と下流側のそれぞれにフィルム１２を支える一対のローラ７２が配設される。また、そのスリットには、図７（ｂ）に示すように、フィルム１２を挟み込む一対のローラ７２が配設されていることが好ましい。

このように仕切板７０を図４の洗浄部３６に設けることで、超音波洗浄器６５、…６５それぞれに対して洗浄液を密閉化することができる。したがって、それぞれの超音波洗浄器６５に対して洗浄液が満たされる空間が独立するので、空間ごとに他種の洗浄液を用いてフィルム洗浄することが可能である。

以上のように、本発明のフィルムの洗浄システム１０の洗浄部３６で洗浄されたフィルム１２は、ローラ２４，２５により乾燥部３８へと送られる。

なお、洗浄部３６の後段には、フィルムに付着している洗浄液を除去するエアーナイフと、エアーナイフの吹き出しロに供給される空気をイオン化する除電機構と、を備えていることが好ましい。

洗浄・乾燥されたフィルム１２は、塗工部４４で塗布液が塗布され、ローラで搬送されながら乾燥部４６を通過し、巻取部４８にてロール状態に巻き取られる。

本発明に用いられるプラスチックフィルムは、透明なシートまたはフィルム状のものであれば特に限定されるものではなく、例えば、ポリエステルフィルム、ポリエチレンフィルム、ポリプロピレンフィルム、セロファンフィルム、ジアセチルセルロースフィルム、トリアセチルセルロースフィルム、アセチルセルロースブチレートフィルム、ポリ塩化ビニルフィルム、ポリ塩化ビニリデンフィルム、ポリビニルアルコールフィルム、エチレンビニルアルコールフィルム、ポリスチレンフィルム、ポリカーボネートフィルム、ポリメチルペンテルフィルム、ポリスルフォンフィルム、ポリエーテルケトンフィルム、ポリエーテルスルフォンフィルム、ポリエーテルイミドフィルム、ポリイミドフィルム、フッ素樹脂フィルム、ナイロンフィルム、ポリシクロオレフィンフィルム、アクリルフィルム等の熱可塑性樹脂フィルム、及びこれらのプラスチックフィルムの少なくとも片面に、塗布、塗工、貼合、印刷などの処理を施した多層フィルムを挙げることができる。透過率が高く、高いフィルム均一性が求められるトリアセチルセルロースフィルム、ポリエステルフィルム、ポリシクロオレフィンフィルム、ポリカーボネートフィルムを用いた場合に、塵芥等に起因した欠点の確認が容易である為、効果が大きい。

本発明に用いられるプラスチックフィルムの厚さは、５〜２０００μｍ、好ましくは１５〜５００μｍ、特に好ましくは２０〜２００μｍの範囲から任意に選択できる。

なお、本発明のフィルムの洗浄システム１０には、図８に示すように、フィルムを巻回したロールよりフィルムを巻き出す巻出部と、フィルムをロール状に巻き取る巻取部と、を備えていても良い。これにより、図１のようにフィルムの塗布装置４０に組み込むことなく独立してフィルムを洗浄することができる。

なお、図８のフィルムの洗浄システム１０には、乾燥部３８で乾燥されたフィルムの帯電を除去する除電部（不図示）を備えることが好ましい。さらに、巻取部４８の前段には、フィルムの異物を検査する異物検査装置（不図示）を設けることも好ましい。

以上、本発明のフィルムの洗浄システムについて、図に基づいて説明したが、本発明は上記図に記載した構成に限定されるものではなく、各図に記載した構成を適宜組み合わせる等、その趣旨を逸脱しない範囲において適宜その構成を変更することができるものである。

例えば、図１と図８の全体カバー５０には、フィルム幅方向の風向きとなるようにＦＦＵ（ファン・フィルター・ユニット）によるクリーンエアーを供給する機器を備えることも好ましい。

また、図１と図８の全体カバー５０には、備えられた部ごとを分離し、フィルムが通るスリットを有する分離カバーが設けられていることが好ましい。このような分離カバーのスリット部分は、図７（ｂ）に示した仕切板７０を用いることができる。

本発明のフィルムの洗浄システムを組み入れたフィルムの塗布装置を示す図 本発明に係る洗浄部の実施形態を示す図 本発明に係る洗浄部の他の実施形態を示す図 本発明に係る洗浄部の別の実施形態を示す図 本発明に係る洗浄部の他の実施形態を示す図 本発明に係る洗浄部の他の実施形態であって、仕切板の位置を示す図 仕切板を示す図 本発明のフィルムの洗浄システムの別の実施形態を示す図

符号の説明

１０…フィルムの洗浄システム、１２…フィルム、３６…洗浄部、３８…乾燥部、４０…フィルムの塗布装置、４２…巻出部、４８…巻取部、５０…全体カバー、５２…浄液供給スリット、５３…平行部材、５４…隙間、５６…洗浄液排出スリット、６５…超音波洗浄器、６６…超音波振動子、６８…音響レンズ、７０…仕切板、７１…スリット、７２…一対のローラ、Ｄ…平行部材とフィルムとの隙間の幅

Claims (11)

1. 走行するフィルムに、洗浄液を用いて洗浄する洗浄部と、洗浄したフィルムの乾燥を行う乾燥部と、を少なくとも備えたフィルムの洗浄システムであって、
   前記洗浄部は、
   前記フィルムを走行させながら該フィルム表裏面の少なくとも一方の面側に洗浄液を供給することにより、前記少なくとも一方の面に沿った水流で洗浄する構造であることを特徴とするフィルムの洗浄システム。
2. 前記洗浄部は、複数段設けられていることを特徴とする請求項１に記載のフィルムの洗浄システム。
3. 前記洗浄部は、
   １又は２枚の平行部材と、
   前記平行部材に形成され、前記フィルム表裏面の少なくとも一方の面側に対して洗浄液を吹き付ける洗浄液供給スリットと、を備えたことを特徴とする請求項１又は２に記載のフィルムの洗浄システム。
4. 前記平行部材と前記フィルムとの隙間は、０．２５ｍｍ以下であることを特徴とする請求項３の何れか１に記載のフィルムの洗浄システム。
5. 前記洗浄部は、
   収束超音波を用いた超音波洗浄器が前記フィルム表裏面の少なくとも一方の面側に設けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載のフィルムの洗浄システム。
6. 前記フィルムの洗浄システムは、フィルムを巻回したロールよりフィルムを巻き出す巻出部と、前記乾燥部で乾燥されたフィルムの帯電を除去する除電部と、該除電を終えたフィルムをロール状に巻き取る巻取部と、を更に備えたことを特徴とする請求項１〜５の何れか１に記載のフィルムの洗浄システム。
7. 前記巻取部の前段には、フィルムの異物を検査する異物検査装置を設けたことを特徴とする請求項６に記載のフィルムの洗浄システム。
8. 前記洗浄部の後段、前記乾燥部の前段には、
   前記フィルムに付着している洗浄液を除去するエアーナイフと、前記エアーナイフの吹き出しロに供給される空気をイオン化する除電機構と、を備えたことを特徴とする請求項１〜７の何れか１に記載のフィルムの洗浄システム。
9. 前記フィルムの洗浄システムは、システム全体をカバーする全体カバーを有していることを特徴とする請求項１〜８の何れか１に記載のフィルムの洗浄システム。
10. 前記全体カバーには、フィルム幅方向の風向きとなるようにＦＦＵ（ファン・フィルター・ユニット）によるクリーンエアーを供給する機器を備えたことを特徴とする請求項８又は９に記載のフィルムの洗浄システム。
11. 前記全体カバーには、備えられた部ごとを分離し、フィルムが通るスリットを有する分離カバーが設けられていることを特徴とする請求項９に記載のフィルムの洗浄システム。

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