JP2011232016A - 長尺状シート水切処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】長尺状シートの搬送速度を高めた場合であっても、長尺状シートの蛇行の発生や長尺状シートのシワやキズ等の発生を抑制しつつ、長尺状シートに対して適切な水切処理を行うことが可能な長尺シート水切処理装置を提供する。
【解決手段】 水切処理装置３０は、ガイドロール３４２、３６２、エアナイフ３４４、３６４、および排気チャンバ３４６、３６６を備える。エアナイフ３４４、３６４は、ガイドロール３４２、３６２に張架された光学フィルム１１の部分に対して斜めからエアを吹き付けるように構成される。排気チャンバは、回転体との間に長尺状シートが通過可能な間隙を設けて配置される。また、排気チャンバ３４６、３６６は、エアの吹き付け位置を挟んでエアナイフ３４４、３６４に対向するように配置された開口部３４７、３６７を有する。
【選択図】図５

Description

この発明は、洗浄部を通過して乾燥炉に搬送される長尺状シートに対して水切処理を行うように構成された長尺状シート水切処理装置に関する。

光学フィルム等の長尺状シートを搬送しつつ、順次的に、洗浄処理および乾燥処理を行うシステムにおいては、洗浄処理を行った長尺状シートを乾燥炉に搬送する前に、水切処理を行っておくことが好ましい。その理由は、乾燥炉の前段にて長尺状シートの水切処理を済ませておくことで、乾燥炉における設定温度を低くして省電力化が図れたり、乾燥炉の炉長を短くすることでシステムの省スペース化が図れたりするからである。

例えば、従来技術の中には、光学フィルムの処理システムにおいて、乾燥炉の前段において、水切ニップロール、接触式スクレーパ、および一対のエアナイフといった水切機構を用いて水切処理を行う構成を採用するものがある（例えば、特許文献１参照。）。

特開２００４−１０９６９８号公報

ところが、上述の特許文献１に記載の構成においては、光学フィルムの搬送速度を上げたときに、十分な水切効果が得られないことがあり、また、以下のような不具合が発生することがあった。

まず、水切ニップロールまたは接触式スクレーパを用いる場合には、搬送速度の上昇につれて水切ニップロールと光学フィルムとの間、またはスクレーパと光学フィルムとの間を通り抜ける水分の量が増加してしまう。これを防止するために、水切ニップロールのニップ圧や光学フィルムに対するスクレーパの接触圧を高めると、摩擦によって光学フィルムに接触キズがついたり、光学フィルムに蛇行等の搬送不良が発生したりすることがあった。

一方、一対のエアナイフを用いる場合、搬送速度の上昇につれて吐き出すエアの圧力を高める必要が生じるが、高圧エアを吹き付けた結果、搬送される光学フィルムがばたつき、その結果、光学フィルムの蛇行が生じたり、光学フィルムにシワが発生したりする等の不具合が生じる虞があった。

この発明の目的は、長尺状シートの搬送速度を高めた場合であっても、長尺状シートの蛇行の発生や長尺状シートのシワやキズ等の発生を抑制しつつ、長尺状シートに対して適切な水切処理を行うことが可能な長尺シート水切処理装置を提供することである。

この発明に係る長尺状シート水切処理装置は、洗浄処理されて乾燥炉に搬送される長尺状シートに対して水切処理を行うように構成される。長尺状シートの例としては、ポリビニールアルコール（ＰＶＡ）からなる偏光フィルム等の光学フィルムが挙げられるが、これに限定されるものではない。

この長尺状シート水切処理装置は、回転体、エア吐出装置、および排気チャンバを備える。回転体は、水切処理されるべき長尺状シートを張架するように構成される。回転体の例としては、長尺状シートの搬送に伴って連れ回るように構成されたガイドロールが挙げられる。

エア吐出装置は、回転体に張架された長尺状シートの部分に対して斜めからエアを吹き付けるように構成される。エア吐出装置の例としては、エアナイフ等の高圧エアを吐き出し可能な装置が挙げられる。

排気チャンバは、回転体との間に長尺状シートが通過可能な間隙を設けて配置される。また、排気チャンバは、エアの吹き付け位置を挟んでエア吐出装置に対向するように配置された開口部を有する。

なお、上述の回転体、エア吐出装置、および排気チャンバは、原則として、長尺状シートの両面の水切処理を行うためにそれぞれ２つ設けることが好ましい。ただし、エアナイフに供給する高圧エアの供給ラインにヒータ等を追加すれば、上述の回転体、エア吐出装置、および排気チャンバがそれぞれ１つしかない場合であっても、長尺状シートの両面の水切処理をある程度行うことが可能となる。

この構成においては、長尺状シートにおける回転体に張架された部分、つまり回転体によって安定的に保持された部分に対して、エア吐出装置がエアを吹き付ける。このため、長尺状シートの高速搬送化に伴ってエア吐出装置からのエア吹き付け量を増加させても、長尺状シートがばたつくことがなく、その結果、長尺状シートが蛇行搬送されたり、長尺状シートにシワが発生したりする不具合が起こりにくい。さらに、長尺状シートの搬送に伴って回転体の周面も移動するため、長尺状シートと回転体の周面との間の摩擦がほとんどなく、その結果、摩擦に起因する汚損が長尺状シートに発生しにくい。

また、エア吐出装置から吐き出されたエアが、長尺状シートに当たった後にそのまま排気チャンバの開口部に導かれるため、エア吐出装置から吐き出されたエアが、長尺状シートに付着した水分とともに円滑に排気チャンバ内に回収される。このため、エア吐出装置から大量にエアを吐き出した場合であっても、長尺状シート水切処理装置の配置する処理室（例えば、クリーンルーム）の雰囲気に影響が出にくい。

この発明によれば、長尺状シートの搬送速度を高めた場合であっても、長尺状シートの蛇行の発生や長尺状シートのシワやキズ等の発生を抑制しつつ、長尺状シートに対して適切な水切処理を行うことが可能になる。

本発明の実施形態に係る延伸システムの概略を示す図である。 延伸システムの水切部に配置される水切処理装置の概略を示す図である。 水切処理装置の概略を示す図である。 水切処理装置の配管状態を示す図である。 第１の水切処理ユニットおよび第２の水切処理ユニットの動作を示す図である。 エアナイフのエア吹き付け角度の一例を示す図である。 水切部における水切処理装置の配置の別の例を示す図である。

図１は、本発明の実施の一形態としての光学フィルム用の延伸システムの一例を示している。延伸システム１０は、洗浄部１２、膨潤部１４、染色部１６、延伸部１８、水洗部２０、水切部２２、および乾燥炉２４を備える。延伸システム１０における水切部２２以外の部分は公知の構成を適用可能であるためここではその説明を省略する。

この実施形態では、光学フィルム１１としてポリビニールアルコール（ＰＶＡ）からなる偏光フィルムを用いる。延伸システム１０において、光学フィルム１１は、洗浄部１２、膨潤部１４、染色部１６、延伸部１８、水洗部２０、水切部２２、および乾燥炉２４をこの順に通過した後、トリアセチルセルロース（ＴＡＣ）フィルム１１０等の保護フィルムが貼り付けられ回収される。この延伸システム１０では、３０ｍ／ｍｉｎまたはそれ以上の搬送速度で光学フィルム１１が搬送される。この発明は、そのような搬送速度であっても、適切に光学フィルム１１に対する水切処理を行う水切部２２の構成に特徴を有するものであり、以下具体的にその特徴を説明する。

図２は、水切部２２の概略を示す図である。この実施形態では、水切部２２に水切処理装置３０が配置される。水切処理装置３０は、第１の水切処理ユニット３４、第２の水切処理ユニット３６、およびこれらの第１、第２の水切処理ユニット３４、３６を内部にて支持するハウジング３２を備える。

第１の水切処理ユニット３４は、ガイドロール３４２、エアナイフ３４４、および排気チャンバ３４６を備える。ガイドロール３４２は、十分な抱き角度（例えば、９０度以上）をもって光学フィルム１１を張架するように構成される。

ガイドロール３４２は、搬送される光学フィルム１１と連れ回りするように構成される。ここで、ガイドロール３４２をモータ等の駆動系に接続しないことにより、既存の延伸システムに水切処理装置３０を搭載させ易くなるというメリットが生じる。つまり、ガイドロール３４２が光学フィルム１１に従動する構成を採用することにより、水切処理装置３０でのガイドロール３４２の回転速度を調整させる必要がなくなる。ただし、ガイドロール３４２の回転速度を適切に調整するのであれば、ガイドロール３４２として駆動ローラを用いることも可能である。

エアナイフ３４４は、ガイドロール３４２に張架された光学フィルム１１に対してエアを吹き付けるように構成される。排気チャンバ３４６は、エアナイフ３４４からのエアを回収して排気するように構成される。排気チャンバ３４６は、ガイドロール３４２との間に光学フィルム１１が通過可能な間隙を設けて配置される。また、排気チャンバ３４６は、エアの吹き付け位置を挟んでエアナイフ３４４に対向するように配置された開口部３４７を有する。

第２の水切処理ユニット３６は、ガイドロール３６２、エアナイフ３６４、および排気チャンバ３６６を備える。ガイドロール３６２、エアナイフ３６４、および排気チャンバ３６６の基本的構成は、ガイドロール３４２、エアナイフ３４４、および排気チャンバ３４６と同様であるため、ここでは説明を省略する。

上述の水切処理装置３０において、ガイドロール３４２およびガイドロール３６２に十分な抱き角度をもって光学フィルム１１を支持させるためには、水洗部２０から乾燥炉２４までの光学フィルム１１の搬送経路の設定が重要である。例えば、この実施形態のように、第１の水切処理ユニット３４と第２に水切処理ユニット３６とを上下方向に離して配置することにより、水切処理装置３０内において光学フィルム１１をＳ字状に搬送させ易くなり、その結果、光学フィルム１１のそれぞれの面が十分な抱き角度をもってガイドロール３４２およびガイドロール３６２に支持され易くなる。

ハウジング３２は、図３（Ａ）および図３（Ｂ）に示すように、直方体状を呈しており、長さ方向の両面に扉３２２および扉３２４が設けられている。ハウジング３２には、搬送される光学フィルム１１が通過可能な開口部が少なくとも２つ設けられている。さらに、ハウジング３２には、光学フィルム１１を張架するためのガイドロール４０、および水切処理装置３０の各部の設定を行うためのコントロールボックス３８が設けられる。

続いて、図４を用いて、水切処理装置３０の配管の一例を説明する。図４に示すように、エアナイフ３４４およびエアナイフ３６４は、高圧エアの供給ライン３４０、３６０を介してコンプレッサ５０に接続されている。具体的には、エアナイフ３４４は、手動弁７０、レギュレータ７１、流量計７２、フィルタ７３、エアオペレート弁７４、７６を介してコンプレッサ５０に接続されている。高圧エアの供給ライン３４０は、フィルタ７３およびエアオペレート７４、７６の間で分岐しており、分岐したそれぞれのラインがエアナイフ３４６の長さ方向の両端部に接続される。また、高圧エアの供給ライン３４０におけるエアオペレート弁７４およびエアナイフ３４４の間には、圧力損失等を検出するための圧力スイッチ７５が設けられる。

一方で、エアナイフ３６４は、手動弁６０、レギュレータ６１、流量計６２、フィルタ６３、エアオペレート弁６４，６６を介してコンプレッサ５０に接続されている。上述の高圧エアの供給ライン３４０と同様に、高圧エアの供給ライン３６０は、フィルタ６３およびエアオペレート６４，６６の間で分岐しており、分岐したそれぞれのラインがエアナイフ３６６の幅方向の両端部に接続される。また、高圧エア供給ライン３６０におけるエアオペレート弁６４およびエアナイフ３４４の間には、圧力損失等を検出するための圧力スイッチ６５が設けられる。

水切処理装置３０は、３系統のエア排気ラインおよびトラップボックス４２を介して排気ブロワ８０に接続されている。３系統のエア排気ラインはそれぞれ、排気チャンバ３４６、排気チャンバ３６６、およびハウジング３２の排気口３２６にそれぞれ接続されている。排気チャンバ３４６は、図３（Ｂ）に示すように、長さ方向の両端に接続された排気ダクト３４８を介してエア排気ライン３４１に接続される。一方で、排気チャンバ３６６は、長さ方向の両端に接続された排気ダクト３６８を介してエア排気ライン３６１に接続される。

トラップボックス４２は、各エア排気ラインを通過してきた水滴を回収するように構成される。トラップボックス４２には、水量が所定値を越えたことを検出するための水深センサ４２２が設けられている。トラップボックス４２は、エアオペレート弁８２を介して工場の廃液貯蔵部に接続されており、水深センサ４２２からの信号に基づいて、エアオペレート弁８２の開閉動作が切り換えられるように構成されている。

また、排気ブロワ８０の近傍には、エア排気ライン中の圧力損失等を検出するための圧力スイッチ８１が設けられている。なお、水切処理装置３０では、圧力スイッチ６５、７５、８１が、予め設定された値よりも圧力が低下したことを検出すると、その旨の警報を出力している。ただし、圧力スイッチ６５、７５、８１が、予め設定された値よりも圧力が低下したことを検出した場合に、装置を停止させる等その他の動作を行うようにしても良い。

さらに、水切処理装置３０は、１系統の排水ラインを備えている。排水ラインは手動弁４４を介してトラップボックス４２に接続されるとともに、手動弁４６を介して工場の廃液貯蔵部に接続される。

上述の延伸システム１０を運転させる際には、コンプレッサ５０および排気ブロワ８０がオンにされるとともに、コンプレッサ５０および排気ブロワ８０と水切処理装置３０との間の弁（この実施形態では、例えば、手動弁４４、６０、７１、エアオペレート弁６４、６６、７４、７６）が開放される。コンプレッサ５０から供給される高圧エアは、レギュレータ６１、７１にて所望の圧量に調整された後にエアナイフ３４４、３６４へと供給される。

エアナイフ３４４、３６４から吐き出されるエアは、図５（Ａ）に示すように、光学フィルム１１におけるガイドロール３４２、３６２に支持された部分に、斜めから吹き付けられる。このエアは、エア吹き付け位置１００を挟んでエアナイフ３４４、３６４のエア吹出口に対向するように配置された排気チャンバ３４６、３６６の開口部３４７、３６７を通って、排気チャンバ３４６、３６６内へと案内される。

ここで、排気チャンバ３４６、３６６は、開口部３４７、３６７を介して内部に導入されたエアを、内部にて旋回させるように構成された曲面状の内周面を有している。また、排気チャンバ３４６、３６６内のエアは、両側に接続された排気ダクト３４８、３６８を介して強制排気される。このため、排気チャンバ３４６、３６６内へ案内されたエアは、図５（Ｂ）に示すように、排気ダクト３４８、３６８を介して螺旋を描くように円滑に排出される。

このように、排気ブロワ８０の吸引能力だけでなく、エアナイフ３４４、３６４の吹き付け力を利用してエアの強制排気を行うことにより、エアナイフ３４４、３６４から吐き出されたエアや光学フィルム１１からの水分をより効率的に排出することが可能になる。そして、光学フィルム１１の表裏面に付着した水分は、トラップボックス４２にて一旦回収された後に、エアオペレート弁８２の開放に伴って工場の廃液貯蔵部に収集される。

第１の水切処理ユニット３４において、光学フィルム１１の搬送経路の下流側からエアナイフ３４４がエアを吹き付けて、上流側にて排気チャンバ３４６がエアを回収することが好ましい。このような構成を採用することにより、エアによって飛ばされた水滴が光学フィルム１１に再付着しにくくなる。また、第２の水切処理ユニット３６においてもエアナイフ３６４および排気チャンバ３６６を同様に配置することが好ましい。

上述の構成において、エアナイフ３４４、３６４へのエア供給圧が０．０５ＭＰａのときであって、図６に示す吹き付け角度２００が７０度で、かつ、吹き付け角度３００が４０度の場合に、最も安定した水切効果を得ることができた。なお、ここで吹き付け角度とは、エア吹き付け位置におけるガイドロール３４２、３６２の接線と、エアナイフ３４４、３６４のエア吹き出し方向との角度を意味する。ただし、エア供給圧やエア吹き付け角度は、これに限定されるものではなく任意に設定することが可能である。この実施形態では、吹き付け角度が１０〜８０度程度であればある程度の水切効果を得ることができる一方で、吹き付け角度が０度または９０度に近づくほど水切効果がなくなることが確認されている。

エアナイフ３４４、３６４から吐き出される高圧エアの量は、高圧エア供給ライン３４０、３６０上の各種弁や、エアナイフ３４４、３６４の先端の開口量を制御することによって自由に変更可能である。

エアナイフ３４４、３６４によって光学フィルム１１から効果的に水分を除去するためには、エアナイフ３４４、３６４の吐き出し量、光学フィルムへの吹き付け角度、エアナイフ３４４、３６４の先端と光学フィルム１１の間隙の均一性、エアナイフ３４４、３６４の吐き出し部開口のフィルム幅方向の均一性の設定が重要であると言える。

以上の構成によれば、搬送される光学フィルム１１に対して、非接触の状態で水切処理を実施するため、光学フィルム１１の搬送速度を速めた場合でも、光学フィルム１１にキズが発生する心配がない。

また、ガイドロール３４２、３６２に対向した位置でエアナイフ３４４、３６４が高圧エアを吐出するため、光学シート１１のばたつきによるシワ、蛇行の発生の心配がない。

さらに、エアナイフ３４４、３６４の直近に排気チャンバ３４６、３６６を設け、強制排気することにより、光学フィルム１１に付着した水分およびエアナイフ３４４、３６４が吐き出した高圧エアを効率的に回収できる。その結果、十分に温湿度を調整されたクリーンルーム内にて水切処理装置３０を使用しても、周囲への影響が発生しにくい。また、水分とエアはトラップボックス４２により分離されるため、個別に回収可能である。

そして、水切処理装置３０にて光学フィルム１１の両面の水分を十分に除去することにより、乾燥炉２４の炉長の増加させる必要性がなくなる。また、エアナイフ３４４、３６３の角度、配置、および対向するガイドロール３４２、３６２の配置の自由度が高いため、既設の運転中の生産ラインにも容易に水切処理装置３０を搭載することが可能である。

上述の実施形態では、水切部２２に単一の水切処理装置３０を配置する構成を説明したが、図７に示すように、水切部２２に複数の水切処理装置３０を並べて配置することにより、水切処理の効果をより一層高めることが可能になる。なお、水切部２２において、水切処理装置３０と共に補助的に配置されたスクレーパや水切ニップロールを用いて水切処理することも可能である。

なお、上述の高圧エア供給ライン３４０、３６０に、ヒータを追加すれば、光学フィルム１１の表面水分だけでなく、内部水分も除去可能になるため、水切処理装置３０を熱風乾燥装置として使用することが可能になる。

さらに、水切処理装置３０の防音性を高めるためには、例えば、ハウジング３２における光学フィルムが通過する面を２層構造にし、開口部の位置を上下方向にずらして配置し、それらの開口部を経由するように光学フィルム１１の搬送経路を設定すると良い。このような構成を採用することによって、ハウジング３２内部で発生した音が外部に漏れにくくなる。

上述の実施形態では、水切処理装置３０を延伸システム１０に適用する例を説明したが、この発明の技術的思想は、偏光板製造システムに限らず、あらゆる長尺状のシートに対する水切処理を行うシステムに適用可能である。

上述の実施形態の説明は、すべての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上述の実施形態ではなく、特許請求の範囲によって示される。さらに、本発明の範囲には、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１０−延伸システム
２２−水切部
３０−水切処理装置
３２−ハウジング
３４−第１の水切処理ユニット
３６−第２の水切処理ユニット
３４２、３６２−ガイドロール
３４４、３６４−エアナイフ
３４６、３６６−排気チャンバ

Claims (3)

1. 洗浄処理されて乾燥炉に搬送される長尺状シートに対して水切処理を行うように構成された長尺状シート水切処理装置であって、
   水切処理されるべき長尺状シートを張架するように構成された回転体と、
   前記回転体に張架された長尺状シートの部分に対して斜めからエアを吹き付けるように構成されたエア吐出装置と、
   前記回転体との間に長尺状シートが通過可能な間隙を設けて配置され、かつ、エアの吹き付け位置を挟んで前記エア吐出装置に対向するように配置された開口部を有する排気チャンバと、
   を備えた長尺状シート水切処理装置。
2. 前記回転体は、搬送される長尺状シートと連れ回りするように構成された請求項１に記載の長尺状シート水切処理装置。
3. 前記排気チャンバは、前記開口部を介して内部に導入されたエアを、内部にて旋回させるように構成された曲面状の内周面を有する請求項１または２に記載の長尺状シート水切処理装置。

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