JP2013075253A - フィルム状ワークの水切りシステム - Google Patents

Abstract

【課題】システム全体の構造の簡略化、小型化を図り、ワーク表裏面の水分を確実に除去して歩留まりや生産性の向上を可能にする。
【解決手段】高圧エアを噴射ノズルからワークＷの一面方向に噴射させる噴射ユニット２０２Ａ，２０２Ｂ、及び、ワークＷの一面に到達した高圧エアを吸引ノズルから吸引する吸引ユニット２０３Ａ，２０３Ｂを有する水切りヘッド２００Ａ，２００Ｂと、高圧エアを噴射ユニットに供給する供給側エア流路１０３，１０６Ａ，１０６Ｂと、吸引した高圧エアを回収する回収側エア流路１０７Ａ，１０７Ｂ，１０８と、ワークＷを搬送する手段と、を備え、ワークＷが水切りヘッド２００Ａ，２００Ｂの近傍を順次通過するように搬送することにより、高圧エアによってワークＷの表裏面から引き剥がされた水分を高圧エアと共に、前記吸引ノズル及び回収側エア流路を介して回収する。
【選択図】図１

Description

本発明は、例えば液晶表示装置やプラズマディスプレイ表示装置、有機ＥＬ表示装置等に使用される偏光板保護フィルム、タッチパネル用透明電極付きフィルム等の製造工程において、フィルム状（ウェブ状）ワークの表面から水分を除去するための水切りシステムに関するものである。
なお、以下の記述において、原則としてワークの「表面」という用語には本来の「表面」だけでなく「裏面」も含むものとし、両者を区別する必要がある場合には「表面」，「裏面」を使い分けることとする。

従来、この種の光学用フィルムの製造工程では、フィルム状ワークに付着した塵埃を除去したり、ワークをアルカリ水溶液に浸漬して表面を鹸化した後にアルカリ水溶液を除去する目的のため、純水を用いてワーク表面を洗浄することが行われている。
この場合、ワーク表面に水分が残っていると、後工程でワーク表面に液晶高分子や配向膜等を塗布する場合に悪影響を及ぼし、製品の歩留まりを低下させるため、ワーク表面の水分を確実に除去することが求められている。

このため、例えば特許文献１や特許文献２には、純水が噴射されたフィルム状ワークを一対のロール（ニップロール）により挟み込んでワーク表面の水分をある程度取り除いた後、ブロアからエアナイフを介してワークの表面及び裏面に高圧エアを噴射し、その風圧によって水分を除去するようにした清浄化方法や洗浄装置が記載されている。

特開２００５−２７９５７７号公報「フィルムの清浄化方法」（段落[００１４]、図１等） 特開２００７−２４６８４９号公報「光学用プラスチックフィルムの洗浄方法、光学用プラスチックフィルムの製造方法及び光学用プラスチックフィルムの洗浄装置並びに塗工装置」（段落[００２０]、図１等）

特許文献１や特許文献２に記載された従来技術では、エアナイフにより吹き飛ばされたミストがワーク表面の別の箇所や周辺の部材に再付着するおそれがある。従って、エアナイフの周囲をケーシングにより覆ってミストの飛散を防止したり、ミストがワークに再付着しないように、気流方向や風量を考慮してエア供給用ブロアやミスト回収用ブロア、排気口等を配置しなくてはならない。
また、純水やアルカリ水溶液によってワークに付着する水分量は、ワークの搬送速度やワークの材質、装置内部のレイアウト上の制約等によって変化するものであり、この水分量が多くなるほどエアナイフの段数は増加する傾向にある。そして、エアナイフの段数が多いと、ミストを回収する気流方向や周辺部材の配置を最適設計するのが困難になり、エアナイフに高圧エアを供給するブロアの容量も増加し、ケーシングも大掛かりなものとなる。

このため、結果的に、システム全体の構造が複雑になって大型化し、コストが高くなるという問題があった。
更に、設置スペースやコストの観点からエアナイフの段数を減少させると、処理速度に限界が生じ、生産性の向上が難しくなる等の問題があった。

そこで、本発明の解決課題は、システム全体の構造の簡略化、小型化を図り、ワーク表面の水分を確実に除去して製品の歩留まりや生産性の向上を可能にしたフィルム状ワークの水切りシステムを提供することにある。

上記課題を解決するため、請求項１に係るフィルム状ワークの水切りシステムは、フィルム状ワークの表裏面に付着した水分を除去するための水切りシステムにおいて、
高圧エアを噴射ノズルから前記ワークの一面方向に噴射させる噴射ユニット、及び、前記ワークの一面に到達した高圧エアを吸引ノズルから吸引する吸引ユニット、を有する複数の水切りヘッドと、
高圧エアを前記噴射ユニットに供給する供給側エア流路と、
前記吸引ユニットにより吸引した高圧エアを回収する回収側エア流路と、
前記ワークを搬送する手段と、を備え、
前記ワークの表面が一つの前記水切りヘッドの前記噴射ノズル及び前記吸引ノズルに対向し、前記ワークの裏面が別の前記水切りヘッドの前記噴射ノズル及び前記吸引ノズルに対向するように前記ワークを搬送することにより、
高圧エアによって前記ワークの表裏面から引き剥がされた水分を、高圧エアと共に、前記吸引ノズル及び前記回収側エア流路を介して回収するものである。

請求項２に係るフィルム状ワークの水切りシステムは、請求項１に記載したフィルム状ワークの水切りシステムにおいて、前記ワークを前記水切りヘッドの前記噴射ノズル及び前記吸引ノズル方向に圧接する水切りローラを備えたものである。

請求項３に係るフィルム状ワークの水切りシステムは、請求項１または２に記載したフィルム状ワークの水切りシステムにおいて、絞りローラを用いて表裏面から水分を予めおおまかに除去した前記ワークを、初段の前記水切りヘッドの前記噴射ノズル及び前記吸引ノズル方向に搬送するものである。

請求項４に係るフィルム状ワークの水切りシステムは、請求項１〜３の何れか１項に記載したフィルム状ワークの水切りシステムにおいて、前記噴射ユニットから噴射される高圧エアに超音波振動を与えるものである。

請求項５に係るフィルム状ワークの水切りシステムは、請求項１〜４の何れか１項に記載したフィルム状ワークの水切りシステムにおいて、前記噴射ユニットに供給される高圧エアの流路に、高圧エアを冷却する冷却手段を配置したものである。

本発明は、従来技術のようにエアナイフを用いて水分を吹き飛ばす方法によらず、高圧エアによりワーク表面から引き剥がした水分をエアごと吸引して回収側エア流路に回収するものである。
このため、ミストが飛散してワークの別の箇所や周辺部材に付着するおそれがなく、気流方向や風量を考慮して各種ブロアや排気口等を最適設計する手間や労力を解消することができる。また、エアナイフを多段に配置しなくても所望の水切り効果が得られるので、装置構造の簡略化、小型化が可能である。
更に、ミストが飛散するおそれがないことから、装置全体を覆うケーシングも不要であり、各部の動作状態を外部から容易に目視可能であると共に、部品の点検、交換等のメンテナンス作業も容易である。
総じて本発明によれば、システム全体の小型化及び設置スペースの減少、低コスト化が可能であり、ワーク表面の水分を確実に除去して製品の歩留まりや生産性の向上を図ることができる。

本発明の実施形態を示す構成図である。 図１における水切りヘッドの構造を示す図であり、図２（ａ）は平面図、図２（ｂ）は側面図、図２（ｃ）は図２（ｂ）におけるＣ方向の矢視図である。 図２（ｃ）の主要部の拡大図である。

以下、図に沿って本発明の実施形態を説明する。
図１は、本発明の実施形態を示す構成図である。図１において、１０１は後述する水切りヘッド２００Ａ，２００Ｂに供給されるエアの流路であり、このエア流路１０１はエア供給用ブロア１０２に接続されている。エア供給用ブロア１０２から吐出される高圧エアは、エア流路１０３から冷却コイル１０４、フィルタユニット１０５、エア流路１０３を経て、二つのエア流路１０６Ａ，１０６Ｂに分岐している。

一方のエア流路１０６Ａには第１の水切りヘッド２００Ａのダクト２０１Ａが連結され、水切りヘッド２００Ａのダクト２０４Ａはエア流路１０７Ａに連結されている。また、他方のエア流路１０６Ｂには第２の水切りヘッド２００Ｂのダクト２０１Ｂが連結され、水切りヘッド２００Ｂのダクト２０４Ｂはエア流路１０７Ｂに連結されている。
前記エア流路１０７Ａとエア流路１０７Ｂとはその後、結合されてエア流路１０８に連結されており、このエア流路１０８は、ミスト／エア分離装置１０９、エア流路１０８を介してエア回収用ブロア１１０に接続されている。
なお、１０９ａはミスト／エア分離装置１０９のドレン、１１１はエア回収用ブロア１１０の吐出側に設けられたエア流路、１１２Ａ，１１２Ｂ，１１３Ａ，１１３Ｂはエア流路１０６Ａ，１０６Ｂ，１０７Ａ，１０７Ｂにそれぞれ配置された圧力センサである。

次に、水切りヘッド２００Ａ，２００Ｂの構造及び機能について説明する。
図１において、水切りヘッド２００Ａは、ダクト２０１Ａに連結された噴射ユニット２０２Ａと、ダクト２０４Ａに連結された吸引ユニット２０３Ａと、を備えている。この水切りヘッド２００Ａは、フィルム状ワークＷの一方の面に付着した水分を、噴射ユニット２０２Ａのノズルから噴射される高圧エアにより浮き上がらせて吸引ユニット２０３Ａのノズルから吸収し、ダクト２０４Ａを介してエア流路１０７Ａに回収する。
また、水切りヘッド２００Ｂは、ダクト２０１Ｂに連結された噴射ユニット２０２Ｂと、ダクト２０４Ｂに連結された吸引ユニット２０３Ｂと、を備えている。この水切りヘッド２００Ｂは、フィルム状ワークＷの他方の面に付着した水分を、噴射ユニット２０２Ｂの噴射側ノズルから噴射される高圧エアにより浮き上がらせて吸引ユニット２０３Ｂの吸引側ノズルから吸収し、ダクト２０４Ｂを介してエア流路１０７Ｂに回収する。
なお、図１では、噴射ユニット２０２Ａ，２０２Ｂに符号「Ｐ」（Pressure）を、吸引ユニット２０３Ａ，２０３Ｂに符号「Ｖ」（Vacuum）を、それぞれ付してある

図１に示す水切りヘッド２００Ａ，２００Ｂは略図的に示されており、実際の構造は、例えば図２、図３に示すとおりである。なお、水切りヘッド２００Ａ，２００Ｂは何れも同一構造であるため、以下では第１の水切りヘッド２００Ａを例に挙げて説明する。
図２（ａ）は水切りヘッド２００Ａの平面図、図２（ｂ）は側面図、図２（ｃ）は図２（ｂ）におけるＣ方向の矢視図、図３は、図２（ｃ）の主要部の拡大図である。

水切りヘッド２００Ａは、フィルム状ワークＷの幅に応じて噴射ユニット２０２Ａ及び吸引ユニット２０３Ａからなる組が複数段、連結されており、図２では３段連結された構造となっている。なお、図２において、図１と同一の部材には同一の参照符号を付して説明を省略する。
また、図３において、２０５Ａは噴射ユニット２０２Ａの噴射ノズル、２０６Ａは吸引ユニット２０３Ａの吸引ノズルである。噴射ユニット２０２Ａはワーク搬送方向の下流側に配置されて噴射ノズル２０５Ａから高圧エアをワーク搬送方向の上流側に向けて噴射する。更に、吸引ユニット２０３Ａはワーク搬送方向の上流側に配置されて吸引ノズル２０６Ａから高圧エアを吸引する向きに配置されている。
ここで、噴射ノズル２０５Ａ及び吸引ノズル２０６ＡとワークＷとの間には、僅かな隙間が保有されており、ワークＷは後述する水切り用ローラ３０５によって噴射ノズル２０５Ａ及び吸引ノズル２０６Ａ方向に圧接されている。

なお、噴射ユニット２０２Ａの噴射ノズル２０５Ａの形状、構造を工夫することにより、噴射ノズル２０５Ａから噴射される高圧エアに超音波振動を与えることができる。このように高圧エアを超音波振動させれば、ワークＷの表面に付着した水分を振動させて効率よく引き剥がすことが可能である。第２の水切りヘッド２００Ｂの噴射ユニット２０２Ｂから噴射される高圧エアに対しても、噴射ユニット２０２Ａと同様に超音波振動を与えてもよい。
高圧エアに超音波振動を付与する手段としては、上述した噴射ノズルの形状、構造を工夫するだけでなく、噴射ユニット２０２Ａ，２０２Ｂ内の高圧エアの流路に超音波発生器（図示せず）を配置してもよい。

さて、図１に戻って、水切りヘッド２００Ａ，２００Ｂの近傍にはエアシリンダ２１０Ａ，２１０Ｂがそれぞれ配置されている。これらのエアシリンダ２１０Ａ，２１０Ｂの動作により、水切りヘッド２００Ａ，２００Ｂは図中、左右方向に移動可能であり、後述する水切り用ローラ３０５，３０６により背面を圧接されたフィルム状ワークＷとの間に僅かな隙間を保有させて水切りヘッド２００Ａ，２００Ｂを対向させ、位置決めするようになっている。

液晶表示装置等に使用されるフィルム状ワークＷは、図示されていない洗浄工程から搬送されてくるため、その表面には純水やアルカリ水溶液等の水分が付着している。このワークＷの表裏面の水分を予めおおまかに除去するために、ワークＷを表裏から挟み込む絞りローラ３０１，３０２と、各ローラ３０１，３０２に圧接されて水分を吸い取るための吸水ローラ３０３，３０４と、が設けられている。ここで、３０９は絞りローラ３０２を絞りローラ３０１方向に移動させてワークＷを挟み込むためのエアシリンダである。

絞りローラ３０１，３０２は、例えばゴム製である。また、吸水ローラ３０３，３０４には吸湿性の高いスポンジや不織布等が用いられるが、絞りローラ３０１，３０２のみによって水分をある程度、掻き落とせる場合には、吸水ローラ３０３，３０４を備えなくても良い。更に、ワークＷの表面の水分を予め除去する手段は絞りローラ３０１，３０２に限定されず、例えばワークＷを加熱することによって水分を予め除去しても良い。
絞りローラ３０１，３０２を経たワークＷは、水切り用ローラ３０５の水切りヘッド２００Ａ側の表面から水切り用ローラ３０６の水切りヘッド２００Ｂ側の表面を経て、テンションローラ３０７，３０８により適宜な張力を持たせて後工程に搬送されるようになっている。

次いで、この実施形態の動作を説明する。
洗浄後のフィルム状ワークＷを図１に示すように配置し、この状態でワークＷを矢印方向に移動させながら各ブロア１０２，１１０を運転する。
これにより、ブロア１０２からの高圧エアは、エア流路１０３、冷却コイル１０４、フィルタユニット１０５、エア流路１０３、エア流路１０６Ａ，１０６Ｂを経て水切りヘッド２００Ａ，２００Ｂのダクト２０１Ａ，２０１Ｂに達し、噴射ユニット２０２Ａ，２０２Ｂの噴射ノズルからワークＷの表面に噴射される。

噴射ユニット２０２Ａ，２０２Ｂの噴射ノズルから噴射された高圧エアは、ワークＷの表面に付着している水分を引き剥がして浮き上がらせ、負圧状態の吸引ユニット２０３Ａ，２０３Ｂの吸引ノズルにより吸引されてエア流路１０７Ａ，１０７Ｂに回収され、更にエア流路１０８を経てミスト／エア分離装置１０９に到達する。
すなわち、ワークＷの表面については第１の水切りヘッド２００Ａにより水分が除去、吸引され、ワークＷの裏面については第２の水切りヘッド２００Ｂにより水分が除去、吸引されて回収されることになる。

ミスト／エア分離装置１０９では、分離したミストをドレン１０９ａから排出すると共に、エア回収用ブロア１１０の動作により高圧エアだけをエア流路１０８から回収し、このエアはエア流路１１１から外部に排出される。
ミスト／エア分離装置１０９には、例えばサイクロン方式の分離装置が用いられるが、水分吸着式の分離装置を用いることもできる。

なお、水切りヘッド２００Ａ，２００Ｂに供給される高圧エアの温度が高いと含有水分量が多くなるので、図１では、冷却コイル１０４を用いて高圧エアを冷却し、水分を凝縮させている。冷却手段としては、冷却コイルに限定されず、噴射ユニット２０２Ａ，２０２Ｂに供給される高圧エアを冷却可能なものであればその種類、構造は問わない。
しかし、この実施形態によれば、噴射ユニット２０２Ａ，２０２Ｂから噴射させた高圧エアをすべて吸引ユニット２０３Ａ，２０３Ｂにより吸引してエア流路１０７Ａ，１０７Ｂに回収しており、高圧エアが装置内部に漏れ出す恐れがないため、冷却コイル１０４等の冷却手段を設けなくても実用上、支障がない程度までワークＷの水切りを行うことができる。

なお、図１の実施形態では高圧エアの流路をいわゆるオープンループとしているが、ミスト／エア分離装置１０９から排出されるエアをエア供給用ブロア１０２のエア流路１０１に供給すれば、高圧エアの流路をいわゆるクローズドループにすることができる。従って、ブロア１０２の容量が十分であれば、１台のブロアのみによって高圧エアの供給、回収を行うことが可能である。
また、図１の実施形態では２台の水切りヘッド２００Ａ，２００ＢによってワークＷの表裏面を１回ずつ水切りしているが、水切りヘッド２００Ｂの下流に更に別の水切りヘッドを直列的に配置することにより、ワークＷの表裏面をそれぞれ複数回、水切りするような構成としても良い。

本発明は、液晶表示装置等に使用される光学用フィルムばかりでなく、製造工程においてワークの洗浄及び水切りが必要とされる各種のフィルム状ワークの水切りシステムに利用可能である。
また、フィルムの材質等も特に限定されるものではない。

１０１，１０３，１０６Ａ，１０６Ｂ，１０７Ａ，１０７Ｂ，１０８，１１１：エア流路
１０２：エア供給用ブロア
１０４：冷却コイル
１０５：フィルタユニット
１０９：ミスト／エア分離装置
１０９ａ：ドレン
１１０：エア回収用ブロア
２００Ａ，２００Ｂ：水切りヘッド
２０１Ａ，２０１Ｂ：ダクト
２０２Ａ，２０２Ｂ：噴射ユニット
２０３Ａ，２０３Ｂ：吸引ユニット
２０４Ａ，２０４Ｂ：ダクト
２０５Ａ，２０６Ａ：ノズル
２０７Ａ：超音波発生器
２１０Ａ，２１０Ｂ：エアシリンダ
３０１，３０２：絞りローラ
３０３，３０４：吸水ローラ
３０５，３０６：水切り用ローラ
３０７，３０８：テンションローラ
３０９：エアシリンダ
Ｗ：フィルム状ワーク

Claims (5)

1. フィルム状ワークの表裏面に付着した水分を除去するための水切りシステムにおいて、
   高圧エアを噴射ノズルから前記ワークの一面方向に噴射させる噴射ユニット、及び、前記ワークの一面に到達した高圧エアを吸引ノズルから吸引する吸引ユニット、を有する複数の水切りヘッドと、
   高圧エアを前記噴射ユニットに供給する供給側エア流路と、
   前記吸引ユニットにより吸引した高圧エアを回収する回収側エア流路と、
   前記ワークを搬送する手段と、
   を備え、
   前記ワークの表面が一つの前記水切りヘッドの前記噴射ノズル及び前記吸引ノズルに対向し、前記ワークの裏面が別の前記水切りヘッドの前記噴射ノズル及び前記吸引ノズルに対向するように前記ワークを搬送することにより、
   高圧エアによって前記ワークの表裏面から引き剥がされた水分を、高圧エアと共に、前記吸引ノズル及び前記回収側エア流路を介して回収することを特徴とするフィルム状ワークの水切りシステム。
2. 請求項１に記載したフィルム状ワークの水切りシステムにおいて、
   前記ワークを前記水切りヘッドの前記噴射ノズル及び前記吸引ノズル方向に圧接する水切りローラを備えたことを特徴とするフィルム状ワークの水切りシステム。
3. 請求項１または２に記載したフィルム状ワークの水切りシステムにおいて、
   絞りローラを用いて表裏面から水分を予めおおまかに除去した前記ワークを、初段の前記水切りヘッドの前記噴射ノズル及び前記吸引ノズル方向に搬送することを特徴とするフィルム状ワークの水切りシステム。
4. 請求項１〜３の何れか１項に記載したフィルム状ワークの水切りシステムにおいて、
   前記噴射ユニットから噴射される高圧エアに超音波振動を与えることを特徴とするフィルム状ワークの水切りシステム。
5. 請求項１〜４の何れか１項に記載したフィルム状ワークの水切りシステムにおいて、
   前記噴射ユニットに供給される高圧エアの流路に、高圧エアを冷却する冷却手段を配置したことを特徴とするフィルム状ワークの水切りシステム。

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