JP2014051429A - ガラスフィルム搬送装置 - Google Patents

Abstract

【課題】保護シートに重ねて巻取る際にガラスフィルムを適切に冷却して破損を抑制する。
【解決手段】長尺のガラスフィルムを連続的に搬送するガラスフィルム搬送装置１００は、ロールからガラスフィルムを巻き出す巻出し部２と、巻出し部２から巻き出されたガラスフィルムを搬送するガラスフィルム搬送部３と、ガラスフィルム搬送部３によって搬送されたガラスフィルムに保護シートを積層しつつロール状に巻き取る巻取り部４と、巻取り部４の前に設けられた積層ローラ１２とを含む。積層ローラ１２の表面温度は保護シートの温度よりも高く、保護シートを昇温させて保護シートが含有する気化成分の蒸発を促進させる。蒸発した気化成分は積層ローラ１２と保護シートとの間および保護シートとガラスフィルムとの間に溜まり熱伝達媒体として機能してガラスフィルムの温度を適切に下げる。
【選択図】図１

Description

本発明は、フレキシブルでロール状に巻くことが可能な薄膜ガラス（ガラスフィルム）の真空・減圧下での搬送装置に関し、特に、水分などの気化成分を含む保護シートとともにガラスフィルムをロール状に巻き取る搬送装置に関する。

近年、映像等を表示する表示デバイス用の基板材料として、ガスバリア性や透光性などに優れる薄膜ガラス（ガラスフィルム）が用いられている。現在、一般的なガラスフィルムの厚さは２００μｍ程度であるが、最近では、２００μｍより薄い、厚さ３０μｍ〜１５０μｍほどの極めて薄いガラスフィルムが開発されている。
このような極めて薄いガラスフィルムは、その薄さゆえに可撓性を有するので、ガラスフィルムをロール状に巻き取ったガラスロールとして扱うことが可能である。ガラスロールには、ロール状に巻かれたガラスフィルムが内周側および外周側に隣接するガラスフィルムと接触して破損するのを防ぐ目的で、隣接するガラスフィルム間に樹脂製の保護シート（保護フィルム、合紙）を挟み込んだものがある。

特許文献１は、隣接するガラスフィルム間に保護シートを挟み込んだガラスロールの製造方法を開示している。
特許文献１に開示のガラスロールの製造方法は、ダウンドロー法によってガラスフィルムを成形するとともに、その成形したガラスフィルムを保護シートに重ねてロール状に巻き取るガラスロールの製造方法であって、前記保護シートに、前記ガラスフィルムよりも大きな搬送方向の張力を付与しながら、前記ガラスフィルムと前記保護シートとを巻き取ることを特徴とするものである。

このような可撓性を有するガラスフィルムに対して効率的に各種処理を施す手法としては、長尺のガラスフィルムがロール状に巻かれたガラスロールをロール・ツー・ロール方式で搬送しつつ、その表面にコーティング等の各種処理を施す技術が様々に提案されている。
このガラスフィルムの表面に対する各種処理としては、たとえば真空蒸着やスパッタリングなど、真空圧近傍にまで減圧された真空容器内で行われる処理がある。真空圧近傍にまで減圧された容器内では圧力変化による影響が様々に発生するので、発生する影響を考慮してガラスロールをロール搬送しつつ真空蒸着やスパッタリングなどの処理（表面処理）を施す様々な技術が提案されている。

特許文献２は、真空圧近傍下で薄膜ガラスを搬送する薄膜ガラスの搬送装置を開示している。
特許文献２に開示の薄膜ガラスの搬送装置は、真空容器内の圧力を制御可能な圧力制御手段を備え、真空圧近傍まで減圧された前記真空容器内で長尺な薄膜ガラスを搬送する薄膜ガラスの搬送装置において、前記圧力制御手段は、ロール状の前記薄膜ガラスが前記真空容器内に配置された状態で、３分以上の時間を掛けて前記真空容器内の圧力を１００００Ｐａまで減圧させた後に、真空圧近傍まで減圧させることを特徴とするものである。

この薄膜ガラスの搬送装置では、上述の条件で減圧した後に、ガラスロールの薄膜ガラス間に挟み込まれた保護フィルムを、巻き出し時に薄膜ガラスから取り外し、また、表面処理が施された薄膜ガラスの巻き取り時に、薄膜ガラス間に保護フィルムを挟み込んで薄膜ガラスをロール状に巻き取っている。

特開２０１１−２０１７６５号公報 特開２０１２−１４０５号公報

しかしながら、真空中又は減圧下では、上述した特許文献１および特許文献２に開示さ
れたように、樹脂製の保護シートとガラスフィルムとを重ねて巻き合わせる際に、単純に巻き重ねるだけでは、以下のような問題が生じる。ガラスフィルムが成膜処理等により高温（たとえば２００℃以上）になっている場合、保護シートが高温のガラスフィルムに接触すると、保護シートが破損または／および破断等のダメージを受ける場合がある。この状態で、保護シートとガラスフィルムとを重ねて巻き取ると、これを引き金として保護シートのうねり等によりガラスフィルムを破損させるおそれがある。すなわち、高温のガラスフィルムを巻き取り時に適切に冷却する必要がある。特に、ガラスフィルムが真空チャンバー中で処理され、そのチャンバー内で保護シートとガラスフィルムとを重ねて巻き取る場合には、チャンバー内が真空であるために十分に冷却されないで高温のままでガラスフィルムが巻き取られる。このような場合に、保護シートのダメージを防ぎながら、ガラスフィルムを適切に冷却する必要がある。

本発明は、上述の問題に鑑みてなされたものであり、ガラスフィルムの破損を抑制しながら、ガラスフィルムと保護シート（保護フィルム、合紙）とを重ねて巻き取ることができるガラスフィルム搬送装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明に係るガラスフィルム搬送装置は以下の技術的手段を講じている。
即ち、本発明に係るガラスフィルム搬送装置は、真空中あるいは減圧下で長尺のガラスフィルムを連続的に搬送する。この装置は、前記ガラスフィルムを巻き出す巻出し部と、前記巻出し部から巻き出されたガラスフィルムを搬送するガラスフィルム搬送部と、前記ガラスフィルム搬送部によって搬送されたガラスフィルムに、前記ガラスフィルムと略同幅でかつ長尺の形状を有し、気化成分を含む保護シートを積層しつつロール状に巻き取る巻取り部と、を備えている。前記巻取り部において、前記保護シートが昇温されることを特徴とする。

好ましくは、前記巻取り部を構成する積層ローラの表面温度を、前記保護シートの温度よりも高い温度とする加熱機構が設けるように構成することができる。
さらに、好ましくは、前記巻取り部を構成する積層ローラにおいて、前記保護シートよりも高温のガラスフィルムが当接することにより、前記保護シートが昇温されるように構成することができる。

さらに、好ましくは、前記巻取り部を構成する積層ローラの上流側において、前記保護シートに付与される搬送方向の張力は、前記ガラスフィルムに付与される搬送方向の張力よりも大きいように構成することができる。
さらに、好ましくは、前記巻取り部を構成する積層ローラに前記保護シートが当接した後の回転角が４５度以上となる回転範囲において、前記ガラスフィルムを前記保護シート上に積層するように構成することができる。

さらに、好ましくは、前記巻出し部は、前記ガラスフィルムと略同幅でかつ長尺の保護シートが積層されたガラスフィルムを巻回したロールから前記保護シートを分離して前記ガラスフィルムを巻き出すように構成することができる。
さらに、好ましくは、前記ガラスフィルム搬送部は、前記巻出し部から巻き出されて前記保護シートから分離されたガラスフィルムを搬送し、前記巻取り部は、前記ガラスフィルム搬送部によって搬送されたガラスフィルムに、巻出し部において前記ガラスフィルムから分離されて巻取り部まで搬送された保護シートを積層しつつロール状に巻き取るように構成することができる。

さらに、好ましくは、前記気化成分が水分であってもよい。

本発明に係るガラスフィルム搬送装置によれば、ガラスフィルムの破損を抑制しながら、ガラスフィルムと保護シートとを重ねて巻き取ることができる。

本発明の第１実施形態に係るガラスフィルム搬送装置の構成を示す概略図である。 （Ａ）は図１のＡ部の詳細を示す図であって、（Ｂ）はＢ部の詳細を示す図である。 本発明の第２実施形態に係るガラスフィルム搬送装置の構成を示す概略図である。 本発明の第３実施形態に係るガラスフィルム搬送装置の構成を示す概略図である。

以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態に係るガラスフィルム搬送装置を説明する。なお、以下に説明する各実施形態および図面において、ガラスフィルム搬送装置における同一の構成部材には、同一の符号および同一の名称を付すこととする。従って、同一の符号および同一の名称が付された構成部材については、同じ説明を繰り返さない。
［第１実施形態］
図１および図２を参照しながら、本発明の第１実施形態に係るガラスフィルム搬送装置１００について説明する。図１は、第１実施形態に係るガラスフィルム搬送装置１００の構成を示す概略図である。図２（Ａ）は、図１のＡ部の詳細を示す図であって、図２（Ｂ）は、図１のＢ部の詳細を示す図である。このガラスフィルム搬送装置１００においては、保護シートとともにロール状に巻き取られた処理前のガラスフィルムを、保護シートと分離して搬送して、その後に別の保護シートとともにロール状に巻き取る。

ガラスフィルム搬送装置１００は、たとえば、幅１メートルほどで、厚さ３０μｍ〜２００μｍ程度の極めて薄いガラスフィルムがロール状に巻かれたガラスロールからガラスフィルムを巻き出す巻出し部２と、巻き出されたガラスフィルムをスパッタリング、プラズマＣＶＤ，蒸着、イオンプレーティング、ＡＩＰ法、プラズマ照射処理、イオン注入などの減圧下又は真空での表面処理を施す表面処理工程へ搬送するガラスフィルム搬送部３と、表面処理が施されたガラスフィルムを再びロール状のガラスロールとして巻き取る巻取り部４とを有している。ガラスフィルム搬送装置１００は、たとえば１００ｍ以上にわたる長尺のガラスフィルムがロール状に巻かれたガラスロールを、いわゆるロール・ツー・ロール方式で搬送する装置である。

ここで、ガラスロールにおいて、ガラスフィルムの片面には、ガラスフィルムと略同幅に成形された樹脂製の保護シートが重ね合わされて積層されている。保護シートの厚みは、ガラスフィルムと同程度であるが、ガラスフィルムを破損や損傷から保護できる厚みがあれば、ガラスフィルムと同程度でなくてもよい。
このようにガラスフィルムと保護シートが重ね合わされて２層となった積層フィルムは、後述する巻出し部２として機能する巻出しコアに巻回されてガラスロールとなっている。巻出しコアは、たとえばステンレス材料などで形成されている。ガラスロールは、巻き始めにおいて積層フィルムの保護シート側が巻出しコアの巻き付け芯に接するように巻回されているのが好ましい。そして、巻出しコアの巻き付け芯から外周側に向かって保護シートとガラスフィルムが交互に重なりあったロールとなる。

巻出し部２からガラスフィルムを巻き出す際には、まず積層フィルムを巻き出して、巻き出した積層フィルムをガラスフィルムと保護シートに分離するという方法と、積層フィルムのうち外周側のガラスフィルムを先に巻き出した後に保護シートを巻き出すといった、ガラスフィルムと保護シートを交互に巻き出すという方法がある。
図１を参照しながら、第１実施形態によるガラスフィルム搬送装置１００の構成を説明する。

以下の説明では、図１の紙面に向かっての上下方向を、ガラスフィルム搬送装置１００の上下方向とし、同じく紙面に向かっての左右方向をガラスフィルム搬送装置１００の左右方向とする。
ガラスフィルム搬送装置１００は、上述のように、ガラスロールからガラスフィルムを巻き出す巻出し部２と、巻き出されたガラスフィルムを表面処理工程へ搬送するガラスフィルム搬送部３と、表面処理が施されたガラスフィルムを再びロール状に巻き取る巻取り部４とを有しており、加えて、巻出し部２でガラスロールから巻き出された保護シートを
保護シート分離ローラ９により分離させて保護シート巻取りロール１１に巻き取るとともに、巻取り部４の手前に設けられた積層ローラ１２により、保護シートロール１３から供給された新しい保護シートをガラスフィルムに重ね合わせる。このような構成のガラスフィルム搬送装置１００は、たとえば箱形の真空チャンバ６内に設けられている。

真空チャンバ６は、内部が空洞の筺状に形成されており、外部に対して内部を気密的に保持するものである。図示しないが、真空チャンバ６の下側には真空ポンプが設けられており、この真空ポンプによって真空チャンバ６の内部が真空状態または低圧状態にまで減圧される。
図１に示す真空チャンバ６内の上下方向における中央部の左側上方には、巻出しコアで構成された巻出し部２が配置されている。巻出しコアである巻出し部２は、積層フィルムの幅よりも若干全長の長い円筒状または円柱状の巻き付け芯を備えている。また、この巻き付け芯の両端に円板状のフランジの一方の面が同軸に固定された構成となっていても良い。このような構成の巻出し部２において、巻出しコアの巻き付け芯には、ガラスフィルムと保護シートが積層された積層フィルムを巻回することでガラスロールが形成されている。

このようにガラスロールが形成された巻出し部２は、巻き付け芯の軸心である巻出し部２の回転軸が、図１の紙面に向かって垂直方向となるように真空チャンバ６内に配置されている。従って、巻出し部２は、ガラスロールから積層フィルム（ガラスフィルム、保護シート）を巻き出すことによって回転軸を中心に回転運動する部材である。
図１に示す真空チャンバ６内の上下方向における中央より下側であって、巻出し部２の下方には、巻出し部２から巻き出されて保護シートから分離したガラスフィルムの表面に対して、たとえばスパッタリングやプラズマＣＶＤ等の表面処理工程を実施する成膜装置が備えられている。第１実施形態では、一例としてスパッタ成膜部７が備えられている。

ガラスフィルム搬送部３は、この表面処理工程を実施するスパッタ成膜部７におけるガラスフィルムの搬送部材を含んで構成されている。図１は、一般的なスパッタ成膜部７の構成の一部である成膜ロール８およびターゲットＴが示されている。
図１に示すスパッタ成膜部７の成膜ロール８は、ステンレス材料等によって円筒状または円柱状に形成されており、曲面を形成する外周面にガラスフィルムを巻き付けて搬送する搬送部材である。成膜ロール８は、回転中心となる成膜ロール８の軸心（回転軸）が、巻出し部２の回転中心となる軸心（つまり、巻出しコアの巻き付け芯の軸心）と略平行となるように配置されている。

ガラスフィルム搬送部３とは無関係であるが、スパッタ蒸発源Ｔは、成膜ロール８で搬送されるガラスフィルムと対向するように、成膜ロール８の左右側に配置されている。スパッタ蒸発源Ｔは、ガラスフィルムの表面に堆積させる成分で構成された蒸発源であり、周知のとおりグロー放電によってスパッタされた（蒸発した）成分がガラスフィルムの表面へ導かれて堆積する。

上述のとおり、成膜ロール８は、表面処理工程を実施するために巻出し部２から巻き出されたガラスフィルムを搬送するものとして、ガラスフィルム搬送部３を構成している。なお、成膜ロール８の温度は、たとえば２００℃〜４００℃の高温である。
また、図１を参照して、ガラスフィルム搬送装置１００は、巻出し部２と成膜ロール８との間に保護シート分離ローラ９を備えている。保護シート分離ローラ９は、成膜ロール８と同様にステンレス材料等によって円筒状または円柱状に形成された部材であるが、成膜ロール８の外径よりも小さな外径の円筒または円柱形状を有している。

保護シート分離ローラ９の回転軸は、巻出し部２および成膜ロール８の回転軸と平行であって、真空チャンバ６の左右方向において、成膜ロール８の左端よりも真空チャンバ６の中央寄り、つまり、成膜ロール８の回転軸寄りに配置されている。保護シート分離ローラ９のこの配置は、成膜ロール８に対して、常に一定の角度および方向からガラスフィルムを搬送することを可能にする。

この保護シート分離ローラ９は、ガラスフィルムと保護シートとが重ね合わせられた状態から、ガラスフィルムから保護シートを分離させて保護シートを保護シート巻取りロー
ル１１に巻き取るとともに、ガラスフィルムを成膜ロール８へ搬送する。
ガラスフィルム搬送部３は、成膜ロール８と保護シート分離ローラ９と保護シート巻取りロール１１とで構成することによって、ガラスフィルムの搬送経路（ガラスフィルム搬送経路）を形成し、巻出し部２でガラスロールから巻き出されたガラスフィルムを保護シートから分離し、保護シートを回収することができる。

図１に示す真空チャンバ６内において、図１の紙面に向かって巻出し部２の右側には、巻取り部４が配置されている。巻取り部４は、ガラスフィルム搬送部３を通って表面処理が施されたガラスフィルムを再びロール状のガラスロールとして巻き取るものである。
巻取り部４は、巻出し部２と同様の巻出しコアで構成されており、積層フィルムの幅よりも若干全長の長い円筒状または円柱状の巻き付け芯を有している。巻取り部４は、この巻き付け芯の軸心である巻取り部４の回転軸が、図１の紙面に向かって垂直方向となるように、上述した巻出し部２や成膜ロール８などの回転軸と平行となるように真空チャンバ６内に配置されている。

このような巻取り部４は、アクチュエータなどによって回転軸を中心に回転運動することで、後述する保護シートロール１３から供給された新しい保護シートを巻き取り、ガラスフィルム搬送部３からのガラスフィルムを巻き取る。
ここで、図１に示すように、ガラスフィルム搬送装置１００は、巻取り部４と成膜ロール８との間であって保護シート分離ローラ９の右側に、積層ローラ１２を備えている。

この積層ローラ１２は、保護シート分離ローラ９と同様の構成であって、成膜ロール８と同様にステンレス材料等によって円筒状または円柱状に形成された部材である。積層ローラ１２の回転軸は、巻取り部４および成膜ロール８の回転軸と平行であって、真空チャンバ６の左右方向において、成膜ロール８の右端よりも真空チャンバ６の中央寄り、つまり、成膜ロール８の回転軸寄りに配置されている。積層ローラ１２のこの配置は、成膜ロール８から、常に一定の角度および方向に沿ってガラスフィルムを搬出することを可能にする。

以下に、この積層ローラ１２について詳しく説明する。
この積層ローラ１２の直径は、φ１００ｍｍ〜φ３００ｍｍ、好ましくはφ１２５ｍｍ〜φ２００ｍｍである。
保護シートは、積層ローラ１２上に供給されるにあたり、５０Ｎ／ｍ〜２００Ｎ／ｍの範囲の張力で供給することが好ましい。一方で、ガラスフィルムはこれよりも弱い張力で供給することが好ましい。保護シートの張力Ｔｆは、ガラスフィルムの張力Ｔｇの２倍程度以上であることが好ましい。これは、積層ローラ１２において、保護シートに付与される搬送方向の張力は、積層ローラ１２に対する保護シートの密着度を高めて保護シートに含まれる水分の蒸発を促進させることができるように、ガラスフィルムに付与される搬送方向の張力よりも大きく設定されている。

積層ローラ１２上に、角度α＝４５°以上に渡り保護シートを密着させた後に、さらにガラスフィルムを重ね合わせることが好ましい。さらに、その後の積層ローラ１２上に、角度β＝３０°〜９０°（９０°を大きく超えなければ構わない）かつ５０ｍｍ以上の面長に渡りガラスフィルムを保護シートに接触させた後に、ガラスフィルムと保護シートとが接触した状態で、保護シートと積層ローラ１２から離脱させ、その後ガラスフィルムと保護シートとをセットにして巻取り部４でロール状に巻き取る。巻取り部４でガラスフィルムと保護シートとをセットにしてロール状に巻き取る際には、保護シートを内側にして巻き取ることが好ましい。

積層ローラ１２の温度は保護シートより高い温度であって、好ましくは、４０〜８０℃である。この積層ローラ１２には、積層ローラ１２の表面温度を、保護シートの温度よりも高い温度とする加熱機構が設けられる。これにより、保護シートを昇温させることができ、保護シートに含まれる水分の蒸発を促進させることができる。積層ローラ１２を上記の温度とするために、例えば、積層ローラ１２の内部に温水などを循環して加熱してもよい。

ここで、昇温とは、外的な加熱により定常状態の保護シートの温度よりも高い温度にす
ることを表す。真空・低圧環境下にある保護シートは、定常状態においても保護シートに含まれる水分が蒸発させられる。本発明では、保護シートを昇温させることにより、外的な加熱のない定常状態よりも、水分の蒸発を促進させることが重要である。上記では、外的な温度として４０〜８０℃を例示したが、これに限定されるものではなく、保護シートの材質、あるいは真空度によって変化するもので、当業者により適切に設定できる。

ここで、保護シートの材質について説明する。保護シートは、ＣＯＰなど吸水率が０．０１％未満と少なくて水蒸気放出が少ないフィルムよりは、ＰＥＴ、ＰＣ（ポリカーボネート）、ＰＥＳ、ＰＩ（ポリイミド）などのように、吸水率が０．２％以上と比較的高く適度に水蒸気を放出する材料が好ましい。特に、水蒸気を表面から素早く放出する必要性から、１００μｍ厚みの換算で、１０ｇ／ｍ^２／日を超える水蒸気透過係数を有する材料が好ましい。また、保護シートとしては紙を使うことも可能である。また、水分は保護シート中に含まれるとしているが、表面に吸着している水分も含むものとする。また、本実施例では、水分を例示しているが、水分以外にも保護シート中に含まれ、真空中あるいは減圧下の加温により蒸発し、真空チャンバ内の汚染が少ない気化成分であればこれに限定されない。

このような構成で、積層ローラ１２で、保護シートにガラスフィルムが重ね合わせられて巻取り部４で巻き取られるときの積層ローラ１２の表面付近の状態について図２を参照して説明する。
図２（Ａ）に示すように、積層ローラ１２にまず保護シートが巻き取られる。この保護シートは、保護シートロール１３から供給された新しい保護シートであって、常温程度の温度である。これに対して、積層ローラ１２の表面温度は、この保護シートの温度よりも高温で４０℃〜８０℃であって、かつ、保護シートの巻取り方向張力はガラスフィルムのそれよりも大きい。このため、保護シートは積層ローラ１２に密着され、保護シートの温度よりも高温である積層ローラ１２の表面から熱量が供給される。

このように、保護シートに熱量が供給されると、樹脂製であって水分を含む保護シートから、水分の放出が促進される。このように放出された水蒸気は、積層ローラ１２と保護シートとの間隙および保護シートの外周側に熱伝達層を構成することになる。
このような状態が十分に形成されるだけの経路長となるように、上述した角度α（保護シートのみが積層ローラ１２に接触している角度）および角度β（保護シートおよびガラスフィルムが積層ローラ１２に接触している角度であって積層ローラ１２から離脱する位置）が設定されている。

ここで、図１に示すように、角度αも角度βも積層ローラ１２の中心角であって、角度αは、積層ローラ１２上において、保護シートを巻き取り始める位置と積層ローラ１２の回転中心とを結ぶ線分と、ガラスフィルムを巻き取り始める位置と積層ローラ１２の回転中心とを結ぶ線分とで形成される角度であって、角度βは、積層ローラ１２上において、ガラスフィルムを巻き取り始める位置と積層ローラ１２の回転中心とを結ぶ線分と、ガラスフィルムおよび保護シートが積層ローラ１２から離脱する位置と積層ローラ１２の回転中心とを結ぶ線分とで形成される角度である。

次に図２（Ｂ）に示すように、積層ローラ１２にガラスフィルムが巻き重ねられる。この状態では、積層ローラ１２が角度αだけ回転する間に積層ローラ１２から保護シートに十分に熱量が供給されて、積層ローラ１２の表面温度と保護シート温度はほぼ等しいものとなる。一方、この状態では、ほぼ等しくなった積層ローラ１２の表面温度と保護シート温度とが、ガラスフィルム温度よりも低いものとなっている。

ここで、高温のガラスフィルムが保護シートに接触した際、ガラスフィルムと保護シートとの間の熱伝達および保護シートと積層ローラ１２との間の熱伝達が、放出された気体（水蒸気）により（真空チャンバ６内の真空状態に比較すると相当に）促進される。このため、高温のガラスフィルムの温度が適切に冷却される。すなわち、保護シートから放出された気体が、ガラスフィルムと保護シートとの間および保護シートと積層ローラ１２との間に溜まった状態で、ガラスフィルムが保護シートに接触されるので、ガラスフィルムから保護シートを介して積層ローラ１２への熱伝達が活性化されて、ガラスフィルムが適
切に冷却される。

このように、ガラスフィルムが保護シートに重ねられると、保護シートの外側に放出された気体がガラスフィルムと保護シートとの間に溜まり、両者の間の熱伝達を促進する。ガラスフィルムが有する熱は保護シートに伝達されるが、保護シートと積層ローラ１２との間にも気体が溜まり、両者の間の熱伝達を促進する。
このときに、ガラスフィルムと保護シートとの間に溜まる気体（圧力Ｐ２）は下方が開放されているのでガスが抜けることになるが、保護シートと積層ローラ１２との間に溜まる気体（圧力Ｐ１）は開放されていないのでガスが抜けず、Ｐ１＞Ｐ２となる。このように熱伝達媒体であるガス圧Ｐが異なるので、ガラスフィルムから保護シートへの熱伝達係数よりも、保護シートから積層ローラ１２への熱伝達係数が高くなる。このため、保護シートが高温になることなく、かつ、ガラスフィルムが適切に冷却されるので保護シートが高温に接触されることなく、保護シートはダメージから保護される。

なお、保護シートの表裏のコーティング層等の違いにより、保護シートの積層ローラ１２側からの気体の放出が相対的に多いと、安定的に温度制御することができる点で好ましい。
以上の説明で、ガラスフィルム搬送装置１００において、巻出し部２から巻き出されたガラスフィルムが巻取り部４に再び巻き取られるまでの構成を説明した。以下に、巻出し部２から巻き出された保護シートが巻取り部４に再びロールとして巻き取られるまでの動作を説明する。

続いて、図１を参照しつつ、ガラスフィルム搬送装置１００の動作を説明する。以下では、ガラスフィルム搬送装置１００にガラスロールを搬入して各ローラに保護シートおよびガラスフィルムを巻きかけるといった、ガラスフィルム搬送装置１００を動作させるための準備操作の説明は省略する。
巻出し部２のガラスロールから、積層フィルムの一方のフィルムであるガラスフィルムが巻き出され、ガラスフィルム搬送部３へ搬送される。ガラスフィルム搬送部３を構成する保護シート分離ローラ９により、ガラスフィルムと保護シートとが重ね合わせられた状態から、ガラスフィルムから保護シートを分離させて保護シートが保護シート巻取りロール１１に巻き取られるとともに、ガラスフィルムが成膜ロール８へ搬送される。

ガラスフィルム搬送部３によりへ成膜ロール８へ搬送されたガラスフィルムは、保護シート分離ローラ９から成膜ロール８に巻きかけられつつ、スパッタ処理などが施されることで表面処理が行われる。
表面処理が施されたガラスフィルムは、成膜ロール８から積層ローラ１２へ搬送され、積層ローラ１２から巻取り部４に搬送される。この積層ローラ１２で、新しい保護シートと処理後のガラスフィルムとが重ね合わせられる。このときにおける、積層ローラ１２の表面温度が４０℃〜８０℃および保護シートの巻取り張力がガラスフィルムの巻取り張力よりも強い。積層ローラ１２に強く密着された保護シートは積層ローラ１２から熱量が供給され、含有水分の放出（含有水分の水蒸気化、気体化）が促進される。

保護シートから放出された気体は、ガラスフィルムと保護シートとの間に溜まり両者の間の熱伝達を促進しガラスフィルムが有する熱は保護シートに伝達される。保護シートと積層ローラ１２との間にも気体が溜まり、両者の間の熱伝達をより大きく促進しガラスフィルムから保護シートへ伝達された熱は、保護シートから積層ローラ１２へ十分に熱伝達される。その結果、保護シートが高温になることなく、かつ、ガラスフィルムが適切に冷却されるので保護シートが高温に接触されることなく、保護シートはダメージから保護される。

この場合において、積層ローラ１２の直径が１００ｍｍ以下ではガラスフィルムの曲げがきつくなりすぎ、破損の可能性が高まる。また、積層ローラ１２に加熱機構を設けるためにもφ１００ｍｍ程度は必要である。積層ローラ１２の直径が無駄に大きくてもこのガラスフィルム搬送装置１００が無駄に大きくなり過ぎて、積層ローラ１２の直径がφ３００ｍｍを超えることは現実的でない。最も好ましい積層ローラ１２の直径の範囲はφ１２５〜２００ｍｍである。積層ローラ１２の直径がφ１２５ｍｍ以上であると保護シートを
４５°巻き付けた際には保護シートと積層ローラ１２との接触面長が約５０ｍｍ以上となり十分に熱的に安定した状態でガラスフィルムと接触する。積層ローラ１２の直径をφ２００ｍｍ以下とするのは、ガラスフィルム搬送装置１００の小型化の観点で有利であることに加えて、積層ローラ１２の直径が小さい方が保護シートと積層ローラ１２との密着状態がより安定化するという観点でも有利であると考えられる。

保護シートが積層ローラ１２に巻かれて直ぐにガラスフィルムが重ねられると、保護シートのうねりが十分収まっていない状態でガラスフィルムが重なることになり、ガラスフィルムが破損する可能性が高まる。本願発明者の知見によると、積層ローラ１２の直径の要件を満たす積層ローラ１２上では保護シートのうねりや皺は、４５°以上の巻きつけによって、完全に無くなる。

特に、保護シートのダメージを防ぐためには、保護シートと積層ローラ１２との密着が、ガラスフィルムと保護シートとの密着より強いことが望ましく、保護シートの供給は、５０Ｎ／ｍ以上の巻取り張力で行なわれることが好ましい。逆にガラスフィルムの張力は、保護シートの張力に比べて十分弱いことが好ましい。このためには、保護シートの張力は、ガラスフィルムの張力より強いことが望まれる。より好ましくは、保護シートの張力は、ガラスフィルムの張力の２倍程度以上であることが望ましい。

積層ローラ１２上で平坦になった保護シート上にガラスフィルムが巻き付けられる。ガラスフィルムが保護シートと安定的に重なった状態で搬出するためには、角度αを３０°以上とした巻付け角度で重ね巻きする必要がある。一方で、角度βを９０°を大きく超える巻付け角度とすると破損の可能性が高まる。
保護シートとガラスフィルムとが重ね合わさったものは、保護シート側を内側にしてロール状に巻き取られることが、好ましい。

特に、積層ローラ１２の温度が保護シートの温度より高く設定されているので、保護シートが積層ローラ１２に接触した時点から保護シートから水蒸気等のガス放出が始まり、保護シートと積層ローラ１２との熱交換が促進されるとともに、放出されたガスは保護シートと積層ローラ１２との間のすべりを容易にして密着も促進する。
以上のようにして、第１実施形態に係るガラスフィルム搬送装置によると、樹脂製の保護シートが含有する水分の放出を促進させて熱伝達媒体として機能させることにより、保護シートを高温にすることなく、高温のガラスフィルムを適切に冷却することができる。ガラスフィルムが高温でなくなると、保護シートが破損または／および破断等のダメージを受けることを回避できる。このため、保護シートとガラスフィルムとを重ねて巻き取ってもガラスフィルムを破損させるおそれがなくなる。そのため、第１実施形態に係るガラスフィルム搬送装置によれば、ガラスフィルムの破損を抑制しながら、ガラスフィルムと保護シートとを重ねて巻き取ることができる。

なおこのようなガラスフィルムの温度制御の手法は、ガラスフィルムが真空中の処理で著しい低温に冷却されるような場合にも適用可能である。すなわち、ガラスフィルムが、例えば−１００℃のような極低温に冷やされた状態で保護シートに接触すると、保護シートを冷却し、保護シートの柔軟性を失わせ、結果として保護シートの破断などのダメージ、ひいてはガラスフィルムの破損を引き起こす。このような場合も、本構成が適用されると、積層ロールに接触して加熱された保護シートに接触すると、ガラスフィルムは、水蒸気を介して同様に加熱されて巻取りに適切な温度とすることが可能で、保護シートとガラスフィルムの破損を抑制しながら、重ねて巻き取ることが出来る。

［第２実施形態］
以下、本発明の第２実施形態に係るガラスフィルム搬送装置２００について説明する。なお、第２実施形態に係るガラスフィルム搬送装置２００において、上述した第１実施形態に係るガラスフィルム搬送装置１００と同じ構成については同じ参照符号を付してある。それらの機能も同じである。そのため、それらについての詳細な説明は、ここでは繰り返さない。

上述したガラスフィルム搬送装置１００は、巻出し部２にて保護シートとともにガラスフィルムがロール状に巻き取られたガラスロールを用いていたため、保護シート分離ロー
ラ９および保護シート巻取りロール１１を備えていた。
図３に第２実施形態に係るガラスフィルム搬送装置２００の構成の概略図を示す。このガラスフィルム搬送装置２００においては、保護シートが巻き取られていないガラスフィルムのみがロール状に巻き取られたガラスロールを巻出し部２にて用いている。このため、図３に示すように、ガラスフィルム搬送装置２００は、保護シート分離ローラ９および保護シート巻取りロール１１を備えていない。ただし、成膜ロール８におけるガラスフィルムの接触角度を確保するために、保護シート分離ローラ９の位置に保護シート分離ローラ９と同様のローラ２９が設けられている。

このガラスフィルム搬送装置２００におけるこれ以外の構成は、ガラスフィルム搬送装置１００の構成と同じである。
第２実施形態に係るガラスフィルム搬送装置２００においても、第１実施形態に係るガラスフィルム搬送装置１００と同様に、巻出し側がガラスフィルムのみのロールであっても、ガラスフィルムの破損を抑制しながら、ガラスフィルムと保護シートとを重ねて巻き取ることができる。

特に、第２実施形態は、ガラスフィルムがその両端部に保護テープ材（いわゆる、エッジタブと呼ばれる）をつけた形でガラスロールとなっているものに適用するのが好ましい。この場合、保護シートの幅はガラスフィルムの保護テープ材の間の領域の幅と同一かわずかに狭い程度であり、かつ、保護シートの厚みは保護テープ材の厚みより厚い事が、ガラスフィルムの温度制御や巻取りの観点から好ましい。

［第３実施形態］
以下、本発明の第３実施形態に係るガラスフィルム搬送装置３００について説明する。なお、第３実施形態に係るガラスフィルム搬送装置３００において、上述した第１実施形態に係るガラスフィルム搬送装置１００と同じ構成については同じ参照符号を付してある。それらの機能も同じである。そのため、それらについての詳細な説明は、ここでは繰り返さない。

図４に第３実施形態に係るガラスフィルム搬送装置３００の構成の概略図を示す。このガラスフィルム搬送装置３００においては、巻出し部２にてガラスフィルムから離脱させた保護シートを巻取り部４にて再利用している。このため、図４に示すように、このガラスフィルム搬送装置３００においては、保護シート搬送部３４を備える。また、このガラスフィルム搬送装置３００においては、成膜ロール８におけるガラスフィルムの接触角度を確保するために、第１ガイドローラ３５が設けられている。さらに、積層ローラ１２が上述した角度αおよび角度βを満足するために、第２ガイドローラ３７が所望の位置に設けられているとともに巻取り部４および積層ローラ１２の位置が設定されている。

このガラスフィルム搬送装置３００における巻取り部４および積層ローラ１２は、それぞれ、上述したガラスフィルム搬送装置１００における巻取り部４と積層ローラ１２と同じ構成を備える。このため、このガラスフィルム搬送装置３００における積層ローラ１２は、ガラスフィルム搬送装置１００における積層ローラ１２における温度条件、角度条件およびローラ径条件の全てを満足している。特に、保護シート搬送部３４と巻取り部４とが干渉することがなく、かつ、角度α≧４５°を満足するために、第２ガイドローラ３７を設けている。

ガラスフィルム搬送装置３００は、巻出し部２から巻き出されたガラスフィルムから分離した保護シートを搬出するとともに、巻取り部４に向けて保護シートを搬入する保護シート搬送部３４を備えている。
図４に示すように、保護シート搬送部３４は、巻出し部２の上方に配置された第１保護シートローラ３１、および巻取り部４の上方に配置された第２保護シートローラ３２を有する。

第１保護シートローラ３１および第２保護シートローラ３２は、第１ガイドローラ３５とほぼ同様の構成を有する円筒状または円柱状のローラであり、第３実施形態では、第１保護シートローラ３１および第２保護シートローラ３２の外径は、第１ガイドローラ３５の外径よりも若干小さい。このような第１保護シートローラ３１および第２保護シートロ
ーラ３２のそれぞれは、巻出し部２または巻取り部４の直上付近で、回転軸が、巻出し部２および巻取り部４の回転軸とほぼ平行となるように、配置されている。

続いて、図４を参照しつつ、ガラスフィルム搬送装置３００の動作を説明するが、上述した第１実施形態と同じ動作についての説明はここでは繰り返さない。
表面処理が施されたガラスフィルムは、成膜ロール８から積層ローラ１２を経由して巻取り部４に搬送される。
このガラスフィルムの搬送と同時に、保護シートは、保護シート搬送部３４に搬送されて、第１保護シートローラ３１から第２保護シートローラ３２を通過して第２ガイドローラ３７を経由して積層ローラ１２へ搬送される。

図４に示すように、第２保護シートローラ３２を通過した保護シートは、積層ローラ１２に巻回される。積層ローラ１２においては、保護シートが巻回されてから第１実施形態と同じように角度αが４５°以上を満足するように回転した後に、成膜ロール８から搬送されたガラスフィルムを先に巻回された保護シート上に巻き取って、ガラスフィルムと保護シートとが重なり合った状態を角度β（３０°≦β≦９０°）だけ回転した後に巻取り部４へ搬送されて、巻取り部４で再びガラスロールを形成する。

このように、このガラスフィルム搬送装置３００においても、上述したガラスフィルム搬送装置１００と、保護シートを再利用する点を除いて、積層ローラ１２により保護シートが昇温されることで、保護シートに含有されている水分の放出（含有水分の水蒸気化、ガス化）が促進される。
なお、このガラスフィルム搬送装置３００においては、保護シートは再利用されるため、保護シートに含有されている水分が水蒸気(ガス)として放出されにくい場合がある。この場合には、第２ガイドローラ３７等の位置を調整して角度αおよび／または角度βを上述した角度範囲内で変更して、所望の水分が保護シートから水蒸気(ガス)として放出されることを促進するようにすればよい。また、積層ローラ１２の温度をさらに高く設定して、保護シートからの水分の放出を促進するとよい。

以上のようにして、第３実施形態に係るガラスフィルム搬送装置によれば、ガラスフィルムの破損を抑制しながら、ガラスフィルムと保護シートとを重ねて巻き取ることができる。
［変形例］
以下、本発明の変形例に係るガラスフィルム搬送装置について説明する。この変形例は、上述した第１実施形態〜第３実施形態に適用することができる。

本変形例において、保護シートを昇温させて含有水分の蒸発を促進させ、蒸発したガスを熱伝達媒体とする点は、上述した実施形態と同じである。上述した実施形態において、保護シートを昇温させるために積層ローラの温度を制御して、保護シートの温度より高い４０℃〜８０℃に設定していた。本変形例においては、保護シートを温度調整された積層ローラで昇温させるのではなく、ガラスフィルム自体で昇温させる点が異なる。このため、積層ローラの温度は、積極的に昇温する必要はなく、室温（または常温）より２０℃程度低温で構わない。

すなわち、保護シートに接触するときのガラスフィルムの温度が高温である場合には、積層ローラで保護シートを昇温させるのではなく（積層ローラの温度は保護シートより低い温度としてもよく温度条件以外の角度条件および積層ローラ径条件を満足すれば良い）、高温のガラスフィルムからの熱が保護シートに付与されて保護シートの温度が上昇して、保護シートに含有されている水分が水蒸気(ガス)として放出される状況が促進されて、ガラスフィルムと保護シートとの間および保護シートと積層ローラとの間に溜まり、それらの間の熱伝達を促進することができる。

以上のようにして、本変形例に係るガラスフィルム搬送装置によると、保護シートを積層ローラで昇温させるのではなく高温のガラスフィルムで昇温させるので、積層ローラの温度を制御することなく、ガラスフィルムの破損を抑制しながら、ガラスフィルムと保護シートとを重ねて巻き取ることができる。
ところで、今回開示された実施形態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。特に、今回開示された実施形態において、明示的に開示されていない事項、たとえば、動作条件や測定条件、各種パラメータ、構成物の寸法、重量、体積などは、当業者が通常実施する範囲を逸脱するものではなく、通常の当業者であれば、容易に想定することが可能な値を採用している。

１００、２００、３００ ガラスフィルム搬送装置
２ 巻取り部
３ ガラスフィルム搬送部
４ 巻取り部
６ 真空チャンバ
７ スパッタ成膜部
８ 成膜ロール
９ 保護シート分離ローラ
１１ 保護シート巻取りロール
１２ 積層ローラ
１３ 保護シートロール
Ｔ ターゲット

Claims (8)

1. 真空中あるいは減圧下で長尺のガラスフィルムを連続的に搬送するガラスフィルム搬送装置であって、
   前記ガラスフィルムを巻き出す巻出し部と、
   前記巻出し部から巻き出されたガラスフィルムを搬送するガラスフィルム搬送部と、
   前記ガラスフィルム搬送部によって搬送されたガラスフィルムに、前記ガラスフィルムと略同幅でかつ長尺の形状を有し、気化成分を含む保護シートを積層しつつロール状に巻き取る巻取り部と、を備えていて、
   前記巻取り部において、前記保護シートが昇温されることを特徴とするガラスフィルム搬送装置。
2. 前記巻取り部を構成する積層ローラの表面温度を、前記保護シートの温度よりも高い温度とする加熱機構が設けられていることを特徴とする、請求項１に記載のガラスフィルム搬送装置。
3. 前記巻取り部を構成する積層ローラにおいて、前記保護シートよりも高温のガラスフィルムが当接することにより、前記保護シートが昇温されることを特徴とする、請求項１に記載のガラスフィルム搬送装置。
4. 前記巻取り部を構成する積層ローラにおいて、前記保護シートに付与される搬送方向の張力は、前記ガラスフィルムに付与される搬送方向の張力よりも大きいことを特徴とする、請求項１〜請求項３のいずれかに記載のガラスフィルム搬送装置。
5. 前記巻取り部を構成する積層ローラに前記保護シートが当接した後の回転角が４５度以上となる回転範囲において、前記ガラスフィルムを前記保護シート上に積層するように構成されていることを特徴とする、請求項１〜請求項４のいずれかに記載のガラスフィルム搬送装置。
6. 前記巻出し部は、前記ガラスフィルムと略同幅でかつ長尺の保護シートが積層されたガラスフィルムを巻回したロールから前記保護シートを分離して前記ガラスフィルムを巻き出すように構成されていることを特徴とする、請求項１〜請求項５のいずれかに記載のガラスフィルム搬送装置。
7. 前記ガラスフィルム搬送部は、前記巻出し部から巻き出されて前記保護シートから分離されたガラスフィルムを搬送し、
   前記巻取り部は、前記ガラスフィルム搬送部によって搬送されたガラスフィルムに、巻出し部において前記ガラスフィルムから分離されて巻取り部まで搬送された保護シートを積層しつつロール状に巻き取るように構成されていることを特徴とする、請求項６に記載のガラスフィルム搬送装置。
8. 前記気化成分が水分であることを特徴とする、請求項１〜７のいずれかに記載のガラスフィルム搬送装置。

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