JP2017100077A - 異物除去装置および粘着ローラー交換時期検知方法 - Google Patents

Abstract

【課題】異物除去を行う粘着ローラーの粘着力を測定することにより最適な粘着ローラーの粘着フィルムの交換時期を検知する方法を提供するとともに、これを実施する手段を備えた異物除去装置を提供すること。【解決手段】検査ローラー２４を保持しているシャフト３７は水平方向に自由度を持ち、垂直方向に少しスペースの空いたシャフト支持ガイド４４によって支持されている。検査ローラー２５が粘着ローラー２４の粘着力及び伝わる回転によって受ける力の方向に検査ローラー２５が移動し、その反対方向に力をかけるためばね４６を設けている。粘着ローラー２４の粘着力がある一定の粘着力まで下がると設置したセンサ４８がこれを検知し、粘着ローラー２４の交換時期とする。【選択図】図４

Description

本発明は搬送されるフィルム表面の異物除去工程において使用する異物除去装置、および粘着ローラー交換時期検知方法に関する。

ロール状の基材フィルムを複数のローラーで支持し、またそのローラーの一つが回転動力を有するいわゆるロールｔｏロール搬送装置において、基材フィルムの表面の異物除去を目的とした工程が存在することがある。

異物除去の方法としては、一般に液体による洗浄や超音波で異物を浮かしバキュームする方法などがあるが、いずれも対象となる基材フィルム、除去したい異物、その後の工程によって適宜、異物除去方法を選択することになる。

異物除去方法の一つとして、搬送されている基材フィルムにゴミとりローラー（エラストマーローラー）を接触させて基材フィルムの異物を取り、さらにゴミとりローラーに粘着ローラーを接触させてゴミとりローラーの表面に付着した異物を粘着ローラーに転写して基材フィルムの異物除去を行う方法がある。

図１にその粘着ローラー（粘着フィルム）１１を示す。この図では、粘着性を有するフィルムが、粘着面がローラー円筒外側に現れるようにして、円筒の外周面に複数回巻かれている。また、円筒外周面の一部に、点線状のミシン目１２が軸方向に設けられており、このミシン目１２を剥離の開始点として表面の粘着フィルムを１周分剥離して取り外すことができ、取り外した後の粘着ローラー表面には使用されていない粘着面が現れるため、粘着力が回復する構造となっている。よく家庭用のカーペットのゴミとりなどに使用されるローラーと同様の構成である。

図１の粘着ローラー１１とゴミとりローラーによる基材フィルムの異物除去は、粘着ローラー表面の粘着面に異物が多数付着し、ゴミとりローラーに接触する粘着面が減少することでゴミとりローラーに対する粘着力の低下が起きる。そのことによってゴミとりローラーの基材フィルムに対する異物除去性能が低下するため、結果として基材フィルムに対する異物除去性能が低下するという問題があった。

そのため粘着ローラー表面の粘着フィルムをその都度1周分剥ぎ取り、異物除去性能の回復を行う必要があった。現状、この剥ぎ取るタイミングは基材フィルムがある一定距離搬送したら実施することが主流である。しかし基材フィルムの異物の状態は一様ではなく異物総数や、分布などフィルムによって様々な違いがある。

したがって、異物の付着が少ない基材フィルムを異物除去する場合は早く粘着ローラーを剥ぎ取ることとなり、無駄なコストが発生する。また反対に、異物の付着が多い基材フィルムを異物除去する場合は、粘着フィルムの剥ぎ取りのタイミングが遅くなり粘着力が足りなくなって、目標とする異物除去が出来ない。これらの問題を避けるためには、粘着ローラーの粘着力を何かしらの方法で常時チェックし、最適なタイミングで粘着フィルムを剥ぎ取る必要がある。

下記の特許文献１には、フィルムに粘着ローラー(A)を接触させてフィルムの異物除去を行い、また粘着ローラー(A)により粘着力の高い粘着ローラー(B)を接触させて大きな切粉やフィルムに刺さった状態の切粉、更には静電気によりフィルムに付着したような異物
でも効率的に異物除去を行う方法を提案している。

しかし特許文献１の方法での異物除去では、異物除去を進めていくと粘着ローラー(B)に異物が堆積していき、粘着力を常に保障するものではない。また粘着力そのものを検知しているような機構も存在しないため、適切な粘着フィルム交換時期を算出することは出来ない。

下記の特許文献２には、粘着ローラーのフィルムを構成する材料の成分を工夫することにより、粘着材層を表に出す作業を効率的に行うことを提案している。すなわち、フィルム構成を剥離層、基材、粘着層としており、剥離層としてオレフィン系樹脂を用い、基材として横方向（フィルムの流れ方向に垂直な方向）に配向したボイドを備えるものを用い、粘着層としてウレタン系粘着剤を用いるとしている。

特許文献２ではフィルム粘着層に異物が堆積し粘着力が低下した時に、フィルム１周分を無駄なく切り取ることでフィルムの無駄をなくすとしているが、やはり粘着力をチェックしているわけではないため、適切なフィルム交換時期かどうかの算出は出来ない。

特開２００９−５７１９５号公報 特開２００３−２１０３８２号公報

本発明は、異物除去を行う粘着ローラーの粘着力をチェックすることにより最適な粘着ローラーの粘着フィルムの交換時期の算出を行う方法を提供するとともに、この方法を実施する手段を備えた異物除去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に、請求項１に係る発明は、フィルム表面に付着する異物を除去するための異物除去装置であって、
フィルムを搬送する搬送ローラーと、
搬送ローラーにフィルムを介して接触し押し当てて回転させることによりフィルム表面の異物を転写するゴミとりローラーと、
ゴミとりローラーに接触し押し当てて回転させることによりゴミとりローラー表面の異物を転写し保持する粘着ローラーと、
粘着ローラーに接触し押し当てて粘着ローラーの粘着力を判定するための検査ローラーとを少なくとも備え、
検査ローラーはその中心軸を貫通して両端方向に延伸するシャフトにより保持されており、シャフトの少なくとも一方の端にはシャフト支持台を備え、
シャフト支持台は、検査ローラーを粘着ローラーの粘着力に応じて水平方向および垂直方向に各々移動させる移動機構と、検査ローラーの移動量に応じてその移動方向に対する応力が変化するばね機構と、シャフトの位置を検知するセンサー機構とを備えていることを特徴とする異物除去装置である。

請求項２に係る発明は、
前記センサー機構が、光線を用いて非接触で検知する光センサーを有することを特徴とする、請求項１に記載の異物除去装置である。

請求項３に係る発明は、
異物除去に使用する粘着ローラー表面の粘着力を判定して、粘着力が低下した際に粘着ローラー表面を交換する時期を検知する粘着ローラー交換時期検知方法であって、
前記請求項１または２に記載の異物除去装置を用い、
センサー機構が検知する位置を、粘着ローラーの粘着力の低下により交換すべき時期を示す交換指示位置として予め設定しておき、
異物除去装置を動作させることで粘着ローラーの粘着力により検査ローラーが移動し、
粘着ローラーの粘着力が充分である場合には検査ローラーのシャフトの位置がセンサーの基準位置に達しないためセンサーは検知情報を発せず、
粘着ローラーの粘着力が低下して不充分となった場合には検査ローラーのシャフトの位置がセンサーの基準位置に達してセンサーは検知情報を発し、粘着ローラーを交換すべき時期であることを知らせることを特徴とする粘着ローラー交換時期検知方法である。

本発明によれば、異物除去を行う粘着ローラーの粘着力をチェックする手段を備えたことにより、粘着フィルムの最適な交換時期の算出を行うことができる。これにより、早く交換することで起こる粘着フィルムの無駄発生の抑制、逆に遅く交換することで起こる目標の性能以下での異物除去の実施を避けることができるので、異物除去性能の保証、およびフィルム製品の品質保証が可能となる。

異物除去装置に用いる粘着ローラーの概略図。 本発明の一実施形態における異物除去工程の概略側面図。 本発明の一実施形態におけるごみとりローラーと粘着ローラーおよび検査ローラーの正面図。 本発明の一実施形態における粘着ローラー、および検査ローラーの側面図。 本発明の一実施形態における粘着ローラー、および検査ローラーの移動後の状態を示す側面図。

以下に、本発明の一実施形態について説明する。なお、本発明はこの実施形態にのみ限定されるものではなく、同様な技術思想に基づく限り様々な実施形態を含むものである。

＜異物除去工程＞
図２は本実施形態における異物除去工程を示す概略側面図である。
図２に示すように、フィルム２１はロールｔｏロール搬送により図の左端から搬送方向２２に示す方向に搬送されている。搬送ローラー２３はこの図では３台あり、搬送されるフィルム２１をそれぞれの位置で支持しながら、３台の搬送ローラー２３がそれぞれ回転して上流工程（図の左側）から下流工程（図の右側）へとフィルム２１を搬送する。

図２の中央の一段高くなっている部分が異物除去工程である。異物除去を行う工程では、中央の搬送ローラー２３がフィルム２１を支持している箇所にゴミとりローラー２６を押し当てて回転させることにより、搬送ローラー２３に対して外側であるフィルム２１の表面の異物除去を実施する。ごみとりローラーはフィルム表面の異物を転写するために、ある程度の弾性と吸着性のあるものがよく、例えばエラストマーローラーを用いることができる。

次にゴミとりローラー２６の上面に対して粘着ローラー２４を押し当てて回転させることにより、ごみとりローラー２６に付着した異物を粘着ローラー２４の表面の粘着フィルムに転写して移しとる。これにより、異物は粘着ローラー２４の表面に溜まっていく。

そして次に、粘着ローラー２４に対して検査ローラー２５を押し当てて回転させることにより、粘着ローラー２４の粘着力のチェックを行う。粘着力の詳細なチェック工程については後述する。

＜ごみとりローラー＞
図３は本実施形態のごみとりローラー２６と粘着ローラー２４、および検査ローラー２５の正面図である。図３に示すように、ごみとりローラー２６はシャフト３４の両側を支持するごみとりローラー支持台３１によって支持されている。なお、ごみとりローラー支持台３１とごみとりローラー２６はベアリング機構などにより接続されており、ローラーが回転してもその支持部は空転するようになっている。

＜粘着ローラー＞
ごみとりローラー２６の上部に粘着ローラー２４を配置して、ごみとりローラー２６から表面の異物を移し取る。粘着ローラー２４はシャフト３３を介して粘着ローラー支持台３２によって支持されており、粘着ローラー支持台３２はシャフト３３の支持部分にベアリング機構などを使用して粘着ローラー２４が回転しても支持台は空転するようになっている。

＜検査ローラー＞
粘着ローラー２４の粘着力のチェックを実施したい円周位置には、検査ローラー２５が設置されている。なお、検査ローラー２５は図３では粘着ローラー２４の中央に配置しているが、端部でも問題はない。検査ローラー２５とシャフト３７は、ベアリングのような空転する機構を介してシャフト支持台および粘着力測定部３８で支持される。

＜粘着力の測定機構＞
図４は本実施形態の粘着ローラー２４と検査ローラー２５の側面図である。
図４において、図３で示したシャフト支持台および粘着力測定部３８の詳細部分を記載している。シャフト支持台および粘着力測定部３８に当たる部分には、シャフト支持ガイド４４、ばね台座４５、ばね４６、ガイド４７、センサ４８、垂直スライダ４１０が配置されている。

図４において、検査ローラー２５を保持しているシャフト３７は、水平方向（図４の左右方向）に自由度を持ち、垂直方向（図４の上下方向）に少しスペースの空いたシャフト支持ガイド４４によって支持されている。

このシャフト支持ガイド４４に支持された状態で、検査ローラー２５が粘着ローラー２４の表面の粘着力と回転によって受ける力の方向は、シャフトが受ける力４１で示した矢印方向の水平成分となる。

そのためシャフト３７および検査ローラー２５はシャフトが受ける力４１の方向に移動を行うが、シャフト３７を受けるガイド４７には、その移動とは反対方向に力をかけるためにばね４６を設けている。
これにより、シャフトが受ける力４１によってシャフト３７が移動した移動量だけ、ばね４６が縮む。シャフトが受ける力４１は前述したように粘着ローラー２４の粘着力により生じたものなので、粘着ローラー２４の粘着力が充分大きい場合はシャフト３７の大きな移動量が得られ、逆に粘着力が弱まっていくにつれて移動量が少なくなる。

なお、ばね４６のばね定数は、粘着ローラー２４が異物除去に必要とする粘着力の範囲において十分にシャフト３７の移動量が得られる値とする。

シャフト支持台および粘着力測定部３８にはセンサ４８が設置されており、このセンサ３８は例えば光センサを用いることができ、図４に示す方向にセンサ光線４９を射出して、シャフト３７がこのセンサ光線４９を横切った場合にこれを感知して信号情報を発するようになっている。これにより、シャフト３７の移動位置がリアルタイムで検知できる。なお、センサ４８の検知方式は光センサに限定しない。たとえば変位センサのようなものでも良く、適宜選択してよい。

粘着ローラー２４の粘着力がある一定の粘着力まで下がったら、それに対応して検査ローラー２５とシャフト３７の移動量がある位置まで減少する。ここで、センサ４８で検知するシャフト３７の位置は、粘着ローラー２４が目標の異物除去性能を出すのに必要な粘着力を下回った場合に出力されるシャフト３７の位置を基準値として予め設定する。そして設置したセンサ４８がその基準値を検知したタイミングを、粘着ローラー２４の最表面の粘着シートの交換時期とする。
このようにして、粘着ローラーの粘着力の低下を検知することができ、粘着フィルムの最適な交換時期を知り、直ちに対処することが可能になる。

＜粘着力測定時の状態＞
ここで、検査ローラー２５による粘着ローラー２４の粘着力測定時の状態変化について詳しく説明する。
粘着ローラー２４の粘着力により検査ローラー２５及びシャフト３７が移動する方向は、前述のシャフトが受ける力４１で示される水平方向の力に加え、実際には検査ローラー２５及びシャフト３７の自重が、下向き即ち垂直方向の力としてかかる。
これに対し図４に示すように、シャフト支持台および粘着力測定部３８には垂直スライダ４１０によって垂直方向に移動できる機構を有している。

検査ローラー２５は粘着ローラー２４に接しているため、検査ローラー２５及びシャフト３７の自重による下向きの力には粘着ローラー２４からの反発力が働き、釣り合う状態になっている。しかし前述のように粘着ローラー２４の表面の粘着力と回転による力により検査ローラー２５が水平方向に移動すると、検査ローラー２５と粘着ローラー２４の接点も水平方向にずれていく。

その際に検査ローラー２５及びシャフト３７の自重による下向きの力も常に働いているので、図５に示すように検査ローラー２５が図の斜め左下方向にわずかに移動する。
このとき検査ローラー２５と粘着ローラー２４の接点は、検査ローラー２５の表面のやや右下の位置にずれることで、検査ローラー２５と粘着ローラー２４とは常に接した状態である。そして粘着ローラー２４の表面の接着性が低下するに従って、図４に示す状態に近づく。

また、粘着ローラー２４は表面の粘着フィルムを剥がしていくうち、粘着フィルムの減りによって次第に直径が小さくなる。しかしながらシャフト支持台および粘着力測定部３８は、前述のように垂直スライダ４１０によって粘着力測定部移動方向４１１、すなわち垂直方向に自由度を持っているので、検査ローラーの自重により検査ローラー２５に常に接している。

本発明により、種々のフィルム製造を行う場合に、異物除去を行う粘着ローラーの粘着力を動作中にチェックすることにより粘着ローラーの粘着フィルムの最適な交換時期の算出を行い、早く交換することで起こる粘着フィルムの無駄発生の抑制、遅く交換することで起こる目標の性能以下での異物除去の実施を避けることが出来る。

１１…粘着ローラー（粘着フィルム）
１２…ミシン目
２１…フィルム
２２…搬送方向
２３…搬送ローラー
２４…粘着ローラー（粘着フィルム）
２５…検査ローラー
２６…ゴミとりローラー
３１…ゴミとりローラー支持台
３２…粘着ローラー支持台
３３、３４、３７…シャフト
３８…シャフト支持台および粘着力測定部
４１…シャフトが受ける力
４４…シャフト支持ガイド
４５…ばね台座
４６…ばね
４７…ガイド
４８…センサ
４９…センサ光線
４１０…垂直スライダ
４１１…粘着力測定部移動方向

Claims (3)

1. フィルム表面に付着する異物を除去するための異物除去装置であって、
   フィルムを搬送する搬送ローラーと、
   搬送ローラーにフィルムを介して接触し押し当てて回転させることによりフィルム表面の異物を転写するゴミとりローラーと、
   ゴミとりローラーに接触し押し当てて回転させることによりゴミとりローラー表面の異物を転写し保持する粘着ローラーと、
   粘着ローラーに接触し押し当てて粘着ローラーの粘着力を判定するための検査ローラーとを少なくとも備え、
   検査ローラーはその中心軸を貫通して両端方向に延伸するシャフトにより保持されており、シャフトの少なくとも一方の端にはシャフト支持台を備え、
   シャフト支持台は、検査ローラーを粘着ローラーの粘着力に応じて水平方向および垂直方向に各々移動させる移動機構と、検査ローラーの移動量に応じてその移動方向に対する応力が変化するばね機構と、シャフトの位置を検知するセンサー機構とを備えていることを特徴とする異物除去装置。
2. 前記センサー機構が、光線を用いて非接触で検知する光センサーを有することを特徴とする、請求項１に記載の異物除去装置。
3. 異物除去に使用する粘着ローラー表面の粘着力を判定して、粘着力が低下した際に粘着ローラー表面を交換する時期を検知する粘着ローラー交換時期検知方法であって、
   前記請求項１または２に記載の異物除去装置を用い、
   センサー機構が検知する位置を、粘着ローラーの粘着力の低下により交換すべき時期を示す交換指示位置として予め設定しておき、
   異物除去装置を動作させることで粘着ローラーの粘着力により検査ローラーが移動し、
   粘着ローラーの粘着力が充分である場合には検査ローラーのシャフトの位置がセンサーの基準位置に達しないためセンサーは検知情報を発せず、
   粘着ローラーの粘着力が低下して不充分となった場合には検査ローラーのシャフトの位置がセンサーの基準位置に達してセンサーは検知情報を発し、粘着ローラーを交換すべき時期であることを知らせることを特徴とする粘着ローラー交換時期検知方法。

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