JP4142231B2 - 帯状シート材の表面処理装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プラスチックフィルム、金属箔、不織布、織編物及びこれらの複合体などの帯状シート材を走行させ、その走行経路中においてプラズマやＣＶＤ、スパッタ等によって該シート材の表面を改質したり、該表面に金属膜、セラミック膜、有機膜等の膜を成膜するなどの各種の表面処理を行なう、帯状シート材の表面処理装置に関する。この表面処理装置は、太陽電池や、液晶用表面ディスプレイ板、ガラスに貼り付ける曇り防止や赤外線防止、紫外線防止用のフィルムなどの各種の機能性フィルムの製造に好適に用いられるものである。
【０００２】
【従来の技術】
フィルムや金属薄などの連続して走行する帯状シート材に対してプラズマ等による表面改質処理や、スパッタ法、プラズマＣＶＤ法等による成膜処理などの表面処理を行う表面処理装置において、シート材をその幅方向が鉛直方向となるように走行させることは、水平に走行させる場合に比べて、処理電極の汚れがシート材上や他の電極上に落下するのを防止するために有効な手段である。
【０００３】
しかしながら、帯状シート材を鉛直方向に走行させることは、単に水平走行タイプの装置を９０°回転させればよいというものではない。例えば、シート材の巻物体を巻取軸から取り外すときには、水平走行タイプと異なり直ちにシート材をカットすることができない。直ちにカットすると、ロール間にかけられた走行系のシート材のテンションがなくなることから、シート材が直ちに落下してしまうという問題がある。
【０００４】
また、シート材がロール間にかかっている状態で、停電やトラブルにより装置への通電が断たれたとき、走行系のシート材のテンションがゼロ又は緩くなって、シート材が落下してしまうという問題がある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、このような点に鑑みてなされたものであり、帯状シート材を鉛直方向に走行させて表面処理を行う表面処理装置において、第１に、巻出軸や巻取軸でシート材の巻物体を取り替えるときにおける走行系のシート材の落下を防止することを目的とし、第２に、停電やトラブルにより通電が断たれた時におけるシート材の落下を防止することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記第１の課題を解決する本発明の請求項１記載の帯状シート材の表面処理装置は、ロール軸を鉛直方向に向けて配した複数のロールにより、巻出軸から巻取軸まで、帯状シート材をその幅方向が鉛直方向となるように連続走行させつつ、該シート材に対して表面処理を行なう表面処理装置において、前記巻出軸の直後と前記巻取軸の直前にそれぞれガイドロールが配され、これらガイドロールに対しそれぞれ押圧部材が設けられ、該押圧部材が、前記巻出軸又は前記巻取軸でのシート材の巻物体の取り替え時に、各ガイドロール上のシート材を押圧して当該ガイドロールの側面との間で該シート材を保持することを特徴とする。
【０００７】
この表面処理装置において、巻出軸や巻取軸でシート材の巻物体を取り替えるときには、まずシート材の走行を止め、巻出軸と巻取軸との間のシート材にテンションがかかっている状態で、上記の各ガイドロールにおいて押圧部材を動作させてガイドロール上のシート材を押圧する。これにより、巻出し側のガイドロールと巻取り側のガイドロールとの間にシート材がテンションのかかった状態に保持される。その後、巻出軸又は巻取軸とガイドロールとの間でシート材を切断して、シート材の巻物体を取り替える。以上より、ロール間にかかっているシート材のテンションを保持したまま、巻物体の取り外し及び取り付けの作業をすることができ、走行系のシート材の落下を防止することができる。
【０００８】
この表面処理装置においては、請求項２記載のように、押圧部材が回転の制限されたプレスロールであることが好適である。
【０００９】
また、請求項３記載のように、前記巻出軸及び前記巻取軸の下端部に、前記シート材の巻物体の下面を支持してその落下を防止する係止部材を着脱自在に設けることが好適である。
【００１０】
上記第２の課題を解決する本発明の請求項４記載の帯状シート材の表面処理装置は、ロール軸を鉛直方向に向けて配した複数のロールにより、巻出軸から巻取軸まで、帯状シート材をその幅方向が鉛直方向となるように連続走行させつつ、該シート材に対して表面処理を行なう表面処理装置において、前記巻出軸と前記巻取軸に対しそれぞれ押圧部材が設けられ、該装置への通電オフ（ＯＦＦ）の信号により、前記押圧部材が前記巻出軸と前記巻取軸におけるシート材の巻物体の側面をそれぞれ押圧して該巻物体の表層のシート材を保持するとともに、前記巻出軸と前記巻取軸の回転が制限されることを特徴とする。
【００１１】
この表面処理装置においては、ロール間にシート材がかかった状態で停電やトラブルなどにより装置への通電が断たれたとき、その通電ＯＦＦの信号により、巻出軸と巻取軸において、押圧部材がシート材の巻物体の側面を押圧して表層のシート材を保持するとともに、巻出軸と巻取軸の回転が制限されてシート材の張力に対する戻りを防止することができる。そのため、停電やトラブルによる通電ＯＦＦ時に、ロール間にかけられた走行系のシート材のテンションを維持してその落下を防止することができるとともに、巻出軸及び巻取軸の巻物体におけるシート材の落下も防止することができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の１実施形態に係る表面処理装置を図面に基づいて説明する。
【００１３】
図１は、本発明の第１の実施形態に係る帯状シート材Ｗの表面処理装置１０の平面断面図、図２は、図１のII−II線断面における同装置１０の縦断面図である。
【００１４】
本実施形態の表面処理装置１０は、帯状シート材Ｗをその幅方向が鉛直方向となるように連続走行させながら、スパッタやプラズマＣＶＤによってシート材Ｗの表面に薄膜を付着させる成膜装置であり、図２に示すように、真空状態に保持された真空槽１２と、その下方に配された大気圧雰囲気の機械室１４とよりなる。
【００１５】
真空槽１２は、帯状シート材Ｗの巻物体１６，１８を出し入れするために、前面１２ａが開閉可能に形成されている。真空槽１２内部には、この前面１２ａに近接させて、シート材料Ｗの巻出し部２０と巻取り部２２とが左右に並んで設けられている。
【００１６】
巻出し部２０と巻取り部２２には、シート材Ｗの巻物体１６，１８がその軸方向を鉛直方向に向けて保持されるよう構成されている。詳細には、巻出軸２４及び巻取軸２６となる巻物体１６，１８の円筒状コア２５の両端を締め付けることにより保持するテーパーコーン２８，３０が、図２に示すように、上下に対向して配設されている。下側のテーパーコーン３０の軸は、下方の機械室１４内に突出し、そこでコア駆動モータ部３２に接続されている。上側のテーパーコーン２８は、真空槽１２の上面に配されたコアセット機構３４に接続されて、該機構３４により上下に移動することで、コア２５を締付保持し、また解放するようになっている。
【００１７】
真空槽１２の後部には、大径の駆動ロール３６が、その軸方向を鉛直方向に向けて配設されており、また、この駆動ロール３６に沿って走行するシート材Ｗと相対するように、真空槽１２の左右両側面及び後面には成膜処理するための電極３８ａ，３８ｂ，３８ｃが配されている。すなわち、駆動ロール３６は、複数の電極、ここでは３つの電極３８ａ〜ｃにより左右及び後方の三方で取り囲まれており、シート材Ｗがこの駆動ロール３６に沿って走行する際に対向配置された３つの電極３８ａ〜ｃにより順次に薄膜が積層されるようになっている。
【００１８】
駆動ロール３６は、巻出し部２０から巻取り部２２までシート材Ｗを搬送させるための搬送ロールであるとともに、ロール側面に沿って走行しつつ電極３８ａ〜ｃにより成膜処理されるシート材Ｗを冷却又は加熱するための冷却ロール又は加熱ロールでもある。駆動ロール３６の回転軸は、下端が下方の機械室１４内に突出してそこで駆動モータ４０に接続されており、上端が軸受４２で支持されている。駆動ロール３６は、正転Ｆ及び逆転Ｒが可能に形成されており、逆転Ｒさせた場合、巻出し部２０が巻取り部となり、巻取り部２２が巻出し部となる。
【００１９】
電極３８ａ〜ｃの周囲には真空槽１２の壁面から仕切壁４４が突出形成されており、この仕切壁４４により駆動ロール３６の側面と各電極３８ａ〜ｃとの間に処理室４６ａ〜ｃがそれぞれ仕切り構成されている。なお、電極３８ａ〜ｃは、それぞれ真空槽１２の扉４８に取り付けられており、扉４８を開いて電極のメンテナンスができるようになっている。
【００２０】
巻出し部２０と駆動ロール３６との間には、回動自在の第１ガイドロール５０と、巻出し部２０にセットした巻物体１６からシート材Ｗを繰り出すための繰出ロール５２とが配されており、巻出し部２０から後方に繰り出されたシート材Ｗが、第１ガイドロール５０で内側に略直角に向きを変えて、繰出ロール５２から後方の駆動ロール３６に繰り出されるようになっている。なお、繰出ロール５２には、プレスロール５３が対向配置され、このプレスロール５３で繰出ロール５２上のシート材Ｗがずれないように押さえつけている。
【００２１】
また、巻取り部２２と駆動ロール３６との間には、回動自在の第２ガイドロール５４と、走行するシート材Ｗの下方へのズレを矯正する矯正ロール５６とが配されており、駆動ロール３６から搬送されたシート材Ｗが、その前方の矯正ロール５６で外側に向きを変え、さらに第２ガイドロール５４で前方に向きを変えられて巻出し部２２で巻き取られるようになっている。
【００２２】
これらのロール５０，５２，５４，５６も、真空槽１２内においてロール軸を鉛直方向に向けて配設されている。詳細には、第１及び第２ガイドロール５０，５４は、図２に示すように、真空槽１２の床面と天井面にそれぞれ設けた軸受５８，５９に支持されている。繰出ロール５２は、駆動ロール３６と同様に、ロール軸の下端が下方の機械室１４内に突出してそこで駆動モータ（不図示）に接続されており、上端が軸受（不図示）で支持されている。矯正ロール５６は、図２に示すように、真空槽１２の床面と天井面にそれぞれ設けた軸受６０，６１に支持されている。
【００２３】
ここで、矯正ロール５６は、シート材Ｗがロール側面に対して周方向に所定の距離接触して通過することで、シート材Ｗの走行方向をロール側面に沿って変える回動自在のロールであり、ロール５６に対し進入側のシート面Ｗｉと離脱側のシート面Ｗｏとの間を略二等分する平面Ｐ内において、ロール軸５６ａの上方がシート材Ｗの非接触側に傾くように傾斜可能に構成されている。このように傾斜させることにより、駆動ロール３６を正転Ｆさせた場合にも、逆転Ｒさせた場合にも、矯正ロール５６を通過する際にシート材Ｗを上方に持ち上げて、シート材Ｗの下方へのズレを矯正することができる。
【００２４】
符号６２は、巻物体１６，１８の取り替え時にガイドロール５０，５４上のシート材Ｗを押圧してそのロール側面との間でシート材Ｗを保持する押圧部材であり、第１及び第２ガイドロール５０，５４に対してそれぞれ設けられている。図３に示すように、押圧部材６２は、ガイドロール５０，５４に対向配置されたプレスロールよりなり、自身のロール側面とガイドロール５０，５４のロール側面との間に走行系のシート材Ｗを挟持できるように構成されている。また、第１ガイドロール５０と第２ガイドロール５４との間にシート材Ｗをテンションのかかった状態で保持するために、押圧部材６２は、回転の制限された、即ち、上記走行系のシート材Ｗのテンションにより簡単に回転しない程度の回転の重いロールで構成されている。また、このロールは、シート材Ｗを良好に保持するためにロール側面がゴムで形成されたゴムロールである。
【００２５】
図３に示すように、押圧部材６２は、鉛直方向に向けたそのロール軸６２ａが上下の連結板６８を介して鉛直な回動軸６６に支持されており、この回動軸６６の回動により、ガイドロール５０，５４から離れた状態から接近してガイドロール５０，５４上のシート材Ｗを押圧し、また、その状態から回動軸６６を反対に回動させることにより、ガイドロール５０，５４から離れてシート材Ｗの押圧を解除するようになっている。
【００２６】
符号６４は、装置への通電ＯＦＦの信号により、巻出し部２０と巻取り部２２の巻物体１６，１８の側面をそれぞれ押圧して該巻物体の表層のシート材を保持する押圧部材であり、巻出し部２０と巻取り部２２に対しそれぞれ設けられている。この押圧部材６４は、図４に示すように、巻物体１６，１８に対向配置されたプレスロールよりなり、自身のロール側面で巻物体１６，１８の側面を押圧することにより、走行系のシート材Ｗをテンションのかかった状態で保持するようになっている。そのため、上記押圧部材６２と同様、回転の制限されたゴムロールで構成されている。
【００２７】
また、押圧部材６４は、図４に示すように、上記押圧部材６２と同様、鉛直方向に向けたそのロール軸６４ａが上下の連結板７２を介して鉛直な回動軸７０に支持されており、この回動軸７０の回動により、巻物体１６，１８に接近してその側面を押圧し、また、巻物体１６，１８から離れて該押圧を解除できるよう構成されている。回動軸７０は、この実施形態では、エア圧を利用することにより押圧部材６４を押圧方向に動作させるようになっている。詳細には、装置１０への通電時に閉、通電ＯＦＦにより開く不図示の電磁弁を用いて、通電ＯＦＦの信号により該電磁弁を開いて不図示のエアシリンダにエアを送り、そのエア圧で回動軸７０が回動して、押圧部材６４が巻物体１６，１８をプレスするようになっている。
【００２８】
巻出軸２４と巻取軸２６は、装置１０への通電ＯＦＦの信号により、回転が制限されるように、即ちブレーキがかかるように構成されている。詳細には、各軸２４，２６を支持する下側のテーパーコーン３０を駆動するために機械室１４に設けられたコア駆動モータ部３２において、テーパーコーン３０の軸部分を電磁クラッチ又はエアクラッチを利用して、通電ＯＦＦ時にブレーキがかかるよう構成している。
【００２９】
符号７４は、巻物体１６，１８の下面を支持してその落下を防止する係止部材であり、コア２５の下端部に着脱自在に取り付けられている（図５（ａ）参照）。鉛直に立てられた巻物体１６，１８は、走行系のシート材Ｗとの接続前や切断後のような走行系のシート材Ｗと分離した状態では、図５（ｄ）に示すように、端をテープ７３で固定した場合でも、シート材の自重により外周側がズレ落ちてタケノコ状になってしまう。そのため、巻物体１６，１８の取り外し前及び取り付け前に係止部材７４を取り付けることにより、シート材のズレ落ちを防止して、安定した巻状態が得られる。
【００３０】
この係止部材７４は、図５（ｂ）（ｃ）に示すように、コア２５の下端部にボルトなどの固定具７５で取付固定されている。詳細には、簡単に着脱できるように係止部材７４は割れ目７４ａで２つに分割可能に形成されており、この２つ割の係止部材７４を、割れ目７４ａを開いてコア２５にはめ、割れ目７４ａを合わせてボルト７５で締め付けるようになっている。
【００３１】
図６には、巻出し部２０に巻物体１６を取り付け、また、巻取り部２２から巻物体１８を取り外すための基材装着治具７６を示している。この装着治具７６は、下面に４つの車輪７８を有する走行台８０と、巻物体１６，１８のコア２５の両端を掴んで保持する腕部８２と、腕部８２を走行台８０上に支持するために走行台８０の上面から立設された壁状の支持部８４とを備えてなる。
【００３２】
腕部８２は、支持部８４の前面に上下及び左右に移動可能に配された移動板８８と、この移動板８８の前面中央部から前方に突出する回転軸８６とを介して支持部８４に取り付けられている。詳細には、腕部８２は、コア２５の両端部を掴むために対向配置された一対の掴持部８２ａ，８２ｂと、両掴持部８２ａ，８２ｂを連結する連結部８２ｃとよりなる略コ字状をなし、この連結部８２ｃの中央部で回転軸８６の前端に固定されている。
【００３３】
また、走行台８０上に立設された支持部８４は、鉛直な状態から前後に所定角度だけ傾斜可能に構成されている。
【００３４】
この基材装着治具７６を用いて巻出し部２０に巻物体１６を装着する際には、不図示の収納部に水平な姿勢で収納された未処理の巻物体１６に係止部材７４を取り付け、この巻物体１６を、基材装着治具７６の腕部８２でコア２５の両端を掴むことにより保持して、回転軸８６で回転させて鉛直に立てる。次いで、走行台８０を走行させて巻出し部２０の位置まで運び、そこで、移動板８８を上下左右に動作させて位置を微調整しながら、図６（ｂ）に示すようにコア２５の下端を下側のテーパーコーン３０上に載せる。次いで、支持部８４の前後に傾けることによりコア２５の軸の傾きを前後方向で微調整したり、移動板８８の左右方向への移動によりコア２５の位置を左右方向で微調整したりしながら、上側のテーパーコーン２８を降ろしてコア２５の上端を押さえる。
【００３５】
この基材装着治具７６であると、巻物体１６を巻出し部２０に装着する際に、コア２５の微妙な位置調整が可能であるため、巻物体１６の装着作業が容易である。巻取り部２２から巻物体１８を取り外す際にも同様に腕部８２の位置を微調整して巻物体１８を容易に掴むことができる。
【００３６】
本実施形態の処理装置１０において、巻物体１６，１８を取り替える手順は以下の通りである。まず、巻出し部２０において巻物体１６が終端まで巻き出される直前で、駆動ロール３６及び繰出ロール５２の駆動を停止し、同時に巻出軸２４と巻取軸２６の駆動を停止し、シート材Ｗのテンションを保持した状態で、巻出軸２４と巻取軸２６の駆動源に付帯するブレーキ機構を作動させて走行しているシートＷを止める。次いで、押圧部材６２で第１及び第２ガイドロール５０，５４上のシート材Ｗを押圧して両ガイドロール５０，５４間にシート材Ｗをテンションのかかった状態に保持する。その後、巻取り部２２の巻物体１８に係止部材７４を取り付ける。なお、巻出し部２０の巻物体１６に、未だ相当長のシート材Ｗが巻き出されずに残っている場合には、巻出軸２４においても係止部材７４を取り付けて、残りの巻物体がタケノコ状となるのを防ぐことが好適である。次いで、巻出し部２０においては、巻出軸２４と第１ガイドロール５０との間でシート材Ｗを切断した後に、シート材Ｗの巻き出されたコア２５を取り除く。そして、基材装着治具７６を用いて係止部材７４付きの新しい巻物体１６を巻出軸２４にセットし、先の巻物体の切断端に新しい巻物体１６の端をテープなどで接続する。一方、巻取り部２２においては、巻取軸２６と第２ガイドロール５４との間でシート材Ｗを切断した後に、基材装着治具７６を用いて巻物体１８を取り出し、その後、巻取軸２６に空のコア２５をセットして、押圧部材６２で保持されたシート材Ｗの切断端をコア２５にテープなどで貼り付ける。その後、巻出軸２４と巻取軸２６を駆動させてシート材Ｗにテンションをかけ、いつでもシート材Ｗを巻出し又は巻取りのできる状態のテンションを保持した状態で、巻出軸２４の係止部材７４を取り外して、押圧部材６２を解除する。その後、駆動ロール３６及び繰出ロール５２を駆動させてシート材Ｗを走行させ、表面処理を再開する。
【００３７】
このように巻出し部２０と巻取り部２２とで同時に巻物体１６，１８を取り替える代わりに、別々に取り替えるようにしてもよい。その場合、まず、巻出し部２０で新しい巻物体１６に取り替えて、シート材Ｗを走行させて表面処理を再開した後、新しい巻物体１６の始端が巻取り部２２に来たときに走行を停止して、巻取り部２２の巻物体１８を取り替えるようにすればよい。
【００３８】
以上よりなる本実施形態の表面処理装置１０によれば、巻出し部２０の直後と巻取り部２２の直前の２つのガイドロール５０，５４間にかかっているシート材Ｗのテンションを保持したまま、巻物体１６，１８の取り外し及び取り付けの作業をすることができ、走行系のシート材Ｗの落下を防止することができる。
【００３９】
また、この表面処理装置１０であると、シート材Ｗの走行中または停止中など、ロール間にシート材Ｗがかかった状態で停電やトラブルなどにより装置への通電が断たれたとき、その通電ＯＦＦの信号により、巻出し部２０と巻取り部２２において、押圧部材６４がシート材Ｗの巻物体１６，１８の側面を押圧するとともに、巻出軸２４と巻取軸２６の回転が制限されるので、走行系のシート材Ｗのテンションを維持してその落下を防止することができるとともに、巻物体１６，１８からのシート材の落下を防止することができる。
【００４０】
【発明の効果】
本発明の請求項１の表面処理装置によれば、帯状シート材を鉛直方向に走行させて表面処理を行う表面処理装置において、巻出軸や巻取軸でシート材の巻物体を取り替える際の走行系のシート材の落下を防止することができる。
【００４１】
また、請求項４の表面処理装置によれば、帯状シート材を鉛直方向に走行させて表面処理を行う表面処理装置において、停電やトラブルにより装置への通電が断たれた際のシート材の落下を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る表面処理装置の平面断面図である。
【図２】図１のII−II線断面図である。
【図３】同実施形態におけるガイドロール近傍の斜視図である。
【図４】同実施形態における巻出し部または巻取り部の斜視図である。
【図５】（ａ）は同実施形態における巻物体の係止部材を示す縦断面図、（ｂ）は同係止部材の斜視図、（ｃ）は同係止部材の水平半断面図、（ｄ）は巻物体のシート材がズレてタケノコ状になったところを示す斜視図である。
【図６】（ａ）及び（ｂ）は、上記実施形態の処理装置に用いる基材装着治具の斜視図である。
【符号の説明】
１０……表面処理装置
１６，１８……巻物体
２０……巻出し部
２２……巻取り部
２４……巻出軸
２６……巻取軸
５０……第１ガイドロール
５４……第２ガイドロール
６２……ガイドロールに対する押圧部材
６４……巻取・巻出軸に対する押圧部材
７４……係止部材
Ｗ……帯状シート材

Claims (4)

1. ロール軸を鉛直方向に向けて配した複数のロールにより、巻出軸から巻取軸まで、帯状シート材をその幅方向が鉛直方向となるように連続走行させつつ、該シート材に対して表面処理を行なう表面処理装置において、
   前記巻出軸の直後と前記巻取軸の直前にそれぞれガイドロールが配され、
   これらガイドロールに対しそれぞれ押圧部材が設けられ、
   該押圧部材が、前記巻出軸又は前記巻取軸でのシート材の巻物体の取り替え時に、各ガイドロール上のシート材を押圧して当該ガイドロールの側面との間で該シート材を保持する
   ことを特徴とする表面処理装置。
2. 前記押圧部材が回転の制限されたプレスロールである
   ことを特徴とする請求項１記載の表面処理装置。
3. 前記巻出軸及び前記巻取軸の下端部に、前記シート材の巻物体の下面を支持してその落下を防止する係止部材を着脱自在に設けた
   ことを特徴とする請求項１記載の表面処理装置。
4. ロール軸を鉛直方向に向けて配した複数のロールにより、巻出軸から巻取軸まで、帯状シート材をその幅方向が鉛直方向となるように連続走行させつつ、該シート材に対して表面処理を行なう表面処理装置において、
   前記巻出軸と前記巻取軸に対しそれぞれ押圧部材が設けられ、
   該装置への通電オフの信号により、前記押圧部材が前記巻出軸と前記巻取軸におけるシート材の巻物体の側面をそれぞれ押圧して該巻物体の表層のシート材を保持するとともに、前記巻出軸と前記巻取軸の回転が制限される
   ことを特徴とする表面処理装置。

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