JP5635031B2

JP5635031B2 - 皺取り装置

Info

Publication number: JP5635031B2
Application number: JP2012072019A
Authority: JP
Inventors: 史朗増田
Original assignee: ヒラノ技研工業株式会社
Priority date: 2012-03-27
Filing date: 2012-03-27
Publication date: 2014-12-03
Anticipated expiration: 2032-03-27
Also published as: JP2013204170A; CN103358538B; KR101682739B1; CN103358538A; KR20130109901A

Description

本発明は、長尺状のウエブの皺を取る皺取り装置に関するものである。

従来より、原反を加熱ドラムに接触させて皺を取る皺取り装置が提案されている。この皺取り装置は、原反を加熱ドラムを経て走行させることにより、原反に生じている皺を取る装置である（例えば、特許文献１参照）。

特開平４−２４０２６０号公報

最近の液晶表示装置などにおいては、光学フィルムが使用され、この光学フィルムを製造する際に、長尺状のフィルムを縦方向に延伸させる場合がある。フィルムを縦方向に延伸するときに、フィルムの縦方向に沿って皺が生じる場合がある。しかし、このようなフィルムに生じた皺は、上記皺取り装置を用いても、取り除くことができないという問題点があった。

そこで、本発明は上記問題点に鑑み、走行するウエブに生じた皺を取り除くことができる皺取り装置を提供することを目的とする。

本発明は、走行するウエブへ回転しながら押し当てられる皺取りロールを有し、前記皺取りロールの回転方向が、前記ウエブを押し当てる部分において前記ウエブの走行方向と同じ方向であり、前記皺取りロールの温度が、前記ウエブの温度以上であり、前記皺取りロールの回転速度を、前記ウエブの走行速度より早くして、前記ウエブに対し熱を与えつつ速度が速い分だけ前記ウエブを押圧し、前記皺取りロールの表面に凹凸を形成することにより、前記凹凸と前記ウエブとの間に空気を侵入させ、前記ウエブが前記皺取りロールに対し滑る状態とする、皺取り装置である。

本発明の皺取り装置によれば、走行するウエブの走行速度よりも速い回転速度で回転する皺取りロールが、ウエブの温度より高く加熱され、かつ、速い回転速度で回転するため皺を取り除くことができる。

本発明の一実施形態を示す延伸システムの説明図である。予熱皺取りロールの側面から見た図である。予熱皺取りロールを平面から見た図である。予熱皺取りロールの表面の拡大図である。

以下、本発明の一実施形態のウエブＷの皺取り装置について図１〜３に基づいて説明する。

ウエブＷは、合成樹脂製のフィルムであり、例えばリチウムイオン電池に使われるセパレータであって、ポリプロピレン、ポリエチレンなどよりなる。ウエブＷの幅は、例えば３００〜５００ｍｍである。

本実施形態の皺取り装置は、光学フィルムなどの長尺状のウエブＷを縦方向に加熱しながら延伸させる延伸システム１０に組み込まれている。

図１に示すように、延伸システム１０は、ウエブＷの巻出し装置１２、縦延伸装置１４、予熱装置１６、加熱縦延伸装置１８、固定装置２０、冷却装置２２、及び、巻取り装置２４から構成されている。延伸システム１０は、ウエブＷの走行速度を１０ｍ／分から３０ｍ／分に上げる間に、ウエブＷを加熱しつつ縦方向に延伸させる。以下、順番に各装置１２〜２４について説明する。

（１）巻出し装置１２と縦延伸装置１４
まず、巻出し装置１２と縦延伸装置１４について図１と図３に基づいて説明する。

巻出し装置１２は、芯２６に縦延伸を行うためのウエブＷが巻き付けられ、この巻出し装置１２から巻出し速度Ｖ０で縦延伸装置１４へ巻き出される。巻出し速度Ｖ０としては、例えば１０ｍ／分である。

縦延伸装置１４は、ガイドロール２８、第１延伸ロール３０、第２延伸ロール３２、第３延伸ロール３４及び第４延伸ロール３６とから構成されている。ガイドロール２８、第１延伸ロール３０〜第４延伸ロール３６の温度は、室温（例えば、２０℃〜３０℃）であって、加熱や冷却はされていない。また、各ロール２８〜３６の軸方向の長さは、例えば６００ｍｍである。

ガイドロール２８は、巻出し装置１２から巻き出されたウエブＷを走行速度Ｖ０で第１延伸ロール３０に案内する。

回転速度Ｖ１（但し、Ｖ１＞Ｖ０である）で回転している第１延伸ロール３０は、走行速度Ｖ０のウエブＷを上方に引っ張って縦方向に延伸し、また、ウエブＷの走行速度をＶ１に上げる。

回転速度Ｖ２（但し、Ｖ２＞Ｖ１である）で回転している第２延伸ロール３２は、第１延伸ロール３０から搬送された走行速度Ｖ１のウエブＷを下方に引っ張って縦方向にさらに延伸し、また、ウエブＷを走行速度もＶ２に上げる。

回転速度Ｖ３（但し、Ｖ３＞Ｖ２ある）で回転している第３延伸ロール３４は、第２延伸ロール３２から搬送された走行速度Ｖ２のウエブＷを上方に引っ張って縦方向にさらに延伸し、また、ウエブＷを走行速度もＶ３に上げる。

回転速度Ｖ４（但し、Ｖ４＞Ｖ３である）で回転している第４延伸ロール３６は、第３延伸ロール３４から搬送された走行速度Ｖ３のウエブＷを下方に引っ張って縦方向にさらに延伸し、また、ウエブＷを走行速度もＶ４に上げる。

以上により、縦延伸装置１４は、ウエブＷは、走行速度をＶ０からＶ４に上げつつ、４段階で縦方向に延伸する。

（２）予熱装置１６
次に、予熱装置１６について図１に基づいて説明する。

予熱装置１６は、ウエブＷの予熱と皺取りを兼ねた予熱皺取りロール３８、予熱を行う予熱ロール４０、予熱ロール４２より構成される。なお、各ロール３８〜４２の軸方向の長さは６００ｍｍである。

縦延伸装置１４によって縦方向に延伸されたウエブＷは、図３に示すように縦方向に皺が発生しているため、第１の皺取り装置である予熱皺取りロール３８が、ウエブＷを１１０℃に予熱すると共に縦方向の皺を取り除く。これについては後から詳しく説明する。

この後に、予熱ロール４２がウエブＷを１２５℃に予熱し、次に、予熱ロール４２がウエブＷを１４０℃に予熱する。なお、予熱ロール４０と予熱ロール４２の回転速度は、ウエブＷの走行速度Ｖ４と同じ速度である。

以上により、予熱装置１６によって、ウエブＷの皺が取り除かれると共に、ウエブＷが１４０℃に予熱される。

（３）加熱縦延伸装置１８
次に、加熱縦延伸装置１８について図１に基づいて説明する。

加熱縦延伸装置１８は、第１加熱延伸ロール４４、第２加熱延伸ロール４６、第３加熱延伸ロール４８、第４加熱延伸ロール５０、第５加熱延伸ロール５２から構成され、各ロールは１４０℃に加熱されている。また、各ロール４４〜５０の軸方向の長さは、例えば６００ｍｍである。

回転速度Ｖ５（但し、Ｖ５＞Ｖ４である）で回転している第１加熱延伸ロール４４は、予熱装置１６から搬送された走行速度Ｖ４のウエブＷを下方に引っ張って縦方向に延伸し、また、ウエブＷの走行速度をＶ５に上げる。

回転速度Ｖ６（但し、Ｖ６＞Ｖ５である）で回転している第２加熱延伸ロール４６は、第１加熱延伸ロール４４から搬送された走行速度Ｖ５のウエブＷを上方に引っ張って縦方向に延伸し、また、ウエブＷの走行速度をＶ６に上げる。

回転速度Ｖ７（但し、Ｖ７＞Ｖ６である）で回転している第３加熱延伸ロール４８は、第２加熱延伸ロール４６から搬送された走行速度Ｖ６のウエブＷを下方に引っ張って縦方向に延伸し、また、ウエブＷの走行速度をＶ７に上げる。

回転速度Ｖ８（但し、Ｖ８＞Ｖ７である）で回転している第４加熱延伸ロール５０は、第３加熱延伸ロール４８から搬送された走行速度Ｖ７のウエブＷを上方に引っ張って縦方向に延伸し、また、ウエブＷの走行速度をＶ８に上げる。

回転速度Ｖ９（但し、Ｖ９＞Ｖ８である）で回転している第５加熱延伸ロール５２は、第４加熱延伸ロール５０から搬送された走行速度Ｖ８のウエブＷを下方に引っ張って縦方向に延伸し、また、ウエブＷの走行速度をＶ９に上げる。走行速度Ｖ９は、例えば３０ｍ／分である。

以上により、加熱縦延伸装置１８は、ウエブＷの走行速度をＶ４からＶ９に上げ、ウエブＷを加熱しつつ縦方向に延伸させる。

（４）固定装置２０
次に、固定装置２０について説明する。

固定装置２０は、固定皺取りロール５４、固定ロール５６、固定ロール５８、固定ロール６０より構成され、各ロール５４〜６０は１４０℃に加熱され、また、軸方向の長さは、例えば６００ｍｍである。この固定装置２０は、加熱縦延伸装置１８によって加熱されつつ縦方向に延伸されたウエブＷを、同じ温度に保温しつつ縦方向の延伸を固定する。

加熱縦延伸装置１８によって加熱しつつ縦方向に延伸されたウエブＷは、縦方向に皺が生じているため、第２の皺取り装置である固定皺取りロール５４が、加熱しつつ皺を取り除く。これについては後から詳しく説明する。

固定ロール５６，５８，６０は、ウエブＷと同じ速度である回転速度Ｖ９で回転してウエブＷを延伸させない状態で、かつ、ウエブＷと同じ温度である１４０℃に保温することによって、ウエブＷの縦方向の延伸を固定する。

（５）冷却装置２２と巻取り装置２４
次に、冷却装置２２と巻取り装置２４について図１に基づいて説明する。

冷却装置２２は、冷却ロール６２と冷却ロール６４から構成される。各ロール６２，６４の軸方向の長さは、例えば６００ｍｍである。

固定装置２０によって皺が除かれ、縦方向の延伸が固定されたウエブＷが１４０℃で搬入されてくるため、冷却ロール６２，６４がウエブＷを室温まで低下させる。

巻取り装置２４は、冷却されたウエブＷを芯６６に巻き取る。このときの巻取り速度はウエブＷの走行速度Ｖ９と同じ速度である。

（６）予熱皺取りロール３８
次に、本実施形態の第１の皺取り装置である予熱皺取りロール３８ついて図２〜図４に基づいて説明する。

予熱皺取りロール３８は、直径が１５０ｍｍ、１１０℃に加熱されたものであり、鉄にハードクロムをメッキしたものである。予熱皺取りロール３８の表面は平らではなく、粗く形成されている。具体的には、図４に示すように、予熱皺取りロール３８の全ての表面には、深さｈ＝１〜１０μｍの凹凸６８が万遍なく形成されている。

図２に示すように予熱皺取りロール３８に搬入されるウエブＷの走行速度はＶ４であり、一方、予熱皺取りロール３８の回転速度Ｖ’４は、走行速度Ｖ４よりも速くＶ’４＝Ｖ４＋αである。但し、Ｖ４＋α＝１００．０１×Ｖ４〜１００．１×Ｖ４である。すなわち、回転速度Ｖ’４は、走行速度Ｖ４よりも１％〜１０％速く、好適には３〜５％速く回転させる。なお、予熱皺取りロール３８の回転方向は、ウエブＷと接触部分において走行方向と同じ方向である。

予熱皺取りロール３８が、ウエブＷよりも若干速く回転することにより、ウエブＷに対し１１０℃の予熱を与えつつ速度が速い分だけウエブＷを押圧しているため、ウエブＷと予熱皺取りロール３８が接触している部分は、ウエブＷに対し予熱皺取りロール３８がアイロンを掛けしている状態となる。

また、予熱皺取りロール３８には凹凸６８が形成されているため、図４に示すように、ウエブＷが予熱皺取りロール３８に接触しつつ通過するときに、予熱皺取りロール３８の表面がウエブＷに対し滑り易くなる。すなわち、表面の凹凸６８とウエブＷとの間に空気が侵入し、ウエブＷが予熱皺取りロール３８に対し滑るような状態となる。

以上により、ウエブＷに図３に示すような皺があっても、このアイロン掛けの効果により皺が取り除かれる。

（７）固定皺取りロール５４
次に、本実施形態の第２の皺取り装置である固定皺取りロール５４について説明する。

固定皺取りロール５４は直径が３００ｍｍ、１４０℃に加熱されたものであり、鉄にハードクロムをメッキしたものである。固定皺取りロール５４の表面は平らではなく、粗く形成されている。具体的には、固定皺取りロール５４の全ての表面には、深さｈ＝１〜１０μｍの凹凸６８が万遍なく形成されている。固定皺取りロール５４に搬入されるウエブＷの走行速度はＶ９であり、一方、固定皺取りロール５４の回転速度Ｖ’９は、走行速度Ｖ９よりも速くＶ’９＝Ｖ９＋βである。但し、Ｖ９＋β＝１００．０１×Ｖ９〜１００．１×Ｖ９である。すなわち、回転速度Ｖ’９は、走行速度Ｖ９よりも１％〜１０％速く、好適には３〜５％速く回転させる。なお、固定皺取りロール５４の回転方向は、ウエブＷと接触部分において走行方向と同じ方向である。

固定皺取りロール５４が、ウエブＷよりも若干速く回転することにより、ウエブＷに対し１４０℃の熱を与えつつ速度が速い分だけウエブＷを押圧しているため、ウエブＷと予熱皺取りロール３８が接触している部分は、ウエブＷに対し予熱皺取りロール３８がアイロンを掛けしている状態となる。また、その表面は予熱皺取りロール３８と同様に１〜１０μの凹凸６８が形成され粗くなっているので、空気が侵入してウエブＷが滑り易い。

以上によりウエブＷに皺があっても、このアイロン掛けの効果により皺が取り除かれる。

（９）効果
本実施形態によれば、予熱皺取りロール３８、固定皺取りロール５４は、ウエブＷに対し熱を与えつつ、ウエブＷの走行速度よりも速い回転速度で回転しているため、アイロン掛けを行う状態となる。また、予熱皺取りロール３８、固定皺取りロール５４の表面には凹凸６８を形成されているため、ウエブＷが滑り易くなる。そのため、ウエブＷの皺を取り除くことができる。

（１０）変更例
上記実施形態では、予熱皺取りロール３８及び固定皺取りロール５４をそれぞれ１１０℃、１４０℃に加熱させたが、この加熱温度は、ウエブＷの温度以上であり、かつ、ウエブＷがフィルムの場合はこのフィルムに対し熱処理が行える程度の温度まで上昇させればよい。

また、上記実施形態では、延伸システム１０に皺取り装置を設けたが、これに限らず他の装置に皺取り装置を設けてもよい。例えば、ウエブＷを加熱して熱処理する熱処理装置の後に皺取り装置を設けてもよい。

上記では本発明の一実施形態を説明したが、この実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の主旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると共に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

１０・・・延伸システム、１６・・・予熱装置、３８・・・予熱皺取りロール、５４・・・固定皺取りロール

Claims

走行するウエブへ回転しながら押し当てられる皺取りロールを有し、
前記皺取りロールの回転方向が、前記ウエブを押し当てる部分において前記ウエブの走行方向と同じ方向であり、
前記皺取りロールの温度が、前記ウエブの温度以上であり、
前記皺取りロールの回転速度を、前記ウエブの走行速度より早くして、前記ウエブに対し熱を与えつつ速度が速い分だけ前記ウエブを押圧し、
前記皺取りロールの表面に凹凸を形成することにより、前記凹凸と前記ウエブとの間に空気を侵入させ、前記ウエブが前記皺取りロールに対し滑る状態とする、
皺取り装置。
前記凹凸の深さが１〜１０μｍである、
請求項１に記載の皺取り装置。
前記皺取りロールの前記回転速度が、前記ウエブの前記走行速度より１〜１０％早い、
請求項１又は２に記載の皺取り装置。
前記皺取りロールの前記温度が、１００℃以上３００℃未満である、
請求項１乃至３のいずれか一項に記載の皺取り装置。
前記ウエブが合成樹脂製のフィルムである、
請求項１乃至４のいずれか一項に記載の皺取り装置。
前記皺取りロールが、前記ウエブを縦方向に延伸させる縦延伸装置の後に配置されている、
請求項１乃至５のいずれか一項に記載の皺取り装置。
前記皺取りロールの後に前記ウエブをさらに加熱する加熱ロールが配置されている、
請求項６に記載の皺取り装置。
前記縦延伸装置が、前記ウエブを加熱する、
請求項６に記載の皺取り装置。
前記皺取りロールの後に前記ウエブを保温する保温ロールが配置されている、
請求項８に記載の皺取り装置。