JP5803152B2

JP5803152B2 - フィルムクリーニング装置

Info

Publication number: JP5803152B2
Application number: JP2011046647A
Authority: JP
Inventors: 稔貴森倉
Original assignee: Toppan Inc
Current assignee: Toppan Inc
Priority date: 2011-03-03
Filing date: 2011-03-03
Publication date: 2015-11-04
Anticipated expiration: 2031-03-03
Also published as: JP2012183455A

Description

本発明は光学機能性フィルム等の柔軟性を有するフィルムに付着した異物を除去するためのクリーニング装置及び方法に関するものである。

液晶テレビやプラズマテレビの液晶表示装置には、偏光フィルムや位相差フィルム、反射防止フィルム等の各種フィルム部材が用いられている。

従来より、プラスチックフィルム、紙、金属箔等の柔軟性を有する長尺の基材をロール状に巻き付けた状態から巻き出してから巻き取りを行う間に、印刷や塗工、フォトリソプロセス等の各種表面処理を行う技術が一般的に多用されてきた。そこで取り扱う柔軟で長尺の媒体をウェブと称し、ウェブを巻き出し搬送し、前記処理工程を経て最終的に巻き取る技術がウェブハンドリング技術として知られている。

近年は、特に、光学機能性フィルム等の光学フィルムの製造において、前記ウェブハンドリング技術を駆使して、大量で安価な生産を可能としている。また、量産に際しては、光学フィルムの原反材料そのものに付着している異物欠陥や、製造工程中に生じる異物欠陥が有り、異物の洗浄や除去に関する手法が各種提案されている。

図１は光学機能性フィルムの一例である液晶ディスプレイ等の表示デバイスの表示画面の最表面に貼られる反射防止フィルムの断面を示す図である。反射防止フィルムは、表示画面をキズから保護したり、防汚、帯電防止、映り込み防止のために、透明フィルムに反射防止材料をコーティングして製造される。

反射防止フィルムの製造工程では、ロール状の長尺帯状の透光性のフィルムに対し、塗工、乾燥が単数または複数回行われ、光学膜が形成される。図１に示される反射防止フィルムはフィルム基材１、ハードコート層２、反射防止層３の各層で構成されている。

上記フィルムは、長尺のフィルムを適当な幅に切断し、シート状で用いられている。一方、フィルムの製造工程においては、ゴミや埃等の異物が存在すると、液晶表示装置は不良品となってしまう。特に、長尺フィルムを切断などの機械加工をした際の発塵が異物欠陥の発生要因となっている。このため、フィルム製造工程においては、切断などの工程後にフィルム表面に存在する異物を除去するためのクリーニング装置が配置されているのが一般的である。

従来、フィルム表面に存在する異物等を除去するクリーニング装置として、粘着ローラーを用いて異物を除去するクリーニング装置が既知である（特許文献１）。

この既知のクリーニング装置では、図２に示すように搬送ベルト５で矢印６の方向に搬送されているシート状のフィルム４を第１の粘着ローラー１０−１及び１１−１に接触させ、フィルムから異物を除去した後、矢印７の方向に搬出する。そして、第１の粘着ローラーより粘着力の強い第２ローラー１０−２及び１１−２を接触するように設置し、粘着力の強さを利用して第１の粘着ローラーが除去した異物を第２のローラーへ転移させて、フィルム４に付着している異物を除去している。

特開２００８−１６８１８８号公報

上記のような粘着力の差を利用して異物を除去するクリーニング装置においては、シート状部材と当接する接着ローラーの粘着力を強く設定することができないため、接着ローラーのクリーニング性能が低く、除去されなかった異物がそのままシート状部材表面に残存する不具合が生じている。また、粘着ローラーがフィルムから除去した異物を粘着ローラーが取りきれない場合、クリーニングローラーに異物が残ったままフィルムに接触してしまうことで、打痕などの不良を発生させてしまう。

更に、上記反射防止フィルムを含む光学機能性フィルムの生産量が増大するにしたがって、クリーニング装置においても高速処理の要請が高まっている。すなわち、クリーニング処理すべきフィルムの走行速度を一層高速にして単位時間当たりの処理速度を一層高めることが求められている。しかしながら、従来のクリーニング装置において、フィルムの走行速度を高速にすると、フィルムと粘着ローラーとの間の接触時間が短くなり、粘着ローラーにより除去されるべき異物が除去されない事態が生じてしまう。

また、上記クリーニング装置においてはシート状フィルムをクリーニングする場合の装置であるが、長尺フィルムをシート状に切断する他に、一般的に図３に示すように長尺フィルム８を、フィルムの製造工程の最終段階で巻き取り方向と直交する２辺の端部１２−１及び１２−２を切断している。この場合においても、切断による発塵が異物欠陥の発生要因となっている

そこで本発明の目的は、長尺フィルムに付着している異物をフィルムを高速で搬送しながら除去する高い異物除去能力を有するフィルムクリーニング装置及びフィルムクリーニング方法を提供することにある。

本発明の請求項１に係る発明は、長尺フィルムの表面に付着する異物を除去するため、フィルムを搬送する搬送ローラーと、前記搬送ローラーに前記フィルムを接触させるフィルム接触ローラーＡと、前記搬送ローラーに前記フィルムを接触させながら搬送し、前記フィルムの表面に付着した異物を転写・保持する異物除去ベルトと、前記異物除去ベルトを前記搬送ローラーに支持する支持ローラーＡと、前記異物除去ベルトを前記搬送ローラーに押圧する押さえローラーＡと、前記異物除去ベルトに転写された異物を転写・保持する粘着ローラーと、前記異物除去ベルトを前記粘着ローラーに支持する支持ローラーＢと、前記異物除去ベルトを前記粘着ローラーに押圧する押さえローラーＢと、前記粘着ローラーに転写された異物を転写・保持する強粘着ローラーと、を備えるフィルムクリーニング装置であって、前記フィルムを貼り合わせた異物除去ベルトを前記搬送ローラーに巻き付けて押圧し、かつ、前記フィルムから異物を転写した前記異物除去ベルトを前記粘着ローラーに巻き付けて押圧することを特徴とするフィルムクリーニング装置である。

本発明によるフィルムクリーニング装置及びフィルムクリーンニング方法によれば、異物除去能力が従来の装置に比べて向上し、フィルムを高速搬送した場合にも確実に異物を除去することが可能となる。その結果、製品の良品率を向上することが出来る。

また、フィルムクリーニング作業の効率を向上することが出来、また異物除去ベルトと粘着ローラーを再利用することが可能となり、その結果、フィルムクリーニング費用を抑制することが可能となる。

光学機能性フィルムの一例である反射防止フィルムの断面を示す図。既知のクリーニング装置。長尺フィルムを、フィルムの製造工程の最終段階で巻き取り方向と直交する２辺の端部を切断することを説明するための図。本発明に係るフィルムクリーニング装置の一例を示す構成概要図。本発明に係る支持ローラーＡを回転移動することを示す図。本発明に係る押さえローラーＡは移動する機構を有していることを示す図。本発明に係るフィルムクリーニング装置でフィルムの両面をクリーニングする方法を示した図。

図面を用いて本発明を実施する形態を説明する。

図４は、本発明に係るフィルムクリーニング装置の一例を示す構成概要図である。図４は、便宜上、フィルムの片面をクリーニングする場合を説明するためのフィルムクリーニング装置を示す図である。フィルムクリーニング装置１００は、フィルム２０を矢印３０の方向に搬送する搬送ローラー２１と、搬送ローラー２１にフィルム２０を接触させるフィルム接触ローラーＡ２２−１及び２２−２と、搬送ローラー２１にフィルム２０を接触させながら搬送し、フィルム表面に付着した異物を除去・保持する異物除去ベルト２３と、異物除去ベルト２３を搬送ローラー２１に巻きつけるように支持する支持ローラーＡ２４−１及び２４−２と、異物除去ベルト２３を搬送ローラー２１に押圧する押さえローラーＡ２５と、異物除去ベルト２３を矢印３１の方向に移動しながら、異物除去ベルト２３に転写された異物を転写・保持する粘着ローラー２６と、異物除去ベルト２３を粘着ローラー２６に巻きつけるように支持する支持ローラーＢ２７−１及び２７−２と、異物除去ベルト２３を粘着ローラー２６に押圧する押さえローラーＢ２８と、粘着ローラー２６に転写された異物を転写・保持する強粘着ローラー２９−１及び２９−２と、搬送ローラー２１と粘着ローラー２６とを駆動する図示しない駆動制御部と、を備えている。

フィルム２０は、先ず支持ローラーＡ２４−１と搬送ローラー２１の間に挿入され異物除去ベルト２３に貼り合わされて矢印３０で示す方向へ搬送される。

搬送ローラー２１は押えローラーＡ２５で押圧され、その結果、フィルム２０と異物除去ベルト２３の密着性が高められ、フィルム２０に付着した異物を異物除去ベルト２３に転写しやすくなることによって除去率を上げる機構となっている。

更に異物除去ベルト２３に貼り合わされたフィルム２０は支持ローラーＡ２４−２へ搬送される。その後、フィルム２０の搬送方向の先端は異物除去ベルトから剥離されてフィルム接触ローラーＡ２２−２を介して、図示しない巻き取りローラーによって巻き取られる。

フィルムから異物を転写した異物除去ベルト２３は、次に支持ローラーＢ２７−１を経て粘着ローラー２６へ搬送され、異物除去ベルト２３が保持していた異物は粘着ローラー２６に転写される。この場合、異物除去ベルト２３は粘着ローラー２６に押圧する押さえローラーＢ２８によって押さえられ、その結果、異物除去ベルト２３と粘着ローラー２６との密着性が高められ、異物除去ベルト２３に転写されていた異物を粘着ローラー２６に転写しやすくなっている。

粘着ローラー２６には、転写された異物を転写・保持する強粘着ローラー２９−１及び２９−２が接するように配置され、粘着ローラー２６に転写された異物は強粘着ローラー２９−１と２９−２に再転写される。

前記異物除去ベルト２３と粘着ローラー２６と強粘着ローラー２９−１、２９−２は、異物除去ベルト２３、粘着ローラー２６、強粘着ローラー２９−１（２９−２）の順に粘着力を高くすることによって、フィルム２０に付着している異物を最終的に強粘着ローラー２９−１、２９−２に転写することが出来る。

異物除去ベルト２３の粘着層は、ウレタン系、ニトリル系、ＥＰＤＭといった粘着性を有する材料で構成され、更に粘着ローラー２６は、水や溶剤、洗剤で洗い流せ、更に帯電処理や低発塵、低溶出性などの特性を有する材料を選択することによって異物除去ベルト２３に異物が蓄積されることなく、また、粘着ローラー２６を洗浄することによって粘着ローラー２６を再利用することが出来る。

このようにして、フィルム２０に付着した異物は異物除去ベルト２３、粘着ローラー２６、強粘着ローラー２９−１と２９−２に転写を繰り返して除去される。強粘着ローラーは２９−１と２９−２の２本を例示したが、これに限定されず適宜その本数を選択すれば良い。

粘着ローラー２６が異物除去ベルト２３から転写した異物を複数本設置した強粘着ローラーによって再転写し、強粘着ローラーにある程度汚れが付着したところで強粘着ローラー複数本のうち１本を取り外し、洗浄を行う。洗浄を終えた強粘着ローラーは、再びフィルムクリーニング装置に取り付けられる。なお、強粘着ローラーを強粘着テープを巻いたロール状のものとし、洗浄の代わりに異物が堆積したテープを剥がし取る方式としても良い。

また、強粘着ローラーは例えば２本設置した場合には、粘着ローラーに接触させるローラーを交互に選択し、装置停止を伴わない機構で１本を定期的に交換可能とし、外段取りで洗浄し、再装着しても良い。その結果、クリーニング装置を停止せず、装置の稼働率を上げることが出来る。

また、搬送ローラー２１と粘着ローラー２６の周速度を各々制御することが出来る駆動制御部を有しており、例えば粘着ローラー２６の周速度を搬送ローラー２１の周速度よりも若干速くすることによって、異物除去ベルト２３のテンションを保つことが出来る。

支持ローラーＡ２４−１及び２４−２は図５に示すように矢印３２に示す方向に回転移動することが出来る。矢印３２に示す方向に移動することによって図４の場合よりフィルム２０と異物除去ベルト２１の接する長さを短くすることが出来る。このように支持ローラーＡ２４−１及び２４−２を回転移動することによってフィルム２０と異物除去ベルト２１の接する長さを調整することが出来、多様な異物の除去が可能となる。

更に、図６に示すように押さえローラーＡ２５は矢印３３で示す方向に移動する機構を有している。クリーニング作業が停止している間は、例えば押さえローラーＡ２５を矢印３３に示すように搬送ローラー２１から離れる方向に移動することによって（この場合、支持ローラーＡ２４−１及び２４−２を矢印３２で示す方向に移動する）、異物除去ベルト２３を搬送ローラー２１に押圧する状態から解除することが出来る。尚、この際粘着ローラー２６の回転を停止しても、矢印３４で示す方向に回転させても良い。

上記図４に示す本発明に係るフィルムクリーニング装置は、便宜上、フィルムの片面をクリーニングする場合を説明するためのフィルムクリーニング装置であるが、図７は図４に示す本発明に係るフィルムクリーニング装置を用いて、フィルムの両面をクリーニングする方法を示した図である。

図７（ａ）は図４に示すフィルムクリーニング装置１００と、フィルムの搬送方向の下流に設けられたフィルムクリーニング装置１０１を用いて、フィルムの両面をクリーニングする場合を示している。この場合、フィルムクリーニング装置１０１はフィルムクリーニング装置１００を倒立させた構成となっている。

図７（ｂ）は図４に示すフィルムクリーニング装置１００をフィルムの搬送方向に２台並べた場合を示している。この場合は、２台のフィルムクリーニング装置１００の間にフィルム反転機構１０２を設けることによって、フィルムの両面をクリーニングすることが出来る。

以上のように、本発明によるフィルムクリーニング装置及びフィルムクリーニング方法によれば、異物除去能力が従来の装置に比べて向上し、フィルムを高速搬送した場合にも確実に異物を除去することが可能となる。その結果、製品の良品率を向上することが出来る。

１・・・フィルム基材
２・・・ハードコート層
３・・・反射防止層
４・・・シート状のフィルム
５・・・搬送ベルト
６・・・シート状のフィルムが搬送される方向を示す矢印
７・・・シート状のフィルムを搬出する方向を示す矢印
８・・・長尺フィルム
１０−１、１１−１・・・第１の粘着ローラー
１０−２、１１−２・・・第１の粘着ローラーより粘着力の強い第２のローラー
１２−１、１２−２・・・フィルムの巻き取り方向と直交する２辺の端部
２０・・・フィルム
２１・・・搬送ローラー
２２−１、２２−２・・・フィルム接触ローラーＡ
２３・・・異物除去ベルト
２４−１、２４−２・・・支持ローラーＡ
２５・・・押さえローラーＡ
２６・・・粘着ローラー
２７−１、２７−２・・・支持ローラーＢ
２８・・・押さえローラーＢ
２９−１、２９−２・・・強粘着ローラー
３０・・・フィルムが搬送される方向を示す矢印
３１・・・異物除去ベルトの移動方向を示す矢印
３２・・・支持ローラーＡが回転移動する方向を示す矢印
３３・・・押さえローラーＡが搬送ローラーから離れる方向を示す矢印
３４・・・粘着ローラーの回転方向を示す矢印
１００・・・フィルムクリーニング装置
１０１・・・フィルムの搬送方向の下流に設けられたフィルムクリーニング装置でフィルムクリーニング装置１００を倒立させた装置
１０２・・・フィルム反転機構

Claims

長尺フィルムの表面に付着する異物を除去するため、
フィルムを搬送する搬送ローラーと、
前記搬送ローラーに前記フィルムを接触させるフィルム接触ローラーＡと、
前記搬送ローラーに前記フィルムを接触させながら搬送し、前記フィルムの表面に付着した異物を転写・保持する異物除去ベルトと、
前記異物除去ベルトを前記搬送ローラーに支持する支持ローラーＡと、
前記異物除去ベルトを前記搬送ローラーに押圧する押さえローラーＡと、
前記異物除去ベルトに転写された異物を転写・保持する粘着ローラーと、
前記異物除去ベルトを前記粘着ローラーに支持する支持ローラーＢと、
前記異物除去ベルトを前記粘着ローラーに押圧する押さえローラーＢと、
前記粘着ローラーに転写された異物を転写・保持する強粘着ローラーと、
を備えるフィルムクリーニング装置であって、
前記フィルムを貼り合わせた異物除去ベルトを前記搬送ローラーに巻き付けて押圧し、かつ、前記フィルムから異物を転写した前記異物除去ベルトを前記粘着ローラーに巻き付けて押圧することを特徴とするフィルムクリーニング装置。