JPH08169025A - ベルトキャスト製膜装置におけるベルト表面洗浄装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 ベルトキャスト製膜装置におけるエンドレス
ベルト表面の汚染度を検出して洗浄することにより、成
形されるシート表面の品質を保つことのできる付着物除
去装置を提供する。 【構成】 エンドレスベルト４，４’のリターン部に設
置され紫外線を照射すると同時に同紫外線照射部にオゾ
ンガスを流出することにより、同ベルト表面に付着する
有機物を分解及び酸化せしめて吸気除去する付着物除去
ユニット２２と、同付着物除去ユニット２２の前記ベル
ト回動方向下流に設けられて同ベルト表面の汚染度を検
知する表面汚れ検知器６３，６３’，６４，６４’と、
同表面汚れ検知器からの汚染度信号と許容値を比較して
同許容値を超えた場合に、前記付着物除去ユニット２２
を稼働操作する制御装置６０とからなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はポリプロピレン、ポリエ
ステル等の熱可塑製樹脂におけるベルトキャスト製膜装
置におけるベルト表面洗浄装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の溶融樹脂の製膜方法は、帯状に吐
出される溶融樹脂を、内部から水冷されるキャストドラ
ムに巻付け、接触させて冷却固化させるものが主流であ
った。しかしながらこのようなキャストドラムに溶融樹
脂を巻付ける方法では、最初は溶融樹脂の片面側からの
みの冷却であるため、冷却速度が遅く、球晶が成長して
透明度が悪くなる欠点があったので、特開昭６２−２８
４７１９号公報で提案された図４に示すような製膜方法
が考えられた。この製膜方法は、口金１より帯状に吐き
出される溶融樹脂２を、表面の平滑な一対の金属製のエ
ンドレスベルト４，４’で両面から挟圧しながら冷却固
化することにより、透明性を高めようとするものであ
る。なお、図４における６，６’、７，７，’、８，
８’は夫々冷却ロールである。このエンドレスベルトの
表面には使用に伴って経時的に樹脂中の析出物或いは添
加物等が付着、堆積する現象が生ずる。この付着物は製
品シート面或いはフィルム面に転写したり、傷つけたり
して品質を低下させることがあった。このため従来は溶
剤、洗剤等により定期的にエンドレスベルト表面の洗浄
を行っているが、このような作業は装置の稼働中に実施
することはできず、運転停止による生産性の低減は避け
られなかったので、設備稼働中でもベルトの付着物を除
去できる付着物除去装置の開発が要望されていた。

【０００３】一方設備が稼働中に金属製部品やガラス、
磁器等の表面を紫外線で照射し、有機付着物を無水洗浄
する方法が、従来より半導体製品等の精密部品の洗浄手
段として利用されてきている。紫外線による洗浄の特性
は、波長３６５nm以下の紫外線による有機物の光分解効
果と、波長２４０nm以下の紫外線による酸素Ｏ₂ よりの
オゾンＯ₃ 生成と、更に波長２４０nm以上の紫外線のオ
ゾン分解作用に伴う原子状酸素の発生（Ｏ₃ ＝Ｏ₂ ＋
Ｏ）とによる付着物の酸化、分解、ガス化作用の相乗効
果である。 このような波長の紫外線の発生源としては
低圧水銀灯（波長２５３．７nm及び１８４．９nm）が最
も適している。通常の低圧水銀灯では環境温度２０℃で
最高の出力を示し、水銀灯の表面は常に清浄に保つ必要
がある。

【０００４】このような紫外線洗浄方法を熱可塑性樹脂
フィルムの製造又は加工装置のフィルム加工用ロールの
稼働中の連続洗浄に応用した例として、特公平３−６５
７７５号にロールの付着物除去方法が紹介されているの
で、これについて説明する。図５はポリエチレンテレフ
タレート又はこれを主成分としたポリエステル樹脂を溶
融し、これをシート状に押出し固化する冷却ロールに適
用した例である。図５において１は溶融樹脂を吐出する
口金、２はこれにより押出されたシート状樹脂である。
シート状樹脂は冷却ドラム３により冷却固化され、引取
りロール１４を経て次工程に移送される。冷却ロール３
の内部には通常冷却水が通水され、シート状樹脂２が十
分冷却水されるように設計されている。１５は付着物除
去装置であって冷却ロール３に付着する有機物を連続的
に除去するものである。図６は前記付着物除去装置１５
の詳細図であり、１６は紫外線を発生するためのランプ
である。１７は紫外線により発生するオゾンが拡散し、
この効果が低下しないための囲いである。オゾンは人体
に有害であるので、前記装置全体をチャンバー１８で覆
い、これに吸引ブロア１９、オゾン分解装置２０を接続
してオゾンを系外に放出し、シート状樹脂の製造場所に
オゾンが拡散しないように配慮したものである。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図５及
び図６で説明したロール表面の付着物除去方法のよう
な、紫外線によるオゾン発生手段である紫外線ランプを
囲い、吸引ブロワに接続しただけのチャンバーの構造で
は、紫外線ランプの囲い内に異物が堆積し、囲い内のエ
アが埃等で汚染され、紫外線ランプが汚れ、紫外線がロ
ール表面の付着物によく届かなくなり、洗浄能力が低下
する懸念があった。また紫外線ランプの周りの温度が上
がり過ぎて紫外線の出力が落ち、さらに前記紫外線ラン
プの囲いの二重チャンバーからロール表面を吸引するだ
けでは、樹脂屑のような厚幅の付着物の除去は困難で、
分解不十分の有機物の一部がロールに付いたままで回動
し、シート状樹脂と一緒に巻き込まれてシート状樹脂製
品の品質を低下させる虞れがあった。また付着物除去装
置を常時作動させているため、紫外線ランプの消耗が激
しく、交換及び調整等に多大の手間と時間を要する欠点
があった。更に前記の２本のエンドレスベルト間の汚れ
程度の差は、稼働時間が多くなるに従って、徐々に許容
できないレベルに達し、成形されるシートの表面状態の
品質にバラツキを生じる等の問題があった。本発明は、
前記従来の問題を解決しようとするもので、ベルトキャ
スト製膜装置におけるエンドレスベルト表面の汚染度を
検出して洗浄することにより、成形されるシート表面の
品質を保つことのできるベルト表面洗浄装置を提供しよ
うとするものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】このため本発明は、口金
よりシート状に吐出される溶融樹脂を、対向して設置し
た１対の駆動ロールと１対の従動ロールによって駆動さ
れる表面の平滑な一対の金属製のエンドレスベルトで挟
圧しながら冷却固化するベルトキャスト製膜装置におい
て、前記エンドレスベルトのリターン部に設置され紫外
線を照射すると同時に同紫外線照射部にオゾンガスを流
出することにより、同ベルト表面に付着する有機物を分
解及び酸化せしめて吸気除去する付着物除去ユニット
と、同付着物除去ユニットの前記ベルト回動方向下流に
設けられて同ベルト表面の汚染度を検知する表面汚れ検
知器と、同表面汚れ検知器からの汚染度信号と許容値を
比較して同許容値を超えた場合に前記付着物除去ユニッ
トを稼働操作する制御装置とからなるもので、これを課
題解決のための手段とするものである。また本発明は、
前記制御装置内に左右のエンドレスベルトの表面の汚染
度を比較するベルト間汚染度比較器を備え、両ベルトの
汚染度のレベル差が許容値を超えた時、同汚染度比較器
より信号を発して前記付着物除去ユニットを作動させ、
所定のレベル差以下に汚染度レベルを下げるように調整
する機能を有してなるもので、これを課題解決のための
手段とするものである。

【０００７】

【作用】ベルトキャスト製膜機のエンドレスベルトが清
浄な状態で稼働中は、前記付着物除去ユニットは通常は
稼働しない状態に保持され、投光器及び受光器よりなる
汚れ検知器のみが常時稼働してエンドレスベルト表面の
汚染度を検査する。エンドレスベルトに付着物が堆積
し、汚れ検知器が汚れ信号を発すると、制御装置におい
てその汚染度信号が汚染度の許容値と比較され、同許容
値を超えた場合に始めて起動指令信号が出され、付着物
除去ユニットが稼働を始める。エンドレスベルトの付着
物が除去されると付着物除去装置は稼働を停止する。こ
のように必要になったときだけ、付着物除去ユニットが
稼働するので、これを構成する紫外線ランプの寿命は延
び、取換えの手数は減り、稼働のための電力を減少させ
ることができる。また制御装置に汚染度のレベルの比較
器を設けた場合は、左右のベルトの表面の汚染度が夫々
の表面汚れ検知器より信号となって制御装置に送られ、
制御装置に設けられた比較器で汚染度のレベルを比較
し、両ベルトの汚染度のレベル差が所定値を超えないよ
うに、付着物除去ユニットの能力或いは動作時間を制御
して所定のレベル差に揃うように調整することができ
る。

【０００８】

【実施例】以下本発明の実施例を図面について説明する
と、図１は本発明の実施例を示すベルトキャスト製膜機
のベルト洗浄装置の概略図であり、周辺機器をブロック
図で示してある。なお、同図においてベルトキャスト部
は従来例と同様の構成であるので、従来例の図４と同一
の部分は同一の符号を用いて説明することにする。図１
において、ベルトキャスト部の構造と機能を簡単に説明
すると、１は口金、２は被加工樹脂（シート状樹脂）、
４，４’は金属製のエンドレスベルト、６，６’，７，
７’は冷却ロール、８，８’は冷却ロール又は加熱ロー
ルである。駆動装置１１の駆動によりベベルギヤ１２，
１２’、ピニオンギヤ１３，１３’を介して冷却ロール
７，７’が回転し、この冷却ロール７，７’が駆動ロー
ルとなってそれぞれのエンドレスベルト４，４’及びロ
ール８，８’を回転する。ベルトキャスト製膜機が定常
状態で稼働中は、口金１から押出された溶融している被
加工樹脂２は垂れ下がって、回動するエンドレスベルト
４，４’の冷却又は加熱ロール８，８’（ロール８，
８’を冷却するか加熱するかは、樹脂の種類、加工の条
件等により選択される）で挟まれた挟圧部に入って、挟
圧され、続いて空気圧等で押されている冷却ロール６，
６’で更に挟圧されて冷却され、最下段の冷却ロール
７，７’部までに冷却されて固化し、シート状となっ
て、次の工程に送り出される。

【０００９】次に図１に示した付着物除去ユニット２２
の構成について説明すると、二重壁のチャンバーで囲わ
れた紫外線ランプ１６は、エンドレスベルト４，４’の
リターン部の表面から僅かに離れた位置に、図示略の外
部固定部材に固設されている。紫外線ランプ１６，１
６’の二重壁のチャンバーは、内側の囲い１７，１７’
と外側のチャンバー１８，１８’で構成され、囲い１
７，１７’と外側のチャンバー１８，１８’で作られた
前記エンドレスベルト４，４’の表面に近接するスリッ
トから、ロール面のエアを吸引する構造である。チャン
バー１８，１８’は排出配管２９により、フィルタ２
５、オゾン分解器２０を経て排出用ブロワ１９に結合さ
れている。また囲い１７，１７’には、清浄エアの供給
源から供給配管２８により、オゾン発生器２１を経てオ
ゾンＯ₃ が供給される。このオゾン供給量は少量でよ
く、また排出用ブロワー１９の送風能力も小さいもので
よい。２３は紫外線ランプ１６，１６’の光量を有効に
生かすための反射板である。一方チャンバー１８，１
８’の下方には、矢印方向に回転してエンドレスベルト
４，４’の表面を清掃するブラッシングロール３０，３
０’が設けられている。

【００１０】次にエンドレスベルト４，４’の表面汚れ
検査手段、検査結果の演算部６１及び付着物除去ユニッ
ト起動部６２について説明する（演算部６１及び付着物
除去ユニット起動部６２は共に制御装置６０内に設置さ
れている）。走行中のシート状のものの表面を検査する
手段については、従来より光学的な欠陥検出手段が一般
的である。即ち、表面汚れ検知器は、投光器（可視光
源、赤外域光源、レーザー光源等を使用する固定型光源
をエンドレスベルトの全幅に亙り設けるタイプと、１個
の光源からの光を細いビームに絞って被検査面に光点を
作り、ビームの光路中に回転ミラー或いは振動ミラーを
入れて光点をベルト上に走査させるフライングスポット
タイプのものがある）と、受光器（フォトダイオード、
フォトトランジスタ、光電管、赤外線検出素子、サーミ
スタ等）とで構成され、投光器から一定レベルで発射さ
れた光は走行するベルトの表面で反射され、受光器に入
射される。図１及び図２には、投光器６３，６３’とし
て、長円筒形状可視光線ランプと反射鏡と２条のスリッ
トにより構成され、エンドレスベルト４，４’の全幅表
面を細長く照明する光源を示し、受光器６４，６４’と
して、投光器６３，６３’によって照明されたエンドレ
スベルト４，４’の面の像をレンズによって集光し、イ
ンラインＣＣＤ（半導体受光素子を１列に並べた受光
体）上に映像する構造のものを示している。このインラ
インＣＤの映像信号はクロックによってシフト（走査と
同じ動作）されながら次の制御装置６０の構成部分であ
る画像処理演算部６１へ送り込まれる。画像処理演算部
６１において、図２に示したように、受光器６４，６
４’別に、受光距離による光量の差異に伴う電気信号の
強さの差異を修正し、電気回路に流れる固有のノイズや
クロックによる高周波分をカットし、インラインＣＣＤ
が捕らえた付着物による汚染信号のみを取り上げて、こ
れを許容汚染レベルの設定値と比較し、許容汚染レベル
を超えている場合には、付着物除去ユニット起動部６２
へ信号を送り、付着物除去ユニット２２を起動する。こ
の場合、両エンドレスベルト４，４’の双方の紫外線ラ
ンプ１６，１６’が点灯し、周辺の機器（オゾン発生器
２１、オゾン分解器２０、ブロワ１９等）が稼働する。
付着物除去ユニット２２が作動して付着物が除かれ、画
像処理演算部６１において前記の汚染信号設定値を若干
下回った値が示されたときに、同演算部６１より付着物
除去ユニット起動部６２へ付着物除去ユニット２２の停
止の指令信号を発する。

【００１１】図３に画像処理演算部６６の他の動作シス
テムの例を示す。この場合は、受光器６４，６４’の受
信信号を別々に処理して同じ増幅率の汚染信号として取
出し、これを汚染度比較器６５で比較し、両方の信号差
が許容汚染レベル差の設定値を超えたとき付着物除去ユ
ニット起動部６２に指令信号を発し、付着物除去ユニッ
ト２２の両側の紫外線ランプ１６と１６’を別個に調節
し、両者の付着物除去能力を所定のレベル差以内に調整
する（具体的には、紫外線ランプ１６と１６’の電圧に
よる出力調整、紫外線ランプの点灯数の増減、紫外線ラ
ンプの点灯時間の増減等）。この動作システムは図２で
説明した、許容汚染レベルの設定の構成と同時に作用す
るように構成しても良い。

【００１２】次に以上の如く構成された実施例について
作用を説明する。先ずベルトキャスト部におけるエンド
レスベルト４，４’の付着物除去ユニット２２の作用を
説明すると、熱可塑性樹脂フィルムの製造装置の押出機
の口金１から押し出された溶融樹脂２は、エンドレスベ
ルト４，４’において冷却され、エンドレスベルト４，
４’の表面には、時間の経過と共に、樹脂の屑や樹脂中
の析出物或いは添加物が付着堆積する現象が見られる。
また周囲の環境によっては、油脂や有機浮遊物が付着す
ることがある。このエンドレスベルト４，４’のリター
ン部に設けられた紫外線ランプ１６，１６’は、機械の
運転中にエンドレスベルト４，４’の表面に紫外線を照
射して、エンドレスベルト４，４’に付着した付着物の
有機付着物を化学結合解離させる（低圧水銀灯の有する
波長２５３．７nmの紫外線が適している) と同時に、オ
ゾン発生器２１によって空気中の酸素をオゾンに変換し
たオゾンガスを囲い１７，１７’内へ供給することによ
り、エンドレスベルト４，４’の表面に付着する有機付
着物を分解及び酸化させてガス化する。このガスは、紫
外線ランプ１６の囲い１７とエンドレスベルト４，４’
の表面との隙間を経て、チャンバー１８の二重壁を通
り、排出配管２９により吸い出され、フィルタ２５にお
いて固形物を取り除かれてオゾン分解器２０でオゾンＯ
₃ は酸素Ｏ₂ に換えられ、無毒化してブロワ１９で外部
に放出される。排出ブロワ１９の送風能力は囲い１７に
供給されるオゾンの供給量より大きく設定されているの
で、チャンバー１８内は負圧になっており、チャンバー
１８回りの隙間から有害なオゾンが漏れる虞れはない。
また矢印のように回転するブラッシングロール３０，３
０’は、エンドレスベルト４，４’の表面を掃いて付着
物を掃き出し、その一部はチャンバー１８，１８’にお
いて吸い出される。即ち、これを設けることにより、紫
外線による化学的な洗浄に、機械的な清掃を補完する。

【００１３】次にエンドレスベルト４，４’の表面検査
器及び制御装置６０の作用を説明すると、ベルトキャス
ト製膜機が定常状態で稼働中は、付着物除去ユニット２
２は通常は稼働しない停止状態に保持され、エンドレス
ベルト４，４’は常時投光器６３，６３’によって全幅
を細長く照明され、受光器６４，６４’において、その
表面像をレンズによって集光し、受光器６４，６４’の
検知部のインラインＣＣＤがこの光を電気信号に換えて
画像処理演算部６１に送る。エンドレスベルト４，４’
に汚れがあると、演算部６１でこれを許容汚染レベルの
設定値と比較し、許容汚染レベルを超えている場合に
は、付着物除去ユニット起動部６２へ信号を送り、付着
物除去ユニット２２を起動し、初めてこのユニット２２
が稼働を始める。付着物除去ユニット２２が作動した結
果、付着物が除かれ、画像処理演算部６１において、前
記の汚染信号設定を若干下回った値が示されたとき、同
演算部６１より付着物除去ユニット起動部６２へ付着物
除去ユニット２２停止の指令信号を発し、ユニット２２
は再び休止の状態に入る。このため付着物除去ユニット
を構成する紫外線ランプの寿命は延び、取換えの手数は
減り、稼働のための電力を減少することができる。

【００１４】また図３に示した画像処理演算部６６の他
の動作システムの作用を説明すると、左右のエンドレス
ベルト４，４’の表面の汚染度が各々の表面の汚れ受光
器６４，６４’より電気信号となって画像処理演算部６
６に送られ、ここに設けられた比較器６５で両方の受光
器６４，６４’の信号による汚染度のレベルを比較し、
両ベルトの汚染度のレベル差が所定値を超えたときは、
付着物除去ユニット２２の片側又は両側の付着物除去能
力或いは動作時間を制御して所定レベル差に揃うように
調整する。なお、この動作は図２で説明した許容汚染レ
ベルの設定と同時に作用するようにしても良く、また連
続でも間欠的作動でも良い。

【００１５】

【発明の効果】以上詳細に説明した如く、本発明のエン
ドレスベルト表面付着物除去装置を使用すれば、汚染度
を検知して、洗浄が必要な時にのみ紫外線照射部にオゾ
ンＯ₃含有エアが供給され、無用なガスや滓、塵等は連
続的に吸い出し除去されるので、紫外線ランプ回りは清
浄に保たれ、有機物に対する紫外線の光分解能力が維持
される。また紫外線照射部のＯ₃ 濃度を保てるためＯ₃
の分解効果が高い。更に、紫外線ランプ回りに適量のオ
ゾン含有エアが流れ込んでいるため、紫外線ランプの温
度が低温に保たれ、高価な紫外線ランプの寿命を長く保
つと共に、必要な光分解効率を維持できる。このように
付着物除去ユニットは、ベルトの表面の汚染度が許容レ
ベルを超えた場合にのみ動作するので、紫外線ランプ等
の備品の消耗が減少し、部品の交換間隔、交換及び調整
時間等が低減され、稼働中の電力も減少する。また左右
ベルトの汚染度の差が所定のレベルに維持できるので、
成形されるシート表面状態が表裏で均質となり、品質も
満足されるレベルに保持できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例を示すベルト表面付着物除
去装置の側面図である。

【図２】図１のベルト表面検査部を示す斜視図及び動作
ブロック図である。

【図３】図２の動作システムを一部換えた他の動作ブロ
ック図である。

【図４】従来のベルトキャスト製膜装置の側面図であ
る。

【図５】従来のロール表面洗浄装置を示す側面図であ
る。

【図６】図５の付着物除去装置の部分詳細図である。

【符号の説明】

１ 口金 ２ 溶融樹脂 ４，４’ エンドレスベルト ６，６’，７，７’ 冷却ロール ８，８’ 冷却（加熱）ロール １６，１６’ 紫外線ランプ １７，１７’ 囲い １８，１８’ チャンバー １９ ブロワ ２１ オゾン発生器 ２２ 付着物除去ユニット ２８ 供給配管 ２９ 排出配管 ６０ 制御装置 ６１ 画像処理演算部 ６２ 付着物除去ユニット起動部 ６３，６３’ 投光器 ６４，６４’ 受光器 ６５ 汚染度比較器 ６６ 画像処理演算部

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 口金よりシート状に吐出される溶融樹脂
   を、対向して設置した１対の駆動ロールと１対の従動ロ
   ールによって駆動される表面の平滑な一対の金属製のエ
   ンドレスベルトで挟圧しながら冷却固化するベルトキャ
   スト製膜装置において、前記エンドレスベルトのリター
   ン部に設置され紫外線を照射すると同時に同紫外線照射
   部にオゾンガスを流出することにより、同ベルト表面に
   付着する有機物を分解及び酸化せしめて吸気除去する付
   着物除去ユニットと、同付着物除去ユニットの前記ベル
   ト回動方向下流に設けられて同ベルト表面の汚染度を検
   知する表面汚れ検知器と、同表面汚れ検知器からの汚染
   度信号と許容値を比較して同許容値を超えた場合に前記
   付着物除去ユニットを稼働操作する制御装置とからなる
   ことを特徴とするベルトキャスト製膜装置のエンドレス
   ベルト表面洗浄装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載のベルトキャスト製膜装置
   におけるベルト表面洗浄装置において、前記制御装置内
   に左右のエンドレスベルトの表面の汚染度を比較するベ
   ルト間汚染度比較器を備え、両ベルトの汚染度のレベル
   差が許容値を超えた時、同汚染度比較器より信号を発し
   て前記付着物除去ユニットを作動させ、所定のレベル差
   以下に汚染度レベルを下げるように調整する機能を有す
   ることを特徴とするベルトキャスト製膜装置におけるベ
   ルト表面洗浄装置。