(57)【要約】【課題】塗工液中の蛍光剤の濃度を低くしても塗膜の欠陥部を漏れなく確実に識別することができる低コストの欠陥識別方法及び欠陥識別システムを提供する。【解決手段】蛍光剤を含有する塗膜ＣＦを有するウエブＷを搬送させながら、塗膜中の欠陥部を識別する本発明の欠陥識別方法は、ウエブをその幅方向に跨ぐように塗膜に対して紫外光を照射し、紫外光の照射領域ＩＲからの蛍光を検出し、検出した蛍光を解析して塗膜の欠陥部を識別する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
蛍光剤を含有する塗膜を有するウエブを搬送させながら、塗膜中の欠陥部を識別する欠陥識別方法であって、
ウエブをその幅方向に跨ぐように前記塗膜に対して紫外光を照射し、紫外光の照射領域からの蛍光を検出し、検出した蛍光を解析して塗膜の欠陥部を識別することを特徴とする欠陥識別方法。
【請求項２】
蛍光剤を含有する塗膜を有するウエブを搬送する搬送手段と、
ウエブの搬送経路中に設けられて前記塗膜の欠陥部を識別する欠陥識別装置とを備え、
前記欠陥識別装置は、前記塗膜に紫外光を照射する光照射手段と、前記紫外光の照射領域からの蛍光を検出する検出手段と、検出した蛍光を基に塗膜中の欠陥部を解析する解析手段とを備えることを特徴とする欠陥識別システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ウエブ表面に形成された塗膜中の欠陥部を識別する欠陥識別方法及び欠陥識別システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、長尺のウエブの一方の表面または両面に、用途に応じて塗膜を形成したり、紫外線を照射してウエブを改質したりする加工が行われている。このような加工装置の一例として、ロール状に巻回された長尺のウエブを繰り出し所定速度で搬送させる搬送手段と、搬送するウエブの少なくとも一方の表面に塗工液を塗布して塗膜を形成する塗布手段とを備える塗工装置が一般に広く知られている。
【０００３】
ここで、搬送するウエブに塗工液を塗布して塗膜を形成したとき、未塗布部分、はじきやピンホールといった欠陥部が塗膜中に存在することがあり、このような欠陥部が存在すると、所望の用途に使用できない等の品質的な不具合が生じる。そこで、従来、塗膜中の欠陥部を識別する方法が特許文献１等で知られている。このものでは、塗工液に蛍光剤を含有させ、この塗工液を塗布して形成した塗膜に対して紫外光を照射し、紫外光が照射された塗膜を作業者が肉眼で観察する。このとき、塗膜中の正常部は発光するが欠陥部は発光しないため、当該欠陥部を識別することができる。
【０００４】
ところで、生産性を向上させるため、ウエブの広幅化（例えば、１ｍや３ｍ等）が図られると共に、ウエブの搬送速度の高速化（例えば、８０ｍ／ｍｉｎ）が図られている。このような場合、上記従来例の作業者の肉眼による観察では、全ての欠陥部を識別することは事実上不可能である。また、上記従来例では、肉眼で欠陥部の識別性を向上させるために、塗工液中の蛍光剤の濃度を０．１〜５質量％の範囲に高く設定しているが、蛍光剤は非常に高価であるため、コスト高を招く。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平５−１５７７０６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、以上の点に鑑み、塗工液中の蛍光剤の濃度を低くしても塗膜の欠陥部を漏れなく確実に識別することができる低コストの欠陥識別方法及び欠陥識別システムを提供することをその課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、蛍光剤を含有する塗膜を有するウエブを搬送させながら、塗膜中の欠陥部を識別する本発明の欠陥識別方法は、ウエブをその幅方向に跨ぐように前記塗膜に対して紫外光を照射し、紫外光の照射領域からの蛍光を検出し、検出した蛍光を解析して塗膜の欠陥部を識別することを特徴とする。ここで、欠陥部には、塗工液が未塗布の部分だけでなく、塗工液を一旦塗布したがウエブに対する濡れ性が悪くはじきが生じた部分や、塗工液中の泡や塗工液の突沸あるいは塗工液に混入したゴミや樹脂の塊などが原因で生じたピンホール部分が含まれるものとする。
【０００８】
また、上記課題を解決するために、本発明の欠陥識別システムは、蛍光剤を含有する塗膜を有するウエブを搬送する搬送手段と、ウエブの搬送経路中に設けられて前記塗膜の欠陥部を識別する欠陥識別装置とを備え、前記欠陥識別装置は、前記塗膜に紫外光を照射する光照射手段と、前記紫外光の照射領域からの蛍光を検出する検出手段と、検出した蛍光を基に塗膜中の欠陥部を解析する解析手段とを備えることを特徴とする。
【０００９】
本発明において、前記光照射手段は、前記ウエブの搬送方向に間隔を存して、前記ウエブの塗膜の形成面に対向配置される少なくとも２本の紫外光ランプと、前記紫外光ランプからの紫外光を集光して単一の帯状紫外光とする集光部とを有すると共に、前記検出手段は撮像部を有し、前記帯状紫外光が前記ウエブをその幅方向に跨いで照射領域を構成し、当該照射領域の直上または直下に撮像部が配置されることが好ましい。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、照射領域からの蛍光を検出して解析することより欠陥部の有無を識別するため、作業者の肉眼で観察する従来例と比較して、幅広のウエブを高速で搬送させる場合でも塗膜中の欠陥部を漏れなく識別できる。この場合、紫外光ランプからの紫外光を集光して得た紫外光により光強度の高い照射領域を作り、その照射領域を直上から撮像して解析する構成を採用すれば、塗膜中の蛍光剤の濃度が低いときでも、正常部と欠陥部とのコントラストが大きくなり、より確実に欠陥部が識別でき、高価な蛍光剤の使用量を少なくできるため、低コスト化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施形態の欠陥識別システムを示す斜視図。
【図２】ウエブＷに対する光照射手段及び検出手段の位置関係を模式的に示す断面図。
【図３】正常部と欠陥部とのコントラスト差を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、長尺状のウエブＷを繰出ロールで繰り出して駆動ロールにより所定速度で搬送する搬送手段と、搬送するウエブＷの少なくとも一方の表面に蛍光剤を含有する塗工液を塗布して塗膜ＣＦを連続形成する塗布手段とを備えるウエブ加工装置たる塗工装置にて、ウエブＷの搬送経路中の塗布手段の下流側に適用される本発明の実施形態の欠陥識別システムＤＭについて説明する。尚、塗工装置としては、公知の構造を有するものを用いることができるため、ここでは詳細な説明を省略する。
【００１３】
図１を参照して、欠陥識別システムＤＭは、蛍光剤を含有する塗膜ＣＦを有するウエブＷを搬送する搬送手段Ｔと、ウエブＷの搬送経路中に設けられる欠陥識別装置１を有する。搬送手段Ｔには、図示されたウエブＷを巻き取る巻取ローラのほか、図外の繰出ローラや駆動ローラが含まれるものとする。尚、ウエブＷとしては、プラスチック製フィルム、紙、不織布、布、金属箔等を用いることができる。
【００１４】
欠陥識別装置１は、塗膜ＣＦに対して紫外光を照射する光照射手段２と、紫外光の照射領域からの蛍光（反射光）を検出する検出手段３と、検出した蛍光を基に塗膜ＣＦ中の欠陥部を解析する解析手段４とを備える。
【００１５】
図２を更に参照して、光照射手段２は、下端が開放面である金属製の支持枠２０と、支持枠２０内に配置される少なくとも１本（後述の如く好ましくは複数本であり、本実施形態では４本）の略円柱状の蛍光灯タイプの紫外光ランプ２１と、紫外光ランプ２１の各々からの紫外光を集光して単一の帯状紫外光とする集光部２２とを備える。支持枠２０の側面には図示省略のソケットが設けられ、ソケットに各紫外光ランプ２１の端子を挿入することにより固定される。紫外光ランプ２１としては水銀ランプ、メタルハライドランプや紫外線ＬＥＤ（発光ダイオード）など公知のものを用いることができ、また、集光部２２としては反射鏡など公知のものを用いることができるため、ここでは詳細な説明を省略する。このような構成により、集光部２２で集光された単一（１本）の帯状紫外光が、ウエブＷをその幅方向に跨ぐ（即ち、ウエブＷの幅よりも広い幅を有する）、高い光強度を有する照射領域ＩＲを構成する。
【００１６】
紫外光ランプ２１の本数は、例えば、２〜１０本が好ましく、４〜６本がより好ましい。紫外光ランプ２１の本数が２本未満（即ち１本）であると、蛍光剤が発光するために十分な光量が得られない場合がある。尚、照射領域にて十分な光量が得られる場合には、１本の紫外光ランプ２１であってもよい。一方、１０本を超えると、紫外光ランプ２１を設置するためのスペースが大きくなり、欠陥識別システムＤＭの大型化を招き、既存のウエブ加工装置への設置が出来ない場合がある。紫外光ランプの形状は蛍光灯タイプのみならず電球タイプでもよい。この場合、帯状の照射領域が形成されるようにウエブＷの幅方向に複数個の紫外光ランプを一連に並設し、この一連に並設した電球タイプの紫外光ランプを１本として捉える。
【００１７】
照射領域ＩＲの直上に位置する支持枠２０の上面２０ａには、ウエブＷの幅方向にのびる帯状のスリット２３が開口（開設）され、このスリット２３を介して照射領域ＩＲを臨むように検出手段３が配置されている。検出手段３は、解析手段４にケーブルで接続されている。検出手段３としては、ＣＣＤカメラやＣＭＯＳカメラ等の公知の撮像部（撮像器）を用いることができると共に、解析手段４としては、演算処理を行うことができる公知のパーソナルコンピュータ等を用いることができる。尚、撮像部の数は、ウエブＷの幅に応じて適宜設定できる。このように配置された撮像部により、光強度の高い照射領域ＩＲにおける塗膜ＣＦからの反射光を検出して撮像することができる。ここで、上述の如く塗膜ＣＦは蛍光剤を含有するため、紫外光が照射された塗膜ＣＦの正常部は発光するのに対し、塗膜ＣＦ中の欠陥部は発光しない。そこで、解析手段４は、検出手段３たる撮像部により撮像された塗膜ＣＦの画像に公知の演算処理を施し、正常部と欠陥部とのコントラストの差を生じさせることにより欠陥部を識別することができる（図３参照）。尚、検出手段３は照射領域ＩＲの直上ではなく支持枠２０の枠外から斜めに照射領域ＩＲを臨むように設けてもよく、さらに、支持枠２０の側面に若しくは斜め側面にスリットを開口し、そのスリットから照射領域ＩＲを臨むように設けてもよい。
【００１８】
次に、上記欠陥識別システムＤＭを用い、上記塗工装置にてウエブＷ表面に形成される塗膜ＣＦを粘着層とし、この粘着層ＣＦ中の欠陥部を識別する場合を例に、本実施形態の欠陥識別方法について説明する。
【００１９】
先ず、図外の繰出ローラを用いてウエブＷを繰り出し、図外の駆動ローラを用いてウエブＷを搬送させながら、ウエブＷ表面に蛍光剤及び粘着主剤を含有する塗工液を塗布することにより、蛍光剤を含有する粘着層ＣＦを形成する。ここで、塗工液中の蛍光剤の濃度は、上記従来例の肉眼観察の場合の濃度（０．１〜５質量％）よりも低い、０．００１〜０．０５質量％の範囲内で設定することが好ましく、０．００２〜０．０３質量％の範囲内で設定することがより好ましい。０．００１質量％未満であると、検出手段３により蛍光を検出するのに十分な発光が得られない場合がある一方で、０．０５質量％を超えると、塗工液が付与しようとしている機能を損なうおそれがあるばかりか、塗工液のコストが高くなって経済上好ましくない。蛍光剤としては、紫外光を吸収して蛍光を発する染料、例えばスチルベン系、ジアミノスチルベン系、キナゾロン系、ペリレン系、クマリン系、ジアミノジフェニル系、イミダゾール系、チアゾール系、オキサゾール系、トリアゾール系、カルバゾール系、ピリジン系、ナフタル酸系、イミダゾロン系、ナフタルイミド系、チオフェン系の染料や、フルオロセイン、チオフラビン、エオシン、ローダミン、テルフェニルなどの蛍光発生剤から選択される少なくとも１種を用いることができる。それ以外の塗工液の成分は、用途に応じて公知のものを適宜選択することができるため、ここでは詳細な説明を省略する。
【００２０】
塗膜中の蛍光剤の配合量（含有量）の好ましい範囲は、乾燥前のウエットの状態においては上記塗工液中の濃度と同じである。乾燥後の塗膜中の蛍光剤含有量は、０．００５〜０．５質量％の範囲が好ましく、０．０１０〜０．３質量％の範囲がより好ましい。乾燥後の塗膜中の蛍光剤含有量が０，００５質量％未満であると、検出手段３により蛍光を検出するのに十分な蛍光が得られない場合がある。一方、０．５質量％を超えると、塗膜に付与される機能を損なうおそれがあるばかりか、製造コストが高くなって経済上好ましくない。
【００２１】
このように粘着層ＣＦが形成されたウエブＷを搬送させながら、粘着層ＣＦに光照射手段２から少なくとも１本の帯状紫外光を照射する（この帯状紫外光が集光されて照射領域ＩＲを作る）。このとき、粘着層ＣＦは蛍光剤を含有するため、紫外光が照射された粘着層ＣＦの正常部は発光するのに対し欠陥部は発光しない。そして、照射領域ＩＲからの蛍光（反射光）を撮像部３が検出し（撮像）し、解析手段４が撮像部３により撮像された画像に公知の演算処理を施し、コントラスト差を利用して欠陥部の有無を識別する。なお、欠陥部有りと識別された場合には、その欠陥部を含む画像を解析手段４が具備する図示省略の記憶部に記憶させてもよい。ここで、複数本の紫外光ランプ２１各々からの紫外光を集光することで得られた照射領域ＩＲは光強度が高いため、塗工液中の蛍光剤の濃度が低い場合でも、図３に示すように、正常部と欠陥部とのコントラスト差を大きくでき、確実に欠陥部を識別できる。従って、高価な蛍光剤の使用量を減らすことができるため、コストを抑制することができる。
【００２２】
次に、本発明の効果を確認するため、次の実験を行った。本実験では、以下の方法で粘着層ＣＦ形成用の塗工液を調製した。即ち、粘着主剤（三井化学社製「タケラックＡ−１１４３」）１００質量部（固形分６０ｗｔ％）、硬化剤（三井化学社製「タケネートＡ−５０」）１１質量部（固形分７５ｗｔ％）、蛍光剤（ＢＡＳＦジャパン社製「ＴＩＮＯＰＡＬ ＯＢ」）０．１質量部（固形分１００ｗｔ％）を配合し、さらに希釈溶剤（丸善石油化学社製「メチルエチルケトン」）３００質量部で希釈し、塗工液を調製した。このとき、塗工液の総質量に対する蛍光剤の配合量（以下「蛍光剤濃度」という）は、０．０２４質量％であった。この塗工液を、厚さが１２５μｍのポリエチレンテレフタレート製ウエブＷにマイヤーバー方式で塗布し、５．０μｍの厚さの粘着層ＣＦを形成した。このとき、ウエブＷの搬送速度は８０ｍ／ｍｉｎ、塗布幅は１ｍ、塗布長は１０００ｍとした。この１０００ｍ長の粘着層ＣＦには、故意的に１００個の欠陥部（未塗工部分）をランダムに形成した。このように形成した蛍光剤を含有する粘着層ＣＦを有するウエブＷを試料１とした。さらに、蛍光剤の配合量を０．０５質量部、０．０１質量部と変えて塗工液を調製した（このときの蛍光剤濃度は夫々０．０１２質量％、０．００２４質量％）点を除き、上記試料１と同様に得た粘着層を夫々試料２、試料３とした。また、蛍光剤として日本蛍光化学社製「Ｏ−ＡＮ」を０．０５質量部配向して塗工液を調製した（このときの蛍光剤濃度は０．０１２質量％）点を除き、上記試料１と同様の方法により得た粘着層を試料４とした。各試料１〜４に形成された１００個の欠陥部を上記欠陥識別システムＤＭを用いて識別したところ（ウエブ搬送速度は８０ｍ／ｍｉｎとした）、表１に示すように、全て（１００個）の欠陥部を漏れなく識別できる（即ち、識別率が１００％である）ことが確認された。一方、試料１を従来例の如く作業者による肉眼（目視）で観察したところ、１００個の欠陥部のうち、５３個の欠陥部しか識別できないことが確認された。また、蛍光剤を０．００５質量部配合して塗工液を調製した（このときの蛍光剤濃度は０．００１２質量％）点を除き、上記試料１と同様に得た粘着層ＣＦを試料５とし、この試料５に形成された１００個の欠陥部を同様に識別したところ、８７個の欠陥部を識別でき、肉眼（目視）よりも高い識別率が得られることが確認された。尚、上記実験で用いた欠陥識別システムＤＭの紫外光ランプ２１としてＮＩＰＰＯ社製「ＦＬＲ７２Ｔ６ＢＬＢ／Ｍ」を使用し、検出手段３及び解析手段４としてメック社製「ＬＳＣ−４０００」を使用した。
【００２３】
【表１】
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【００２４】
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。例えば、上記実施形態では、粘着層を形成するための塗工液に蛍光剤を添加したものを塗布して塗膜ＣＦを形成する場合について説明したが、易接着剤、剥離剤、ハードコート剤、インク受理剤、その他の機能性剤を含む塗工液に蛍光剤を添加したものを塗布して塗膜を形成する場合にも本発明を適用することができる。
【００２５】
また、上記実施形態では、ウエブに塗布する塗工液に蛍光剤を含有させる場合について説明したが、プラスチックフィルム製膜の溶融樹脂中あるいは製紙の紙料中に蛍光剤を含有させる場合にも本発明を適用することができる。この場合、プラスチックフィルムや紙（以下「フィルム等」という）を搬送させながら、フィルム等に紫外光を照射し、その照射領域からの蛍光を検出し、検出した蛍光を解析してフィルム等の欠陥部を識別することができる。尚、溶融樹脂中あるいは紙料中の蛍光剤の濃度は、上記塗工液中の蛍光剤の濃度と同様に設定することができる。
【００２６】
上記実施形態では、塗工装置に欠陥識別システムを適用した場合について説明したが、ウエブ表面に塗膜が形成されたものに所定の加工を施す他のウエブ加工装置に対して欠陥識別システムを適用することができ、他のウエブ加工装置としては、裁断装置、成膜装置、抄紙装置、貼合装置（ラミネータ）、検品装置、ＵＶ照射装置が挙げられる。
【００２７】
また、上記実施形態では、ウエブＷの光照射手段２側（上側）から検出した蛍光（反射光）を基に塗膜中の欠陥部の有無を解析する場合について説明したが、ウエブＷの光照射手段２とは反対側（下側）から蛍光（透過光）を検出し、検出した蛍光を基に塗膜中の欠陥部の有無を解析するように構成してもよい。この場合、照射領域の直下に検出手段を配置すればよい。
【符号の説明】
【００２８】
ＤＭ…欠陥識別システム、Ｗ…ウエブ、ＣＦ…塗膜、１…欠陥識別装置、２…光照射手段、３…検出手段（撮像部）、４…解析手段、Ｔ…巻取ローラ（搬送手段）、２１…紫外光ランプ、２２…集光部、ＩＲ…照射領域。
【図１】
2015152412.tif 000004
【図２】
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【図３】
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