(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属を腐食する気体やミストの存在する環境下で長尺の金属箔やフィルムを搬送するための搬送ロールと、
前記搬送ロールのロール軸を装置に固定・支持するための軸受けと、
前記軸受けにグリスを供給して排出するグリス流路と、
前記軸受けに圧縮空気を供給して排出する圧空流路と、
前記グリス流路と前記圧空流路を有し、かつ、耐食性の材料で構成されたハウジングと、
前記ハウジングに固定する円形内側カバーと、
前記ロールに固定する円形外側カバーとを有し、
前記円形内側カバーと前記円形外側カバーを入れ子構造に配置することによりできた隙間部を前記圧縮空気を排出する圧空排気溝とした軸受け機構において、
前記圧空排気溝から侵入してきた液体を受けるため前記円形内側カバーに、返し部を備えることを特徴とする軸受け機構。
【請求項２】
前記円形外側カバーが回転することにより、前記返し構造で受けた液体を、前記圧空排気溝の下部より排出することを特徴とする請求項１に記載の軸受け機構。
【請求項３】
請求項１または２のいずれかに記載の軸受け機構を備えてあることを特徴とする金属エッチング装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は長尺のフィルムや箔（ウェブ）を強酸性などの金属腐食性薬液で処理する際にウェブを搬送に使用する軸受けを、腐食性雰囲気から隔離して腐食しない様にする軸受け機構及び、その軸受け機構を使用した金属エッチング装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
上記した金属エッチング装置とは、ウェブ（金属箔）を微細な形状となるようにエッチング加工をする装置であって、上記した腐食性を有する薬液で処理する槽をウェブが弛んだり、蛇行しないように搬送ロールによって支持して搬送しているロールツーロールの装置である。このロールツーロール装置には、ウェブを搬送するため駆動ロールとフリーロール（駆動なしロール）が配置されている。
【０００３】
上記したフリーロールとは、外部からの駆動が無くとも、ウェブとロールの間の摩擦力によってロールが連れて回転するロールのことである。また、そのロールの軸は、その端部で複数の球体の部品（ボール）と、そのボールの支持体で構成された軸受けで支持されている。
【０００４】
この軸受けの材質に鉄鋼を用いることが多く、そうした軸受けは耐食性に劣るため、エッチング加工工程にて腐食性のある薬液やミストなどによりボールや支持体の表面が腐食され、その結果、ボールと支持体間の摩擦力が増加し、フリーロールの回転に必要となる力も増加する。この結果、フリーロールがウェブに連れ回る様にするための静荷重が高くなり、やがて、フリーロールの回転に遅れが生じ、ウェブの搬送に対してフリーロールが連れ回らなくなり、フリーロールがウェブを擦るように搬送される様になってしまう。
【０００５】
この様な状態で、特に金属箔のウェブを搬送すると、擦れを起因とするキズが発生し、品質不良を起こしていた。
【０００６】
こうした現象をさけるため、軸受けの材質に耐食性の高い樹脂やセラミックを用いる方法がある。
【０００７】
しかし、樹脂は耐食性が高くなるにつれて、材料強度が低くなる傾向があって、耐食性と材料強度が両立する材料が少なかった。その一方で、セラミックは耐食性に関して良好である反面、その脆さからボールが破損しやすく、破損すると荷重が急変し、上記した品質不良が突然発生するため信頼性に難があった。  こうしたことから、軸受けの材質を選択して、問題を解決することは困難であった。
【０００８】
この様な問題に対して、フリーロールの軸受けを囲うハウジングを工夫することにより腐食性の雰囲気と軸受けを隔離する構成が特許文献１に記載されている。
【０００９】
特許文献１に記載の発明は、ハウジング内の軸受け部から外へ通じる空間を設けて、そこに圧縮空気を通して、ハウジングから圧縮空気を排出することで、腐食性の気体やミストの入り込みを防いでいる。  しかし、圧縮空気の圧力が高くなると、軸受け部で使用しているクリーン用グリスが飛び出してきて、排気口から圧縮空気と共に排出されて、薬液槽に出てきてしまう問題がある。  このクリーン用グリスは、ボールと支持体の間の摩擦をより低減する目的で用いられている反面、エッチング槽に出てきて、基材表面に付着してしまうと、エッチングを阻害したり、製品の変色といった品質問題を引き起こすというデメリットがあった。
【００１０】
こうしたことから、圧縮空気の圧力を上げられずに、腐食性の気体やミストがハウジング内部に入り込んでしまい、その結果、軸受けの内部が腐食され軸受け部が機能しなくなるという問題点があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特許第４３１４６２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであり、腐食性を有する薬剤を扱う工程において、軸受けを周囲の雰囲気から隔離できて、さらに軸受けにて使用するグリスが排出されないような機構を備えた軸受け機構、および、その軸受け機構を備える金属エッチング装置を提供することを課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記の課題を解決するための手段として、請求項１に記載の発明は、金属を腐食する気体やミストの存在する環境下で長尺の金属箔やフィルムを搬送するための搬送ロールと、前記搬送ロールのロール軸を装置に固定・支持するための軸受けと、
前記軸受けにグリスを供給して排出するグリス流路と、
前記軸受けに圧縮空気を供給して排出する圧空流路と、
前記グリス流路と前記圧空流路を有し、かつ、耐食性の材料で構成されたハウジングと、前記ハウジングに固定する円形内側カバーと、
前記ロールに固定する円形外側カバーとを有し、
前記円形内側カバーと前記円形外側カバーを入れ子構造に配置することによりできた隙間部を前記圧縮空気を排出する圧空排気溝とした軸受け機構において、
前記圧空排気溝から侵入してきた液体を受けるため前記円形内側カバーに、返し部を備えることを特徴とする軸受け機構である。
【００１４】
また、請求項２に記載の発明は前記円形外側カバーが回転することにより、前記返し構造で受けた液体を、前記圧空排気溝の下部より排出することを特徴とする請求項１に記載の軸受け機構である。
【００１５】
また、請求項３に記載の発明は、請求項１または２のいずれかに記載の軸受け機構を備えてあることを特徴とする金属エッチング装置である。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の軸受け機構によれば、腐食性を有する薬液を扱う工程において、腐食性の気体やミストが軸受けまで到達しにくくなるので、金属製のボールや支持体からなる軸受けを使用しても腐食することが少なくなるので、長期に安定した搬送が可能となり、さらには、この軸受け機構を金属エッチング装置に備えることにより、軸受け部で使用するグリスが周囲の雰囲気に撒き散らされてエッチング不良を起こしにくくなるので、品質の安定した金属エッチング装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明に係る腐食防止機能を有する軸受け機構の一実施形態の部分断面模式図である。
【図２】本発明の軸受け機構を有する金属エッチング装置の構成要素を示した概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明を実施するための形態について図面を参照しながら説明する。
【００１９】
図１は、本発明による軸受け機構（２０）の構造を示したものである。
軸受け（１）を内蔵した耐食材料で構成したハウジング（２）と、円形内側カバー（９）と、円形外側カバー（１０）で構成されている。また、軸受け（１）は、搬送ロール（１６）の端面から伸びるロール軸（３）の両端で受けていて、図１（ａ）はその片側の断面を示したものである。本実施例では、ボール（１ａ）を有する軸受け（１）として、特に防錆などを考慮していない深溝玉軸受けを使用した。また、潤滑流体としては、ボールベアリングの潤滑に使用できて、循環使用ができて、さらに発塵性の少ないクリーン仕様のものを選んで使用した。
【００２０】
次に、円形内側カバー（９）をロール軸（３）を中央に通し、ロール軸との間にできた空間に、後で述べる圧空の流路（１１）となる様に隙間をあけてハウジング（２）に固定した。その固定方法は図示しない位置に円形内側カバー（９）をハウジング（２）にビス止めした。
【００２１】
次に円形外側カバー（１０）はロール軸（３）を中央に通し、円形内側カバー（９）との間に空間ができる位置にして、円形外側カバー（１０）の搬送ロール（１６）側に設けた図示しないフランジ部とビスで共締めして固定した。このため、円形外側カバー（１０）は、ロール軸（３）と一緒に回転し、一方で円形内側カバー（９）はハウジングに固定されているので、回転することはない。
【００２２】
次に、ハウジング（２）には軸受け（１）に対して、潤滑流体を供給する潤滑流体流路（５）と、同じく軸受け（１）に外部環境からの空気が触れない様に、圧縮空気（クリーンエア）を流通する圧空流路（８）が作られていて、その構造がラビリンスシール構造となっている。グリスの流れ方向（１５）の矢印は潤滑流体の流れを示す。
【００２３】
潤滑流体流路（５）は、図示しない循環装置から供給された潤滑流体を受ける潤滑流体注入ポート（４）と、潤滑流体を循環装置に戻すための潤滑流体排出ポート（６）を備えている。
【００２４】
圧空流路（８）には図示しない供給系からクリーンエアを受ける圧空供給ポート（７）を備えている。ここで供給されたクリーンエアは以下説明する経路で排出される。
【００２５】
圧空供給ポート（７）から供給されたクリーンエアは、ロール軸（３）に沿って、ハウジング（２）との間隙、続いて円形内側カバーとの間隙を通り、円形内側カバー（９）と円形外側カバー（１０）の間隙である排気経路（１１）を通って圧空排気溝（１２）より外気に放出される。この圧空排気溝は、円形内側カバー（９）と円形外側カバー（１０）の最外部（の円周）に沿ってできている（図１（ｂ））ので、エアは３６０度の方向に放出される。圧空の流れは、圧空の流れ方向（１３）の矢印で示される。
【００２６】
こうして軸受け（１）の腐食を防ぐため、クリーンエアを流し続けることになるので、その流量は、必要最低限のものである必要がある。また、必要以上にクリーンエアを流すと、潤滑流体が軸受け（１）から染み出したものが、クリーンエアによって外部に排出されてしまい、反対にクリーンエアの流量を少なくしすぎると、外気を浮遊する腐食性の薬液の液滴は圧空排気溝（１１）の上部から入り込んで排気流路（１１）を逆流して内部に落ちてきて、ロール軸（３）を伝わって、軸受け（１）に到達してしまう。
【００２７】
しかし、本発明の円形内側カバー（９）には、返し部（９ａ）が設けられており、排気流路（１１）を逆流して内部に落ちてくる液滴は、ここで返し部の手前側に溜まり、円形外側カバー内が曲面になっているので、ロール軸（３）より下に落ちて行き、圧空排気溝（１２‘）より排出されるので、腐食性の薬液の液滴がハウジング（２）の方に向かうことが、避けられる。返し部でトラップされた液体は、返し部でトラップされた液体を排出する方向（１４）に排出される。
【００２８】
こうして、本発明によれば、ロール軸を回転させる荷重を従来よりも長時間、一定に維持することができた。
【００２９】
次に図２は、本発明の軸受け機構を用いた金属エッチング装置の構成概略を示している。
【００３０】
金属エッチング装置（１００）は、巻き出しユニット（１１０）にセットした巻き出し側ロール（１１１）からウェブ（金属箔）（１１２）を、エッチングユニット（１２０）、水洗ユニット（１３０）、巻き取り駆動ユニット（１４０）を経由して、巻き取りユニット（１１０ａ）まで通し、次に巻き取り駆動ユニット（１４０）の駆動ロール（１４１）により金属箔（１１２）を搬送方向（１１４）の方向に搬送しながら、エッチング処理を行い、エッチング処理された金属箔（１１２）は、巻き取り側ロール（１１３）に巻き取るというものである。
【００３１】
この金属エッチング装置（１００）は、エッチング加工時には、エッチングユニット（１２０）でスプレーノズル（１２１）より金属箔（１１２）をエッチングする条件のエッチング液（１２２）を噴射して金属箔（１１２）のエッチングを行い、水洗ユニット（１３０）では、水洗ノズル（１３１）から水洗水（１３２）を供給して水洗し、図示しない水きりユニットにて乾燥を行なう様にしたものである。
【００３２】
そして、この金属エッチング装置（１００）のエッチングユニット（１２０）、水洗ユニット（１３０）の搬送ロールの軸受け機構に本発明の軸受け機構（２０）を適用した。
【００３３】
上記した、本発明の軸受け機構で構成した搬送系を備えるエッチングユニット、水洗ユニット内では、金属箔と搬送ロール間の摩擦力が安定した状態を維持できる様になり、擦れを原因とする品質不良を起こすことが少ない金属エッチング装置が得られた。
【符号の説明】
【００３４】
１・・・軸受け
１a・・・ボール
２・・・ハウジング
３・・・ロール軸
４・・・潤滑流体注入ポート
５・・・潤滑流体流路
６・・・潤滑流体排出ポート
７・・・圧空供給ポート
８・・・圧空流路
９・・・円形内側カバー
９ａ・・・返し部
１０・・・円形外側カバー
１１・・・排気流路（ラビリンスシール部）
１２、１２’・・・圧空排気溝（排出溝）
１３・・・圧空の流れ方向
１４・・・返し部でトラップした液体を排出する方向
１５・・・グリスの流れ方向
１６・・・搬送ロール
２０・・・軸受け機構
１００・・・・金属エッチング装置
１１０・・・・巻き出しユニット
１１０ａ・・・巻き取りユニット
１１１・・・・巻き出し側ロール
１１２・・・・ウェブ（金属箔）
１１３・・・・巻き取り側ロール
１１４・・・・搬送方向
１２０・・・・エッチングユニット
１２１・・・・スプレーノズル
１２２・・・・エッチング液
１３０・・・・水洗ユニット
１３１・・・・水洗ノズル
１３２・・・・水洗水
１４０・・・・巻き取り駆動ユニット
１４１・・・・駆動ロール
【図１】
0006402514.tif 000002
【図２】
0006402514.tif 000003