(57)【要約】【課題】ロール状に巻き取られた状態のフィルム基材を、連続体のまま巻出し、表面処理工程や塗布工程、乾燥工程、さらに検査工程などの処理を順次行い、最終的に再びロール状に巻き取るようなフィルム基材の搬送装置において、搬送ロールから受ける傷や変形、ツレやシワ、あるいはまたフィルム基材の搬送時の滑りにより生じる擦り傷の発生を防止するフィルム基材の搬送装置を提供する。【解決手段】一方の面に連続して加工が施されたフィルム基材の他方面側に搬送ロールと、対向する前記加工面側に配置され、エアを吹き出すエア吹き出し口とを具備することを特徴とするフィルム基材搬送装置。【選択図】    図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一方の面に連続して加工が施されたフィルム基材の他方面側に搬送ロールと、対向する前記加工面側に配置され、エアを吹き出すエア吹き出し口とを具備することを特徴とするフィルム基材搬送装置。
【請求項２】
前記エア吹き出しの風速が、２〜３０ｍ／ｓの範囲にあることを特徴とする請求項１記載のフィルム基材搬送装置。
【請求項３】
前記エア吹き出しの風速が、フィルム基材の幅方向に対して速度分布を有することを特徴とする請求項１または２に記載のフィルム基材搬送装置。
【請求項４】
前記エア吹き出しの風速が、フィルム基材の搬送方向に対して速度分布を有することを特徴とする請求項１または２に記載のフィルム基材搬送装置。
【請求項５】
前記エア吹き出し口の開口位置が、対向する前記搬送ロールと直交する位置を基点として、搬送方向に従って前記搬送ロールとの距離が短くなることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載のフィルム基材搬送装置。
【請求項６】
前記搬送ロールの表面粗さが、表面粗さＲｍａｘ０．８μｍ以下であることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載のフィルム基材搬送装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フィルム基材を搬送する装置に関する。本発明の装置は、搬送中にニップすることができない高機能薄膜を製造する過程で使用される。
【背景技術】
【０００２】
液晶パネルやプラズマディスプレイパネルなどのディスプレイ装置には、位相差補償フィルム基材や光拡散フィルム基材など、様々な機能を持つ光学フィルム基材が用いられている。こうした光学フィルム基材をはじめとして、金属箔もしくは樹脂よりなるフィルム基材上に機能性薄膜や加飾層を構成し、製品を製造することが工業的に広く行われている。
【０００３】
これらの製造においては、ロール状に巻き取られたフィルム基材を、連続体のまま巻出し、表面処理工程や塗布工程、乾燥工程、さらに検査工程などの処理を順次行い、最終的に再びロール状に巻き取ることが一般的である。連続体のままフィルム基材に各処理を行うことで、効率を上げることができ、生産性向上、製品単価の低減に寄与することができる。
【０００４】
上記のようにフィルム基材を連続的に処理することにより高い生産性が期待できるが、さらなる生産性向上のため、各工程の処理時間、特にボトルネック工程を短縮し、フィルム基材の搬送速度を少しでも引き上げることが製造者にとって大きな問題となっている。
【０００５】
しかしながら、例えボトルネック工程の時間短縮ができたとしても、フィルム基材の搬送速度を高めた時に発生する擦り傷や蛇行による斜め傷などにより、製品として使用することができず、結果として搬送速度を引き上げることができないという問題があった。
【０００６】
特に、ディスプレイ装置用の光学フィルム基材においては、数十ミクロン程度の傷であっても、高輝度の光が照射されると散乱傷として目立ちやすく、製品品質を損なうとして不良品扱いとなる。これらの傷が連続体のフィルム基材の一部に局所的に発生した場合には、後工程にて除去することもできるが、連続的に発生した場合、ロール全体が不良となり、大きな損失が発生する。また、光学フィルム基材用途に用いられるフィルム基材基材は、例えばトリアセチルセルロース（ＴＡＣ）のような、高い光透過率や極めて小さい複屈折などの光学特性や耐熱性を有するものであり、フィルム基材の単価が高額でより損失が大きい。
【０００７】
フィルム基材の搬送で発生する傷や蛇行の問題は、搬送ロールとフィルム基材との間で発生する摩擦力による規制が弱くなることで、ロールとフィルム基材との間に相対速度が生じたり、幅手方向にフィルム基材が動いてしまうことによって生じる。特に、フィルム基材の搬送速度を高めた場合、フィルム基材表面に存在する空気が、粘性により、フィルム基材と一緒に流れる同伴風となり、同伴風は搬送ロールの部分でくさび効果によってロールとフィルム基材との間の空気層の圧力を高める。この結果、周囲との圧力差が生まれ、フィルム基材を持ち上げる方向に力が発生し、搬送ロールとフィルム基材との間で発生する摩擦力を低下させ、結果として傷や蛇行の問題を発生させる原因となっていた。
【０００８】
搬送ロールとフィルム基材との間で発生する摩擦力を強めるために、搬送ロールの表面粗さを大きくすることや、搬送中のフィルム基材の張力を引き上げる手段がある。しかし、表面粗さを大きくすると、微視的に見るとロール表面の凹凸が大きくなることとなり、機能性薄膜層にその凹凸が転写され機能が失われたり、張力を上げることで搬送方向にフィルム基材が伸び、特性の劣化や、物性挙動に悪影響を与えてしまったり、シワの発生を誘発し、新たな問題を発生させるといった問題がある。特に、極端に張力を高くした場合には、搬送中にフィルム基材が破断するといったことも起こり、復旧のために長いライン停止時間を要することになる。特に、製品単価の低減や軽量化のために、フィルム基材は薄くなっていく方向にあり、薄いフィルム基材においてはこれらの問題は顕著に現れる。
【０００９】
また、フィルム基材の搬送途中にフィルム基材を挟み込むゴム製のニップロールを設置することも広く行われる。しかしながら、高機能薄膜の加工された例えば４０μｍ以下の薄いフィルム基材や金属箔においては、ニップロールの圧力により機能性薄膜層の機能が失われたり、塗工した薄膜が剥がれたり、ニップロール表面の形状が転写されて塑性変形が起こるなどの問題がある。
また、ニップロールを用いてフィルム基材を挟み込む以外の方法として、サクションロールを用いることも行われるが、サクションによる吸引でフィルム基材の表面に異物が付着し、その異物によりフィルム基材に周期的に傷が入るという問題がある。
【００１０】
これらの問題に対して、以下に説明するフィルム基材の搬送装置やフィルム基材の搬送方法が開示されている。例えば特許文献１では、搬送ロールの表面のうち、製品として使用されないフィルム基材の両端部に接するロール両端部について、ロールの表面粗さを粗くすることにより規制力の強い部分を設け、規制力の強い部分と弱い部分の面積比率を１／２〜１／５０とするフィルム基材に係る装置が提案されている。
【００１１】
しかしながら上記の提案では、搬送ロールの両端部でフィルム基材との間に大きな摩擦力が生じ、搬送ロールの中心部付近ではフィルム基材との間に生じる摩擦力は小さくなる。このことにより、幅手方向においてフィルム基材に作用する力に不均衡が生じ、シワの発生や蛇行を引き起こすことが考えられる。一度シワや蛇行が発生すると、フィルム基材は規制力の強い部分に接触する面積が広い側へ引き寄せられていき、シワや蛇行から回復することは難しい。また、搬送するフィルム基材の幅が狭くなった場合、規制力の強い部分がフィルム基材の端部より外側になり、フィルム基材と搬送ロール間の摩擦力が得られず、ロール滑りが発生して、フィルム基材に傷が発生することや、逆にフィルム基材の幅が広くなった場合、規制力を強めるために表面粗さを粗くした部分が製品として使用する部分と接触し、製品部分に傷が発生するといった問題がある。
【００１２】
また、特許文献２では、回転自在な複数の搬送ロールについて、片方の端部近傍の周面に搬送補助部と称する規制力の強い部分を設け、フィルム基材の一方の端部と搬送補助部とが接触するように、フィルム基材の幅に応じて、搬送ロールを軸方向に移動することを特徴とするフィルム基材に係る装置が提案されている。
【００１３】
しかしながら上記の提案では、規制力の強い部分は搬送ロールの片方の端部近傍の周面にしかないため、規制力の強い部分と接触する部分ではフィルム基材との間に大きな摩擦力が生じ、その他の部分で生じる摩擦力は小さくなる。その結果、フィルム基材の幅手方向においてフィルム基材に作用する力に不均衡が生じ、シワの発生や蛇行を引き起こすことが考えられる。また、搬送ロールの芯ずれが生じないように軸方向に移動させる構造は非常に高価となり、製造コストの上昇を招く。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１４】
【特許文献１】特開２００３−１９７２６号公報
【特許文献２】特開２０１０−４２８８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
本発明は、掛かる課題に鑑みてなされたものであり、ロール状に巻き取られた状態のフィルム基材を、連続体のまま巻出し、表面処理工程や塗布工程、乾燥工程、さらに検査工程などの処理を順次行い、最終的に再びロール状に巻き取るようなフィルム基材の搬送装置において、搬送ロールから受ける傷や変形、ツレやシワ、あるいはまたフィルム基材の搬送時の滑りにより生じる擦り傷の発生を防止するフィルム基材の搬送装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明の請求項１に係る発明は、一方の面に連続して加工が施されたフィルム基材の他方面側に搬送ロールと、対向する前記加工面側に配置され、エアを吹き出すエア吹き出し口とを具備することを特徴とするフィルム基材搬送装置である。
【００１７】
また、本発明の請求項２に係る発明は、前記エア吹き出しの風速が、２〜３０ｍ／ｓの範囲にあることを特徴とする請求項１記載のフィルム基材搬送装置である。
【００１８】
また、本発明の請求項３に係る発明は、前記エア吹き出しの風速が、フィルム基材の幅方向に対して速度分布を有することを特徴とする請求項１または２に記載のフィルム基材搬送装置である。
【００１９】
また、本発明の請求項４に係る発明は、前記エア吹き出しの風速が、フィルム基材の搬送方向に対して速度分布を有することを特徴とする請求項１または２に記載のフィルム基材搬送装置である。
【００２０】
また、本発明の請求項５に係る発明は、前記エア吹き出し口の開口位置が、対向する前記搬送ロールと直交する位置を基点として、搬送方向に従って前記搬送ロールとの距離が短くなることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載のフィルム基材搬送装置である。
【００２１】
前記搬送ロールの表面粗さが、表面粗さＲｍａｘ０．８μｍ以下であることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載のフィルム基材搬送装置である。
【発明の効果】
【００２２】
本発明は以上の構成であるから、下記に示す如き効果がある。
即ち、本発明の請求項１に係る発明においては、一方の面に連続して加工が施されたフィルム基材の他方面側に搬送ロールと、対向する前記加工面側に配置され、エアを吹き出すエア吹き出し口とを具備することにより、加工を施したフィルム基材に向けてエアを吹き出すことで、前記フィルム基材を搬送ロールに押し付けることができ、このことにより搬送時の前記フィルム基材の浮き上がりが防げ、また、搬送ロールと前記フィルム基材との間に発生する摩擦力を低下させることがないので、搬送ロールと前記フィルム基材との速度に差が生じず、前記フィルム基材のキズによる損傷や幅手方向への蛇行を防ぐことができる。
【００２３】
請求項２に係る発明においては、搬送中のに向けて吹き出すエアの風速が、２〜３０ｍ／ｓの範囲にすることにより、前記フィルム基材を安定して搬送ロールに押し付けることができる。吹き出すエアの風速が、２ｍ／ｓ以下であると風圧が弱く、前記フィルム基材を安定して搬送ロールに押し付けることができない。また、３０ｍ／ｓを越えると風圧が強すぎて、搬送ロールと前記フィルム基材との速度に差が生じて良好な搬送ができない。
【００２４】
請求項３に係る発明においては、搬送中の加工を施したフィルム基材に向けて吹き出すエアの風速を、フィルム基材の幅方向に対して分布を持たせることで、例えば前記フィル
ム基材の幅方向の中心付近の風速を大きくし、前記フィルム基材の端部付近の風速を小さくすることで、風速の大きい部分では搬送ロールと前記フィルム基材との間に発生する摩擦力を維持しつつ、風速の小さい部分では発生するシワを逃がすことができる。
【００２５】
請求項４に係る発明においては、搬送中の加工を施したフィルム基材に向けて吹き出すエアの風速を、前記フィルム基材の搬送方向に対して分布を持たせることで、例えば搬送ロールに接触し始める付近の吹き出し風速を小さくし、次第に風速を大きくすることで、フィルム基材の振動を抑制しながら搬送ロールと前記フィルム基材との間に発生する摩擦力を維持することができ、結果として良好な搬送ができる。
【００２６】
請求項５に係る発明においては、搬送中の加工を施したフィルム基材にエアを吹き出す吹き出し口の開口位置を、前記フィルム基材の搬送方向に対して次第に搬送ロールに近づけることで、前記フィルム基材の同伴風と吹き出し機構との間にくさび効果が働き、前記フィルム基材を搬送ロールに押し付ける作用を付与することができ、安定した搬送ができる。
【００２７】
請求項６に係る発明においては、搬送ロールの表面粗さが表面粗さＲｍａｘ０．８μｍ以下の鏡面ロールであることにより、一般に滑りが発生しやすい鏡面ロールにおいても、加工を施したフィルム基材と搬送ロールとの間に発生する摩擦力を大きくすることができるため、不具合を生じずに前記フィルム基材を搬送することができる。
【００２８】
上記の効果から、本発明は連続して加工が施されたフィルム基材を、搬送ロールから受ける傷や変形、ツレやシワ、あるいはまたフィルム基材の搬送時の滑りにより生じる擦り傷等の損傷を受けずに搬送できるフィルム基材搬送装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明に係る一実施形態の説明概略図を示す。
【図２】フィルム基材の幅方向にエア吹き出しの速度分布を有するエア吹き出し口形状の断面概略図を示す。
【図３】フィルム基材の搬送方向にエア吹き出しの速度分布を有するエア吹き出し口形状の断面概略図を示す。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
以下、本発明を図面を用いてより詳細に説明する。
【００３１】
図１は、本発明に係る一実施形態の説明概略図を示しており、連続したフィルム基材の加工としてはコロナ処理を一例として説明する。なお、本発明に係る連続したフィルム基材の加工はコロナ処理に限定するものではない。
【００３２】
図１に示すように本発明に係る概要は、巻き出し部から供給された加工前のフィルム基材１ａが、搬送用ガイドロール２により支持されて搬送され、フィルム基材１の裏面からコロナ処理バックロール３に支持された状態で、コロナ処理ユニット４によりコロナ処理され、次にコロナ処理されたフィルム基材の裏面から搬送ロール５に支持された状態でエア吹き出しユニット６によりエアが吹き出され、その後巻き取り部に搬送される。
【００３３】
本発明は上記のようなか連続したフィルム基材１の加工において、加工を施したフィルム基材１ｂが搬送による損傷を受けることなく、高品質を保ち安定して巻き取られるためのフィルム基材搬送装置を提供するものである。すなわち、本発明は図１に示す搬送ロール５及びエア吹き出しユニット６に特徴がある。以下、より詳細に説明する。
【００３４】
図２及び図３は前記エア吹き出しユニットに係る一実施形態の断面概略図を示している。図２（ａ）は図１に示す搬送ロール５及びエア吹き出しユニット６の拡大図であり、図２（ｂ）は請求項３を説明するものであり、フィルム基材の幅方向にエア吹き出しの速度分布を有するエア吹き出し口形状の断面概略図、また、図２（ｃ）は請求項４を説明するものであり、フィルム基材の搬送方向にエア吹き出しの速度分布を有するエア吹き出し口形状の断面概略図を示している。なお、上記エア吹き出しの速度の分布方法及び装置については特に限定するものではない。また、図３は請求項５を説明するものである。
【００３５】
本発明の特徴は図２（ａ）で示すように、フィルム基材の連続加工において加工処理後のフィルム基材を、従来のような搬送ロールとニップロールで押え付けて搬送する方法の問題点を解決するものであり、搬送ロール５とエア吹き出し口８を有するエア吹き出しユニットを具備することを特徴とする。
【００３６】
前記エア吹き出し口８の機構を図２（ｂ）に示すように、加工を施したフィルム基材に向けて吹き出す風速に、例えばフィルム基材の幅方向中心部８ｂと、両サイドのフィルム基材の幅方向端部８ａとでに分布を持たせることを特徴とする。具体的には、フィルム基材の幅方向中心部８ｂの風速を大きくし、フィルム基材の幅方向端部８ａの風速を小さくすることで、風速の大きい部分では搬送ロールと前記フィルム基材との間に発生する摩擦力を維持しつつ、風速の小さい部分では発生するシワを逃がすことができる。
【００３７】
また、前記エア吹き出し口８の機構を図２（ｃ）に示すように、加工を施したフィルム基材に向けて吹き出す風速に、例えば直交する搬送ロールの中央部に位置する第一の吹き出し口９ａ、搬送方向に隣接する第二の吹き出し口９ｂ、さらに搬送方向に隣接する第三の吹き出し口９ｃを順次設けることにより、加工後のフィルム基材１ｂに向けて吹き出すエアの風速を搬送方向に分布を持たせることを特徴とする。具体的には、例えば直交する搬送ロールの中央部に位置する第一の吹き出し口９ａの吹き出し風速を小さくし、隣接する９ｂ、９ｃと次第に風速を大きくすることで、フィルム基材の振動を抑制しながら搬送ロールと前記フィルム基材との間に発生する摩擦力を維持することができ、結果として良好な搬送ができる。
【００３８】
上記で説明した流速の高いエアを吹き付ける機構としては、例えばエアを吹き付け用のノズル機構を設け、そこにエアを供給し、ノズル内に設けられたチャンバー部にて幅方向の圧力を均一にすることで、吹き出しエアの風速がノズル先端部で不均一にならないように調整できる。また、ノズル吹き出し口付近に整流盤を設けることで、例えば吹き出し口直後のエアの流速を１０ｍ／ｓに調整できる。この風速でエアをフィルム基材に対し吹き付けることで、フィルム基材同伴風による搬送ロールからの浮き上がりに対抗して、十分な力でフィルム基材を搬送ロールに押し付けることができる。
【００３９】
搬送中のフィルム基材にエアを吹き付ける機構については、図３に示すように、搬送ロールに対する距離が、搬送方向について次第に小さくなっていく構造としても良い。この構造により、搬送中のフィルム基材に対し吹き付けられるエアにくさび効果が生じ、単純に吹き付けるよりも効果的にフィルム基材を搬送ロールに押し付けることが可能である。
【産業上の利用可能性】
【００４０】
本発明は、搬送中にニップすることができない高機能薄膜を製造する過程における、フィルム基材を搬送する装置に関するものである。
【符号の説明】
【００４１】
１・・・フィルム基材
１ａ・・加工前のフィルム基材
１ｂ・・加工後のフィルム基材
２・・・搬送用ガイドロール
３・・・コロナ処理バックロール
４・・・コロナ処理ユニット
５・・・搬送ロール
６・・・エア吹き出しユニット
７・・・エア導入方向
８・・・エア吹き出し口
８ａ・・フィルム基材の幅方向端部
８ｂ・・フィルム基材の幅方向中心部
９・・・エア吹き出し口
９ａ・・直交する搬送ロールの中央部に位置する第一の吹き出し口
９ｂ・・搬送方向に９ａに隣接する第二の吹き出し口
９ｃ・・搬送方向に９ｂに隣接する第三の吹き出し口
【図１】
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【図２】
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【図３】
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