(57)【要約】【課題】フィルム基材の洗浄工程において、フィルム基材端部から塵埃を容易且つ的確に除去することができる洗浄装置を提供する。【解決手段】フィルム基材２を洗浄する洗浄装置であって、フィルム基材端部２１の表面及び裏面とそれぞれ向かい合う位置に設けられ、洗浄液をそれぞれ吐出する上部洗浄液吐出口３ａ及び下部洗浄液吐出口３ｂと、フィルム基材２に吐出された洗浄液を回収する洗浄液回収口４と、上部洗浄液吐出口３ａ及び下部洗浄液吐出口３ｂの各外周のうちのフィルム基材２と向かい合う位置に設けられ、フィルム基材２に向けてそれぞれ気体を吐出する上部気体吐出口５ａ及び下部気体吐出口５ｂと、を備える。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
フィルム基材を洗浄する洗浄装置であって、
前記フィルム基材の端部の表面及び裏面の少なくとも一方と向かい合う位置に設けられ、洗浄液を吐出する洗浄液吐出口と、
前記フィルム基材に吐出された前記洗浄液を回収する洗浄液回収口と、
前記洗浄液吐出口の外周のうちの前記フィルム基材と向かい合う位置に設けられ、前記フィルム基材に向けて気体を吐出する気体吐出口と、を備えることを特徴とする洗浄装置。
【請求項２】
前記洗浄液吐出口は、
前記端部の表面に離間した状態で向かい合う第１の洗浄液吐出口と、
前記端部の裏面に離間した状態で向かい合う第２の洗浄液吐出口と、を有し、
前記気体吐出口は、
前記第１の洗浄液吐出口の外周のうちの前記表面と向かい合う位置に設けられ、前記表面に向けて気体を吐出する第１の気体吐出口と
前記第２の洗浄液吐出口の外周のうちの前記裏面と向かい合う位置に設けられ、前記裏面に向けて気体を吐出する第２の気体吐出口と、を有することを特徴とする請求項１に記載の洗浄装置。
【請求項３】
前記洗浄液吐出口から、一方向に向けて相対的に移動している前記フィルム基材に向けて前記洗浄液を連続的に吐出することによって、前記端部を連続的に洗浄することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の洗浄装置。
【請求項４】
前記洗浄液はアルカリ性の洗浄液であることを特徴とする請求項１から請求項３の何れか一項に記載の洗浄装置。
【請求項５】
前記洗浄液はアルコール系溶剤を含むことを特徴とする請求項１から請求項４の何れか一項に記載の洗浄装置。
【請求項６】
前記洗浄液はフッ素系溶剤を含むことを特徴とする請求項１から請求項５の何れか一項に記載の洗浄装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、フィルム基材に塵埃等の付着を嫌う電子部材、特に有機エレクトロルミネッセンス（ＥＬ）照明等に用いることが可能なフィルム基材を洗浄する洗浄装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、プラスチック等のフィルム基材の表面に、酸化アルミニウム、酸化マグネシウム、酸化珪素等の金属酸化物の薄膜を形成したガスバリアフィルムは、水蒸気や酸素等の各種ガスの遮断を必要とする物品の包装、食品や工業用品及び医薬品等の変質を防止するための包装用途に広く用いられている。また、包装用途以外にも液晶表示素子、太陽電池、有機エレクトロルミネッセンス（ＥＬ）等で使用されている。特に有機ＥＬ素子などへの応用が進んでいる透明基材には、近年、軽量化、大型化という要求に加え、長期信頼性や形状のフレキシブル性が可能であること等の高度な要求が加わり、重くて割れやすく大面積化が困難なガラス基材に代わって透明プラスチック等のフィルム基材が採用され始めている。また、プラスチックフィルム基材は上記要求に応えるだけでなく、ロールツーロール方式が可能であることからガラスよりも生産性が良くコストダウンの点でも期待が持たれている。
【０００３】
また、前記有機ＥＬはプラスチック等のフィルム基材を用いることにより、低消費電力に加え、薄型、軽量、フレキシブル性による設計自由度が高い等の多くの利点から、次世代のフレキシブル照明への活用も注目されている。この有機ＥＬの素子構成は、一般に透明基材上に陽極層、有機発光層、陰極層の積層により形成され、陽極層と陰極層との間に電圧を印加することにより有機発光層が励起することで発光する。
【０００４】
しかしながら、プラスチックのフィルム基材はガスバリア性に乏しいという問題がある。ガスバリア性が十分でないフィルム基材を用いると、フィルム基材中に水蒸気や空気が浸透する。酸素や水分に弱いことが知られている有機ＥＬ素子は、大気中に放置すると、酸素や水蒸気が有機ＥＬ素子内へ進入し、劣化が引き起こされる。
【０００５】
このように、プラスチックのフィルム基材は、単体では、水、酸素のバリア性に乏しく、有機ＥＬ素子の陰極層を保護するために必要な水蒸気バリア性を確保することは困難である。そのため、フィルム基材上に金属酸化物薄膜をバリア層として形成し、ガスバリア性を有したフィルム基材とすることが提案されている。このバリア層としては、主に透明性の高い珪素、アルミニウムなどの酸化物や窒化物があげられる。このバリア層は、スパッタリング法、真空蒸着法、ＣＶＤ法などにより形成される。
【０００６】
上記のように金属酸化物薄膜からなるバリアフィルムは、金属酸化物薄膜が分布なく適切な成膜が施されている状態においては、ガスバリア性に問題なく所望の性能を確保できる。しかし、フィルム基材上に塵埃が存在した場合は、薄膜形成時の成膜不具合、もしくは薄膜形成後の塵埃脱落によるピンホール等により、ガスバリア性の著しい低下が発生する。そのため、薄膜形成前にフィルム基材から塵埃を除去（すなわち、除塵）する必要がある。
【０００７】
フィルム基材に対する除塵方法としては、フィルム基材全体を洗浄する方法が検討されており、工程が比較的簡便な乾式洗浄が特に注目されてきた。主に、粘着性を持ったゴムロール等をフィルム基材表面に接触させてフィルム基材表面に付着した塵埃を粘着ゴム等に転写させる方法や、フィルム基材表面に高圧エアや超音波で振動させたエアを吹き付けてフィルム基材表面の塵埃を剥離させ、その剥離した塵埃を含む空気を吸引して除去する非接触の除塵方法などが知られている。
【０００８】
しかしながら、上記のような粘着ゴムロールによってフィルム基材表面の塵埃を除去する方法は、除塵能力は大きいが、同時に大きな剥離帯電が発生し、除塵後の搬送フィルム基材に、この帯電（静電気）によって周辺の塵挨が吸着されてしまう問題がある。一方、非接触の高圧エア吹出し・吸引または超音波振動エア吹出し・吸引による除塵方法は、粘着ゴムロール接触式の除塵方法と比較すると除塵能力が劣り、バリア性能を十分に確保するための除塵性能が得られないという問題がある。そこで、洗浄後にフィルム基材の乾燥処理が必要となるものの、ガラス基材の除塵に採用され除塵能力に優れる湿式洗浄が検討されている。
例えば、特許文献１には、洗浄ノズルから吐出される洗浄液の水流によりフィルム基材表面に付着した塵埃を除去するフィルム基材洗浄装置の提案がなされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２０１２−０９６１５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
ところで、特にロールツーロールによる薄膜形成において懸念される点として、ロール状のフィルム基材の幅方向の端部（すなわち、フィルム基材端部）で、除去対象となる塵埃がより多く分布することが分かっている。これはフィルム基材の切断加工（スリット）時に発生するフィルム基材由来の塵埃や、フィルム基材をロール保管する際の降下塵等が、ロール端面へ付着すること原因であると考えられる。
【００１１】
このフィルム基材端部に付着した塵埃は、ロールツーロール等の工程内において、装置を介しフィルム基材の幅方向の中央部（すなわち、フィルム基材中央部）に転移することも少なくない。そのため、塵埃の付着を嫌う有機ＥＬ素子等においてはフィルム基材端部の除塵は不可欠といえ、フィルム基材洗浄の際にはフィルム基材中央部の洗浄だけでなく、フィルム基材端部の洗浄も重要となってくる。しかしながら、フィルム基材端部の洗浄を主とした洗浄装置の提案は稀有であることが現状である。
そこで、本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであって、フィルム基材の洗浄工程において、フィルム基材端部から塵埃を容易且つ的確に除去することができる洗浄装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の一態様に係る洗浄装置は、フィルム基材を洗浄する洗浄装置であって、前記フィルム基材の端部の表面及び裏面の少なくとも一方と向かい合う位置に設けられ、洗浄液を吐出する洗浄液吐出口と、前記フィルム基材に吐出された前記洗浄液を回収する洗浄液回収口と、前記洗浄液吐出口の外周のうちの前記フィルム基材と向かい合う位置に設けられ、前記フィルム基材に向けて気体を吐出する気体吐出口と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の一態様によれば、フィルム基材の洗浄工程において、フィルム基材端部から塵埃を容易且つ的確に除去することができる洗浄装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施形態に係るフィルム端部洗浄装置１の構成例を示す図である。
【図２】図１（ａ）をＡ−Ａ’線で切断した断面図である。
【図３】図１（ｂ）をＢ−Ｂ’線で切断した断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。なお、以下に説明する各図において、同一の構成を有する部分には同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。
＜構成＞
【００１６】
図１（ａ）及び（ｂ）は、本発明の実施形態に係るフィルム端部洗浄装置１の構成例を示す平面図と、フィルム基材２の搬送方向から見た正面図である。図１（ａ）及び（ｂ）では、フィルム基材２がロールツーロールで搬送される工程において、このフィルム基材２の幅方向の端部（すなわち、フィルム基材端部）２１をフィルム端部洗浄装置１が洗浄している状態を模式的に示している。
【００１７】
図１（ａ）に示すように、フィルム端部洗浄装置１は、フィルム基材端部２１に設置されることでフィルム基材端部２１に付着する塵埃を効果的に除去する装置である。図１（ｂ）に示すように、フィルム端部洗浄装置１は、搬送されるフィルム基材２のフィルム基材端部２１をその表面及び裏面の側から挟み込むようにして、設置される。
【００１８】
図２は、図１（ａ）をＡ−Ａ’線で切断した断面図である。図２に示すように、フィルム端部洗浄装置１は、フィルム基材端部２１の表面（図２では、上面）及び裏面（図２では、下面）の少なくとも一方と向かい合う位置に設けられ、洗浄液を吐出する洗浄液吐出口３と、フィルム基材２に吐出された洗浄液を回収する洗浄液回収口４と、洗浄液吐出口３の外周のうちのフィルム基材２と向かい合う位置に設けられ、フィルム基材２に向けて気体を吐出する気体吐出口５と、を備える。
【００１９】
例えば、洗浄液吐出口３は、フィルム基材端部２１の表面と向かい合う位置に設けられた上部洗浄液吐出口３ａと、フィルム基材端部２１の裏面と向かい合う位置に設けられた下部洗浄液吐出口３ｂと、を有する。また、気体吐出口５は、フィルム基材２の表面と向かい合う位置に設けられた上部気体吐出口５ａと、フィルム基材２の裏面と向かい合う位置に設けられた下部気体吐出口５ｂと、を有する。気体吐出口５は高圧気体（すなわち、常圧よりも高い圧力の気体）を吐出する高圧気体吐出口であり、上部気体吐出口５ａと下部気体吐出口５ｂは高圧気体をそれぞれ吐出する。
【００２０】
図２に示すように、上部洗浄液吐出口３ａと下部洗浄液吐出口３ｂは、互いに離間した状態で向かい合って配置されている。上部洗浄液吐出口３ａと下部洗浄液吐出口３ｂとの間にフィルム基材２が通されると、上部洗浄液吐出口３ａと下部洗浄液吐出口３ｂはフィルム基材２に向かって洗浄液６をそれぞれ吹き付ける。これにより、フィルム基材端部２１の表裏面に付着している塵埃を除去する。
【００２１】
洗浄液回収口４は、フィルム基材端部２１の側面方向に配置されており、フィルム基材２に吹き付けられた洗浄液を回収する。
洗浄液吐出口３の外周に配置された気体吐出口５は、洗浄液吐出口３から吐出された洗浄液６がフィルム端部洗浄装置１の外部に侵出することを防止するように高圧気体を吹き付ける構造となっている。なお、上部気体吐出口５ａが吐出する高圧気体の吐出圧と、下部気体吐出口５ｂが吐出する高圧気体の吐出圧は、各々で調整できるような構成とすることが望ましい。
【００２２】
フィルム端部洗浄装置１は、サニタリーポンプなどの吸排機器を用いて、洗浄液吐出口３を介して洗浄液をフィルム基材２に絶えず吹き付け、且つエジェクタなどの吸引機器を用いて洗浄液回収口４を介して洗浄液を回収することで、フィルム基材端部２１の表裏面に付着する塵埃の洗浄を行うことができる。
図３は、図１（ｂ）をＢ−Ｂ’線で切断した断面図である。
【００２３】
図３に示すように、上部気体吐出口５ａは、上部洗浄液吐出口３ａから洗浄液６が吐出される範囲（すなわち、上部の洗浄範囲）を囲むように設けられ、フィルム端部洗浄装置１の外部（洗浄液回収口４の側を除く）への洗浄液の侵出を防ぐとともに、搬送時のフィルム基材２がその振れなどによりフィルム端部洗浄装置１に接触することを防ぐように構成される。上部気体吐出口５ａが高圧気体をフィルム基材２に向けて吐出することにより、フィルム基材２を高圧気体で押し下げることができ、フィルム基材２がフィルム端部洗浄装置１の上側部分と接触することを防ぐことができる。
【００２４】
なお、図３はフィルム端部洗浄装置１の上側部分における上部気体吐出口５ａの配置例を示すが、フィルム端部洗浄装置１の下側部分における下部気体吐出口５ｂの配置例も上部気体吐出口５ａの場合と同様である。
すなわち、下部気体吐出口５ｂは、下部洗浄液吐出口３ｂから洗浄液６が吐出される範囲（すなわち、下部の洗浄範囲）を囲むように設けられ、フィルム端部洗浄装置１の外部（洗浄液回収口４の側を除く）への洗浄液の侵出を防ぐとともに、搬送時のフィルム基材２がその振れなどによりフィルム端部洗浄装置１に接触することを防ぐように構成される。下部気体吐出口５ｂが高圧気体をフィルム基材２に向けて吐出することにより、フィルム基材２を高圧気体で押し上げることができ、フィルム基材２がフィルム端部洗浄装置１の下側部分と接触することを防ぐことができる。
【００２５】
また、フィルム端部洗浄装置１では、上部気体吐出口５ａから吐出される高圧気体と、上部気体吐出口５ａとフィルム基材２を挟んで向かい合う下部気体吐出口５ｂから吐出される高圧気体とで、フィルム基材２を表裏面の両側から抑えることができる。これにより、ロールツーロールで搬送されるフィルム基材２の揺れを低減することができ、フィルム基材２がフィルム端部洗浄装置１の上側部分と下側部分の両方と接触しないようにすることができる。したがって、フィルム基材２に損傷を与えることなく、フィルム基材端部２１を連続的に洗浄することができる。
＜対応関係＞
【００２６】
この実施形態では、フィルム基材端部２１が本発明の「フィルム基材の端部」に対応している。また、上部洗浄液吐出口３ａが本発明の「第１の洗浄液吐出口」に対応し、下部洗浄液吐出口３ｂが本発明の「第２の洗浄液吐出口」に対応している。また、上部気体吐出口５ａが本発明の「第１の気体吐出口」に対応し、下部気体吐出口５ｂが本発明の「第２の気体吐出口」に対応している。
＜実施形態の効果＞
【００２７】
本発明の実施形態は、以下の効果を奏する。
（１）フィルム端部洗浄装置１では、上部気体吐出口５ａから吐出される高圧気体と、上部気体吐出口５ａとフィルム基材２を挟んで向かい合う下部気体吐出口５ｂから吐出される高圧気体とで、フィルム基材２を表裏面の両側から抑えることができる。これにより、ロールツーロールで搬送されるフィルム基材２の揺れを低減することができ、フィルム基材２がフィルム端部洗浄装置１の上側部分と下側部分の両方と接触しないようにすることができる。したがって、フィルム基材２に損傷を与えることなく、フィルム基材端部２１を洗浄することができる。
【００２８】
（２）また、フィルム端部洗浄装置１では、上部気体吐出口５ａは上部の洗浄範囲を囲むように配置され、下部気体吐出口５ｂは下部の洗浄範囲を囲むように配置されている。そして、少なくとも上部洗浄液吐出口３ａ及び下部洗浄液吐出口３ｂからそれぞれ洗浄液が吐出されている間、これら上部気体吐出口５ａと下部気体吐出口５ｂは高圧気体をそれぞれ吐出する。これにより、上部洗浄液吐出口３ａ及び下部洗浄液吐出口３ｂからそれぞれ吐出された洗浄液が、それぞれの洗浄範囲の外部（例えば、フィルム基材中央部）へ侵出することを防ぎつつ、フィルム基材端部２１を洗浄することができる。
【００２９】
（３）また、フィルム基材２をロールツーロールで搬送する際に、フィルム端部洗浄装置１を用いてフィルム基材端部２１を洗浄することによって、フィルム基材端部２１を連続的に洗浄することができる。
（４）このように、フィルム端部洗浄装置１は、気体吐出口５から高圧気体を吐出することにより、洗浄範囲の外部への洗浄液の侵出と、フィルム基材２とフィルム端部洗浄装置１との接触を防ぐことができる。フィルム基材２をロールツーロールで搬送する際に、フィルム端部洗浄装置１を用いた洗浄処理を行うことによって、フィルム基材２に損傷を与えることなく、フィルム基材端部２１を連続的に洗浄することができる。
従来技術では十分に除去しきれなかったフィルム基材端部２１に付着する塵埃を、フィルム基材２に損傷を与えることなく、容易且つ的確に除去することができる。例えば、フィルム基材２に塵埃が付着することを嫌う電子部材、特に有機ＥＬ照明等に用いるバリアフィルムの基材に付着する塵埃を確実に除去することができる。これにより、バリア層の成膜不具合やピンホール等、ガスバリア性を損なう不具合がバリアフィルムに生じることを防ぐことができる。また、このような不具合のないバリアフィルムが得られることで、素子劣化を抑えた有機ＥＬ照明を得ることができる。
【００３０】
（５）かりに、フィルム端部洗浄装置１ではなく、フィルム基材全体を洗浄する洗浄装置を用いて、フィルム基材端部２１を洗浄する場合を想定する。この場合は、フィルム基材２全体の洗浄時間を長く設定したり、繰り返し洗浄したりすることにより、フィルム基材端部２１に付着する塵埃を除去することが考えられる。その場合、フィルム基材２全体の洗浄条件をフィルム基材端部２１の塵埃除去条件に合わせるため、洗浄液の使用量が過剰になることや、洗浄の処理時間が増大するなどの不具合が生じることが考えられる。
これに対し、本発明の実施形態では、フィルム基材端部２１の洗浄はフィルム端部洗浄装置１を用いて行う。このため、フィルム基材２全体の洗浄条件をフィルム基材端部２１の塵埃除去条件に合わせる必要がない。したがって、洗浄液の使用量が過剰になることを抑制することができる。また、洗浄の処理時間が増大することを抑制することができる。
【００３１】
＜変形例＞
上記の実施形態では、フィルム基材端部２１として、ロールツーロールで搬送されるフィルム基材２の幅方向の一端部を示し、これを洗浄処理する場合について説明した。しかしながら、本発明では、フィルム基材２の幅方向の一端部だけでなく他端部も、一端部の場合と同様にフィルム端部洗浄装置１を用いて洗浄してもよい。これにより、フィルム基材２の幅方向の両端部を同時に、又は前後して洗浄処理ことが可能となる。更に、この一端部の洗浄処理又は両端部の洗浄処理の前後工程として、フィルム基材２の全面を洗浄処理してもよい。これにより、フィルム基材２全体に付着した塵埃を除去することが可能となる。
【００３２】
また、上記の実施形態では、ロールツーロールで搬送されるフィルム基材２に対して、フィルム端部洗浄装置１を固定した構成とする場合について説明した。しかしながら、本発明では、固定されたフィルム基材２に対し、フィルム端部洗浄装置１がフィルム基材端部２１に沿って移動するような構成でもよい。すなわち、フィルム端部洗浄装置１はフィルム基材２に対して相対的に移動する構成でもよい。このような場合も、上記の実施形態の効果と同様の効果を奏する。
【実施例】
【００３３】
本発明の実施例として、図１〜図３に示したフィルム端部洗浄装置を用いて、フィルム基材端部に付着した塵埃を除去する場合について説明する。
フィルム基材にはＰＥＴフィルム基材で縦×横のサイズが１５０ｍｍ×１５０ｍｍ、厚みが０．１５ｍｍのものを使用し、フィルム基材が弛まないようフィルム基材の辺一対を引っ張った状態で、フィルム基材を治具で固定した。また、フィルム基材端部より縦×横のサイズが５０ｍｍ×５０ｍｍの範囲を洗浄範囲と定め、その範囲が洗浄液を吐出する位置になるようにフィルム端部洗浄装置を設置した。そのときのフィルム基材とフィルム端部洗浄装置の洗浄面（フィルム基材最近傍の面）との距離は、表裏面とも１ｍｍとなるように構成した。
【００３４】
洗浄液の吐出には、噴角（すなわち、噴霧角度）６５度の扇形噴霧ノズルを使用し、吐出圧を０．５ＭＰａ、洗浄液としては純水を使用した。また、洗浄液の回収は、洗浄液回収口にエジェクタを接続し、洗浄液吐出口からフィルム基材の表裏面に吐出された洗浄液を吸引回収するように構成した。また、高圧気体吐出口からの高圧気体の供給圧力については、フィルム基材とフィルム端部洗浄装置との接触がなく、且つフィルム端部洗浄装置の外部に洗浄液が侵出することがないよう、フィルム基材の表裏に吹き付ける高圧気体それぞれの供給圧の調整を行った。なお、上記処理時間は５秒とした。
【００３５】
洗浄性評価は、フィルム基材の洗浄範囲における洗浄前後の塵埃数を光学顕微鏡を用いてカウントすることで、フィルム端部洗浄装置による塵埃除去の効果を確認し、また、フィルム基材の損傷についても同様に、光学顕微鏡を用いてキズの有無を確認した。上記洗浄性評価を３回行った結果、いずれも塵埃数は洗浄前に比べ半数以上除去できることを確認し、また、洗浄処理によるフィルム基材のキズも見られなかった。更に、フィルム端部洗浄装置の外部への洗浄液の侵出も見られなかった。以上より、フィルム基材端部に付着する塵埃を、フィルム基材に損傷を与えることなく除去できることを確認した。
【００３６】
なお、本実施例では、洗浄液として純水を使用したがこれに限定されるものではなく、塵埃の種類や付着状況によってアルカリ洗浄液、アルコール系溶剤、フッ素系溶剤、又は、これらを１つ以上含む洗浄液を用いることが望ましい。
また、本実施例では扇形噴霧ノズルを使用して０．５ＭＰａの圧力で洗浄液を吐出したが、この限りではなく、フィルム基材に付着する塵埃の量、および状態、もしくは要求する清浄度に応じて、より高圧で洗浄液を噴霧できる高圧噴霧ノズルや、洗浄液に空気などの気体を混合させて噴射させる２流体洗浄ノズルなどを使用することが望ましい。使用するノズルの個数も、洗浄する範囲と洗浄ノズルの噴角に応じて適宜増設、配置することが望ましい。
【符号の説明】
【００３７】
１  フィルム端部洗浄装置
２  フィルム基材
３  洗浄液吐出口
３ａ  上部洗浄液吐出口
３ｂ  下部洗浄液吐出口
４  洗浄液回収口
５  気体吐出口
５ａ  上部気体吐出口
５ｂ  下部気体吐出口
６  洗浄液
２１  フィルム基材端部
【図１】
2016195983.tif 000003
【図２】
2016195983.tif 000004
【図３】
2016195983.tif 000005