(57)【要約】【課題】    長期にわたり安定的に、走行中のシート状物表面に付着した異物を除去し、かつ再付着を防止する付着異物除去装置、付着異物除去方法、シート状物を提供する。【解決手段】    シート状物の少なくとも一方の表面に対して設置され、前記シート状物に対してエアーを吹き付け可能なエアー吹き付け手段と、前記エアー吹き付け手段から吹き付けられたエアーがシート状物表面で反射する方向を覆うように配置された吸引手段を有する付着異物除去装置であって、前記吸引手段の吸引フード内部に、開口断面を覆うフィルターを具備することを特徴とする付着異物除去装置。【選択図】    図２
2009160536.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シート状物の少なくとも一方の表面に対して設置され、前記シート状物に対してエアーを吹き付け可能なエアー吹き付け手段と、前記エアー吹き付け手段から吹き付けられたエアーがシート状物表面で反射する方向を覆うように配置された吸引手段を有する付着異物除去装置であって、前記吸引手段の吸引フード内部に、開口断面を覆うフィルターを具備することを特徴とする付着異物除去装置。
【請求項２】
前記フィルターは、フード入口側の面からフード奥側の面にかけて密度勾配を有することを特徴とする、請求項１に記載の付着異物除去装置。
【請求項３】
シート状物の少なくとも一方の表面に対し、シート状物の帯電電圧を低減する帯電抑制手段を、シート状物の製造又は加工工程における上流側に設置することを特徴とする、請求項１又は２に記載の付着異物除去装置。
【請求項４】
前記エアー吹き付け手段が、前記シート状物がロール曲面上を通過する位置でエアーを吹き付け可能なように設置されることを特徴とする、請求項１乃至３のいずれかに記載の付着異物除去装置。
【請求項５】
前記エアー吹き付け手段が、シート状物が走行する方向と逆方向にエアーを吹き付けるように設置されることを特徴とする、請求項１乃至４のいずれかに記載の付着異物除去装置。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれかに記載の付着異物除去装置を用いて、走行中のシート状物の付着異物を除去することを特徴とする付着異物除去方法。
【請求項７】
前記シート状物は、テンター内をピンレールにより把持されて走行することを特徴とする、請求項６に記載の付着異物除去方法。
【請求項８】
前記シート状物は、ポリイミドフィルムであることを特徴とする、請求項６または７に記載の付着異物除去方法。
【請求項９】
請求項６乃至８のいずれかに記載の付着異物除去方法を用いて付着異物が除去されたシート状物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シート状物の製造又は加工ラインに沿って設けられ、シート状物表面に付着している異物をインラインでも除去できる付着異物除去装置、付着異物除去方法およびこれらにより付着異物が除去されたシート状物に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、高分子フィルムに対する品質要求が厳しくなりつつあり、フィルム上の付着異物に対する要求規格も年々高まっている。そのため、高分子フィルムに代表されるシート状物の製造工程おいては、シート状物表面に付着している塵埃等の異物の除去が一般的に行なわれている。
【０００３】
従来、シート状物表面の付着異物を除去する手段として、粘着ゴムロールをシート状物に接触させて異物を粘着ゴムに転写させる方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。しかしながら、この方法では粘着ゴムロール表面に異物が蓄積すると粘着力が低下し除塵性能が低下するため、定期的に粘着ゴムロールの清掃や交換等のメンテナンスが必要となる問題があった。また、回転するブラシを走行中のシート状物表面に接触させて塵埃等を表面から離脱させ、吸引設備により塵埃等を捕集する方法も知られているが、ブラシがシート状物に傷や損傷を与える虞があった。更には、粘着ロールや回転するブラシでは繊維状の異物や数十ミクロンサイズの異物は完全に除去できないという問題点があった。
【０００４】
上記問題点を解決する手段として、超音波エアーをシート状物表面に噴出して異物を浮上させ、吸引する除塵方法が提案されている（例えば、特許文献２参照）。しかしながら、異物にはその大きさが数μｍから１ｍｍを超えるものがあり、この方法では寸法の大きな異物や重い異物を除去できないケースがあり、さらにシート状物の移動速度が高速になると除去能力が低下するという問題点があった。
【０００５】
かかる問題に対し、シート状物の巻取工程より上流側において、シート状物上に一定間隔を空けて設置したエアー吹き付け手段によって圧縮エアーをシート状物に吹き付け、エアー吹き付け手段近傍に配置された吸引手段によって異物を除去する方法および装置が提案されている（例えば、特許文献３参照）。
【０００６】
しかし、付着異物はその種類や重量によって飛散する方向が異なるため、この方法においては、エアーによって吹き飛ばされた付着異物が広範囲に飛散する可能性がある。従って、飛散した付着異物を捕集するためには吸引手段が保証する面積を広く設定しなければならず、吸引ブロワ能力を高く設定する等の必要があり、設備が高価で大掛かりなものなる。また吸引フードの開口面積が大きい場合、吸引フード開口における吸引能力を均一に保つのは困難であるため、吸引フード内において異物の飛散した方向によっては、吸引されずに吸引フード外へ跳ね返りシート状物表面に再付着する虞もあり、さらなる改良が求められている。
【特許文献１】特開２００３−１８１９４５号公報
【特許文献２】特開平１０−３０９５５３号公報
【特許文献３】特開平５−２６９４５２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、上記事情に鑑み、シート状物表面に付着した異物を効果的に除去できる付着異物除去装置、付着異物除去方法、および付着異物が除去されたシート状物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】
【０００８】
本発明者は、上記課題を解決するために鋭意検討した結果、シート状物に付着した異物を除去するにあたり、異物除去エアーの進行方向にフィルターを備えた吸引手段を設け、フィルターに異物を除去したエアーを衝突させることで、除去した異物を吸引手段内に確実に捉える手法を見出すことにより、本発明を完成するに至った。
【０００９】
すなわち、本発明の第一は、シート状物の少なくとも一方の表面に対して設置され、前記シート状物に対してエアーを吹き付け可能なエアー吹き付け手段と、前記エアー吹き付け手段から吹き付けられたエアーがシート状物表面で反射する方向を覆うように配置された吸引手段を有する付着異物除去装置であって、前記吸引手段の吸引フード内部に、開口断面を覆うフィルターを具備することを特徴とする付着異物除去装置に関する。
【００１０】
好ましい実施態様は、前記フィルターは、フード入口側の面からフード奥側の面にかけて密度勾配を有することを特徴とする、前記の付着異物除去装置に関する。
【００１１】
好ましい実施態様は、シート状物の少なくとも一方の表面に対し、シート状物の帯電電圧を低減する帯電抑制手段を、シート状物の製造又は加工工程における上流側に設置することを特徴とする、前記いずれかの付着異物除去装置に関する。
【００１２】
好ましい実施態様は、前記エアー吹き付け手段が、前記シート状物がロール曲面上を通過する位置でエアーを吹き付け可能なように設置されることを特徴とする、前記いずれかの付着異物除去装置に関する。
【００１３】
好ましい実施態様は、前記エアー吹き付け手段が、シート状物が走行する方向と逆方向にエアーを吹き付けるように設置されることを特徴とする、前記いずれかの付着異物除去装置に関する。
【００１４】
本発明の第二は、前記いずれかに記載の付着異物除去装置を用いて、走行中のシート状物の付着異物を除去することを特徴とする付着異物除去方法に関する。
【００１５】
好ましい実施態様は、前記シート状物は、テンター内をピンレールにより把持されて走行することを特徴とする、前記の付着異物除去方法に関する。
【００１６】
好ましい実施態様は、前記シート状物は、ポリイミドフィルムであることを特徴とする、前記いずれかの付着異物除去方法に関する。
【００１７】
本発明の第三は、前記いずれかに記載の付着異物除去方法を用いて付着異物が除去されたシート状物に関する。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、異物除去エアー内の異物を確度高く吸引手段内に捉えることが可能となり、シート状物表面に付着した異物を、シート状物の品質を損ねることなく、長期間に亘り安定して除去することが可能となる。さらに本発明によれば、一旦吸引手段の吸引フード内へ飛散した異物の吸引手段外への反射やシート状物への再付着を効果的に防ぐことが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
本発明は、シート状物の少なくとも一方の表面に対して設置され、前記シート状物に対してエアーを吹き付け可能なエアー吹き付け手段と、前記エアー吹き付け手段から吹き付けられたエアーがシート状物表面で反射する方向を覆うように配置された吸引手段を有する付着異物除去装置であって、前記吸引手段の吸引フード内部に、開口断面を覆うフィルターを具備することを特徴とする付着異物除去装置、及び当該装置を用いた付着異物除去方法に関する。
【００２０】
本発明における「シート状物」とは、面方向に対し厚み方向のスケールが非常に小さい、いわゆるシート状物であって、特に厚みや幅などは限定されるものではない。シート状物として、例えば、フィルム、シート、薄膜、連続紙などが挙げられる。
【００２１】
本発明において、シート状物が「走行中」とは、例えば、シート状物が製造、加工等の生産工程内で連続的に搬送されている状態が挙げられ、特に限定されるものではない。
【００２２】
本発明において「付着異物」とは、例えば、塵、埃、ゴミ、繊維、人毛、微粉の他、シート状物片などが例示され、シート状物に付着するものであれば特に限定されるものではない。ここで、前記「シート状物片」とは、例えば、シート状物のスリット時等に発生する切削屑や破断時に発生する屑のように、その原因を問わずシート状物から発生する異物が挙げられる。シート状物がポリイミドフィルムである場合は、フィルムを把持するためにフィルム端部をピンシートに刺すことが一般的に行なわれているが、この際に発生するフィルム屑なども含まれる。
【００２３】
以下、本発明に係る付着異物除去装置及び付着異物除去方法に関して、図１、２、３に基づいて説明する。なお、以下の実施形態は本発明を具体化した一例であって、本発明の技術的範囲を限定する性格のものではない。
【００２４】
図１は、従来のプッシュ＝プル式付着異物除去装置の概略構成を示す模式図である。
【００２５】
図１中、１はシート状物であり矢印Ｘの方向へ走行している。走行するシート状物１の上部には、シート状物１の走行方向に異物除去エアーが進むよう角度をθに調整したエアーノズル（エアー吹き付け手段）２を設置している。シート状物１の表面に付着した異物３はエアーノズル２から吹き付ける異物除去エアーによって吹き飛ばされ、エアーの反射する方向に設置した吸引手段４の中へ飛散する。吸引手段４は、例えば吸引フードがホースを介して吸引ブロワ発生装置に接続されたものが挙げられる。吸引フードは異物除去エアーの反射方向、すなわち異物３の飛散方向を覆うように設置される。しかし、異物３の飛散方向が多岐にわたるため、吸引フード４の開口の面積を広く設定する必要があり、その結果、異物３が吸引フード４の内壁に衝突した場合に、衝突した異物３はフード外へ落下する、あるいは吸引能力不足によりフード内に堆積した異物がフード外へ再飛散してフィルム上に再付着し、付着異物除去性能が低下するといった課題があった。
【００２６】
これに対し、図２は、本発明に係る付着異物除去装置及び付着異物除去方法の概略構成を示す模式図である。
【００２７】
図２中、１はシート状物であり、矢印Ｙの方向へ走行している。走行するシート状物１の上部には、シート状物１の走行方向と逆に異物除去エアーが進むよう角度をθに調整した、エアーノズル（エアー吹き付け手段）２を設置している。シート状物１の表面に付着した異物３はエアーノズル２から吹き付ける異物除去エアーによって吹き飛ばされる。４は吸引手段であり、異物除去エアーの反射方向を覆うように設置され、例えば、吸引フードがホースを介して吸引ブロワ発生装置に接続されたものが挙げられる。５はフィルターであり、吸引フードの開口断面をカバーするように設置されるものである。
【００２８】
上記構成によれば、吸引手段４へ流入した異物除去エアーは吸引フード内のフィルター５に衝突し、異物除去エアー内に含まれていた異物３はエアーの推進力と吸引手段の吸引力によりフィルターに押し込まれてフィルターを通過、あるいはフィルター奥に絡め取られることとなる。また、異物除去エアーはフィルター通過時に圧損により風速が大幅に低減するため、異物除去エアーがフード内で吸引されずにフード内壁で反射した場合においても、フード内部に堆積した異物やフィルターに捕捉されている異物を再びフード外へ飛散させる強さの風速を有することは無い。従って、除去した異物のシート状物１への再付着を防ぎながら、効果的に捕捉することが可能となる。また、シート状物１の両面に異物が付着している場合は、図２に示したシート状物１の反対面にも、上述と同様の付着異物除去装置を設置することが好ましい。
【００２９】
前記フィルター５は、いわゆる一般的な樹脂製のエアフィルターでもよく、１００μｍ以上の異物を捕捉可能な能力を有するものであることが好ましい。更には、濾材の密度がエアー流入側から流出側に向かうに従って高くなるように、厚み方向で密度勾配を有しているものであればより好ましい。フィルター５としては、例えば、株式会社日本バイリーン製のフィレドンフィルターが使用可能である。
【００３０】
更に、本発明においては、シート状物の少なくとも一方の表面に対し、シート状物の製造又は加工工程における上流側に「帯電抑制手段」を設置することで、シート状物１表面からの付着異物３の離脱を支援し、付着異物除去効果を高めることも可能である。ここで、帯電抑制手段とは、工程の上流側でシート状物１に蓄積した帯電電圧を低減させる手段のことを意味し、帯電電圧をできるだけゼロに近づけることができるものがより好ましいが、この目的を達成できる限り特に制限されるものではない。本発明において用いることのできる帯電抑制手段としては、例えば、シート状物の傷や皺の発生防止の観点から、除電バーやイオナイザーのようにシート状物１に非接触で帯電電圧を低減できるものが好ましい。また、帯電抑制手段は少なくとも片面に設置すればよく、これによりシート状物１の帯電電圧を±０．５kＶ以下に抑制することが好ましい。
【００３１】
前記エアー吹き付け手段は、エアー供給源に接続したエアーノズル２を含むものであればよく、更には除湿機構やクリーンフィルターを介したエアーを供給できるものであればより好ましい。エアーノズル２としては、たとえば株式会社いけうち製のフラット型エアーノズル（ＴＡＩＦＵ−ＪＥＴ型）が使用可能である。
【００３２】
ここで、シート状物１に吹き付ける異物除去エアーは特に限定されるものではないが、噴出速度が大きい程異物除去効果が高いため圧縮エアーが好ましい。ここで、エアーの噴出速度が大きすぎる場合、シート状物１が帯電して異物を逆に引き寄せる場合があり、更には皺や破断が発生しシート状物１そのものの品質に悪影響を及ぼす虞がある。そのため、付着異物の飛散状況に合わせて異物除去エアーの圧力を適宜調整する必要があり、好ましくは０．１ＭＰａ〜０．６ＭＰａに設定し、さらには０．２ＭＰａ〜０．５ＭＰａに設定するのがより好ましい。
【００３３】
エアー吹き付け手段から供給される異物除去エアーの角度、すなわちエアーノズル２から吐出されるエアーの延長線とシート状物１がなす角度θは鋭角であることが好ましく、更にはθが２０°〜５０°の範囲内であることが好ましい。θが直角に近い場合、シート状物１に反射した異物除去エアーがシート状物１平面の複数の方向へ反射する可能性があり、またθがゼロに近い場合には、異物除去エアーがシート状物１とほぼ平行して流れるため、付着異物３に対して異物除去エアーが殆ど当たらない傾向がある。
【００３４】
更に、シート状物全面に亘って付着異物を除去できるように、エアー吹き付け手段はシート状物１の幅方向全域にエアーを吹き付けるように設置するのが好ましい。例えば、フラット型で長尺のエアーノズルを使用してもよく、複数のフラット型エアーノズルをシート状物１の幅方向に対して１列に設置してもよく、また、エアーノズル間のデッドゾーンをカバーするために複数のフラット型エアーノズルを千鳥配置で設置してもよい。
【００３５】
また、図２中のエアーノズル２の先端とシート状物１の距離Ｌ１が大きいほど、エアーノズル２から噴出されたエアーが減衰・拡散するため、Ｌ１を可能な限り小さく設定する方が付着異物の除去効果が向上する傾向がある。しかしエアーノズル２の先端とシート状物１が接触するとシート状物１の破断や傷、皺の原因となりうる。従って、Ｌ１は５０ｍｍ以下であることが好ましく、シート状物１が振動した場合でもエアーノズル２の先端と接触しない距離とすることが好ましい。
【００３６】
前記エアー吹き付け手段から吹き付けられる異物除去エアーは、シート状物の連続生産を考慮すると連続的に吹き付け可能であることが好ましいが、本発明の目的を達する限りに於いて、パルス式の吹き付けも可能である。
【００３７】
また、異物除去エアー吹き付け時のシート状物１の振動や破断を防止するために、例えば図３に示すように、シート状物１がロール曲面上を通過する位置で、エアー吹き付け手段から異物除去エアーを吹き付けて付着異物３を吹き飛ばすことも効果的である。
【００３８】
エアー吹き付け手段から異物除去エアーを吹き付ける方向は、シート状物１の走行方向、またはその逆方向でもよいが、付着異物３が剥離しやすくなる点からシート状物１が走行する方向と逆にする方が好ましい。
【００３９】
付着異物３は、エアー吹き付け手段から吹き付ける異物除去エアーの圧力と、吸引手段４内の吸引ブロワの吸引力の両方により吸引フード内へ捕集されうる。そのため吸引手段４の吸引力は、必ずしも強力である必要は無いが、吸引フード内において開口からホース接続部へ向かうエアーの流れが生じている必要がある。従って、吸引手段４の吸引フード開口位置において、フード内部へ向かう風量は３ｍ３／ｍｉｎ以上であることが好ましく、また吸引フードの開口面積は吸引ホース接続部の断面積の少なくとも２倍以上の面積を有し、吸引ホース接続部における風速を吸引フードの開口における風速よりも大きくなるよう設定するのが好ましい。一方、風速の上限値としては、本発明の効果を奏する範囲において限定されるものではないが、一般的には１０ｍ３／ｍｉｎであればよい。
【００４０】
前記吸引手段４において、吸引フードの形状および向きは、吹き飛ばされた付着異物３の飛散方向に併せて適宜決定することができる。吸引手段４の吸引フードは、シート状物１に吹き付けた異物除去エアーが反射する方向を考慮し、該方向全域を反対側から覆うように設置する。また、エアー吹き付け手段からシート状物１に吹き付けた異物除去エアーは僅かながら幅方向に拡散するため、吸引フードの幅はシート状物１の幅よりも広くすることが好ましい。更に、異物除去エアーで吹き飛ばされた付着異物３が吸引フード内に飛散する確率を向上させるため、吸引フードとシート状物１の距離Ｌ２は可能な限り小さくするのが好ましい。しかし、吸引フードがシート状物１に接触するとシート状物１の破断や傷、皺などの原因となるため、Ｌ２はシート状物１が振動しても接触しない程度の距離に留める必要がある。従って、例えば、吸引フードはＬ２が５０ｍｍ以下になるよう設置することが好ましく、更に好ましくは３０ｍｍ以下になるよう設置する。
【００４１】
シート状物の生産工程に於いて、シート状物をピンに刺して搬送する機構を備えている場合には、塵や埃、繊維等の異物の他に、ピンをシートに刺すことで数十〜数百μｍのシート状物片が発生するが、本発明はこの大きさの異物に対しても効果を奏することができる。先述したように、シート状物がポリイミドフィルムである場合は、フィルムを把持するためにフィルム端部をピンシートに刺すことが一般的に行なわれているが、ピンで把持し搬送されるポリイミドフィルムはシート状物片が発生しやすいため、本発明はシート状物としてポリイミドフィルムを生産する場合の付着異物の除去に適している。
【００４２】
以上に述べた様に、シート状物の表面に付着した異物を除去する方法として、走行中のシート状物の少なくとも一方の表面に対して設置され、前記シート状物に対してエアーを吹き付け可能なエアー吹き付け手段と、前記エアー吹き付け手段から吹き付けられたエアーがシート状物表面で反射する方向を覆うように配置された吸引手段を有する付着異物除去装置であって、前記吸引手段の吸引フード内部に、開口断面を覆うフィルターを具備する付着異物除去装置を用いることにより、確度の高い付着異物除去が可能となり、付着異物が効果的に除去されたシート状物を得ることが可能になる。
【実施例】
【００４３】
以下、実施例に基づいて本発明の実施態様を説明する。
【００４４】
（実施例１）
厚み２５μｍのポリイミド系樹脂のフィルムを対象として、図３に示した付着異物除去装置をフィルム幅方向の任意の位置に設置して異物除去を実施し、フィルム上に付着した異物数をカウントした。図３に示した付着異物除去装置の上流側では、最大径が１００〜１０００μｍのフィルム片４０個をフィルム表面上におけるエアー吹き付け手段の有効幅領域に対して作為的に付着させた。エアー吹き付け手段には、いけうち製フラット型エアーノズル（ＴＡＩＦＵ-Ｊｅｔ型）を用い、エアーノズルの接続部位に圧力計を取り付け、エアー吹き付け手段の元圧を０．４０（ＭＰａ）に設定した。吸引フードには、開口形状が幅２４０ｍｍ×高さ１５０ｍｍ、奥行き２００ｍｍ、吸引ホース接続部径がφ１００の形状のものを使用し、開口からフード内部へ３０ｍｍの位置にフード断面をカバーする樹脂製フィルター（株式会社日本バイリーン製フィレドンフィルター）を設置した。また、ロール上のフィルムに対してエアーノズル先端とフィルムとの距離を３０ｍｍとし、エアーの吹き付け角度をフィルムの接線方向の約２５°とした。吸引フードは、幅方向中央位置がエアーノズルと対向するよう設置した。ノズルによるエアーブローを同時に１（ｓ）以上実施し、付着させた異物の内、付着位置から飛散した異物の割合及びフィルム上に再付着した異物の割合を評価した。
【００４５】
（実施例２）
エアーノズルの設置位置を吸引フードの幅方向端部に対向するとした以外は、実施例１と同条件にして評価した。
【００４６】
（比較例１）
吸引フード内にフィルターを設置しないとした以外は、実施例１と同条件にして評価した。
【００４７】
（比較例２）
吸引フード内にフィルターを設置しないとした以外は、実施例２と同条件にして評価した。
【００４８】
【表１】
2009160536.tif 000003
表１に実施例および比較例の評価結果を示す。
【００４９】
吸引フード内にフィルターを設置しない場合は、吸引フード開口部の幅方向に対するエアーノズルの設置位置に依って、飛散した付着異物の再付着割合が変動する結果が得られた。すなわち、エアーノズルが吸引フードの幅方向端部に対向する場合、吸引フードの幅方向中央部対向時と比較して再付着割合が増加する結果となった。また、いずれの場合も異物の再付着割合は１０％以下に達することは無かった。
【００５０】
これに対し、吸引フード内にフィルターを設置した場合、吸引フードの幅方向に対向するエアーノズルの設置位置に関わらず、異物の再付着割合がフィルター非設置の場合よりも低く、異物の再付着割合が５％以下に留まるように低減できることを確認した。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】従来の実施形態に係る付着異物除去装置の一例を示す図。
【図２】本発明の実施形態に係る付着異物除去装置の一例を示す図。
【図３】本発明の実施形態に係る付着異物除去装置の一例を示す図。
【符号の説明】
【００５２】
１    シート状物
２    エアーノズル（エアー吹き付け手段）
３    付着異物
４    吸引手段
５    フィルター
【図１】
2009160536.tif 000004
【図２】
2009160536.tif 000005
【図３】
2009160536.tif 000006