JP5426204B2

JP5426204B2 - アニールコンベヤ

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Publication number: JP5426204B2
Application number: JP2009075424A
Authority: JP
Inventors: 悟向山
Original assignee: Gunze Ltd
Current assignee: Gunze Ltd
Priority date: 2009-03-26
Filing date: 2009-03-26
Publication date: 2014-02-26
Anticipated expiration: 2029-03-26
Also published as: JP2010228126A

Description

本発明は、フィルムの残留応力、又は歪みを熱処理によって除去する工程で、同フィルムの搬送に使用されるアニールコンベヤに関する。

例えばタッチパネルに利用されるフィルムは、その原反から繰り出され、スリッタで分割され、又はＩＴＯ膜を成膜された後、ロール状に巻き取られる。このような製造工程でフィルムに加わる張力に起因して、フィルムに残留応力、又は歪みが残ると、上記の工程に続くフィルムの印刷、打ち抜き、又はフィルム同士の貼り合わせを行う段階で、フィルムの寸法に狂いが生じる。

そこで、アニール装置を用いて、フィルムの残留応力、又は歪みを除去する。図８は、原反１０１から繰り出されるフィルム１０３が、アニール装置１０５の加熱炉１０７の一端１０９に開放された入口に進入し、加熱炉１０７の他端１１１に開放された出口から導出され、ロール状物１１３として巻き取られる一連の工程を示している。

加熱炉１０７を通過するフィルム１０３に張力が加わらないテンションフリーを実現するため、原反１０１からフィルム１０３の繰り出される速度を、フィルム１０３がロール状物１１３として巻き取られる速度に一致させ、アニール装置１０５の前後に、フィルム１０３を弛ませるバッファ部１１５，１１７を設けている。これに加え図９に示すように、コンベヤ１１９のベルト１２１でフィルム１０３を支持し、上記の速度に同期して走行するベルト１２１に従わせてフィルム１０３を搬送している。

コンベヤ１１９は、その表面が平滑で耐熱性に優れていることが要求されるので、ベルト１２１として平織りベルトを選択するのが望ましい。しかしながら、フィルム１０３にベルト１２１の織り目が引っ掛かったような微細な凹凸が形成され、フィルム１０３の品質が損なわれるという問題がある。即ち、加熱炉１０７で加熱されたフィルム１０３は、出口２１３を通過し加熱炉１０７の外側に達したところで外気で冷却され、これに伴うフィルム１０３の収縮が顕著になる。フィルム１０３とベルト１２１とが接触する境界に注目すると、図１０に示すように、フィルム１０３の収縮する過程で、ベルト１２１の織り目１２２とその間の空隙１２３では、それぞれの熱伝導率の違いによる温度差が生じる。これにより狭小な領域でフィルム１０３の収縮する度合いに偏りのできることが、上記の凹凸の原因と考えられる。

また、ベルト１２１は、帯状の材料の両端を接合することで無端状の形態を成しており、ベルト１２１の表面にその材料の継ぎ目が現れている。このため、フィルム１０３とベルト１２１の継ぎ目とが接触する境界で、上記と同様の温度差が生じ、フィルム１０３に凹凸が形成される。

特開昭６１−２１９６２５号公報特開平７−１２５０８６号公報

本発明は、上記の実情に鑑みて為されたものであり、アニール装置の加熱炉を通過するフィルムの品質を高く維持できるアニールコンベヤを提供することを目的とする。

本発明は上記目的を達成するため、反から繰り出されるフィルムを加熱炉の内部で搬送し、前記フィルムを前記加熱炉に開放された出口から前記加熱炉の外側へ導出するアニールコンベヤであって、前記フィルムが前記加熱炉の内部から前記出口を通過し前記加熱炉の外側へ至る行程に配列されたベルトコンベヤと、周面が平滑であり、周速度が前記ベルトコンベヤのベルトの走行する速度に等しい複数の搬送ローラとを備え、前記ベルトコンベヤが、前記加熱炉の内部で前記フィルムを支持するベルトを、前記出口へ向けて走行させ、前記複数の搬送ローラが、前記出口を通過するフィルムを支持し、前記ベルトが、前記フィルムの搬送方向に対して直角方向である幅方向に連続することを特徴とする。

また、本発明は、前記出口を通過するフィルムは前記ベルトから離隔することを特徴とする。

また、本発明は、前記搬送ローラよりも低く配置され前記ベルトが巻掛けされた従動ローラにより、前記ベルトが搬送ローラの下方を通過することを特徴とする。

本発明に係るアニールコンベヤによれば、フィルムが加熱炉の内部から出口を通過し加熱炉の外側へ至る行程で、フィルムはベルトコンベヤのベルトで支持され加熱炉の内部を搬送される間に加熱される。続いて、フィルムがベルトコンベヤのベルトから複数の搬送ローラに乗り移り、複数の搬送ローラに支持された状態で、フィルムは出口を通過する。そして、フィルムは、収縮の過程で搬送ローラに接触し、フィルムの熱は搬送ローラに一様に伝導されるので、フィルムに凹凸が形成されることはない。

従って、当該アニールコンベヤによれば、加熱炉を通過するフィルムの品質を高く維持することができる。しかも、ここに述べた効果は、ベルトコンベヤがフィルムを搬送する速度を増加しても達成できるので、所定の時間当たりにアニールできるフィルムの長さ増加し、フィルムを利用したタッチパネル等の生産性を向上するのに有利である。

更に、本発明に係るアニールコンベヤによれば、ベルトコンベヤのベルトがフィルムを支持する高さに、搬送ローラの周面がフィルムに接触する高さを一致させているので、フィルムがベルトコンベヤのベルトから複数の搬送ローラに乗り移るとき、フィルムがベルトコンベヤのベルトに対して上下方向に振れるのを抑えることができる。このため、複数の搬送ローラはフィルムを撓ませることなく支持できるので、フィルムのアニールが効果的に行われる。

更に、本発明に係るアニールコンベヤによれば、複数の搬送ローラのそれぞれの周面の周速度をベルトの走行する速度に同期させるように、駆動手段が複数の搬送ローラを回転させるので、フィルムがベルトコンベヤのベルトから複数の搬送ローラに乗り移った直後に、フィルムが搬送ローラにより不要に加速、又は減速されることがない。このため、複数の搬送ローラはフィルムを撓ませることなく支持できるので、フィルムのアニールが効果的に行われる。

本発明の第一の実施形態に係るアニールコンベヤの要部の側面図。本発明の第一の実施形態に係るアニールコンベヤの要部の平面図。本発明の第一の実施形態に係るアニールコンベヤの原理を説明する側面図。（ａ）は比較例を示す側面図、（ｂ）はその他の比較例を示す側面図。本発明の第二の実施形態に係るアニールコンベヤの要部の側面図。本発明の第三の実施形態に係るアニールコンベヤの要部の側面図。本発明の第四の実施形態に係るアニールコンベヤの要部の側面図。アニール装置の使用例を示す側面図。従来例のアニールコンベヤの原理を説明する側面図。従来例のアニールコンベヤのベルトとフィルムとが接触する境界を示す概念図。

本発明の実施形態に係るアニールコンベヤを図面に基づき説明する。従来の技術として既に述べた要素には、その図示の有無に関わらず、以下でも同じ呼称を用いるものとする。

図１，２は、原反から繰り出されるフィルムをアニール装置１の加熱炉３の内部で搬送し、フィルムを加熱炉３に開放された出口５から加熱炉３の外側へ導出するアニールコンベヤ７を示している。加熱炉３は、その内部で熱風を循環させるものである。出口５は、その上縁部と下縁部を約２００ｍｍの間隔を開けて対向させた長方形の開口部である。アニールコンベヤ７は、フィルムが加熱炉３の内部から出口５を通過し加熱炉３の外側へ至る行程に配列されたベルトコンベヤ９、及び複数の搬送ローラ１１を備える。フィルムの材料としては、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）を挙げられる。矢印Ｔは、フィルムがベルトコンベヤ９に搬送される搬送方向を指している。

ベルトコンベヤ９は、筐体の内枠１３の適所に軸受された従動ローラ１５，１７、及び筐体の外枠１９の終端に配置された駆動ローラ２１に、無端状のベルト２３を巻掛けしたものである。駆動ローラ２１は、その一端に取付けたタイミングプーリ２５を介して回転機に接続しており、駆動ローラ２１の回転に従いベルト２３の上弦が搬送方向に走行する。ベルト２３は、耐熱性に優れた柔軟な材料から成り、その表面が滑らかで摩擦係数の小さなものが好ましい。総ての従動ローラ１５は互いに同じ高さに配置されているが、ベルト２３が搬送ローラ１１の下方を通過できるように、従動ローラ１７は搬送ローラ１１よりも低く配置されている。符号２７，２９は、ガイドローラ、及びテンションローラを各々指している。

搬送ローラ１１として、その周面１２の直径が５０〜６０ｍｍのものを適用するのが好ましく、周面１２の直径を５０ｍｍ以下にすれば更に好ましい。複数の搬送ローラ１１の周面１２同士の間隔は５０ｍｍ以下であるのが好ましく、これを周面１２の直径よりも短くすれば更に好ましい。周面１２には、クローム鍍金、又は摩擦係数を減少するような表面処理を施すことが好ましい。また、搬送ローラ１１は、その両側の端部を内枠１３に各々軸受けされ、両側の端部の一方に駆動手段３１を接続している。駆動手段３１は、耐熱性の無給油チェーン３３を、総ての搬送ローラ１１に各々取付けたスプロケットに巻掛けし、無給油チェーン３３を回転機で駆動することにより、総ての搬送ローラ１１を互いに同じ周速度で回転させるものである。搬送ローラ１１の周速度は、ベルトコンベヤ９のベルト２３の走行する速度に等しく設定されている。

加熱炉３の内部は、内側面、天面、及び底面で画定される空間であり、図３に加熱炉３の搬送方向の端部の内側面３４、及び外面３６が表れている。フィルム３５は、ベルトコンベヤ９のベルト２３で支持され、加熱炉３の内部をベルトコンベヤ９で搬送される間に加熱される。続いて、フィルム３５は、ベルト２３から複数の搬送ローラ１１に乗り移り、複数の搬送ローラ１１に支持された状態で、出口５を通過し、外気（常温）と接触して冷却され、収縮する。

出口５の近傍では、加熱炉３の内部で暖められた空気と外気とが混じり、出口５の手前１５０〜３００ｍｍの温度が加熱炉３の中心部の温度よりも１０〜２０°Ｃ低くなるので、フィルム３５は出口５の手前１５０〜３００ｍｍの位置から徐々に収縮し始めることになる。このため、複数の搬送ローラ１１のうち最も加熱炉３の内方にある搬送ローラは、内面側３４よりも加熱炉３の内方へ水平方向の距離として１５０〜３００ｍｍ後退した位置に設けられている。一方、複数の搬送ローラ１１のうち最も加熱炉３の外方にある搬送ローラは、内面側３４よりも加熱炉３の外方へ水平方向の距離として１５０〜３００ｍｍ前進した位置に設けられている。これは、フィルム３５をそのガラス転移点まで温度降下させるのに必要な時間を稼ぐための搬送距離である。

また、加熱炉３の内部でベルトコンベヤ９から搬送ローラ１１に乗り移ったフィルム３５は温度低下により収縮し始めるが、搬送ローラ１１の周面１２は平滑に出来ており、かつベルトコンベヤ９と等速でフィルム３５を搬送しているために、フィルム面の部位による伝熱の差は等しくなり、各部位の収縮率の差はなくなり凹凸の差はなくなると考えられる。更に、フィルム３５は出口５を通過すると常温である外気にさらされるため、一層冷却され収縮する。

また、搬送ローラ１１は加熱炉３の出口５から外方１５０〜３００ｍｍまで配置されているが、これはフィルム３５をそのガラス転移点まで温度降下させ（つまり、ほぼ収縮が終わる温度まで温度降下させ）、フィルム３５に凹凸を発生させないためである。この位置を通過すれば、フィルム３５を再度ベルトコンベヤ９に乗り移らせても、フィルム３５に凹凸が現れることはない。また、フィルム３５を再度ベルトコンベヤ９に乗せることなく、巻取部に送っても良い。搬送ローラ１１の内方への設置位置、外方への設置位置は、出口５の開口面積（つまり外気の流入量、加熱炉３の内部からの空気の漏れ量との関係より）、またフィルム搬送速度に応じて、適時変更できる。

以上に述べたアニールコンベヤ７によれば、加熱炉３を通過するフィルム３５の品質を高く維持することができる。しかも、ここに述べた効果は、ベルトコンベヤ９がフィルム３５を搬送する速度を増加しても達成できるので、所定の時間当たりにアニールできるフィルム３５の長さ増し、フィルム３５を利用したタッチパネル等の生産性を向上するのに有利である。

更に、複数の搬送ローラ１１のそれぞれの周面１２がフィルム３５に接触する高さは、ベルト２３がフィルム３５を支持する高さに一致しているので、フィルム３５がベルト２３から搬送ローラ１１に乗り移るとき、ベルト２３に対してフィルム３５の上下方向の振れを抑えられる。このため、アニールコンベヤ７は、アニール装置１にフィルム３５のアニールを効果的に行わせることができる。

更に、複数の搬送ローラ１１のそれぞれの周面１２の周速度がベルト２３の走行する速度に同期するように、駆動手段３１が複数の搬送ローラ１１を回転させるので、フィルム３５がベルト２３から複数の搬送ローラ１１に乗り移った直後に、フィルム３５が搬送ローラ１１により不要に加速、又は減速されることがない。このため、複数の搬送ローラ１１がフィルム３５を撓ませることなく支持できるので、アニールコンベヤ７は、アニール装置１にフィルム３５のアニールを効果的に行わせることができる。

図４（ａ）は、ベルト２３がフィルムを出口５の外側まで支持する比較例を示している。この場合、フィルムの収縮は上記のように出口５の手前から始まるので、ベルト２３の織り目に起因するフィルムの凹凸を防止できるに至らない。このため、搬送ローラ１１は、加熱炉３の外側に限らず、出口５よりも加熱炉３の内方に配列する必要がある。或いは、同図（ｂ）に示すように、加熱炉３の内部で搬送ローラ１１の回転に従わせてフィルム３５を搬送する距離が長くなると、搬送ローラ１１同士の間でフィルム３５が撓むことになる。

尚、本発明は、その趣旨を逸脱しない範囲で当業者の知識に基づいて種々なる改良、修正、又は変形を加えた態様でも実施でき、以下の態様で実施しても良い。例えば、図２に示す駆動手段３１を省略し、複数の搬送ローラ１１を回転自在に内枠１３に取付けても良い。図５に示すように、出口５から駆動ローラ２１までの区間に、複数の搬送ローラ１１を配置しても良い。また、加熱炉３の出口５の外方で搬送されるフィルム３５は再度ベルトコンベヤ９に乗り移らなくても良い。この場合、図６に示すように、ベルトコンベヤ９がベルト２３を走行させる範囲は、最も加熱炉３の内方にある搬送ローラ１１よりも更に加熱炉３の内方であっても良い。

また、図７に示すように、複数の搬送ローラ１１の一部、又はその全部を浮上手段３７に置き換えても良い。浮上手段３７は、中空状の底部材３９の内部にエアブロワー４１から吐出される空気を導入し、底部材３９の上面に形成した複数の通気孔４３から空気を噴出させるものである。フィルムは、底部材３９の上面に重なる位置で、通気孔４３から噴出する空気により揚力を受けるので、底部材３９に殆ど擦れることがない。このため、フィルムは収縮するときに損傷することがない。

本発明は、タッチパネルに利用されるフィルムに限らず、あらゆる帯状のフィルムを連続的に、しかも不要な張力を加えることなく搬送できる技術である。

１…アニール装置、３…加熱炉、５…出口、７…アニールコンベヤ、９…ベルトコンベヤ、１１…搬送ローラ、１２…周面、１３…内枠、１５，１７…従動ローラ、１９…外枠、２１…駆動ローラ、２３…ベルト、２５…スプロケット、３１…駆動手段、３３…無給油チェーン、３５…フィルム、３７…浮上手段、３９…底部材、４１…エアブロワー、４３…通気孔。

Claims

原反から繰り出されるフィルムを加熱炉の内部で搬送し、前記フィルムを前記加熱炉に開放された出口から前記加熱炉の外側へ導出するアニールコンベヤであって、
前記フィルムが前記加熱炉の内部から前記出口を通過し前記加熱炉の外側へ至る行程に配列されたベルトコンベヤと、
周面が平滑であり、周速度が前記ベルトコンベヤのベルトの走行する速度に等しい複数の搬送ローラとを備え、
前記ベルトコンベヤが、前記加熱炉の内部で前記フィルムを支持するベルトを、前記出口へ向けて走行させ、前記複数の搬送ローラが、前記出口を通過するフィルムを支持し、
前記ベルトが、前記フィルムの搬送方向に対して直角方向である幅方向に連続することを特徴とするアニールコンベヤ。
前記出口を通過するフィルムは前記ベルトから離隔することを特徴とする請求項１に記載のアニールコンベヤ。
前記搬送ローラよりも低く配置され前記ベルトが巻掛けされた従動ローラにより、前記ベルトが搬送ローラの下方を通過することを特徴とする請求項２に記載のアニールコンベヤ。