フィルム洗浄方法及びフィルム洗浄装置
【課題】フィルム表面に付着した微小な異物、特に加熱や加圧等によって扁平化した異物の除去するためのフィルム洗浄技術を提供すること。
【解決手段】フィルムを搬送しながら、表面処理部でゼータ電位制御物質を含む液による表面処理を行った後、洗浄部でブラシ洗浄を行い、乾燥部で乾燥を行う。表面処理部では、ゼータ電位の絶対値を大きくする物質により、静電的反発力を強めて、異物をフィルムから剥離しやすくする。洗浄部では、純水を用いてブラシ洗浄をすることで、ブラシと異物の摩擦力が増し、異物がフィルムから除去される。
【解決手段】フィルムを搬送しながら、表面処理部でゼータ電位制御物質を含む液による表面処理を行った後、洗浄部でブラシ洗浄を行い、乾燥部で乾燥を行う。表面処理部では、ゼータ電位の絶対値を大きくする物質により、静電的反発力を強めて、異物をフィルムから剥離しやすくする。洗浄部では、純水を用いてブラシ洗浄をすることで、ブラシと異物の摩擦力が増し、異物がフィルムから除去される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フィルムの洗浄技術に関し、高度な清浄度が要求される光学フィルム等の機能性フィルムの洗浄方法及びフィルムの洗浄装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ディスプレイや太陽電池などのエレクトロニクス分野においてフィルムの利用が増加している。フィルムは、液晶ディスプレイ分野においては、位相制御、視野角拡大、反射防止等の光学特性制御に用いられており、太陽電池等の分野では、素子の基板や保護等に用いられている。
【０００３】
こうしたフィルムの需要増加に伴い、フィルムに対する要求も高度化している。具体的には耐湿、耐熱などの耐候性や耐薬品性等の向上、平滑性向上、そしてフィルム表面の清浄度向上が挙げられる。フィルム表面に異物が存在する場合、光学特性が乱れる、あるいは、フィルム上に成膜した際に膜ムラが発生する等の問題が生じる。
【０００４】
フィルム上の異物を除去する方法として、特開２００８−２３４６７号公報（特許文献１）には、加圧した洗浄水を噴射してフィルムに付着した異物を浮き出させ、純水により洗い流すことで洗浄するフィルム洗浄装置が記載されている。また特開２００７−２４５６７８号公報（特許文献２）には、フィルムを純水の浴槽中に浸漬し、超音波を用いて洗浄するフィルム洗浄装置が記載されている。
【０００５】
また、特開平７−４５６００号公報（特許文献３）には、半導体ウェハ等の基板の洗浄においてゼータ電位制御物質を用いる事が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００８−２３４６７号公報
【特許文献２】特開２００７−２４５６７８号公報
【特許文献３】特開平７−４５６００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
フィルムの成膜工程で付着する異物の中には、加熱や加圧等によって扁平化する場合がある。扁平異物とは、幅に対する高さ（または、フィルムへの付着面の寸法（幅、又は長さ）に対する異物の厚さ方向の寸法）の比が１以下のものと定義する。このような異物はフィルムとの付着力が強く、前記特許文献１又は２に記載されるような従来のフィルム洗浄装置では除去が困難である。
【０００８】
一方、特許文献３には半導体ウェハ等の基板の洗浄においてゼータ電位制御物質を用いる事が開示されているが、これは半導体ウェハから除去した異物が半導体ウェハに再付着するのを防止することが目的であり、半導体ウェハの表面に付着した異物を除去するのにゼータ電位制御物質を用いる事については記載されていない。
【０００９】
本発明は、フィルム表面に付着した異物、特に、加熱や加圧等によって扁平化した異物の除去に有効なフィルム洗浄方法及びフィルム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】
【００１０】
上記した目的を達成するために、本発明ではフィルム洗浄装置を、フィルムをゼータ電位制御物質を含む液中に浸漬する表面処理手段と、表面処理手段で処理されたフィルムを純水で洗浄する洗浄手段と、
洗浄手段で純水で洗浄されたフィルムをブラシで洗浄するブラシ洗浄手段と、ブラシ洗浄手段で洗浄されたフィルムを乾燥させる乾燥手段とを備えて構成した。
【００１１】
また、上記した目的を達成するために、本発明ではフィルム洗浄装置を、ロール状に巻かれたフィルムを送り出すフィルム送り出し部と、フィルム送り出し部から送り出されたフィルムをゼータ電位制御物質を含む液中に浸漬する表面処理部と、表面処理部で処理されたフィルムに純水を供給しながらフィルムをブラシで洗浄してフィルムに付着した異物を除去する洗浄部と、洗浄部で洗浄されたフィルムの表面を乾燥させる乾燥部と、乾燥部で乾燥させたフィルムを巻き取るフィルム巻き取り部と、フィルム送り出し部と表面処理部と洗浄部と乾燥部とフィルム巻き取り部とを制御する制御部とを備えて構成した。
更に、上記した目的を達成するために、本発明では、フィルムをゼータ電位制御物質を含む液中に浸漬し、浸漬したフィルムを液中から取り出してゼータ電位制御物質を洗い流し、ゼータ電位制御物質を洗い流したフィルムをブラシで洗浄し、ブラシで洗浄したフィルムを乾燥させるフィルム洗浄方法とした。
【００１２】
更に、上記した目的を達成するために、本発明では、ロール状に巻かれたフィルムをロールを回転させながら送り出し、送り出されたフィルムをゼータ電位制御物質を含む液中に浸漬し、液中に浸漬されたフィルムを取り出して表面に付着したゼータ電位制御物質を純水で洗い流し、純水で洗い流したフィルムに純水を供給しながらブラシで洗浄し、洗浄されたフィルムの表面を乾燥させ、乾燥させたフィルムをロール状に巻き取ることを特徴とするフィルム洗浄方法とした。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、従来のフィルム洗浄装置では除去困難であったフィルムの表面に付着した扁平な異物をフィルムに損傷を与えることなく容易に除去することができるようになった。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の第１の実施例に基づくフィルム洗浄装置の概略構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の実施例における洗浄工程の手順を示すフロー図である。
【図３Ａ】本発明のフィルム洗浄方法の異物除去メカニズムを示す模式図でフィルム上に異物が付着した状態を示す異物とフィルムとの正面図である。
【図３Ｂ】本発明のフィルム洗浄方法の異物除去メカニズムを示す模式図でフィルムを表面処理した状態を示す異物とフィルムとの正面図である。
【図３Ｃ】本発明のフィルム洗浄方法の異物除去メカニズムを示す模式図でフィルムを純水で洗浄した状態を示す異物とフィルムとの正面図である。
【図３Ｄ】本発明のフィルム洗浄方法の異物除去メカニズムを示す模式図でフィルムをブラシで洗浄している状態を示異物とフィルムとの正面図である。
【図４】表面処理時とゼータ電位制御物質の濃度の経時変化を示すグラフである。
【図５】フィルム洗浄方法の効果を検証する実験の結果を示すグラフ及び表である。
【図６】本発明の第２の実施例に基づくフィルム洗浄装置の概略構成を示すブロック図である。
【図７】本発明の第３の実施例に基づくフィルム洗浄装置の概略構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施の形態を図面を用いて説明する。
【実施例１】
【００１６】
図１は、本発明のフィルム洗浄装置の第１の実施例を示す概略断面図である。
【００１７】
本実施例のフィルム洗浄装置１００は、フィルム２が巻き出されるフィルム巻き出し部３と、巻き出されたフィルム２を処理する表面処理部４と、表面処理されたフィルム２を純水２１で洗い流した後にブラシ洗浄する洗浄部５と、洗浄されたフィルム２を乾燥する乾燥部６と、乾燥されたフィルム２を巻き取るフィルム巻き取り部７と、制御部８とを備えて構成される。そして、フィルム２の表面にごみが付着するのを防止するために、フィルム巻き出し部３と、表面処理部４と、洗浄部５と、乾燥部６と、フィルム巻き取り部７とは、チャンバ１で覆われている。
【００１８】
各部の構成を説明する。フィルム巻き出し部３とフィルム巻き取り部７は、フィルム２の搬送を行う。フィルム巻き出し部３は巻き出し駆動部９により駆動され、フィルム巻き取り部７は巻き取り駆動部１０により駆動される。
【００１９】
表面処理部４は、ゼータ電位制御物質２５を含んで界面活性作用が有る液体（以下、ゼータ電位制御物質２５を含む液体という）２６を貯蔵するゼータ電位制御物質貯蔵部１１と、ゼータ電位制御物質浸漬部１２とを備える。ゼータ電位制御物質２５を純水２１に混ぜたゼータ電位制御物質２５を含む液体２６はポンプ１３ａによりゼータ電位制御物質貯蔵部１１とゼータ電位制御物質浸漬部１２の間を循環し、フィルタ１４ａにより液中に混入したごみが除去されて純度が保たれている。このように表面処理部では、フィルム２をゼータ電位制御物質２５を含む液中２６で搬送することでにより表面処理が行われ、後述するようなメカニズムによりフィルム２とその表面に付着している異物２４との間での静電的反発力を強めて、異物２４をフィルム２から剥離しやすくする。
【００２０】
洗浄部５は、純水貯蔵部１５、純水供給部１６、ブラシ部１７とを備える。純水２１はポンプ１３ｂにより純水貯蔵部１５と純水供給部１６の間を循環し、フィルタ１４ｂにより液中に混入したごみが除去されて純度が保たれている。ブラシ部１７の１対のブラシ１７１はブラシ駆動部１８により駆動され、フィルム２の両面を洗浄できるように一対になっている。ブラシ部１７の１対のブラシ１７１（図３Ｄ参照）の材質はナイロン、ポリビニルアルコール等である。このように洗浄部５では、表面処理されたフィルム２を、純水２１を用いてブラシ洗浄する。これにより、フィルム２から異物２４を除去する。
【００２１】
乾燥部６は、洗浄部５で洗浄されたフィルム２を乾燥する。圧縮機２０から送り出された高圧のエアーをノズル１９からフィルム２の表面に吹き付けてフィルム２の表面に付着した液体（純水２１）を除去する。乾燥部６の構成としては高圧のエアを吹き付ける方法のほかに、フィルムのガラス転移点、融点未満の温度で保持する方法、乾燥部内を減圧しフィルム表面の液体を気化させる方法等も可能である。
【００２２】
制御部８は、各部の動作を制御する部分であり、フィルム２の搬送速度やブラシ部１７の回転速度の設定を行う。制御部８からの制御信号は、信号線３１〜３５を介して各部に送られる。
【００２３】
制御部８は信号線３１を介して、駆動部９を制御してフィルム２を送り出すためのフィルム巻き出し部３の回転を調整する。
【００２４】
また、制御部８は信号線３２を介して、ゼータ電位制御物質浸漬部１２の図示していない液面センサからのゼータ電位制御物質２５を含む液体２６の液面高さ検出信号を受けて表面処理部４のポンプ１３ａを制御し、ゼータ電位制御物質貯蔵部１１からゼータ電位制御物質浸漬部１２へ供給するゼータ電位制御物質２５を含む液体２６の量を調整する。また、制御部８は信号線３２を介してゼータ電位制御物質貯蔵部１１内部のゼータ電位制御物質２５を含む液体２６の量を図示していないセンサでモニタした信号を受けて、ゼータ電位制御物質貯蔵部１１内部のゼータ電位制御物質の量を監視し、ゼータ電位制御物質２５を含む液体２６の量が所定の量よりも少なくなった場合にはゼータ電位制御物質貯蔵部１１へのゼータ電位制御物質２５を含む液体２６の補充を促す警告を発信する。
【００２５】
更に、制御部８は信号線３３を介して純水供給部１６の純水液面センサ（図示せず）からの純水２１の液面検出信号を受けてポンプ１３ｂを制御し、純水貯蔵部１５から純水供給部１６へ供給するフィルム２に付着したゼータ電位制御物質２５を含む液体２６を洗い流すための純水２１の量を調整する。
【００２６】
また、制御部８は信号線３３を介して純水貯蔵部１５内部の純水２１の量をセンサ（図示せず）でモニタした信号を受けて、純水貯蔵部１５内部の純水２１の量を監視し、純水２１の量が所定の量よりも少なくなった場合には純水貯蔵部１５への純水２１の補充を促す警告を発信する。更に、駆動部１８を制御して、ブラシ部１７のフィルム２を挟んで対抗して配置した１対のブラシ１７１の回転速度及びフィルム２の表面への押し付け力を調整する。ブラシ部１７の１対のブラシ１７１はフィルム２の進行方向と逆の方向に回転してゼータ電位制御物質２５を含む液体２６が洗い流されたフィルム２の表面を純水２１中でこすることにより、付着している異物をフィルム２の表面から引き剥がす。
【００２７】
更に、制御部８は信号線３４を介して圧縮機２０を制御し、ノズル１９から常に一定の量の高圧のエアが噴出されるように圧縮機２０から送り出される高圧エアの吐出量を調整する。
【００２８】
更にまた、制御部８は信号線３５を介して図示していないフィルム２のテンションセンサ（図示せず）からの検出信号を受けて駆動部１０を制御して、フィルム２を巻き取るためのフィルム巻き取部７の回転を調整する。
【００２９】
図２は、本実施例のフィルム洗浄装置における洗浄工程の手順を示す図である。以下に、手順に沿って説明する。
【００３０】
Ｓ２０１：フィルムが巻き取られたフィルムロール（図示せず）を、フィルム巻き出し部３に取り付ける。
【００３１】
Ｓ２０２：取り付けたフィルムロールからフィルム２を引き出し、表面処理部４、洗浄部５、乾燥部６の順に、引き出したフィルム２をセットし、フィルム２の先端をフィルム巻き取り部７に取り付ける。
【００３２】
Ｓ２０３：制御部８から表面処理部４、洗浄部５に信号を送り、ゼータ電位制御物質と純水の供給を開始させる。
【００３３】
Ｓ２０４：制御部８が巻き出し部３、洗浄部５、乾燥部６、巻き取り部７に信号を送り、フィルム２の搬送を開始させる。
【００３４】
Ｓ２０５：表面処理部４にて、搬送中のフィルム２をゼータ電位制御物質浸漬部１２の中を通過させてゼータ電位制御物質２５を含む液２６に浸漬させることにより、ゼータ電位制御物質２５をフィルム２に付着した異物２４とフィルム２の表面との隙間２８１に浸み込ませる。この異物２４とフィルム２との隙間２８１に浸み込ませたゼータ電位制御物質２５によりフィルム２の表面とフィルム２に付着している異物２４の表面とを帯電させ、フィルム２と異物２４との間で静電的な反発力を発生させて異物２４がフィルム２から剥離されやすくする。
【００３５】
Ｓ２０６：ゼータ電位制御物質浸漬部１２の中を通過したフィルム２を純水供給部１６を通過させて表面に付着したゼータ電位制御物質２５を含む液２６を純水２１で洗い流しながらブラシ部１７の一対のブラシ１７１でフィルム２を上下から挟んだ状態で一対のブラシ１７１をフィルム２の進行方向と逆方向に回転させてフィルム２の上下面をこすることによりフィルム２をブラシ洗浄して、フィルム２の表面に付着した異物２４を除去する。
Ｓ２０７：ブラシ洗浄したフィルム２に乾燥部６にてノズル１９から高圧のドライエアを吹き付けることにより表面に付着している純水を蒸発させてフィルム２を乾燥させる。なお、ノズル１９の幅方向の寸法は、フィルム２の幅方向の寸法よりも大きく設定されており、ノズル１７の下部を通過するフィルム２は、幅方向全体に亘ってノズル１９から高圧のドライエアを吹き付けられる。
【００３６】
Ｓ２０８：表面が乾燥したフィルム２を、フィルム巻き取り部７でロール状に巻き取る。
【００３７】
Ｓ２０９：フィルム巻き出し部３にセットしたフィルム２が、全てフィルム巻き取り部７に巻き取られると、制御部８は、表面処理部４、洗浄部５に信号を送り、ゼータ電位制御物質と純水の供給を停止させる。これらが停止した後に、巻き出し部３、洗浄部５、乾燥部６、巻き取り部７に信号を送り、フィルム２の搬送とブラシ動作を停止させる。
【００３８】
Ｓ２１０：フィルム巻き取り部７にロール状に巻き取られたフィルムを取り外して回収する。
【００３９】
次に、本発明のフィルム洗浄方法の異物除去メカニズムを説明する。
【００４０】
図３Ａ乃至Ｄは、本発明のフィルム洗浄方法の異物除去メカニズムを説明する模式図である。図３Ａに示すように、フィルム２には扁平な異物２４が付着しているものとする。この状態で表面処理部４のゼータ電位物質浸漬部１２におけるゼータ電位制御物質２５を含む液２６にフィルム２を浸漬させる表面処理によって、図３Ｂに示すようにフィルム２とその表面に付着している異物２４に液２６中に含まれるゼータ電位制御物質２５を吸着させる。この結果、フィルム２と異物２４の表面は吸着したゼータ電位制御物質２５によりそれぞれ同極性の電荷を帯びた状態となる。続いて、図３Ｃに示すように純水でフィルム２の表面を洗い流してフィルム２の表面及び異物２４の表面２７に吸着されているゼータ電位制御物質２５を除去する。ゼータ電位制御物質２５は異物２４とブラシ１７１との間の摩擦力を低下させるので、この工程を経ることにより、ブラシ洗浄工程における異物２４とブラシ１７１との間の摩擦力の低下を防止することができる。この純水でフィルム２の表面の洗浄を開始した直後においては、フィルム２の表面および異物２４のフィルム２への付着面とは反対側の表面２７に吸着されたゼータ電位制御物質２５は容易に除去されるが、異物２４の面２８の側とフィルム２の隙間２８１（図３Ｃでは隙間２８１を誇張して表記したが、実際には非常に狭い隙間になっている）に入り込んだゼータ電位制御物質２５は、隙間２８１に洗浄用の純水が入り込むのに時間がかかるために洗浄開始後しばらくの間はゼータ電位制御物質２５の一部が異物２４の面２８の側とフィルム２の隙間２８１に存在する状態が続く。このような状態においては異物２４とフィルム２との間には静電的反発力が働いており、図３Ｄに示すようにゼータ電位制御物質２５が洗い流されたフィルム２の表面をブラシ１７１でブラシ洗浄を行うことにより、異物２４はフィルム２の表面から除去されやすくなる。
図４は、表面処理期間４０１と純水処理期間４０２におけるゼータ電位制御物質２５の濃度の経時変化を示す模式図である。図には、異物２４の表面２７のゼータ電位制御物質２５の濃度２４１と、異物２４とフィルム２との隙間２８１のゼータ電位制御物質２５の濃度２４２を示している。表面処理期間４０１において、表面処理部４で表面処理（Ｓ２０５）を十分行うことによって、異物２４の表面２７及び異物２４とフィルム２の隙間２８１のゼータ電位制御物質２５の濃度はそれぞれ一定値に達する。続いて、純水処理期間４０２において、洗浄部５でフィルム２の表面に付着したゼータ電位制御物質２５を純水２１で洗い流す純水処理（Ｓ２０６）を開始すると、異物２４の表面２７の側のゼータ電位制御物質２５は比較的短い時間で純水２１と置換されやすいのに対して、異物２４とフィルム２の間の非常に狭い隙間２８１には純水２１が入り込みにくいためにゼータ電位制御物質２５が純水２１と置換されるのに時間がかかるために、異物２４の表面２７の側と、異物２４とフィルム２の隙間２８１の側のゼータ電位制御物質２５の濃度減少率に差が生じる。この結果、純水処理が開始されてからある一定の期間（図４におけるブラシ洗浄有効期間４０３）、異物２４の表面２７と異物２４とフィルム２の隙間２８１との間にゼータ電位制御物質２５の濃度差が生じる。このような異物２４の表面２７のゼータ電位制御物質２５が純水２１に置換され、かつ、異物２４とフィルム２の隙間２８１のゼータ電位制御物質２５が十分存在してゼータ電位制御物質２５の濃度差が生じている状態でブラシ洗浄（Ｓ２０６）を行うと、異物２４とフィルム２の隙間２８１においては異物２４とフィルム２との間に静電的反発力が生じ、異物２４とブラシ１７１との間には摩擦力が作用するために、ブラシ洗浄（Ｓ２０６）により異物２４はフィルム２から剥離しやすくなる。
【００４１】
次に、本発明によるフィルム洗浄方法の実験結果を図５を用いて説明する。図５の実験では、扁平異物の一例として、ガラス基板上に粒径１μｍのポリスチレン粒子を付着させて、２２０℃で１０分間加熱処理し扁平化させたサンプルを用いた。また、ゼータ電位制御物質２５の一例として、３００ｐｐｍのドデシルベンゼンスルホン酸（Ｃ１２Ｈ２５Ｃ６Ｈ４ＳＯ３Ｈ）を用いた。サンプルをドデシルベンゼンスルホン酸を含む液に１０秒間浸漬し、純水処理を開始してから１０秒後にナイロンブラシで６０秒間純水を用いて洗浄した。その結果、異物の約８６％が除去された。これに対して、比較実験として、（１）ブラシ洗浄時に純水の代わりにゼータ電位制御物質を含む液を用いた場合、（２）純水処理を６０秒間行った後に（図４のブラシ洗浄有効期間４０３を過ぎてから）純水を用いたブラシ洗浄を行った場合、（３）ゼータ電位制御物質を含む液に浸漬を行わず純水を用いたブラシ洗浄を行った場合を行った。その結果、図５に示すように上述した（１）〜（３）の比較実験においては異物は十分除去されず、本実施例の効果が確認できた。
【００４２】
ゼータ電位制御物質としては、上記したドデシルベンゼンスルホン酸のほかに、はアルコール、グリコール、アミン、アミド、アミノアルコール、アルデヒド、有機酸、エステル、ケトン、界面活性剤等も有効である。
【００４３】
本発明で用いるフィルム２としては、ポリエチレンテレフタレート、ポリイミド、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリ塩化ビニル、ポリスチレン、ポリ乳酸、ポリオレフィン、ナイロン等である。フィルムは撥水性であるので、フィルムと異物の隙間２８１にゼータ電位制御物質２５を短時間で浸透させるためには、ゼータ電位制御物質２５を含む液体２６の表面張力を低下させる必要がある。ゼータ電位制御物質として上記したドデシルベンゼンスルホン酸のようにそれ自体に界面活性作用のある材料を用いた場合、この界面活性作用によりゼータ電位制御物質２５を含む液体２６の表面張力を低下させることが可能であるが、その他のゼータ電位制御物質でそれ自体に界面活性作用を持たない場合には、ゼータ電位制御物質を含む液体に界面活性剤を添加して短時間でフィルムと異物の隙間２８に浸透させるようにしても良い。また、浸透性の向上には、加圧や加熱（４０〜６０℃）等による物理的方法を用いても良い。
【００４４】
本実施例に拠れば、従来技術では難しかったフィルムに付着した扁平な異物を、フィルムに損傷を与えることなく確実に除去することができるようになった。
【実施例２】
【００４５】
図６は、本発明のフィルム洗浄装置の第２の実施例を示す概略断面図である。
本実施例におけるフィルム洗浄装置６００は実施例１で説明した図１のフィルム洗浄装置１００の構成と基本的には同じであるが、実施例１より高速に洗浄を行うための構成として、表面処理部６０４と洗浄部６０５の一部が異なる。図６に示した構成において、フィルム巻き出し部６０３と乾燥部６０６、フィルム巻き取り部６０７の構成及びその動作についてはそれぞれ図１で説明した構成及びその動作と基本的に同じであるので、説明を省略する。実施例１と異なる点は、表面処理部６０４において、実施例１におけるゼータ電位制御物質浸漬部１２に代わってスリットノズル部２９を設けた点、および洗浄部６０５においてブラシ６１７の数を２組にした点である。
【００４６】
図６に示した構成において、表面処理部６０４は、ゼータ電位制御物質貯蔵部６１１と、スリットノズル部２９とを備える。ゼータ電位制御物質貯蔵部６１１に貯蔵されたゼータ電位制御物質２５を含む液体２６はポンプ６１３ａによりフィルタ６１４ａを介してスリットノズル部６２９へ供給される。フィルタ６１４ａにより液中に混入したごみが除去されて純度が保たれている。スリットノズル部６２９の矢印はゼータ電位制御物質２５を含む液体２６の流れる方向を示す。スリットノズル部６２９には、ゼータ電位制御物質２５を含む液体２６を供給するスリット６３０があり、ポンプ６１３ａにより加圧してスリットノズル部６２９の内部にゼータ電位制御物質２５を含む液体２６を供給することが可能な構成になっている。このようにータ電位制御物質２５を含む液体２６を加圧して供給することにより、フィルム２と異物２４の隙間２８にゼータ電位制御物質１５をより短時間で浸透させることができ、図４に示した表面処理の時間を短縮できるのでフィルム２の搬送速度の高速化を実現できる。
【００４７】
このようにフィルム２の搬送速度を高速化することに伴い、洗浄部６０５のブラシ部６１７を、上下２対のブラシ６１７１を備えて構成した。また２対のブラシ６１７１それぞれに対応する駆動部６１８を設けた。２対のブラシ６１７１の材質はナイロン、ポリビニルアルコール等である。このように洗浄部６０５では、表面処理されたフィルム２を、純水２１を用いてブラシ洗浄する。これにより、フィルム２から異物２４を除去する。
【００４８】
制御部６０８は、実施例１で説明したのと同様に、フィルム巻き出し部６０３と表面処理部６０４、洗浄部６０５、乾燥部６０６及びフィルム巻き取り部６０７を制御する。
本実施例に拠れば、フィルムに付着した扁平な異物の除去を確実により高速に行うことができる。
【実施例３】
【００４９】
図７は、本発明のフィルム洗浄装置の第３の実施例を示す概略断面図である。
本実施例におけるフィルム洗浄装置７００は実施例１で説明した図１のフィルム洗浄装置１００及び実施例２で説明した図６のフィルム洗浄装置６００の構成と基本的には同じであるが、実施例１及び２より高速に洗浄を行うための構成として、表面処理部７０４と洗浄部７０５の一部が異なる。図７に示した構成において、フィルム巻き出し部７０３と乾燥部７０６、フィルム巻き取り部７０７の構成及びその動作についてはそれぞれ図１で説明した構成及びその動作と同じであるので、説明を省略する。
【００５０】
実施例１と異なる点は、表面処理部７０４において、実施例１におけるゼータ電位制御物質浸漬部１２に代わって加熱噴射ノズル部７４１を備え、加熱されたゼータ電位制御物質２５を含む液体２６をフィルム２の表面に噴射する構成とした点、および洗浄部７０５においてブラシ７１７の数を３組にした点である。
【００５１】
図７に示した構成において、表面処理部７０４は、ゼータ電位制御物質貯蔵部７１１と、加熱噴射ノズル部７４１とを備える。加熱噴射ノズル部７４１は、ゼータ電位制御物質貯蔵部７１１からフィルタ６１４ａを介して液中に混入したごみが除去されて純度が保たれて供給されたゼータ電位制御物質２５を含む液体２６を加熱・噴射することでフィルム２と異物２４の隙間２８にゼータ電位制御物質２５をより短時間で浸透させることができ、フィルム２の搬送速度の高速化を実現できる。
【００５２】
このようにフィルム２の搬送速度を高速化することに伴い、洗浄部７０５のブラシ部７１７を、上下３対のブラシ７１７１〜７１７３を備えて構成した。また３対のブラシ７１７１〜７１７３それぞれに対応する駆動部６１８１〜６１８３を設けた。ブラシ部７１７の３対のブラシ７１７１〜７１７３はそれぞれブラシ駆動部７１８１〜７１８３により駆動され、フィルム２の両面を高速洗浄できるようになっている。ブラシ７１７１〜７１７３の材質はナイロン、ポリビニルアルコール等である。このように洗浄部７０５では、表面処理されたフィルム２を、純水２１を用いてブラシ洗浄する。これにより、フィルム２から異物を除去する。
【００５３】
制御部７０８は、実施例１で説明したのと同様に、フィルム巻き出し部７０３と表面処理部７０４、洗浄部７０５、乾燥部７０６及びフィルム巻き取り部７０７を制御する。
【００５４】
本実施例に拠れば、フィルムに付着した扁平な異物の除去を確実により高速に行うことができる。
【産業上の利用可能性】
【００５５】
本発明のフィルム洗浄方法とフィルム洗浄装置は、光学素子や電子素子など高い清浄度が求められるフィルムの洗浄に適用が可能である。
【符号の説明】
【００５６】
１００，６００，７００…フィルム洗浄装置 ２…フィルム ３，６０３，７０３…フィルム巻き出し部 ４，６０４，７０４…表面処理部 ５，６０５，７０５…洗浄部 ６，６０６，７０６…乾燥部 ７，６０７，７０７…フィルム巻き取り部 ９…フィルム巻き出し駆動部 １０…フィルム巻き取り駆動部 １１,６１１，７１１…ゼータ電位制御物質貯蔵部 １２…ゼータ電位制御物質浸漬部 １３ａ，６１３ａ，７１３ａ…ポンプ １３ｂ，６１３ｂ，７１３ｂ…ポンプ
１４ａ，６１４ａ，７１４ａ…フィルタ １４ｂ，６１４ｂ，７１４ｂ…フィルタ １５,６１５，７１５…純水貯蔵部 １６,６１６，７１６…純水供給部 １７,６１７，７１７…ブラシ部
１８,６１８，７１８…ブラシ駆動部 ２１…純水 ２４…異物 ２５…ゼータ電位制御物質
６２９…スリットノズル部 ６３０…スリット ７４１…加熱噴射ノズル部。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フィルムの洗浄技術に関し、高度な清浄度が要求される光学フィルム等の機能性フィルムの洗浄方法及びフィルムの洗浄装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ディスプレイや太陽電池などのエレクトロニクス分野においてフィルムの利用が増加している。フィルムは、液晶ディスプレイ分野においては、位相制御、視野角拡大、反射防止等の光学特性制御に用いられており、太陽電池等の分野では、素子の基板や保護等に用いられている。
【０００３】
こうしたフィルムの需要増加に伴い、フィルムに対する要求も高度化している。具体的には耐湿、耐熱などの耐候性や耐薬品性等の向上、平滑性向上、そしてフィルム表面の清浄度向上が挙げられる。フィルム表面に異物が存在する場合、光学特性が乱れる、あるいは、フィルム上に成膜した際に膜ムラが発生する等の問題が生じる。
【０００４】
フィルム上の異物を除去する方法として、特開２００８−２３４６７号公報（特許文献１）には、加圧した洗浄水を噴射してフィルムに付着した異物を浮き出させ、純水により洗い流すことで洗浄するフィルム洗浄装置が記載されている。また特開２００７−２４５６７８号公報（特許文献２）には、フィルムを純水の浴槽中に浸漬し、超音波を用いて洗浄するフィルム洗浄装置が記載されている。
【０００５】
また、特開平７−４５６００号公報（特許文献３）には、半導体ウェハ等の基板の洗浄においてゼータ電位制御物質を用いる事が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００８−２３４６７号公報
【特許文献２】特開２００７−２４５６７８号公報
【特許文献３】特開平７−４５６００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
フィルムの成膜工程で付着する異物の中には、加熱や加圧等によって扁平化する場合がある。扁平異物とは、幅に対する高さ（または、フィルムへの付着面の寸法（幅、又は長さ）に対する異物の厚さ方向の寸法）の比が１以下のものと定義する。このような異物はフィルムとの付着力が強く、前記特許文献１又は２に記載されるような従来のフィルム洗浄装置では除去が困難である。
【０００８】
一方、特許文献３には半導体ウェハ等の基板の洗浄においてゼータ電位制御物質を用いる事が開示されているが、これは半導体ウェハから除去した異物が半導体ウェハに再付着するのを防止することが目的であり、半導体ウェハの表面に付着した異物を除去するのにゼータ電位制御物質を用いる事については記載されていない。
【０００９】
本発明は、フィルム表面に付着した異物、特に、加熱や加圧等によって扁平化した異物の除去に有効なフィルム洗浄方法及びフィルム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】
【００１０】
上記した目的を達成するために、本発明ではフィルム洗浄装置を、フィルムをゼータ電位制御物質を含む液中に浸漬する表面処理手段と、表面処理手段で処理されたフィルムを純水で洗浄する洗浄手段と、
洗浄手段で純水で洗浄されたフィルムをブラシで洗浄するブラシ洗浄手段と、ブラシ洗浄手段で洗浄されたフィルムを乾燥させる乾燥手段とを備えて構成した。
【００１１】
また、上記した目的を達成するために、本発明ではフィルム洗浄装置を、ロール状に巻かれたフィルムを送り出すフィルム送り出し部と、フィルム送り出し部から送り出されたフィルムをゼータ電位制御物質を含む液中に浸漬する表面処理部と、表面処理部で処理されたフィルムに純水を供給しながらフィルムをブラシで洗浄してフィルムに付着した異物を除去する洗浄部と、洗浄部で洗浄されたフィルムの表面を乾燥させる乾燥部と、乾燥部で乾燥させたフィルムを巻き取るフィルム巻き取り部と、フィルム送り出し部と表面処理部と洗浄部と乾燥部とフィルム巻き取り部とを制御する制御部とを備えて構成した。
更に、上記した目的を達成するために、本発明では、フィルムをゼータ電位制御物質を含む液中に浸漬し、浸漬したフィルムを液中から取り出してゼータ電位制御物質を洗い流し、ゼータ電位制御物質を洗い流したフィルムをブラシで洗浄し、ブラシで洗浄したフィルムを乾燥させるフィルム洗浄方法とした。
【００１２】
更に、上記した目的を達成するために、本発明では、ロール状に巻かれたフィルムをロールを回転させながら送り出し、送り出されたフィルムをゼータ電位制御物質を含む液中に浸漬し、液中に浸漬されたフィルムを取り出して表面に付着したゼータ電位制御物質を純水で洗い流し、純水で洗い流したフィルムに純水を供給しながらブラシで洗浄し、洗浄されたフィルムの表面を乾燥させ、乾燥させたフィルムをロール状に巻き取ることを特徴とするフィルム洗浄方法とした。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、従来のフィルム洗浄装置では除去困難であったフィルムの表面に付着した扁平な異物をフィルムに損傷を与えることなく容易に除去することができるようになった。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の第１の実施例に基づくフィルム洗浄装置の概略構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の実施例における洗浄工程の手順を示すフロー図である。
【図３Ａ】本発明のフィルム洗浄方法の異物除去メカニズムを示す模式図でフィルム上に異物が付着した状態を示す異物とフィルムとの正面図である。
【図３Ｂ】本発明のフィルム洗浄方法の異物除去メカニズムを示す模式図でフィルムを表面処理した状態を示す異物とフィルムとの正面図である。
【図３Ｃ】本発明のフィルム洗浄方法の異物除去メカニズムを示す模式図でフィルムを純水で洗浄した状態を示す異物とフィルムとの正面図である。
【図３Ｄ】本発明のフィルム洗浄方法の異物除去メカニズムを示す模式図でフィルムをブラシで洗浄している状態を示異物とフィルムとの正面図である。
【図４】表面処理時とゼータ電位制御物質の濃度の経時変化を示すグラフである。
【図５】フィルム洗浄方法の効果を検証する実験の結果を示すグラフ及び表である。
【図６】本発明の第２の実施例に基づくフィルム洗浄装置の概略構成を示すブロック図である。
【図７】本発明の第３の実施例に基づくフィルム洗浄装置の概略構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施の形態を図面を用いて説明する。
【実施例１】
【００１６】
図１は、本発明のフィルム洗浄装置の第１の実施例を示す概略断面図である。
【００１７】
本実施例のフィルム洗浄装置１００は、フィルム２が巻き出されるフィルム巻き出し部３と、巻き出されたフィルム２を処理する表面処理部４と、表面処理されたフィルム２を純水２１で洗い流した後にブラシ洗浄する洗浄部５と、洗浄されたフィルム２を乾燥する乾燥部６と、乾燥されたフィルム２を巻き取るフィルム巻き取り部７と、制御部８とを備えて構成される。そして、フィルム２の表面にごみが付着するのを防止するために、フィルム巻き出し部３と、表面処理部４と、洗浄部５と、乾燥部６と、フィルム巻き取り部７とは、チャンバ１で覆われている。
【００１８】
各部の構成を説明する。フィルム巻き出し部３とフィルム巻き取り部７は、フィルム２の搬送を行う。フィルム巻き出し部３は巻き出し駆動部９により駆動され、フィルム巻き取り部７は巻き取り駆動部１０により駆動される。
【００１９】
表面処理部４は、ゼータ電位制御物質２５を含んで界面活性作用が有る液体（以下、ゼータ電位制御物質２５を含む液体という）２６を貯蔵するゼータ電位制御物質貯蔵部１１と、ゼータ電位制御物質浸漬部１２とを備える。ゼータ電位制御物質２５を純水２１に混ぜたゼータ電位制御物質２５を含む液体２６はポンプ１３ａによりゼータ電位制御物質貯蔵部１１とゼータ電位制御物質浸漬部１２の間を循環し、フィルタ１４ａにより液中に混入したごみが除去されて純度が保たれている。このように表面処理部では、フィルム２をゼータ電位制御物質２５を含む液中２６で搬送することでにより表面処理が行われ、後述するようなメカニズムによりフィルム２とその表面に付着している異物２４との間での静電的反発力を強めて、異物２４をフィルム２から剥離しやすくする。
【００２０】
洗浄部５は、純水貯蔵部１５、純水供給部１６、ブラシ部１７とを備える。純水２１はポンプ１３ｂにより純水貯蔵部１５と純水供給部１６の間を循環し、フィルタ１４ｂにより液中に混入したごみが除去されて純度が保たれている。ブラシ部１７の１対のブラシ１７１はブラシ駆動部１８により駆動され、フィルム２の両面を洗浄できるように一対になっている。ブラシ部１７の１対のブラシ１７１（図３Ｄ参照）の材質はナイロン、ポリビニルアルコール等である。このように洗浄部５では、表面処理されたフィルム２を、純水２１を用いてブラシ洗浄する。これにより、フィルム２から異物２４を除去する。
【００２１】
乾燥部６は、洗浄部５で洗浄されたフィルム２を乾燥する。圧縮機２０から送り出された高圧のエアーをノズル１９からフィルム２の表面に吹き付けてフィルム２の表面に付着した液体（純水２１）を除去する。乾燥部６の構成としては高圧のエアを吹き付ける方法のほかに、フィルムのガラス転移点、融点未満の温度で保持する方法、乾燥部内を減圧しフィルム表面の液体を気化させる方法等も可能である。
【００２２】
制御部８は、各部の動作を制御する部分であり、フィルム２の搬送速度やブラシ部１７の回転速度の設定を行う。制御部８からの制御信号は、信号線３１〜３５を介して各部に送られる。
【００２３】
制御部８は信号線３１を介して、駆動部９を制御してフィルム２を送り出すためのフィルム巻き出し部３の回転を調整する。
【００２４】
また、制御部８は信号線３２を介して、ゼータ電位制御物質浸漬部１２の図示していない液面センサからのゼータ電位制御物質２５を含む液体２６の液面高さ検出信号を受けて表面処理部４のポンプ１３ａを制御し、ゼータ電位制御物質貯蔵部１１からゼータ電位制御物質浸漬部１２へ供給するゼータ電位制御物質２５を含む液体２６の量を調整する。また、制御部８は信号線３２を介してゼータ電位制御物質貯蔵部１１内部のゼータ電位制御物質２５を含む液体２６の量を図示していないセンサでモニタした信号を受けて、ゼータ電位制御物質貯蔵部１１内部のゼータ電位制御物質の量を監視し、ゼータ電位制御物質２５を含む液体２６の量が所定の量よりも少なくなった場合にはゼータ電位制御物質貯蔵部１１へのゼータ電位制御物質２５を含む液体２６の補充を促す警告を発信する。
【００２５】
更に、制御部８は信号線３３を介して純水供給部１６の純水液面センサ（図示せず）からの純水２１の液面検出信号を受けてポンプ１３ｂを制御し、純水貯蔵部１５から純水供給部１６へ供給するフィルム２に付着したゼータ電位制御物質２５を含む液体２６を洗い流すための純水２１の量を調整する。
【００２６】
また、制御部８は信号線３３を介して純水貯蔵部１５内部の純水２１の量をセンサ（図示せず）でモニタした信号を受けて、純水貯蔵部１５内部の純水２１の量を監視し、純水２１の量が所定の量よりも少なくなった場合には純水貯蔵部１５への純水２１の補充を促す警告を発信する。更に、駆動部１８を制御して、ブラシ部１７のフィルム２を挟んで対抗して配置した１対のブラシ１７１の回転速度及びフィルム２の表面への押し付け力を調整する。ブラシ部１７の１対のブラシ１７１はフィルム２の進行方向と逆の方向に回転してゼータ電位制御物質２５を含む液体２６が洗い流されたフィルム２の表面を純水２１中でこすることにより、付着している異物をフィルム２の表面から引き剥がす。
【００２７】
更に、制御部８は信号線３４を介して圧縮機２０を制御し、ノズル１９から常に一定の量の高圧のエアが噴出されるように圧縮機２０から送り出される高圧エアの吐出量を調整する。
【００２８】
更にまた、制御部８は信号線３５を介して図示していないフィルム２のテンションセンサ（図示せず）からの検出信号を受けて駆動部１０を制御して、フィルム２を巻き取るためのフィルム巻き取部７の回転を調整する。
【００２９】
図２は、本実施例のフィルム洗浄装置における洗浄工程の手順を示す図である。以下に、手順に沿って説明する。
【００３０】
Ｓ２０１：フィルムが巻き取られたフィルムロール（図示せず）を、フィルム巻き出し部３に取り付ける。
【００３１】
Ｓ２０２：取り付けたフィルムロールからフィルム２を引き出し、表面処理部４、洗浄部５、乾燥部６の順に、引き出したフィルム２をセットし、フィルム２の先端をフィルム巻き取り部７に取り付ける。
【００３２】
Ｓ２０３：制御部８から表面処理部４、洗浄部５に信号を送り、ゼータ電位制御物質と純水の供給を開始させる。
【００３３】
Ｓ２０４：制御部８が巻き出し部３、洗浄部５、乾燥部６、巻き取り部７に信号を送り、フィルム２の搬送を開始させる。
【００３４】
Ｓ２０５：表面処理部４にて、搬送中のフィルム２をゼータ電位制御物質浸漬部１２の中を通過させてゼータ電位制御物質２５を含む液２６に浸漬させることにより、ゼータ電位制御物質２５をフィルム２に付着した異物２４とフィルム２の表面との隙間２８１に浸み込ませる。この異物２４とフィルム２との隙間２８１に浸み込ませたゼータ電位制御物質２５によりフィルム２の表面とフィルム２に付着している異物２４の表面とを帯電させ、フィルム２と異物２４との間で静電的な反発力を発生させて異物２４がフィルム２から剥離されやすくする。
【００３５】
Ｓ２０６：ゼータ電位制御物質浸漬部１２の中を通過したフィルム２を純水供給部１６を通過させて表面に付着したゼータ電位制御物質２５を含む液２６を純水２１で洗い流しながらブラシ部１７の一対のブラシ１７１でフィルム２を上下から挟んだ状態で一対のブラシ１７１をフィルム２の進行方向と逆方向に回転させてフィルム２の上下面をこすることによりフィルム２をブラシ洗浄して、フィルム２の表面に付着した異物２４を除去する。
Ｓ２０７：ブラシ洗浄したフィルム２に乾燥部６にてノズル１９から高圧のドライエアを吹き付けることにより表面に付着している純水を蒸発させてフィルム２を乾燥させる。なお、ノズル１９の幅方向の寸法は、フィルム２の幅方向の寸法よりも大きく設定されており、ノズル１７の下部を通過するフィルム２は、幅方向全体に亘ってノズル１９から高圧のドライエアを吹き付けられる。
【００３６】
Ｓ２０８：表面が乾燥したフィルム２を、フィルム巻き取り部７でロール状に巻き取る。
【００３７】
Ｓ２０９：フィルム巻き出し部３にセットしたフィルム２が、全てフィルム巻き取り部７に巻き取られると、制御部８は、表面処理部４、洗浄部５に信号を送り、ゼータ電位制御物質と純水の供給を停止させる。これらが停止した後に、巻き出し部３、洗浄部５、乾燥部６、巻き取り部７に信号を送り、フィルム２の搬送とブラシ動作を停止させる。
【００３８】
Ｓ２１０：フィルム巻き取り部７にロール状に巻き取られたフィルムを取り外して回収する。
【００３９】
次に、本発明のフィルム洗浄方法の異物除去メカニズムを説明する。
【００４０】
図３Ａ乃至Ｄは、本発明のフィルム洗浄方法の異物除去メカニズムを説明する模式図である。図３Ａに示すように、フィルム２には扁平な異物２４が付着しているものとする。この状態で表面処理部４のゼータ電位物質浸漬部１２におけるゼータ電位制御物質２５を含む液２６にフィルム２を浸漬させる表面処理によって、図３Ｂに示すようにフィルム２とその表面に付着している異物２４に液２６中に含まれるゼータ電位制御物質２５を吸着させる。この結果、フィルム２と異物２４の表面は吸着したゼータ電位制御物質２５によりそれぞれ同極性の電荷を帯びた状態となる。続いて、図３Ｃに示すように純水でフィルム２の表面を洗い流してフィルム２の表面及び異物２４の表面２７に吸着されているゼータ電位制御物質２５を除去する。ゼータ電位制御物質２５は異物２４とブラシ１７１との間の摩擦力を低下させるので、この工程を経ることにより、ブラシ洗浄工程における異物２４とブラシ１７１との間の摩擦力の低下を防止することができる。この純水でフィルム２の表面の洗浄を開始した直後においては、フィルム２の表面および異物２４のフィルム２への付着面とは反対側の表面２７に吸着されたゼータ電位制御物質２５は容易に除去されるが、異物２４の面２８の側とフィルム２の隙間２８１（図３Ｃでは隙間２８１を誇張して表記したが、実際には非常に狭い隙間になっている）に入り込んだゼータ電位制御物質２５は、隙間２８１に洗浄用の純水が入り込むのに時間がかかるために洗浄開始後しばらくの間はゼータ電位制御物質２５の一部が異物２４の面２８の側とフィルム２の隙間２８１に存在する状態が続く。このような状態においては異物２４とフィルム２との間には静電的反発力が働いており、図３Ｄに示すようにゼータ電位制御物質２５が洗い流されたフィルム２の表面をブラシ１７１でブラシ洗浄を行うことにより、異物２４はフィルム２の表面から除去されやすくなる。
図４は、表面処理期間４０１と純水処理期間４０２におけるゼータ電位制御物質２５の濃度の経時変化を示す模式図である。図には、異物２４の表面２７のゼータ電位制御物質２５の濃度２４１と、異物２４とフィルム２との隙間２８１のゼータ電位制御物質２５の濃度２４２を示している。表面処理期間４０１において、表面処理部４で表面処理（Ｓ２０５）を十分行うことによって、異物２４の表面２７及び異物２４とフィルム２の隙間２８１のゼータ電位制御物質２５の濃度はそれぞれ一定値に達する。続いて、純水処理期間４０２において、洗浄部５でフィルム２の表面に付着したゼータ電位制御物質２５を純水２１で洗い流す純水処理（Ｓ２０６）を開始すると、異物２４の表面２７の側のゼータ電位制御物質２５は比較的短い時間で純水２１と置換されやすいのに対して、異物２４とフィルム２の間の非常に狭い隙間２８１には純水２１が入り込みにくいためにゼータ電位制御物質２５が純水２１と置換されるのに時間がかかるために、異物２４の表面２７の側と、異物２４とフィルム２の隙間２８１の側のゼータ電位制御物質２５の濃度減少率に差が生じる。この結果、純水処理が開始されてからある一定の期間（図４におけるブラシ洗浄有効期間４０３）、異物２４の表面２７と異物２４とフィルム２の隙間２８１との間にゼータ電位制御物質２５の濃度差が生じる。このような異物２４の表面２７のゼータ電位制御物質２５が純水２１に置換され、かつ、異物２４とフィルム２の隙間２８１のゼータ電位制御物質２５が十分存在してゼータ電位制御物質２５の濃度差が生じている状態でブラシ洗浄（Ｓ２０６）を行うと、異物２４とフィルム２の隙間２８１においては異物２４とフィルム２との間に静電的反発力が生じ、異物２４とブラシ１７１との間には摩擦力が作用するために、ブラシ洗浄（Ｓ２０６）により異物２４はフィルム２から剥離しやすくなる。
【００４１】
次に、本発明によるフィルム洗浄方法の実験結果を図５を用いて説明する。図５の実験では、扁平異物の一例として、ガラス基板上に粒径１μｍのポリスチレン粒子を付着させて、２２０℃で１０分間加熱処理し扁平化させたサンプルを用いた。また、ゼータ電位制御物質２５の一例として、３００ｐｐｍのドデシルベンゼンスルホン酸（Ｃ１２Ｈ２５Ｃ６Ｈ４ＳＯ３Ｈ）を用いた。サンプルをドデシルベンゼンスルホン酸を含む液に１０秒間浸漬し、純水処理を開始してから１０秒後にナイロンブラシで６０秒間純水を用いて洗浄した。その結果、異物の約８６％が除去された。これに対して、比較実験として、（１）ブラシ洗浄時に純水の代わりにゼータ電位制御物質を含む液を用いた場合、（２）純水処理を６０秒間行った後に（図４のブラシ洗浄有効期間４０３を過ぎてから）純水を用いたブラシ洗浄を行った場合、（３）ゼータ電位制御物質を含む液に浸漬を行わず純水を用いたブラシ洗浄を行った場合を行った。その結果、図５に示すように上述した（１）〜（３）の比較実験においては異物は十分除去されず、本実施例の効果が確認できた。
【００４２】
ゼータ電位制御物質としては、上記したドデシルベンゼンスルホン酸のほかに、はアルコール、グリコール、アミン、アミド、アミノアルコール、アルデヒド、有機酸、エステル、ケトン、界面活性剤等も有効である。
【００４３】
本発明で用いるフィルム２としては、ポリエチレンテレフタレート、ポリイミド、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリ塩化ビニル、ポリスチレン、ポリ乳酸、ポリオレフィン、ナイロン等である。フィルムは撥水性であるので、フィルムと異物の隙間２８１にゼータ電位制御物質２５を短時間で浸透させるためには、ゼータ電位制御物質２５を含む液体２６の表面張力を低下させる必要がある。ゼータ電位制御物質として上記したドデシルベンゼンスルホン酸のようにそれ自体に界面活性作用のある材料を用いた場合、この界面活性作用によりゼータ電位制御物質２５を含む液体２６の表面張力を低下させることが可能であるが、その他のゼータ電位制御物質でそれ自体に界面活性作用を持たない場合には、ゼータ電位制御物質を含む液体に界面活性剤を添加して短時間でフィルムと異物の隙間２８に浸透させるようにしても良い。また、浸透性の向上には、加圧や加熱（４０〜６０℃）等による物理的方法を用いても良い。
【００４４】
本実施例に拠れば、従来技術では難しかったフィルムに付着した扁平な異物を、フィルムに損傷を与えることなく確実に除去することができるようになった。
【実施例２】
【００４５】
図６は、本発明のフィルム洗浄装置の第２の実施例を示す概略断面図である。
本実施例におけるフィルム洗浄装置６００は実施例１で説明した図１のフィルム洗浄装置１００の構成と基本的には同じであるが、実施例１より高速に洗浄を行うための構成として、表面処理部６０４と洗浄部６０５の一部が異なる。図６に示した構成において、フィルム巻き出し部６０３と乾燥部６０６、フィルム巻き取り部６０７の構成及びその動作についてはそれぞれ図１で説明した構成及びその動作と基本的に同じであるので、説明を省略する。実施例１と異なる点は、表面処理部６０４において、実施例１におけるゼータ電位制御物質浸漬部１２に代わってスリットノズル部２９を設けた点、および洗浄部６０５においてブラシ６１７の数を２組にした点である。
【００４６】
図６に示した構成において、表面処理部６０４は、ゼータ電位制御物質貯蔵部６１１と、スリットノズル部２９とを備える。ゼータ電位制御物質貯蔵部６１１に貯蔵されたゼータ電位制御物質２５を含む液体２６はポンプ６１３ａによりフィルタ６１４ａを介してスリットノズル部６２９へ供給される。フィルタ６１４ａにより液中に混入したごみが除去されて純度が保たれている。スリットノズル部６２９の矢印はゼータ電位制御物質２５を含む液体２６の流れる方向を示す。スリットノズル部６２９には、ゼータ電位制御物質２５を含む液体２６を供給するスリット６３０があり、ポンプ６１３ａにより加圧してスリットノズル部６２９の内部にゼータ電位制御物質２５を含む液体２６を供給することが可能な構成になっている。このようにータ電位制御物質２５を含む液体２６を加圧して供給することにより、フィルム２と異物２４の隙間２８にゼータ電位制御物質１５をより短時間で浸透させることができ、図４に示した表面処理の時間を短縮できるのでフィルム２の搬送速度の高速化を実現できる。
【００４７】
このようにフィルム２の搬送速度を高速化することに伴い、洗浄部６０５のブラシ部６１７を、上下２対のブラシ６１７１を備えて構成した。また２対のブラシ６１７１それぞれに対応する駆動部６１８を設けた。２対のブラシ６１７１の材質はナイロン、ポリビニルアルコール等である。このように洗浄部６０５では、表面処理されたフィルム２を、純水２１を用いてブラシ洗浄する。これにより、フィルム２から異物２４を除去する。
【００４８】
制御部６０８は、実施例１で説明したのと同様に、フィルム巻き出し部６０３と表面処理部６０４、洗浄部６０５、乾燥部６０６及びフィルム巻き取り部６０７を制御する。
本実施例に拠れば、フィルムに付着した扁平な異物の除去を確実により高速に行うことができる。
【実施例３】
【００４９】
図７は、本発明のフィルム洗浄装置の第３の実施例を示す概略断面図である。
本実施例におけるフィルム洗浄装置７００は実施例１で説明した図１のフィルム洗浄装置１００及び実施例２で説明した図６のフィルム洗浄装置６００の構成と基本的には同じであるが、実施例１及び２より高速に洗浄を行うための構成として、表面処理部７０４と洗浄部７０５の一部が異なる。図７に示した構成において、フィルム巻き出し部７０３と乾燥部７０６、フィルム巻き取り部７０７の構成及びその動作についてはそれぞれ図１で説明した構成及びその動作と同じであるので、説明を省略する。
【００５０】
実施例１と異なる点は、表面処理部７０４において、実施例１におけるゼータ電位制御物質浸漬部１２に代わって加熱噴射ノズル部７４１を備え、加熱されたゼータ電位制御物質２５を含む液体２６をフィルム２の表面に噴射する構成とした点、および洗浄部７０５においてブラシ７１７の数を３組にした点である。
【００５１】
図７に示した構成において、表面処理部７０４は、ゼータ電位制御物質貯蔵部７１１と、加熱噴射ノズル部７４１とを備える。加熱噴射ノズル部７４１は、ゼータ電位制御物質貯蔵部７１１からフィルタ６１４ａを介して液中に混入したごみが除去されて純度が保たれて供給されたゼータ電位制御物質２５を含む液体２６を加熱・噴射することでフィルム２と異物２４の隙間２８にゼータ電位制御物質２５をより短時間で浸透させることができ、フィルム２の搬送速度の高速化を実現できる。
【００５２】
このようにフィルム２の搬送速度を高速化することに伴い、洗浄部７０５のブラシ部７１７を、上下３対のブラシ７１７１〜７１７３を備えて構成した。また３対のブラシ７１７１〜７１７３それぞれに対応する駆動部６１８１〜６１８３を設けた。ブラシ部７１７の３対のブラシ７１７１〜７１７３はそれぞれブラシ駆動部７１８１〜７１８３により駆動され、フィルム２の両面を高速洗浄できるようになっている。ブラシ７１７１〜７１７３の材質はナイロン、ポリビニルアルコール等である。このように洗浄部７０５では、表面処理されたフィルム２を、純水２１を用いてブラシ洗浄する。これにより、フィルム２から異物を除去する。
【００５３】
制御部７０８は、実施例１で説明したのと同様に、フィルム巻き出し部７０３と表面処理部７０４、洗浄部７０５、乾燥部７０６及びフィルム巻き取り部７０７を制御する。
【００５４】
本実施例に拠れば、フィルムに付着した扁平な異物の除去を確実により高速に行うことができる。
【産業上の利用可能性】
【００５５】
本発明のフィルム洗浄方法とフィルム洗浄装置は、光学素子や電子素子など高い清浄度が求められるフィルムの洗浄に適用が可能である。
【符号の説明】
【００５６】
１００，６００，７００…フィルム洗浄装置 ２…フィルム ３，６０３，７０３…フィルム巻き出し部 ４，６０４，７０４…表面処理部 ５，６０５，７０５…洗浄部 ６，６０６，７０６…乾燥部 ７，６０７，７０７…フィルム巻き取り部 ９…フィルム巻き出し駆動部 １０…フィルム巻き取り駆動部 １１,６１１，７１１…ゼータ電位制御物質貯蔵部 １２…ゼータ電位制御物質浸漬部 １３ａ，６１３ａ，７１３ａ…ポンプ １３ｂ，６１３ｂ，７１３ｂ…ポンプ
１４ａ，６１４ａ，７１４ａ…フィルタ １４ｂ，６１４ｂ，７１４ｂ…フィルタ １５,６１５，７１５…純水貯蔵部 １６,６１６，７１６…純水供給部 １７,６１７，７１７…ブラシ部
１８,６１８，７１８…ブラシ駆動部 ２１…純水 ２４…異物 ２５…ゼータ電位制御物質
６２９…スリットノズル部 ６３０…スリット ７４１…加熱噴射ノズル部。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
フィルムを、ゼータ電位制御物質を含む液中に浸漬する表面処理手段と、
該表面処理手段で処理されたフィルムを純水で洗浄する洗浄手段と、
該洗浄手段によって純水で洗浄されたフィルムをブラシで洗浄するブラシ洗浄手段と、
該ブラシ洗浄手段で洗浄されたフィルムを乾燥させる乾燥手段と
を備えたことを特徴とするフィルム洗浄装置。
【請求項２】
ロール状に巻かれたフィルムからフィルムを引き出して前記表面処理手段に供給するフィルム供給手段と、前記乾燥手段で乾燥させたフィルムをロール状に巻き取るフィルム巻き取り手段を更に備えることを特徴とする請求項１記載のフィルム洗浄装置。
【請求項３】
前記ブラシ洗浄手段は、前記純水で洗浄されたフィルムをブラシで洗浄することにより、前記フィルムに付着した扁平状の異物を前記フィルムから剥離させて除去することを特徴とする請求項１記載のフィルム洗浄装置。
【請求項４】
ロール状に巻かれたフィルムを送り出すフィルム送り出し部と、
該フィルム送り出し部から送り出されたフィルムを、ゼータ電位制御物質を含む液中に浸漬する表面処理部と、
該表面処理部で処理されたフィルムに純水を供給しながら該フィルムをブラシで洗浄して前記フィルムに付着した異物を除去する洗浄部と、
該洗浄部で洗浄されたフィルムの表面を乾燥させる乾燥部と、
該乾燥部で乾燥させたフィルムを巻き取るフィルム巻き取り部と、
前記フィルム送り出し部と前記表面処理部と前記洗浄部と前記乾燥部と前記フィルム巻き取り部とを制御する制御部と
を備えたことを特徴とするフィルム洗浄装置。
【請求項５】
前記洗浄部は、前記表面処理部でゼータ電位制御物質を含む液中に浸漬されたフィルムを純水で洗浄する純水洗浄手段と、該純水洗浄手段で洗浄された前記フィルムを該フィルムと前記異物との間に前記ゼータ電位制御物質が未だ残っている状態で前記ブラシにより前記フィルムをブラシ洗浄するブラシ洗浄手段とを有することを特徴とする請求項４記載のフィルム洗浄装置。
【請求項６】
前記乾燥部は、高圧気体を供給する高圧気体供給手段と高圧気体を噴出すノズル手段とを備え、前記高圧気体供給手段から供給された高圧気体を前記ノズル手段から前記フィルムの表面に吹き付けることにより前記フィルムの表面を乾燥させることを特徴とする請求項４記載のフィルム洗浄装置。
【請求項７】
前記洗浄部は、前記表面処理部で処理されたフィルムに純水を供給しながら該フィルムをブラシで洗浄することにより前記フィルムに付着した扁平状の異物を前記フィルムから剥離させて除去することを特徴とする請求項４記載のフィルム洗浄装置。
【請求項８】
前記ゼータ電位制御物質がドデシルベンゼンスルホン酸（Ｃ１２Ｈ２５Ｃ６Ｈ４ＳＯ３Ｈ）であることを特徴とする請求項１または４に記載のフィルム洗浄装置。
【請求項９】
フィルムを、ゼータ電位制御物質を含む液中に浸漬し、
該浸漬したフィルムを液中から取り出して前記ゼータ電位制御物質を洗い流し、
該ゼータ電位制御物質を洗い流したフィルムをブラシで洗浄し、
該ブラシで洗浄したフィルムを乾燥させる
ことを特徴とするフィルム洗浄方法。
【請求項１０】
ロール状に巻かれたフィルムから引き出したフィルムを前記液中に浸漬する工程に供給するフィルム供給工程と、前記乾燥させたフィルムをロール状に巻き取るフィルム巻き取り工程とを更に有することを特徴とする請求項９記載のフィルム洗浄方法。
【請求項１１】
ロール状に巻かれたフィルムを、ロールを回転させながら送り出し、
該送り出されたフィルムを、ゼータ電位制御物質を含む液中に浸漬し、
該液中に浸漬されたフィルムを取り出して表面に付着したゼータ電位制御物質を純水で洗い流し、
該純水で洗い流したフィルムに純水を供給しながらブラシで洗浄し、
該洗浄されたフィルムの表面を乾燥させ、
該乾燥させたフィルムをロール状に巻き取る
ことを特徴とするフィルム洗浄方法。
【請求項１２】
前記ブラシで洗浄する工程において、前記表面に付着したゼータ電位制御物質を純水で洗い流したフィルムを、該フィルムと前記異物との間に前記ゼータ電位制御物質が未だ残っている状態で、前記ブラシで前記フィルムをブラシ洗浄することを特徴とする請求項１１記載のフィルム洗浄方法。
【請求項１３】
前記フィルムの表面を乾燥させる工程において、高圧気体をノズルから前記フィルムの表面に吹き付けることにより前記フィルムの表面を乾燥させることを特徴とする請求項１１記載のフィルム洗浄方法。
【請求項１４】
前記ブラシで洗浄することにより、前記フィルムに付着した扁平状の異物を前記フィルムから剥離させて除去することを特徴とする請求項９又は１１に記載のフィルム洗浄方法。
【請求項１５】
前記ゼータ電位制御物質がドデシルベンゼンスルホン酸（Ｃ１２Ｈ２５Ｃ６Ｈ４ＳＯ３Ｈ）であることを特徴とする請求項９または１１に記載のフィルム洗浄方法。
【請求項１】
フィルムを、ゼータ電位制御物質を含む液中に浸漬する表面処理手段と、
該表面処理手段で処理されたフィルムを純水で洗浄する洗浄手段と、
該洗浄手段によって純水で洗浄されたフィルムをブラシで洗浄するブラシ洗浄手段と、
該ブラシ洗浄手段で洗浄されたフィルムを乾燥させる乾燥手段と
を備えたことを特徴とするフィルム洗浄装置。
【請求項２】
ロール状に巻かれたフィルムからフィルムを引き出して前記表面処理手段に供給するフィルム供給手段と、前記乾燥手段で乾燥させたフィルムをロール状に巻き取るフィルム巻き取り手段を更に備えることを特徴とする請求項１記載のフィルム洗浄装置。
【請求項３】
前記ブラシ洗浄手段は、前記純水で洗浄されたフィルムをブラシで洗浄することにより、前記フィルムに付着した扁平状の異物を前記フィルムから剥離させて除去することを特徴とする請求項１記載のフィルム洗浄装置。
【請求項４】
ロール状に巻かれたフィルムを送り出すフィルム送り出し部と、
該フィルム送り出し部から送り出されたフィルムを、ゼータ電位制御物質を含む液中に浸漬する表面処理部と、
該表面処理部で処理されたフィルムに純水を供給しながら該フィルムをブラシで洗浄して前記フィルムに付着した異物を除去する洗浄部と、
該洗浄部で洗浄されたフィルムの表面を乾燥させる乾燥部と、
該乾燥部で乾燥させたフィルムを巻き取るフィルム巻き取り部と、
前記フィルム送り出し部と前記表面処理部と前記洗浄部と前記乾燥部と前記フィルム巻き取り部とを制御する制御部と
を備えたことを特徴とするフィルム洗浄装置。
【請求項５】
前記洗浄部は、前記表面処理部でゼータ電位制御物質を含む液中に浸漬されたフィルムを純水で洗浄する純水洗浄手段と、該純水洗浄手段で洗浄された前記フィルムを該フィルムと前記異物との間に前記ゼータ電位制御物質が未だ残っている状態で前記ブラシにより前記フィルムをブラシ洗浄するブラシ洗浄手段とを有することを特徴とする請求項４記載のフィルム洗浄装置。
【請求項６】
前記乾燥部は、高圧気体を供給する高圧気体供給手段と高圧気体を噴出すノズル手段とを備え、前記高圧気体供給手段から供給された高圧気体を前記ノズル手段から前記フィルムの表面に吹き付けることにより前記フィルムの表面を乾燥させることを特徴とする請求項４記載のフィルム洗浄装置。
【請求項７】
前記洗浄部は、前記表面処理部で処理されたフィルムに純水を供給しながら該フィルムをブラシで洗浄することにより前記フィルムに付着した扁平状の異物を前記フィルムから剥離させて除去することを特徴とする請求項４記載のフィルム洗浄装置。
【請求項８】
前記ゼータ電位制御物質がドデシルベンゼンスルホン酸（Ｃ１２Ｈ２５Ｃ６Ｈ４ＳＯ３Ｈ）であることを特徴とする請求項１または４に記載のフィルム洗浄装置。
【請求項９】
フィルムを、ゼータ電位制御物質を含む液中に浸漬し、
該浸漬したフィルムを液中から取り出して前記ゼータ電位制御物質を洗い流し、
該ゼータ電位制御物質を洗い流したフィルムをブラシで洗浄し、
該ブラシで洗浄したフィルムを乾燥させる
ことを特徴とするフィルム洗浄方法。
【請求項１０】
ロール状に巻かれたフィルムから引き出したフィルムを前記液中に浸漬する工程に供給するフィルム供給工程と、前記乾燥させたフィルムをロール状に巻き取るフィルム巻き取り工程とを更に有することを特徴とする請求項９記載のフィルム洗浄方法。
【請求項１１】
ロール状に巻かれたフィルムを、ロールを回転させながら送り出し、
該送り出されたフィルムを、ゼータ電位制御物質を含む液中に浸漬し、
該液中に浸漬されたフィルムを取り出して表面に付着したゼータ電位制御物質を純水で洗い流し、
該純水で洗い流したフィルムに純水を供給しながらブラシで洗浄し、
該洗浄されたフィルムの表面を乾燥させ、
該乾燥させたフィルムをロール状に巻き取る
ことを特徴とするフィルム洗浄方法。
【請求項１２】
前記ブラシで洗浄する工程において、前記表面に付着したゼータ電位制御物質を純水で洗い流したフィルムを、該フィルムと前記異物との間に前記ゼータ電位制御物質が未だ残っている状態で、前記ブラシで前記フィルムをブラシ洗浄することを特徴とする請求項１１記載のフィルム洗浄方法。
【請求項１３】
前記フィルムの表面を乾燥させる工程において、高圧気体をノズルから前記フィルムの表面に吹き付けることにより前記フィルムの表面を乾燥させることを特徴とする請求項１１記載のフィルム洗浄方法。
【請求項１４】
前記ブラシで洗浄することにより、前記フィルムに付着した扁平状の異物を前記フィルムから剥離させて除去することを特徴とする請求項９又は１１に記載のフィルム洗浄方法。
【請求項１５】
前記ゼータ電位制御物質がドデシルベンゼンスルホン酸（Ｃ１２Ｈ２５Ｃ６Ｈ４ＳＯ３Ｈ）であることを特徴とする請求項９または１１に記載のフィルム洗浄方法。
【図１】
【図２】
【図３Ａ】
【図３Ｂ】
【図３Ｃ】
【図３Ｄ】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３Ａ】
【図３Ｂ】
【図３Ｃ】
【図３Ｄ】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１１−６７７５２（Ｐ２０１１−６７７５２Ａ）
【公開日】平成２３年４月７日（２０１１．４．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２２０７６３（Ｐ２００９−２２０７６３）
【出願日】平成２１年９月２５日（２００９．９．２５）
【出願人】（０００００５４５２）株式会社日立プラントテクノロジー (1,767)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年４月７日（２０１１．４．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年９月２５日（２００９．９．２５）
【出願人】（０００００５４５２）株式会社日立プラントテクノロジー (1,767)
【Ｆターム（参考）】
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