薄膜去除装置及薄膜去除方法 【技术领域】
本发明涉及一种薄膜去除装置及薄膜去除方法，例如涉及能够高效率地进行用于去除玻璃基板上薄膜的剥离、收集、体积减量(或压缩)等一系列工序的薄膜去除装置及薄膜去除方法。
背景技术
众所周知，在TFT-LCD(薄膜晶体管驱动彩色液晶显示器)、PDP(Plasma Display Panel等离子显示面板)、EL(Electroluminescence电致发光)等平面显示器(Flat Display)的制造领域中采用的玻璃基板是，将用玻璃熔化炉熔化的水玻璃(硅酸钠)供给熔液成形器，制成玻璃基板后，按原始标准切断，并在其表面被覆保护用薄膜之后，运到玻璃基板加工线上。在玻璃基板加工线，从玻璃基板剥离了薄膜之后，将玻璃基板再切断成符合平面显示器规格的尺寸。并且，在其后的被覆工序中，在玻璃基板的表面，例如作为绝缘膜被覆二氧化硅(SiO2)膜，作为导电膜被覆ITO(Indium tinoxide，铟锡氧化物)膜。
在一般的玻璃基板的薄膜去除装置中，利用滚筒式输送机，一边传送玻璃基板，一边在具有粘性的氨基甲酸乙酯滚筒的表面上粘附传送的玻璃基板的薄膜，进行薄膜剥离。
另外，在专利文献1中公开了一种从玻璃基板去除薄膜的技术，该技术是沿着加压滚筒的外面卷取地供应粘着带，一边用加压滚筒压附玻璃基板的薄膜，一边在粘着带上粘附薄膜，然后，一边移动加压滚筒，一边用与加压滚筒连动的纸管从玻璃基板去除薄膜。
专利文献1：日本专利特开平4-189260号公报
但是，如果在上述氨基甲酸乙酯滚筒的表面附着粉尘等异物，会降低氨基甲酸乙酯滚筒的粘着力，失去其功能。因此必须周期性地停止薄膜去除装置的运转，周期性地清扫氨基甲酸乙酯滚筒地表面，这样就存在大大降低生产率的问题。特别是，为了再生氨基甲酸乙酯滚筒的粘着力，必须使用对人体有害的如甲基乙基甲酮等溶剂进行清洗，因此，还存在损害作业环境的弊端。而且，利用氨基甲酸乙酯滚筒从玻璃基板剥离的废薄膜，需要作业者另外收集、废弃，费工费时，通过减小废薄膜的体积进行废弃处理，需要投入较多的时间和努力，存在增加生产费用的问题。一般，作业者为了高效率地收走废薄膜，大约1小时进行一次收集作业，在作业者不收走废薄膜，原封不动地放在加工线上的情况下，废薄膜散落在加工线的周围，不仅损害作业环境，还有进入加工线设备中引发事故的危险。
此外，上述专利文献1的技术在粘着带的连续性供给方面还存在许多难题。即使在该技术中，操作者也必须手工去除贴附在加压滚筒的粘着带上的薄膜，由于废弃废薄膜需要收走及压缩或体积减量的作业，不仅使生产效率降低，还存在增加生产费用的问题。
【发明内容】
本发明是为解决上述现有技术的种种问题而提出的，其目的是提供一种可高效率地进行为从玻璃基板上去除薄膜的剥离、收集、体积减量等一系列工序、能够提高生产率、且能够大大降低生产费用的薄膜去除装置及薄膜去除方法。
本发明的另一目的是提供一种可立即收集从板状部件上剥离并排出废薄膜，从而能够改善工作环境的薄膜去除装置及薄膜去除方法。
此外，本发明的另一目的是提供一种能使容易减少废薄膜的体积、并可降低废弃费用的薄膜去除装置及薄膜去除方法。
为达到上述目的，本发明的薄膜去除方法包括如下工序：传送工序，其利用传送装置向去除位置传送被覆有薄膜的板状部件；薄膜剥离工序，在传送装置的去除位置，向上述板状部件的传送方向前端喷射压缩空气，从而从上述板状部件剥离薄膜；废薄膜排出工序，利用真空吸附滚动装置的真空吸附，从传送装置的去除位置排出从上述板状部件剥离的废薄膜；废薄膜收集工序，利用收集装置吸入并收集由真空吸附滚动装置排出的废薄膜；压缩工序，压缩从收集装置排出的废薄膜。
【附图说明】
图1是表示本发明的优选实施方式的薄膜去除装置中滚筒式输送机、空气喷射器、真空吸附滚动装置及驱动装置的结构的断面图。
图2是表示本发明的优选实施方式的薄膜去除装置中滚筒式输送机、空气喷射器、真空吸附滚动装置及驱动装置的结构的正视图。
图3是表示本发明的优选实施方式的薄膜去除装置中滚筒式输送机、空气喷射器、真空吸附滚动装置及驱动装置的结构的侧面图。
图4是表示本发明的优选实施方式的薄膜去除装置中真空吸附滚动装置及第1空气吸引装置的结构的正视图。
图5是部分放大表示本发明的优选实施方式的薄膜去除装置中真空吸附滚动装置结构的断面图。
图6是沿图5所示的I-I线的断面图。
图7(A)及(B)是说明本发明的优选实施方式的薄膜去除装置中空气喷射器工作的侧面图。
图8(A)及(B)是说明本发明的优选实施方式的薄膜去除装置中真空吸附滚动装置工作的断面图。
图9是表示本发明的优选实施方式的薄膜去除装置中收集装置的吸入罩、旋涡收尘器、第1及第2空气吸引装置以及自动压缩机结构的系统图。
图10是表示安装在本发明的优选实施方式的薄膜去除装置中旋涡收尘器出口上的翻转闸门的结构的斜视图。
图11是说明本发明的优选实施方式中玻璃基板的薄膜去除方法的流程图。
图12是说明本发明的优选实施方式中玻璃基板的薄膜去除方法的接续图11的流程图。
【具体实施方式】
以下，根据附图详细说明本发明的薄膜去除装置及去除方法的最佳实施方式。
首先，如参照图1～图3，本发明的薄膜去除装置，具有作为传送装置的滚筒式输送机10。这种滚筒式输送机10，将厚度为0.5～1mm左右的薄板状部件玻璃基板1，向去除其表面被覆的薄膜2的去除位置P1传送，此时使薄膜2朝下。另外，玻璃基板1的纵向(mm)×横向(mm)的尺寸可在如370×470～1150×1300左右。
如图1及图3所示，在滚筒式输送机10的框架11上，按规定的间隔排列有通过转动运动传送玻璃基板1的多个传送滚筒(供料滚筒)12。滚筒式输送机10的传送滚筒12通过共知的电机和传递该电机驱动力的动力传递用链条、动力传递用皮带等传送装置，一边转动一边沿传送方向13传送玻璃基板1。此外，如图1所示，在滚筒式输送机10的框架11上设置有传感器14，该传感器14检测玻璃基板1的传送方向前端是否到达滚筒式输送机10的去除位置P1。传感器14由发射光信号的发光传感器14a和接收从该发光传感器14a发送的光信号的受光传感器14b构成。在本实施例中，传感器14也可以由非接触式的传感器构成。
如参照图1～图3、图7(A)及图7(B)，在滚筒式输送机10的去除位置P1，作为通过向玻璃基板1的传送方向前端喷射压缩空气，从而从玻璃基板1剥离薄膜2的空气喷射装置，设置了空气喷射器20。空气喷射器20与滚筒式输送机10的传送滚筒12平行配置。空气喷射器20由与空气供应装置21连接形成空气通路的中空型通气管22和多个空气喷头23构成，该多个空气喷头23安装在通气管22外面，使其可向玻璃基板1的传送方向的前端喷射压缩空气。空气供应装置21可以由产生压缩空气的空气压缩机、控制来自该空气压缩机的空气供应的空气控制器、以及控制空气压力和流量的阀门及压力表等附属装置构成，该阀门及压力表安装在连接通气管22和空气控制器的进气管上。在本实施例中，也可以用鼓风机代替空气供应装置21的空气压缩机。
此外，通过作为工作装置的一对第1气缸24的工作，空气喷射器20在滚筒式输送机10的去除位置P1和允许传送玻璃基板1的待机位置P2(参照图7(B))之间进行升降运动。一对第1气缸24通过固定托架25分别配置在框架的两上部。在第1气缸24的气缸杆24a上连接有连接托架26。
在连接托架26的侧端安装有第2气缸27，其使空气喷射器20，相对于位于去除位置P1上的玻璃基板1的传送方向前端，在水平方向上运动而接近或分隔。第2气缸27的气缸杆27a连接在通气管22的侧端。
在连接托架26的下面，通过轴承29可转动地安装有夹送滚筒28的侧端。夹送滚筒28由具有柔软性的材料如氨基甲酸乙酯制作，以防止损伤玻璃基板1。
如图7(A)所示，通过第1气缸24的工作，空气喷射器20一从待机位置P2降到去除位置P1，夹送滚筒28就留出沿滚筒式输送机10的传送滚筒12传送的玻璃基板1可通过的间隔，靠近真空吸附滚动装置30(后述)。如图7(B)所示，如果空气喷射器20处于待机位置P2，夹送滚筒28就脱离真空吸附滚动装置30，以能够通过滚筒式输送机10的动作自由传送玻璃基板1。
如果参照图1～图6，在滚筒式输送机10的去除位置P1设置真空吸附滚动装置30，该真空吸附滚动装置30利用空气喷射器20的动作吸附从玻璃基板1剥离的废薄膜2a(参照图8(B))，使其脱离玻璃基板1，并从框架11的下部排出。真空吸附滚动装置30具有中空型主滚筒31，其可转动地与传送滚筒12平行地设置在滚筒式输送机10的去除位置P1。在该主滚筒31上设有多个吸引孔31a，该吸引孔31a通过吸入空气吸附从玻璃基板1剥离的薄膜2a，并沿长度方向及圆周方向按规定的间隔整齐排列，形成群体。主滚筒31的吸引孔31a沿长度方向形成细长的长方形槽。在主滚筒31的两侧端各自连接有嵌合了轴承32的中空型连轴器31b。
此外，在主滚筒31的内侧安装有中空型吸引管33。在靠近滚筒式输送机10的去除位置P1的吸引管33的上部，连通主滚筒31的吸引孔31a等来形成空气通路的吸引孔33a等，沿吸引管33的长度方向形成为一列。在吸引管33的两端安装有接合器33b。接合器33b贯通固定在滚筒式输送机10的框架11上的固定托架34被固定。安装在主滚筒31的连轴器31b上的轴承32被支承在接合器33b的外面。此外，吸引管33插入于主滚筒31的内侧，使至少形成有吸引孔33a的吸引管33的外面与主滚筒31的内面相隔离。
如图4详细所示，吸引管33的接合器33b通过进气管35a与第1空气吸引装置35连接。第1空气吸引装置35由通过吸引管33吸入、排出空气的鼓风机36构成。第1空气吸引装置35也可以由真空泵代替鼓风机36构成。在主滚筒31的外面，以按规定间隔围住主滚筒31的吸引孔31a的方式，安装有多个副滚筒37等，该副滚筒37由摩擦系数大的材料如氨基甲酸乙酯、橡胶、具有柔软性的聚酯等制成，用于保护玻璃基板1，增大对废薄膜2a的吸附力。
在副滚筒37上，与主滚筒31的吸引孔31a各自对应地形成有吸引孔37a。并且，在相邻的副滚筒37之间分别设置有保持副滚筒37间隔的隔离环38a。位于主滚筒31的左右侧端部的副滚筒37，安装为能够利用各自具有不同长度的隔离环38b，与主滚筒31的端部保持适当的间隔。
另外，如图8(A)及图8(B)所示，通过运转驱动装置40(参照图3)，真空吸附滚动装置30的主滚筒31向玻璃基板1的传送方向单方向转动。如图3所示，驱动装置40由固定在滚筒式输送机10的框架11上、提供驱动力的电机41，和向主滚筒31传递该电机41的驱动力的动力传递用皮带42构成。动力传递用皮带42由安装在电机41的驱动轴41a上的驱动皮带轮(driving pulley)42a、安装在主滚筒31的一侧端的从动皮带轮(driven pulley)42b和套在驱动皮带轮42a及从动皮带轮42b上的皮带42c构成。
如参照图9，本发明的薄膜去除装置具有收集装置50，该收集装置50利用真空吸附滚动装置30的真空吸附，收集从滚筒式输送机10的去除位置P1排出的废薄膜2a。该收集装置50由吸入罩(进气)51和旋涡收尘器53构成。吸入罩51通过真空吸附滚动装置30收容从玻璃基板1剥离、脱落并从去除位置P1排出的废薄膜2a。旋涡收尘器53通过第1薄膜传送管道52与吸入罩51连接。在该旋涡收尘器53上，上下形成有吸入废薄膜2a的入口53a及排出废薄膜2a的出口53b。
吸入罩51的入口51a配置为靠近真空吸附滚动装置30的下部。在吸入罩51的一侧端形成的出口51b上连接有第1薄膜传送管道52。在旋涡收尘器53的入口53a及出口53b上连接有第1薄膜传送管道52。垂直配置旋涡收尘器53的入口53a及出口53b。旋涡收尘器53的入口53a通过第1薄膜传送管道52与吸入罩51的出口51b连接。
在图9中示出了一个吸入罩51，但是，可仅提供与在多个玻璃基板加工线上构成的滚筒式输送机10的去除位置P1对应数目的吸入罩51，吸入罩51也可通过第1薄膜传送管道52连接在旋涡收尘器53的入口53a上。在本实施方式中，也可以利用旋涡收尘器53的入口53a直接吸入并收集废薄膜2a，来代替采用吸入罩51和第1薄膜传送管道52。
如参照图9，在旋涡收尘器53的出口53b上安装有从旋涡收尘器53排出废薄膜2a的翻转闸门54。如图10所示，该翻转闸门54由提供驱动力的电机55、可转动地靠近旋涡收尘器53的出口53b的相互平行地安装的第1叶轮56及第2叶轮57、向第1叶轮56及第2叶轮57中一个如第1叶轮56传递电机55的驱动力的动力传递用皮带58、以及向第2叶轮57传递第1叶轮56的转动力的齿轮组59构成。
第1叶轮56及第2叶轮57各自具有圆筒型滚筒56a、57a，在压缩滚筒56a、57a的外面，沿长度方向放射状地形成有多个翼翅56b、57b，其相互合作送出废薄膜2a。在滚筒56a、57a的两端侧，贯通旋涡收尘器53的两侧壁可突出地延长设置有轴56c、57c。第1叶轮56及第2叶轮57各自的轴56c、57c，被已知的轴承可转动地支承在旋涡收尘器53的两端侧壁上。动力传递皮带58由安装在电机55的驱动轴55a上的驱动皮带轮58a、安装在第1叶轮56的轴56c上的从动皮带轮58b和套在驱动皮带轮58a及从动皮带轮58b上的皮带58c构成。齿轮组59由驱动齿轮59a和从动齿轮59b构成，驱动齿轮59a安装在与驱动皮带轮58a相反位置的第1叶轮56的轴56c上，从动齿轮59b安装在第2叶轮57的轴57c上，可与驱动齿轮59a咬合转动。
如果利用动力传递皮带58传递电机55的驱动力来转动第1叶轮56，则由齿轮组59将第1叶轮56的转动力传递给第2叶轮57，第2叶轮57向与第1叶轮56相反的方向转动，第1叶轮56及第2叶轮57的翼翅56b、57b从旋涡收尘器53的出口53b送出废薄膜2a。
如再参照图9，第2空气吸引装置60的第1涡轮鼓风机61通过空气管道60a连接在靠近旋涡收尘器53的入口53a的位置。在第2空气吸引装置60的空气管道60a上，并列连接具有与第1涡轮鼓风机61相同结构的第2涡轮鼓风机62。在本实施方式中，第1涡轮鼓风机61及第2涡轮鼓风机62的各自风量设定为14m3/min、风压设定为250mmAg。
在运转本发明的薄膜去除装置时，可只运转第2空气吸引装置60的第1涡轮鼓风机61及第2涡轮鼓风机62中的一个如第1涡轮鼓风机61。第2涡轮鼓风机62是为在第1涡轮鼓风机61发生故障时，不中断地连续运行废薄膜2a的收集而准备的。在靠近旋涡收尘器53的出口53b的位置，通过空气管道63a连接有第3空气吸引装置63的鼓风机64。在本实施方式中，鼓风机64的风量设定为23m3/min、风压设定为190mmAg。第1涡轮鼓风机61、第2涡轮鼓风机62及鼓风机64也可以各自由真空泵构成。
此外，旋涡收尘器53的出口53b通过第2薄膜传送管道71连接有自动压缩机70，自动压缩机70压缩、捆扎(binding)并排出由旋涡收尘器53供给的废薄膜2a。自动压缩机70由市售的德国Ancove公司(Ancove enterprise limited)生产的Welger SB2000系列自动压缩机构成，第1薄膜传送管道52和第2薄膜传送管道71各自由管道构成。
如图1所示，本发明的薄膜去除装置具有滚筒式输送机10、控制空气喷射器20、第1空气吸引装置35的鼓风机36、驱动装置40、翻转闸门54、第2空气吸引装置60及第3空气吸引装置63等控制运转的控制器80。控制器80上连接有传感器14，根据从传感器输入的信号控制空气喷射器20的运作。控制器80可以由能够按定序程序控制各装置运作的可程序化的控制器(可编程序的控制器)或计算机构成。
以下，根据图11及图12说明利用具有上述构成的本发明的玻璃基板薄膜去除装置的薄膜去除方法。
如参照图1、图4及图9，首先，利用控制器80的控制，使第1空气吸引装置35的鼓风机36、翻转闸门54的电机55、第2空气吸引装置60的第1涡轮鼓风机61及第3空气吸引装置63的鼓风机64运转，准备收集从玻璃基板剥离、排出的废薄膜2a(S100)。
如图3及图7(A)所示，通过第1气缸24的动作使气缸杆24a前进，使得空气喷射器20从待机位置P2下降到滚筒式输送机10的去除位置P1，作准备(S101)。通过降下空气喷射器20，夹送滚筒28分开，形成相对于真空吸附滚动装置30的副滚筒37能够通过玻璃基板1的间隔。
如参照图1及图4，在薄膜2朝下向滚筒式输送机10的传送滚筒12供给玻璃基板1后，一旦运转滚筒式输送机10，玻璃基板就通过传送滚筒12的转动运动，沿传送方向13传送到去除位置P1(S102)。
利用滚筒式输送机10的动作传送的玻璃基板1被传感器14检测，传感器14将玻璃基板1的检测信号输入给控制器80，控制器80根据从传感器14输入的传感信号判断玻璃基板1的传送方向的前端是否到达去除位置P1(S103)。
如果控制器80判断为玻璃基板1的传送方向的前端到达去除位置P1(YES)，则停止滚筒式输送机10的工作(S104)。在本实施方式中，如图7(A)所示，滚筒式输送机10的停止设定在玻璃基板1的传送方向的前端通过夹送滚筒28和真空吸附滚动装置30的副滚筒37之间的时刻。
如再参照图3及图7(A)，如果控制器80停止滚筒式输送机10的运作，通过运转第2气缸27使气缸杆27a前进，使空气喷射器20的空气喷头23靠近玻璃基板1的传送方向的前端(图7(A)中用虚线表示)，通过空气喷射器20的空气喷头23喷射压缩空气，从玻璃基板1剥离薄膜2(S105)。在用空气喷射器20的空气喷头23向玻璃基板1的传送方向的前端喷射压缩空气时，有时因压缩空气的喷射力，产生玻璃基板1的传送方向的前端从真空吸附滚动装置30的副滚筒37浮起的情况，但如图7(A)所示，由于位于副滚筒37的上方的夹送滚筒28压住玻璃基板1的上面，可防止产生玻璃基板1的浮起现象。
然后，如图7(B)所示，在剥离薄膜2后，利用第2气缸27的动作使气缸杆27a后退，以使被传送的玻璃基板1不干扰空气喷射器20。之后，使得空气喷射器20的空气喷头23离开玻璃基板1的传送方向前端，利用第1气缸24的动作使气缸杆24a后退，以使空气喷射器20从去除位置P1恢复到待机位置P2(S106)。
空气喷射器20一恢复到待机位置P2，就通过运转滚筒式输送机10再次传送玻璃基板1，从去除位置P1排出(S107)。
如参照图3、图4、图8(A)及图8(B)，在通过运转滚筒式输送机10排出玻璃基板1时，通过运转空气喷射器20从玻璃基板1被剥离的废薄膜2a，被通过副滚筒37的吸引孔37a等、主滚筒31的吸引孔31a等以及吸引管33的吸引孔33a等传递的吸入力，吸附在副滚筒37的表面。利用动力传递用皮带42传递电机41的驱动力的真空吸附滚动装置30的主滚筒31向玻璃基板1的传送方向转动，通过转动主滚筒31，吸附在副滚筒37的表面的废薄膜2a从玻璃基板1脱落，并从滚筒式输送机10的去除位置P1排出(S108)。此外，如图8(B)所示，通过转动主滚筒31，吸附了废薄膜2a的副滚筒37的吸引孔37a一旦远离吸引管33的吸引孔33a，作用于该副滚筒37的吸引孔37a的吸引力就被减弱，吸附在副滚筒37的表面上的废薄膜2a顺利地从副滚筒37脱落。通过这样运转滚筒式输送机10，可连续传送被覆有薄膜2的玻璃基板1，利用空气喷射器20的动作向玻璃基板1的传送方向前端喷射压缩空气，在剥离掉玻璃基板1上被覆的薄膜2后，通过运转真空吸附滚动装置30迅速地从玻璃基板1排出从玻璃基板1剥离的废薄膜2a，从而能够大幅提高生产率，能够容易实现自动化去除薄膜2，降低生产费用。并且，通过采用真空吸附滚动装置30的真空吸附方式迅速自动排出废薄膜2a，能够改善作业环境，并能有效地防止因废薄膜2a残留在玻璃基板加工线上而诱发的加工线故障。
如图9及图10所示，被副滚筒37剥离、排出的废薄膜2a收集在收集装置50的吸入罩51内。此时，在吸入罩51的入口51a，由于第1涡轮鼓风机61的运转产生的吸引力经过第1薄膜传送管道52作用于旋涡收尘器53，从真空吸附滚动装置30的副滚筒37剥离的废薄膜2a立即收集在吸入罩51的入口51a内。并且，废薄膜2a经过吸入罩51的出口51b、第1薄膜传送管道52及旋涡收尘器53的入口53a，被吸入收集在旋涡收尘器53的内侧(S109)。由鼓风机64运转产生的2次吸引力控制作用于旋涡收尘器53的入口53a及出口53b的内压，以能够在出口53b排出旋涡收尘器53的入口53a吸入的废薄膜2a。即，利用鼓风机64在旋涡收尘器53的出口53b一侧产生的内压比在入口53a产生的内压变小。随之，相对于旋涡收尘器53的入口53a一侧，在出口53b一侧产生低内压，因此，能够将在旋涡收尘器53的入口53a吸入的废薄膜2a顺利转移到出口53b并排出。
接着，通过利用动力传递用皮带58传递电机55的驱动力来转动第1叶轮56和第2叶轮57的翼翅56a、57a的作用，在旋涡收尘器53的出口53b排出传送到旋涡收尘器53的出口53b的废薄膜2a，从旋涡收尘器53的出口53b排出的废薄膜2a，经过第2薄膜传送管道71供给自动压缩机70(S110)。
自动压缩机70将废薄膜2a压缩成块状(S111)。
将被压缩的废薄膜块2b，用结束装置例如金属丝捆扎后排出(S112)。此时，供给的废薄膜2a一达到规定的数量，自动压缩机70便会自动进行压缩，减少体积，通过自动压缩机70的动作结束的废薄膜块2b重约40～60kg，体积(m3)约为500×400×600～1200。因此，作业者很容易废弃从自动压缩机70排出的废薄膜块2b。
此外，在本实施方式中，对玻璃基板进行了说明，但也同样适用于其他材质如塑料材质等基板。
以上，说明了本发明的优选实施方式，但在不脱离本发明的宗旨及权利要求范围的情况下，可进行种种变更和修正，这对本领域技术人员应该是能够理解的。
综上所述，根据本发明的薄膜去除装置及薄膜去除方法，能够高效率地进行为从玻璃基板上去除薄膜的剥离、收集、体积减量等一系列工序，能够提高生产率，降低生产费用。此外，能够立即收集从板状部件上剥离、排出的废薄膜，改善作业环境，能够有效地减小废薄膜块的体积，大大降低废弃处理费用。