JP2009165971A - ブラシロールシャフト及び搬送用ロールシャフト - Google Patents

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Abstract

【課題】耐薬品性があり、軽量で、撓みが極めて少なく、液晶表示パネルなどの基板を好適に洗浄することのできるブラシロールシャフト及び搬送用ロールシャフトを提供する。
【解決手段】炭素繊維強化プラスチックで形成した円筒状の芯材2の軸線方向両端に、金属製の支軸10を取り付け、芯材2の外周面と、芯材2の軸線方向端部に隣接する支軸10の外周面の少なくとも一部を被覆するようにしてPVC熱収縮管3を熱収縮させる。
【選択図】図1

Description

本発明は、液晶表示パネルの基板を洗浄するための処理装置において用いられる、基板洗浄のためのブラシロールシャフト及び基板搬送のための搬送用ロールシャフトに関する。
液晶表示パネルに用いられるガラス製の基板に回路パターンを形成する過程において、現像液、エッチング液、或いは、レジスト剥離液などの処理液によって処理された基板は、図6に示すように、洗浄のためのブラシロールシャフト101及び基板搬送のための搬送用ロールシャフト102を備えた洗浄処理装置100へと搬送され、オゾン水やフッ酸過酸化水素などの洗浄液によって洗浄される。
従って、このような処理装置において使用されるブラシロールシャフト及び搬送用ロールシャフトは、処理装置内へと基板と共に持ち込まれる上記処理液、及び、洗浄液などに対して耐性(耐薬品性)を有することが、必要である。そのため、ブラシロールシャフト及び搬送用ロールシャフトとしては、従来、ステンレス鋼製のロールが使用されていた。
しかしながら、長さが2m以上となるブラシロールシャフト及び搬送用ロールシャフトをステンレス鋼にて作製すると、その自重により撓みが生じ、搬送される基板に、洗浄むら等の悪影響を及ぼすことが知られている。
そこで、特許文献1には、炭素繊維によって形成された芯材の外周面を合成樹脂又は金属パイプにて被覆したブラシロールシャフト及び搬送用ロールシャフトが提案されている。
特開2006−203177号公報
本発明者らは、斯かる構成のブラシロールシャフト及び搬送用ロールシャフトを更に改良するべく多くの研究実験を行った結果、芯材を炭素繊維強化プラスチックで作製し、外皮部分にPVC熱収縮管を熱収縮させることによって、極めて好適にロールシャフトを作製し得ることを見出した。
本発明は、斯かる本発明者らの新規な知見に基づきなされたものである。
本発明の目的は、耐薬品性があり、軽量で、撓みが極めて少なく、液晶表示パネルの基板を、洗浄むらなく良好に洗浄することのできるブラシロールシャフト及び搬送用ロールシャフトを提供することである。
本発明の他の目的は、外皮部分を形成する熱収縮管が剥離することがなく、長期使用を可能とするブラシロールシャフト及び搬送用ロールシャフトを提供することである。
上記目的は本発明に係るブラシロールシャフト及び搬送用ロールシャフトにて達成される。要約すれば、本発明の第一の態様によると、ロールシャフト本体と、該ロールシャフト本体の外周面に装着したロールブラシとを備え、液晶表示パネルの基板を洗浄するための処理装置にて、搬送される前記基板を洗浄するためのブラシロールシャフトであって、
前記ロールシャフト本体は、ロールシャフト部と、該ロールシャフト部の軸線方向両端に固定される支軸と、前記ロールシャフト部の外周面の全部及び前記支軸の外周面の少なくとも一部を被覆して形成された外皮部分と、を有しており、
前記ロールシャフト部は、炭素繊維強化プラスチックで作製した円筒状の芯材にて形成され、
前記外皮部分は、PVC熱収縮管を熱収縮させることによって形成され、
前記ロールブラシは、前記芯材の外周表面から前記支軸の外周表面に亘って設けられる、
ことを特徴とするブラシロールシャフトが提供される。
本発明の第二の態様によると、ロールシャフト本体と、該ロールシャフト本体の外周面に所定の間隔にて装着した支持ローラとを備え、液晶表示パネルの基板を洗浄するための処理装置にて、前記基板を担持して搬送するための搬送用ロールシャフトであって、
前記ロールシャフト本体は、ロールシャフト部と、該ロールシャフト部の軸線方向両端に固定される支軸と、前記ロールシャフト部の外周面の全部及び前記支軸の外周面の少なくとも一部を被覆して形成された外皮部分と、を有しており、
前記ロールシャフト部は、炭素繊維強化プラスチックで作製した円筒状の芯材にて形成され、
前記外皮部分は、PVC熱収縮管を熱収縮させることによって形成され、
前記支持ローラは、前記芯材の外周表面から前記支軸の外周表面に亘って所定の間隔にて設けられる、
ことを特徴とする搬送用ロールシャフトが提供される。
上記本発明にて、一実施態様によると、前記支軸は、前記芯材の端部内周面に固定される芯材取付け部と、前記芯材取付け部より前記支軸の軸線方向外方に位置して前記熱収縮管が被覆される熱収縮管被覆部と、を有し、前記熱収縮管は、前記熱収縮管被覆部において、軸線方向外方へと少なくとも10mm以上被覆する。
他の実施態様によると、前記熱収縮管と、前記熱収縮管が被覆される前記ロールシャフト部及び前記支軸の外周面との間には接着剤が設けられる。好ましくは、前記接着剤は、塩化ビニール系溶媒、エチレン・アクリル酸共重合体(EAA)、エチレン・エチルアクリレート共重合体(EEA)、エチレン・メチルアクリレート共重合体(EMA)、エチレン・メタクリル酸グリシジル共重合体(GMA)、又は、エチレン・メチルアクリレート・無水マレイン酸共重合体である。
本発明のブラシロールシャフト及び搬送用ロールシャフトは、耐薬品性があり、軽量で、撓みが極めて少なく、液晶表示パネルの基板を好適に洗浄することができる。更に、本発明によれば、外皮部分を形成する熱収縮管が剥離することがなく、長期使用を可能とする。
以下、本発明に係るブラシロールシャフト及び搬送用ロールシャフトを図面に則して更に詳しく説明する。
実施例1
図1に、液晶表示パネル基板を洗浄するために使用される本発明に係るブラシロールシャフト20の一実施例を示す。本実施例によると、ブラシロールシャフト20は、ロールシャフト本体1の外周面に、ロールブラシ21を装着して作製される。
ロールシャフト本体1については、後で詳しく説明するが、ロールシャフト本体1は、ロールシャフト部2と、ロールシャフト部2の軸線方向両端に固定される支軸10と、ロールシャフト部2及び支軸10の外周面に形成された外皮部分3と、を有している。
ロールブラシ21は、ステンレス鋼などの処理液、洗浄液などに対する耐性(耐薬品性)を有した金属によって断面形状がU字状に形成された保持部22と、保持具に保持されたブラシ毛23を有し、保持部22を、ロールシャフト本体1のロールシャフト部(即ち、芯材)2及び支軸10の外周面に螺旋状に巻きつけて作製される。
次に、図2を参照して、本発明の特徴部を構成するロールシャフト本体1の一実施例について説明する。
本実施例によると、ロールシャフト本体1のロールシャフト部2は、炭素繊維強化プラスチックで作製した円筒状の芯材にて形成される。
また、詳しくは、後述するように、円筒状の芯材2の外周面と、支軸10の一部(領域12)の外周面とを覆って形成された外皮部分3は、PVC熱収縮管を熱収縮させることによって形成される。好ましくは、熱収縮管3と、芯材2及び支軸10との間に接着剤層を設ける。
芯材2を形成する炭素繊維強化プラスチックは、強化繊維としての炭素繊維に樹脂を含浸することによって形成される。炭素繊維強化プラスチックは、強化繊維として100%炭素繊維を使用したものが最も剛性が大であるが、本発明でいう「炭素繊維強化プラスチック」は、必要に応じて、少量、例えば炭素繊維に対して0〜25体積%程度にて、他の強化繊維、例えば、ガラス繊維又はアラミド繊維を単独で、或いは、複数種混入して含んでいても良い。
また、炭素繊維強化プラスチック製の芯材2は、好ましくは、当業者には周知のフィラメントワインディングにて作製されるが、これに限定されるものではない。例えば、繊維の形態を、一方向に引き揃えられたUD形状の強化繊維シート、2軸に織られた平織り及び朱子織り形状、または、3軸に織られた3軸織りのクロス、等を用いて積層して作製することも可能である。
また、炭素繊維強化プラスチックに使用されるマトリックス樹脂は、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ビニールエステル樹脂、MMA樹脂、または、フェノール樹脂のいずれかが使用できる。
炭素繊維強化プラスチックにおける繊維体積含有率は、30〜70%、通常、50〜60%とされる。
このようにして得られる芯材2は、液晶表示パネル基板洗浄用のブラシロールシャフトに使用されるものとしては、通常、外径d1が40〜100mm、内径d2が30〜80mm、軸線方向の長さL1が1000〜5000mmとされる。本実施例では、外径d1が60mm、内径d2が45mm、軸線方向の長さL1が1870mmの芯材(第1の芯材)と、外径d1が48mm、内径d2が39mm、軸線方向の長さL1が1470mmの芯材(第2の芯材)と、の二種類の芯材2を作製した。
上記構成の芯材2の軸線方向両端には、本実施例によれば同じ形状とされる支軸10が固定される。
図3をも参照して支軸10について説明する。
本実施例にて、支軸10は、芯材2の両端部内周面が強固に嵌合され一体とされる芯材取付け部11と、支軸10の前記芯材取付け部11より軸線方向外方(即ち、ロールシャフト本体1の軸線方向両端方向)に位置して、芯材2の外周面と同じ外径d1とされる熱収縮管被覆部12と、更に外方に位置して、軸受け(図示せず)によって回転可能に支持され、駆動源からの駆動入力を受ける支軸端部13と、を備えている。
支軸10は、金属材料にて作製され、本実施例では、ステンレス鋼にて作製した。支軸端部13には、後述するように、熱収縮管被覆時の芯材2内の膨張した空気を逃すための空気抜き穴15が形成されている。また、支軸端部13には、後述するように、ロールシャフト本体1にロールブラシ21を取り付ける際の、ロールブラシ取付け用の止めねじ穴14が設けられている。
支軸10の芯材取付け部11は、円筒状の炭素繊維強化プラスチック製芯材2の内周面との嵌合をより強固なものとするために、その外周面11aにねじ加工を施し、必要により接着剤を介して、圧入するのが良い。
本実施例によると、上記円筒状とされる芯材2の外周表面と、芯材2の軸線方向外方端部と隣接している支軸10の少なくとも一部の外周面(即ち、本実施例では熱収縮管被覆部12の外周表面)は、同じ径d1とされ、芯材2の外周表面及び支軸10の熱収縮管被覆部外周表面に亘って、筒状の熱収縮材、即ち、円筒状の熱収縮管3(3a、3b)を被せ、熱収縮させることにより、樹脂製の表面層(外皮部分)が形成される。また、本実施例では、支軸10の熱収縮管被覆部外周表面は、隣接する支軸端部13の外周表面より熱収縮管3の収縮被覆後の厚み(t)分だけ小径とされた。
また、熱収縮管3を熱収縮させた後に支軸10と径差が生じた場合は、後加工により、熱収縮管3或いは支軸10のいずれか、又は、熱収縮管3と支軸10の両方を削って同じ径にすることができる。
なお、接着剤を使用する場合には、熱収縮管3を被せる前に、芯材2の表面に、必要に応じて、支軸10の熱収縮管被覆部表面に接着剤を、接着剤層厚さを10μm程度以下にて薄く塗布する。接着剤としては、上記マトリックス樹脂と同系統の接着剤、塩化ビニール系溶媒、エチレン・アクリル酸共重合体(EAA)、エチレン・エチルアクリレート共重合体(EEA)、エチレン・メチルアクリレート共重合体(EMA)、エチレン・メタクリル酸グリシジル共重合体(GMA)、エチレン・メチルアクリレート・無水マレイン酸共重合体、等を使用するのが好ましい。なお、接着剤は、熱収縮管3の内面に予め設けておく構成とすることもできる。
熱収縮管3としては、本発明者らの実験の結果によると、PVC(ポリ塩化ビニール)製の熱収縮管が好ましいことが分かった。ポリオレフィン系の熱収縮管は、接着剤による接着が弱く、長期使用で薬液が芯材2と熱収縮管3の間に侵入して芯材が侵されることがあり、そのため、使用することができなかった。
熱収縮管3は、芯材2をなす炭素繊維強化プラスチックの外径d1の101%〜125%の大きさの内径を有するものとされる。熱収縮時のしわの発生し難さや、作り易さの点から、105%〜120%が好ましい。熱収縮管3の厚さ(肉厚)は、熱収縮後において、即ち、芯材2の表面層(外皮部分)厚さtが0.1mm〜5.0mmとなるようなものであることが必要である。
本発明者らの研究実験の結果によれば、PVC製熱収縮管を使用した場合において、熱収縮後の肉厚tが0.1mm未満では、薄過ぎて剛性、強度が弱く熱収縮管が破損することがあり、使用に耐えなかった。厚さt=0.1mmが熱収縮管3の強度の限界である。
特に、厚さtを1.0mm以上とするのが好ましい。これは、熱収縮管の熱収縮後の肉厚tを1.0mm以上とすることにより、十分な耐久性を確保し得るからである。ただ、作業性及び経済性の点から、厚さ5.0mmが最大限度とされる。通常、厚さtは、1〜2mm程度とされる。
ロールシャフト本体1の製造方法としては、支軸10が固着された芯材2に、熱収縮管3を被せ、例えば100℃程度に加熱して収縮させて密着させて製造するのが、安価に製造する点では、好ましい。この時、熱収縮管3は、支軸10の外周の所定領域(L2)より広い範囲において被せて、熱収縮させた後、支軸端部13部分の所定域(L2)で示される領域を残して、削り取るようにしても良い。熱収縮管被覆のための加熱時にロールシャフト本体内部で膨張した空気は、支軸端部13に形成された空気抜き穴15から逃出し、熱収縮管被覆を好適に行うことができた。
勿論、必要により、熱収縮後において、ロールシャフト本体1の外皮部分を形成する熱収縮管3の外周を研磨しても良い。
上述のように、本実施例のロールシャフト本体1の一つの大きな特徴部分は、支軸10が芯材2の外周と同じ外径とされる外周部、即ち、熱収縮管被覆部12を備えており、熱収縮管3が、芯材2の外皮部分3aとしてのみならず、更に、延長して熱収縮管被覆部12にも外皮部分3bとして一体に熱収縮により被覆されることである。
この熱収縮管被覆部12に被覆される熱収縮管(外皮部分3b)の長さL2は、少なくとも10mm以上、好ましくは、20mm以上、100mm以下、とされる。
本実施例では、ロールシャフト本体1の外径(即ち、熱収縮管の外径d0)は、第1の芯材を使用した場合62mm、第2の芯材を使用した場合50mmであったが、上記熱収縮管被覆部12の長さL2は、両芯材共49mmとした。
本発明者らは、上記構成のロールシャフト本体1において、熱収縮管被覆部12の長さL2(mm)と、洗浄液が熱収縮管3bの端縁部と熱収縮管被覆部12の外周表面との間から侵入するまでの時間(月)とについて研究実験を行った。実験の結果を図4に示す。
本発明者らの研究実験の結果によると、図4から分かるように、熱収縮管被覆部12の長さL2が10mm未満とされる場合には、洗浄液が熱収縮管3bの端縁部と熱収縮管被覆部12の外周表面との間から侵入し、長期使用により、熱収縮管3が芯材2の表面から剥離した。
また、熱収縮管被覆部12を被覆する熱収縮管(外皮部分3b)の長さL2を10mmを超える長さとしても、熱収縮管3の剥離防止性能は変わらないことが分かった。
このように、本発明者らの研究実験の結果によると、ロールシャフトの径にかかわらず、上述のように、熱収縮管被覆部12を被覆する熱収縮管(外皮部分3b)の長さL2を少なくとも10mm以上とすることにより、好結果を得ることができた。
本実施例では、熱収縮管被覆部12の全長(L2)に亘って、即ち、第1の芯材を使用したロールシャフトの場合は、L2=49mm、第2の芯材を使用したロールシャフトの場合は、L2=40mmの長さで熱収縮管3が熱収縮された。
上記構成とされる、本実施例のロールシャフト本体1を、液晶表示パネルの処理装置と同様の環境下にて、回転数100〜600rpmにて実験したが、耐薬品性があり、軽量で、撓みが極めて少なく、液晶表示パネルなどの基板を何らの洗浄むらもなく好適に洗浄することができた。長期使用においても、熱収縮管3が支軸部10及び芯材2の表面から剥離することはなかった。
本実施例によると、上述したように、上記構成のロールシャフト本体1の外周面に、ロールブラシ21を巻き付けて装着し、ブラシロールシャフト20を作製した。
つまり、ロールブラシ21は、ステンレス鋼などの処理液、洗浄液などに対する耐性(耐薬品性)を有した金属によって断面形状がU字状に形成された保持部22と、保持具に保持されたブラシ毛23を有しており、保持部22を、支軸端部13の止めねじ穴15を利用して支軸10の外周面に取り付け、ロールブラシ21を、支軸10及びロールシャフト本体1のロールシャフト部(即ち、芯材)2外周面に螺旋状に巻きつけて作製した。
上記構成とされる、本実施例のブラシロールシャフト20もまた、液晶表示パネルの処理装置と同様の環境下にて実験したが、当然なことに、耐薬品性があり、軽量で、撓みが極めて少なく、液晶表示パネルなどの基板を何らの洗浄むらもなく好適に洗浄することができた。長期使用においても、熱収縮管3が支軸10及び芯材2の外周表面から剥離することはなかった。
実施例2
図5に、本発明に従って構成される、液晶表示パネルの基板を担持して搬送する搬送用ロールシャフト30の一実施例を示す。
本実施例によると、実施例1で説明したロールシャフト本体1の外周面に、支持ローラ31を装着して搬送用ロールシャフト30を作製した。ロールシャフト本体1は、実施例1と同様の構成とされ、従って、実施例1の説明を援用し、ここでの再度の説明は省略する。
支持ローラ31は、ロールシャフト本体1の軸方向に所定間隔で複数配置される。液晶表示パネルの基板は、この支持ローラ31によって支持されて搬送される。
支持ローラ31は、ステンレス鋼などの処理液、洗浄液などに対する耐性(耐薬品性)を有した金属によって作製され、ロールシャフト本体1の外周面に取り付けられる。
搬送用ロールシャフト30の一具体例を示せば、次の通りである。
つまり、ロールシャフト本体1の外径(d0)は40mm、長さ(L0)は1800mmであり、支持ローラ31は、ステンレス鋼で作製され、外径(D)が60mm、厚さ(T)が20mmの円盤状とされた。各支持ローラ31は、ロールシャフト本体1の軸方向に200mmの間隔(H)でロールシャフト本体1に圧入された。
上記構成とされる、本実施例の搬送用ロールシャフト30もまた、液晶表示パネルの処理装置と同様の環境下にて実験したが、当然なことに、耐薬品性があり、軽量で、撓みが極めて少なく、液晶表示パネルなどの基板を好適に担持し、搬送することができた。長期使用においても、熱収縮管3が支軸10及び芯材2の外周表面から剥離することはなかった。
本発明に係るブラシロールシャフトの一実施例の概略構成を示す縦断面図である。 ロールシャフト本体の一実施例の概略構成を示す縦断面図である。 芯材の両端に固着される支軸の一実施例の縦断面図である。 ロールシャフト本体における熱収縮管被覆部の長さ(L2)と、洗浄液が熱収縮管の端縁部と熱収縮管被覆部の外周表面との間から侵入するまでの時間との関係を示すグラフである。 本発明に係る搬送用ロールシャフトの一実施例の縦断面図である。 液晶表示パネルの基板を洗浄するための処理装置の概略構成図である。
符号の説明
1 ロールシャフト本体
2 芯材(ロールシャフト部)
3 熱収縮管(外皮部分)
10 支軸
11 支軸の芯材取付け部
12 支軸の熱収縮管被覆部
13 支軸端部
20 ブラシロールシャフト
21 ロールブラシ
22 保持部
23 ブラシ毛
30 搬送用ロールシャフト
31 支持ローラ

Claims (8)

  1. ロールシャフト本体と、該ロールシャフト本体の外周面に装着したロールブラシとを備え、液晶表示パネルの基板を洗浄するための処理装置にて、搬送される前記基板を洗浄するためのブラシロールシャフトであって、
    前記ロールシャフト本体は、ロールシャフト部と、該ロールシャフト部の軸線方向両端に固定される支軸と、前記ロールシャフト部の外周面の全部及び前記支軸の外周面の少なくとも一部を被覆して形成された外皮部分と、を有しており、
    前記ロールシャフト部は、炭素繊維強化プラスチックで作製した円筒状の芯材にて形成され、
    前記外皮部分は、PVC熱収縮管を熱収縮させることによって形成され、
    前記ロールブラシは、前記芯材の外周表面から前記支軸の外周表面に亘って設けられる、
    ことを特徴とするブラシロールシャフト。
  2. 前記支軸は、前記芯材の端部内周面に固定される芯材取付け部と、前記芯材取付け部より前記支軸の軸線方向外方に位置して前記熱収縮管が被覆される熱収縮管被覆部と、を有し、前記熱収縮管は、前記熱収縮管被覆部において、軸線方向外方へと少なくとも10mm以上被覆することを特徴とする請求項1に記載のブラシロールシャフト。
  3. 前記熱収縮管と、前記熱収縮管が被覆される前記ロールシャフト部及び前記支軸の外周面との間には接着剤が設けられることを特徴とする請求項1又は2に記載のブラシロールシャフト。
  4. 前記接着剤は、塩化ビニール系溶媒、エチレン・アクリル酸共重合体(EAA)、エチレン・エチルアクリレート共重合体(EEA)、エチレン・メチルアクリレート共重合体(EMA)、エチレン・メタクリル酸グリシジル共重合体(GMA)、又は、エチレン・メチルアクリレート・無水マレイン酸共重合体であることを特徴とする請求項3に記載のブラシロールシャフト。
  5. ロールシャフト本体と、該ロールシャフト本体の外周面に所定の間隔にて装着した支持ローラとを備え、液晶表示パネルの基板を洗浄するための処理装置にて、前記基板を担持して搬送するための搬送用ロールシャフトであって、
    前記ロールシャフト本体は、ロールシャフト部と、該ロールシャフト部の軸線方向両端に固定される支軸と、前記ロールシャフト部の外周面の全部及び前記支軸の外周面の少なくとも一部を被覆して形成された外皮部分と、を有しており、
    前記ロールシャフト部は、炭素繊維強化プラスチックで作製した円筒状の芯材にて形成され、
    前記外皮部分は、PVC熱収縮管を熱収縮させることによって形成され、
    前記支持ローラは、前記芯材の外周表面から前記支軸の外周表面に亘って所定の間隔にて設けられる、
    ことを特徴とする搬送用ロールシャフト。
  6. 前記支軸は、前記芯材の端部内周面に固定される芯材取付け部と、前記芯材取付け部より前記支軸の軸線方向外方に位置して前記熱収縮管が被覆される熱収縮管被覆部と、を有し、前記熱収縮管は、前記熱収縮管被覆部において、軸線方向外方へと少なくとも10mm以上被覆することを特徴とする請求項5に記載の搬送用ロールシャフト。
  7. 前記熱収縮管と、前記熱収縮管が被覆される前記ロールシャフト部及び前記支軸の外周面との間には接着剤が設けられることを特徴とする請求項5又は6に記載の搬送用ロールシャフト。
  8. 前記接着剤は、塩化ビニール系溶媒、エチレン・アクリル酸共重合体(EAA)、エチレン・エチルアクリレート共重合体(EEA)、エチレン・メチルアクリレート共重合体(EMA)、エチレン・メタクリル酸グリシジル共重合体(GMA)、又は、エチレン・メチルアクリレート・無水マレイン酸共重合体であることを特徴とする請求項7に記載の搬送用ロールシャフト。
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