JP4507171B2 - 板状物の積層方法とそれに用いる多孔質成形体 - Google Patents

Description

従来、板状物の搬送には、吸引搬送の手段が多く用いられてきた。吸引搬送は、主にはゴムなど弾性体で作られたカップを減圧にして、その吸引力を利用して搬送される場合である。
この様にして吸引搬送された板状物は、必要に応じて表面保護のための緩衝材などと交互に積層される。例えば、板状物としてガラスの場合、吸引搬送されたガラスの上に例えば紙を載せ、更にその上に吸引搬送されたガラスを重ねていくと言うやり方が取られていた。或いは、板状物としてポリメチルメタクリレート板の場合、マスキングフィルムなどの表面保護材を予め貼合したポリメチルメタクリレート板を吸引搬送し、積層していくやり方が取られていた。従って、いずれの場合も吸引搬送のための部材と、積層する際の板状物表面保護のための部材は機能が分離されており、それぞれの部材が必要であった。
また、ゴムなどの弾性体を利用した以外に減圧ポンプなどの減圧装置を利用して、半導体チップを、該チップ表面保護のための多孔体を介して吸引搬送するやり方もある（特許文献１参照）。
特開平０８−１８１１５８号公報

本発明は、板状物表面の擦傷を防止しながら板状物を吸引搬送し、該板状物と板状物の保護材を交互に積層する効率的な方法を提供することを目的とする。

本発明者等は、上記課題を解決するため、鋭意研究を重ねた結果、積層の際に板状物の保護材となり得る連続気孔を持つ多孔質成形体を用いることで、該多孔質成形体に吸引搬送のための機能と、板状物表面の擦傷を防止する機能とを併せ持たせ、傷の発生によって著しく商品価値を損なう板状物を生産、輸送、保管時において保護しながら、効率的に搬送し、積層する方法を見出し、本発明をなすに至った。

すなわち、本発明は、
［１］板状物を吸引搬送して積層するに際して、該板状物上の、メルトマスフローレイトが３０ｇ／１０分以下であり、かつ密度が９００〜９７０ｋｇ／ｍ ^３ であるポリエチレンからなる、曲げ弾性率が４９〜７００ＭＰａ、垂下距離が２０ｍｍ以下、デュロメータ硬さが３０〜７５であり、且つ気孔率が１０〜９０％であり、通気抵抗が３００〜１５００ｍｍＡｑであり、表面抵抗率が１×１０ ^１３ Ω以下である、連続気孔を持つ多孔質成形体である板状物の保護材を介して吸引して該板状物と共に該保護材をも吸引搬送し、該板状物と該板状物の保護材とを順次積層していくことを特徴とする板状物の積層方法。
［２］ 板状物が、ガラスであることを特徴とする［１］に記載の板状物の積層方法。
［３］ ガラスが、厚み２ｍｍ以下のガラスであることを特徴とする［２］記載の板状物の積層方法。
［４］ メルトマスフローレイトが３０ｇ／１０分以下であり、かつ密度が９００〜９７０ｋｇ／ｍ ^３ であるポリエチレンからなり、曲げ弾性率が４９〜７００ＭＰａ、垂下距離が２０ｍｍ以下、デュロメータ硬さが３０〜７５であり、且つ気孔率が１０〜９０％であり、通気抵抗が３００〜１５００ｍｍＡｑであり、表面抵抗率が１×１０ ^１３ Ω以下である、連続気孔を持つ、板状物の吸引搬送用多孔質成形体。

本発明の積層方法は、吸引部材としての機能と板状物の保護材としての機能を併せ持つ多孔質成形体を用い、該多孔質成形体と板状物とを同時に吸引搬送し、両者を同時に吸引搬送した後に積層していくことで、効率的に搬送、積層が可能であり、また、吸引搬送時にも板状物の表面につく汚れ、傷なども防止でき、積層後の移動、輸送、保管時にも板状物の表面保護材としての機能を持つ。更には、多孔質成形体の持つ適度な剛性により、破壊しやすい例えばガラスなども水平状態で移動、輸送して積層でき、従って、板状物を次工程で用いる場合にも簡単な操作で用いることが出来る。

本発明について、以下具体的に説明する。
本発明において、板状物とは、板状のもので面を重ねて積層した際に、材料どうしの擦れによって生じる擦傷によって著しく商品価値を損なうようなものをいい、具体的には、ガラス、合成樹脂板、金属板などが挙げられる。
合成樹脂板としては、具体的には、ポリ塩化ビニル、ポリメタクリル酸メチル、ポリカーボネート、ポリスチレン、ポリアミド、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリエチレンテレフタレート、フェノール樹脂、ユリア樹脂、メラミン樹脂等の樹脂から構成される板が挙げられ、これらは、単独材料で構成されていても二種以上の材料で構成されていても良いし、また、他の材料例えば木材などとの複合材で構成されていても良い。
金属板としては、具体的には、鉄、アルミニウム、銅等の金属で構成された板が挙げられる。
これらの板状物の中でも特にガラスに好適に利用される。

本発明においては、多孔質成形体からなる板状物の保護材は、該版状物の保護材であるから、吸引装置とは実質分離された状態であることが必要であり、板状物が吸引される時には吸引装置に接触し、板状物と保護材と吸引装置とは実質一体で移動するが、吸引搬送が終了した時点では保護材は吸引装置とは別個に動く状態にある。
本発明において、多孔質成形体を構成するポリオレフィン系樹脂とは、エチレンの単独重合体、エチレンとプロピレン、ブテン−１、ヘキセン−１、オクテン−１等のα−オレフィンから選ばれる１種以上の単量体との共重合体、エチレンと酢酸ビニル、アクリル酸、メタアクリル酸、アクリル酸エステル、メタアクリル酸エステル等との共重合体等のポリエチレン、プロピレンの単独重合体、プロピレンとエチレン、ブテン−１、ヘキセン−１、オクテン−１等のα−オレフィンから選ばれる１種以上の単量体との共重合体等のポリプロピレンが挙げられる。中でも、エチレンの単独重合体、エチレンと他のα−オレフィンとの共重合体であってエチレン単量体単位を５０モル％以上含有するポリエチレンが好適に用いられる。

これらポリオレフィン系樹脂は、連続気孔を持つ多孔質成形体で用いられる。本発明でいう連続気孔を持つ多孔質体とは、その成形品の一つの面から気体や液体の流体を通したときに他の面から流体が出てくるものを言う。
このような連続気孔を持つ多孔質成形体は例えば、ポリオレフィン系樹脂の粉末を加圧または無加圧下で加熱を行い、内部に連続した気孔を残した状態で粉末の表層付近を融着させて得られる多孔質成形体や、ポリオレフィン系樹脂と無機塩等可溶性の素材とを溶融混合させた後に適当な抽剤を用いて可溶性素材を抽出し、その抜け跡の気孔を利用する多孔質体などが含まれる。これらの種々の方法によって多孔質体は得られるが、工程が簡便なこと、各工程の条件を制御し易いこと等から、焼結成形が好適に用いられる。

これらポリオレフィン系樹脂多孔質成形体は、ＪＩＳ Ｋ ６９２２−２−１９９７に準拠して測定された曲げ弾性率が４９〜７００ＭＰａであることが好ましく、より好ましくは８０〜５００ＭＰａである。板状物の重量を支えて該板状物の破損を防止する観点から曲げ弾性率が４９ＭＰａ以上であることが好ましく、板状物の形状に沿って密着させるには曲げ弾性率が７００ＭＰａ以下が好ましい。
また、ポリオレフィン系樹脂多孔質成形体は、２３±５℃における垂下距離が２０ｍｍ以下であることが好ましく、より好ましくは１０ｍｍ以下であり、更に好ましくは５ｍｍ以下である。板状物の重量を支えて板状物の破損を防止する観点から垂下距離が２０ｍｍ以下であることが好ましい。垂下距離は、ＪＩＳ Ｋ７１９５−１９９３に規定された装置を用いて、成形体から幅９．８〜１２．８ｍｍ、長さ１２５±０．５ｍｍの試験片を切り出して測定した。

また、ポリオレフィン系樹脂多孔質成形体は、ＪＩＳ Ｋ ７２１５−１９８６に準拠して測定されたタイプＤのデュロメータ硬さが３０〜７５であることが好ましく、更に好ましくは４５〜７０であり、６０〜６８のものが特に好ましい。板状物の重量を支えて板状物の破損を防止する点からデュロメータ硬さが３０以上が好ましく、接触した板状物の傷付き防止の観点からデュロメータ硬さが７５以下であることが好ましい。
また、ポリオレフィン系樹脂多孔質成形体は、その気孔率が１０〜９０％であることが好ましく、より好ましくは２０〜７０％であり、特に好ましくは３０〜６０％である。通気性を保持する観点から、気孔率は１０％以上が好ましく、強度の維持の観点から気孔率は９０％以下が好ましい。なお、気孔率は次式により求められる。

気孔率（％）＝［（ρ_０−ρ_１）／ρ_０］×１００
但し、上式において
ρ_０＝該多孔質成形体を構成するポリオレフィンの真の密度（ｇ／ｃｃ）
ρ_１＝該多孔質成形体の見かけ密度（ｇ／ｃｃ）
見かけ密度 ρ_１（ｇ／ｃｃ）＝Ｗ／Ｖ
Ｗ＝該多孔質成形体の重量（ｇ）
Ｖ＝該多孔質成形体の体積（ｃｃ） である。

また、ポリオレフィン系樹脂多孔質成形体は、ＪＩＳ Ｋ ６９２２−２−１９９７に準拠して測定された表面抵抗率が１×１０^１３Ω以下であることが好ましく、更に好ましくは１×１０^１１Ω以下であり、特に好ましくは１×１０^９Ω以下である。帯電防止性能の観点から表面抵抗率が１×１０^１３Ω以下であることが好ましい。表面抵抗率が１×１０^１３Ω以下であれば成形体に静電気によりゴミや埃が付着し、板状物表面を傷つける原因物になることもない。
本発明において、ポリオレフィン系樹脂多孔質成形体に用いる樹脂としては、ＪＩＳ Ｋ ６９２２−２−１９９７に準拠して測定されたメルトマスフローレイトが３０ｇ／１０分以下であり、かつＪＩＳ Ｋ ６９２２−２−１９９７に準拠して測定された密度が９００〜９７０ｋｇ／ｍ^３のポリエチレンがより好ましい。

ポリエチレンのメルトマスフローレイトは、焼結成形性の観点から３０ｇ／１０分以下であることが好ましい。メルトマスフローレイトが３０ｇ／１０分以下であれば、焼結成形の際に流動が生じ、気孔を塞ぐようなことはない。メルトマスフローレイトのより好ましい範囲は１０ｇ／１０分以下である。更に、ＪＩＳ Ｋ ６９２２−２−１９９７に準拠して測定されたメルトマスフローレイトが実質０ｇ／１０分である高分子量ポリエチレン乃至は超高分子量ポリエチレンも好適に使用できる。また、混合物のメルトマスフローレイトが上記範囲内であれば、メルトマスフローレイトの異なる粉末を混合して用いることも可能である。

剛性の観点からポリエチレンの密度が９００ｋｇ／ｍ^３以上が好ましい。また、ポリエチレンの密度が９００ｋｇ／ｍ^３以上であれば、板状物に粘着する恐れもない。また、工業的に生産されたポリエチレンの入手性の観点から密度が９７０ｋｇ／ｍ^３以下が好ましい。より好ましい密度の範囲は９３０〜９６０ｋｇ／ｍ^３である。また、混合物の密度が上記範囲内であれば、密度の異なる粉末を混合して用いることも可能である。
本発明における多孔質成形体は、その通気抵抗が３００〜１５００ｍｍＡｑであることが好ましく、５００〜１２００ｍｍＡｑであることがより好ましい。通気抵抗が３００ｍｍＡｑ以上であれば、物品を吸引した時に物品で覆われていない多孔質成形体の部分からの空気の通過量が多くなり、その結果として吸引力が低下するということもない。また、吸引させる装置（真空ポンプなど）の負荷の増大や物品の吸引力の低下等の観点から通気抵抗が１５００ｍｍＡｑ以下が好ましい。なお、通気抵抗は、２１ｍｍφのカップを多孔質体に密着させ、１ｋｇ／ｃｍ²の圧縮空気を６０リットル／分の流量で流した時に生じる圧力損失を測定した。１枚の検体でほぼ均等に６点測定し、その平均値を通気抵抗とした。

本発明において連続気孔を持つ多孔質成形体の形状は対象の板状物の形状によって適宜選ばれる。例えば平面状のフィルム、シートなどの形状であっても良いし、例えば対象の板状物の形状に合わせて湾曲させたものでも良い。
また、表面或いは内部に、布、織物、編み物、不織布、孔あきフィルム、微多孔膜、金網等、本発明の多孔性を阻害しないものとの複合化も可能である。また、熱安定剤、耐候剤、界面活性剤、帯電防止剤、脱臭剤、吸臭剤、防かび剤、抗菌剤、香料、フィラー等を必要に応じて添加しても良い。これら添加剤を加える際には流動パラフィン等の展着剤を用いることも出来る。

本発明において、板状物の保護材の厚みは、本発明に規定する垂下距離を保つ範囲で、対象の板状物の厚みと面積に応じて、任意に決められるが、板状物の剛性の観点から０．１ｍｍ以上が好ましい。また、板状物と交互に積層した時の嵩張ることから３ｍｍ以下が好ましい。
本発明の板状物の保護材の好ましい製造方法である焼結成形法を以下に説明する。
焼結成形に用いるポリオレフィン系樹脂粉末は、重合により得られた粉末をそのまま用いても良いし、粉末以外の形状に賦形したものを常温の機械粉砕、低温の機械粉砕（所謂冷凍粉砕）、溶媒に溶解した後貧溶媒を加えて析出させる方法（所謂化学粉砕）等公知の手段で粉末化したものでも良い。これらの粉末はそのまま用いても良いし、必要に応じて分級して用いることも可能である。

焼結成形に用いる粉末の粒径は、成形品の通気抵抗を３００〜１５００ｍｍＡｑの範囲にするために、平均粒径が５０〜５００μｍであって尚且つ全体の９０％以上が５００μｍ以下であることが好ましく、更に好ましくは、平均粒径が６０〜２００μｍであって尚且つ全体の９０％以上が３５０μｍ以下である。尚、平均粒径はＪＩＳ Ｋ００６９−１９９２に規定された乾式篩分け試験方法に基づいて、目開きが４５μｍ、５３μｍ、７７μｍ、１０５μｍ、１４９μｍ、２１０μｍ、２９７μｍ、及び３５５μｍの各篩を用いて篩分けを行い、積算百分率が５０％となる粒径を言う。
また、焼結成形に用いる粉末は、金型への充填性等への観点から、その安息角が２７〜４５度のものが好ましい。安息角は、ＪＩＳ Ｋ６７２２−１９９５に規定されたかさ比重測定装置の漏斗を用いて、落下高さ５０ｍｍで流出させた時に、堆積した粉末の稜線と水平面とで作る角度を測定する。

焼結成形は、例えばポリエチレン粉末を金属等の平板上に均一に散布してその上に更に金属等の平板を重ねて、加熱・冷却することでも得られるし、或いはポリエチレン粉末を金属等の平板上に均一に散布して加熱し、加熱中または加熱後に更にその上に金属等の平板を重ねて冷却し、金属等の平板の面を転写する方法もある。或いは、例えば、金属等の連続したベルトの上に該粉末を均一に散布して加熱中または加熱後に金属等で出来たロールやベルトで挟んで冷却する方法もある。更には、ポリエチレン粉末を所望の空間をもった金型に充填して金型ごと加熱しても良いし、該粉末を入れた所望の空間を持った金型の中に熱風や該粉末の融着を阻害しない熱媒を通すことで加熱しても良い。

これらの成形手法の内、金型中にポリエチレン粉末を充填し、これを加熱・冷却する手法が好適に適用出来る。金型を使用して焼結成形をする場合には、成形後の後処理等を勘案すると、金型ごと加熱する方法が好適に用いられる。
金型ごと加熱する方法としては、熱風炉やヒーターを備えた炉の中に投入しても良いし、金型中に流路を設けて、熱媒を通すことでも良い。いずれの場合も金型の表面温度は（使用するポリエチレンの融点＋２０℃）〜（使用するポリエチレンの融点＋１００℃）の範囲に保たれる。ポリエチレン粉末同士が強固に融着していないため強度や剛性が低くなることを避けるために、金型の表面温度は（使用するポリエチレンの融点＋２０℃）以上が必要である。また、過熱によるポリエチレンの劣化の防止と、激しい流動による気孔の閉塞の防止の観点から、金型の表面温度は（使用するポリエチレンの融点＋１００℃）以下であることが好ましい。

これらポリオレフィン系樹脂粉末は予め例えば特公平４−２８０２１号公報に記載されているような処理をして親水化したものを成形する方法、予め帯電防止剤等を表面に付着させて成形する方法、成形後に帯電防止剤等を付着させる方法等により、表面抵抗率を１×１０^１３Ω以下の成形体にすることができる。
焼結成形に用いる金型の材質は、加熱時の温度に耐えること及び加熱時に発生するポリエチレンの熱膨張に耐える物であれば特に限定されない。通常は金属製の金型が好適に使用される。金属の中でも、アルミニウムや真鍮などが比較的軽量で熱伝導率が良いことから好適に使用される。これら金属は、そのまま用いても良いし、表面にクロムやニッケルなどで鍍金を施すことも可能である。
本発明の保護材を用いる対象のガラスは特に制約は無いが、厚みが２ｍｍ以下が好ましく、より好ましくは０．１〜１．８ｍｍの比較的薄いガラスでよりその効果が発揮される。

本発明を実施例に基づいて説明する。
［実施例１］
ＪＩＳ Ｋ ６９２２−２−１９９７（条件；荷重２．１６ｋｇ、温度１９０℃）によって測定したメルトマスフローレイトが０．００ｇ／１０分、密度が９４５ｋｇ／ｍ^３の超高分子量ポリエチレン粉末（商品名；サンファインＵＨ、旭化成ケミカルズ（株）製）１００重量部にポリオキシソルビタンモノラウレート０．３重量部を高速ミキサーで混合し、親水性粉末を得た。該粉末をアルミニウム製の金型に充填し、金型の表面温度２０４℃になるまで加熱した後、室温まで冷却し、２０ｃｍ角、厚み２ｍｍの多孔質焼結シートを得た。得られたシートの曲げ弾性率は９５ＭＰa、垂下距離は１ｍｍ、タイプDで測定したデュロメータ硬さは３８、表面抵抗率は１０^１０Ω、通気抵抗は９１８mmAqであった。

該シートを厚み１．５ｍｍで２０ｃｍ角のガラスと交互に重ね合わせ、該シートを介して吸引したところ、該シートとガラスとを一体で搬送することが出来た。この一体で搬送した該シートとガラスとをそのまま一体で積層した。
ついで、該シートとガラスとを交互に積層したものから、再度該シートを介して吸引したところ、該シートとガラスとは一体になって搬送することが出来た。また、この操作を繰り返して該シートとガラスとを各々２０枚交互に重ね合わせて積層し、その後、ガラス表面を目視で観察したが、ガラス表面に傷などの発生は認められなかった。

本発明の搬送方法は、ガラス、合成樹脂板、金属板などの板状物の製造・保管・輸送の分野で好適に利用できる。特に２ｍｍ以下の薄いガラスの製造・保管・輸送の分野で好適に利用できる。

Claims (4)

1. 板状物を吸引搬送して積層するに際して、該板状物上の、メルトマスフローレイトが３０ｇ／１０分以下であり、かつ密度が９００〜９７０ｋｇ／ｍ ^３ であるポリエチレンからなる、曲げ弾性率が４９〜７００ＭＰａ、垂下距離が２０ｍｍ以下、デュロメータ硬さが３０〜７５であり、且つ気孔率が１０〜９０％であり、通気抵抗が３００〜１５００ｍｍＡｑであり、表面抵抗率が１×１０ ^１３ Ω以下である、連続気孔を持つ多孔質成形体である板状物の保護材を介して吸引して該板状物と共に該保護材をも吸引搬送し、該板状物と該板状物の保護材とを順次積層していくことを特徴とする板状物の積層方法。
2. 板状物が、ガラスであることを特徴とする請求項１に記載の板状物の積層方法。
3. ガラスが、厚み２ｍｍ以下のガラスであることを特徴とする請求項２記載の板状物の積層方法。
4. メルトマスフローレイトが３０ｇ／１０分以下であり、かつ密度が９００〜９７０ｋｇ／ｍ ^３ であるポリエチレンからなり、曲げ弾性率が４９〜７００ＭＰａ、垂下距離が２０ｍｍ以下、デュロメータ硬さが３０〜７５であり、且つ気孔率が１０〜９０％であり、通気抵抗が３００〜１５００ｍｍＡｑであり、表面抵抗率が１×１０ ^１３ Ω以下である、連続気孔を持つ、板状物の吸引搬送用多孔質成形体。