KR20110067132A

KR20110067132A - 흡착용 시트

Info

Publication number: KR20110067132A
Application number: KR1020117008978A
Authority: KR
Inventors: 도시미쯔 다찌바나
Original assignee: 닛토덴코 가부시키가이샤
Priority date: 2008-09-29
Filing date: 2009-09-25
Publication date: 2011-06-21
Also published as: US8414999B2; WO2010035786A1; TW201012597A; CN102164719B; TWI439351B; CN102164719A; US20110183108A1; JP2010099826A; JP5623721B2

Abstract

흡착용 시트(1)는, 대상물을 진공 흡착하는 흡착 장치(4)의 흡착면(4a)에 설치되는 것이며, 기판(2)과, 다공질체(3)를 구비한다. 기판(2)은, 한쪽면(2a) 및 다른 쪽면(2b)을 갖고, 한쪽면(2a)이 흡착면(4a)에 접촉된다. 또한, 기판(2)에는, 복수의 관통 구멍(21)이 형성되어 있다. 다공질체(3)는, 1.4㎜ 이하의 두께를 갖고, 기판(2)의 다른 쪽면(2b)에 관통 구멍(21)을 막도록 접착되어 있다.

Description

흡착용 시트{SUCTION SHEET}

본 발명은, 대상물을 진공 흡착하는 흡착 장치에 장착되는 흡착용 시트에 관한 것이다.

종래부터, 금속박, 플라스틱 필름, 그린 시트 등의 얇고 경량인 시트나 필름을 가공하는 공정 등에서는, 대상물을 진공 흡착하는 흡착 장치가 사용되고, 이 흡착 장치에 의해 시트나 필름이 고정되거나 반송되고 있다. 이와 같은 흡착 장치에서는, 대상물의 보호 등을 위하여, 흡착면에 통기성을 갖는 다공질 시트가 접착된다(예를 들어, 특허문헌 1 참조).

일본 특허 공개 제2001-353788호 공보

그런데, 대상물이 얇고 경량인 시트나 필름인 경우는, 진공 흡착하였을 때에 다공질 시트의 표면 형상이 대상물에 전사되어 버려, 그 전사 흔적이 최종적인 제품의 성능이나 외관에 악영향을 미치는 경우가 있다. 전사 흔적을 방지하기 위해서는, 흡인량을 작게 하여, 진공화에 의해 생기는 압력차를 작게 하는 것을 생각할 수 있다. 그러나, 이와 같이 하면, 종래의 다공질 시트는 비교적 두껍기 때문에(예를 들어, 특허문헌 1의 실시예에서는 2㎜), 다공질 시트의 측면으로부터도 공기가 흡입되어 버려, 그 횡방향의 누설의 영향으로 충분한 흡착력을 얻을 수 없게 된다.

이 문제를 해결하는 방법으로서는, 두께가 얇은 다공질 시트를 사용하여 횡방향의 누설량을 저감시키는 것을 생각할 수 있다. 이와 같이 하면, 흡인량을 작게 해도 충분한 흡착력을 얻는 것이 가능해진다. 그러나, 흡착 장치의 흡착면에는 통상 흡인용 오목부가 형성되어 있으므로, 두께가 얇은 다공질 시트를 사용하면, 그 강성이 작기 때문에 다공질 시트가 흡인에 의해 오목부 내에 흡입되도록 크게 변형된다. 이에 의해, 흡착면의 오목부의 테두리가 다공질 시트를 통하여 대상물에 강하게 가압되게 되어, 대상물에 흡착 흔적이 생기게 된다.

본 발명은, 이와 같은 사정을 감안하여, 횡방향의 누설을 억제할 수 있고, 게다가 대상물에 흡착 흔적이 생기기 어렵게 하는 것이 가능한 흡착용 시트를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은, 대상물을 진공 흡착하는 흡착 장치의 흡착면에 설치되는 흡착용 시트이며, 상기 흡착면에 접촉되는 한쪽면을 갖고, 복수의 관통 구멍이 형성된 기판과, 상기 기판의 다른 쪽면에 상기 복수의 관통 구멍을 막도록 접착된, 두께 1.4㎜ 이하의 다공질체를 구비한 흡착용 시트를 제공한다.

상기한 구성에 따르면, 다공질체의 두께가 1.4㎜ 이하로 얇게 되어 있으므로, 다공질체의 측면으로부터의 공기의 흡입, 소위 횡방향의 누설을 억제할 수 있다. 게다가, 이 다공질체는, 관통 구멍이 형성된 기판에 접착되어 있으므로, 관통 구멍의 크기를 작게 해 두면, 흡인에 의해 다공질체가 관통 구멍 내에 인입되도록 변형되는 변형량을 작게 억제할 수 있어, 관통 구멍의 테두리가 대상물에 가압되기 어렵게 할 수 있다. 따라서, 본 발명에 따르면, 횡방향의 누설을 억제할 수 있고, 게다가 대상물에 흡착 흔적이 생기기 어렵게 하는 것이 가능해진다.

도 1은 본 발명의 일 실시 형태에 관한 흡착용 시트가 흡착 장치의 흡착면에 설치된 상태를 도시하는 단면도이다.
도 2a는 도 1의 IIA-IIA선 단면도, 도 2b는 기판의 평면도이다.

이하, 본 발명을 실시하기 위한 최선의 형태에 대하여, 도면을 참조하면서 상세하게 설명한다.

도 1에, 본 발명의 일 실시 형태에 관한 흡착용 시트(1)가 흡착 장치(4)의 흡착면(4a)에 설치된 상태를 나타낸다. 흡착 장치(4)는, 대상물을 진공 흡착하여 반송하는 것이며, 도 1에 나타내는 흡착 헤드(40)와, 흡착 헤드(40)를 승강시키는 승강 기구(도시하지 않음)와, 흡착 헤드(40)를 수평 방향으로 이동시키는 이동 기구(도시하지 않음)와, 흡착 헤드(40)와 흡인로(41)로 접속된 진공 펌프(도시하지 않음)를 구비하고 있다. 그리고, 흡착 헤드(40)에 있어서의 수평면에 평행한 하면이, 대상물을 흡착시키는 흡착면(4a)으로 되어 있다. 또한, 흡착용 시트(1)는, 대상물을 반송하는 흡착 장치(4)에 한하지 않고, 진공 흡착하는 기능을 갖는 다른 흡착 장치(예를 들어, 연마 장치나 다이싱 장치 등의 가공 장치)에도 넓게 장착 가능하다.

흡착면(4a)에는, 흡인용 오목부(42)가 형성되어 있고, 이 오목부(42)의 저면에 흡인로(41)가 개구되어 있다. 본 실시 형태에서는, 오목부(42)는, 도 2a에 도시한 바와 같이, 흡인로(41)로부터 양측으로 연장되는 1개의 가로 홈(42a)과, 가로 홈(42a)으로부터 또한 양측으로 연장되는 4개의 세로 홈(42b)으로 구성되어 있다. 각 홈(42a, 42b)의 폭은, 예를 들어 10㎜이다. 단, 오목부(42)의 형상은, 이에 한정되는 것은 아니며 적절히 선정 가능하다. 예를 들어, 오목부(42)는, 십자 형상의 홈과 이것을 둘러싸는 프레임 형상의 홈으로 구성되어 있어도 된다. 혹은, 오목부(42)는, 예를 들어 흡착면(4a)에 매트릭스 형상으로 배치된 복수의 원 형상의 바닥이 있는 구멍으로 구성되어 있어도 된다.

흡착용 시트(1)는, 오목부(42)를 막는 것이 가능한 크기(예를 들어, 흡착면(4a)과 동일한 정도 또는 그것보다도 한 치수 작은 크기)를 갖고 있고, 흡착면(4a)에 예를 들어 양면 테이프 등으로 고정된다. 이 흡착용 시트(1)는, 한쪽면(도 1에서는 상면)(2a) 및 다른 쪽면(도 1에서는 하면)(2b)을 갖고, 한쪽면(2a)이 흡착면(4a)에 접촉되는 기판(2)과, 기판(2)의 다른 쪽면(2b)에 접착된 다공질체(3)를 구비하고 있다.

기판(2)은, 적당한 강성(예를 들어, 강성률(횡탄성 계수)이 1MPa 내지 300GPa 정도)을 갖는 것이면 되고, 그 재질은 특별히 제한되지 않는다. 예를 들어, 기판(2)으로서는, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리스티렌, 폴리카르보네이트, 폴리에틸렌테레프탈레이트 등으로 이루어지는 플라스틱판, 혹은 스테인리스, 알루미늄 등으로 이루어지는 금속판, 또는 실리콘 고무, 니트릴 고무, 에틸렌프로필렌 고무, 우레탄 고무, 천연 고무 등으로 이루어지는 고무판을 사용할 수 있다. 또한, 기판(2)의 두께는, 플라스틱판 또는 고무판의 경우에는 예를 들어 0.3 내지 30㎜, 금속판의 경우에는 예를 들어 0.2 내지 20㎜이다.

기판(2)에는, 도 2b에 도시한 바와 같이, 오목부(42)에 대응하는 위치에, 당해 기판(2)을 판 두께 방향으로 관통하는 복수의 관통 구멍(21)이 형성되어 있다. 본 실시 형태에서는, 오목부(42)에 대응하는 위치에만 관통 구멍(21)이 형성되어 있지만, 관통 구멍(21)은, 기판(2)의 전체면에 걸쳐서 규칙적으로 혹은 랜덤하게 형성되어 있어도 된다. 이 경우는, 오목부(42)에 대응하지 않는 위치의 관통 구멍은 흡착면(4a)에 막힐 뿐이다. 단, 본 실시 형태와 같이, 오목부(42)에 대응하는 위치에만 관통 구멍(21)을 형성하는 쪽이, 가공 효율이나 흡인시의 흡착력을 안정화시키는 관점에서 보다 바람직하다.

관통 구멍(21)은, 개개의 관통 구멍(21)과 이에 가장 근접하는 관통 구멍(21)의 중심간 거리가 90㎜ 이하로 되도록 배치되어 있는 것이 바람직하다. 본 실시 형태에서는, 이것을 실현하기 위하여, 관통 구멍(21)이, 모든 홈(42a, 42b)의 중심선 상에, 상기의 90㎜ 이하의 10㎜의 피치로 배열되어 있으며, 인접하는 관통 구멍(21)의 중심간 거리가 모두 10㎜로 되어 있다. 또한, 관통 구멍(21)을 매트릭스 형상으로 배치하는 경우는, 그 종횡의 피치를 상기의 90㎜ 이하로 하면 된다. 보다 바람직한 개개의 관통 구멍(21)과 이에 가장 근접하는 관통 구멍(21)의 중심간 거리는 65㎜ 이하이다.

관통 구멍(21)은, 오목부(42)보다도 작은 크기로, 즉 평면에서 볼 때 오목부(42)로부터 비어져 나오지 않는 크기로 형성되어 있는 것이 바람직하다. 구체적으로, 각 관통 구멍(21)은, 흡인시에 있어서의 다공질체(3)의 변형을 작게 억제하는 관점에서, 개구 면적(축 방향과 직교하는 방향에 있어서의 단면적)이 64㎟ 이하인 것(예를 들어, 관통 구멍(21)이 정사각 형상인 경우에는 한변이 8㎜ 이하, 관통 구멍(21)이 원 형상인 경우에는 직경이 약 9㎜ 이하)인 것이 바람직하고, 개구 면적이 30㎟ 이하인 것이 보다 바람직하다. 또한, 각 관통 구멍(21)의 크기는, 흡착 장치(4)의 흡인량을 작게 하였을 때라도 관통 구멍(21)을 통한 공기의 유통이 원활하게 행해지도록, 직경 0.5㎜의 원형 이상인 것이 바람직하고, 직경 1.0㎜의 원형 이상인 것이 보다 바람직하고, 직경 1.5㎜의 원형 이상인 것이 가장 바람직하다. 또한, 각 관통 구멍(21)의 형상은, 축방향으로부터 보았을 때에 직사각 형상이나 타원 형상 등이어도 되지만, 가공성의 관점에서 원 형상인 것이 바람직하다.

다공질체(3)는, 기판(2)의 다른 쪽면(2b)에 모든 관통 구멍(21)을 막도록 접착되어 있다. 이 다공질체(3)는, 다공성의 시트 형상의 것이면 되고, 그 예로서는, 직포, 부직포, 천공 가공을 실시한 필름, 플라스틱 분체가 소결됨으로써 다공질화된 소결 시트체 등을 들 수 있다. 그중에서도, 섬유 등의 탈락에 의한 대상물에의 이물질의 부착의 문제를 피하는 관점이나, 전체면에 균일하게 구멍이 존재하고, 면 전체에서 균일한 흡착력이 얻어지기 쉽다는 관점에서, 플라스틱 분체의 소결 시트체를 사용하는 것이 바람직하다. 나아가, 용도상, 대상물과의 사이에 마찰이 발생하므로, 내마모성 및 내충격성이 우수하다는 관점에서, 평균 분자량이 50만 이상인 초고분자량 폴리에틸렌 분체를 사용하여 제작된 소결 시트체가 바람직하다.

초고분자량 폴리에틸렌 분체를 사용하여 소결 시트체를 제작하기 위해서는, 다음과 같은 방법 등이 사용 가능하다. 첫 번째는, 상기 분체를 금형에 넣은 상태에서 소결시켜 소결 블록을 제작하고, 이 소결 블록을 선반 가공에 의해 시트 형상으로 가공하는 방법이다. 두 번째는, 상기 분체를 소정 두께로 배열한 상태에서 소결하는 방법이다. 세 번째는, 상기 분체를 용매에 분산시킨 소위 슬러리를, 표면이 이형 처리된 금속판 상에 소정 두께로 도포하고, 초고분자량 폴리에틸렌의 융점 이상으로 가열하여 소결시키는 방법이다.

다공질체(3)의 두께는 0.05㎜ 이상 1.4㎜ 이하인 것이 바람직하다. 제법 등에 따라 다공질체(3)의 굽힘 탄성 계수가 상이하고, 이에 의해 흡인시의 변형의 정도가 상이하지만, 두께가 0.05㎜ 미만이면 다공질체(3)의 손상 등의 폐해가 일어나기 쉬워지고, 두께가 1.4㎜를 초과하면, 다공질체(3)의 측면으로부터의 공기의 흡입, 소위 횡방향의 누설이 현저하게 되기 때문이다. 보다 바람직한 다공질체(3)의 두께는 0.05㎜ 이상 1.0㎜ 이하이다.

다공질체(3)의 통기도는, 프라지어수로 표시하여, 0.1㎤/㎠/s 이상 300㎤/㎠/s 이하인 것이 바람직하다. 여기서, 프라지어수라 함은, JIS L 1096에 규정되는 프라지어 테스터법을 사용하여 측정되는 수치이다. 보다 바람직한 통기도는, 0.5㎤/㎠/s 이상 100㎤/㎠/s 이하이다.

또한, 기판(2)의 관통 구멍(21)의 크기와 다공질체(3)의 두께의 관계는, 상술한 바와 같이 다공질체(3)의 두께가 0.05 내지 1.4㎜의 범위 내가 되는 조건 하에서, 관통 구멍(21)을 축방향으로부터 보았을 때에 그 윤곽에 외접하는 최소의 직사각형 프레임에 있어서의 변의 길이 중 최대의 것을 A, 다공질체(3)의 두께를 B로 하였을 때에, B/A²≥0.015를 만족하는 것이 바람직하다. 또한, 관통 구멍(21)을 원 형상으로 하는 경우는, A는 관통 구멍(21)의 직경과 동등해진다. B/A²이 0.015 미만이면, 다공질체(3)의 재질이나 구조에 따라서도 다르지만, 흡인에 의해 다공질체(3)가 크게 변형될 우려가 있기 때문이다. 보다 바람직한 B/A²은, 다공질체(3)의 두께가 0.05 내지 1.4㎜의 범위 내가 되는 조건 하에서 0.025 이상이며, 가장 바람직하게는 0.025 내지 0.040이다.

기판(2)과 다공질체(3)의 접합 방법은, 관통 구멍(21) 및 다공질체(3)의 내부의 공극이 막히지 않고, 관통 구멍(21)을 통한 통기가 확보되는 방법이면 특별히 제한되지 않는다. 예를 들어, 열에 의한 융착, 핫 멜트 시트에 의한 열 용착, 양면 테이프 또는 점착제에 의한 접착 등을 이용할 수 있다. 점착제를 이용하는 경우는, 다공질체(3)의 전체면에 점착제를 도포해도, 점착제가 다공질과 같은 상태에서, 부분적으로 존재하지 않는 장소를 형성함으로써 통기성을 확보할 수 있다. 혹은, 다공질체(3)의 크기를 기판(2)으로부터 돌출되는 정도로 하고, 그 돌출된 부분을 기판(2)의 코너에서 절곡하여, 이것을 기판(2)의 측면에 점착 테이프나 접착제 등으로 고정해도 된다.

이상 설명한 구성의 점착용 시트(1)에서는, 1.4㎜ 이하로 두께가 얇은 다공질체(3)를 사용하면, 다공질체(3)의 측면으로부터의 공기의 흡입, 소위 횡방향의 누설을 억제할 수 있다. 게다가, 이 다공질체(3)는, 관통 구멍(21)이 형성된 기판(2)에 접착되어 있으므로, 관통 구멍(21)의 크기를 작게 해 두면, 흡인에 의해 다공질체(3)가 관통 구멍(21) 내에 인입되도록 변형되는 변형량을 작게 억제할 수 있어, 관통 구멍(21)의 테두리가 대상물에 가압되기 어렵게 할 수 있다. 이로 인해, 대상물에 흡착 흔적이 생기기 어렵게 하는 것이 가능해진다.

<실시예>

이하, 실시예를 들어 본 발명을 상세하게 설명하지만, 본 발명은, 이들 실시예에 전혀 제한되는 것은 아니다.

(실시예)

초고분자량 폴리에틸렌 분말(분자량 500만, 벌크 밀도 0.47g/㎤, 평균 입자 직경 120㎛)을 내경 500㎜, 높이 500㎜의 금형에 충전하고, 이것을 금속제 내압 용기에 넣고, 용기 내를 10hPa까지 감압하였다. 그 후, 용기 내에 가열된 수증기를 도입함으로써, 용기 내를 160℃, 6080hPa로 하여 5시간의 가열을 행하고, 계속해서 서냉을 행하여, 원통 형상의 소결 블록을 얻었다. 이 소결 블록을 선반에 의해 다양한 두께로 컷트하여 소결 시트체를 잘라내고, 이것을 한변이 100㎜인 사각형으로 컷트하였다. 이 소결 시트체를 프레스기에 의해 130℃, 30Pa로 1시간 프레스하여, 0.025 내지 1.0㎜의 두께의 다공질체를 제작하였다.

또한, 각 다공질체에 대해서는, 체적과 중량으로부터 벌크 밀도를 구하고, 초고분자량 폴리에틸렌의 진밀도를 0.935g/㎤로 하여, {1-(벌크 밀도/진밀도)}×100의 식으로부터 기공률을 산출하였다.

두께 2㎜, 한변이 100㎜인 사각형의 폴리에틸렌판 또는 알루미늄판을 준비하고, 이에 1.5 내지 6.0㎜의 직경의 원 형상의 관통 구멍을 도 2b에 도시한 바와 같이 뚫어 형성하여, 복수 종류의 기판을 제작하였다. 이 기판에, 다공질체를 접착하여, 흡착용 시트를 얻었다(실시예 1 내지 8).

기판과 다공질체는, PET를 기재로서 사용한 양면 테이프(No.5606: 닛토덴코사제)를 사용하여 접합하였다. 양면 테이프는, 구멍 가공하기 전의 폴리에틸렌판 또는 알루미늄판의 전체면에 붙여 두고, 그 판에 양면 테이프 상부로부터 구멍 가공을 실시하여, 양면 테이프에 의한 관통 구멍의 막힘을 피하였다.

(비교예)

소결 블록으로부터 잘라내는 소결 시트체의 두께를 두껍게 한 이외는 실시예와 마찬가지로 하여, 1.5㎜의 다공질체를 제작하였다. 이것을, 실시예와 마찬가지로, 직경 6.0㎜의 관통 구멍이 형성된 기판(폴리에틸렌판)에 접착하여, 흡착용 시트를 얻었다. 또한, 다공질체에 대해서는, 실시예와 마찬가지로 하여 기공률을 산출하였다.

(평가)

실시예 1 내지 8 및 비교예의 흡착용 시트에 대하여, 다공질체의 두께 B와 기판의 관통 구멍의 직경 A로부터 B/A²을 산출하였다.

또한, 반송 기능을 갖는 흡착 장치에 각 흡착용 시트를 장착하고, 두께 10㎛의 알루미늄박의 흡착 시험을 행하였다. 흡착 시험은, 흡인량을 10L/min으로 하고, 2개의 테이블 사이에서, 알루미늄박의 흡착, 반송, 탈착의 일련의 사이클을 100회 행하고, 그 중에서 흡착 불량이 된 횟수를 카운트하였다. 또한, 시험 후의 알루미늄박의 표면을 관찰하여, 흡착 흔적이 남아 있는지 여부를 육안으로 확인하였다.

각 흡착용 시트에 대한 제원 및 B/A² 및 시험 결과를 표 1에 나타낸다.

또한, 표 중의 흡착 흔적의 상황의 란에 있어서, ○는 양호를 나타내고, △는 흡착 흔적이 약간 남아 있었던 것을 나타낸다.

표 1로부터, 실시예 1 내지 8에서는, B/A²이 0.015 미만인 실시예 6, 7에서는 흡착 흔적이 약간 남았지만, 알루미늄박의 반송을 대체로 양호하게(실시예 1 내지 7에서는 특히 양호하게) 실행할 수 있었던 것을 알 수 있다. 또한, B/A²이 0.025 미만인 실시예 2, 3에서는, 흡착 흔적까지는 아니지만, 알루미늄박의 약간의 변형이 확인되었다. 이에 반하여, 다공질체의 두께가 1.4㎜를 초과하는 비교예에서는, 과제의 란에서 설명한 바와 같이 충분한 흡착력이 얻어지지 않아, 흡착 불량의 문제가 발생하였다.

Claims

대상물을 진공 흡착하는 흡착 장치의 흡착면에 설치되는 흡착용 시트이며,
상기 흡착면에 접촉되는 한쪽면을 갖고, 복수의 관통 구멍이 형성된 기판과,
상기 기판의 다른 쪽면에 상기 복수의 관통 구멍을 막도록 접착된, 두께 1.4㎜ 이하의 다공질체를 구비한 흡착용 시트.
제1항에 있어서, 상기 다공질체는, 초고분자량 폴리에틸렌으로 이루어지는, 흡착용 시트.
제2항에 있어서, 상기 다공질체는, 초고분자량 폴리에틸렌 분체가 소결됨으로써 다공질화된 것인, 흡착용 시트.
제1항에 있어서, 상기 복수의 관통 구멍은, 개개의 관통 구멍과 이것에 가장 근접하는 관통 구멍의 중심간 거리가 65㎜ 이하로 되도록 배치되어 있는, 흡착용 시트.
제4항에 있어서, 상기 복수의 관통 구멍의 각각은, 개구 면적이 64㎟ 이하인 것인, 흡착용 시트.
제5항에 있어서, 상기 관통 구멍을 축방향으로부터 보았을 때에 그 윤곽에 외접하는 최소의 직사각형 프레임에 있어서의 변의 길이 중 최대인 것을 A, 상기 다공질체의 두께를 B로 하였을 때에, B/A²≥0.015를 만족하는, 흡착용 시트.
제1항에 있어서, 상기 기판은 플라스틱판 또는 금속판인, 흡착용 시트.
제1항에 있어서, 상기 흡착면에는, 흡인용 오목부가 형성되어 있고, 상기 복수의 관통 구멍은, 상기 오목부에 대응하는 위치에, 상기 오목부보다도 작은 크기로 형성되어 있는, 흡착용 시트.
제8항에 있어서, 상기 오목부는, 복수의 홈으로 구성되어 있는, 흡착용 시트.