WO2011152430A1 - 長尺シートの方向転換装置及び物体浮揚装置 - Google Patents

長尺シートの方向転換装置及び物体浮揚装置 Download PDF

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WO2011152430A1
WO2011152430A1 PCT/JP2011/062547 JP2011062547W WO2011152430A1 WO 2011152430 A1 WO2011152430 A1 WO 2011152430A1 JP 2011062547 W JP2011062547 W JP 2011062547W WO 2011152430 A1 WO2011152430 A1 WO 2011152430A1
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WO
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porous resin
resin layer
direction changing
changing device
perforated container
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PCT/JP2011/062547
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English (en)
French (fr)
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温雄 野見
菊川　裕康
貞勝 ▲濱▼▲崎▼
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日本ゴア株式会社
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    • B65H23/00—Registering, tensioning, smoothing or guiding webs
    • B65H23/04—Registering, tensioning, smoothing or guiding webs longitudinally
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B65H2406/10—Means using fluid made only for exhausting gaseous medium
    • B65H2406/11—Means using fluid made only for exhausting gaseous medium producing fluidised bed
    • B65H2406/113—Details of the part distributing the air cushion
    • B65H2406/1131—Porous material

Definitions

  • the present invention relates to an apparatus for changing (converting) the traveling direction of a long sheet, and more specifically, a column-shaped perforated container that blows out air from the surface, and the traveling long sheet is levitated.
  • the present invention relates to a direction changing device that changes a traveling direction while maintaining a state.
  • a hollow column-shaped perforated container called a turn bar that changes the traveling direction of a long sheet that travels has been known.
  • This turn bar allows the air supplied to the inside of the perforated container to blow out from the hole in the perforated container toward the long sheet and keep the long sheet floating from the perforated container while running the long sheet.
  • the traveling direction of the long sheet is changed using the perforated container as a turning point.
  • Patent Document 1 is a direction changing device (turn roll) that changes the traveling direction of a long sheet (long base material) that travels, and an air supply port that supplies air to a cavity inside the turn roll;
  • the turn roll provided with the air blowing hole provided in the turn roll peripheral surface is described.
  • a partition that divides the cavity inside the turn roll in the turn roll width direction is provided, and the inside of the turn roll divided by the partition It is described that an independent air supply port capable of adjusting the air supply amount is provided in each cavity.
  • Patent Document 2 discloses a direction changing device (object levitation device) that conveys a long sheet (film-like material) while being floated by a fluid, and includes a plurality of fluid holes that serve as passages for fluid supplied from outside.
  • a laminated object levitation device is described in which a laminated surface is formed by a thin plate, a fluid conveying surface is formed in the vicinity of the laminated surface, and a fluid flow path from the fluid hole toward the conveying surface is formed between the thin plates. Has been.
  • Patent Document 3 discloses a direction changing device (film levitation direction changing device) that changes the traveling direction of a long sheet (film) that travels, and has a plurality of gas ejection holes formed in a film conveying surface.
  • a hollow body is formed, both shaft ends are fixed to the apparatus body, a supply pipe for supplying a compressed fluid is connected to the hollow body at least one shaft end, and air is blown out from the gas ejection holes on the film transport surface.
  • the film is conveyed in a non-contact state, and in particular, the cross-sectional shape of the direction changing member arranged in the direction changing portion of the conveyance guide for the levitation conveyance of the film is a semi-ellipse, an elliptic arc or a semi-circle, and a corner shape of an arc surface.
  • a film levitation direction changing device in which the entrance side surface and the detachment side surface of the film transporter form a linear plane parallel to the film transport direction.
  • Patent Document 3 a constant interval is provided on a film transport surface of a thin plate provided with a plurality of gas ejection holes at a direction changing portion, and a string-like object is wound to form a spiral gap with a constant pitch on the surface. It is also described to do.
  • Patent Documents 1 to 3 basically describe the technical contents for reducing the opening area of the blowout holes in order to increase the flow velocity of the blown-out air.
  • an object of the present invention is to provide a direction changing device that can reduce the amount of minute particles in the room.
  • the present inventors have conflicted between the problem of reliably floating the long sheet from the surface of the perforated container and the problem of reducing the amount of air dissipated from the perforated container.
  • We have conducted intensive research aimed at realizing a direction change device that can be solved.
  • we also considered using a porous ceramic sintered body for the direction changing device but with a porous ceramic sintered body, a large volume of compressed air is required to reliably float a long sheet.
  • the installation cost and running cost of the compressed air supply facility will increase.
  • the fine particles of the sintered body are raised in the air, there is a concern that the air cleanliness is lowered.
  • the long sheet direction changing device of the present invention that has solved the above problems has a columnar perforated container and a porous resin layer that covers the holes of the perforated container.
  • the porous resin layer includes a laminated structure of porous resin films.
  • the porous resin layer includes a wound structure of a porous resin film.
  • the thickness of the porous resin layer is 0.1 to 20 mm.
  • the outer surface of the porous resin layer has a cylindrical curved surface at least partially.
  • the porous resin layer has an air permeability coefficient of 100 to 15000 mL / (cm 2 ⁇ min ⁇ MPa).
  • the coefficient of variation of the air permeability coefficient of the porous resin layer is 30% or less.
  • the porous resin film is a porous polytetrafluoroethylene film.
  • the said direction change apparatus WHEREIN It is preferable that 1 or more holes with an internal diameter of 1 mm or more are formed with respect to the surface area 20cm ⁇ 2 > of the said perforated container.
  • a water vapor generating device is connected in the perforated container, and it can be implemented in a form used for food conveyance.
  • the long sheet direction changing device of the present invention that has solved the above-mentioned problems is constituted by arranging a plurality of object levitation members in parallel, each having a columnar perforated container and a porous resin layer covering the hole of the perforated container. It is what is done.
  • a porous resin film is further detachably provided on the porous resin layer.
  • the object levitation apparatus of the present invention is configured by arranging a plurality of object levitation members having a columnar perforated container and a porous resin layer covering the hole of the perforated container in parallel.
  • the direction changing device of the present invention by forming the porous resin layer so as to cover the hole of the perforated container, the long sheet can be reliably removed from the porous resin layer while the inside of the perforated container is at a relatively low pressure. Can float. Moreover, since the amount of air dissipated from the direction changing device is small, the air cleanliness in the room where the direction changing device is operated is improved.
  • FIG. 1 and 2 are diagrams showing a process of forming a direction changing device according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 3 is a perspective view of the completed direction changing device.
  • a perforated container 1 having a hollow columnar shape and having holes 2 formed on the side surfaces thereof is prepared.
  • a porous resin layer 3 is formed so as to cover the holes 2 of the perforated container 1 as shown in FIG.
  • the direction change apparatus which has the column-shaped perforated container 1 and the porous resin layer 3 which covers the hole 2 of this perforated container 1 is formed.
  • the porous resin layer 3 may be composed of a single layer of a porous resin film, but a preferable thickness described later can be ensured by adopting a laminated structure (including a wound structure) of the porous resin film. it can.
  • the pressurized gas passes through the hole 2 and further passes through the porous resin layer 3 and is diffused out of the direction changing device. Is done. At this time, the airflow state and the atmospheric pressure distribution on the surface of the porous resin layer 3 have not been completely clarified, but a very fine airflow isotropic in various directions as well as in the vertical direction of the porous resin layer 3. It is thought that it has occurred. Although a large amount of high-speed airflow is not observed as in the conventional direction changing device, a very smooth body levitation force works near the surface of the porous resin layer 3.
  • FIG. 4 is a diagram showing an example of use of the direction changing device according to the embodiment of the present invention.
  • a porous sheet is formed by hooking a long sheet (for example, one used as a conveyor belt for articles) over a half circumference of the direction changing device and feeding pressurized gas into the perforated container 1 in that state. The air is diffused from the surface 3 and the long sheet floats up, so that the long sheet travels smoothly.
  • the material constituting the porous resin layer 3 includes various polyolefins such as polyethylene and polypropylene, polyvinyl chloride, polyamide, polycarbonate, polyphenylene ether, polyethylene terephthalate, polybutylene terephthalate, polyurethane and the like, and mixtures and laminates thereof.
  • Resin porous films can be used.
  • ultrahigh molecular weight olefins and polytetrafluoroethylene (PTFE) are preferable because they have a high melt viscosity, so that even if a certain amount of heat is applied after the production of the porous resin layer 3, the shape of the pores does not change greatly. .
  • polytetrafluoroethylene has a high melt viscosity, high heat resistance, and a small amount of gas generation / dust generation. Therefore, it is more suitable when the direction changing device is used for a clean room or the like.
  • polytetrafluoroethylene since polytetrafluoroethylene has excellent surface releasability, even if the supply of pressurized gas into the perforated container 1 is stopped due to the influence of a power failure or the like while the long sheet is running, it is porous. The quality resin layer 3 and the long sheet slide relatively smoothly while contacting each other. Therefore, damage to the long sheet due to a sudden stop of the entire apparatus system can be minimized. Therefore, the use of polytetrafluoroethylene as a material constituting the porous resin layer 3 brings about a very advantageous effect regardless of whether the pressurized gas is supplied or not supplied.
  • the direction changing device can be used in a temperature range from an extremely low temperature of minus 100 ° C. to a high temperature of 260 ° C.
  • a steam generator for feeding heated steam having a high heat capacity into the perforated container 1, it is possible to transport food while cooking.
  • a film having a porous structure by a phase separation method As the porous resin film constituting the porous resin layer 3, a film having a porous structure by a phase separation method, a film having a porous structure by a pore-forming agent, a film having a porous structure by stretching, or the like can be used.
  • a pore-forming agent if the filler content as a pore-forming agent is large, the pore size distribution becomes wide and the filler is likely to fall off, so the filler content is 50% by mass. The following is desirable.
  • the porous resin film is formed by stretching using a polytetrafluoroethylene material
  • the mixture of PTFE fine powder and lubricant is formed into an extruded molded body (paste molded body), and then stretched after removing the lubricant.
  • Any of a green body, a semi-green body, and a fired body can be used as the paste molded body to be stretched, but one using a green body having good self-fusing properties is more preferable.
  • a stretching method any of uniaxial stretching, biaxial simultaneous stretching, and sequential biaxial stretching performed at a melting point of PTFE or less can be applied.
  • the porosity of the porous resin film is, for example, 40% or more (preferably 60% or more, more preferably 70% or more), 95% or less (preferably 93% or less, more preferably 90% or less). Is recommended.
  • the porosity of the porous resin film can be appropriately adjusted depending on the draw ratio. The porosity as described above is recommended because if the porosity is too low, the ventilation resistance of the porous resin layer 3 becomes high, and a high-pressure pressurized gas is required to float the long sheet. Because it will end up. On the other hand, there is no particular limitation on the upper limit of the porosity, but if it is too high, the air flow from the individual holes 2 of the perforated container 1 cannot be made uniform by the porous resin layer 3, and the above range is recommended.
  • the thickness at the time of calculating the volume V can be an average thickness measured with a dial thickness gauge (measured without using a load other than the main body spring load using “SM-1201” manufactured by Teclock Co.). .
  • Porosity (%) [(2.2 ⁇ D 2 ) /2.2)] ⁇ 100 (1)
  • the thickness of one porous resin film is not particularly limited, but is the total thickness of the porous resin layer 3 (in the case of a single layer, it is one thickness, and when a plurality of layers are laminated, it indicates the total thickness) Is, for example, 0.1 mm or more, preferably 0.4 mm or more, more preferably 1 mm or more. This is because if the total thickness of the porous resin layer 3 is too small, a phenomenon occurs in which the porous resin layer 3 swells away from the perforated container 1 due to the pressure of the pressurized gas. Further, the airflow from the individual holes 2 of the perforated container 1 cannot be made uniform.
  • the pore diameter of the porous resin film is about 0.2 to 10 ⁇ m, preferably about 0.2 to 5 ⁇ m.
  • the total thickness of the porous resin layer 3 is, for example, 20 mm or less, preferably 15 mm or less, and more preferably 10 mm or less.
  • porous resin film As a laminated form of the porous resin film, for example, a plurality of porous resin films can be wound concentrically around the perforated container 1.
  • a porous resin film having a higher porosity is effective for uniformly diffusing air, but is likely to be clogged with dust in the air and may not be stable for a long period of time. Therefore, use a high porosity that is less likely to cause clogging on the perforated container 1 side of the direction changing device, and a low porosity that is effective for uniform air diffusion on the front side of the direction changing device. It is effective to use.
  • the porosity of the porous resin film closest to the porous container 1 side is 1.5 times or more, more preferably 2 times the porosity of the porous resin film on the outermost surface side of the direction changing device. Above, more preferably 3 times or more.
  • porous resin film As another laminated form of the porous resin film, a form in which one porous resin film is wound around the perforated container 1 is conceivable. In the case of winding, it is preferable that the porous resin film is firmly fixed to the perforated container 1 by heating and shrinking the porous resin film after the porous resin film is wound around the perforated container 1.
  • the long sheet 6 since the vicinity of the surface of the porous resin layer 3 is an important part, it is necessary to secure this part as a space where nothing is arranged. For this reason, it is not desirable to fix the porous resin layer 3 using any device outside the porous resin layer 3.
  • the above-described lamination by winding is effective as a fixing means using the heat shrinkage of the porous resin film, and is very preferable as a form of the direction changing device of the present invention.
  • the preferable number of times of winding is, for example, two or more rounds of the perforated container 1, more preferably five or more rounds, and further preferably seven or more rounds.
  • an adhesive such as a thermoplastic resin fine powder or a thermosetting resin such as an epoxy resin can be used for interlayer adhesion of the porous resin film.
  • the adhesive is not only applied to the surface of the porous resin film, but also semi-cured (B-stage) by impregnating the pores of the porous resin film with a thermosetting resin adhesive and drying, for example. It is also possible to adopt a method of laminating these and performing heat treatment.
  • the air permeability coefficient of the porous resin layer 3 (K: an index indicating air resistance.
  • the unit is mL / (cm 2 ⁇ min ⁇ MPa).
  • the unit may be omitted hereinafter) is 100 to 15000. It is desirable. This is because by setting the air permeability coefficient (K) to 100 or more, the long sheet can be floated more reliably. Moreover, when the air permeability coefficient (K) is less than 100, the surface smoothness of the porous resin layer 3 may have to be extremely increased, which is uneconomical.
  • the air permeability coefficient (K) exceeds 15000, a large volume of compressed air is required, which may increase the installation cost and running cost of the compressed air supply equipment. Further, when the long tape 6 to be levitated is placed on the working surface, which is the surface of the porous resin layer 3, the diffusion of compressed air from the hole under the long tape 6 is greatly hindered, and stability cannot be obtained. . Therefore, it is desirable that the air permeability coefficient (K) is 15000 or less.
  • the air permeability coefficient (K) is more preferably 300 to 10,000, and further preferably 500 to 7000.
  • the air permeability coefficient (K) can be measured as follows. First, compressed air with a constant pressure (MPa) is supplied to the perforated container 1, and the amount of air (mL / min) diffused to the levitation surface, which is the surface of the porous resin layer 3, is measured (manufactured by Horiba Estec) High precision precision membrane flow meter SF-1U). Next, the value of the measured amount of diffused air is divided by the measurement area (cm 2 ) to obtain the air flow rate V (mL / cm 2 ⁇ min) per unit area. Furthermore, the same measurement is performed by changing the pressure P (MPa) of the compressed air supplied to the perforated container 1 in various ways.
  • the value of the air permeability coefficient (K) does not vary so much between different regions of the porous resin layer 3. This is because the long sheet 6 is floated stably with good balance. Therefore, the variation coefficient of the air permeability coefficient is preferably 30% or less, more preferably 15% or less. If the coefficient of variation (C) is more than 30%, the stability of the levitation force may be deteriorated. In particular, when the width of the long tape 6 is narrow, the levitation stability may be lacking.
  • the coefficient of variation (C) can be measured as follows. First, the levitation action surface which is the surface of the porous resin layer 3 can be divided equally into five sections. The air permeability coefficient (K) is measured at one measurement point on behalf of each section, and the average value (Km) and standard deviation ( ⁇ ) of the five measured values in each of the five sections are used, and the following formula (4) Thus, the coefficient of variation (C) of the air permeability coefficient (K) can be calculated.
  • C (%) ( ⁇ / Km) ⁇ 100 (4)
  • a reinforcing film is formed between the porous container 1 and the porous resin layer 3 or in the porous resin layer 3. This is to prevent the phenomenon that the porous resin layer 3 swells away from the perforated container 1 due to the pressure of the pressurized gas.
  • a reinforcing film can be inserted between the porous resin films to be laminated.
  • Reinforcing membrane materials include glass fiber fabrics, carbon fiber fabrics, non-woven fabrics, fabrics made of super engineering plastics such as aramid and Teflon (registered trademark), stainless meshes, and other materials that have strength and rigidity without impairing air permeability. Can be used.
  • the position where the reinforcing membrane is installed may be one closer to the perforated container 1 side, farther from the perforated container 1, or an intermediate position between them, but if it is installed closer to the perforated container 1 side, A function of distributing the pressurized gas to the entire porous resin layer 3 and a buffer function of reducing the pressure can be expected.
  • the thickness of the outermost porous resin film is 100 ⁇ m or more, preferably 150 ⁇ m or more, more preferably 200 ⁇ m or more.
  • porous resin films are bonded to each other or the porous resin layer (film) and the reinforcing film are bonded to each other, it is desirable that the porous resin film (film) is bonded only to a part of the porous resin layer (film). This is because gas permeation is not hindered.
  • fusing using a reinforcing film having air permeability and fusibility the whole surface may be fused.
  • thermosetting resins such as phenol and polyimide
  • these materials cannot be self-bonded, so an adhesive is required, and the holes are clogged by the adhesive. There is a risk of causing. Therefore, in order to utilize such a resin material, it is desirable to perform lamination processing with a porous resin film in a semi-cured (B-stage) state before the resin is completely cured.
  • the surface of the porous resin layer 3 is subjected to an antistatic treatment or a liquid repellent (for example, a liquid repellent polymer) is added for waterproofing and antifouling.
  • a liquid repellent for example, a liquid repellent polymer
  • an antistatic agent containing a quaternary ammonium surfactant, or an antistatic agent containing conductive fine powder such as silicate, carbon nanotube, or carbon nanofiber can be used.
  • a waterproof / antifouling treatment method for example, the surface of the porous resin layer 3 can be coated with a water / oil repellent polymer. By this treatment, various contaminants such as machine oil and water droplets can be prevented from penetrating or being retained in the pores of the porous resin layer 3.
  • liquid repellent refers to a substance that has a property or function of repelling liquid
  • liquid repellent includes “water repellent”, “water repellent”. It includes “oil agent”, “water / oil repellent” and the like.
  • the material of the perforated container 1 There is no restriction
  • the pore structure of the porous ceramic sintered body is determined by the particle size and shape of the fine powder of the raw material and the sintering method, but it is extremely difficult and costly to equalize the pore size and align the pore direction. It takes.
  • a porous resin material that can easily control the pore structure is used. As a result, the distribution and direction of the pores in the thickness direction of the porous resin film become very uniform, and the vector of pressurized gas that diffuses to the surface of the porous resin film is aligned to support the floating object uniformly. Can be levitated.
  • the porous ceramic sintered body has a three-dimensional isotropic pore structure, the pressurized gas is also diffused from the surface (end surface) other than the surface facing the floating object.
  • a thermosetting resin or the like is applied to the end face and cured to seal the end face, which is a very time consuming operation.
  • the porous resin has a soft structure, sealing can be easily performed only by mechanically compressing the end face or heating and compressing it.
  • the porous ceramic sintered body is generally formed of a large bulk material and cut into a necessary shape, or a necessary shape processing is performed by sintering molding using a mold.
  • a necessary shape processing is performed by sintering molding using a mold.
  • FIG. 5 is a diagram showing a usage example of another direction changing apparatus according to the embodiment of the present invention.
  • a direction changing device is configured by arranging a plurality of object levitation members 13 having a columnar perforated container 1 and a porous resin layer 3 covering the hole 2 of the perforated container 1 in parallel.
  • the long sheet 6 is hooked over about half a circumference of the above-mentioned direction changing device, and air is diffused from the surface of the porous resin layer 3 by sending pressurized gas into each of the perforated containers 1 in this state. Since the long sheet 6 is levitated, the long sheet 6 runs smoothly.
  • the object levitation members 13 are arranged in a circular shape, but it is sufficient that a plurality of object levitation members 13 are arranged in parallel (that is, the object levitation members face in the same direction), It may be oval.
  • a porous resin film (not shown) is further detachably provided on the porous resin layer 3. Even if liquid or sticky material adheres to the porous resin film during operation of the direction change device, it is very easy to maintain the direction change device by replacing the porous resin membrane with another porous resin membrane. It is.
  • the material of the porous resin film the same material as the porous resin film in the porous resin layer 3 can be used, and it is most preferable to use a porous PTFE material.
  • FIG. 6 shows an object levitation device derived from the direction changing device of the present invention.
  • the conveyance object 12 can be levitated and conveyed.
  • the transport object 12 is heavy, by setting the perforated container 1 to a prismatic shape, the area where the surface of the porous resin layer 3 and the transport object 12 face each other increases, and the levitation force can be increased.
  • the levitation force can also be increased by reducing the diameter of the perforated container 1 and spreading a large number of it.
  • the object levitation apparatus of the present invention differs from the direction change apparatus of the present invention that changes the traveling direction of the long sheet, but the object to be levitated is different, but a variation of the perforated container 1 and the porous resin layer 3 that can be taken. Since the operational effects that can be enjoyed are the same, detailed description is omitted.
  • the object levitation members 13 are arranged on the same plane, but a plurality of object levitation members 13 may be arranged in parallel, and the object levitation members 13 may be arranged in a curved shape.
  • FIG. 7 shows a test device for the direction changing device in the embodiment of the present invention.
  • the direction changing device 4 and the guide rail 9 are fixed on the test table 5.
  • a long sheet 6 having a fixed bar 8 attached to one end and a weight 7 attached to the other end was hooked on the direction changing device 4 provided with the perforated container 1 and the porous resin layer 3.
  • An adhesive tape was used as the long sheet 6, and the adhesive side of the adhesive tape was directed to the long sheet 6.
  • a compressed gas supply device (for example, a compressor) 11 was connected to the direction changing device 4 by a gas supply hose 10. Pressurized gas fed from the compressed gas supply device 11 was introduced into the direction changing device 4, thereby floating the long sheet 6. In this state, the fixing bar 8 was moved in the horizontal direction along the guide rail 9 to change the direction of the adhesive tape as the long sheet 6 by 90 degrees on the direction changing device 4.
  • Example 1 As the perforated container 1, a stainless steel pipe provided with four holes of 5 mm ⁇ at equal intervals in the circumferential direction was used.
  • the stainless steel pipe had an outer diameter of 34 mm, an inner diameter of 28 mm, and a length of 150 mm. Both ends were welded and sealed with a stainless steel plate having a thickness of 2 mm, and drilled so that the connector of the gas supply hose 10 could be attached to one end.
  • a biaxially stretched porous PTFE film (manufactured by Japan Gore-Tex, film thickness: 125 ⁇ m, apparent density: 0.436) was used.
  • This biaxially stretched porous PTFE film is produced by extruding a paste from PTFE fine powder (trade name: Polyflon F104) manufactured by Daikin Industries, Ltd., and rolling, rolling the lubricant, stretching, and firing. It is.
  • This biaxially stretched porous PTFE film was cut into a size of 250 mm in width and 3 m in length.
  • a woven fabric made of expanded PTFE (manufactured by Japan Gore-Tex Co., Ltd., fiber maintenance: 380 denier, basis weight: 183 g / m 2 ) was used as the reinforcing membrane, and this was cut into a size of 250 mm in width and 1 m in length.
  • the biaxially stretched porous PTFE film prepared as described above and the stretched PTFE woven fabric were stretched so as to have no wrinkles, and the width was aligned and spread.
  • tip part it piled up so that the front-end
  • the stainless steel pipe wound with the biaxially stretched porous PTFE film and the stretched PTFE woven fabric was placed on a jig supported at both ends, placed in an oven, and heat-treated at 340 ° C. About 10 hours later, it was taken out from the oven while being placed on the jig, and cooled to room temperature by natural cooling.
  • Example 2 As the porous resin film, a uniaxially stretched porous PTFE film (manufactured by Japan Gore-Tex, film thickness: 165 ⁇ m, apparent density: 0.564) was used. This uniaxially stretched porous PTFE film was produced by extruding paste from PTFE fine powder (trade name: Polyflon F104) manufactured by Daikin Industries, Ltd., and then passing through roll rolling, lubricant drying, stretching, and firing. It is. This uniaxially stretched porous PTFE film was cut into a size having a width of 250 mm and a length of 4 m.
  • PTFE fine powder trade name: Polyflon F104
  • a stretched PTFE woven fabric (manufactured by Japan Gore-Tex Corporation, elemental fiber maintenance: 380 denier, basis weight: 183 g / m 2 ) is used, and this is cut into a size of 250 mm in width and 50 cm in length. It was.
  • Example 2 Other conditions were the same as in Example 1 to obtain the direction changing device (2).
  • the outer diameter of this direction changing device (2) was 39 mm.
  • Example 3 As the porous resin film, a polypropylene porous film (trade name: NG100, manufactured by Tokuyama Corporation, thickness: 110 ⁇ m) cut to a width of 250 mm and a length of 2 m was prepared.
  • NG100 polypropylene porous film
  • a 300-mesh stainless screen (wire diameter 30 ⁇ m, manufactured by Mesh Co., Ltd.) cut to a width of 150 mm and a length of 2 m was prepared.
  • Example 2 a stainless steel screen was wound concentrically on the same stainless steel pipe as in Example 1, and then a polypropylene porous film was wound concentrically without wrinkles. Further, the same uniaxially stretched porous PTFE film as that used in Example 2 was further wound around 5 times. The uniaxially stretched porous PTFE film was used because it contracted when heat-treated and had an effect of tightening.
  • the stainless steel pipe was placed on the same jig as in Example 1, placed in an oven, and heat-treated at 155 ° C. About 5 hours later, it was removed from the oven while being placed on a jig, and cooled to room temperature by natural cooling.
  • the direction changing device (3) had an outer diameter of 37 mm.
  • the air permeability coefficient (K) and coefficient of variation (C) of the porous resin film in the above direction changing devices (1) to (3) are as shown in Table 1 below.
  • the ventilation coefficient (K) and the coefficient of variation (C) of the porous pipe and the diffuser pipe in the above direction changing devices (4) to (6) are as shown in Table 1 above.
  • the adhesive tape was moved again in the longitudinal direction to confirm whether it could be moved without being affected by the adhesive of the adhesive tape (second time).
  • Table 1 above shows the results of tests performed by changing the pressure of the pressurized gas to 0.05 MPa, 0.1 MPa, 0.2 MPa, and 0.3 MPa.
  • the direction changing devices used are the above six types (1) to (6).
  • Table 1 shows the result of the test (first time) performed in the initial operation of the direction changing device and the result of the test (second time) performed after 1 hour.
  • the evaluation criteria in Table 1 are as follows. ⁇ : The adhesive tape can be moved freely without being affected by the adhesive. (Triangle
  • the pressure of the pressurized gas is set to 0.
  • the pressure was increased to 3 MPa, the pressure was slightly improved, but at a pressure lower than that, the pressure-sensitive adhesive adhered to the direction changing device, and the pressure-sensitive adhesive tape could not be moved.
  • the direction changing devices (1) to (3) using the porous resin film which is an embodiment of the present invention the levitation state of the adhesive tape is good, so that it is not affected by the adhesive, The adhesive tape was able to move very smoothly.

Landscapes

  • Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)
  • Registering, Tensioning, Guiding Webs, And Rollers Therefor (AREA)

Abstract

　方向転換装置（ ４ ） は、孔（ ２ ） を有する柱状の容器（ １ ） と、孔（ ２ ） を覆う多孔質樹脂層（ ３ ） とを有する。容器（ １ ） 内に圧縮空気が供給される。樹脂層（ ３ ） の表面から放散される空気が、装置（ ４ ） に引っ掛けられている長尺シート（ ６ ） を浮揚させる。装置 （ ４ ） は、少量の圧縮空気で安定した浮上力を発生させる。樹脂層（ ３ ） は、ポリテトラフルオロエチレン膜の積層構造を含む。樹脂層（ ３ ） の表面は、帯電防止剤又は撥水撥油剤で処理されている。Ｐ Ｔ Ｆ Ｅ 膜は、Ｐ Ｔ Ｆ Ｅ 織布で補強されている。樹脂層（ ３ ） の厚さは０ ． １ ｍ ｍ ないし２ ０ ｍ ｍ 、樹脂層（ ３ ） の通気係数は１ ０ ０ ｍ Ｌ ／ （ ｃ ｍ ２ ・分・Ｍ Ｐ ａ ） ないし１ ５ ０ ０ ０ ｍ Ｌ ／ （ ｃ ｍ ２ ・分・Ｍ Ｐ ａ ） である。容器（ １ ） は、ステンレスパイプである。

Description

[規則37.2に基づきISAが決定した発明の名称]　長尺シートの方向転換装置及び物体浮揚装置
　本発明は、長尺シートの走行方向を転換（変換）する装置に関するものであり、より詳細には、表面から空気を吹き出す柱状の有孔容器を用い、走行中の長尺シートを浮揚させた状態としながら走行方向を変える方向転換装置に関するものである。
　走行する長尺シートの走行方向を転換させるターンバーと呼ばれる中空柱状の有孔容器が従来から知られている。このターンバーは、有孔容器内部に供給された空気が、有孔容器の孔から長尺シートに向かって吹き出し、有孔容器から長尺シートを浮き上がらせた状態に保ちながら長尺シートを走行させ、有孔容器を転換点として長尺シートの走行方向を変えるものである。
　特許文献１には、走行する長尺シート（長尺状基材）の走行方向を転換する方向転換装置（ターンロール）であって、ターンロール内部の空洞にエアーを供給するエアー供給口と、ターンロール周面に設けられたエアー吹き出し孔を備えたターンロールが記載されている。特許文献１では、エアー吹き出し孔からの吹き出し量をターンロールの幅方向で調整するために、ターンロール内部の空洞をターンロール幅方向に分割する仕切りを設け、かつ仕切りにより分割されたターンロール内部の各空洞にエアー供給量が調節できる独立したエアー供給口を設けることが記載されている。
　特許文献２には、長尺シート（フィルム状物）を流体によって浮揚させつつ搬送する方向転換装置（物体浮揚装置）であって、外部から供給される流体の通路となる流体孔を備えた複数の薄板によって積層面が形成され、積層面の近傍に流体の搬送面が形成され、薄板間には流体孔から搬送面に向かう流体の流路が形成されている積層型の物体浮揚装置が記載されている。
　特許文献３には、走行する長尺シート（フィルム）の走行方向を転換する方向転換装置（フィルム浮揚方向転換装置）であって、フィルム搬送面に複数の気体噴出孔を穿設し、横長の中空体を形成してなり、両軸端を装置本体に固着し、少なくとも一方の軸端の中空体内に圧縮流体を供給する供給管を接続し、フィルム搬送面の気体噴出孔からエアーを吹き出し、非接触状態でフィルムを搬送するものであり、特に、フィルムの浮揚搬送用の搬送ガイドの方向転換部分に配置する方向転換部材の断面形状が半楕円、楕円弧または半円、円弧面の隅角状とした形状で、かつフィルム搬送体の進入側表面と脱離側表面がフィルム搬送方向と平行な直線面を形成したフィルム浮揚方向転換装置が記載されている。また、特許文献３には、方向転換部分の複数の気体噴出孔を備えた薄板の表面のフィルム搬送面に一定間隔を設けて紐状物を巻回して表面に一定ピッチの螺旋状間隙を形成することも記載されている。
特開２００２－１９３５０８号公報 特開２０００－０１６６４８号公報 特開平８－２４５０２８号公報
　上記従来の方向転換装置は、有孔容器の表面から吹き出す空気を長尺シートに高速で当てることによって長尺シートを浮揚させるものである。したがって、特許文献１～３には、基本的には、吹き出す空気の流速を高めるために吹き出し孔の開口面積を小さくする技術内容が記載されている。
　しかしながら、空気の流速を高めることを目的にすると有孔容器内部の気圧を高めるために大掛かりな高圧発生装置を使用することが必要となってしまう。また、空気中には微小パーティクル（ダスト）が含まれているため、高い流速で方向転換装置を使用すると室内の空気の清浄度が低下してしまうという問題があった。さらに、大量の空気が室内に放出されることにより、既に室内に溜まっているダストを巻き上げ、まき散らし、ダスト汚染を拡大するという問題があった。したがって、クリーンルーム等、空気の高清浄度が要求される分野では従来の方向転換装置は適さなかった。
　本発明は、上記のような事情に着目してなされたものであって、有孔容器内の内圧が低くても使用可能であり、かつ有孔容器から放散される空気の量を低減することにより、室内の微小パーティクルの量を低減できる方向転換装置を提供することを目的とするものである。
　本発明者らは、長尺シートを有孔容器の表面から確実に浮かすという課題と、有孔容器から放散される空気の量を減少させるという課題とが相反する中で、これらの課題を同時に解決し得る方向転換装置の実現を目指して鋭意研究を重ねてきた。研究の過程では、方向転換装置に多孔質セラミックス焼結体を用いることも検討したが、多孔質セラミックス焼結体では、長尺シートを確実に浮かそうとすると大容量の圧縮空気が必要となり、圧縮空気の供給設備の設置コストおよびランニングコストが高くなってしまうことが懸念される。また、焼結体の微粒子が空気中に舞い上げられるために空気清浄度の低下を起こしてしまうことも懸念される。さらに研究を進めた結果、有孔容器の孔を覆うようにして多孔質樹脂層を形成することにより、有孔容器内部の気圧を比較的低くしても方向転換装置の表面から長尺シートを確実に浮かすことができるという知見を得た。
　上記課題を解決し得た本発明の長尺シートの方向転換装置は、柱状の有孔容器と、該有孔容器の孔を覆う多孔質樹脂層とを有するものである。
　上記方向転換装置において、前記多孔質樹脂層が多孔質樹脂膜の積層構造を含む形態とすることが推奨される。
　上記方向転換装置において、前記多孔質樹脂層が多孔質樹脂膜の巻回構造を含む形態が推奨される。
　上記方向転換装置において、前記多孔質樹脂層の厚さを０．１～２０ｍｍとすることが好ましい。
　上記方向転換装置において、前記多孔質樹脂層の外面は、少なくとも一部に円柱曲面を有する形態が推奨される。
　上記方向転換装置において、前記多孔質樹脂層の通気係数を１００～１５０００ｍＬ／（ｃｍ２・分・ＭＰａ）とすることが好ましい。
　上記方向転換装置において、前記多孔質樹脂層の通気係数の変動係数を３０％以下とすることが好ましい。
　上記方向転換装置において、前記多孔質樹脂膜を多孔質ポリテトラフルオロエチレン膜とする形態が推奨される。
　上記方向転換装置において、前記有孔容器と前記多孔質樹脂層の間、または、前記多孔質樹脂層中に、補強膜が形成されている形態が推奨される。
　上記方向転換装置において、前記補強膜の一部が前記多孔質樹脂層に固着されている形態が推奨される。
　上記方向転換装置において、前記多孔質樹脂層の表面に撥液剤が添加されている形態が推奨される。
　上記方向転換装置において、前記有孔容器の表面積２０ｃｍ２に対して、内径１ｍｍ以上の穴が１個以上形成されていることが好ましい。
　上記方向転換装置において、前記有孔容器に圧縮気体供給装置が接続されている形態が推奨される。
　上記方向転換装置において、前記有孔容器内に水蒸気発生装置が接続されており食品搬送に用いる形態にて実施することが可能である。
　上記課題を解決し得た本発明の長尺シートの方向転換装置は、柱状の有孔容器と、該有孔容器の孔を覆う多孔質樹脂層とを有する物体浮揚部材を並列に複数並べて構成されるものである。
　上記方向転換装置において、前記多孔質樹脂層上に更に多孔質樹脂膜が着脱可能に設けられている構成とすることが好ましい。
　本発明の物体浮揚装置は、柱状の有孔容器と、該有孔容器の孔を覆う多孔質樹脂層とを有する物体浮揚部材を並列に複数並べて構成されるものである。
　本発明の方向転換装置では、有孔容器の孔を覆うように多孔質樹脂層を形成することにより、有孔容器の内部を比較的低圧としながらも多孔質樹脂層から長尺シートを確実に浮かせることができる。また、方向転換装置から放散する空気量が少ないため、方向転換装置を運転する室内の空気清浄度が向上する。
本発明の実施の形態における方向転換装置の形成過程を示す図である。 本発明の実施の形態における方向転換装置の形成過程を示す図である。 本発明の実施の形態における方向転換装置の斜視図である。 本発明の実施の形態における方向転換装置の使用例を示す図である。 本発明の実施の形態における他の方向転換装置の使用例を示す図である。 本発明の実施の形態における物体搬送装置を示す図である。 本発明の実施例における方向転換装置の試験装置を示す図である。
　以下、図面を用いて本発明の方向転換装置について説明する。図１および２は、本発明の実施の形態における方向転換装置の形成過程を示す図であり、図３は、完成した方向転換装置の斜視図である。まず、図１に示すように中空の柱状をなし、側面に孔２が形成された有孔容器１を準備する。次に、図２に示すように有孔容器１の孔２を覆うようにして多孔質樹脂層３を形成する。これにより、図３に示すように柱状の有孔容器１と、この有孔容器１の孔２を覆う多孔質樹脂層３とを有する方向転換装置が形成される。多孔質樹脂層３は、単層の多孔質樹脂膜で構成してもよいが、多孔質樹脂膜の積層構造（巻回構造を含む）とすることにより、後述する好ましい厚みを確保することができる。
　本発明の実施の形態における方向転換装置の有孔容器１の内部に加圧気体を送り込むと、加圧気体が孔２を通り抜け、さらに多孔質樹脂層３を通過して方向転換装置外に放散される。この際の多孔質樹脂層３表面の気流状態や気圧分布については完全には解明できていないが、非常に細かな気流が多孔質樹脂層３の垂直方向だけでなく様々な方向に等方的に発生していると考えられる。従来の方向転換装置の如くの高速多量の気流発生は認められないが、多孔質樹脂層３の表面付近では、非常に滑らかな物体浮揚力が働いている。
　このような多孔質樹脂材料の特質は、本発明者らが同時に検討を進めてきた多孔質セラミックス焼結体等では見られなかった。
　図４は、本発明の実施の形態における方向転換装置の使用例を示す図である。図４において、上記の方向転換装置の半周にわたって長尺シート（例えば物品の搬送ベルトとして用いられるもの）を引っ掛け、その状態で有孔容器１の内部に加圧気体を送り込むことにより多孔質樹脂層３の表面から空気が放散し、これにより長尺シートが浮揚するので長尺シートが滑らかに走行する。
　多孔質樹脂層３を構成する材料としては、ポリエチレン、ポリプロピレンなどのポリオレフィン類、ポリ塩化ビニル、ポリアミド、ポリカーボネート、ポリフェニレンエーテル、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリウレタン等、それらの混合物、積層物など様々な樹脂製の多孔性フィルムが使用できる。特に、超高分子量のオレフィン類やポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）は溶融粘度が高いため、多孔質樹脂層３の作製後に多少の熱が加えられても孔の形態が大きく変化しないので好適である。
　なかでも、ポリテトラフルオロエチレンは溶融粘度が大きく、耐熱性も高く、かつ発ガス・発塵量が少ないため、方向転換装置をクリーンルーム等の用途に用いる場合はより好適である。また、ポリテトラフルオロエチレンは表面の離型性に優れているため、長尺シートの走行中に停電等の影響で有孔容器１内部への加圧気体の送給が停止したとしても、多孔質樹脂層３と長尺シートとが接触しながらも比較的滑らかに摺滑する。そのため、装置系全体の急な停止による長尺シートの損傷を最小限に抑えることができる。したがって、多孔質樹脂層３を構成する材料としてポリテトラフルオロエチレンを用いることは、加圧気体の送給状態であっても非送給状態であっても非常に有利な効果をもたらす。
　また、多孔質樹脂層３の材料としてＰＴＦＥを用いれば、マイナス１００℃の極低温から２６０℃の高温までの温度範囲で方向転換装置を使用することができる。熱容量の高い加熱水蒸気を有孔容器１内に送給するための蒸気発生装置を接続することにより、食品を調理しながら搬送することも可能である。
　多孔質樹脂層３を構成する多孔質樹脂膜は、相分離法で多孔構造とした膜、造孔剤で多孔構造とした膜、延伸加工で多孔構造とした膜などを用いることができる。造孔剤を使用する場合、造孔剤であるフィラーの含有量が多いと、孔径分布が広くなってしまうこと、及び、フィラーの脱落が起こりやすくなることから、フィラーの含有率は５０質量％以下とすることが望ましい。
　多孔質樹脂膜を、ポリテトラフルオロエチレン材料を用いて延伸加工で形成する場合は、ＰＴＦＥファインパウダーと潤滑剤の混合物を押し出し成型体（ペースト成型体）とし、潤滑剤を除去した後に延伸することにより得ることができる。延伸に供するペースト成型体は、未焼成体、半未焼成体、焼成体のいずれも利用が可能であるが、自己融着性が良好な未焼成体を用いたものがより好ましい。延伸方法としては、ＰＴＦＥの融点以下で行う１軸延伸、２軸同時延伸、逐次２軸延伸のいずれも適用が可能である。詳細には、特公昭５６－４５７７３号公報、特公昭５６－１７２１６号公報、特公昭５３－５５３７８号公報、特公昭５５－５５３７９号公報、特開昭５９－１０９５３４号公報、特開昭６１－２０７４４６号公報等に記載された方法が参考になる。
　多孔質樹脂膜の空孔率は、例えば、４０％以上（好ましくは６０％以上、より好ましくは７０％以上）、９５％以下（好ましくは９３％以下、より好ましくは９０％以下）とすることが推奨される。多孔質樹脂膜の空孔率は、延伸倍率によって適宜調整することができる。上記のような空孔率が推奨されるのは、空孔率が低すぎると多孔質樹脂層３の通気抵抗が高くなり、長尺シートを浮揚させるために高圧の加圧気体が必要となってしまうからである。一方、空孔率の上限に特に制限は無いが、高すぎると有孔容器１の個々の孔２からの気流を多孔質樹脂層３で均一化しきれないため上記範囲が推奨される。
　多孔質樹脂膜の空孔率は、多孔質フッ素樹脂膜の質量Ｗと、空孔部を含む見かけの体積Ｖとを測定することによって求まる見かけ密度Ｄ２（Ｄ２＝Ｗ／Ｖ：単位はｇ／ｃｍ３）と、全く空孔が形成されていないときの真密度（ＰＴＦＥの場合２．２ｇ／ｃｍ３）を用い、下記式（１）に基づいて算出できる。なお、体積Ｖを算出する際の厚みは、ダイヤルシックネスゲージで測定（テクロック社製「ＳＭ－１２０１」を用い、本体バネ荷重以外の荷重をかけない状態で測定）した平均厚みとすることができる。
　空孔率（％）＝［（２．２－Ｄ２）／２．２）］×１００　　　（１）
　多孔質樹脂膜の１枚の厚みは特に限定されないが、多孔質樹脂層３の総厚（単層の場合は１枚の厚さであり、複数枚積層した場合には合計厚さを指す）は、例えば、０．１ｍｍ以上、好ましくは０．４ｍｍ以上、さらに好ましくは１ｍｍ以上とする。多孔質樹脂層３の総厚が小さすぎると、加圧気体の圧力により、多孔質樹脂層３が有孔容器１から離れて外側に膨れてしまう現象が起こるためである。また、有孔容器１の個々の孔２からの気流を均一化しきれない。なお、多孔質樹脂膜の孔径は０．２～１０μｍ程度、好ましくは０．２～５μｍ程度である。
　一方、多孔質樹脂層３の総厚が大きくなりすぎると多孔質樹脂層３の側面方向への加圧気体の漏れを止めるのが困難になる。また、多孔質樹脂層３の通気抵抗が高くなることにより長尺シートを浮揚させるために非常に高圧の加圧気体が必要となってしまう。そのため、多孔質樹脂層３の総厚は、例えば、２０ｍｍ以下、好ましくは１５ｍｍ以下、さらに好ましくは１０ｍｍ以下とする。
　多孔質樹脂膜の積層形態としては、例えば複数枚の多孔質樹脂膜を有孔容器１に同心円状に巻き付けることができる。特に、複数積層した多孔質樹脂膜のうち、有孔容器１側に近いものほど空孔率が高いものを用いることが好ましい。空孔率が低い多孔質樹脂膜は、空気の均一な放散に有効である一方で空気中のダストによる目詰まりを起こしやすく長期間の安定駆動性に欠ける場合がある。したがって、方向転換装置の有孔容器１側に、目詰まりを起こしにくい空孔率の高いものを用い、方向転換装置の表側に、空気の均一な放散に有効である空孔率の低いものを用いることが有効である。例えば、有孔容器１側に最も近い側の多孔質樹脂膜の空孔率を、方向転換装置の最表面側の多孔質樹脂膜の空孔率の１．５倍以上、より好ましくは２倍以上、さらに好ましくは３倍以上とする。
　多孔質樹脂膜の他の積層形態としては、有孔容器１に１枚の多孔質樹脂膜を巻回する形態が考えられる。巻回の場合、多孔質樹脂膜を有孔容器１に巻回した後に多孔質樹脂膜を加熱収縮させることにより、多孔質樹脂膜が有孔容器１に強固に固定されるので好ましい。長尺シート６を浮揚させるにあたっては、多孔質樹脂層３の表面近傍は重要な部分であるため、この部分は何も配置しない空間として確保しておく必要がある。そのため、多孔質樹脂層３よりも外側に何らかの器具を用いて多孔質樹脂層３を固定することは望ましくない。したがって、上記の巻回による積層は、多孔質樹脂膜の加熱収縮を利用した固定手段として有効であり、本発明の方向転換装置の形態として非常に好ましい。巻回の好ましい周回数は、例えば、有孔容器１の２周以上、より好ましくは５周以上、さらに好ましくは７周以上である。周回数の上限は特にないが、方向転換装置の製造効率の点からみて、例えば、１００周以下、好ましくは５０周以下とする。
　多孔質樹脂膜の積層に際しては層間に存在する空気を抜くため、方向転換装置を加熱処理前に真空処理することが有効である。必要があれば多孔質樹脂膜の層間接着に熱可塑性樹脂の微粉末やエポキシ樹脂などの熱硬化性樹脂等の接着剤を使用することも可能である。接着剤は、単に多孔質樹脂膜の表面に塗布する手法だけでなく、例えば多孔質樹脂膜の孔部分に熱硬化性樹脂の接着剤を含浸し乾燥させることにより半硬化（Ｂステージ化）させ、これを積層し加熱処理する手法を採用することも可能である。
　多孔質樹脂層３の通気係数（Ｋ：通気抵抗を示す指標。単位はｍＬ／（ｃｍ２・分・ＭＰａ）。以下、単位の表示は省略することがある。）は、１００～１５０００とすることが望ましい。通気係数（Ｋ）を１００以上とすることにより、長尺シートをいっそう確実に浮揚させることができるためである。また、通気係数（Ｋ）が１００未満である場合には、多孔質樹脂層３の表面平滑度を非常に高めなければならない場合があり、不経済である。
　一方、通気係数（Ｋ）を１５０００超にすると、大容量の圧縮空気が必要となり、圧縮空気の供給設備の設置コストおよびランニングコストが高くなってしまう恐れがある。また、多孔質樹脂層３の表面である作用面に浮揚対象の長尺テープ６を置いたとき、長尺テープ６の下の孔から圧縮空気の放散が大きく妨げられ、安定性が得られなくなる。したがって、通気係数（Ｋ）を１５０００以下とすることが望ましい。通気係数（Ｋ）は、より好ましくは３００～１００００、さらに好ましくは５００～７０００とする。
　通気係数（Ｋ）は、次のようにして測定することができる。まず、有孔容器１に一定圧力（ＭＰａ）の圧縮空気を供給し、多孔質樹脂層３の表面である浮揚作用面に放散される空気量（ｍＬ／分）を測定する（堀場エステック社製の高精度精密膜流量計ＳＦ－１Ｕを用いる）。次に、測定された放散空気量の値を測定面積（ｃｍ２）で除して単位面積当たりの通気量Ｖ（ｍＬ／ｃｍ２・分）を求める。さらに、有孔容器１に供給する圧縮空気の圧力Ｐ（ＭＰａ）を種々変化させて同様の測定を行う。そして、供給圧力（Ｐ）を横軸、通気量（Ｖ）を縦軸としたグラフに各測定値をプロットし、得られた直線の傾きを通気係数（Ｋ）とする。すなわち、次の各式（２）および（３）が得られ、通気係数（Ｋ）を特定することができる。
　Ｖ（ｍＬ／ｃｍ２・分）＝ＫＰ　　　　　　　　・・・（２）
　Ｋ（ｍＬ／（ｃｍ２・分・ＭＰａ））＝Ｖ／Ｐ　・・・（３）
　通気係数（Ｋ）の値は、多孔質樹脂層３の異なる領域間であまりばらつかないことが望ましい。長尺シート６をバランス良く安定して浮揚させるためである。そのため、通気係数の変動係数を好ましくは３０％以下、より好ましくは１５％以下とする。変動係数（Ｃ）が３０％超の場合、浮揚力の安定性が悪くなる恐れがあり、特に長尺テープ６の幅が狭い場合に浮揚の安定性に欠けたものとなる可能性がある。
　変動係数（Ｃ）は、次のようにして測定することができる。まず、多孔質樹脂層３の表面である浮揚作用面を等分に５区画に分けける。各区画を代表して１点の測定点について通気係数（Ｋ）を測定し、各５区画の５測定値の平均値（Ｋｍ）と標準偏差（σ）の値を用い、下記式（４）に従い通気係数（Ｋ）の変動係数（Ｃ）を計算することができる。
　Ｃ（％）＝（σ／Ｋｍ）・１００　　・・・（４）
　有孔容器１と多孔質樹脂層３の間、または、多孔質樹脂層３中に、補強膜が形成されていることが好ましい。多孔質樹脂層３が加圧気体の圧力により有孔容器１から離れて外側に膨れてしまう現象を防止するためである。例えば、積層する多孔質樹脂膜の間に補強膜を入れることができる。補強膜の材料としては、ガラス繊維織物、炭素繊維織物、不織布、アラミドやテフロン（登録商標）などのスーパーエンプラ繊維製の織物、ステンレスメッシュなど、通気性を損なわず、強度・剛性を有する材料を用いることができる。補強膜を設置する位置は、有孔容器１側に近い方、有孔容器１から遠い方、或いはその中間の位置のいずれでもよいが、有孔容器１側に近い方に設置すれば、加圧気体を多孔質樹脂層３の全体に分配する機能と圧力を軽減する緩衝機能を期待することができる。有孔容器１から遠い方に設置する場合は、多孔質樹脂層３の表面に補強膜の凹凸の影響が出るのを防止するため（すなわち多孔質樹脂層３の表面から放散される加圧気体の層流性を乱さないため）、最外層の多孔質樹脂膜の厚さは１００μｍ以上、好ましくは１５０μｍ以上、より好ましくは２００μｍ以上とする。
　多孔質樹脂膜同士の接着、或いは、多孔質樹脂層（膜）と補強膜との接着を行う場合は、多孔質樹脂層（膜）の一部においてのみ接着されることが望ましい。気体の透過を阻害しないためである。通気性と融着性のある補強膜を用いて融着する場合は、全面融着してもよい。
　なお、補強膜の材料としてフェノールやポリイミド等の熱硬化性樹脂を用いることも可能であるが、これらの材料は自己融着加工ができないことから接着剤が必要となり、接着剤による孔の目詰まりを起こすおそれがある。そのため、このような樹脂材料を利用するには、樹脂を完全硬化させる前の半硬化（Ｂステージ化）の状態で多孔質樹脂膜との積層加工を行うのが望ましい。
　多孔質樹脂層３の表面には、帯電防止処理をすること、或いは、防水防汚のために撥液剤（例えば撥液性ポリマー）を添加することが好ましい。帯電防止処理の方法としては、例えば、第４級アンモニウム系界面活性剤を含む帯電防止剤、シリケートやカーボンナノチューブやカーボンナノファイバー等の導電性微粉末を含む帯電防止剤で処理することができる。防水防汚処理の方法としては、例えば、多孔質樹脂層３の表面を撥水撥油性ポリマーで被覆しておくことができる。この処理により、機械油、水滴などの様々な汚染物が、多孔質樹脂層３の細孔内に浸透若しくは保持されるのを防止できる。これらの汚染物質は、多孔質樹脂層３の通気特性を低下させる原因となる。なお、特許請求の範囲及び本明細書において「撥液剤」とは、液体をはじく性質乃至は機能を有する物質を指すものであるとし、「撥液剤」には、「撥水剤」、「撥油剤」、「撥水撥油剤」等を含むものとする。
　有孔容器１の材料には特に制限はなく、ステンレス材、樹脂材のものを使用することができる。有孔容器１の表面には、表面積２０ｃｍ２に対して、内径１ｍｍ以上の穴を１個以上形成することが望ましい。
　なお、本発明者らは上記のように多孔質樹脂材料との対比において多孔質セラミックス焼結体についても同時に検討を進めてきたので、これによる知見を念のため記しておく。多孔質セラミックス焼結体の孔構造は、原料の微粉末の粒径と形状及び焼結方法によって決定されるが、孔のサイズを均一化すること、孔の方向を揃えることは極めて困難でコストがかかる。本発明では、孔構造を制御しやすい多孔質樹脂材料を使用するものである。このことにより、多孔質樹脂膜の厚さ方向の孔の分布や方向が非常に均一となるため、多孔質樹脂膜の表面に放散する加圧気体のベクトルが揃い、浮揚対象物を均一に支えて浮揚させることが可能である。すなわち、ミクロン単位、サブミクロン単位の孔径の孔が均一にかつ方向が揃って高密度に分布しているので静圧特性に優れた気体層流を低圧の加圧気体より得ることができる。これに対して多孔質セラミックス焼結体は、孔構造が立体的に等方性であるので浮揚対象物に対向する面以外の面（端面）からも加圧気体が放散されてしまう。例えば、端面に熱硬化性樹脂等を塗布し硬化させて、端面を封止するがこれは非常に時間のかかる作業である。本発明の場合、多孔質樹脂が柔らかい構造のものであるため、端面を機械的に圧縮する又は加熱圧縮するだけで封止を容易に行うことができる。また、多孔質セラミックス焼結体は、一般に大きなバルク物で形成し、必要な形状に切削加工するか、或いは、金型による焼結加工成型で必要な形状加工されるが、切削工程或いは金型作成工程により製造工程が複雑化してしまうというデメリットがある。この点、本発明の方向転換装置は製造が容易であることもメリットの一つである。
　図５は、本発明の実施の形態における他の方向転換装置の使用例を示す図である。図５において、柱状の有孔容器１と、この有孔容器１の孔２を覆う多孔質樹脂層３とを有する物体浮揚部材１３を並列に複数並べて方向転換装置が構成されている。上記の方向転換装置の約半周にわたって長尺シート６を引っ掛け、その状態で各々の有孔容器１の内部に加圧気体を送り込むことにより多孔質樹脂層３の表面から空気が放散し、これにより長尺シート６が浮揚するので長尺シート６が滑らかに走行する。
　図５の例では、物体浮揚部材１３は円形状に並べられているが、複数の物体浮揚部材１３が並列に（すなわち物体浮揚部材が同一の方向に向くように）並べられていればよく、楕円状等であってもよい。
　以上説明した本発明の実施の形態における方向転換装置において、多孔質樹脂層３上に更に多孔質樹脂膜（図示せず）が着脱可能に設けられている構成とすることが好ましい。方向転換装置の運転中に多孔質樹脂膜に液体や粘着物等が付着した場合でも多孔質樹脂膜を別の多孔質樹脂膜に取り換えることにより、方向転換装置のメンテナンスが非常に容易になるためである。多孔質樹脂膜の材料としては、多孔質樹脂層３中の多孔質樹脂膜と同様のものを用いることができ、多孔質ＰＴＦＥ材料を用いることが最も好ましい。
　図６は、本発明の方向転換装置から派生して考案した物体浮揚装置を示すものである。図６に示すように、有孔容器１の表面に多孔質樹脂層３を設けた物体浮揚部材１３を並列に並べることにより、搬送物体１２を浮揚させて搬送することができる。搬送物体１２が重い場合には、有孔容器１を角柱形状とすることにより、多孔質樹脂層３の表面と搬送物体１２とが対向する面積が増え、浮揚力を増すことができる。また、有孔容器１の径を小さくして多数敷き詰めることによっても浮揚力を増すことができる。本発明の物体浮揚装置は、長尺シートの走行方向を転換させる本発明の方向転換装置とは、浮揚対象物が異なるものであるが、採り得る有孔容器１と多孔質樹脂層３のバリエーションや享受できる作用効果は同じであるので詳細な説明は省略する。
　図６の例では、物体浮揚部材１３は同一平面上に並べられているが、複数の物体浮揚部材１３が並列に並べていればよく、物体浮揚部材１３が曲面状に並べていてもよい。
　以下、実施例、参考例を挙げて本発明の実施例における方向転換装置を説明する。もちろん、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
１．評価装置
　図７は、本発明の実施例における方向転換装置の試験装置を示すである。図７において、試験台５上には方向転換装置４とガイドレール９が固定されている。有孔容器１と多孔質樹脂層３を備えた方向転換装置４には、一端部に固定バー８、他端部に錘７が取り付けられた長尺シート６を引っ掛けた。長尺シート６として粘着テープを使用し、粘着テープの粘着剤側を長尺シート６に向けた。方向転換装置４には気体送給ホース１０により圧縮気体供給装置（例えばコンプレッサー）１１を接続した。圧縮気体供給装置１１から送給される加圧気体を方向転換装置４に導入し、これによって長尺シート６を浮揚させた。この状態で固定バー８をガイドレール９に沿って水平方向に動かすことにより長尺シート６である粘着テープを方向転換装置４上で９０度方向転換させた。
（実施例１）
　有孔容器１として、ステンレスパイプの中央部に５ｍｍφの穴を円周方向に等間隔に４個設けたものを用いた。ステンレスパイプは、外径３４ｍｍ、内径２８ｍｍ、長さ１５０ｍｍであり、両端を厚さ２ｍｍのステンレス板で溶接封止し、片端に気体送給ホース１０のコネクターを取り付けられるように穴開け加工した。
　多孔質樹脂膜として、２軸延伸多孔質ＰＴＦＥフィルム（ジャパンゴアテックス社製、フィルム厚さ：１２５μｍ、見掛け密度：０．４３６）を用いた。この２軸延伸多孔質ＰＴＦＥフィルムは、ダイキン工業株式会社製のＰＴＦＥファインパウダー（商品名：ポリフロンＦ１０４）からペースト押し出し、ロール圧延、潤滑剤乾燥、延伸、焼成の各工程を経ることにより製造したものである。この２軸延伸多孔質ＰＴＦＥフィルムを幅２５０ｍｍ、長さ３ｍのサイズにカットして用いた。
　補強膜として、延伸ＰＴＦＥ製の織り布（ジャパンゴアテックス社製、素線　維度：３８０デニール、坪量：１８３ｇ／ｍ２）を用い、これを幅２５０ｍｍ、長さ１ｍのサイズにカットした。
　ガラス板上に、上記のように用意した２軸延伸多孔質ＰＴＦＥフィルムと延伸ＰＴＦＥ製の織り布を皺の無いように伸ばしながら幅を揃えて重ねて拡げた。なお、先端部では、延伸ＰＴＦＥ製の織り布の先端部よりもさらに１０ｃｍ先に２軸延伸多孔質ＰＴＦＥフィルムの先端部が配置されるように重ねた。
　拡げた２軸延伸多孔質ＰＴＦＥフィルムと延伸ＰＴＦＥ製の織り布の先頭部の２軸延伸多孔質ＰＴＦＥフィルムの上に上記のステンレスパイプを置き、たるみや皺が発生しないように張力をかけながら、先端部の２軸延伸多孔質ＰＴＦＥフィルムをステンレスパイプ側（最内層側）にしてステンレスパイプに同心円状に巻きつけた。
　この２軸延伸多孔質ＰＴＦＥフィルムと延伸ＰＴＦＥ製の織り布が巻きつけられたステンレスパイプを両端部で支持する冶具に載せてオーブンに入れて、３４０℃で加熱処理した。約１０時間後に冶具に載せたままオーブンから取り出し、自然放冷により室温まで冷却した。
　次いで、ステンレスパイプの両端部からはみだしている２軸延伸多孔質ＰＴＦＥフィルムと延伸ＰＴＦＥ製の織り布をカッターナイフで切り落として幅を１５０ｍｍ（ステンレスパイプの長さと同じ）とした。さらにステンレスパイプの両端部をステンレス製のホースバンド（株式会社トヨックス製、商品名エスカルゴ）で締め付けた。以上の方法により、２軸延伸多孔質ＰＴＦＥフィルムと延伸ＰＴＦＥ製の織り布が巻きつけられた方向転換装置（１）を得た。なお、この方向転換装置（１）の最外径は４２ｍｍであった。
（実施例２）
　多孔質樹脂膜として、１軸延伸多孔質ＰＴＦＥフィルム（ジャパンゴアテックス社製、フィルム厚さ：１６５μｍ、見掛け密度：０．５６４）を用いた。この１軸延伸多孔質ＰＴＦＥフィルムは、ダイキン工業株式会社製のＰＴＦＥファインパウダー（商品名：ポリフロンＦ１０４）からペースト押し出し、ロール圧延、潤滑剤乾燥、延伸、焼成の各工程を経ることにより製造したものである。この１軸延伸多孔質ＰＴＦＥフィルムを幅２５０ｍｍ、長さ４ｍのサイズにカットした。
　補強膜として、延伸ＰＴＦＥ製の織り布（ジャパンゴアテックス社製、素線　維度：３８０デニール、坪量：１８３ｇ／ｍ２）を用い、これを幅２５０ｍｍ、長さ５０ｃｍのサイズにカットして用いた。
　その他の条件は実施例１と同様にして方向転換装置（２）を得た。この方向転換装置（２）の外径は３９ｍｍであった。
（実施例３）
　多孔質樹脂膜として、ポリプロピレンの多孔質膜（商品名：ＮＧ１００、株式会社トクヤマ製、厚さ：１１０μｍ）を幅２５０ｍｍ、長さ２ｍにカットしたものを用意した。
　補強膜として、３００メッシュのステンレススクリーン（素線径３０μｍ、株式会社メッシュ製）を幅１５０ｍｍ、長さ２ｍにカットしたものを用意した。
　実施例１と同じステンレスパイプ上に、最初にステンレススクリーンを同心円状に巻き、次いでポリプロピレンの多孔質膜を同心円状に、しわなく巻きつけた。その上に、さらに実施例２で用いたものと同じ１軸延伸多孔質ＰＴＦＥフィルムを５周巻きつけた。１軸延伸多孔質ＰＴＦＥフィルムは、加熱処理したときに収縮し、巻き締まりの効果があるために用いた。
　ステンレスパイプを実施例１と同様の冶具に載せてオーブンに入れ、１５５℃で加熱処理した。約５時間後に冶具に載せたままオーブンから取り出し、自然放冷により室温まで冷却した。
　その後は、実施例１と同様の処理をして方向転換装置（３）を得た。この方向転換装置（３）の外径は３７ｍｍであった。
　以上の方向転換装置（１）～（３）における多孔質樹脂膜の通気係数（Ｋ）およびその変動係数（Ｃ）は、下記表１に示す通りのものである。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
（参考例１）
　市販の超高分子量ポリエチレン製の多孔質パイプ（内径：３０ｍｍ、外径：４０ｍｍ、肉厚：５ｍｍ、長さ：１５０ｍｍ、平均気孔径：５μｍ、株式会社染谷製作所製）をそのまま方向転換装置（４）とした。
（参考例２）
　市販の超高分子量ポリエチレン製の多孔質パイプ（内径：３０ｍｍ、外径：４０ｍｍ、肉厚：５ｍｍ、長さ：１５０ｍｍ、平均気孔径：１５μｍ、株式会社染谷製作所製）をそのまま方向転換装置（５）とした。
（参考例３）
　市販の多孔質セラミック製散気管（商品名：エアーストーンＮＲ－Ｓ３０４、株式会社イワキポンプ製）をそのまま方向転換装置（６）とした。
　以上の方向転換装置（４）～（６）における多孔質パイプや散気管の通気係数（Ｋ）およびその変動係数（Ｃ）は、上記表１に示す通りのものである。
２．評価方法
　図７に示した試験装置に、方向転換装置（１）～（６）を取り付けて粘着テープの走行方向の転換試験を行った。粘着テープ（商品名：Ｎｏ３７０５スーパー、幅：５ｃｍ、日東電工株式会社製）に５００ｇの錘７をぶらさげることにより１００ｇ／ｃｍの荷重をかけた。粘着剤面を方向転換装置に対向させて、９０度の方向転換の状態にて方向転換装置上で粘着テープを長手方向に往復させ（図７）、粘着テープの粘着剤の影響を受けずに動かせるかどうかを確認した（１回目）。
　さらに、この状態で１時間放置したあと、再度粘着テープを長手方向に動かして粘着テープの粘着剤の影響を受けずに動かせるかどうかを確認した（２回目）。
　上記表１は、加圧気体の圧力を０．０５ＭＰａ、０．１ＭＰａ、０．２ＭＰａ、０．３ＭＰａに変更して行った試験の結果を示すものである。使用した方向転換装置は、上記（１）～（６）の６種類である。表１には、方向転換装置の動作初期に行った試験（１回目）の結果と、１時間後に行った試験（２回目）の結果を示す。
　表１の評価基準は以下の通りである。
　○：粘着剤の影響を受けず、粘着テープを自由に動かせる。
　△：粘着剤が影響し、所々に引っ掛かりがある。
　×：粘着剤が方向転換装置に粘着し、粘着テープを動かせない。
　表１の試験結果から分かるように、超高分子量ポリエチレン製の多孔質パイプや多孔質セラミック製の多孔質パイプを用いた方向転換装置（４）～（６）では、加圧気体の圧力を０．３ＭＰａまで上昇させた場合にはやや改善するものの、それよりも低い圧力では粘着剤が方向転換装置に粘着し、粘着テープを動かせなかった。これに対して、本発明の実施例である多孔質樹脂膜を用いた方向転換装置（１）～（３）では、粘着テープの浮揚状態が良好であるため、粘着剤の影響を受けず、粘着テープを非常に滑らかに動かすことができた。
　１　有孔容器
　２　孔
　３　多孔質樹脂膜
　４　方向転換装置
　５　試験台
　６　長尺シート
　７　錘
　８　固定バー
　９　ガイドレール
　１０　気体送給ホース
　１１　圧縮気体供給装置
　１２　搬送物体
　１３　物体浮揚部材

Claims (17)

  1. 　柱状の有孔容器と、該有孔容器の孔を覆う多孔質樹脂層とを有することを特徴とする長尺シートの方向転換装置。
  2. 　前記多孔質樹脂層が多孔質樹脂膜の積層構造を含む請求項１に記載の方向転換装置。
  3. 　前記多孔質樹脂層が多孔質樹脂膜の巻回構造を含む請求項１または２に記載の方向転換装置。
  4. 　前記多孔質樹脂層の厚さが０．１～２０ｍｍである請求項１～３のいずれかに記載の方向転換装置。
  5. 　前記多孔質樹脂層の外面は、少なくとも一部に円柱曲面を有する請求項１～４のいずれかに記載の方向転換装置。
  6. 　前記多孔質樹脂層の通気係数が１００～１５０００ｍＬ／（ｃｍ２・分・ＭＰａ）である請求項１～５のいずれかに記載の方向転換装置。
  7. 　前記多孔質樹脂層の通気係数の変動係数が３０％以下である請求項６に記載の方向転換装置。
  8. 　前記多孔質樹脂膜が多孔質ポリテトラフルオロエチレン膜である請求項２～７のいずれかに記載の方向転換装置。
  9. 　前記有孔容器と前記多孔質樹脂層の間、または、前記多孔質樹脂層中に、補強膜が形成されている請求項１～８のいずれかに記載の方向転換装置。
  10. 　前記補強膜の一部が前記多孔質樹脂層に固着されている請求項９に記載の方向転換装置。
  11. 　前記多孔質樹脂層の表面に撥液剤が添加されている請求項１～１０のいずれかに記載の方向転換装置。
  12. 　前記有孔容器の表面積２０ｃｍ２に対して、内径１ｍｍ以上の穴が１個以上形成されている請求項１～１１のいずれかに記載の方向転換装置。
  13. 　前記有孔容器に圧縮気体供給装置が接続されている請求項１～１２のいずれかに記載の方向転換装置。
  14. 　前記有孔容器に水蒸気発生装置が接続されており食品搬送に用いる請求項１～１３のいずれかに記載の方向転換装置。
  15. 　柱状の有孔容器と、該有孔容器の孔を覆う多孔質樹脂層とを有する物体浮揚部材を並列に複数並べて構成される長尺シートの方向転換装置。
  16. 　前記多孔質樹脂層上に更に多孔質樹脂膜が着脱可能に設けられている請求項１～１５のいずれかに記載の方向転換装置。
  17. 　柱状の有孔容器と、該有孔容器の孔を覆う多孔質樹脂層とを有する物体浮揚部材を並列に複数並べて構成される物体浮揚装置。
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