(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
弾性を有するポリビニルアセタール系多孔質体により構成されて表面に配設された多数の突起の頂部が仮想平面を形成して洗浄に用いる面を形成しており、前記洗浄に用いる面を被洗浄体の被洗浄面に接触せしめ、且つ、回転して洗浄を施す洗浄用ローラにおいて、
前記突起の形状が長円形をなし、円周方向の幅と長さの比が幅１に対して長さが２以上であって、前記突起を複数の列状と成し、前記突起の列において、一つの列の突起間の隙間を、回転方向で次の列の突起が補完していて、前記突起の幅が、当該洗浄用ローラの直径に対して１／１０から１／２０の比率で、高さが幅１に対し１以下の比率で形成されていることを特徴とする洗浄用ローラ。
【請求項２】
前記ポリビニルアセタール系多孔質体が、気孔率８０〜９５％、平均気孔径６０〜４００μ、および湿潤状態での３０％圧縮応力が１５〜１５０ｇ／ｃｍ2 である請求項１記載の洗浄用ローラ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、被洗浄体の表面を損傷すること無く、効果の高い洗浄が可能であり、しかも長時間の使用に安定した洗浄効果が発揮できる、ライフの長い洗浄用ローラに関する。
【０００２】
【従来の技術】
金属、ガラス、プラスチック等においてその表面を極めて精度の高い面、所謂鏡面仕上げに仕上げる為に、旋盤、砥石、あるいは遊離砥粒を用いて段階的に高精度に仕上げていく場合、各段階における切削屑、研磨屑、砥石あるいは空気中又は研磨液中の塵埃、夾雑物が次工程に至るまでの残留粒子類を各段階毎に完全に除去する必要がある。
【０００３】
従来これ等の付着物の洗浄除去には細い棒状の中芯の周囲に合成繊維、例えばナイロンのモノフィラメントを多数植毛した洗浄用ブラシローラや外周にスェード調合成皮革を貼付した円筒状ローラを用い、洗浄用の液体、例えば水、洗剤を含んだ水、あるいは有機溶剤等を連続的に供給しつつ、該ローラを回転させて被洗浄体の表面を擦過し付着物を除去する方法がとられていた。しかしこれ等従来のローラは親水性に乏しい上に剛性が強く、これ等を回転させて被洗浄体の表面を擦過した場合、その毛先や脱落物が被洗浄体を損傷したり汚染したりする欠点を有し、洗浄効果も不十分で残留粒子を完全に除去する能力に欠けていた。
【０００４】
そこで発明者等は、親水性及び柔軟性に富み、擦過する際に被洗浄体に与える損傷が極めて少なく且つ優れた洗浄効果を有するものとして、ポリビニルアセタール系（以下ＰＶＡｔと略記する）多孔質体を素材とし、その表面に突起を多数設けた洗浄用ローラを考案し、これを用いる洗浄方法を既に提案している。またその後、洗浄面である突起をスパイラル状に配列することにより、より洗浄効果の高い改善案についても提案されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
前記従来の方法でも、一般的な洗浄分野における洗浄材料については十分に機能するものであったが、近年、シリコンウェハー等の製造工程において高洗浄度を要求される洗浄分野における洗浄材料としては、洗浄の均一性を解決する手段としては、十分といえるものではなかった。
【０００６】
前記従来の方法では、突起の形状が円柱状であるがために、ローラを回転させて被洗浄体の表面を擦過した時に、突起が回転方向とは異なる方向にはねて洗浄残しが生じてしまうということが起こり、そのため、被洗浄体の表面に極めて微量な斑模様が発生することがあった。また、この問題を解決するためにローラーの長さ方向に溝を切ったものも考案したが、今度は被洗浄体の表面を擦過した時に、粒子を払う力にムラが出来てしまいかえって洗浄能力を低下させることになった。
【０００７】
また洗浄ムラ以外でも、比較的多くの洗浄時間を要するものである為、より短時間で且つ高精度な洗浄効果を得る洗浄材料が求められていた。
【０００８】
また、洗浄用ローラの回転数が大きい洗浄条件下での使用、被洗浄物との接触圧力が高い洗浄条件下での使用、あるいは要求洗浄度としてはそれ程高くはないが、その分長期間使用する用途、例えば液晶用硝子の洗浄工程等においては、従来の洗浄用ローラの洗浄面である突起の形状では、強度が不十分であり、突起が洗浄中に欠損、脱落する等の問題が発生し、長時間その洗浄効果を維持する事が出来ない、あるいは、場合によりこの脱落した洗浄材料が逆汚染の原因となる様な問題も発生している。
【０００９】
本発明の目的は、上記従来の問題点に留意し、短時間で均一且つ高精度な洗浄効果を得、しかも長時間その洗浄効果を維持する事が可能な洗浄材料を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
これらの問題を解決するべく、洗浄面である突起の形状について鋭意研究を行なった結果、本発明は洗浄用ローラの表面に形成された洗浄面である多数の突起の形状を、長円状にし、かつ一つの列において複数個配設させるとともに、一列上の突起間に生じた隙間の位置には、次の列において、必ず突起を配設させることにより二つの問題を解決させた。
【００１１】
一つは、突起が円柱状である時には理論的には洗い残しがないように、同一列上の突起間に生じた隙間の位置には次の突起が配設されていたが、ローラを回転させて被洗浄体の表面を擦過した時に、突起が回転方向とは異なる方向にはねてしまうために実使用においては洗い残しが生じることもあったが、長円状のものでは回転方向にのみはねるので、理論的にも実使用においても洗い残しがなくなったことである。
【００１２】
二つめは、溝切り形状では場所よって粒子を払う力にムラがあったが、長円の長さをある範囲内で設定することにより、どの突起でも粒子を払う力が同じものになったことである。
【００１３】
長円状の突起の形状については、突起の幅１に対して長さ２以上の比率で、高さが幅１に対して１以下の比率でさらに、その幅は洗浄用ローラの直径に対して１／１０から１／２０の比率で形成されたものが、前記問題点を解決する結論に達した。
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態につき、実施例、比較例を挙げて説明する。
【００１４】
【実施例１】
気孔率約９０％、平均気孔径約１３０μｍのＰＶＡｔ系多孔質体で、その半径が突起部分を含めて６０ｍｍ、長さ１５０ｍｍのものを用いて、突起の長さを幅に対して変化させていった時の洗浄実験を行なったものである。
試験方法はディスクに用いるアルミ円板を遊離砥粒で最終研磨し、流水をもって粗洗浄したものを検体として用い、本発明に係わる各種突起形状をもつ洗浄用ローラを用いて洗浄実験を行なう。この時、洗浄液は、粒子コントローラを行なった純水を用い、洗浄用ローラの前後でシャワー状に被洗浄体にかかる構造とした。実験条件は次の通りで、５回の試験の平均値をとった。
アルミ円板の送り速度  ＝５ｍ／ｍｉｎ
洗浄用ローラの回転速度＝２００ＲＰＭ
接  圧                ＝１０ｇ／ｃｍ2
あらかじめ所定の粒子数を想定しておき、それに要した時間と、一定時間ごとに突起をマイクロスコープにて観察し、突起に欠損が発生するまでの時間によって評価を行なった。結果を表１に示す。
表１からわかるように、突起の幅を１とした時の長さの比率が１を超えるものはいずれも洗浄効果がでるまでの時間（以後、「効果時間」と呼ぶことにする）が短縮されるという結果になった。また、突起が欠落するまでの時間（以後、「ライフ」と呼ぶことにする）はいずれも長くなったことから、突起の長さは幅に対して長いほうが、１つの突起が１回に粒子を払い取る力が大きくなり、より多くの粒子が短時間で除去されることが判明した。さらに、長さが長い分だけ突起の回転方向に対する強度が増すので、ライフアップにもつながることになる。
【００１５】
【表１】
0003680185.tif 000002
【００１６】
【実施例２】
実施例１において効果のあった形状の洗浄用ローラに対して下記条件にて試験および評価を行なった。結果を表２に示す。下記条件以外は実施例１と同様。
突起の高さ＝幅１に対して、高さの割合を０．６，０．８，１．０，
１．２，１．４と変化させたもの
表２からわかるように、突起の幅を１とした時の高さの比率が１を超えないものついては、いずれの条件においても効果時間が短縮されたが、比率が１を超えるものについては、いずれも効果時間が長くなった。また、ライフにおいては突起の長さが長い分どの条件でも長くなるという結果を示した。このことから、突起の高さは幅に対する比率が１よりも小さいほうが、突起の、粒子を払う力が大きくなるので洗浄効果が高まり、かつライフも長くなることが判明した。
【００１７】
【表２】
0003680185.tif 000003
【００１８】
【実施例３】
実施例１及び実施例２の結果から効果のあった形状の洗浄用ローラに対して下記条件のものを用いる以外は実施例１と同様にして試験及び評価を行なった。結果を表３に示す。
突起の幅＝洗浄用ローラの直径に対して、１／３，１／５，１／１０，
１／１５，１／２０，１／３０と変化させたもの
これによると、突起の幅が直径の５分の１よりも大きいものは、突起の幅が広すぎるために本来の「粒子を払う」という行為が行われずに、粒子を引きずる形になってしまうために粒子が洗浄用ローラの組織に入り込みやすくなり、突起は欠損しないものの、目詰まりを起こしてしまうことがわかった。また、突起の幅が直径２０分の１よりも小さいものは、逆に粒子を払う力が弱いために洗浄効果が低下するということになってしまう。
【００１９】
【表３】
0003680185.tif 000004
【００２０】
【比較例】
従来の、突起が円形状のものを用いて評価を行なった。条件は実施例１と同じ
である。結果を表１に示す。また、突起の配置のねじれ角度についてはローラの
回転軸に対し、４５度以上あればその作用に差がない。
【００２１】
【発明の効果】
本発明によれば、短時間で均一且つ高精度な洗浄効果が得られ、また突起の強度が向上するため、長時間その洗浄効果を維持することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の洗浄用ローラの説明図である。
（ａ）洗浄用ローラの正面図である。
（ｂ）（ａ）のＡ−Ａ´断面図である。
【図２】  本発明の洗浄用ローラの他の例の説明図である。
【図３】  洗浄時における、突起の形状変化の説明図である。
【符号の説明】
１  洗浄用ローラ
２  突起
【図１】
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【図２】
0003680185.tif 000006
【図３】
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