(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガラス基板を支持するパイプ成形体であって、
複数枚の炭素繊維強化樹脂シートを積層した積層板によって構成されるベース部と、
前記ベース部の表面側にガラス繊維強化樹脂シートを積層することによって構成される最外部と、を備える、パイプ成形体。
【請求項２】
ガラス基板を支持するパイプ成形体であって、
複数枚の炭素繊維強化樹脂シートを積層した積層板によって構成されるベース部と、
前記ベース部の表面側にガラス繊維強化樹脂シートを積層することによって構成され、少なくとも前記ガラス基板が接触しうる領域に形成される最外部と、を備える、パイプ成形体。
【請求項３】
加熱硬化後の表面抵抗が１×１０６Ω以上である、請求項１又は２に記載のパイプ成形体。
【請求項４】
前記炭素繊維強化樹脂シート及び前記ガラス繊維強化樹脂シートに含浸される樹脂が熱硬化性樹脂である、請求項１〜３の何れか一項に記載のパイプ成形体。
【請求項５】
全周に亘って前記最外部が形成されている、請求項１〜４の何れか一項に記載のパイプ成形体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば物品を保持、搬送又は保管する際等に、物品を支持するパイプ成形体に関する。
【背景技術】
【０００２】
物品を支持するパイプ成形体として、特許文献１には、軸方向に断面略正方形状の中空部を備える円筒状に成形された繊維強化樹脂製のサポートバーが記載されている。このサポートバーは、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）の製造工程等においてガラス基板を基板収納カセット内に保管する際に当該ガラス基板を支持するために使用される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１３−１０３４６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、液晶ディスプレイ等の製造においては、物品（例えばガラス基板）が帯電し、これを保持しているパイプ成形体（すなわちロボットハンド）の表面と物品とが接近した場合、あるいは接触した場合に、スパークを起こして物品が割れてしまう現象が起こる場合がある。従って、このようなスパークの発生を防止し、物品の支持作業の安定性を向上することが求められている。
【０００５】
そこで、本発明は、物品の支持作業の安定性を向上することができるパイプ成形体を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明のパイプ成形体は、物品を支持するパイプ成形体であって、複数枚の炭素繊維強化樹脂シートを積層した積層板によって構成されるベース部と、ベース部の表面側にガラス繊維強化樹脂シートを積層することによって構成される最外部と、を備える。
【０００７】
このパイプ成形体は、ベース部の表面側にガラス繊維強化樹脂シートを積層することによって構成される最外部を備える。パイプ成形体の表面が、電気抵抗の大きいガラス繊維強化樹脂で形成されることにより、パイプ成形体の表面抵抗を高くすることができる。従って、帯電した物品を支持する場合であっても、スパークの発生を防止することができる。以上によって、物品の支持作業の安定性を向上することができる。
【０００８】
本発明のパイプ成形体では、加熱硬化後の表面抵抗が１×１０６Ω以上であってよい。このように表面抵抗を十分に高い値とすることによって、スパークの発生防止の確実性を向上できる。
【０００９】
本発明のパイプ成形体では、炭素繊維強化樹脂シート及びガラス繊維強化樹脂シートに含浸される樹脂が熱硬化性樹脂であってよい。これによって、製造の容易性を向上することができる。
【００１０】
本発明のパイプ成形体では、全周に亘って最外部が形成されていてよい。これによって、パイプ成形体の周方向のいずれの表面においても表面抵抗を高くすることができ、スパーク発生防止の確実性を向上できる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、物品の支持作業の安定性を向上することができるパイプ成形体を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の一実施形態のパイプ成形体の平面図である。
【図２】図１のパイプ成形体の側面図である。
【図３】図２のIII−III線に沿ってのパイプ成形体の断面図である。
【図４】芯金及び外型が配置された状態のパイプ成形体の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の好適な実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、各図において同一又は相当部分には同一符号を付し、重複する説明を省略する。
【００１４】
図１及び図２に示されるように、パイプ成形体１は、長尺状の管体であり、例えば、液晶ディスプレイの製造工程等において、ガラス基板（物品）を支持するロボットハンド又はガラス基板を保管する基板収納カセット等に使用されて、ガラス基板等の物品を支持する。パイプ成形体１の長手方向に平行な方向をＹ軸方向とした場合、Ｘ軸方向におけるパイプ成形体１の幅は、一定となっており、Ｚ軸方向におけるパイプ成形体１の幅は、基端１ｆから先端１ｇに向かって漸減している。ただし、パイプ成形体１の形状は特に限定されず、Ｘ軸方向における幅は、漸減してもよいし、Ｚ軸方向における幅は、漸減することなく、直線状に延びていてもよい。
【００１５】
図３に示されるように、本実施形態に係るパイプ成形体１は、横断面が矩形環状をなす部材であり、上板１Ａ、下板１Ｂ、側板１Ｃ，１Ｄを備えている。また、パイプ成形体１は、上面１ａ、下面１ｂ、側面１ｃ，１ｄ、角部１ｅを備える。ただし、パイプ成形体１の横断面の形状は特に限定されない。また、パイプ成形体１は、複数枚の炭素繊維強化樹脂シートを積層した積層板によって構成されるベース部１０と、ベース部１０の表面側にガラス繊維強化樹脂シートを積層することによって構成される最外部５と、を備える。
【００１６】
ベース部１０を構成する炭素繊維強化樹脂シートとして、ＣＦＲＰ（carbon  fiber  reinforced  plastics）等の繊維強化樹脂のシートが採用される。一例として、ベース部１０を構成する炭素繊維強化樹脂の繊維は、ＰＡＮ系炭素繊維（引張弾性率：２３０〜６００ＧＰａ）又はピッチ系炭素繊維（引張弾性率：６００〜９００ＧＰａ）である。炭素繊維強化樹脂シートを構成するプリプレグとしては、一方向プリプレグ、織物プリプレグ等が使用される。一方向プリプレグは、繊維が一方向のみに配向されたプリプレグであり、強度及び剛性を得たい部位に使用されてよい。織物プリプレグは、平織り、綾織り等されたプリプレグであり、成形体の角部での割れ発生の防止、真空パッド穴等の機械加工部位でのバリ発生の防止のために使用されてよい。炭素繊維強化樹脂シートに含浸される樹脂として、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、シアネート樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ポリイミド樹脂、ビスマレイミド樹脂等の熱硬化性樹脂が採用されてよく、ポリエチレン、ポリプロピレン等の熱可塑性樹脂が採用されてよい。炭素繊維強化樹脂シートの繊維目付は、２５〜５００ｇ／ｍ２に設定されてよい。炭素繊維強化樹脂シートの樹脂含有率は、１８〜５０ｗｔ％に設定されてよい。炭素繊維強化樹脂シートの厚さは、０．０３〜０．５ｍｍに設定されてよい。
【００１７】
最外部５を構成するガラス繊維強化樹脂シートとして、ＧＦＲＰ（glass  fiber  reinforced  plastics）等の繊維強化樹脂のシートが採用される。ガラス繊維強化樹脂シートを構成するプリプレグとしては、一方向プリプレグ、織物プリプレグ等が使用される。ガラス繊維強化樹脂シートに含浸される樹脂として、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、シアネート樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ポリイミド樹脂、ビスマレイミド樹脂等の熱硬化性樹脂が採用されてよく、ポリエチレン、ポリプロピレン等の熱可塑性樹脂が採用されてよい。ガラス繊維強化樹脂シートの繊維目付は、２５〜５００ｇ／ｍ２に設定されてよい。ガラス繊維強化樹脂シートの樹脂含有率は、１８〜５０ｗｔ％に設定されてよい。ガラス繊維強化樹脂シートの厚さは、０．０３〜０．５ｍｍに設定されてよく、０．１ｍｍ以上が好ましい。
【００１８】
ベース部１０は、複数枚の炭素繊維強化樹脂シートを積層した積層板によって、パイプ成形体１の上板１Ａ、下板１Ｂ、側板１Ｃ，１Ｄを構成する層である。図３に示す例において、ベース部１０は、第１の層２と、第２の層３Ａ，３Ｂと、第３の層４Ａ，４Ｂと、を備えている。第１の層２は、ベース部１０において最も内周側に積層される層である。第１の層２は、上板１Ａの一部を構成する上部２ａと、下板１Ｂの一部を構成する下部２ｂと、側板１Ｃ，１Ｄの一部を構成する側部２ｃ，２ｄと、を構成する層である。第２の層３Ａは、第１の層２の側部２ｃの外側に形成され、第２の層３Ａの一部を構成する層である。第２の層３Ｂは、第１の層２の側部２ｄの外側に形成され、第２の層３Ｂの一部を構成する層である。第３の層４Ａは、第１の層２の上部２ａの外側（上側）に形成され、上板１Ａの一部を構成する層である。第３の層４Ｂは、第１の層２の下部２ｂの外側（下側）に形成され、下板１Ｂの一部を構成する層である。
【００１９】
最外部５は、ベース部１０の表面にガラス繊維強化樹脂シートを積層することによって構成される層である。なお、ベース部１０の表面とは、ベース部１０を構成する部分のうち最も外周側に配置される面である。本実施形態では、最外部５は、ベース部１０の全周にわたってガラス繊維強化樹脂シートで覆うことによって構成される。最外部５は、第３の層４Ａの上面を覆うと共に上板１Ａの一部を構成する上部５ａと、第３の層４Ｂの下面を覆うと共に下板１Ｂの一部を構成する上部５ｂと、第２の層３Ａの外側の側面を覆うと共に側板１Ｃの一部を構成する側部５ｃと、第２の層３Ｂの外側の側面を覆うと共に側板１Ｄの一部を構成する側部５ｄと、を備える。このような構成により、パイプ成形体１の表面の全周に亘って最外部５が形成される構成となる。すなわち、パイプ成形体１の上面１ａ、下面１ｂ、側面１ｃ，１ｄの全域に亘って（すなわち、基端１ｆから先端１ｇの全域に亘って）最外部５が形成される。また、ガラス繊維強化樹脂シートを積層することによって構成される最外部５によってパイプ成形体１の表面が形成されるため、（加熱硬化後の）パイプ成形体１の表面抵抗は全周にわたって１×１０６Ω以上となる。
【００２０】
次に、本実施形態に係るパイプ成形体１の製造方法について、図４を参照しながら、説明する。まず、芯金（マンドレル）６を準備すると共に、当該マンドレルの表面に離型剤を塗布又は吹き付ける。次に、芯金６に第１の層２を構成する炭素繊維強化樹脂シートを巻き付ける。また、第１の層２の側面に第２の層３Ａ，３Ｂを構成する炭素繊維強化樹脂シートの積層体を貼り付ける。また、第１の層２の上面に第３の層４Ａを構成する炭素繊維強化樹脂シートの積層体を貼り付ける。また、第１の層２の下面に第３の層４Ｂを構成する炭素繊維強化樹脂シートの積層体を貼り付ける。このとき、四隅の角部に樹脂、金属の丸棒などを押し付けて、角部に面取りや丸み（フィレット）をつけてもよい。面取りの場合には、Ｃ１以上、丸みの場合には、Ｒ１以上とすることが好ましい。その後、最外部５を構成するガラス繊維強化樹脂シートをベース部１０の表面に巻き付ける。
【００２１】
次に、最外部５のガラス繊維強化樹脂シートの上面、下面、両側面にそれぞれ金属板（外型）７Ａ，７Ｂ，７Ｃ，７Ｄを押し当てる。なお、外型７Ａ，７Ｂ，７Ｃ，７Ｄにも離型剤を塗布又は吹き付けておく。その後、当該構造物（図４に示す状態のもの）の全体を真空バッグ内にセットする。また、真空加熱装置、または真空加圧加熱装置などを使用し、加熱を行うことによって繊維強化樹脂シートを硬化させる。その後、冷却して室温まで戻した後、芯金６及び外型７Ａ，７Ｂ，７Ｃ，７Ｄを取り外すことで、パイプ成形体１を得る。最後に、パイプ成形体１の角部１ｅの樹脂バリを除去し、各面の研磨を行う。以上によって、パイプ成形体１の製造方法が終了する。
【００２２】
次に、本実施形態に係るパイプ成形体１の作用・効果について説明する。
【００２３】
本実施形態に係るパイプ成形体１は、ベース部１０の表面側にガラス繊維強化樹脂シートを積層することによって構成される最外部５を備える。パイプ成形体１の表面が、電気抵抗の大きいガラス繊維強化樹脂で形成されることにより、パイプ成形体１の表面抵抗を高くすることができる。従って、帯電した物品を支持する場合であっても、スパークの発生を防止することができる。以上によって、物品の支持作業の安定性を向上することができる。
【００２４】
なお、パイプ成形体の表面に樹脂のコーティングを施すことで表面抵抗を高くする場合、コーティングの厚みを確保するための作業に手間がかかるが、本実施形態ではガラス繊維強化樹脂シートを積層するだけでよいため、作業性が向上する。また、コーティングを施した場合は、パイプ成形体を高温の環境下（例えば２５０℃程度の環境下で使用される場合もある）で使用した場合、コーティングがダメージを受ける場合がある。それに対し、本実施形態では最外部５がガラス繊維強化樹脂シートを積層することで構成されているため、高温環境下でも良好に使用することができる。
【００２５】
また、本実施形態のパイプ成形体１では、加熱硬化後の表面抵抗が１×１０６Ω以上であってよい。このように表面抵抗を十分に高い値とすることによって、スパークの発生防止の確実性を向上できる。
【００２６】
また、本実施形態のパイプ成形体１では、炭素繊維強化樹脂シート及びガラス繊維強化樹脂シートに含浸される樹脂が熱硬化性樹脂であってよい。これによって、製造の容易性を向上することができる。
【００２７】
本実施形態のパイプ成形体１では、全周に亘って最外部５が形成されていてよい。これによって、パイプ成形体１の周方向のいずれの表面においても表面抵抗を高くすることができ、スパーク発生防止の確実性を向上できる。
【００２８】
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。例えば、本発明のパイプ成形体は、ガラス基板を支持するものに限定されず、様々な物品を物品として支持するものとして用いることができる。
【００２９】
また、上述の実施形態では、パイプ成形体１の全周に亘って最外部５が形成されていていたが、少なくとも物品が接触する面（上面１ａ）に最外部５が形成されていればよい。また、各面における全域（基端１ｆから先端１ｇに亘る全域）に最外部５が形成されていたが、物品が接触しうる一部の領域のみに形成されていてもよい。
【００３０】
また、ベース部１０の構成や積層板の配置、枚数は図３に示すものに限定されず、あらゆる態様に変更してもよい。また、パイプ成形体１の形状も図３に示すような矩形環状のものに限られず、湾曲する部分などがあってもよく、物品を支持しうる形状であれば特に限定されない。
［実施例］
【００３１】
まず、実施例及び比較例に用いるプリプレグ（繊維強化樹脂シート）として表１に示すプリプレグＡ〜Ｆを準備した。プリプレグＡ〜Ｄは炭素繊維強化樹脂シートであり、プリプレグＥ，Ｆはガラス繊維強化樹脂シートである。また、芯金として、アルミ製であって厚さ１６ｍｍ、幅５６ｍｍ、長さ２０００ｍｍのものを準備した。
【００３２】
【表１】
0006438832.tif 000002
【００３３】
（実施例１）
以下の製造方法によって実施例１に係るパイプ成形体を得た。実施例１に係るパイプ成形体の外寸法は、高さ２０．１ｍｍ×幅６０．２ｍｍ×長さ２０００ｍｍであり、内寸法は、高さ１６ｍｍ×幅５６ｍｍであった。実施例１に係るパイプ成形体の層構造を表２に示す。
（１）マンドレルに離型剤（ダイキン製、ダイフリーGA-6310など）を吹き付けた。
（２）マンドレルに、プリプレグＡ（図３における第１の層２に該当）を一周巻き付けた。
（３）マンドレルの両側の側面部に、６層のプリプレグＣを積層させたプリプレグ積層体（図３における第２の層３Ａ、３Ｂに該当）を貼り付けた。ＣＦ方向は０°である。ＣＦ方向とは、図１のＹ軸方向（パイプ成形体の長手方向）に対する繊維方向の角度を示す。「ＣＦ方向が０°」とは、繊維方向がＹ軸方向であることを示す。このプリプレグ積層体は、幅１６ｍｍ×長さ２０００ｍｍに切り出したものを、予め積層したものである。
（４）マンドレルの上下面部に、プリプレグ積層体（図３における第３の層４Ａ、４Ｂに該当）を貼り付けた。このプリプレグ積層体は、内周側から順に、２層のプリプレグＣ（ＣＦ方向は０°）、１層のプリプレグＤ（ＣＦ方向は９０°）、４層のプリプレグＢ（ＣＦ方向は０°）を積層させたものである。このプリプレグ積層体は、幅５９．６ｍｍ×長さ２０００ｍｍに切り出したものを、予め積層したものである。
（５）上記プリプレグの外周側の、最外層として、プリプレグＥ（図３における最外部５）を一周巻き付けた。
（６）プリプレグの外周側の、四面（上下面および両側面）に、金属の板（外型）を押し当てた。この外型には、離型剤を吹き付けた。
（７）以上の工程が終わったら、構造物（芯金／プリプレグ積層体／外型）全体を、真空バッグ内にセットした。
（８）上記構造物を真空加熱装置、または真空加圧加熱装置などを使用して、１３０℃×１ｈｒ加熱し、樹脂を硬化した。
（９）冷却、室温まで戻した後、外型を外し、芯金を抜き取ることにより、中空状のパイプ成形体（角パイプハンド）が得られる。
（１０）最後に、パイプ成形体の樹脂バリ除去、上下面、両側面の研磨を実施した。
【００３４】
【表２】
0006438832.tif 000003
【００３５】
（実施例２）
実施例１と同様の製造方法であって、最外部のガラス繊維のプリプレグのみ変更して、２層のプリプレグＥを用いたものを、実施例２に係るパイプ成形体として得た。実施例２に係るパイプ成形体の外寸法は、高さ２０．２ｍｍ×幅６０．１ｍｍ×長さ２０００ｍｍであり、内寸法は、高さ１６ｍｍ×幅５６ｍｍであった。実施例２に係るパイプ成形体の層構造を表３に示す。
【００３６】
【表３】
0006438832.tif 000004
【００３７】
（実施例３）
実施例１と同様の製造方法であって、最外部のガラス繊維のプリプレグのみ変更して、２層のプリプレグＦを用いたものを、実施例３に係るパイプ成形体として得た。実施例３に係るパイプ成形体の外寸法は、高さ２０．０ｍｍ×幅６０．０ｍｍ×長さ２０００ｍｍであり、内寸法は、高さ１６ｍｍ×幅５６ｍｍであった。実施例３に係るパイプ成形体の層構造を表４に示す。
【００３８】
【表４】
0006438832.tif 000005
【００３９】
（比較例１）
実施例１と同様の製造方法であって、最外部のプリプレグとして炭素繊維の１層のプリプレグＡを用いたものを、比較例１に係るパイプ成形体として得た。比較例１に係るパイプ成形体の外寸法は、高さ２０．０ｍｍ×幅６０．０ｍｍ×長さ２０００ｍｍであり、内寸法は、高さ１６ｍｍ×幅５６ｍｍであった。比較例１に係るパイプ成形体の層構造を表５に示す。
【００４０】
【表５】
0006438832.tif 000006
【００４１】
（比較例２）
比較例１と同様の製造方法、寸法、積層構造であって、比較例１の工程の最後に、パイプ成形体の表面にコーティングをおこなったものを、比較例２に係るパイプ成形体として得た。比較例２においては、パイプ成形体の上下面、両側面および全角部の全面をエポキシ樹脂によりコーティングした。すなわちエポキシ樹脂を、エポキシ樹脂：トルエン重量比１：１で希釈、布に染み込ませてハンドを拭きあげることにより、パイプ成形体の全面にエポキシ樹脂を塗布し、８０℃×３０分加熱した。樹脂コーティングの膜厚は、３〜５μｍであった。
【００４２】
（評価）
上述の実施例１、実施例２、実施例３、比較例１、及び比較例２に係るパイプ成形体の表面抵抗を測定した。測定装置として、（株）三菱化学アナリテック社製の「ロレスタGP  MCP-T610型（高抵抗抵抗率計  測定レンジ１０−３Ω〜１０７Ω）」を用いた。測定箇所として、パイプ成形体の長手方向（図１のＹ軸方向）における基端１ｆから２５０ｍｍの位置（位置１とする）、７５０ｍｍの位置（位置２とする）、１２５０ｍｍの位置（位置３とする）、１７５０ｍｍの位置（位置４とする）における表面抵抗を測定した。また、パイプ成形体の上面１ａ、下面１ｂ、側面１ｃ、側面１ｄ、角部１ｅ（図３参照）における各位置１〜４の表面抵抗を測定した。測定結果を表６〜１０に示す。
【００４３】
以下の表６〜８に示すように、実施例１，２，３の何れのパイプ成形体の何れの測定位置においても、１×１０７Ω（測定レンジの上限値）の表面抵抗が得られた。すなわち、実施例１，２，３のパイプ成形体の表面抵抗はいずれの箇所においても１×１０６Ω以上であり、スパーク等の発生を防止できるだけの表面抵抗が得られていることが理解される。一方、比較例１，２のパイプ成形体では、測定箇所によって表面抵抗が１×１０６Ωより低い場合があった。以上より、パイプ成形体が、ガラス繊維強化樹脂シートを積層することによって構成される最外部を備えることによって、スパーク等の発生を防止できる表面抵抗を得られることが理解される。
【００４４】
【表６】
0006438832.tif 000007
【００４５】
【表７】
0006438832.tif 000008
【００４６】
【表８】
0006438832.tif 000009
【００４７】
【表９】
0006438832.tif 000010
【００４８】
【表１０】
0006438832.tif 000011
【符号の説明】
【００４９】
１…パイプ成形体、５…最外部、１０…ベース部。
【図１】
0006438832.tif 000012
【図２】
0006438832.tif 000013
【図３】
0006438832.tif 000014
【図４】
0006438832.tif 000015