(57)【要約】【課題】大型のガラス基板に対応可能な長尺ローラでは、ガラス基板の重量による撓みが発生し、搬送ローラに撓みの発生しない高性能な洗浄機がないという課題。【解決手段】 搬送ローラを有するガラス基板の洗浄装置において、搬送ローラに金属基複合材料を用いることにより部材の軽量化と高剛性化が同時に達成でき、高性能洗浄機が提供できる。又，強化材としてＳｉＣを含み、マトリックスがＡｌ合金であり、該強化材の含有率が全体の３０〜８０体積％であることを特徴とする搬送ローラを用いることによりさらに好適に高性能洗浄機が提供できる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガラス基板洗浄装置における、ガラス基板の搬送ローラであって、金属基複合材料で形成したことを特徴とする搬送ローラ。
【請求項２】
強化材としてＳｉＣを含み、マトリックスがＡｌ合金であり、該強化材の含有率が全体の３０〜８０体積％であることを特徴とする請求項１記載の搬送ローラ。
【請求項３】
請求項１または、請求項２に記載の搬送ローラを有することを特徴とするガラス基板洗浄装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガラス基板洗浄装置の搬送ローラ及びそれを用いたガラス基板洗浄装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置や半導体装置の製造工程において、ガラス板や半導体ウエハなどの基板を高い清浄度で洗浄することが要求される。基板を洗浄する方式としては、洗浄液中に基板を浸漬するディップ方式や基板を一枚ずつ洗浄する枚葉方式があり、最近では高い清浄度で洗浄することができる枚葉方式が採用されることが多くなっている。
【０００３】
枚葉方式の１つとして、回転駆動される洗浄ブラシを用いて洗浄する洗浄装置が知られている。この洗浄装置は上記基板を搬送ローラによって所定方向に搬送するとともに、この基板の搬送経路に上記洗浄ブラシを配置し、この洗浄ブラシを回転させながらブラシ毛を上記基板の板面に接触させ、かつその接触箇所に洗浄液を供給することで、基板を洗浄するようにしている (特開２００３−１４５０６０参照)。従来からこの搬送ローラの部材としては専ら鉄などの金属が使用されてきた。
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−１４５０６０
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、近年ガラス基板の大型化が進み、前記搬送ローラ部材も長尺化し、寸法精度の良い物を用いる必要が生じてきた。このようなローラ部材の長尺化と寸法精度を両立させるためには、軽量で剛性の高い材料の部材で構成されている必要がある。従来の鉄やステンレスでは比重が大きく、長尺の物では、長期間の使用で自重による応力で撓みが発生するという問題があった。また、軽量化を図る目的でＡｌなどの軽金属を用いることもできるが、Ａｌは鉄などに比べ剛性が低く、大型のガラス基板に対応可能な長尺ローラでは、ガラス基板の重量による撓みが発生するという問題があった。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明者らは、上記課題に鑑み鋭意研究した結果、搬送ローラを有するガラス基板の洗浄装置において、金属基複合材料を用いることにより部材の軽量化と高剛性化が同時に達成でき、上記課題を解決できることを見出した。
本発明は、 ガラス基板洗浄装置における、ガラス基板の搬送ローラであって、金属基複合材料で形成したことを特徴とする搬送ローラ（請求項１）であり、 強化材としてＳｉＣを含み、マトリックスがＡｌ合金であり、該強化材の含有率が全体の３０〜８０体積％であることを特徴とする請求項１記載の搬送ローラ（請求項２）であり、さらに請求項１または、請求項２に記載の搬送ローラを有することを特徴とするガラス基板洗浄装置（請求項３）である。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、搬送ローラを有するガラス基板の洗浄装置において、該ローラに金属基複合材料を用いることにより部材の軽量化と高剛性化が同時に達成でき、大型ガラス基板の洗浄に適した洗浄装置を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
本発明のローラの製造方法を述べると、先ずＳｉＣ粉末を、金属としてＡｌ若しくはＡｌ合金又は、シリコン若しくはシリコン合金を用意する。用意したＳｉＣ粉末とＡｌ合金等を非加圧金属浸透法（ＰｒｉｍｅｘTM）で複合化するのが望ましい。一般に、ＳｉＣ粉末は、他のセラミックス粉末と同様、Ａｌ合金等との濡れ性が悪く、複合化が困難である。従来は粉末冶金法、高圧鋳造法などで複合化していたが、これらの製造方法では、大型の加圧装置が必要であり、ニアネット成形が困難であった。
【０００９】
このような中で、これらの問題を解決した製造方法として注目されているのが、最近米国ランクサイド社が開発した非加圧金属浸透法（ＰｒｉｍｅｘTM）である。この方法は、ＳｉＣ粉末で形成されたプリフォームに、Ａｌ合金を接触させ、窒素雰囲気中で７００〜９００℃の温度で加熱処理し、溶融したＡｌ合金をプリフォーム中に浸透させる方法であるが、これは、化学反応を利用して溶融したＡｌ合金のＳｉＣ粉末への濡れ性を改善し、機械的な加圧を行わなくてもＡｌ合金がプリフォーム中に浸透できるという特徴を持つ。
【００１０】
本発明では、複合化方法としてこの方法を採用した。すなわち、先ず用意したＳｉＣ粉末で４０〜８０体積％の充填率を有するプリフォームを形成する。プリフォームの形成方法としては、ＳｉＣ粉末に有機バインダーを添加し、プレスにより形成する方法や、ＳｉＣ粉末に水などの溶媒を加え、フィルタープレスにより形成する方法などが挙げられる。
【００１１】
次いで、得られたプリフォームをＡｌ合金と共に窒素雰囲気中で７００〜９００℃の温度で加熱処理し、溶融したＡｌ合金を非加圧でプリフォーム中に浸透させて複合材料を作製する。得られた複合材料を必要に応じて機械加工を施しガラス基板洗浄装置用の搬送ローラを作製する。金属基複合材料で形成したことを特徴とする搬送ローラは、文字通りマトリックス部分が金属であり、セラミックス粒子、セラミックス粒子等を複合化してなるものである。金属質物質のみからなるローラに比して充填材部分により軽量なセラミックス等を選択できるため全体としての軽量化が実現する。
【００１２】
また、これらを複合化することにより、応力に対する変形を防止することが可能となる。また、靭性の面でも金属質物質のみからなるものと比べても現実の使用において問題はない。特にＳｉＣ粉末を強化材とし、Ａｌ合金をマトリックスとする金属基複合材料からなる搬送ローラは、Ａｌ合金の軽量性とＳｉＣ粉末粒子の硬度及び両者の相性の面で好適である。
【００１３】
こうして得られる搬送ローラは、嵩密度が小さく、剛性の高いＳｉＣ粉末と、軽量であるＡｌ合金とを複合化した複合材料としたので、軽量で、かつ剛性の高い搬送ローラである。そのＳｉＣ粉末の複合材料中の含有率は、３０〜８０体積％が特に好適である。ＳｉＣ粉末含有率が３０体積％より低いと複合材料の剛性が低下し、８０体積％より高いと製造が困難となる。
【００１４】
複合材料の重さはできるだけ軽い方が回転時のバランスが均一となり好ましい。
一方、複合材料の剛性の大きさとしては、これも高い方が好ましいが、従来の鉄系金属の剛性がヤング率で概ね７０ＧＰａ 程度であるので、それと同等以上のヤング率を有していればよく、例えば、ＳｉＣとＡｌ合金との複合材料の場合には、ＳｉＣ粉末の含有率が２０体積％以上で１０５ＧＰａ以上、２５体積％以上で１１５ＧＰａ 以上となり、酸化アルミニウムとＡｌ合金との複合材料の場合には、酸化アルミニウム粉末の含有率が２５体積％以上で１００ＧＰａ以上、３０体積％以上で１２５ＧＰａ 以上となるので、これらの複合材料は、ＳｉＣまたは酸化アルミニウムの含有率が２０体積％または２５体積％以上であればよく、より好ましくは、３０体積％以上である。その他金属の種類がＡｌ合金と違うＳｉＣとシリコンとの組み合わせなども好ましいものとして用いることができる。
【００１５】
以上の方法で搬送ローラを作製すれば、軽量であって、かつ剛性の高い搬送ローラとすることができるようになる。また、これを用いた洗浄機を図１の通り構成することによって、高性能の洗浄機を得ることができる。
【００１６】
図１
【実施例１】
【００１７】
以下、本発明の実施例を比較例と共に具体的に挙げ、本発明をより詳細に説明する。
（１）搬送ローラ用の複合材料の作製
市販のＳｉＣ粉末（信濃電気精錬社製、平均粒径１０μｍ）１００重量部に、有機バインダーとしてＰＶＢ（ポリビニルブチラール）を５重量部添加し、これをプレスして２００×２００×２０ｍｍで５０体積％の充填率を有するプリフォームを形成した。得られたプリフォームをＡｌ合金（ＪＩＳ ＡＣ８Ａ）と共に炉内に設置し、窒素雰囲気中で８００℃の温度で加熱処理してＡｌ合金を溶融し、溶融したＡｌ合金をプリフォーム中に非加圧で浸透させ、冷却して複合材料を作製した。
（２）評価
得られた複合材料の嵩密度をＪＩＳ  Ｒ１６３４記載の方法で求めた。また、得られた複合材料から３×４×４０ｍｍの試験片を切り出し、その試験片でヤング率を求めた。それらの結果を表１に示す。
【実施例２】
【００１８】
ＳｉＣ粉末として平均粒径６０μmのもの７０重量部と平均粒径１０μmのもの３０重量部を用い６０体積％の充填率を有するプリフォームを形成した他は実施例１と同様に複合材料を作製し、評価した。その結果も表１に示す。
【実施例３】
【００１９】
実施例１において、プレス圧を低くして３０体積％の充填率を有するプリフォームを形成した他は実施例１と同様に複合材料を作製し、評価した。その結果も表１に示す。
【００２０】
比較のために比較例１では、搬送ローラ用の材料を複合材料の代わりにＡｌ合金（ＪＩＳ  ＡＣ８Ａ  鋳造品）とし、それを実施例１と同様に評価した。その結果も表１に示す。
表１から明らかなように、実施例全てが嵩密度が低く、またヤング率が高く、軽量高剛性を示していた。このことは、この複合材料を用いて搬送ローラを作製すれば、軽量であって、かつ剛性の高い搬送ローラが得られることを示している。これに対して比較例１では、材質が複合材料ではなく、Ａｌ合金単味であるので、ヤング率が低く、剛性が劣っていた。
【００２１】
【表１】
2005211816.tif 000003
【産業上の利用可能性】
【００２２】
大型ガラス基板の洗浄に用いることのできる高性能な洗浄ローラ及びそれを用いた洗浄装置を提供する。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】大型ガラス基板の洗浄に用いることのできる高性能な洗浄ローラ及びそれを用いた洗浄装置の一例を模式的に示した平面図である。である、
【符号の説明】
【００２４】
１：洗浄槽
２：搬送ローラ
３：ガラス基板
４：洗浄ブラシ
【図１】
2005211816.tif 000004