(57)【要約】【課題】吸着痕を残さずにワークを搬送することができる吸着パッドを提供することを課題とする。【解決手段】吸着パッド１０は、空気を吸引する空気吸引孔１１を有するゴム製の吸着パッド本体１３と、吸着パッド本体１３の吸着面側に形成され、吸着パッド本体１３のゴム成分の漏出を防止する皮膜９２と、を備えており、吸着面側に被搬送物が吸着されて保持される。吸着パッド本体１３はシリコーンゴムで構成されている。皮膜９２は、吸着パッド本体１３の吸着面側に電子線を照射してゴム成分を構成する分子を架橋させることにより、周波数５Ｈｚの正弦波歪みを与えたときに、温度２７〜２８℃における動的弾性率が２．４×１０７〜２．４５×１０７Ｐａの範囲内とされた皮膜にされている。【選択図】図１０
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
空気を吸引する空気吸引孔を有するゴム製の吸着部材の吸着面側に皮膜が形成された吸着パッドであって、
前記吸着面側に電子線が照射されてゴム成分を構成する分子が架橋させられたことによって、周波数５Ｈｚの正弦波歪みが与えられたときに、温度２７〜２８℃における動的弾性率が２．４×１０７〜２．４５×１０７Ｐａの範囲内である前記皮膜が形成されたことを特徴とする吸着パッド。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被搬送物を吸着して保持する吸着パッドに関する。
【背景技術】
【０００２】
ワーク（被搬送物）を搬送する際、ゴム製の吸着パッドでワークを吸着して搬送していることが多い。図１７に示すように、このような吸着パッド１１０は、空気を吸引する空気吸引孔１１１を有するベース部１１２と、ベース部１１２の先端側に連続してスカート状に広がり、ワークと接触して吸着する吸着部１１４とから構成されるのが一般的である。吸着部１１４は、吸着時にワークに密着可能なように、非吸着時では凹形状である。
【０００３】
ところで、このような吸着パッド１１０を使用していると、図１８示すように、吸着パッド１１０を構成するシリコーンゴム成分がワーク１００に付着し、吸着痕１２０として残り易い。
【０００４】
このため、吸着部１１４の吸着面に液状のテフロン（Ｒ）材料を吹き付けることによりテフロン（Ｒ）膜１３０（図１７参照）を形成し、シリコーンゴム成分の漏出を防止する対策が有効であるとされている。しかし、吸着痕１２０が残ることを充分に防止できていないという問題があり、また、吸着パッド１０をＵ方向に曲げて撓ませるとテフロン（Ｒ）膜１３０に亀裂が入るという難点もあった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、上記事実を考慮して、吸着痕を残さずにワークを搬送することができる吸着パッドを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１に記載の発明では、空気を吸引する空気吸引孔を有するゴム製の吸着部材の吸着面側に皮膜が形成された吸着パッドであって、前記吸着面側に電子線が照射されてゴム成分を構成する分子が架橋させられたことによって、周波数５Ｈｚの正弦波歪みが与えられたときに、温度２７〜２８℃における動的弾性率が２．４×１０７〜２．４５×１０７Ｐａの範囲内である前記皮膜が形成されたことを特徴とする。
【０００７】
これにより、この皮膜が成膜されている吸着パッドを用いてワークを搬送しても、皮膜からゴム部材の成分が漏出しないのでワークに吸着痕が残らない。また、皮膜の形成が容易である。
【０００８】
なお、空気を吸引する空気吸引孔を有するゴム製の吸着部材と、前記吸着部材の吸着面側に形成され、前記吸着部材のゴム成分の漏出を防止する皮膜と、を備え、前記空気吸引孔からの空気吸引により、前記吸着面側に被搬送物を吸着して保持する吸着パッドであって、前記吸着部材がシリコーンゴムで構成され、前記皮膜がシリコン系物質で構成されていてもよい。
【０００９】
この場合、吸着部材のシリコーンゴムを構成するＳｉ原子（シリコン原子）と、皮膜のシリコン系物質を構成するＳｉ原子とにより高い親和性が生じるので、吸着面へ皮膜が強固に付着されている。また、この吸着パッドを用いてワークを搬送しても、皮膜からゴム部材の成分が漏出しないので、ワークに吸着痕が残らない。このようなシリコン系物質で構成される皮膜を形成する手法については、Ｓｉ原子による高い親和性によって所定力以上の付着力が得られる限り、特に限定しない。
【００１０】
また、空気を吸引する空気吸引孔を有するゴム製の吸着部材と、前記吸着部材の吸着面側に形成され、前記吸着部材のゴム成分の漏出を防止する皮膜と、を備え、前記空気吸引孔からの空気吸引により前記吸着面側に被搬送物を吸着して保持する吸着パッドであって、前記皮膜がイオンビームアシスト蒸着法によって成膜されていてもよい。
【００１１】
この場合、イオンビームアシスト蒸着法によって皮膜が成膜されているので、皮膜の付着力が強固である。また、成膜する際、被成膜体である吸着部材の温度が高温にならないので、吸着部材の耐熱性が弱くても吸着部材を損傷させることなく成膜することができる。更に、イオンビームアシスト蒸着法では膜厚を高い精度でコントロールできるので、皮膜が厚くなりすぎて脆くなることを回避できる。
【００１２】
また、皮膜がＳｉＯ２膜であってもよい。
【００１３】
この場合、皮膜が硬質であるので、吸着部材の構成部材がパーティクルとなって皮膜を通過して被搬送物に付着するのを防止できる。また、皮膜としてＳｉＯ２膜を成膜する場合、イオンビームアシスト蒸着法を用いることにより容易に成膜することができる。また、皮膜がＳｉＣ膜やＳｉ３Ｎ４膜で構成されていても、同様の効果を奏することができる。
【００１４】
また、空気を吸引する空気吸引孔を有するゴム製の吸着部材の吸着面側に皮膜を形成した吸着パッドの製造方法であって、ジパラキシリレンを熱分解してなるジラジカルパラキシリレンを生成し、前記吸着部材の温度を７０℃以下にした状態で前記吸着面側に前記ジラジカルパラキシリレンを蒸着することにより、ポリパラキシリレンからなる前記皮膜を形成してもよい。
【００１５】
このように吸着部材の吸着面側にポリパラキシリレンで構成される皮膜を形成するには、ユニオンカーバイドケミカルズ・アンド・プラスチック社が開発した「パリレンコンフォーマルコーティングシステム」によって成膜する。このコーティングシステムは、同社の商標「パリレン」（ポリパラキシリレン樹脂の総称）を使用した化学蒸着法（ＣＶＤ法）によるコーティングシステムである。
【００１６】
このコーティングシステムでは、原料であるジパラキシリレン（ＤＰＸ）固体ダイマーを気化し、更に熱分解して安定したジラジカルパラキシリレンモノマー（ＤＸ）を発生させる。そして、ジラジカルパラキシリレンモノマーを吸着部材の吸着面側に化学蒸着（ＣＶＤ法による蒸着）する。この蒸着では、吸着と重合とが同時に行われ、この蒸着時の温度は７０℃以下の低い温度である。蒸着の結果、吸着面側に、高分子量のポリパラキシリレン（ＰＰＸ）からなる薄膜が形成される。
【００１７】
この蒸着では、吸着部材の温度は低い温度にまでしか上昇しないので、これにより、吸着部材が耐熱性の弱い物質（ゴム部材）で構成されていても、吸着部材の弾性等の性質を損傷させることなく、吸着部材のゴム成分の漏出を防止する皮膜を形成することができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、この皮膜が成膜されている吸着パッドを用いてワークを搬送しても、皮膜からゴム部材の成分が漏出しないのでワークに吸着痕が残らない。また、皮膜の形成が容易である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、実施形態を挙げ、本発明の実施に形態について説明する。なお、第２形態以下では、第１形態と同じ構成要素には同じ符号を付してその説明を省略する。
【００２０】
［第１形態］
図１に示すように、第１形態に係る吸着パッド１０は、空気を吸引する空気吸引孔１１を有するベース部１２と、ベース部１２の先端側に連続してスカート状に広がり、ワーク１８と接触して吸着する吸着部１４とから構成される。吸着部１４は、吸着時にワーク１８に密着可能（図２参照）なように、非吸着時では凹形状であり、また、吸着面側（被搬送物と接触する面側）に成膜されたＳｉＯ２膜２０を有する。吸着パッド１０は、ＳｉＯ２膜２０以外は全てシリコーンゴムで構成されている。従って、吸着パッド１０は、シリコーンゴムからなる吸着パッド本体１３にＳｉＯ２膜２０がコーティングされたものであり、ＳｉＯ２膜２０によって、シリコーンゴム成分がワーク１８に付着して吸着痕として残ることが防止されている。
【００２１】
また、吸着パッド１０には、真空吸引口２４を有するロボットアーム２６（図２参照）の先端部２８に装着可能なように、先端部２８の形状にあわせて係合凹部１６が形成されている。
【００２２】
第１形態では、ＳｉＯ２膜２０を成膜する際、ＩＢＡＤ法（Ｉｏｎ ＢｅａｍＡｓｓｉｓｔｅｄ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ Ｍｅｔｈｏｄ）によって成膜している。ＩＢＡＤ法はイオンビームアシスト蒸着法又はイオンスパッタリング法とも呼ばれ、近年、一般的に知られるようになった成膜法であり、被成膜体に成膜組成物を打ち込むようにして成膜体を形成するので、成膜体は被成膜体に強固に付着される。
【００２３】
図３〜図５に示すように、ＩＢＡＤ法により成膜するイオンビームアシスト蒸着装置３０は、真空チャンバ３２の中に、蒸着させる物質からなる蒸着源３４と、蒸着源３４に向けて電子ビームを発する電子銃３６と、被成膜体を保持する保持部（基板ホルダ）４０と、を有する。
【００２４】
保持部４０はチャンバ内の上部に、蒸着源３４はチャンバ内の下部に、それぞれ配置されている。保持部４０にはベース部１２の空気吸引孔１１（図１参照）と係合する保持棒４２が配列して突出しており、保持部４０は一定速度で回転軸４４の回りに回転可能になっている。また、保持部４０の下方には、開閉自在なシャッタ４６が設けられており、成膜時にはシャッタ４６が開にされる。
【００２５】
また、イオンビームアシスト蒸着装置３０は、チャンバ内の下部に、この蒸発粒子に向けてイオンを飛ばすイオン源５０が設けられている。なお、イオン源５０を設けてイオンを飛ばす代わりに、蒸発粒子にアルゴンイオンレーザ光を照射してもよい。
【００２６】
ＩＢＡＤ法でＳｉＯ２膜２０を成膜するには、まず、蒸着源３４としてＳｉＯ２からなるガラス固形物を配置し、被成膜体としてシリコーンゴムからなる吸着パッド本体１３を保持棒４２で保持させておく。
【００２７】
次に、真空チャンバ３２内を所定の真空度にまで真空引きした状態で、電子銃３６から電子ビームを蒸着源３４の上部中央３４Ｓに照射し、この上部中央３４Ｓを溶融する。この結果、蒸着源３４の上部中央３４Ｓが溶融し、ＳｉＯ２粒子が蒸発する。更に、イオンがＳｉＯ２粒子Ｐに照射されることにより、ＳｉＯ２粒子は高速で保持部４０に向けて飛んでいく。
【００２８】
従って、吸着パッド本体１３に到達したＳｉＯ２粒子Ｐは、吸着パッド本体１３の表面層に打ち込まれる。この結果、図６に示すように、シリコーンゴム成分からなる領域６０の下側に、ＳｉＯ２粒子Ｐとシリコーンゴム成分の分子とが混在した傾斜領域６２が形成され、その下側に、イオンＩとＳｉＯ２粒子Ｐとから構成されるＳｉＯ２膜２０が形成される。これにより、ＳｉＯ２膜２０は吸着パッド本体１３に強固に付着している。
【００２９】
また、吸着パッド本体１３のシリコーンゴム成分を漏出させない膜としてＳｉＯ２膜２０を成膜しているので、吸着パッド本体１３を構成するＳｉ原子と、ＳｉＯ２膜２０を構成するＳｉ原子との親和性が良好であり、これにより、ＳｉＯ２膜２０が吸着パッド本体１３に強固に付着している。また、ＳｉＯ２膜２０が硬いので、可塑材等の低分子量の物質がパーティクルとなってＳｉＯ２膜２０を通過することはなく、従って、このパーティクルがワーク１８に付着することが防止され、吸着痕が残ることはない。
【００３０】
また、ＩＢＡＤ法によりＳｉＯ２膜２０を成膜しているので、ＳｉＯ２膜２０の膜厚を充分にコントロールすることができ、この膜厚は３０００〜５０００オングストローム程度であり、従来に比べて極めて薄くすることができる。
【００３１】
そして、このように、ＳｉＯ２膜２０が強固に付着していること、及び、膜厚を必要かつ充分な厚みにコントロールすることができること、により、吸着パッド１０の吸着部１４をＵ方向に曲げても、ＳｉＯ２膜２０に亀裂は入らない。
【００３２】
また、ＩＢＡＤ法では、被成膜体である吸着パッド本体１３の温度は７０℃程度にまでしか上昇しないので、吸着パッド本体１３が温度により損傷することがない。
【００３３】
［第２形態］
次に、第２形態について説明する。図７示すように、第２形態に係る吸着パッド７０は、第１形態に係る吸着パッド１０に比べ、ＳｉＯ２膜２０に代えてパリレン膜７２（ポリパラキシリレンからなる膜）が吸着面側に成膜されている。すなわち、吸着パッド７０は、シリコーンゴムからなる吸着パッド本体１３にパリレン膜７２がコーティングされたものであり、パリレン膜７２によって、シリコーンゴム成分がワークに付着して吸着痕として残ることが防止されている。
【００３４】
第２形態では、パリレン膜７２を成膜する際、パリレンコンフォーマルコーティングシステムによって成膜している。
【００３５】
このシステムでは、図８に示すように、パリレン膜蒸着装置７４を用いる。パリレン膜蒸着装置７４は、原材料を気化させる蒸発炉（気化室）７６と、気化した原材料を熱分解させる分解炉（熱分解室）７８と、熱分解により得られた物質を吸着パッド本体１３に蒸着させるチャンバ（蒸着室）８０と、を備えている。チャンバ８０には、チャンバ８０内を真空吸引するコールドトラップ部（冷却筒）８２が接続され、コールドトラップ部８２には機械式真空ポンプ８４が接続されている。機械式真空ポンプ８４はロータリーポンプであることが多い。
【００３６】
パリレンコンフォーマルコーティングシステムによって吸着パッド本体１３にパリレン膜７２を成膜するには、予め、チャンバ８０内の保持部（図示せず）に吸着パッド本体１３を保持させ、真空ポンプ８４及びコールドトラップ部８２により所定圧以下になるまで真空吸引する。コールドトラップ部８２の温度は−７０℃程度である。機械式真空ポンプ８４では１．３Ｐａ程度にまで真空吸引されるが、コールドトラップ部８２によって、チャンバ８０内は１．３Ｐａよりも遥かに高真空にまで真空吸引される。
【００３７】
また、蒸着させる原材料（ジパラキシレン）を蒸発炉７６で気化させる。気化させる条件は、温度２５０℃以下、ガス圧１３３Ｐａ以下である。
【００３８】
更に、気化した原材料を分解炉７８に導入して熱分解させる。熱分解させる条件は、温度６８０℃以下、ガス圧６７Ｐａ以下である。
【００３９】
そして、熱分解した原材料（ジラジカルパラキシレンモノマー）をチャンバ８０に導入し、ＣＶＤ法によって成膜（蒸着）する。成膜条件は、温度２５℃以下、ガス圧１３Ｐａ以下である。
【００４０】
このようにして、図７に示したように、吸着パッド本体１３の吸着面側にパリレン膜７２が成膜された吸着パッド７０が得られる。
【００４１】
この吸着パッド７０を用いてワークを吸着した場合、吸着パッド本体１３からシリコーンゴム成分が漏出してワークに吸着痕として付着することが、パリレン膜７２により防止される。なお、ワークに吸着痕が残っていないことは、ワークの被吸着部位にレーザ光線を当て、その反射光の波長等により確認されている。
【００４２】
また、パリレン膜７２は耐薬品性、耐候性（直射日光やオゾン等に対して強い、すなわち変質し難い性質）を有するので、吸着パッド７０は、耐薬品性、耐候性の点で優れている。
【００４３】
更に、パリレン膜７２を成膜する際に室温以下（２５℃以下）の温度条件で成膜できるので、吸着パッド本体１３が熱によって損傷することがない。
【００４４】
また、パリレンコンフォーマルコーティングシステムによりパリレン膜７２を成膜すると、吸着パッド本体のエッジ部分１３Ｅでの膜厚が中央部に比べて相対的に薄くなることが回避される。
【００４５】
［第３形態］
次に、第３形態について説明する。図９に示すように、第３形態では、吸着部１４の吸着面側をプラズマ処理することにより皮膜８２が形成されている。この皮膜８２は、ゴム成分を構成する分子が架橋したものであり、これにより、吸着部１４を構成する可塑材等の低分子量の物質がパーティクルとなって皮膜８２を通過することはない。従って、このパーティクルがワークに付着することが防止され、吸着痕が残ることはない。
【００４６】
プラズマ処理を行うプラズマを発生させるには、例えばレーザを用いて発生させる。これにより、簡易な装置でプラズマを発生させることができる。
【００４７】
［第４形態］
次に、第４形態について説明する。図１０に示すように、第４形態では、吸着部１４の吸着面側に電子線（電子ビーム）を照射することにより皮膜９２が形成されている。この皮膜９２は、ゴム成分を構成する分子が架橋したものであり、これにより、吸着部１４を構成する可塑材等の低分子量の物質がパーティクルとなって皮膜９２を通過することはない。従って、このパーティクルがワークに付着することが防止され、吸着痕が残ることはない。
【００４８】
以下、電子線を照射する前の吸着部１４の吸着面側の特性と、電子線を照射することにより形成された皮膜９２の特性と、を測定した評価実験例を説明する。
【００４９】
この特性の測定は、常温付近で、フィルムずり法によって行った。また、フィルムずり法で測定する際、周波数パラメータとして変更し、０．２Ｈｚ、０．５Ｈｚ、１Ｈｚ、２Ｈｚ、及び、５Ｈｚでそれぞれ行った。
【００５０】
本実験例では、まず、電子線を照射する前に、吸着部１４の、すなわちシリコーンゴムの動的弾性率（貯蔵弾性率）［Ｇ’］、損失弾性率［Ｇ”］、及び、損失正接［ｔａｎδ］をそれぞれ計測した。測定結果を、それぞれ、図１１、図１３、図１５に示す。（部材に正弦波歪みを加えたときの動的に変化する応力をみる動的粘弾性は、弾性に相当する実数部と、粘性に相当する虚数部と、をもつ複素数として観測され、それぞれ、動的弾性率（貯蔵弾性率）、損失弾性率といわれる。損失弾性とは、例えばゴムを凹ませると、元の形状に戻らずに一部のエネルギーが熱などに変化して損失することである。また、損失弾性率を動的弾性率で除算した値は損失正接（ｔａｎδ）といわれる。）次に、１００ｋＧ〜２００ｋＧの電子線（走査速度６ｍ／ｍｉｎ）を吸着部１４の吸着面側に約３０秒間照射し、Ｃｒｏｓｓ−ｌｉｎｋ或いはランダムのＲａｄｉｃａｌ重合架橋を施して皮膜９２を形成した。
【００５１】
照射後、形成された皮膜９２の動的弾性率［Ｇ′］、損失弾性率［Ｇ”］、及び、損失正接［ｔａｎδ］をそれぞれ測定した。測定結果を、それぞれ、図１２、図１４、図１６に示す。
【００５２】
図１１と図１２とを比較することにより、電子線の照射によって明らかに弾性率が向上していることが判る。従って、電子線の照射によってシリコーンゴムの架橋が進んだと判断される。
【００５３】
また、図１３と図１４とを比較することにより、電子線の照射によって損失弾性率はほとんど変化していないことが判る。また、図１５と図１６とを比較することにより、電子線の照射によって損失正接もほとんど変化していないことが判る。
【００５４】
この実験例により、電子線の照射によって、弾性率を向上させること、すなわち強度を増大させることができるので、架橋を促進させることができると判断される。従って、耐熱温度が上昇し、架橋によって形成された皮膜９２からのシリコーンゴムの低分子量成分の漏出量が減ると判断される。
【００５５】
以上、実施形態を挙げて本発明の実施の形態を説明したが、上記実施形態は一例であり、要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施できる。また、本発明の権利範囲が上記実施形態に限定されないことは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】第１形態に係る吸着パッドの側面断面図である。
【図２】第１形態に係る吸着パッドでワークを吸着している状態を示す側面断面図である。
【図３】イオンビームアシスト蒸着法で薄膜を成膜する装置の構成を示す側面図である
【図４】第１形態で、吸着パッドの皮膜を成膜するのに用いる装置の構成を示す側面図である。
【図５】第１形態で、吸着パッドが保持部に保持されている状態を示す部分拡大側面図である。
【図６】第１形態に係る吸着パッドの組成物質が変化していることを示す拡大側面断面図である。
【図７】第２形態に係る吸着パッドの側面断面図である。
【図８】第２形態で、吸着パッドの皮膜を成膜するのに用いる装置の構成を示す側面図である。
【図９】第３形態に係る吸着パッドの側面断面図である。
【図１０】第４形態に係る吸着パッドの側面断面図である。
【図１１】第４形態で、吸着パッドの動的弾性率Ｇ’の測定結果（電子線照射前）を示すグラフ図である。
【図１２】第４形態で、吸着パッドの動的弾性率Ｇ’の測定結果（電子線照射後）を示すグラフ図である。
【図１３】第４形態で、吸着パッドの損失弾性率Ｇ”の測定結果（電子線照射前）を示すグラフ図である。
【図１４】第４形態で、吸着パッドの損失弾性率Ｇ”の測定結果（電子線照射後）を示すグラフ図である。
【図１５】第４形態で、吸着パッドの損失正接ｔａｎδの測定結果（電子線照射前）を示すグラフ図である。
【図１６】第４形態で、吸着パッドの損失正接ｔａｎδの測定結果（電子線照射後）を示すグラフ図である。
【図１７】従来の吸着パッドの側面断面図である。
【図１８】従来の吸着パッドを用いてワークに吸着痕が残ったことを示す斜視図である。
【符号の説明】
【００５７】
１０  吸着パッド
１１  空気吸引孔
１３  吸着パッド本体（吸着部材）
１８  ワーク（被搬送物）
２０  ＳｉＯ２膜（皮膜）
７０  吸着パッド
７２  パリレン（皮膜）
８２  皮膜
９２  皮膜
１００  ワーク（被搬送物）
１１０  吸着パッド
１１１  空気吸引孔
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
2007181921.tif 000018
【図１７】
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【図１８】
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