JP2005319535A

JP2005319535A - Ｃｏ２ブラストノズルとそれを用いた加工装置

Info

Publication number: JP2005319535A
Application number: JP2004139289A
Authority: JP
Inventors: Takuji Kudo; 卓史工藤; Kenichi Takahashi; 健一高橋; Satoshi Tsukahara; 聰塚原
Original assignee: Hitachi Industries Co Ltd
Current assignee: Hitachi Plant Technologies Ltd
Priority date: 2004-05-10
Filing date: 2004-05-10
Publication date: 2005-11-17

Abstract

【課題】
ＣＯ_２ブラスト加工に用いる一つのノズルにおいて、液化炭酸の急減圧の状態を変えずに、ドライアイス粒子の加工面への衝突速度を連続して変化させることができ、ノズルが詰まることによるブラストの不安定さを無くすことが求められている。
【解決手段】
液化炭酸及びアシストガスにそれぞれ専用のオリフィスを設け、アシストガス専用オリフィスの二次側に長い管を設けると共に、液化炭酸専用オリフィスを前記長い管の側面に設けた構成とすることで、液化炭酸専用のオリフィスの二次側を、アシストガスの二次側に配置されるようにして、アシストガスの一次側圧力にかかわらず、ドライアイス粒子の径や量を一定に生成できる構成とした。
【選択図】図１

Description

本発明は、微細加工を行うＣＯ_２ブラストノズルに係り、特に、一つのノズルにおける、ドライアイス粒子の速度制御範囲を広くすることが可能なノズル構造とそれを用いた加工装置に関する。

従来、この種のブラスト技術では、ブラスト材としてシリコン粒子やプラスチック粒子を加工面に吹き付け加工を行うサンドブラスト法が主流である。この方法では、加工後、加工面にブラスト材が残留する問題があり、加工後に洗浄を必要とする。そこで、ＣＯ_２ブラスト法と呼ばれる、ブラスト材として液化炭酸の急減圧によって生成される微細なドライアイス粒子を使用することで、加工後の洗浄を必要としないクリーンな加工方法（例えば，特許文献１参照。）が提案されている。また、この種の技術において、加工面に衝突する微細なドライアイス粒子の噴射速度を増加させるため、液化炭酸に加えて，アシストガスと呼ばれる圧縮した気体を同一ノズルから噴射する方法（例えば、特許文献２参照。）も提案されている。

特開平９−１８３０６４号公報

Ｕ．Ｓ．Ｐ５，４０５，２８３

特許文献１記載の手法では、液化炭酸の流量によって、ドライアイス粒子の流量や速度が決まってしまい、これらを個別に制御する方法が無い。

また、ＣＯ_２ブラストによる加工は、ＣＯ_２ブラスト洗浄と比較して大きな衝突エネルギーを必要とするため、液化炭酸の急減圧のエネルギー以外に加速手段の無い前記特許文献１記載の手法では衝突エネルギーが低く、実用的ではない。

また、特許文献２記載の手法は、膨張室と呼ばれるオリフィスを備えた一つの空間に液化炭酸とアシストガスを同時に導入するものである。

膨張室において、前記オリフィスとは別の液化炭酸専用オリフィスを持って液化炭酸を急減圧して生成されるドライアイス粒子は、液化炭酸が急減圧する際にドライアイス粒子と同時に得られるＣＯ_２の気体分及びアシストガスがオリフィスを通過する時の高速の流れに乗って噴射されるため、高いエネルギーで加工面に衝突し、効率的な加工が可能である。

しかしながら、液化炭酸の流量、膨張室及びオリフィスの寸法、アシストガスの流量を決定して設計したノズルにおいて、例えば、ドライアイス粒子の加速を目的として、アシストガスの流量を増加した場合、膨張室の圧力が増加し、これによって、液化炭酸の供給圧力と膨張室圧力の差圧が小さくなることから、液化炭酸の流量が少なくなる。更に、液化炭酸の流量変化と、膨張室圧力の変化によって、ドライアイス粒子の径や量といった生成状態が変化する。従って、設計値に対して、ドライアイス粒子の速度のみを変化させることができない。これは、一つのノズルのブラスト速度制御範囲が狭く、複数の条件でのブラストが困難であることを意味する。

また、オリフィスの上流側でドライアイス粒子を生成するため、オリフィスにドライアイス粒子が詰り、ブラスト状態が不安定となる問題がある。

また、膨張室内では液化炭酸が急減圧するため温度が低下しており、液化炭酸又はアシストガスに水分が含まれている場合、低温により固体化した水分がオリフィスに詰り、ブラスト状態が不安定になる問題がある。

それゆえ本発明の目的は、後洗浄を必要としないＣＯ_２ブラスト法において、ドライアイス粒子の速度制御範囲が広く、安定してドライアイス粒子を加工面に衝突させることが可能なブラストノズルを提供することにある。

上記目的を達成するため本発明は、液化炭酸及びアシストガスにそれぞれ専用のオリフィスを設け、アシストガス専用オリフィスの下流側に長い管を設けると共に、液化炭酸専用オリフィスを前記アシストガス専用オリフィスの下流側に設けた構成とした。

前記のようにすることによって、液化炭酸専用のオリフィスの二次側は，アシストガスの二次側でもあることから、ドライアイス粒子の径や量等の生成状態は、アシストガスの流量変化を受けづらく、アシストガスの一次側圧力にかかわらず、同一状態のドライアイス粒子を得ることが可能となる。

この結果、一つのノズルにおいて、ドライアイス粒子の加工面への衝突速度を、アシストガスの一次側の圧力を変化させることで、低速から高速まで、連続して制御することが可能となる。このことは、例えば、一つのノズルで、試料に対して、加工始めは加工レートの高い状態で加工、終点近傍でレートが低くかつソフトな状態での加工と連続して実施可能なことを示している。

液化炭酸専用オリフィスの二次側には細い管路は無いことから、生成したドライアイス粒子が管路に詰り、ブラスト状態が不安定になることは無い。同様の理由により、液化炭酸中に水分が含まれており、これが液化炭酸の急減圧時に固体化した場合においても管路に詰り、ブラスト状態が不安定になることは無い。

アシストガスの断熱膨張は、アシストガス専用オリフィス通過時及び通過後に起こる。従って、アシストガス中に水分が含まれていた場合において、アシストガスの断熱膨張により、アシストガス中の水分が固体化したとしても、この時は既にアシストガス専用オリフィスを通過しており、アシストガス専用オリフィスと前記管の出口間には細い部分が無いことから、固体化した水分が管路に詰り、ブラスト状態が不安定になることは無い。

また、本発明のノズルにおいて、アシストガスに気体ＣＯ_２を用い、使用済みのＣＯ_２を精製し再利用する。このため、回収気体中のＣＯ_２の割合が高くなり、回収設備が単純化、低価格化する。この結果、装置全体の使用エネルギーが低減でき、ランニングコストの低下及び環境負荷の低減が可能である。

以下、図１乃至図３に示す一実施例に基づいて、本発明方法を説明する。

図１は、本発明ブラストノズルの概要を説明するノズル断面図である。図１において、ＣＯ_２ブラストを行うブラストノズル本体１の一方端側には、アシストガス導入口２が設けられている。このアシストガス導入口２に連通してアシストガス一次室３が設けてある。アシストガス１次室３の先にはオリフィスを構成する絞り４が設けられている。絞り４の先には、絞り４を通過したアシストガスを加速するための拡大管５が設けてある。拡大管５の先には、噴射口７から噴射されるブラストが周囲に広がらないように平行化するためのストレート管６が形成されている。拡大管５の近傍には、液化炭酸供給口８が設けてあり、この液化炭酸供給口８から供給された液化炭酸を一次蓄える液化炭酸一次室９が拡大管５の周囲にリング状の溝で形成されている。この液化炭酸一次室９と拡大管５とを連通する液化炭酸用オリフィス１０が、拡大管５又はストレート管６の周囲に複数個の貫通穴で形成されている。本ノズルにはアシストガス一次室３の圧力をリアルタイムで計測するために圧力センサが取り付けられるように、アシストガス一次室圧力計測口１１が設けてある。このアシストガス一次室圧力計測口１１には、図２において説明するアシストガス一次側圧力センサ１２が取り付けられる。

図２は本発明ノズルの外観を示した図である。図２に示すように、ノズル本体１の外側には、アシストガス一次側圧力センサ１２や、噴射口７近傍の温度を測定するための噴射口温度測定用熱電対１３が設けてある。また、液化炭酸供給口８に液化炭酸供給部とジョイントするための接続部８ｊとアシストガス供給部とジョイントするための接続部２ｊ等が設けてある。

図３は本発明ノズルの外観を示した図である。図２との相違点は、液化炭酸供給部とアシストガス供給部をさらに詳細に示したもので、基本的構成は代わりがない。すなわち、図３において、図示していない液化炭酸供給用タンクとの間を接続する、液化炭酸供給用の他の接続部１４ｊを介して、液化炭酸供給圧力センサ１５や液化炭酸温度測定用熱電対１６及び、液化炭酸遮断弁１７が接続部８ｊに接続されている。液化炭酸供給圧力センサ１５は、液化炭酸供給口１４より供給される液化炭酸の圧力を測定するために設けたものであり、液化炭酸温度測定用熱電対１６は液化炭酸供給口１４より供給される液化炭酸の温度を測定するために設けてある。また、液化炭酸遮断弁１７は、ノズル内に供給する液化炭酸の供給や遮断を行うためのものである。また、図示していないアシストガスタンクと接続するためのアシストガス接続部１８ｊと、ノズル側の接続部２ｊとの間にアシストガス遮断弁１９が設けてある。このアシストガス遮断弁１９によりアシストガスの供給を制御する。なお、液化炭酸遮断弁１７は駆動部１７ｄで弁の開閉が制御され、アシストガス遮断弁１９は駆動部１９ｄで弁の開閉が制御される。

さらに、図が煩雑化するため記載していないが、液化炭酸供給用の接続部１４ｊの上流側には、液化炭酸増圧ポンプ及び熱交換器が設置されている。液化炭酸供給圧力センサ１５と増圧ポンプ、液化炭酸温度測定用熱電対１６と熱交換器の間には、それぞれフィードバック制御回路が組まれており、ブラストノズル１に供給する液化炭酸の圧力及び温度を一定に保つことが可能となっている。

また、図が煩雑化するため記載していないが、アシストガス接続部１８ｊ上流にはアシストガスの流量制御弁が設けてある。アシストガス噴射中は、常に、アシストガス一次側圧力センサ１２でアシストガス一次室３の圧力を監視し、アシストガスの流量制御弁とアシストガス一次側圧力センサ１２のフィードバック制御を行って、アシストガス一次室３の圧力を一定に保つことで、アシストガスの噴射速度を一定に保つことができるようになっている。

以下、図１乃至図３を用いて、本発明におけるＣＯ_２ブラストの手順を説明する。

液化炭酸は、ボンベ又はその他の設備から、増圧ポンプ及び熱交換器を介して、接続部１４ｊからブラストノズル１に供給される。

ここで、液化炭酸の流量は，液化炭酸用オリフィス１０の径を固定した場合，液化炭酸用オリフィス１０の一次圧と二次圧の差圧で決まる。また、液化炭酸用オリフィス１０の二次圧はアシストガスの流量によって決まる。従って、液化炭酸の流量は、液化炭酸供給用の接続部１４ｊに供給する液化炭酸を高圧とした方がアシストガスの流量の変動を受けにくくなる。しかしながら、液化炭酸の供給圧力を極端に高くすることは、耐圧を必要とすることから部品が高価になること及び液化炭酸が圧縮されることにより高温になり、熱交換器に余分なエネルギーを必要とするといった問題もある。従って、本実施例において、液化炭酸供給用の設続部１４ｊを介して供給する液化炭酸は、８ＭＰａ、２０℃としている。

アシストガスは、ボンベ又はその他の設備から、アシストガス接続部１８ｊを介してブラストノズル１に供給される。なお、本実施例において，アシストガスは気体ＣＯ_２を使用している。

ブラストを行っていない間は、液化炭酸供給用の接続部１４ｊ及びアシストガス接続部１８ｊから供給された液化炭酸及びアシストガスは、それぞれ液化炭酸遮断弁１７及びアシストガス遮断弁１９によって遮断され、ブラストノズル１には供給されていない。

ブラストを開始するに当たり、先ず、アシストガス遮断弁１９を開き、アシストガスをアシストガス一次室３に導入する。同時にアシストガス圧力のアシストガス一次室３におけるフィードバック制御を開始し、アシストガス一次室３の圧力を安定させる。

ブラスト開始時におけるアシストガス一次室３の圧力は加工対象物やノズルの寸法等によって異なるが、以下３ＭＰａの例で説明する。

アシストガス一次室３に導入されたアシストガスは、絞り４によって音速まで加速され、ついで、拡大管５によって超音速に加速される。超音速に加速されたアシストガスは、ストレート管６を通って、噴射口７より大気中に噴射される。なお、アシストガス一次室３の圧力を３ＭＰａとしていることから、絞り４部におけるアシストガスの圧力は１．７ＭＰａ、拡大管５出口付近では０．１ＭＰａ程度である。また、拡大管５における液化炭酸用オリフィス１０の出口付近の圧力は、０．５ＭＰａ程度となる。

アシストガス一次室３の圧力安定後、液化炭酸遮断弁１７を開くことで、液化炭酸は、液化炭酸導入口８を通って、液化炭酸一次室９に導かれる。液化炭酸一次室９に導かれた液化炭酸は、液化炭酸用オリフィス１０を通って拡大管５内に噴射される。この時の液化炭酸用オリフィス１０における一次圧と二次圧の差圧は７．５ＭＰａである。

拡大管５における液化炭酸用オリフィス１０の出口付近の圧力は０．５ＭＰａ程度であることから、拡大管５内に噴射された液化炭酸は急減圧し、微細なドライアイス粒子を生成する。生成されたドライアイス粒子は、拡大管５内を流れる高速のアシストガスによって加速され、アシストガスと共にストレート管６を通って噴射口７から噴射され、加工面を加工する。

この時、絞り４部の圧力が拡大管５出口に対して高く、アシストガスは噴射口７に向かって連続して流れていることから、生成されたドライアイスが絞り４部の方向に逆流し、絞り４部を詰まらせ、ブラスト状態が不安定になることは無い。

次に、前記状態から、ドライアイス粒子の速度を低速にする方法について説明する。なお、本発明において、ドライアイス粒子速度の変更は連続して行うことが可能であり、液化炭酸遮断弁１７又はアシストガス遮断弁１９を一旦閉じる必要は無い。

前記状態より、アシストガス一次室３の設定圧力を３ＭＰａから、例えば、１ＭＰａに変更する。この結果、絞り４部におけるアシストガスの圧力は０．６ＭＰａ、拡大管５における液化炭酸用オリフィス１０の出口付近の圧力は、０．２ＭＰａ程度に低下する。拡大管５出口付近では０．１ＭＰａ程度とアシストガス一次室３の設定圧力が３ＭＰａの場合と同等である。

アシストガス一次室３の設定圧力を３ＭＰａから１ＭＰａに変更した結果、アシストガスの流量が低下し、アシストガスがドライアイス粒子を加速する能力が低下する。このため噴射口７より噴射されるドライアイス粒子の速度を低下することができ、ソフトな加工が可能となる。

また、この状態から、アシストガス一次室３の設定圧力を高くすることで、再びドライアイス粒子の速度を増加させることが可能である。

本発明の目的は、ドライアイス粒子の速度のみを連続して変化可能なことにある。従って、上記のように速度を変化させた場合においてもドライアイス粒子の径や量はほとんど変わらないことが必要である。

アシストガス一次室３の設定圧力を１ＭＰａとした場合においても、液化炭酸の供給圧力は８ＭＰａのまま変更しないため、液化炭酸用オリフィス１０における一次圧と二次圧の差圧は７．８ＭＰａである。従って、アシストガス一次室３の設定圧力が３ＭＰａの時と比較して、４％程度上昇したに過ぎない。

また、拡大管５における液化炭酸用オリフィス１０の出口付近の圧力は、アシストガス一次室３の設定圧力が３ＭＰａ、１ＭＰａの場合、それぞれ０．５ＭＰａ、０．２ＭＰａであり、液化炭酸の性質から、この圧力範囲において得られるドライアイス粒子に差異は無い。

従って、アシストガス一次室３の設定圧力を変更した場合においても、液化炭酸用オリフィス１０における一次圧と二次圧の差圧及び拡大管５における液化炭酸用オリフィス１０の出口付近の圧力に差が無いことから、生成されるドライアイス粒子の径や量はほとんど変わらない。

なお、本実施例においてはアシストガス一次室３の設定圧力を１〜３ＭＰａの間において説明したが、本発明におけるアシストガス一次室３の設定圧力は、この範囲に限るものではない。

以上説明した実施例に関わらず次のように実施してもよい。

アシストガスに気体ＣＯ_２に変えてＮ_２やＡｒ、圧縮空気等を用いてもよい。

ブラストの開始にあたり、アシストガス遮断弁１９を開く前に、液化炭酸遮断弁１７を開き、ドライアイス粒子の生成を行ってもよい。また、アシストガス遮断弁１９、液化炭酸遮断弁１７を同時に開いてもよい。

次に、本ＣＯ_２ブラストノズルを用いたブラスト加工装置を、図４を用いて説明する。図４はＣＯ_２ブラストノズルを加工装置全体の斜視図である。

本装置は、プラズマディスプレイパネル（以下、ＰＤＰと略す。）のバリアリブ加工を行う装置ある。図において１０１は加工対象物であるＰＤＰ背面パネルで、ベースとなるガラス基板上にアドレス電極や保護膜等が形成されており、その表面を加工対象であるバリアリブペースト材が額縁状に塗布、乾燥して形成されており、最表面にはドライコート及びエッチングで形成されたマスクがある。１００は加工機本体、１１０はハウスラインより加工機本体１００及びその他のユニットにドライガス、補助気体、液化炭酸、大気等を供給する供給管、１２０は加工機本体１００内部の処理室から使用後のＣＯ_２や加工屑を排出するための排気管で、その末端は１２１に示す集塵フィルタ及び排気ポンプに接続されている。１２２は集塵フィルタ及び排気ポンプ１２１から下流から加工に使用したＣＯ_２や加工屑を排気する排気管で、その末端はハウスラインに接続される。１２３は加工機本体１００内部にドライガスを導入するためのドライガス供給管、２００は予備加熱及びドライガス置換ユニット、２０１は予備加熱及びドライガス置換ユニット内部の大気を排出するための排気管で、その末端はハウスラインに接続される。２０２は予備加熱及びドライガス置換ユニット内部にドライガスを導入するためのドライガス供給管で、予備加熱及びドライガス置換ユニット２００の上部からシャワー状に内部へドライガスを供給する。３００は大気置換ユニットで、図が煩雑化するため記載していないが、予備加熱及びドライガス置換ユニット２００と同様に、内部の気体を排出する排気管を持っており、その末端は、排気管２０１と同様にハウスラインに接続される。３０２は大気供給管で、大気置換ユニット３００の上部からシャワー状に内部へ大気を供給する。４００は入り口コンベアユニット、４０１は供給されたＰＤＰ背面パネル１０１を適切な位置に設置するための位置決め機構を示している。なお、予備加熱及びドライガス置換ユニット２００及び加工装置本体１００、大気置換ユニット３００の上流及び下流側には、それぞれシャッタを備えており、ＰＤＰ背面パネル１０１の搬入及び搬出の際には、本シャッタを開閉する機構となっている。なお図示していないが、各ユニット内を加工対象物が所定の速度で移動するベルトコンベア又は搬送ローラからなる加工対象物移動機構が設けてある。

以下、本実施例によるＰＤＰ背面パネル１０１の加工手順を説明する。なお、本実施例で使用するドライガスは窒素であるが、ドライな状態であり、反応性の無いアルゴン等の気体も使用可能である。また、補助気体には窒素を用いているが、ドライガスと同様にドライな状態であり、反応性の無いアルゴン等の気体も使用可能である。また、すべてのユニットにおいて、ヒータは常時加温状態となっている。

ＰＤＰ背面パネル１０１は、上流側の装置からコンベア又はロボットによって入り口コンベアユニット４００の搬送ローラ上に搬送される。次いで、位置決め機構４０１を持ってＰＤＰ背面パネル１０１をセンタリングする。

予備加熱及びドライガス置換ユニット２００は、予め、内部にＰＤＰ背面パネル１０１が無く、内部は大気で充満されている。

次いで、ドライガス置換ユニット２００の入り口コンベアユニット４００側のシャッタを開き、入り口コンベアユニット４００及び予備加熱及びドライガス置換ユニット２００の搬送ローラを駆動させ、ＰＤＰ背面パネル１０１を予備加熱及びドライガス置換ユニット２００内部に取り込み、シャッタを閉じ、予備加熱及びドライガス置換ユニット２００内部を外部と遮断する。

予備加熱及びドライガス置換ユニット２００にＰＤＰ背面パネル１０１を送り込んだ時点で、入り口コンベアユニット４００は、次のＰＤＰ背面パネル１０１を受け入れ可能な状態になる。

次いで、予備加熱及びドライガス置換ユニット２００内部の大気を排気管２０１をもって排出し、同時にドライガス供給管２０２からドライガスを供給することで、予備加熱及びドライガス置換ユニット２００内部をドライな雰囲気に置換する。この時、同時に、ヒータによって、ＰＤＰ背面パネル１０１は予備加熱されている。
加工装置本体１００内部は、予めドライな雰囲気に置換されている。

次いで、予備加熱及びドライガス置換ユニット２００の上流側シャッタ及び加工装置本体１００の下流側シャッタを開き、予備加熱及びドライガス置換ユニット２００の搬送ローラ及び加工装置本体１００の搬送ローラを駆動させ、ＰＤＰ背面パネル１０１を予備加熱及びドライガス置換ユニット２００から加工装置本体１００へ搬送する。

ＰＤＰ背面パネル１０１が完全に加工装置本体１００へ搬送された後、予備加熱及びドライガス置換ユニット２００の上流側シャッタ及び加工装置本体１００の下流側シャッタを閉じる。なお、前述のように、加工装置本体１００内部にはＰＤＰ背面パネル１０１が複数枚入るスペースがあり、加工装置本体１００に取り込まれた直後のＰＤＰ背面パネル１０１は、最も上流側で待機状態となり、ここで再びヒータからの加熱を受ける。

予備加熱及びドライガス置換ユニット２００は、ＰＤＰ背面パネル１０１を加工装置本体１００へ受け渡し、シャッタを閉じた後、排気管２０１をもって内部のドライガスを排出すると同時に、ドライガス供給管２０２から大気を導入し、内部を大気置換することで、次のＰＤＰ背面パネル１０１を受け入れ可能な状態となる。

加工装置本体１００は、ＰＤＰ背面パネル１０１を受け入れた後、排気管１２０を通して、内部のドライガスを排気管１２２へと排出すると同時に、ドライガス供給管１２３からドライガスを供給し、内部に一方向の流れ場を形成する。
同時にドライアイス粒子を生成し、ブラストを開始する。また、必要な場合は、加工対象物に対して、ＣＯ_２ブラストが常に垂直に衝突するようにノズル部分を振る、いわゆる振り動作を開始する。

ブラストの圧力が安定した時点で、搬送ローラを動作させ、ＰＤＰ背面パネル１０１をブラストの領域に送り、加工を開始する。
加工中は常時、図示していない非接触温度計でＰＤＰ背面パネル１０１の温度を測定し、温度低下により結露が発生する恐れのある場合は、ヒータ温度上昇、搬送速度上昇、補助気体供給圧力上昇の内のいずれか、又は複数の手法を持って温度回復を行う。逆に、必要以上にＰＤＰ背面パネル１０１の温度が上昇している場合は、ヒータ温度降下、搬送速度低下、補助気体供給圧力減少の内のいずれか、又は複数の手法を持って温度回復を行う。

加工装置本体１００にて加工を行っている間に、大気置換ユニット３００はドライガス雰囲気に置換されている。
加工装置本体１００内部で、ＰＤＰ背面パネル１０１が加工、搬送されることによって、加工装置本体１００内部下流端近傍に来た時、加工装置本体１００下流側のシャッタと大気置換ユニット３００上流側のシャッタを開き、同時に大気置換ユニット３００の内部を排気、搬送ローラを駆動させ、ＰＤＰ背面パネル１０１を大気置換ユニット３００に搬送する。この時、加工装置本体１００では加工を行っていてもかまわない。

ＰＤＰ背面パネル１０１が完全にノズルヘッドユニット１４０及び１４１の下を通過した時点で、ドライアイス粒子の生成を停止する。

ＰＤＰ背面パネル１０１が完全に大気置換ユニット３００に搬送された時点で、装置本体１００下流側のシャッタと大気置換ユニット３００上流側のシャッタを閉じる。この時点で、装置本体１００は、次のＰＤＰ背面パネル１０１を受け入れ可能状態となる。

大気置換ユニット３００は、ＰＤＰ背面パネル１０１を受け入れ、シャッタを閉じた時点で、ＰＤＰ背面パネル１０１の温度モニタを行う。これは、加工によってＰＤＰ背面パネル１０１の温度が低下している可能性があるためである。大気置換ユニット３００内部のヒータによって、ＰＤＰ背面パネル１０１の温度が十分に回復した時点で、ドライガスの排気を行い、同時に大気供給間３０２より大気を導入し、内部を大気置換する。このように、ノズルの噴射孔（解放端７）からのドライアイス粒子の噴射を間隔をあけて複数で行い、加工速度を加工対象物の温度に依存させるようにしたブラスト加工方法を構成する。

次いで、大気置換ユニット３００下流側のシャッタを開き、搬送ローラを駆動させ、ＰＤＰ背面パネル１０１を排出する。
排出されたＰＤＰ背面パネル１０１は次工程の装置のコンベアもしくはロボットが受け取る。

大気置換ユニット３００は、ＰＤＰ背面パネル１０１を完全に排出した後、大気置換ユニット３００下流側のシャッタを閉じ、排気管より内部の大気を排気すると同時に、大気供給管３０２よりドライガスを供給し、内部をドライガスに置換することで、次のＰＤＰ背面パネル１０１を受け入れ可能状態となる。
以上を連続して行うことで、ＰＤＰ背面パネル１０１の加工が可能である。

以上のように、加工対象物に粒子を衝突させ、衝突時の物理エネルギーを持って加工対象物を切削するものであり、加工対象物に衝突させる粒子に液化炭酸あるいは液化アルゴンを急減圧することによって生成した微細なドライアイス粒子を用いるブラスト加工装置を用いたブラスト加工方法において、ノズルの内部に形成したオリフィスに液体炭酸あるいは液化アルゴン供給装置および補助気体供給装置に接続された開口部から補助気体を導入して断熱膨張させてドライアイス粒子を形成、加速し、ノズルの噴射口から加工対象物に衝突させるものであって、ノズル噴射口からのドライアイス粒子の噴射を、間隔をあけて複数で行い、加工速度を加工対象物の温度に依存させたブラスト加工方法が構成される。

本発明ノズルの概要を示した図である。本発明ノズルの外観を示した図である。本発明ノズルの外観を示した図である。本発明のノズルを用いた加工装置の外観を示した図である。

符号の説明

１…ブラストノズル、２…アシストガス導入口、３…アシストガス一次室、４…絞り、５…拡大管、６…ストレート管、７…噴射口、８…液化炭酸導入口、９…液化炭酸一次室、１０…液化炭酸用オリフィス、１１…アシストガス一次室圧力計測口、１２…アシストガス一次側圧力センサ、１３…噴射口温度測定用熱電対、１４…液化炭酸供給口、１５…液化炭酸供給圧力センサ、１６…液化炭酸温度測定用熱電対、１７…液化炭酸遮断弁、１８…アシストガス供給口、１９…アシストガス遮断弁。

Claims

液化炭酸を急減圧することで微細なドライアイス粒子を生成し、前記ドライアイス粒子を他の高速気体に混入する混入部と、前記高速気体と一緒に前記ドライアイス粒子を吐出する吐出口を備えたＣＯ_２ブラストノズルにおいて、
前記高速気体生成用のオリフィスの下流側に前記液化炭酸を急減圧するためのオリフィスを設けた構成としたことを特徴とするＣＯ_２ブラストノズル。
加工対象物を搬入する入り口コンベアユニットと、前記加工対象物を呼び加熱すると共に装置内をドライガス雰囲気に置換するドライガス置換ユニットと、前記加工対象物にＣＯ_２ブラストを吹き付けて加工を行う加工ユニット部と、加工された加工対象物を大気状態に戻す大気置換ユニットと、前記各ユニット内に前記加工対象物を所定の速度で移動させる加工対象物移動機構と、各ユニット間を仕切るためのシャッタ機構とからなる加工装置において、
前記加工ユニットには、前記加工対象物の移動方向に対して直角方向に複数のＣＯ_２ブラストノズルを設けたノズルヘッドユニットが設けてあり、前記ＣＯ_２ブラストノズルが高速気体生成用オリフィスの下流側に液化炭酸ガスをヘッド内に供給しＣＯ_２ブラスト生成するためのオリフィスを設けた構成としたことを特徴とする加工装置。