JP2009050811A - 塗布方法および塗布装置 - Google Patents

Abstract

【課題】塗料の無駄がなく、均一な塗料の塗布ができる塗布方法および塗布装置を提供する。
【解決手段】水平移動可能な保持台４の上に塗料Ｒを塗布する対象板面を上にして対象物２を載置し、対象物２の両端にワイヤ１０を配置し、ワイヤ１０の上に平坦な塗布面を下にして塗布板１１を、保持台４の両側に固定した塗布板保持部材５の保持台４の移動方向上流側に当接するように載置し、対象板面と塗布面との間に塗料Ｒを注入して、塗料Ｒの表面張力により対象板面と塗布面との間に連続したビードを形成し、保持台４を下流側に移動することで、対象板面と塗布面との間隔を維持したまま、対象物２を塗布板１１に対して平行移動させ、対象物２の塗料Ｒに対する濡れ性によって対象板面に塗料Ｒを付着させる。
【選択図】図１

Description

本発明は、塗布方法および塗布装置、特に基板の板面に樹脂塗料を塗布する塗布方法および塗布装置に関する。

均一に塗料を塗布する方法として、対象物の表面に厚さ数百μｍから２ｍｍ程度の塗料のビードを形成し、塗料の濡れ性により、数十μ程度の一定の厚さの塗料を対象物に随伴させる方法と、対象物との間に一定の隙間を形成するナイフやブレードにより、対象物の表面に付着する塗料の厚みを規制する方法とがある。

塗料の濡れ性を利用する方法は、比較的低粘度の塗料の塗布に適用され、安定したビードを形成するために、塗料に浸漬したローラ（特許文献１参照）や、キャピラリチューブのような高価な装置が必要である。また、そのような装置を用いることで余分な塗料が必要になり、少数の対象物に塗布する場合には、塗料の無駄が多いという問題がある。さらに、塗布速度が速くなると、ビードが振動したり、ビードへの塗料の供給が不安定になって、塗膜の膜圧がばらつくという問題もある。

ナイフやブレードにより塗料の厚みを規制する方法は、最初に必要量の塗料を供給しておけばよいので、安価な装置で塗料を塗布できる。しかしながら、この場合、対象物とナイフやブレードとの間に楔形の塗料の溜りが形成されるので楔膜効果により、塗料の残量が多い程、塗膜が厚くなるという問題がある。さらに、この方法は、比較的高粘度の塗料の塗布に適用され、低粘度の塗料をミクロン単位の厚みに塗布するような場合には適用できない。
特開平５−１３８０９７号公報 特開平５−７６８１３号公報

前記問題点に鑑みて、本発明は、塗料の無駄がなく、均一な塗料の塗布ができる塗布方法および塗布装置を提供することを課題とする。

前記課題を解決するために、本発明による塗布方法は、対象物の平坦な対象板面を水平に保持し、塗布板の平坦な塗布面を、前記対象板面に所定の間隔で対向するように平行に保持し、前記対象板面と前記塗布面との間に塗料を注入して、前記塗料の表面張力により前記対象板面と前記塗布面との間に連続したビードを形成し、前記対象物を前記塗布板に対して、前記対象板面および前記塗布面と平行な方向に相対移動し、前記対象物の前記塗料に対する濡れ性によって前記対象板面に塗料を付着させる方法とする。

この方法によれば、塗料の表面張力によって塗布板と対象板面との間に塗料を保持してビードを形成するので、一度塗料を保持した対象板面には、塗布板が移動した後も、塗料の濡れ性により一定量の塗料が残される。塗布面と対象板面とを平行に保持することで、塗料には楔膜効果が作用しないので、塗料の残量に拘わらず、対象板面には一定の厚みに塗料が残留する。また、塗布面と対象板面とを水平に保持することで、重力が塗料をビードから押し出す方向に作用せず、注入した塗料の量が均一でなくても対象板面に残留する塗料の厚みがばらつかない。また、塗料のビードが十分に大きいので、ビードが振動したり、不安定なったりして、対象板面に残される塗料の厚みが変動せず、対象板面全体に均一に塗料を高速に塗布することができる。また、濡れ性により対象板面と塗布面とに付着する最低限の塗料だけしか必要としないので、塗料の無駄がない。さらに、塗布中に塗料を供給する必要がないので、高価な装置が不要である。

また、本発明の塗布方法において、前記対象板面と前記塗布面との間に厚みの均一なスペーサを挟み込み、前記スペーサに沿って前記対象物または前記塗布板を移動してもよい。

この方法によれば、対象板面と塗布面とを厳密に一定距離に保つことができる。

また、本発明による塗布装置の第１の態様は、対象物を、塗料が塗布される対象板面が水平になるように保持する保持台と、前記対象板面に一定の間隔で対向するように塗布板を保持する塗布板保持部材と、前記保持台または前記塗布板保持部材を前記対象板面と平行に移動させる駆動機構とを備えるものとする。

この構成によれば、塗料の表面張力によって塗布板と対象板面との間に塗料を保持し、塗布板と保持台との相対移動によって塗布板が過ぎ去った後の対象板面に、塗料の濡れ性によって一定量の塗料を付着させることができる。

また、本発明による塗布装置の第２の態様は、塗料を塗布する対象板面が水平になるように対象物を保持して水平移動可能な保持台と、前記対象板面に厚みの均一なスペーサを介して載置される平坦な塗布面を有する塗布板と、前記保持台の両側に固定され、前記塗布板に当接し、前記塗布板の前記保持台に随伴する移動を規制可能な塗布板保持部材とを備えるものとする。

この構成によれば、塗布板を押下しながら保持台を水平移動させることで、対象板面と塗布面とを平行に保ったまま相対移動させて、対象板面と塗布面との間に注入した塗料を、濡れ性によって対象板面に均一に塗布することができる。

本発明によれば、塗料の表面張力によって塗布板と対象板面との間に塗料を保持し、対象板面と塗布板を平行に保ったまま平行移動させることで、楔膜を形成することなく、濡れ性により塗料を対象板面に均一に塗付することができる。

これより、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。
図１に、本発明の１つの実施形態の塗布装置１を示す。塗布装置１は、ガラス基板（対象物）２の平坦な対象板面に樹脂（塗料）を塗布する装置である。

塗布装置１は、フレーム３の上にガラス基板２を載置する保持台４が水平移動可能に設けられ、保持台４の両側には、フレーム３に固定された塗布板保持部材５が直立して設けられている。

保持台３は、ガラス基板２を対象板面を上にして水平に載置する定盤であり、一端に接続されたベルト６をモータ７で駆動されるプーリ８で巻き取ることで、ガイド９に沿って移動させられるようになっている（駆動機構）。

塗布装置１では、保持台４に載置したガラス基板２の対象板面の保持台４の移動方向の両側に、厚みの均一なスペーサとして、例えば線径２００μｍのワイヤ１０を配置し、２本のワイヤ１０上に掛け渡すように、塗布板１１を両端を塗布板保持部材５の保持台４の移動方向上流側に当接させて配置する。

塗布板１１は、例えば厚さ３ｍｍの帯状のガラス板１２からなり、ガラス基板２の対象板面に対向する平坦な塗布面の変形を防止するために、背面に背当板１３を取り付けたものである。

このように、ガラス基板２の対象板面と塗布板１１の塗布面とを、ワイヤ１０を挟み込むことで互いに平行に保持した状態で、図２に示すように、ガラス基板２と塗布板１１との間に、保持台４の移動方向下流側から樹脂を注入する。このとき、図３に示すように、ガラス基板２の樹脂Ｒを塗布すべき幅全体にわたり、均等に樹脂Ｒを注入する。

このとき、図４に示すように、樹脂Ｒは、その濡れ性によってガラス基板２の対象板面と塗布板１１の塗布面とに付着するとともに、その表面張力によってガラス基板２と塗布板１１との隙間の高さ一杯に切れ間なく連続した層（ビード）を形成する。

続いて、塗布板１１を手で押さえながら、モータ７を駆動して保持台４を移動させる。塗布板１１は、塗布板保持部材５によって移動が規制され、ワイヤ１０の上を摺動する。つまり、塗布板１１は、ワイヤ１０に沿って、対象板面に平行にガラス基板２に対して相対移動する。

このとき、樹脂Ｒの表面張力は、その表面積を小さくするように作用するが、樹脂Ｒのガラス基板２および塗布板１１に対する付着力（濡れ性）は、ガラス基板２および塗布板１１との界面近傍の樹脂Ｒをそれぞれ、ガラス基板２および塗布板１１に随伴して移動させ、樹脂Ｒの層を剪断しようとする。これにより、図５に示すように、塗布板１１から引き出されたガラス基板２の対象板面には、濡れ性が表面張力に勝る一定の厚みの樹脂Ｒが付着する。

こうして、図６に示すように、最初にガラス基板２と塗布板１１との隙間に樹脂Ｒを注入した幅で、ガラス基板２の対象板面に樹脂Ｒが塗布されてゆく。このとき、対象板面を塗布面とが平行であるので、樹脂Ｒには楔膜効果が発生せず、また、対象板面を水平に保持しているので、樹脂Ｒに作用する重力が樹脂Ｒをガラス基板２と塗布板１１との隙間か押し出す方向に作用しない。このため、塗布される樹脂Ｒの厚みは、濡れ性と表面張力とのバランスによってのみ決定されるので、ガラス基板２と塗布板１１との隙間に残留する樹脂Ｒの量によって影響されない。

図７に示すように、保持台４が最下流まで移動すると、図８に示すように、ガラス基板２の対象板面の所望の範囲全体に、均一に樹脂Ｒが塗布される。このとき、図９に示すように、ガラス基板２の対象板面に塗布された樹脂Ｒの層と、塗布板１１の塗布面に残留する樹脂Ｒの層とを差し引いたときに、なおも、ガラス基板２と塗布板１１との間に連続した樹脂Ｒの層が僅かに残るように、最初に注入する樹脂Ｒの量を定める必要がある。

塗布装置１では、塗布板１１に付着する樹脂Ｒ、および、ガラス基板２と塗布板１１との間に残留する樹脂Ｒとの非常に僅かな量の樹脂Ｒしか無駄にしない。

また、塗布装置１では、最初に塗布する樹脂Ｒの全量によって大きなビードを形成するので、保持台４の移動速度が速くてもビードが不安定になることがなく、塗布性能が安定している。

以上の実施形態においては、ワイヤ１０を挟み込むことで、ガラス基板２と塗布板１１とを平行に配置しているが、塗布板１１にガラス基板２との隙間を規定するためのスペーサを付設しておいてもよい。また、塗布板保持部材５により、塗布板１１をガラス基板２と平行に固定できるようにしてもよい。

また、上記実施形態では、モータ７によって保持台４を移動させているが、ガラス基板２の上で塗布板１１を手動で移動させても樹脂Ｒを塗布できる。しかしながら、塗布板１１の移動速度が変化したり、塗布板１１の角度が変わったりすると、それらの変化が樹脂Ｒのビードに作用して、塗膜の厚みがばらつくなどの不具合を生じやすい。よって、上記実施形態のように、塗布板１１の傾きが変わらず、ガラス基板２を定速で移動させられるようにすることが好ましい。

また、塗布板１１をガラス基板２の移動方向に対して傾斜させると、樹脂Ｒのビードは、塗布板１１のエッジがガラス基板２の移動方向下流側に位置する方に移動する。よって、上記実施形態のように、塗布板１１のエッジをガラス基板２の移動方向と直角に保持することが好ましい。しかしながら、樹脂を塗布する対象物が長尺である場合には、あえて塗布板を傾斜させ、対象物の移動方向上流側から塗布板と対象物との間に樹脂を補給することもできる。

また、本発明の塗布方法では、例えば、対象板面を下向きにして対象物を配置してもよく、対象物を固定して塗布板を移動してもよい。

本発明は、電気部品の試作など、貴重な樹脂を試験的に塗布する場合に、特に有用である。

本発明の１つの実施形態の塗布装置の斜視図。 図１の塗布装置の側面図。 図１の塗布装置の平面図。 図１の塗布装置におけるガラス基板と塗布板との側面図。 図１の塗布装置におけるガラス基板と塗布板との塗布途中の側面図。 図１の塗布装置の塗布途中の平面図。 図１の塗布装置の塗布終了時の側面図。 図１の塗布装置の塗布終了時の平面図。 図１の塗布装置におけるガラス基板と塗布板との塗布終了時の側面図。

符号の説明

１ 塗布装置
２ ガラス基板
３ フレーム
４ 保持台
５ 塗布板保持部材
６ ベルト
７ モータ
８ プーリ
９ ガイド
１０ ワイヤ（スペーサ）
１１ 塗布板
１２ ガラス板
１３ 背当板
Ｒ 樹脂（塗料）

Claims (4)

1. 対象物の平坦な対象板面を水平に保持し、
   塗布板の平坦な塗布面を、前記対象板面に所定の間隔で対向するように平行に保持し、
   前記対象板面と前記塗布面との間に塗料を注入して、前記塗料の表面張力により前記対象板面と前記塗布面との間に連続したビードを形成し、
   前記対象物を前記塗布板に対して、前記対象板面および前記塗布面と平行な方向に相対移動し、前記対象物の前記塗料に対する濡れ性によって前記対象板面に塗料を付着させることを特徴とする塗布方法。
2. 前記対象板面と前記塗布面との間に厚みの均一なスペーサを挟み込み、
   前記スペーサに沿って前記対象物または前記塗布板を移動することを特徴とする請求項１に記載の塗布方法。
3. 対象物を、塗料が塗布される対象板面が水平になるように保持する保持台と、
   前記対象板面に一定の間隔で対向するように塗布板を保持する塗布板保持部材と、
   前記保持台または前記塗布板保持部材を前記対象板面と平行に移動させる駆動機構とを備える塗布装置。
4. 塗料を塗布する対象板面が水平になるように対象物を保持して水平移動可能な保持台と、
   前記対象板面に厚みの均一なスペーサを介して載置される平坦な塗布面を有する塗布板と、
   前記保持台の両側に固定され、前記塗布板に当接し、前記塗布板の前記保持台に随伴する移動を規制可能な塗布板保持部材とを備えることを特徴とする塗布装置。

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