JP5838697B2

JP5838697B2 - 静電噴霧成膜装置

Info

Publication number: JP5838697B2
Application number: JP2011214523A
Authority: JP
Inventors: 衛奥本; 奥田　則之; 則之奥田
Original assignee: Daikin Industries Ltd
Current assignee: Daikin Industries Ltd
Priority date: 2011-09-29
Filing date: 2011-09-29
Publication date: 2016-01-06
Anticipated expiration: 2031-09-29
Also published as: JP2013071108A

Description

本発明は、静電噴霧成膜装置および成膜方法に関し、特に、対象物側の電極構造に係るものである。

従来、静電噴霧成膜装置は、特許文献１に示すように、噴霧用液体が供給される噴霧ノズルと、薄膜が形成される対象物と、上記噴霧ノズルの噴霧用液体と上記対象物との間に所定の電圧を印加する電圧印加部を備えている。

そして、上記静電噴霧成膜装置は、上記噴霧用液体と上記対象物との間に所定の電圧を印加した状態において、上記噴霧用液体を帯電した霧化状態で噴霧させて上記対象物の表面に塗布させている。

特開２００９−１８３８７４号公報

しかしながら、従来の静電噴霧成膜装置においては、対象物を単に接地電位に接続しているが、具体的な電極構造について何ら考慮されておらず、実用化が難しいという問題があった。

つまり、上記対象物が絶縁体の場合、薄膜形成面の電位を一定にする必要があると同時に、薄膜形成後に徐電する必要がある。したがって、上記静電噴霧成膜装置において、具体的に電極構造の出現が望まれていた。

本発明は、斯かる点に鑑みてなされたものであり、静電噴霧成膜装置において、対象物側の具体的な電極構造を提供することを目的とする。

第１の発明は、噴霧用液体が供給される噴霧ノズル（30）と、該噴霧ノズル（30）に対向して配置され、薄膜が形成される絶縁体からなる対象物と、上記噴霧ノズル（30）の噴霧用液体と上記対象物との間に所定の電圧を印加し、上記噴霧用液体を帯電した霧化状態で噴霧させて上記対象物の表面に塗布させる電圧印加部（40）とを備えた静電噴霧成膜装置である。そして、第１の発明は、上記対象物の裏面には、上記電圧印加部（40）の電極（43）が接続される導電体（50）が上記対象物に密着するように設けられ、上記導電体（50）は、弾性部材で構成されていることを特徴としている。

上記第１の発明では、上記噴霧ノズル（30）に噴霧用液体を供給する一方、上記対象物（20）の裏面に導電体（50）を設ける。そして、上記噴霧ノズル（30）と導電体（50）との間に電圧印加部（40）より所定電圧を印加し、噴霧用液体と対象物（20）との間に所定の電圧を印加する。この電圧印加により、噴霧用液体は、帯電された霧化粒子（11）となって大気に噴霧され、この帯電された霧化粒子（11）が対象物（20）の表面に付着する。その後、上記導電体（50）を変形させて対象物（20）から剥がす。

第２の発明は、上記第１の発明において、上記導電体（50）は、弾性部材にカーボン粒子を混入させることで構成された平坦部（51）と、該平坦部（51）の表面であって上記対象物の対向面に形成された金属薄膜（52）とを備えていることを特徴としている。

上記第２の発明では、金属薄膜（52）によって導電体（50）における対象物（20）の対向面の汚れが防止されると同時に、所定の弾性が保持される。

上記第１および第２の発明によれば、対象物（20）の裏面に導電体（50）を設けるようにしたために、上記対象物（20）の薄膜形成面の帯電電位を安定させることができる。この結果、上記対象物（20）に均一な薄膜を形成することができる。特に、上記対象物（20）をガラス等の絶縁体で構成する場合、対象物（20）の薄膜形成面の帯電電位を安定させ、均一な薄膜を形成することができる。

また、上記導電体（50）を弾性部材で構成されているので、薄膜形成後に静電気力で対象物（20）に密着している導電体（50）を変形させて容易に対象物（20）より剥がすことができる。この結果、実用的な電極構造を提供することができる。

また、上記第２の発明によれば、上記導電体（50）の表面に金属薄膜（52）を形成し、上記導電体（50）における対象物（20）の対向面の汚れを防止することができると同時に、所定の弾性を保持させることができる。

図１は、静電噴霧成膜装置の概略構成図であり、薄膜形成状態を示す構成図である。図２は、静電噴霧成膜装置の概略構成図であり、薄膜形成後における導電体の除去状態を示す構成図である。図３は、導電体の変形例１を示す概略構成図である。図４は、導電体の変形例２を示す概略構成図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。

〈発明の実施形態１〉
本実施形態は、図１に示すように、静電噴霧成膜装置（10）は、対象物である被塗布体（20）に汚れ防止膜などの機能性の薄膜を形成するものであり、被塗布体（20）と噴霧ノズル（30）と電圧印加部（40）とを備えている。

上記被塗布体（20）は、ガラス等の絶縁体で構成され、例えば、平坦な板状に形成され、表面が薄膜形成面になっている。

上記噴霧ノズル（30）は、噴霧用液体が供給されている。該噴霧用液体は、例えば、溶質としてナノ径の微粒子が混入されている。そして、上記被塗布体（20）は、薄膜形成面が噴霧ノズル（30）に対向して配置されている。

上記電圧印加部（40）は、電源（41）を備えると共に、該電源（41）に接続された放電電極（42）と対向電極（43）とを備えている。該放電電極（42）は、上記噴霧ノズル（30）が構成し、上記電源（41）が噴霧ノズル（30）に接続され、該噴霧ノズル（30）から噴霧用液体に高電圧が印加されている。

上記対向電極（43）は、被塗布体（20）に接続されると共に、接地された接地電極を構成し、上記被塗布体（20）の裏面に導電体（50）を介して接続されている。

上記電圧印加部（40）は、噴霧ノズル（30）の噴霧用液体と上記被塗布体（20）との間に所定の電圧を印加し、上記噴霧用液体を帯電した霧化状態で被塗布体（20）に噴霧させるように構成されている。つまり、上記静電噴霧成膜装置（10）は、噴霧ノズル（30）の噴霧用液体を所定の加圧状態とし、この加圧状態の噴霧用液体に高電圧を印加すると、帯電された霧化粒子（11）となって大気に噴霧され、この帯電された霧化粒子（11）が対向電極（43）である被塗布体（20）の表面に付着するように構成されている。

さらに、上記被塗布体（20）の裏面に設けられる導電体（50）は、対向電極（43）が接続されると共に、例えば、シリコンゴムなどの弾性部材で構成されている。上記導電体（50）は、被塗布体（20）の薄膜形成面に対応して設けられ、両面が平坦な平板状に形成され、上記噴霧用液体と上記被塗布体（20）との間に電圧を印加した際、静電気力によって被塗布体（20）に密着する。

そこで、上記被塗布体（20）の裏面に導電体（50）を設ける基本的理由および弾性部材で導電体（50）を構成する基本的理由について説明する。

上記被塗布体（20）に薄膜を形成する場合、該被塗布体（20）の薄膜形成面の帯電状況によって霧化粒子（11）である帯電粒子の沈着性が異なる。したがって、均一な薄膜を形成するためには、上記被塗布体（20）の薄膜形成面の帯電電位を一定に保持する必要がある。

上記被塗布体（20）の薄膜形成面の帯電電位を安定させるためには、接地電極である対向電極（43）との距離を一定または密着させる必要がある。

そこで、本実施形態においては、対向電極（43）が接続された導電体（50）を被塗布体（20）の裏面に密着させて設けるようにしている。そして、上記薄膜形成後に被塗布体（20）の徐電を行うために導電体（50）、つまり、対向電極（43）が接地されている。

一方、上記導電体（50）は、薄膜形成後に被塗布体（20）から除去する必要があるが、該導電体（50）は、静電気力によって被塗布体（20）に密着している。したがって、上記導電体（50）を剛体で構成すると、導電体（50）を被塗布体（20）から除去するために大きな力を要することになる。つまり、上記導電体（50）と被塗布体（20）との密着力は、面積に比例するので、接触面積が大きくなるほど除去する力が大きくなる。

そこで、上記導電体（50）を弾性部材で形成し、図２に示すように、導電体（50）を変形させて被塗布体（20）から剥がすようにしている。つまり、例えば、上記導電体（50）を一端または両端からからロール状に巻き取ることによって導電体（50）を変形させて被塗布体（20）から剥がすようにしている。

−成膜動作−
次に、上記静電噴霧成膜装置（10）の成膜動作について、成膜方法と共に説明する。

先ず、前工程として、上記被塗布体（20）は、薄膜形成面に噴霧ノズル（30）が対向するように配置される。そして、上記噴霧ノズル（30）に噴霧用液体を供給する一方、上記被塗布体（20）の裏面に導電体（50）を密着させて設ける。

その後、薄膜形成工程に移り、図１に示すように、上記噴霧ノズル（30）と導電体（50）との間に電圧印加部（40）より所定電圧を印加し、噴霧用液体と被塗布体（20）との間に所定の電圧を印加する。この電圧印加により、噴霧用液体に高電圧が印加されるので、噴霧用液体は、所定の供給圧と高電圧とによって帯電された霧化粒子（11）となって大気に噴霧され、この帯電された霧化粒子（11）が対向電極（43）である被塗布体（20）の表面に付着する。

その後、導電体除去工程に移り、図２に示すように、導電体（50）をＡ方向に変形させて被塗布体（20）から剥がす。例えば、電圧印加部（40）の電圧印加を停止した後、上記導電体（50）を一端または両端からからロール状に巻き取ることによって導電体（50）を変形させて該導電体（50）を被塗布体（20）から剥がす。これによって被塗布体（20）に薄膜が形成される。

−実施形態１の効果−
以上説明したように、上記被塗布体（20）の裏面に導電体（50）を設けるようにしたために、上記被塗布体（20）の薄膜形成面の帯電電位を安定させることができる。この結果、上記被塗布体（20）に均一な薄膜を形成することができる。特に、上記被塗布体（20）をガラス等の絶縁体で構成する場合、被塗布体（20）の薄膜形成面の帯電電位を安定させ、均一な薄膜を形成することができる。

また、上記導電体（50）を弾性部材で構成されているので、薄膜形成後に静電気力で被塗布体（20）に密着している導電体（50）を変形させて容易に被塗布体（20）より剥がすことができる。この結果、実用的な電極構造を提供することができる。

−実施形態の変形例１−
本変形例１は、図３に示すように、上記実施形態が導電体（50）をシリコンゴム等の平坦部のみで形成したのに代えて、金属薄膜（52）を平坦部（51）に積層形成したものである。

つまり、上記導電体（50）は、平坦部（51）と金属薄膜（52）とを備えている。上記平坦部（51）は、実施形態１と同様にシリコンゴム等で形成されている。上記金属薄膜（52）は、アルミ箔等で構成され、被塗布体（20）に面する平坦部（51）の片面に積層して形成されている。

上記金属薄膜（52）を形成した理由は、次の通りである。上記平坦部（51）に導電性の機能を発揮させるためには、カーボン粒子などを混入させる必要がある。上記平坦部（51）の表面にカーボン粒子が露出したままでは異物が付着して平坦部（51）の表面が汚れることになる。

そこで、上記平坦部（51）の表面に金属薄膜（52）を形成し、平坦部（51）の汚れを防止すると共に、所定の弾性を保持するようにしている。

したがって、この変形性１によれば、上記導電体（50）の表面に金属薄膜（52）を形成し、平坦部（51）の汚れを防止することができると同時に、所定の弾性を保持させることができる。

−実施形態の変形例２−
本変形例２は、図４に示すように、上記実施形態が導電体（50）の両面を平板に形成したのに代えて、凹凸面（53）を形成したものである。

つまり、上記導電体（50）において、被塗布体（20）に面する片面には、凹凸面（53）が形成されている。この凹凸面（53）を形成した理由は、次の通りである。上記導電体（50）と被塗布体（20）との間に異物が混入すると、上記導電体（50）と被塗布体（20）との間隔が全体に亘って均一に保持されない。これでは、被塗布体（20）の薄膜形成面の帯電電位が一定に保持されない。そこで、上記凹凸面（53）を形成し、異物が導電体（50）と被塗布体（20）との間に混入しても異物が凹みに嵌り、導電体（50）と被塗布体（20）との間隔が全体に亘って均一に保持される。

したがって、この変形性２によれば、上記導電体（50）の片面に凹凸面（53）を形成したために、導電体（50）と被塗布体（20）との間に異物が混入しても該異物が凹みに嵌り込むので、導電体（50）と被塗布体（20）との間隔を全体に亘って均一に保持することができる。

〈その他の実施形態〉
本発明は、上記実施形態について、以下のような構成としてもよい。

上記薄膜は、汚れ防止膜に限られず、紫外線除去膜などであってもよい。

上記導電体（50）は、シリコンゴムに限られず、静電気力に打ち勝って変形により剥離可能な弾性部材であればよい。

尚、以上の実施形態は、本質的に好ましい例示であって、本発明、その適用物、あるいはその用途の範囲を制限することを意図するものではない。

以上説明したように、本発明は、薄膜を形成する静電噴霧成膜装置および成膜方法について有用である。

１０静電噴霧成膜装置
１１霧化粒子
２０被塗布体（対象物）
３０噴霧ノズル
４０電圧印加部
４１電源
４２放電電極
４３対向電極
５０導電体
５１平坦部
５２金属薄膜
５３凹凸面

Claims

噴霧用液体が供給される噴霧ノズル（30）と、
該噴霧ノズル（30）に対向して配置され、薄膜が形成される絶縁体からなる対象物と、
上記噴霧ノズル（30）の噴霧用液体と上記対象物との間に所定の電圧を印加し、上記噴霧用液体を帯電した霧化状態で噴霧させて上記対象物の表面に塗布させる電圧印加部（40）とを備えた静電噴霧成膜装置であって、
上記対象物の裏面には、上記電圧印加部（40）の電極（43）が接続される導電体（50）が上記対象物に密着するように設けられ、
上記導電体（50）は、弾性部材で構成されている
ことを特徴とする静電噴霧成膜装置。
請求項１において、
上記導電体（50）は、弾性部材にカーボン粒子を混入させることで構成された平坦部（51）と、該平坦部（51）の表面であって上記対象物の対向面に形成された金属薄膜（52）とを備えている
ことを特徴とする静電噴霧成膜装置。