JP6080919B2 - 塗布装置 - Google Patents
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Description
本発明は、塗布装置、詳しくは、粒子および樹脂を含むワニスを塗布するための塗布装置に関する。
従来、粒子および樹脂を含むワニスを塗布するための塗布装置が知られている。
例えば、スラリータンクと、その吐出方向下流側に配置されるダイコータと、それらを接続する配管に介装されるスタティックミキサとを備えるスラリー塗布装置が提案されている（例えば、下記特許文献１参照。）。
特許文献１のスラリー塗布装置では、スラリータンクから供給されるスラリーがスタティックミキサを通過し、その後、ダイコータから吐出されることにより、ダイコータから吐出されるときの不均一性を解消し、これによって、形成される塗膜の平坦性を確保している。
しかるに、ダイコータに形成されるマニホールドは、通常、幅方向（吐出方向に対して直交する方向）に広がる正面視略矩形状をなしており、マニホールドの吐出方向上流部分の幅方向両端部では、ワニスの流れが緩慢になり、そのため、ワニスが滞留し易い。そして、ワニスの滞留部分では、粒子の比重が相対的に大きいと、粒子が沈降する。そのため、滞留部分における粒子の分布が不均一、さらには、マニホールドにおける粒子の分布が不均一になり易いという不具合がある。その結果、塗膜における粒子の分布が不均一になるという不具合がある。
本発明の目的は、塗膜における粒子の均一性を確保することのできる塗布装置を提供することにある。
上記目的を達成するために、本発明の塗布装置は、粒子および樹脂を含むワニスを塗布するための塗布装置であり、前記ワニスを撹拌するためのスタティックミキサーと、前記スタティックミキサーの吐出方向下流側に設けられるノズルとを備え、前記ノズルは、前記スタティックミキサーにより撹拌されながら吐出されるワニスを、前記吐出方向に直交する第１方向に広げるためのマニホールドを備え、前記マニホールドには、前記第１方向長さが、前記吐出方向下流側に向かうに従って、次第に長くなる拡大部が設けられていることを特徴としている。
この塗布装置では、ノズルに供給する前のワニスをスタティックミキサーによって撹拌することができる。そのため、ワニスにおける粒子および樹脂の均一性を確保することができる。
また、この塗布装置では、マニホールドを通過するワニスは、拡大部において、吐出方向下流側に向かうに従って、第１方向外側に次第に広げられる。そのため、ワニスの吐出流れが緩慢になることを防止して、ワニスの滞留が生じることを防止することができる。その結果、マニホールドにおいてワニスにおける粒子の不均一性を解消することができる。従って、得られる塗膜における粒子の均一性を十分に確保することができる。
また、本発明の塗布装置では、前記マニホールドは、前記スタティックミキサーにより吐出されるワニスが流入され、前記吐出方向に対する直交方向に沿う開口断面積が、前記吐出方向下流側に向かうに従って拡大する流入部と、前記流入部の前記吐出方向下流側に設けられ、ワニスが前記流入部から流出され、前記直交方向に沿う開口断面積が、前記吐出方向に向かうに従って縮小する流出部とを備え、前記拡大部は、前記流入部に設けられていることが好適である。
マニホールドにおいて、直交方向に沿う開口断面積が吐出方向下流側に向かうに従って拡大する流入部では、直交方向に沿う開口断面積が吐出方向に向かうに従って縮小する流出部に比べて、上記したワニスの吐出流れが緩慢になり易く、それに起因するワニスの滞留を生じ易い。
しかし、この塗布装置では、拡大部が流入部に設けられているので、上記したワニスの吐出流れが緩慢になることを防止して、ワニスの滞留が生じることを防止することができる。
また、本発明の塗布装置では、前記スタティックミキサーは、前記吐出方向に向かうに従ってねじられたねじり羽根を前記吐出方向に沿って６個以上備えることが好適である。
この塗布装置では、スタティックミキサーは、ねじり羽根を６個以上備えるので、ワニスにおける粒子および樹脂の均一性をより一層十分に確保することができる。
また、本発明の塗布装置には、前記拡大部を区画するための、前記マニホールドに対して着脱可能なアタッチメント部材が、前記マニホールドの前記吐出方向上流側における前記第１方向端部に設けられていることが好適である。
この塗布装置によれば、アタッチメント部材が、マニホールドに対して着脱可能であるので、ワニスの特性に応じて、所望形状のアタッチメント部材に交換することができる。
また、本発明の塗布装置では、前記ノズルは、前記拡大部を通過するワニスを目視することのできる透明部材を備えていることが好適である。
この塗布装置によれば、透明部材を介して、拡大部を通過するワニスを目視することができるので、ワニスにおける粒子の状態を簡単に検査することができる。
本発明の塗布装置によれば、得られる塗膜における粒子の均一性を十分に確保することができる。
図１〜図１１を参照して、本発明の塗布装置の一実施形態について説明する。
図３において、紙面左右方向を「左右方向」（第１方向あるいは幅方向）とし、紙面上下方向を「前後方向」（第２方向あるいは厚み方向）とし、紙厚方向を「上下方向」（第３方向あるいは吐出方向）とし、具体的には、図３に記載の方向矢印に準拠する。図３以外の図面についても、図３の方向を基準とする。
なお、図８において、マニホールド２１（後述）、シム１３（後述）およびアタッチメント部材２５（後述）の相対配置を明確に示すために、第２ブロック１２（後述）を省略している。さらに、図９において、シム１３、第１ブロック１１および第２ブロック１２の相対配置を明確に示すために、アタッチメント部材２５を省略している。
図１において、この塗布装置１は、粒子および樹脂を含むワニス（後で詳述する）を塗布するための塗布装置である。塗布装置１は、タンク２と、ポンプ３と、スタティックミキサー４と、ノズル５とを備える。タンク２、ポンプ３、スタティックミキサー４およびノズル５は、ワニスの吐出方向上流側から下流側に向かって、順次配置されている。
タンク２は、ワニスを貯蔵するリザーバであって、塗布装置１の上側部分に設けられている。
ポンプ３は、タンク２と配管６１を介して接続されており、具体的には、タンク２の後側に配置されている。ポンプ３は、タンク２内に貯蔵されるワニスをスタティックミキサー４に圧力を負荷して吐出できるポンプであれば特に限定されず、例えば、モーノポンプ（具体的には、ヘイシンモーノポンプ（兵神装備社製）として市販されるポンプなど）などが挙げられる。
スタティックミキサー４は、上下方向に沿って延びるように配置されている。スタティックミキサー４は、ポンプ３の下側に配置されており、ポンプ３の下端部に接続されている。スタティックミキサー４としては、特に限定されず、例えば、改訂六版 化学工学便覧の第４５３頁に記載されるような、Ｋｅｎｉｃｓ ｍｉｘｅｒ型、Ｓｕｌｚｅｒ ＳＭＶ型、Ｓｕｌｚｅｒ ＳＭＸ型、Ｔｒａｙ Ｈｉ−ｍｉｘｅｒ型、Ｋｏｍａｘ ｍｉｘｅｒ型、Ｌｉｇｈｔｎｉｎ ｍｉｘｅｒ型、Ｒｏｓｓ ＩＳＧ型、Ｂｒａｎ＆Ｌｕｂｅ ｍｉｘｅｒ型のスタティックミキサーが挙げられる。好ましくは、図２に示すＫｅｎｉｃｓ ｍｉｘｅｒ型が用いられる。
Ｋｅｎｉｃｓ ｍｉｘｅｒ型のスタティックミキサー４は、上下方向に延びる直管６と、直管６に収容されるねじり羽根７とを備える。
ねじり羽根７は、吐出方向下流側に向かうに従って時計回り（右回り）に１８０度ねじられた右ねじり羽根８と、吐出方向下流側に向かうに従って反時計回り（左回り）に１８０度ねじられた左ねじり羽根９とを備える。右ねじり羽根８および左ねじり羽根９は、それぞれ、複数（図２では、９個）設けられており、吐出方向に沿って交互に配置されている。また、右ねじり羽根８の吐出方向下流側端縁と、左ねじり羽根９の吐出方向上流側端縁とは、吐出方向に投影したときに、直交するように、接合されている。また、右ねじり羽根８の吐出方向上流側端縁と、左ねじり羽根９の吐出方向下流側端縁とは、吐出方向（上下方向）に投影したときに、直交するように、接合されている。
スタティックミキサー４の寸法は、適宜設定されており、例えば、管長が、例えば、１０ｍｍ以上、好ましくは、３０ｍｍ以上であり、また、例えば、４００ｍｍ以下、好ましくは、３５０ｍｍ以下である。また、内径は、例えば、３ｍｍ以上、好ましくは、５ｍｍ以上であり、また、例えば、３０ｍｍ以下、好ましくは、１５ｍｍ以下である。また、管長／内径比は、例えば、３以上、好ましくは、５以上であり、また、例えば、３０以下、好ましくは、２５以下である。さらに、スタティックミキサー４がＫｅｎｉｃｓ ｍｉｘｅｒ型である場合には、各右ねじり羽根８および各左ねじり羽根９の吐出方向長さは、例えば、３ｍｍ以上、好ましくは、５ｍｍ以上であり、また、例えば、５０ｍｍ以下、好ましくは、３０ｍｍ以下である。
ノズル５は、例えば、スロットダイコータであって、具体的には、図１に示すように、スタティックミキサー４の下側に配置されており、スタティックミキサー４の下端部に接続されている。ノズル５は、上下方向および左右方向に延びる厚肉平板形状に形成されている。ノズル５は、第１ブロック１１と、第１ブロック１１の前側に対向配置される第２ブロック１２と、第１ブロック１１および第２ブロック１２の間に介在するシム１３とを備える。
第１ブロック１１は、例えば、ステンレスなどの金属、あるいは、アクリル樹脂などの樹脂から形成されている。第１ブロック１１は、好ましくは、耐久性の観点から、金属から形成されている。
図３および図９に示すように、第１ブロック１１は、上下方向および左右方向に延びる厚肉平板形状をなし、具体的には、平面視および正面視において、略矩形状に形成され、側面視において、上側部分が略矩形状に形成され、下側部分が、下側に向かうに従って前後方向長さが短くなる略三角形状に形成されている。また、第１ブロック１１は、前面の中央部が後側に凹む有底枠形状に形成されている。第１ブロック１１は、上壁４６ａと、下壁４６ｂと、１対の側壁４６ｃとを一体的に備える。
上壁４６ａは、左右方向に延びる平面視略矩形状、かつ、正面視略矩形状に形成されている。また、上壁４６ａは、図６および図７に示すように、側面視において、上側部分が略矩形状をなし、下側部分の下面４７が湾曲面となるように形成されている。具体的には、上壁４６ａの下面４７は、後方に向かうに従って次第に下側に湾曲する円弧形状に形成されている。
下壁４６ｂは、上壁４６ａの下端部に隣接して設けられている。下壁４６ｂは、図４および図８に示すように、左右方向に延びる底面視略矩形状、かつ、正面視略矩形状に形成されている。また、下壁４６ｂは、図６および図７に示すように、側面視において、その下面が前側に向かうに従って下方に直線状に傾斜する傾斜面として形成されるとともに、その上面４８が前側に向かうに従って下方に直線状に傾斜する傾斜面として形成される。下壁４６ｂの上面４８の上端縁は、上壁４６ａの下面４７の下端縁に連続するように形成されている。
１対の側壁４６ｃは、図８および図９に示すように、上壁４６ａおよび下壁４６ｂの左右方向両端部に連続しており、上下方向に延びる平面視略矩形状に形成されている。また、側壁４６ｃは、側面視において、上側部分が略矩形状をなし、下側部分が、下側に向かうに従って前後方向長さが短くなる略三角形状に形成されている。
そして、第１ブロック１１では、上壁４６ａ、下壁４６ｂおよび１対の側壁４６ｃの前面が、面一の正面視略矩形枠状に形成されている。また、図６および図８に示すように、第１ブロック１１では、上壁４６ａの下面４７と、下壁４６ｂの上面４８と、１対の側壁４６ｃの内面（内側面）とから、マニホールド２１が形成される。マニホールド２１は、後述する供給孔２０から供給されるワニスを左右方向に広げるために設けられる。
具体的には、マニホールド２１は、流入部５０および流出部５１を備える。
流入部５０は、上壁４６ａの下面４７と、１対の側壁４６ｃの内面（内側面）とによって形成される。流入部５０は、左右方向および前後方向（吐出方向に対する直交方向）に沿う開口断面積が、下方（吐出方向下流側）に向かうに従って拡大するように、形成されている。この流入部５０によって、流入空間５２が仕切られる。
流出部５１は、下壁４６ｂの上面４８と、１対の側壁４６ｃの内面（内側面）とによって形成される。流出部５１は、左右方向および前後方向（吐出方向に対する直交方向）に沿う開口断面積が、吐出方向に向かうに従って縮小するように、形成されている。この流出部５１によって、流出空間５３が、流入空間５２に連通するように、仕切られる。
このマニホールド２１によって、マニホールド空間が仕切られる。
マニホールド空間は、流入空間５２と、流出空間５３とから形成される。
また、上壁４６ａには、上壁４６ａを上下方向に貫通する供給孔２０が形成されている。供給孔２０は、スタティックミキサー４（図１および図２参照）から供給されるワニスをキャビティ４９（後述する）に案内するために上壁４６ａに形成されており、略円柱形状にされている。また、図３に示すように、供給孔２０は、平面視において、上壁４６ａの左右方向略中央部に設けられている。なお、図６に示すように、供給孔２０の下端部は、下側斜め前方に屈曲して、上壁４６ａの下面４７に開口されている。
また、図８に示すように、上壁４６ａおよび１対の側壁４６ｃには、それらの前面から後方に向かって穿孔される第１固定孔２８が形成される。第１固定孔２８は、互いに間隔を隔てて複数設けられている。具体的には、第１固定孔２８は、上壁４６ａの前面において、左右方向に等間隔を隔てて形成されている。また、第１固定孔２８は、１対の側壁４６ｃの前面において、上下方向に等間隔を隔てて形成されている。
さらに、図５および図８に示すように、１対の側壁４６ｃには、左右方向を貫通する第２固定孔２９が形成されている。第２固定孔２９は、側壁４６ｃにおいて、流入空間５２（図６参照）に連通する位置に設けられている。
そして、図７および図８に示すように、マニホールド２１には、アタッチメント部材２５が装着されている。
アタッチメント部材２５は、マニホールド２１の上側（吐出方向上流側）部分において、左右方向に互いに間隔を隔てて２つ設けられている。
各アタッチメント部材２５は、図３の破線および図７に示すように、左右方向に延びる平面視略矩形状をなし、その左右方向外側面が、上下方向に延びる平坦状に形成されている。また、アタッチメント部材２５は、側面視扇状をなし、その下面が平坦面に形成されており、上面が、後方に向かうに従って次第に下側に湾曲する円弧形状に形成されている。図８の太線および細線のハッチングで示されるように、アタッチメント部材２５は、正面視略三角形状（具体的には、直角三角形状）に形成されている。また、２つのアタッチメント部材２５の下面は、正面視において、左右方向外側に向かうに従って下側に傾斜する傾斜面として形成されており、それらは、左右方向に互いに対向するように配置されている。
また、図７に示すように、アタッチメント部材２５には、上下方向および左右方向に投影したときに、第１ブロック１１から前側にわずか突出する突出部分が形成されている。
図７および図８に示すように、アタッチメント部材２５の下面の左右方向両外端縁は、前後方向に投影したときに、上壁４６ａの下面４７の下端縁に重なるように配置されている。また、アタッチメント部材２５の下面の左右方向内端縁は、供給孔２０の左右方向両端部に隣接して、供給孔２０を露出するように、供給孔２０の下端部の左右方向両外側に隣接配置されている。
このアタッチメント部材２５がマニホールド２１に装着されることによって、キャビティ４９の流入空間５２に、左右方向長さが、下側に向かうに従って、次第に長くなる拡大部３３が形成される。
拡大部３３は、供給孔２０を中心として、その左右方向長さが、下方に向かうに従って、次第に長くなるように、略逆Ｖ字形状に形成されている。
第２ブロック１２は、例えば、アクリル樹脂（具体的には、ポリメタクリル酸メチル）、シリコーン樹脂などの透明樹脂などの透明材料から形成される透明部材である。
第２ブロック１２は、図９に示すように、左右方向に延びる平板形状をなし、下端部が、下側に向かうに従って前後方向長さが短くなる略三角形状に形成されている。また、第２ブロック１２は、前後方向に投影したときに、第１ブロック１１と重複するように形成されている。第２ブロック１２の上面および両側面は、第１ブロック１１における上面および両側面と面一に形成され、また、第２ブロック１２の下端部は、第１ブロック１１における下端部と、前後方向に投影したときに、同一位置に配置されている。
なお、図示しないが、第２ブロック１２には、正面視において、第１ブロック１１と同じ配置および大きさの複数の第１固定孔２８（図８参照）が形成されている。
シム１３は、例えば、第１ブロック１１と同様の材料から形成されている。シム１３は、下側に開放される正面視略逆Ｕ字形状の薄板である。図８の細線のハッチングが参照されるように、シム１３は、前後方向に投影したときに、上壁４６ａの前面、および、１対の側壁４６ｃの前面に重複するように、第１ブロック１１および第２ブロック１２の間に介在されている。
なお、図示しないが、シム１３には、正面視において、第１ブロック１１と同じ配置および大きさの複数の第１固定孔２８が形成されている。
次に、ノズル５の組み付けについて、図９および図１０を参照して説明する。
まず、第１ブロック１１、アタッチメント部材２５、シム１３および第２ブロック１２のそれぞれを用意する。
次いで、第１ブロック１１のマニホールド２１に、アタッチメント部材２５を装着するとともに、上壁４６ａの前面および１対の側壁４６ｃの前面にシム１３を配置する。
具体的には、アタッチメント部材２５を、マニホールド２１の流入部５０に嵌め込んだ後、図示しない固定部材（図示せず、例えば、ねじ、ボルトなど）を第２固定孔２９（図５および図８参照）に挿通し、アタッチメント部材２５に到達させ、これによって、アタッチメント部材２５をマニホールド２１に固定する。
また、シム１３を、上壁４６ａの前面および１対の側壁４６ｃの前面に接触させる。
次いで、第２ブロック１２の後面を、シム１３の前面と、アタッチメント部材２５の前面とに接触させる。続いて、図示しない固定部材を、第１ブロック１１、シム１３および第２ブロック１２の第１固定孔２８（図８参照）に挿通し、固定する。これによって、第１ブロック１１および第２ブロック１２によって、シム１３を挟み込み、ノズル５を組み付ける。
これによって、図６に示すように、ノズル５には、第１ブロック１１のマニホールド２１と、シム１３の内側面と、第２ブロック１２の後面とによって仕切られるキャビティ４９が形成される。
これとともに、第１ブロック１１の下壁４６ｂの前面と、シム１３の内側面と、第２ブロック１２の後面とによって仕切られるスリット５６が形成される。スリット５６は、図８が参照されるように、左右方向に延びる平面視略矩形状に開口され、また、図６に示すように、上下方向に延びる側面視略矩形状に開口されている。
また、図４および図６に示すように、スリット５６の下端部（吐出口）は、スロット５７が開口される。スロット５７は、底面視において、左右方向に細長く延びる略矩形状のワニスの吐出口に形成される。
また、スリット５６を仕切る下壁４６ｂ、シム１３および第２ブロック１２は、吐出部２３とされる。
さらに、第１ブロック１１の下壁４６ｂの下端部の下面、および、第２ブロック１２の下端部の下面は、いずれも平坦面であって、ドクター２６とされる。
ノズル５の寸法は、ワニスの物性（粘度を含む）、塗膜６０（図１１参照）の形状および／または厚さによって適宜設定され、特に限定されない。ノズル５の幅（左右方向長さ）は、例えば、３０ｍｍ以上、好ましくは、５０ｍｍ以上であり、また、例えば、５００ｍｍ以下、好ましくは、２００ｍｍ以下である。また、供給孔２０の内径は、例えば、２ｍｍ以上、好ましくは、５ｍｍ以上であり、また、例えば、３０ｍｍ以下、好ましくは、１５ｍｍ以下である。また、キャビティ４９、スリット５６およびスロット５７の幅（左右方向長さ）は、例えば、１０ｍｍ以上、好ましくは、３０ｍｍ以上であり、また、例えば、４５０ｍｍ以下、好ましくは、１５０ｍｍ以下である。また、流入空間５２の上下方向長さは、例えば、３ｍｍ以上、好ましくは、５ｍｍ以上であり、また、例えば、８０ｍｍ以下、好ましくは、５０ｍｍ以下であり、前後方向長さは、例えば、３ｍｍ以上、好ましくは、５ｍｍ以上であり、また、例えば、５０ｍｍ以下、好ましくは、３０ｍｍ以下である。流出空間５３の上下方向長さは、例えば、３ｍｍ以上、好ましくは、５ｍｍ以上であり、また、例えば、８０ｍｍ以下、好ましくは、５０ｍｍ以下である。
また、アタッチメント部材２５の幅（左右方向長さ）は、例えば、５ｍｍ以上、好ましくは、１５ｍｍ以上であり、また、例えば、２００ｍｍ以下、好ましくは、７０ｍｍ以下である。また、アタッチメント部材２５の上下方向長さは、例えば、３ｍｍ以上、好ましくは、５ｍｍ以上であり、また、例えば、８０ｍｍ以下、好ましくは、５０ｍｍ以下である。また、アタッチメント部材２５の前後方向長さは、例えば、３ｍｍ以上、好ましくは、５ｍｍ以上であり、また、例えば、５０ｍｍ以下、好ましくは、３０ｍｍ以下である。
スリット５６の前後方向長さおよびスロット５７（吐出口）の前後方向長さは、シム１３の前後方向の長さと実質的に同一であり、例えば、０．１ｍｍ以上、好ましくは、０．５ｍｍ以上であり、また、例えば、３ｍｍ以下、好ましくは、２ｍｍ以下である。
なお、この塗布装置１には、図１に示すように、ノズル５を前後方向、左右方向および／または上下方向に移動可能な移動装置５５が、ポンプ３の上側に隣接して設けられている。
次いで、この塗布装置１を用いてワニスを塗布する方法について、図１および図１１を参照して説明する。
この方法では、まず、ワニスを調製する。
ワニスは、粒子および樹脂を必須成分として含有する。
粒子としては、塗膜の用途および目的に応じて適宜設定され、例えば、蛍光体、充填剤が挙げられる。
蛍光体は、波長変換機能を有しており、例えば、青色光を黄色光に変換することのできる黄色蛍光体、青色光を赤色光に変換することのできる赤色蛍光体などが挙げられる。
黄色蛍光体としては、例えば、（Ｂａ，Ｓｒ，Ｃａ）２ＳｉＯ４；Ｅｕ、（Ｓｒ，Ｂａ）２ＳｉＯ４：Ｅｕ（バリウムオルソシリケート（ＢＯＳ））などのシリケート蛍光体、例えば、Ｙ３Ａｌ５Ｏ１２：Ｃｅ（ＹＡＧ（イットリウム・アルミニウム・ガーネット）：Ｃｅ）、Ｔｂ３Ａｌ３Ｏ１２：Ｃｅ（ＴＡＧ（テルビウム・アルミニウム・ガーネット）：Ｃｅ）などのガーネット型結晶構造を有するガーネット型蛍光体、例えば、Ｃａ−α−ＳｉＡｌＯＮなどの酸窒化物蛍光体などが挙げられる。
赤色蛍光体としては、例えば、ＣａＡｌＳｉＮ３：Ｅｕ、ＣａＳｉＮ２：Ｅｕなどの窒化物蛍光体などが挙げられる。
蛍光体の形状としては、例えば、球状、板状、針状などが挙げられる。好ましくは、流動性の観点から、球状が挙げられる。
蛍光体の最大長さの平均値（球状である場合には、平均粒子径）は、例えば、０．１μｍ以上、好ましくは、１μｍ以上であり、また、例えば、２００μｍ以下、好ましくは、１００μｍ以下でもある。
蛍光体の比重は、例えば、２．０以上であり、また、例えば、９．０以下である。
蛍光体は、単独使用または併用することができる。
蛍光体の配合割合は、樹脂１００質量部に対して、例えば、０．１質量部以上、好ましくは、０．５質量部以上であり、例えば、８０質量部以下、好ましくは、５０質量部以下でもある。
充填剤は、塗膜の靱性を向上させるためにワニスに配合され、例えば、シリコーン粒子などの有機微粒子、例えば、シリカ、タルク、アルミナ、窒化アルミニウム、窒化ケイ素などの無機微粒子が挙げられる。
充填剤の比重は、例えば、０．５以上であり、また、例えば、７．０以下である。
充填剤の最大長さの平均値（球状である場合には、平均粒子径）は、例えば、０．１μｍ以上、好ましくは、０．５μｍ以上であり、また、例えば、２００μｍ以下、好ましくは、１００μｍ以下でもある。
充填剤は、単独使用または併用することができる。
充填剤の配合割合は、樹脂１００質量部に対して、例えば、０．１質量部以上、好ましくは、０．５質量部以上であり、また、例えば、７０質量部以下、好ましくは、５０質量部以下でもある。
蛍光体と充填剤とを併用する場合の配合割合は、樹脂１００質量部に対して、蛍光体と充填剤との合計量が例えば、０．１質量部以上、好ましくは、０．５質量部以上であり、例えば、８０質量部以下、好ましくは、６０質量部以下でもある。
樹脂としては、例えば、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、フェノール樹脂、尿素樹脂、メラミン樹脂、不飽和ポリエステル樹脂などの硬化性樹脂が挙げられる。
また、樹脂として、例えば、ポリオレフィン（例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン−プロピレン共重合体など）、アクリル樹脂（例えば、ポリメタクリル酸メチルなど）、ポリ酢酸ビニル、エチレン−酢酸ビニル共重合体、ポリ塩化ビニル、ポリスチレン、ポリアクリロニトリル、ポリアミド、ポリカーボネート、ポリアセタール、ポリエチレンテレフタレート、ポリフェニレンオキシド、ポリフェニレンスルフィド、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリアリルスルホン、熱可塑性ポリイミド、熱可塑性ウレタン樹脂、ポリアミノビスマレイミド、ポリアミドイミド、ポリエーテルイミド、ビスマレイミドトリアジン樹脂、ポリメチルペンテン、フッ化樹脂、液晶ポリマー、オレフィン−ビニルアルコール共重合体、アイオノマー、ポリアリレート、アクリロニトリル−エチレン−スチレン共重合体、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体、アクリロニトリル−スチレン共重合体などの熱可塑性樹脂も挙げられる。
樹脂として、好ましくは、硬化性樹脂、より好ましくは、硬化性シリコーン樹脂が挙げられる。
硬化性シリコーン樹脂としては、例えば、２段階硬化型シリコーン樹脂、１段階硬化型シリコーン樹脂などが挙げられる。
２段階硬化型シリコーン樹脂は、２段階の反応機構を有しており、１段階目の反応でＢステージ化（半硬化）し、２段階目の反応でＣステージ化（完全硬化）する硬化性シリコーン樹脂である。
また、Ｂステージは、２段階硬化型シリコーン樹脂が、溶剤に可溶なＡステージと、完全硬化したＣステージとの間の状態であって、硬化およびゲル化がわずかに進行し、溶剤に膨潤するが完全に溶解せず、加熱によって軟化するが溶融しない状態である。
１段階硬化型シリコーン樹脂は、１段階の反応機構を有しており、１段階目の反応で完全硬化する硬化性シリコーン樹脂である。
また、硬化性シリコーン樹脂として、例えば、加熱により硬化する熱硬化性シリコーン樹脂、例えば、活性エネルギー線（例えば、紫外線、電子線など）の照射により硬化する活性エネルギー線硬化性シリコーン樹脂などが挙げられる。好ましくは、熱硬化性シリコーン樹脂が挙げられる。
樹脂の比重は、例えば、蛍光体および／または充填剤の比重より軽く、具体的には、例えば、０．５以上であり、また、例えば、２．０以下である。
樹脂の配合割合は、ワニスに対して、例えば、０．１質量％以上、好ましくは、０．５質量％以上であり、また、例えば、１００質量％未満、好ましくは、９９．５質量％以下である。
また、ワニスには、必要により、溶媒や添加剤などの任意成分を適宜の割合で配合することができる。溶媒としては、例えば、ヘキサンなどの脂肪族炭化水素、例えば、キシレンなどの芳香族炭化水素、例えば、ビニルメチル環状シロキサン、両末端ビニルポリジメチルシロキサンなどのシロキサンなどが挙げられる。
添加剤としては、例えば、分散剤、シランカップリング剤、レベリング剤の表面調整剤などが挙げられる。
上記した各成分を配合して、撹拌混合することによって、ワニスを調製する。
ワニスの２５℃、１気圧の条件下における粘度は、例えば、１，０００ｍＰａ・ｓ以上、好ましくは、４，０００ｍＰａ・ｓ以上であり、また、例えば、１，０００，０００ｍＰａ・ｓ以下、好ましくは、１００，０００ｍＰａ・ｓ以下である。なお、粘度は、ワニスを２５℃に温度調節し、Ｅ型コーンを用いて測定される。
次いで、調製したワニスをタンク２に投入する。
別途、基材５４を用意する。
基材５４は、シート状に形成されており、その外形形状は特に限定されず、例えば、図１に示すように、平面視略矩形状（短冊状、長尺状を含む）などに形成されている。また、基材５４は、水平方向に沿って配置される。
基材５４は、例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）などのポリエステル樹脂、例えば、ポリプロピレンなどのポリオレフィン樹脂などの樹脂からシート状に形成されている。また、基材５４を、例えば、金属から形成することもできる。基材５４の表面には、剥離処理などを施すこともできる。
次いで、図１１が参照されるように、ノズル５の吐出部２３（スロット５７）を、基材５４に対向させて、吐出部２３を基材５４に近接させる。
この際、ドクター２６と基材５４との上下方向長さを、例えば、塗膜６０（図１０参照）の所望の厚み以上、あるいは、例えば、同じ厚みに設定し、具体的には、例えば、１０μｍ以上、好ましくは、３０μｍ以上であり、また、例えば、３０００μｍ以下、好ましくは、２８００μｍ以下に設定する。
続いて、ポンプ３を駆動させるとともに、移動装置５５によって、ノズル５を前方に水平移動させる。
すると、ポンプ３の駆動により、ワニスは、タンク２からポンプ３を介してスタティックミキサー４に至る。すると、ワニスにおける粒子と樹脂とが均一に混合されながら、図１１に示すように、供給孔２０を介してキャビティ４９内に案内される。
すると、ワニスは、流入空間５２に流入し、拡大部３３において、図８が参照されるように、左右方向に次第に広げられるとともに、ポンプ３の駆動および／または重力によって、流出空間５３に流出される。続いて、流出空間５３において、図６に示すように、ワニスは、前後方向に狭められながら、下方に流れ、スリット５６に至る。その後、スロット５７から基材５４に向けて吐出される。
基材５４に吐出されたワニスは、図１１に示すように、前方に移動するノズル５の第１ブロック１１のドクター２６によって厚みが整えられる。
その後、必要により、ワニスを乾燥させて、塗膜６０を形成する。
なお、ワニスを基材５４に対して断続的に塗布することによって、塗膜６０を枚葉式で形成することができ、あるいは、ワニスを基材５４に対して連続的に吐出することによって、塗膜６０を連続式で形成することもできる。なお、その後、連続式の塗膜６０を、切断などの外形加工によって、枚葉式とすることもできる。
その後、必要により、樹脂が硬化性樹脂を含む場合には、熱や活性エネルギー線などによって、硬化処理を施す。これによって、硬化後（あるいは半硬化後）の塗膜６０を形成する。
なお、樹脂が熱可塑性樹脂を含む場合には、塗布装置１にヒータを設けて、上記した処理を加熱して、樹脂を溶融あるいは軟化させながら、実施する。
そして、この塗布装置１では、ノズル５に供給する前のワニスをスタティックミキサー４によって撹拌することができる。そのため、ワニスにおける粒子および樹脂の均一性を確保することができる。
また、この塗布装置１では、マニホールド２１を通過するワニスは、拡大部３３において、下側（吐出方向下流側）に向かうに従って、左右方向（第１方向）外側に次第に広げられる。そのため、ワニスの吐出流れが緩慢になり、それに基づくワニスの滞留が生じることを防止することができる。その結果、マニホールド２１においてワニスにおける粒子の不均一性を解消することができる。従って、得られる塗膜における粒子の均一性を十分に確保することができる。
また、マニホールド２１において、流入部５０では、流出部５１に比べて、上記したワニスの吐出流れが緩慢になり易く、それに起因するワニスの滞留を生じ易い。
しかし、この塗布装置１では、拡大部３３が流入部に設けられているので、上記したワニスの吐出流れが緩慢になることを防止して、ワニスの滞留が生じることを防止することができる。
なお、スタティックミキサー４におけるねじり羽根７の数は、複数であれば特に限定されず、好ましくは、６以上（具体的には、左ねじり羽根９の数が３以上、右ねじり羽根８の数が３以上）、また、例えば、３０以下（具体的には、左ねじり羽根９の数が１５以下、右ねじり羽根８の数が１５以下）である。この塗布装置１では、スタティックミキサー４は、ねじり羽根７を６個以上備えるので、ワニスにおける粒子および樹脂の均一性をより一層十分に確保することができる。
図８の説明では、アタッチメント部材２５をマニホールド２１に対して着脱可能に構成しているが、例えば、図示しないが、アタッチメント部材２５をマニホールド２１と一体的に構成することもできる。好ましくは、アタッチメント部材２５をマニホールド２１に対して着脱可能に構成する。このような塗布装置１によれば、ワニスの特性に応じて、所望形状のアタッチメント部材２５に交換することができる。具体的には、ワニスの粘度に応じて、アタッチメント部材２５の下面（傾斜面）の傾斜角を変更する。詳しくは、粒子の種類、配合割合、形状、平均粒子径や、樹脂の種類、配合割合、粘度など、つまり、ワニスの処方に応じて、上記したアタッチメント部材２５の（傾斜面）の傾斜角を変更して、上記したワニスの滞留を簡単に防止することができる。
また、第２ブロック１２を、透明部材としているが、例えば、金属からなる不透明部材とすることもできる。好ましくは、第２ブロック１２を透明部材とする。このような塗布装置１によれば、透明部材である第２ブロック１２を介して、拡大部３３を含むキャビティ４９を通過するワニスを目視することができるので、ワニスにおける粒子の状態を簡単に検査することができる。
なお、拡大部３３においてワニスの滞留を確認するために、上記した透明材料からなる第２ブロック１２に限定されず、例えば、第２ブロック１２において、拡大部３３に対向する部分（例えば、窓部）を、透明材料から形成し、それ以外の部分を、不透明部材とすることもできる。
なお、図１の実施形態では、基材５４に対して、ノズル５を移動させているが、例えば、基材５４とノズル５とが相対移動すればよく、図示しないが、ノズル５に対して基材５４を移動させることもできる。
上記した説明では、スロット５７を下方に向けるように、ノズル５を設けているが、例えば、側方または上方に向けることもできる。
また、図１の実施形態では、ノズル５を前方に移動させているが、移動方向はこれに限定されず、例えば、ノズル５を後方に移動させることもできる。この場合には、図１１が参照されるように、第２ブロック１２のドクター２６によって塗膜６０の厚みを調整する。
また、上記各実施形態において、スタティックミキサー４および／またはノズル５における各部品に、面取り加工などの加工処理を施すこともできる。
以下に示す実施例および比較例における数値は、上記の実施形態において記載される対応する数値（すなわち、上限値または下限値）に代替することができる。
実施例１
＜ワニスの調製＞
液状シリコーン樹脂（ＬＲ７６６５のＡ液、１段階硬化型シリコーン樹脂、比重１．０、信越化学工業社製）８０質量部に、シリコーン粒子（トスパール２０００Ｂ、比重１．３２、モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ・ジャパン社製）２０質量部を添加し、さらに、ＹＡＧ：Ｃｅ（Ｙ−４６８、比重４．５、黄色蛍光体、ネモト・ルミマテリアル社製）１５質量部を添加して、これらを攪拌混合して、ワニスを調製した。
＜ワニスの調製＞
液状シリコーン樹脂（ＬＲ７６６５のＡ液、１段階硬化型シリコーン樹脂、比重１．０、信越化学工業社製）８０質量部に、シリコーン粒子（トスパール２０００Ｂ、比重１．３２、モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ・ジャパン社製）２０質量部を添加し、さらに、ＹＡＧ：Ｃｅ（Ｙ−４６８、比重４．５、黄色蛍光体、ネモト・ルミマテリアル社製）１５質量部を添加して、これらを攪拌混合して、ワニスを調製した。
ワニスの２５℃、１気圧の条件下における粘度は、４０，０００ｍＰａ・ｓであった。
＜基材への塗布＞
図１〜図１１に示すように、タンク、ポンプ、スタティックミキサー、ノズル（アタッチメント部材付）および移動装置を備える塗布装置を用意した。スタティックミキサーおよびノズルの型式および寸法を以下に示す。
［スタティックミキサー］
Ｋｅｎｉｃｓ ｍｉｘｅｒ型
管長 ２６０ｍｍ
内径 １１ｍｍ
管長／内径比 ２３．６
右ねじり羽根の吐出方向長さ １０ｍｍ
左ねじり羽根の吐出方向長さ １０ｍｍ
右ねじり羽根の数 ７
左ねじり羽根の数 ８
［ノズル］
ノズルの幅（左右方向長さ） ７０ｍｍ
供給孔の内径 １０．５ｍｍ
キャビティの幅（左右方向の最大長さ） ５４ｍｍ
流入空間の上下方向長さ １０ｍｍ
流入空間の前後方向長さ １０ｍｍ
流出空間の上下方向長さ １０ｍｍ
アタッチメント部材の幅 ２２ｍｍ
アタッチメント部材の上下方向長さ １０ｍｍ
アタッチメント部材の前後方向長さ １０ｍｍ
スロットの幅（左右方向の最大長さ） ５０ｍｍ
スリットの前後方向長さ １０ｍｍ
スロットの前後方向長さ １０ｍｍ
次いで、調製したワニスをタンクに投入し、別途、ＰＥＴからなる基材を用意した。
図１〜図１１に示すように、タンク、ポンプ、スタティックミキサー、ノズル（アタッチメント部材付）および移動装置を備える塗布装置を用意した。スタティックミキサーおよびノズルの型式および寸法を以下に示す。
［スタティックミキサー］
Ｋｅｎｉｃｓ ｍｉｘｅｒ型
管長 ２６０ｍｍ
内径 １１ｍｍ
管長／内径比 ２３．６
右ねじり羽根の吐出方向長さ １０ｍｍ
左ねじり羽根の吐出方向長さ １０ｍｍ
右ねじり羽根の数 ７
左ねじり羽根の数 ８
［ノズル］
ノズルの幅（左右方向長さ） ７０ｍｍ
供給孔の内径 １０．５ｍｍ
キャビティの幅（左右方向の最大長さ） ５４ｍｍ
流入空間の上下方向長さ １０ｍｍ
流入空間の前後方向長さ １０ｍｍ
流出空間の上下方向長さ １０ｍｍ
アタッチメント部材の幅 ２２ｍｍ
アタッチメント部材の上下方向長さ １０ｍｍ
アタッチメント部材の前後方向長さ １０ｍｍ
スロットの幅（左右方向の最大長さ） ５０ｍｍ
スリットの前後方向長さ １０ｍｍ
スロットの前後方向長さ １０ｍｍ
次いで、調製したワニスをタンクに投入し、別途、ＰＥＴからなる基材を用意した。
次いで、移動装置によって、ドクターと基材との上下方向長さが４００μｍとなるように、ノズルのスロットを基材に対向させた。
続いて、ポンプを駆動させるとともに、移動装置によって、ノズルを前方に１４０ｍｍだけ水平移動させた。
これによって、左右方向長さ５４ｍｍ、前後方向長さが１４０ｍｍ、厚み０．４ｍｍの塗膜を製造した。
比較例１
ノズルにアタッチメント部材を装着しなかった以外は、実施例１と同様に処理して、塗膜を製造した。
ノズルにアタッチメント部材を装着しなかった以外は、実施例１と同様に処理して、塗膜を製造した。
比較例２
塗布装置において、スタティックミキサーに代えて、直管を設けた以外は、実施例１と同様に処理して、塗膜を製造した。
塗布装置において、スタティックミキサーに代えて、直管を設けた以外は、実施例１と同様に処理して、塗膜を製造した。
＜評価＞
実施例１および比較例１、２における塗布時のノズルにおけるワニスを第２ブロック側から目視にて観察した。その写真を図１２〜図１４に示す。
実施例１および比較例１、２における塗布時のノズルにおけるワニスを第２ブロック側から目視にて観察した。その写真を図１２〜図１４に示す。
ノズルにアタッチメント部材を装着しない比較例１では、上側空間の上端部および左右方向両端部の隅部に、ＹＡＧ：Ｃｅ（黄色蛍光体）が希薄となる希薄部分を確認でき、隅部において、ワニスの滞留を確認できた。
比較例２では、上側空間においてアタッチメント部材の下端面と、下側空間において、マニホールドの内面に沿って、ＹＡＧ：Ｃｅ（黄色蛍光体）が希薄な流れを確認でき、ワニスにおいてＹＡＧ：Ｃｅ（黄色蛍光体）の濃度が不均一となる点を確認できた。
比較例１および２に対して、実施例１では、ワニスにおいてＹＡＧ：Ｃｅ（黄色蛍光体）の希薄部分が確認されず、ＹＡＧ：Ｃｅ（黄色蛍光体）が均一であることが分かった。
１ 塗布装置
４ スタティックミキサー
５ ノズル
７ ねじり羽根
１２ 第２ブロック（透明部材）
２１ マニホールド
３３ 拡大部
４ スタティックミキサー
５ ノズル
７ ねじり羽根
１２ 第２ブロック（透明部材）
２１ マニホールド
３３ 拡大部
Claims (7)
- 粒子および熱硬化性樹脂を含むワニスを塗布するための塗布装置であり、
前記ワニスを撹拌するためのスタティックミキサーと、
前記スタティックミキサーの吐出方向下流側に設けられるノズルとを備え、
前記ノズルは、前記スタティックミキサーにより撹拌されながら吐出されるワニスを、前記吐出方向に直交する第１方向に広げるためのマニホールドと、
前記スタティックミキサーから供給されるワニスを前記マニホールドに案内するための供給孔とを備え、
前記マニホールドには、前記第１方向長さが、前記吐出方向下流側に向かうに従って、次第に長くなる拡大部が設けられ、
前記マニホールドは、
前記スタティックミキサーにより吐出されるワニスが流入され、前記吐出方向に対する直交方向に沿う開口断面積が、前記吐出方向下流側に向かうに従って拡大する流入部と、
前記流入部の前記吐出方向下流側に設けられ、ワニスが前記流入部から流出され、前記直交方向に沿う開口断面積が、前記吐出方向に向かうに従って縮小する流出部と
を備え、
前記拡大部は、前記流入部に設けられ、
前記流入部は、前記供給孔の前記吐出方向下流側端部が開口する吐出方向上流側面を有し、
前記供給孔の吐出方向下流側端部は、前記吐出方向と、前記吐出方向および前記第１方向に対して直交する第２方向とに対して傾斜する傾斜方向に向かい、
前記ノズルの吐出口が下側に向かい、
前記ワニスの２５℃、１気圧の条件下における粘度であって、Ｅ型コーンを用いて測定される粘度が、１，０００ｍＰａ・ｓ以上、１，０００，０００ｍＰａ・ｓ以下であることを特徴とする、塗布装置。 - 前記スタティックミキサーは、前記吐出方向に向かうに従ってねじられたねじり羽根を前記吐出方向に沿って６個以上備えることを特徴とする、請求項１に記載の塗布装置。
- 前記拡大部を区画するための、前記マニホールドに対して着脱可能なアタッチメント部材が、前記マニホールドの前記吐出方向上流側における前記第１方向端部に設けられていることを特徴とする、請求項１または２に記載の塗布装置。
- 前記ノズルは、前記拡大部を通過するワニスを目視することのできる透明部材を備えていることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一項に記載の塗布装置。
- 前記スタティックミキサは、上下方向に沿って延びており、
前記ノズルは、前記スタティックミキサーの下側に配置されていることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか一項に記載の塗布装置。 - 前記ワニスの前記粘度が、４，０００ｍＰａ・ｓ以上あることを特徴とする、請求項１〜５のいずれか一項に塗布装置。
- 前記流入部の前記吐出方向上流側面は、前記第１方向から見たときに、前記吐出方向上流側に凹むように湾曲する円弧形状に形成されていることを特徴とする、請求項１〜６のいずれか一項に記載の塗布装置。
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