JP6964010B2 - コーティング剤供給装置 - Google Patents

Description

本発明は、コーティング剤供給装置に関し、より詳しくは、コーティング剤を収容した収容タンクの内部が加圧されて収容タンクからコーティング剤が排出されるコーティング剤供給装置に関する。

従来、プリント配線板にチップ部品などの電子部品を搭載したプリント回路板が各種の電子機器に用いられている。
電子機器に対する小型化の要求を満足させるべく前記プリント回路板には、高密度実装が求められている。
そのため、プリント配線板は、配線ピッチが狭ピッチなものとなっている。
このような狭ピッチのプリント配線板を用いたプリント回路板では、はんだブリッジなどによるショートが生じるおそれがある。
このようなショートは、はんだブリッジを原因とする場合だけでなく水分によっても生じ得る。
例えば、電子機器内に入り込んだ水蒸気によってプリント回路板の表面に結露が生じたりすると、水滴が極めて小さなものであっても回路ショートの原因となる。
また、プリント回路板の内部に水分が侵入するとマイグレーションなどの原因ともなりうる。

このような水分による回路ショートの対策として、プリント回路板をオーバーコートして防湿処理を施すことが行われている。
従来の防湿処理は、プリント回路板の表面に防湿皮膜を形成するような方法で実施されている。
防湿皮膜の形成には、下記特許文献１、２に記載されているように液状の防湿コーティング剤が用いられており、防湿皮膜は、プリント回路板の被処理面に前記防湿コーティング剤を塗布してウェット塗膜を形成させた後に、該ウェット塗膜を乾燥させて防湿皮膜を形成させるような方法によって作製されている。

特開２０１１−０８９０６１号公報 特開２０１３−２３４２５６号公報

防湿コーティング剤をプリント回路板の表面に塗布する際には防湿コーティング剤を収容した収容タンクから配管を通じて供給先へと防湿コーティング剤が搬送され、ノズルなどを通じてプリント回路板の表面に万遍なく防湿コーティング剤が吹き付けられるような方法が採用されている。
ところで、上記のようにして形成される防湿皮膜は、ある程度厚い方が防湿性能に対する信頼性が確保され易い。
このことを考えると防湿コーティング剤は、一定以上の粘度を有している方が有利である。
しかしながら粘度の高い防湿コーティング剤で防湿皮膜を形成させようとするとウェット塗膜に気泡が巻き込まれて最終的に得られる防湿皮膜に気泡を存在させるおそれがあり、十分な防湿性能が発揮されないおそれがある。

上記のような気泡は、例えば、シリコーンオイルやシリコーン樹脂などといった消泡作用を有するポリシロキサン化合物を処方するなどして抑制できると考えられるが、防湿皮膜における気泡の発生原因は上記のようなこと以外にも考えられ得る。
しかしながら、塗工時の周辺空気の巻き込み以外での気泡の発生原因については十分に究明されてはいない。
したがって、当然ながらその対策についても十分に施されてはいない。
即ち、防湿コーティング剤で防湿皮膜を形成させる際に気泡が発生することについては、いまだ十分な対策が施されていないという問題を有する。
そこで、本発明は、このような問題を解決することを課題としている。

本発明者は、上記のような課題を解決すべく鋭意検討した結果、防湿コーティング剤を空気で圧送する過程で空気を防湿コーティング剤中に溶存させてしまうことがあり、このことが防湿皮膜に気泡が生じる原因となっていることを見出した。
そして、防湿コーティング剤の供給を特定の構成を有するコーティング剤供給装置によって行うことで上記のような気泡の発生を防止することができることを見出して本発明を完成させるに至った。

上記課題を解決すべく本発明は、コーティング剤を収容した収容タンクと、前記収容タンクに空気を供給する給気装置と、を備え、前記収容タンクには、前記コーティング剤を供給先に向けて排出するための排出口が備えられており、前記給気装置から空気が供給されることによって前記収容タンクの内部に発生する圧力を利用し、前記排出口を通じて前記供給先に前記コーティング剤が供給されるコーティング剤供給装置であって、前記コーティング剤がプリント回路板に防湿皮膜を形成するための防湿コーティング剤であり、該コーティング剤は、前記収容タンクの内部で直接空気と触れ合うことが無いようにコーティング剤収容バッグに収容されて前記収容タンクに収容されており、該コーティング剤収容バッグは、圧力が加わった際に内部の前記コーティング剤を吐出させるための吐出口を備え、且つ、圧力が加わった際に該吐出口を通じて前記排出口に前記コーティング剤を供給し得るように前記収容タンクに収容されているコーティング剤供給装置を提供する。

本発明によれば防湿コーティング剤を空気で圧送する過程で空気を防湿コーティング剤中に溶存させてしまうおそれを低減できるため防湿皮膜に気泡が発生することを抑制することができる。

防湿処理設備の概略構成図。 塗工装置の概略構成図。 コーティング剤供給装置の概略構成図。 加圧空気との接触時間を異ならせた防湿コーティング剤で形成した防湿皮膜の様子を示した図（防湿皮膜の外観写真）。

本発明の実施の形態について具体例を示して説明する。
以下においては、プリント回路板に防湿皮膜を形成させるための防湿処理設備における事例を挙げて本発明の実施の形態について説明する。
尚、前記のように防湿コーティング剤で防湿皮膜を形成させる場合、通常、ポリシロキサン化合物や反応してポリシロキサン化合物となるシラン化合物（例えば、オルガノアルコキシシランなど）を防湿コーティング剤に配合することで防湿皮膜への気泡の巻き込みは抑制される。
一方で、本実施形態においてはこのような手法とは別の方法で防湿皮膜への気泡の巻き込みを抑制する。
したがって、以下においては、本発明の効果をより顕著に発揮させることができる事例として、ポリシロキサン化合物及びシラン化合物が含有されていない、又は、含有されていたとしてもごく僅かな量（例えば、５質量％以下）しか含有されていない防湿コーティング剤を用いる場合を例に挙げて本発明の実施の形態を説明する。
図１は、本実施形態における防湿処理設備の設備構成の概要を示したものである。
図にも示されているように防湿処理設備は、プリント回路板に防湿皮膜を形成させるための塗工装置１と、該塗工装置１に防湿コーティング剤を供給するためのコーティング剤供給装置２とを備えている。

図２にも示されているように、前記塗工装置１は、プリント回路板Ａを水平に支持するためのステージ部１１と、該ステージ部１１において水平に支持されたプリント回路板Ａに対して上方から防湿コーティング剤Ｗをスプレー塗工するための塗工部１２とを備えている。
該塗工部１２は、防湿コーティング剤Ｗを下方に向けて帯状にスプレーするノズル１２１を備えている。
前記塗工装置１は、前記コーティング剤供給装置２から供給された防湿コーティング剤Ｗを直接前記ノズル１２１へと供給して前記ノズル１２１から定量吐出させ得るように構成されている。

前記塗工部１２は、水平方向における一方向をＸ方向とし、水平方向において前記Ｘ方向に直交する方向をＹ方向とした際に、前記Ｘ方向への移動が可能となったリニアアクチュエータ１２２と、前記Ｙ方向への移動が可能となったリニアアクチュエータ１２３とを備えている。
前記ノズル１２１は、前記の２つのリニアアクチュエータ１２２，１２３が組み合わされて前記プリント回路板Ａに対して水平方向への相対移動が可能となったホルダ１２４に装着されている。
即ち、前記塗工部１２は、プリント回路板Ａに対してＸ方向に延在する帯状のウェット塗膜が形成可能であるとともにＹ方向に延在する帯状のウェット塗膜も形成可能となっている。

前記コーティング剤供給装置２は、前記ノズル１２１を供給先として防湿コーティング剤Ｗを搬送すべく構成されている。
前記コーティング剤供給装置２は、図３にも示すように、防湿コーティング剤Ｗを収容する収容タンク２１と、前記収容タンク２１に空気を供給する給気装置と、を備えている。
本実施形態のコーティング剤供給装置２には、前記給気装置として、加圧空気を蓄積可能なアキュムレータを備えたエアコンプレッサー２２が備えられている。
前記収容タンク２１は、上部開口した有底筒状のタンク本体２１１と、該タンク本体２１１の上部開口を閉塞して内部を密封状態とするための蓋体２１２とを備えている。
前記タンク本体２１１は、底壁部２１１１と、該底壁部２１１１の外周縁より筒状に立ち上がる本体胴部２１１２とによって有底筒状に構成されている。
前記蓋体２１２は、天井部２１２１と、該天井部２１２１の外周縁より筒状となって下方に延びる蓋胴部２１２２とを備えている。
該収容タンク２１は、前記本体胴部２１１２の上端部と、前記蓋胴部２１２２の下端部とを当接させることで密封状態となるように構成されている。

前記収容タンク２１のタンク本体２１１には、前記防湿コーティング剤Ｗを前記ノズル１２１に向けて排出するための排出口２１２ａが備えられている。
本実施形態においては、前記天井部２１２１に前記排出口２１２ａが設けられている。
尚、該排出口２１２ａには、前記ノズル１２１に向けて防湿コーティング剤Ｗを搬送するための配管２３が接続されている。

前記コーティング剤供給装置２は、防湿コーティング剤Ｗが配管２３を流通可能となる開状態と、配管２３における防湿コーティング剤Ｗの流通を阻止する閉状態とに切り替え可能なバルブ２４を備えている。
該バルブ２４は、前記配管２３に装着されており、前記排出口２１２ａの直後に設けられている。
本実施形態の前記バルブ２４は、三方弁となっており、防湿コーティング剤Ｗが配管２３を流通可能となる状態の他に、前記収容タンク２１と外部空間とを接続して必要に応じて防湿コーティング剤Ｗを外部に排出し得るように構成されている。

本実施形態のコーティング剤供給装置２は、前記エアコンプレッサー２２から空気が供給されることによって前記収容タンク２１の内部に圧力を発生させ得るように構成されている。
該コーティング剤供給装置２は、前記圧力を利用して前記ノズル１２１に前記コーティング剤Ｗを供給し得るよう構成されている。
尚、前記防湿コーティング剤Ｗは、前記収容タンク２１の内部で直接空気と触れ合うことが無いようにコーティング剤収容バッグＢに収容されて前記収容タンク２１に収容されている。
そして、前記コーティング剤収容バッグＢは、圧力が加わった際に内部のコーティング剤Ｗを吐出させるための吐出口Ｂａを備えている。
該コーティング剤収容バッグＢは、圧力が加わった際に前記吐出口Ｂａを通じて前記収容タンク２１の排出口２１２ａに前記防湿コーティング剤Ｗを供給し得るように前記収容タンク２１に収容されている。

本実施形態におけるコーティング剤収容バッグＢは、前記吐出口Ｂａが設けられているバッグ本体Ｂ１と、前記吐出口Ｂａから延出したチューブＢ２とを備えている。
該チューブＢ２は、前記吐出口Ｂａと前記排出口２１２ａとを接続するためのジョイント部材としてコーティング剤収容バッグＢに備えられている。
即ち、本実施形態における防湿コーティング剤Ｗは、前記チューブＢ２、前記排出口２１２ａ、及び、前記配管２３を通じて前記バッグ本体Ｂ１から前記ノズル１２１に供給されるようになっている。
前記コーティング剤収容バッグＢと前記収容タンク２１とは、前記チューブＢ２の先端部を前記排出口２１２ａに接続した状態と、該接続を解除した状態とに切り替え可能となっている。

前記コーティング剤収容バッグＢは、前記コーティング剤Ｗを収容した状態で自立可能な自立式バッグであり、該吐出口Ｂａを上方に位置させて自立した状態で前記収容タンクに収容されている。
即ち、本実施形態の前記コーティング剤収容バッグＢは、前記吐出口２１２ａを、収容タンク２１の蓋体２１２に設けられた前記排出口２１２ａと上下方向において対向させた状態で収容タンク２１に収容されている。
このため、本実施形態のコーティング剤収容バッグＢは、仮にバッグ内に空気が混入しても吐出口２１２ａから排出され易いようになっている。

前記バッグ本体Ｂ１は、パウチなどと称される樹脂フィルム製のものを採用することができる。
バッグ本体Ｂ１を構成する樹脂フィルムは、単層構造であっても積層構造であってもよい。
前記樹脂フィルムとしては、アルミラミネートフィルムのようなガスバリア性、及び、遮光性優れたものが好適である。
本実施形態のバッグ本体Ｂ１は、底部Ｂ１１及び両側縁部Ｂ１２の内の一方、又は、両方にガゼット（マチ）が設けられてなる自立式バッグとなっている。

前記チューブＢ２は、シリコーンゴムチューブのような軟質のものであっても、ポリエチレンチューブのような硬質のものであってもよい。
前記チューブＢ２は、前記バッグ本体Ｂ１を自立させた状態において上下方向に延びるように設けられており、その先端部が排出口２１２ａに接続された状態となっている。
前記チューブＢ２の基端部は、前記吐出口Ｂａからバッグ本体内に侵入させた状態となっている。
前記チューブＢ２の先端部と前記収容タンク２１の排出口２１２ａとの間の接続は、継手のような形で行われることが好ましい。
例えば、排出口２１２ａから延びる前記配管２３の内周及び前記チューブの先端部の一方に螺子溝を設けるとともに他方に螺子山を設けて互いに螺合可能な構造とすれば、前記チューブＢ２が不用意に外れてしまうことを抑制することができる。
尚、前記チューブＢ２の基端部は、バッグ本体Ｂ１の底部Ｂ１１に位置させるようにしてもよい。

本実施形態においては、収容タンク２１にエアコンプレッサー２２で空気を送り込むことで、収容タンク内におけるコーティング剤収容バッグＢの周囲の気圧が上昇し、この圧力がコーティング剤収容バッグＢから防湿コーティング剤Ｗを吐出させる原動力になるとともにこの圧力が収容タンク２１からノズル１２１への防湿コーティング剤Ｗの搬送動力となる。
ここで、防湿コーティング剤Ｗの液溜りは、通常、コーティング剤収容バッグＢの下側に形成されることになるため、前記吐出口Ｂａが上側になるようにコーティング剤収容バッグＢが収容されていると、液溜りと吐出口Ｂａとの間でコーティング剤収容バッグＢに圧力による密着が生じ易くなってしまうことになる。
一方でチューブＢ２の基端部をバッグ本体Ｂ１の底部Ｂ１１に位置させていると、液溜りからチューブＢ２を通じて防湿コーティング剤Ｗが汲み出されることになるので内部の防湿コーティング剤Ｗを余すことなく使い切ることができる。

防湿コーティング剤Ｗをコーティング剤収容バッグＢに収容せず、直に収容タンク２１に収容しても防湿コーティング剤Ｗを余すことなく使い切ることができるが、その際には、収容タンク内の圧力によって防湿コーティング剤Ｗに空気を溶存させ易くなる。
溶存した空気は、プリント回路板Ａの表面に形成されたウェット塗膜が乾燥して防湿皮膜となる過程において気泡となって現れるおそれがあり、防湿皮膜の防湿性能を低下させるおそれがある。
収容タンク内の圧力があまり上がらないようにすれば、空気の溶存を防ぐことができるが、その場合は、防湿コーティング剤Ｗの搬送動力が十分に確保できなくなるおそれを有する。
一方で、本実施形態においては、収容タンク２１の内部（コーティング剤収容バッグＢの周囲）の気圧が高くても防湿コーティング剤Ｗへの空気の溶存が防止されるため防湿皮膜への気泡の混入を防止できるとともに防湿コーティング剤Ｗの搬送動力を十分確保し得る。
尚、防湿コーティング剤Ｗの供給先となるノズル１２１への良好なる搬送性を確保する上において、前記防湿コーティング剤Ｗの供給は、前記収容タンク２１の内部に０．１ＭＰａ以上の圧力を発生させて行われることが好ましく、０．１３ＭＰａ以上の圧力を発生させて行われることがより好ましく、０．１５ＭＰａ以上の圧力を発生させて行われることが特に好ましい。
但し、過度に高い圧力を発生させても、防湿コーティング剤Ｗの搬送性が圧力に見合うほど良好にならない可能性があるため、前記圧力は０．４ＭＰａ未満であることが好ましく、０．２５ＭＰａ未満であることがより好ましい。

本実施形態においては、収容タンク２１から防湿コーティング剤Ｗの供給先となるノズル１２１までの経路の途中に、該経路を流れる防湿コーティング剤Ｗを外部に排出することが可能な三方弁（バルブ２４）が設けられているため、一つのコーティング剤収容バッグＢに収容されている防湿コーティング剤Ｗを使い切るなどして、他のコーティング剤収容バッグを使うことになった場合、この他のコーティング剤収容バッグのチューブなどに存在している空気が配管２３を通じてノズル１２１に供給されることを抑制することができる。
即ち、本実施形態では、一つのコーティング剤収容バッグＢから他のコーティング剤収容バッグに切り替えてノズル１２１への防湿コーティング剤Ｗの供給を継続させる際に、一旦、チューブなどに存在している空気を少量の防湿コーティング剤Ｗとともにバルブ２４を通じて外部に排出させることができるため防湿皮膜に気泡が形成されることをより一層抑制することができる。

尚、本実施形態におけるエアコンプレッサー２２には、軸流式や遠心式などのターボ形のものや、レシプロ式やロータリー式などの容積形のものなどといった一般的なものを採用することができる。
また、前記防湿コーティング剤Ｗについても特に限定されず、一般的なものを採用することができる。

前記防湿コーティング剤としては、例えば、ウレタン系、アクリル系、オレフィン系、シリコーン系、フッ素系、ゴム系などの一般的なものを採用することができる。
前記防湿コーティング剤は、ウレタン系、アクリル系、オレフィン系、及び、ゴム系の中から選択されることが好ましい。
前記防湿コーティング剤は有機溶媒を含む溶剤系のものであっても、水系溶媒を含む水エマルジョンタイプのものであってもよい。
前記防湿コーティング剤としては、例えば、熱硬化タイプのもの、紫外線硬化タイプのもの、湿気硬化タイプのものを採用することができる。
前記防湿コーティング剤は、湿気では硬化せずに熱や紫外線で硬化するタイプのものが好適である。

冒頭で述べたように本実施形態の前記コーティング剤は、ポリシロキサン化合物及び互いに結合してポリシロキサン化合物となるシラン化合物の含有量（合計含有量）が５質量％以下であることが好ましい。
即ち、本実施形態の前記コーティング剤は、シリコーン樹脂やシリコーンオイルなどのポリシロキサン化合物や、加水分解後に脱水縮合するなどしてシリコーン樹脂やシリコーンオイルなどのポリシロキサン化合物となるシラン化合物などを一定以上含んでいないことが好ましい。
より詳しくは、ポリシロキサン化合物及び互いに結合してポリシロキサン化合物となるシラン化合物の防湿コーティング剤における含有量は、３質量％以下であることがより好ましく、１質量％以下であることがさらに好ましい。

尚、上記例示においては、防湿コーティング剤Ｗの供給先をノズル１２１としているが、前記防湿コーティング剤Ｗは、バッファタンクなどを介してノズル１２１に供給するようにしてもよい。
また、上記例示においては、前記吐出口Ｂａと前記排出口２１２ａとを接続するためのジョイント部材としてチューブＢ２を利用しているが、例えば、先端外周部に螺子の形成されたチューブを収容タンク側に設け、前記コーティング剤収容バッグＢには、吐出口Ｂａと連通する螺子孔が設けられた板材を設け、該板材を収容タンク側のチューブと接続するためのジョイント部材として利用してもよい。
即ち、本発明は、上記例示に何等限定されるものではなく、その効果が著しく損なわれない範囲においては、上記に例示されている具体的な態様に対して各種の変更を加え得るものである。

次に実施例を挙げて本発明をさらに詳しく説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
まず、塗布用のノズルとしてノードソン社製の品名「Ａ７Ａフィルムコートガン」がＴＴｎＳ社製、型名「ＴＣＭ４５Ａ」にセットされた塗工装置を用意した。
これに、防湿コーティング剤（日東シンコー社製、品名「ＬＳＳ−５２０ＭＨＦ−Ｋ」）を供給し、ノズル高さ８ｍｍ、塗布幅８ｍｍ、塗布速度４００ｍｍ／秒の条件で塗工を行い、ウェット塗膜を形成させた後に、これを常温で乾燥させて防湿皮膜（初期：図４（ａ））とした。
次いで、防湿コーティング剤８００ｇを容器（解放容器：近畿容器社製、品名「ハイパック容器 Ｎｏ．１５０」）に入れて０．２５ＭＰａの加圧条件下でトータル７時間保管し、加圧を開始してから１時間毎に１００ｇずつ防湿コーティング剤を取り出して上記のような条件で防湿皮膜を形成させた。
その結果、図４の（ｂ）〜（ｆ）にも示すように加圧後３時間経過した時点で防湿皮膜に気泡が観測される結果となった。
一方で、防湿コーティング剤を空気が入らないようにポリエチレン樹脂製バッグ（カウパック社製、品名「夢パックＤＰ１６−ＴＮ１０００」、上端部にスパウト（硬質樹脂チューブ）を有する自立式バッグ）に収容したものを、同様に０．２５ＭＰａの加圧条件下でトータル７時間保管し、上記と同様に防湿皮膜を形成させたが、図４の（ｇ）に示すように、加圧後７時間経過した防湿コーティング剤を使った場合でも防湿皮膜に気泡は観測されなかった。

以上のようなことから、本発明によれば防湿コーティング剤で防湿皮膜を形成させる際に気泡が形成されることを抑制させ得ることがわかる。

１ 塗工装置
２ コーティング剤供給装置
１１ ステージ部
１２ 塗工部
２１ 収容タンク
２２ エアーコンプレッサー
２３ 配管
２４ バルブ
２１１ タンク本体
２１２ 蓋体
２１２ａ 排出口
２１１１ 底壁部
２１１２ 本体胴部
２１２１ 天井部
２１２２ 蓋胴部
Ａ プリント回路板
Ｂ コーティング剤収容バッグ
Ｂ１ バッグ本体
Ｂ２ チューブ（ジョイント部材）
Ｂａ 吐出口
Ｗ 防湿コーティング剤

Claims (6)

1. コーティング剤を収容した収容タンクと、
   前記収容タンクに空気を供給する給気装置と、を備え、
   前記収容タンクには、前記コーティング剤を供給先に向けて排出するための排出口が備えられており、
   前記給気装置から空気が供給されることによって前記収容タンクの内部に発生する圧力を利用し、前記排出口を通じて前記供給先に前記コーティング剤が供給されるコーティング剤供給装置であって、
   前記コーティング剤がプリント回路板に防湿皮膜を形成するための熱硬化タイプまたは紫外線硬化タイプの防湿コーティング剤であり、
   該コーティング剤は、前記収容タンクの内部で直接空気と触れ合うことが無いようにコーティング剤収容バッグに収容されて前記収容タンクに収容されており、
   該コーティング剤収容バッグは、圧力が加わった際に内部の前記コーティング剤を吐出させるための吐出口を備え、且つ、圧力が加わった際に該吐出口を通じて前記排出口に前記コーティング剤を供給し得るように前記収容タンクに収容されていて、
   前記排出口から前記コーティング剤の供給先に至る経路の途中には、該経路を流れる前記コーティング剤を前記経路の外部に排出することが可能な三方弁が備えられている
   コーティング剤供給装置。
2. 前記コーティング剤収容バッグは、前記吐出口が設けられているバッグ本体を備えており、前記吐出口と前記排出口とを接続するためのジョイント部材をさらに備えている請求項１記載のコーティング剤供給装置。
3. 前記ジョイント部材が、前記吐出口から延出したチューブである請求項２記載のコーティング剤供給装置。
4. 前記供給先への前記コーティング剤の供給が、前記収容タンクの内部に０．１ＭＰａ以上の圧力を発生させることによって行われる請求項１乃至３の何れか１項に記載のコーティング剤供給装置。
5. 前記コーティング剤は、ポリシロキサン化合物及び互いに結合してポリシロキサン家具物となるシラン化合物の含有量が５質量％以下である請求項１乃至４の何れか１項に記載のコーティング剤供給装置。
6. 前記コーティング剤収容バッグが前記コーティング剤を収容した状態で自立可能な自立式バッグであり、該吐出口を上方に位置させて自立した状態で前記収容タンクに収容されている請求項１乃至５の何れか１項に記載のコーティング剤供給装置。

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