JP6966296B2 - Control method of coating equipment - Google Patents
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Description
本発明は、塗工装置の制御方法に関する。 The present invention relates to a method for controlling a coating device.
ノズルから塗工液を吐出し、塗布対象であるワークの表面をコーティングする塗工装置が知られている。特許文献1には、このような塗工装置において、塗工液の吐出を止める際(塗り終わり時)に、ノズルの先端にある塗工液の吸い戻し(サックバック)を一定時間行う技術が開示されている。
A coating device that discharges a coating liquid from a nozzle to coat the surface of a work to be coated is known.
上述のサックバックは、塗り終わり時に塗工液が液垂れするのを防止する目的で行う。しかしながら、粘度が所定の値より高い塗工液(所定の高粘度の塗工液)では、塗り終わり時にサックバックを行っても塗工液の液切れが悪く、液垂れが発生してワークにおける意図しない箇所に塗工液が付着してしまう場合があった。これに対し、粘度が相対的に高い塗工液の場合にも塗り終わり時に塗工液を良好に液切れさせるようにするため、塗り終わり時に、サックバックを行うと共に、ノズルをワークに近づけてノズルの先端にある塗工液をワークの表面になすり付けすることも考えられる。しかしながら、塗り終わり時にこのような塗工液のなすり付け動作を行うと、成膜層における塗り終わり領域の長さが長くなり、かつ、塗り終わり領域の膜厚が減少する。これにより成膜品質が著しく低下してしまうという問題があった。 The above-mentioned suckback is performed for the purpose of preventing the coating liquid from dripping at the end of coating. However, with a coating liquid having a viscosity higher than a predetermined value (a coating liquid having a predetermined high viscosity), the coating liquid does not drain well even if suckback is performed at the end of coating, and dripping occurs in the work. The coating liquid sometimes adhered to an unintended part. On the other hand, even in the case of a coating liquid having a relatively high viscosity, in order to allow the coating liquid to drain well at the end of coating, a suckback is performed at the end of coating and the nozzle is brought closer to the work. It is also conceivable to rub the coating liquid at the tip of the nozzle onto the surface of the work. However, if such a coating operation of the coating liquid is performed at the end of coating, the length of the coating end region in the film forming layer becomes long and the film thickness of the coating end region decreases. As a result, there is a problem that the film formation quality is remarkably deteriorated.
本発明は、以上の背景に鑑みなされたものであり、所定の高粘度の塗工液の塗布する場合にも、塗り終わり時に成膜品質の低下を抑制することができる、塗工装置の制御方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above background, and control of a coating apparatus capable of suppressing deterioration of film formation quality at the end of coating even when a predetermined high-viscosity coating liquid is applied. The purpose is to provide a method.
本発明は、所定の高粘度の塗工液をノズルから吐出させてワークに塗布するとともに、前記ワークへの前記塗工液の塗り終わり時に前記ノズルの吐出口に付着した前記塗工液の吸い戻しを行うことが可能な塗工装置の制御方法であって、前記塗工装置は、前記塗り終わり時に、前記ノズルの吐出口近傍における塗布方向の上流側空間を大気圧に対して負圧にするための減圧チャンバーを備え、前記塗り終わり時に前記上流側空間を大気圧に対して負圧にする負圧動作期間が、前記塗工液の吸い戻しを行う吸い戻し動作期間とラップするようにするものである。 In the present invention, a predetermined high-viscosity coating liquid is discharged from a nozzle to be applied to a work, and the coating liquid adhering to the discharge port of the nozzle is sucked at the end of coating the coating liquid on the work. It is a control method of a coating device capable of returning, and the coating device creates a negative pressure with respect to atmospheric pressure in the upstream space in the coating direction in the vicinity of the discharge port of the nozzle at the end of coating. A decompression chamber is provided for this purpose, and the negative pressure operation period in which the upstream space is negatively pressured with respect to the atmospheric pressure at the end of the coating wraps with the suction operation period in which the coating liquid is sucked back. Is what you do.
吸い戻し動作により、成膜層の端部にはノズルの方に引っ張る力が及ぼされる。一方、負圧動作により、成膜層の端部には塗布方向に引っ張る力が及ぼされる。塗り終わり時に、負圧動作期間を吸い戻し動作期間にラップさせ、成膜層の端部を、ノズルの方に引っ張る力と塗布方向に引っ張る力をバランスさせることにより、液切れを良くし、かつ、成膜層の端部における膜厚の減少を抑制することができる。これにより、所定の高粘度の塗工液の塗布する場合にも、塗り終わり時に成膜品質の低下を抑制することができる。 Due to the suction back operation, a pulling force is applied to the end of the film-forming layer toward the nozzle. On the other hand, due to the negative pressure operation, a pulling force is applied to the end portion of the film-forming layer in the coating direction. At the end of coating, the negative pressure operation period is wrapped in the suction operation period, and the edge of the film thickness layer is balanced between the force pulling toward the nozzle and the force pulling in the coating direction to improve liquid drainage. , It is possible to suppress a decrease in the film thickness at the end of the film-forming layer. As a result, even when a predetermined high-viscosity coating liquid is applied, deterioration of film formation quality can be suppressed at the end of application.
また、前記負圧動作期間中、前記上流側空間が大気圧に対して所定の負圧に維持されるようにするものである。このようにすると、負圧動作期間中に、サックバック動作により成膜層の端部をノズルの方に引っ張る力と、負圧動作により成膜層の端部を塗布方向に引っ張る力と、が最適なバランスに維持されるようにすることができる。これにより、液切れをより良くし、かつ、成膜層の端部における膜厚の減少をより良好に抑制することができる。 Further, during the negative pressure operation period, the upstream space is maintained at a predetermined negative pressure with respect to the atmospheric pressure. In this way, during the negative pressure operation period, the force of pulling the end of the film-forming layer toward the nozzle by the suckback operation and the force of pulling the end of the film-forming layer in the coating direction by the negative pressure operation are generated. It can be maintained in the optimum balance. As a result, the liquid drainage can be improved, and the decrease in the film thickness at the end of the film-forming layer can be suppressed more satisfactorily.
さらに、前記負圧動作期間の長さtと前記ノズルにおける前記塗工液の吐出量aとの関係が、2/a≦t≦10/aを満たすようにするものである。塗工液の吐出量aを当該の範囲にすると、液切れをより良くし、かつ、成膜層の端部における膜厚の減少をより効果的に抑制することができる。 Further, the relationship between the length t of the negative pressure operation period and the discharge amount a of the coating liquid at the nozzle satisfies 2 / a ≦ t ≦ 10 / a. When the discharge amount a of the coating liquid is within the above range, the liquid drainage can be improved and the decrease in the film thickness at the end of the film-forming layer can be suppressed more effectively.
さらに、前記吸い戻し動作期間中、前記負圧動作により前記上流側空間が大気圧に対して所定の負圧に維持されるものである。吸い戻し動作期間中、負圧動作により上流側空間が大気圧に対して所定の負圧に維持されるようにすることで、液切れを良くし、かつ、成膜層の端部における膜厚の減少を抑制することができる。 Further, during the suction back operation period, the upstream space is maintained at a predetermined negative pressure with respect to the atmospheric pressure by the negative pressure operation. During the suction back operation period, the upstream space is maintained at a predetermined negative pressure with respect to the atmospheric pressure by the negative pressure operation to improve the liquid drainage and the film thickness at the end of the film forming layer. Can be suppressed.
所定の高粘度の塗工液をノズルから吐出させてワークに塗布するとともに、前記ワークへの前記塗工液の塗り終わり時に前記ノズルの突出口吐出口に付着した前記塗工液の吸い戻しを行うことが可能な塗工装置であって、前記塗り終わり時に、前記ノズルの突出口吐出口近傍における塗布方向の上流側空間を大気圧に対して負圧にするための減圧チャンバーと、前記塗り終わり時に前記上流側空間を大気圧に対して負圧にする負圧動作期間が、前記塗工液の吸い戻しを行う吸い戻し動作期間とラップするようにする制御部と、をさらに備えるものである。
制御部が、塗り終わり時に、負圧動作期間を吸い戻し動作期間にラップさせ、成膜層の端部を、ノズルの方に引っ張る力と塗布方向に引っ張る力をバランスさせることにより、液切れを良くし、かつ、成膜層の端部における膜厚の減少を抑制することができる。
A predetermined high-viscosity coating liquid is discharged from the nozzle to be applied to the work, and at the end of coating the work with the coating liquid, the coating liquid adhering to the ejection port of the nozzle is sucked back. A coating device capable of performing the coating, the depressurizing chamber for making the upstream space in the coating direction in the vicinity of the ejection port and the discharge port of the nozzle a negative pressure with respect to the atmospheric pressure at the end of the coating, and the coating. A control unit is further provided so that the negative pressure operation period for making the upstream space negative pressure with respect to the atmospheric pressure at the end wraps with the suction operation period for sucking back the coating liquid. be.
At the end of coating, the control unit wraps the negative pressure operation period during the suction operation period, and balances the force that pulls the end of the film thickness layer toward the nozzle and the force that pulls it in the coating direction, thereby preventing the liquid from running out. It can be improved and the decrease in film thickness at the end of the film-forming layer can be suppressed.
本発明によれば、所定の高粘度の塗工液の塗布する場合にも、塗り終わり時に成膜品質の低下を抑制することができる。 According to the present invention, even when a predetermined high-viscosity coating liquid is applied, deterioration of film formation quality can be suppressed at the end of application.
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
説明の明確化のため、以下の記載及び図面は、適宜、省略、及び簡略化がなされている。各図面において、同一の要素には同一の符号が付されており、必要に応じて重複説明は省略されている。なお、図中に示した右手系xyz座標は、構成要素の位置関係を説明するための便宜的なものである。
まず、図1を参照して本実施の形態にかかる塗工装置1の概略構成について説明する。図1は、塗工装置1の概略構成を示す模式図である。図1に示すように、塗工装置1は、塗工液貯留部2と、ディスペンサー3と、スタティックミキサー5と、ノズル10と、ステージ20と、を備えている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
In order to clarify the explanation, the following description and drawings have been omitted or simplified as appropriate. In each drawing, the same elements are designated by the same reference numerals, and duplicate explanations are omitted as necessary. The right-handed xyz coordinates shown in the figure are for convenience to explain the positional relationship of the components.
First, a schematic configuration of the
本発明において、塗工液は、粘度が所定の値より高いもの(所定の高粘度のもの)、例えば、粘度が100[Pa・s]以上の高粘度のものである。なお、本実施の形態では、塗工液として、主剤と硬化剤の2つの材料を混合するタイプのもの(二液混合型塗工液)を用いる。塗工液貯留部2は、塗工液の材料を貯留するためのタンクで、主剤を貯留する第1塗工液貯留部2aと、硬化剤を貯留する第2塗工液貯留部2bから構成される。
In the present invention, the coating liquid has a viscosity higher than a predetermined value (a predetermined high viscosity), for example, a high viscosity of 100 [Pa · s] or more. In the present embodiment, as the coating liquid, a type in which two materials, a main agent and a curing agent, are mixed (two-component mixed coating liquid) is used. The coating
ディスペンサー3は、塗工液貯留部2から塗工液の材料を吸引して、後述するスタティックミキサー5に所定量供給するためのものである。ディスペンサー3は、第1ディスペンサー3aと第2ディスペンサー3bから構成される。第1ディスペンサー3aは、第1塗工液貯留部2aから塗工液の主剤を吸引してスタティックミキサー5に所定量供給する。同様に、第2ディスペンサー3bは、第2塗工液貯留部2bから塗工液の硬化剤を吸引してスタティックミキサー5に所定量供給する。
The
スタティックミキサー5は、ディスペンサー3により供給された塗工液の材料を攪拌混合するためのものである。スタティックミキサー5は、駆動部分がなく、内部にはねじれ部を有する複数のエレメントがらせん状に形成されている。これら複数のエレメントを配置することにより、スタティックミキサー5の内部に入った塗工液の材料は順次撹拌混合されて塗工液が生成される。生成された塗工液はノズル10に送られる。
The
ノズル10は、塗工対象であるワーク50に対して塗工液を帯状に吐出することができる平ノズルである。ノズル10には、塗工液を吐出させるための吐出口10aが形成されている。吐出口10aは、突出した形状としてもよい。また、ノズル10は、塗工液の吐出量を調節するための流量調節機構を備えている。
The
ステージ20は、ワーク50を載置するためのものである。ステージ20は、駆動機構70を備えている。駆動機構70は、例えば、ボールねじ70aとボールねじ70aを回転駆動させるサーボモータ70bを有し、ステージ20をX軸方向に往復移動させることができる。これにより、塗工液を所定の塗布速度でステージ20上に載置されたワーク50に対して塗布し、ワーク50の表面に成膜層60を形成することができる。なお、塗工装置1は、ステージ20を固定とし、ノズル10を移動させて塗工液の塗布を行うように構成されていてもよい。
The
塗工装置1は、ワーク50への塗工液の塗り終わり時にノズル10の吐出口10aに付着した塗工液の吸い戻し(サックバック)を行うことが可能に構成されている。具体的には、上述したノズル10の流量調節機構は、塗工液の吐出量の調節だけでなく、塗り終わり時のサックバック量を調節することが可能に構成されている。なお、「塗り終わり時」とは、塗工工程における、ノズル10からの塗布液の吐出を停止してからの期間のことを意味する。
The
次に、ノズル10の吐出口10a近傍の詳細な構成について説明する。
図2は、ノズル10の吐出口10a付近の領域(図1の破線Aで囲った領域)を拡大した模式図である。なお、図2において、ノズル10および後述する減圧チャンバー11については、構造を分かりやすくするため断面で示している。図3は、図2の矢印Bの方向から見た矢視図である。図2および図3に示すように、ノズル10には減圧チャンバー11が設けられている。
Next, a detailed configuration in the vicinity of the
FIG. 2 is an enlarged schematic view of a region near the
減圧チャンバー11は、塗り終わり時に、ノズル10の吐出口10a近傍における塗布方向の上流側空間30を大気圧に対して負圧にするためのものである。上流側空間30は、ノズル10の吐出口10a、成膜層60の端部、ワーク50の表面および減圧チャンバー11によって囲まれている。上流側空間30は、減圧チャンバー11の内部空間11aと連通している。
The
減圧チャンバー11には、流量調節弁14を有する配管16を介して減圧手段としての真空ポンプ13が接続されている。上流側空間30および減圧チャンバー11の内部空間11aは、完全な気密空間ではないものの、真空ポンプ13を作動させることで大気圧に対して負圧(絶対圧力が数kPa程度)にすることができる。減圧チャンバー11の内部空間11aには圧力計15が設けられている。後述するように、制御部12が、圧力計15の計測値に基づいて流量調節弁14の開度を調節するようにしてもよい。
A
次に、所定の高粘度の塗工液の塗り終わり時にサックバックを行った際に生じうる問題点について説明する。
図4、図5は、ワーク50への塗工液の塗り終わり時に行うサックバックで生じうる問題点について説明する模式図である。なお、図4、図5には、既存の塗工装置における図2に対応する部分、すなわち、ノズル10の吐出口10a近傍を示している。
Next, problems that may occur when sucking back at the end of coating with a predetermined high-viscosity coating liquid will be described.
4 and 5 are schematic views illustrating problems that may occur in the sackback performed at the end of applying the coating liquid to the
図4の上段に示すように、塗り終わり時にサックバックのみ行うと、高粘度の塗工液は液切れが悪いため、ノズル10の吐出口10aに付着した塗工液だけでなく成膜層60端部もノズル10の方(矢印Cで示す向き)に引っ張られる。このため、図4の下段に示すように、成膜層60の端部はギザギザした不安定な形状になり、成膜層60の端部がワーク50における意図しない箇所(例えば側面部分)に液垂れしてしまうおそれもある。
As shown in the upper part of FIG. 4, if only suckback is performed at the end of coating, the high-viscosity coating liquid does not drain well, so not only the coating liquid adhering to the
これに対し、図5の上段に示すように、成膜層60の端部が不安定な形状にならないよう、塗り終わり時に、サックバックを行うと共にノズル10をワーク50に近づけてノズル10の吐出口10aにある塗工液をワーク50の表面になすり付けする手法がある。すなわち、ノズル10の吐出口10aにより、成膜層60の端部を矢印Cで示す向きと反対方向(矢印Dで示す向き)に押し付けてワーク50の表面になすり付ける。しかしながら、このようななすり付けを行うと、図5の下段に示すように、塗り終わり領域の長さLが長くなり、かつ、塗り終わり領域の長さLにおいて膜厚が狙いの膜厚に対して著しく減少するので、これにより成膜品質が著しく低下するという問題があった。
On the other hand, as shown in the upper part of FIG. 5, so that the end portion of the
例えば、ワーク50が、EV用電池パックの冷却器である場合、冷却器の成膜層において、塗り終わり領域の長さの長さが長く、かつ、膜厚が薄いと、塗り終わり領域は電池パックのスタックに密着させることができないので、冷却器の放熱効率が低下する。このような放熱効率の低い冷却器において十分な放熱性能を得ようとすると、放熱性能の悪い塗り終わり領域を見越して冷却器の長さを余計に長くする必要がある。これにより、冷却器が長尺化し、電池パックが大型化してしまうという問題があった。
For example, when the
次に、上述した問題に対処するために塗り終わり時において行う、本実施形態にかかる塗工装置1の制御方法について以下に説明する。なお、以下の説明では図3についても適宜参照する。
Next, a control method of the
図6は、本実施の形態にかかる塗工装置1の制御方法における処理の流れについて示すフローチャートである。図6に示すように、まず、ワーク50の所定の範囲に対して塗工液を塗り終えたところで、ノズル10からの塗布液の吐出を停止する(ステップS1)。続いて、塗工液の吸い戻しを行う吸い戻し動作(サックバック動作)と共に、減圧チャンバー11により、ノズル10の吐出口10a近傍における塗布方向の上流側空間30を大気圧に対して負圧にする動作(負圧動作)を行う(ステップS2)。続いて、所定の負圧動作期間の長さtが経過したか否かを判断する(ステップS3)。ステップS3において、所定の負圧動作期間の長さtが経過した場合(YESの場合)、負圧動作およびサックバック動作を停止する(ステップS4)。
FIG. 6 is a flowchart showing a processing flow in the control method of the
図7は、本実施の形態にかかる塗工装置1の制御方法により、成膜品質の低下を抑制しつつ良好に液切れさせることができるようになるメカニズムについて説明する模式図である。なお、図7は、図2に対応する。上述したよう、本実施の形態にかかる塗工装置1の制御方法では、塗り終わり時に、なすり付けは行わず、サックバック動作と共に負圧動作を行う。また、負圧動作期間がサックバック動作期間と実質的に一致するようにする。
FIG. 7 is a schematic view illustrating a mechanism by which the control method of the
図7に示すように、サックバック動作により、成膜層60の端部にはノズル10の方に引っ張る力Fzが及ぼされる。一方、負圧動作により、成膜層60の端部には塗布方向に引っ張る力Fxが及ぼされる。塗り終わり時に、負圧動作期間とサックバック動作期間とを実質的に一致させ、力Fzと力Fxをバランスさせることにより、液切れを良くし、かつ、成膜層60の端部における膜厚の減少を抑制することができる。
As shown in FIG. 7, a pulling force Fz is applied to the end of the
以上より、本実施の形態にかかる塗工装置1の制御方法によれば、所定の高粘度の塗工液の塗布する場合にも、塗り終わり時に成膜品質の低下を抑制しつつ良好に液切れさせることができる。
From the above, according to the control method of the
本実施の形態にかかる塗工装置1の制御方法において、負圧動作期間中、上流側空間30(図7参照)が大気圧に対して所定の負圧に維持されるようにしてもよい。具体的には、制御部12が、負圧動作期間中に、減圧チャンバー11の内部空間11aに設けられた圧力計15より圧力の計測値をリアルタイムに取得して、当該圧力の計測値が所定の値に維持されるように流量調節弁14の開度を調節する。ここで、所定の負圧とは、絶対圧力が数kPa程度である。このようにすることで、負圧動作期間中に、図7に示す、サックバック動作により成膜層60の端部をノズル10の方に引っ張る力Fzと、負圧動作により成膜層60の端部を塗布方向に引っ張る力Fxと、が最適なバランスに維持されるようにすることができる。これにより、液切れをより良くし、かつ、成膜層60の端部における膜厚の減少をより良好に抑制することができる。なお、流量調節弁14の開度を調節は、圧力計15の値を確認しながら手動で行ってもよい。
In the control method of the
次に、負圧動作期間の長さtとノズル10における塗工液の吐出量aとの関係に評価した実験について以下に説明する。なお、以下の説明では図3についても適宜参照する。
まず、実験条件について説明する。本実験に用いた塗工装置の構成は図1から図3に示した塗工装置1の構成と基本的に同じである。圧力計15にはマノメータを用いた。また、本実験では、冷却器のダミーテストピースとしてアルミニウム板を使用した。
Next, an experiment evaluating the relationship between the length t of the negative pressure operation period and the discharge amount a of the coating liquid in the
First, the experimental conditions will be described. The configuration of the coating apparatus used in this experiment is basically the same as the configuration of the
実験に用いた塗工液は、シリコン系の放熱性樹脂で、粘度がずり速度(せん断速度)2.51[1/s]において205[Pa・s]である。なお、粘度は室温(30℃)における値である。塗布条件は、塗布幅を60[mm]、塗布速度を0.75[m/min]とした。ここで、塗布速度(成膜速度)は、ステージ20の移動速度に等しい。また、ノズル10における塗工液の吐出量aは、5.7[cc]と11.4[cc]の2パターンについて評価した。ここで、吐出量a=5.7[cc]を膜厚の目標値に換算すると3.8mmになり、吐出量a=11.4[cc]を膜厚の目標値に換算すると7.6mmになる。
The coating liquid used in the experiment was a silicon-based heat-dissipating resin having a viscosity of 205 [Pa · s] at a shear rate (shear rate) of 2.51 [1 / s]. The viscosity is a value at room temperature (30 ° C.). The coating conditions were a coating width of 60 [mm] and a coating speed of 0.75 [m / min]. Here, the coating speed (deposition speed) is equal to the moving speed of the
サックバック量bは、大きさが吐出量aの半分になるように設定した(b=−a/2)に設定した。すなわち、吐出量aが5.7[cc]のときサックバック量は−2.85[cc]、吐出量aが11.4[cc]であればサックバック量は−5.7[cc]である。 The suckback amount b was set to (b = −a / 2) so that the size was set to be half of the discharge amount a. That is, when the discharge amount a is 5.7 [cc], the suckback amount is -2.85 [cc], and when the discharge amount a is 11.4 [cc], the suckback amount is -5.7 [cc]. Is.
上述した塗工装置1の制御方法のとおり、本実験においても、塗り終わり時に上流側空間30を大気圧に対して負圧にする負圧動作期間が、塗工液の吸い戻しを行う吸い戻し動作期間と実質的に一致するようにした。負圧動作期間において、圧力計15の値が10kPaになるように流量調節弁14を調節した。なお、流量調節弁14の調節は、制御部12によってではなく、マノメータの値を見ながら手動で行った。
As in the control method of the
図8は、負圧動作期間の長さとノズルにおける塗工液の吐出量との関係に評価した実験の結果を示す一覧表である。図8において、負圧動作期間の長さtとノズル10における塗工液の吐出量aとの関係が、2/a≦t≦10/aの範囲内にあるものを実施例、2/a≦t≦10/aの範囲を逸脱しているものを比較例とした。比較例1〜5および実施例1〜3は、吐出量aが5.7[cc]で、比較例6〜9および実施例4〜6は、吐出量aが11.4[cc]である。なお、比較例1、2、6,7は、図4および図5を参照して説明した問題点を有する、既存の塗工装置の制御方法に対応している。すなわち、比較例1、6は、サックバックのみでなすり付けを行わない図4の場合に対応し、比較例2、7は、サックバックとなすり付けを行う図5の場合に対応する。
FIG. 8 is a list showing the results of an experiment evaluating the relationship between the length of the negative pressure operation period and the discharge amount of the coating liquid at the nozzle. In FIG. 8, the relationship between the length t of the negative pressure operation period and the discharge amount a of the coating liquid in the
ここで、「塗り終わり領域の長さ」は、成膜層60における、ノズル10からの塗工液の吐出を停止した位置から終端までの長さを意味する。また、「端部厚み」は、成膜層60における塗り終わり領域の膜厚を意味する。なお、端部厚みは、例えば、塗り終わり領域において測定した複数箇所の膜厚の平均により算出してもよい。
Here, the "length of the coating end region" means the length of the
合否判定は、「塗り終わり領域の長さ」が1mm以下で、かつ、「端部厚み」が膜厚の目標値の±10%の範囲内あれば合格(一覧表では○印)、それ以外であれば不合格(一覧表では×印)とした。なお、上述したように、吐出量a=5.7[cc]の場合、膜厚の目標値は3.8mmなので、膜厚の目標値の±10%の範囲は3.4mm以上4.2mm以下となる。同様に、吐出量a=11.4[cc]の場合、膜厚の目標値は7.6mmなので、膜厚の目標値の±10%の範囲は6.8mm以上8.4mm以下となる。 The pass / fail judgment is passed if the "length of the coating end area" is 1 mm or less and the "edge thickness" is within ± 10% of the target value of the film thickness (marked with a circle in the list), otherwise. If so, it was rejected (x mark in the list). As described above, when the discharge amount a = 5.7 [cc], the target value of the film thickness is 3.8 mm, so the range of ± 10% of the target value of the film thickness is 3.4 mm or more and 4.2 mm. It becomes as follows. Similarly, when the discharge amount a = 11.4 [cc], the target value of the film thickness is 7.6 mm, so the range of ± 10% of the target value of the film thickness is 6.8 mm or more and 8.4 mm or less.
図8に示すように、合否判定は、実施例(実施例1〜6)では合格、比較例(比較例1〜9)では不合格となった。つまり、負圧動作期間の長さtとノズル10における塗工液の吐出量aとの関係が、2/a≦t≦10/aの範囲内にある場合、「塗り終わり領域の長さ」が1mm以下で、かつ、「端部厚み」が膜厚の目標値の±10%の範囲内になった。ただし、吐出量a=5.7[cc]の場合では、既存の塗工装置の制御方法に対応する比較例1、2よりも、比較例3〜5の方が塗り終わり領域の長さを短くできることが分かった。また、吐出量a=11.4[cc]の場合でも、既存の塗工装置の制御方法に対応する比較例6、7よりも、比較例8、9の方が塗り終わり領域の長さを大幅に短くできることが分かった。すなわち、サックバック動作と共に負圧動作を行い、負圧動作期間がサックバック動作期間と実質的に一致するようにすることで、サックバック動作のみの場合に対して成膜品質の低下を抑制するできることが確認できた。
As shown in FIG. 8, the pass / fail judgment was passed in Examples (Examples 1 to 6) and failed in Comparative Examples (Comparative Examples 1 to 9). That is, when the relationship between the length t of the negative pressure operation period and the discharge amount a of the coating liquid in the
図9は、吐出量a=5.7[cc]の場合における、負圧動作期間の長さtと塗り終わり領域の長さとの関係、および、負圧動作期間の長さtと端部厚みとの関係を示すグラフである。ここで、図9の上段における、横軸は負圧動作期間の長さt、縦軸は塗り終わり領域の長さである。また、図9の下段における、横軸は負圧動作期間の長さt、縦軸は端部厚みである。なお、本グラフは、図8に示す吐出量a=5.7[cc]の実験結果である比較例3〜5および実施例1〜3のデータをプロットしたものである。 FIG. 9 shows the relationship between the length t of the negative pressure operation period and the length of the coating end region when the discharge amount a = 5.7 [cc], and the length t of the negative pressure operation period and the end thickness. It is a graph which shows the relationship with. Here, in the upper part of FIG. 9, the horizontal axis is the length t of the negative pressure operation period, and the vertical axis is the length of the coating end region. Further, in the lower part of FIG. 9, the horizontal axis is the length t of the negative pressure operation period, and the vertical axis is the end thickness. This graph is a plot of the data of Comparative Examples 3 to 5 and Examples 1 to 3 which are the experimental results of the discharge amount a = 5.7 [cc] shown in FIG.
図9に示すように、負圧動作期間の長さtが、2/a≦t≦10/aの範囲内では、塗り終わり領域の長さおよび端部厚みのいずれもほぼ一定の値になっている。負圧動作期間の長さtが2/aよりも短い場合、塗り終わり領域の長さは目標の1mm以下を達成できず(1mmより長い)、端部厚みも目標値+10%よりも厚くなる。また、負圧動作期間の長さtが10/aよりも長い場合、塗り終わり領域の長さは目標の1mm以下を達成できず、端部厚みは目標値+10%より薄くなる。これは、負圧動作期間の長さtを長くしすぎると、サックバック動作により成膜層60の端部をノズル10の方に引っ張る力Fzに対して、負圧動作により成膜層60の端部を塗布方向に引っ張る力Fx(図7参照)が過大になるためと考えられる。
As shown in FIG. 9, when the length t of the negative pressure operation period is within the range of 2 / a ≦ t ≦ 10 / a, both the length of the coating end region and the edge thickness are substantially constant values. ing. When the length t of the negative pressure operation period is shorter than 2 / a, the length of the coating end area cannot reach the target of 1 mm or less (longer than 1 mm), and the edge thickness also becomes thicker than the target value + 10%. .. Further, when the length t of the negative pressure operation period is longer than 10 / a, the length of the coating end region cannot reach the target of 1 mm or less, and the edge thickness becomes thinner than the target value + 10%. This is because when the length t of the negative pressure operation period is made too long, the force Fz that pulls the end portion of the
図10は、吐出量a=11.4[cc]の場合における、負圧動作期間の長さtと塗り終わり領域の長さとの関係、および、負圧動作期間の長さtと端部厚みとの関係を示すグラフである。ここで、図10の上段における、横軸は負圧動作期間の長さt、縦軸は塗り終わり領域の長さである。また、図10の下段における、横軸は負圧動作期間の長さt、縦軸は端部厚みである。なお、本グラフは、図8に示す吐出量a=11.4[cc]の実験結果である比較例8〜9および実施例4〜6のデータをプロットしたものである。 FIG. 10 shows the relationship between the length t of the negative pressure operation period and the length of the coating end region when the discharge amount a = 11.4 [cc], and the length t of the negative pressure operation period and the end thickness. It is a graph which shows the relationship with. Here, in the upper part of FIG. 10, the horizontal axis is the length t of the negative pressure operation period, and the vertical axis is the length of the coating end region. Further, in the lower part of FIG. 10, the horizontal axis is the length t of the negative pressure operation period, and the vertical axis is the end thickness. In addition, this graph is a plot of the data of Comparative Examples 8 to 9 and Examples 4 to 6, which are the experimental results of the discharge amount a = 11.4 [cc] shown in FIG.
図10に示すように、負圧動作期間の長さtが、2/a≦t≦10/aの範囲内では、図9に示す吐出量a=5.7[cc]の場合と同様に、塗り終わり領域の長さおよび端部厚みのいずれもほぼ一定の値になっている。また、図10に示す吐出量a=11.4[cc]の場合では、図9のグラフについて考察したその他の傾向についても同様であった。 As shown in FIG. 10, when the length t of the negative pressure operation period is within the range of 2 / a ≦ t ≦ 10 / a, the same as in the case of the discharge amount a = 5.7 [cc] shown in FIG. , Both the length of the coating end area and the edge thickness are almost constant values. Further, in the case of the discharge amount a = 11.4 [cc] shown in FIG. 10, the same was true for the other tendencies considered for the graph of FIG.
以上より、上述した実験の結果が示すように、負圧動作期間の長さtとノズル10における塗工液の吐出量aとの関係が、
2/a≦t≦10/a
を満たすようにすることで、成膜層60の端部における、塗り終わり領域の長さを短くし、かつ、塗り終わり領域の膜厚の減少を良好に抑制することができる。
From the above, as shown by the results of the above-mentioned experiment, the relationship between the length t of the negative pressure operation period and the discharge amount a of the coating liquid at the
2 / a ≤ t ≤ 10 / a
By satisfying the above conditions, the length of the coating end region at the end of the
次に、塗工液の粘度を振った実験について以下に説明する。なお、以下の説明では図3についても適宜参照する。
本実験に用いた塗工装置の構成は、上述した、負圧動作期間の長さtとノズル10における塗工液の吐出量aとの関係に評価した実験と同じである。また、本実験でも、冷却器のダミーテストピースとしてアルミニウム板を使用した。塗布条件も基本的に上述の実験と同じで、塗布幅が60[mm]、塗布速度が0.75[m/min]である。ノズル10における塗工液の吐出量aは5.7[cc]とし、サックバック量bは、大きさが吐出量aの半分、すなわち−2.85[cc]とした。
Next, an experiment in which the viscosity of the coating liquid is changed will be described below. In the following description, FIG. 3 will also be referred to as appropriate.
The configuration of the coating apparatus used in this experiment is the same as the above-mentioned experiment evaluated for the relationship between the length t of the negative pressure operation period and the discharge amount a of the coating liquid at the
本実験に用いた塗工液は、粘度が2.51[1/s]において2.4[Pa・s]、34[Pa・s]、103[Pa・s]、205[Pa・s]の4パターンである。なお、粘度は室温(30℃)における値である。 The coating liquid used in this experiment had a viscosity of 2.51 [1 / s] and was 2.4 [Pa · s], 34 [Pa · s], 103 [Pa · s], 205 [Pa · s]. There are four patterns. The viscosity is a value at room temperature (30 ° C.).
本実験では、粘度が上記4パターンの塗工液の各々について、塗り終わり時において、サックバック動作と共になすり付け動作を実施する場合と、サックバック動作と共に負圧動作を実施する場合と、をそれぞれ評価した。なお、サックバック動作と共に負圧動作を実施する場合の塗工装置の制御方法は、上述した、負圧動作期間の長さtとノズル10における塗工液の吐出量aとの関係に評価した実験と同じである。すなわち、塗り終わり時に負圧動作期間が吸い戻し動作期間と実質的に一致するようにし、負圧動作期間において圧力計15の値が10kPaになるように流量調節弁14を調節した。
In this experiment, for each of the coating liquids having the above four patterns of viscosity, at the end of coating, a case where a rubbing operation is performed together with a sackback operation and a case where a negative pressure operation is performed together with a sackback operation are performed. Each was evaluated. The control method of the coating device when the negative pressure operation is performed together with the suckback operation is evaluated by the relationship between the length t of the negative pressure operation period and the discharge amount a of the coating liquid in the
図11は、塗工液の粘度を振った実験の結果を示す一覧表である。また、図12は、図11に示す実験結果のデータをプロットしたグラフであるである。ここで、図12の上段における、横軸は粘度、縦軸は塗り終わり領域の長さである。また、図12の下段における、横軸は粘度、縦軸は端部厚みである。 FIG. 11 is a list showing the results of an experiment in which the viscosity of the coating liquid was changed. Further, FIG. 12 is a graph in which the data of the experimental results shown in FIG. 11 are plotted. Here, in the upper part of FIG. 12, the horizontal axis is the viscosity and the vertical axis is the length of the coating end region. Further, in the lower part of FIG. 12, the horizontal axis is the viscosity and the vertical axis is the end thickness.
図11および図12に示すように、サックバック動作と共になすり付け動作を実施する場合では、塗工液の粘度が相対的に低い、2.4[Pa・s]および34[Pa・s]において、塗り終わり領域長さが狙いとする1mm以下になった。しかしながら、サックバック動作と共になすり付け動作を実施する場合では、塗工液の粘度が相対的に高い、103[Pa・s]および205[Pa・s]において、塗り終わり領域長さが狙いとする1mm以下を大幅に逸脱してしまった。また、サックバック動作と共になすり付け動作を実施する場合では、いずれの粘度の塗工液においても、端部厚みは、狙いとする3.42mmに対し−39〜56%程度となり、著しく薄くなってしまう。 As shown in FIGS. 11 and 12, when the rubbing operation is performed together with the suckback operation, the viscosity of the coating liquid is relatively low, 2.4 [Pa · s] and 34 [Pa · s]. In, the length of the coating end area became 1 mm or less, which is the target. However, when the rubbing operation is performed together with the suckback operation, the length of the coating end region is aimed at at 103 [Pa · s] and 205 [Pa · s], where the viscosity of the coating liquid is relatively high. It has deviated significantly from 1 mm or less. In addition, when the rubbing operation is performed together with the suckback operation, the edge thickness of the coating liquid of any viscosity is about -39 to 56% with respect to the target 3.42 mm, which is extremely thin. It ends up.
これに対し、サックバック動作と共に負圧動作を実施する場合では、塗工液の粘度が相対的に高い、103[Pa・s]および205[Pa・s]において、塗り終わり領域長さが狙いとする1mm以下になった。しかしながら、サックバック動作と共に負圧動作を実施する場合では、低粘度塗工液の粘度が相対的に低い、2.4[Pa・s]および34[Pa・s]において、塗り終わり領域長さが狙いとする1mm以下を逸脱して2mm程度になった。ただし、サックバック動作と共に負圧動作を実施する場合では、端部厚みは、狙いとする3.42mmに対し−7〜+17%程度で、いずれも±20%の範囲内になった。 On the other hand, when the negative pressure operation is performed together with the suckback operation, the coating end area length is aimed at 103 [Pa · s] and 205 [Pa · s], where the viscosity of the coating liquid is relatively high. It became 1 mm or less. However, when the negative pressure operation is performed together with the suckback operation, the coating end region length is set at 2.4 [Pa · s] and 34 [Pa · s], where the viscosity of the low-viscosity coating liquid is relatively low. Deviated from the target of 1 mm or less and became about 2 mm. However, when the negative pressure operation was performed together with the suckback operation, the end thickness was about -7 to + 17% with respect to the target 3.42 mm, and both were within the range of ± 20%.
以上より、塗り終わり時に、サックバック動作と共に負圧動作を実施する場合には、塗工液の粘度が相対的に高い、103[Pa・s]および205[Pa・s]において、塗り終わり領域長さを狙いとする1mm以下にすることを確認できた。すなわち、粘度が100[Pa・s]以上の高粘度の塗工液に対し、本実施の形態にかかる塗工装置1の制御方法は有効であるといえる。
From the above, when the negative pressure operation is performed together with the suckback operation at the end of coating, the coating end region is formed in 103 [Pa · s] and 205 [Pa · s] where the viscosity of the coating liquid is relatively high. It was confirmed that the target length was 1 mm or less. That is, it can be said that the control method of the
なお、本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。上記実施の形態において、負圧動作期間がサックバック動作期間と実質的に一致する、としたが、サックバック動作期間に対して負圧動作期間が多少前後していても問題ない。すなわち、負圧動作期間が吸い戻し動作期間とラップしていればよい。 The present invention is not limited to the above embodiment, and can be appropriately modified without departing from the spirit. In the above embodiment, the negative pressure operation period is substantially the same as the sackback operation period, but there is no problem even if the negative pressure operation period is slightly different from the sackback operation period. That is, the negative pressure operation period may wrap with the suction operation period.
1 塗工装置
2 塗工液貯留部
2a 第1塗工液貯留部
2b 第2塗工液貯留部
3 ディスペンサー
3a 第1ディスペンサー
3b 第2ディスペンサー
5 スタティックミキサー
10 ノズル
10a 吐出口
11 減圧チャンバー
11a 内部空間
12 制御部
13 真空ポンプ
14 流量調節弁
15 圧力計
16 配管
20 ステージ
30 上流側空間
50 ワーク
60 成膜層
70 駆動機構
70b サーボモータ
1
Claims (4)
前記塗工装置は、前記塗り終わり時に、前記ノズルの吐出口近傍における塗布方向の上流側空間を大気圧に対して負圧にするための減圧チャンバーを備え、
前記塗工液の粘度を100Pa・s以上とし、
前記塗り終わり時に前記上流側空間を大気圧に対して負圧にする負圧動作期間が、前記塗工液の吸い戻しを行う吸い戻し動作期間とラップするようにし、
前記負圧動作期間の長さtと前記ノズルにおける前記塗工液の吐出量aとの関係が、
2/a≦t≦10/a
を満たすようにする、塗工装置の制御方法。 A predetermined high-viscosity coating liquid is discharged from a nozzle to be applied to a work, and at the end of application of the coating liquid to the work, the coating liquid adhering to the discharge port of the nozzle is sucked back. It is a control method of the coating equipment that can be used.
The coating device includes a decompression chamber for making the space on the upstream side in the coating direction in the vicinity of the discharge port of the nozzle a negative pressure with respect to atmospheric pressure at the end of coating.
The viscosity of the coating liquid is 100 Pa · s or more, and the viscosity is set to 100 Pa · s or more.
The negative pressure operation period in which the upstream space is made negative with respect to the atmospheric pressure at the end of the coating wraps with the suction operation period in which the coating liquid is sucked back.
The relationship between the length t of the negative pressure operation period and the discharge amount a of the coating liquid at the nozzle is
2 / a ≤ t ≤ 10 / a
How to control the coating equipment to meet the requirements.
前記塗り終わり時に、前記ノズルの吐出口近傍における塗布方向の上流側空間を大気圧に対して負圧にするための減圧チャンバーと、
前記上流側空間の圧力を計測する圧力計と、
前記塗り終わり時に前記圧力計の計測値に基づいて前記上流側空間を大気圧に対して負圧にする負圧動作期間が、前記塗工液の吸い戻しを行う吸い戻し動作期間とラップするようにする制御部と、をさらに備え、
前記塗工液の粘度を100Pa・s以上とし、
前記制御部は、
前記負圧動作期間の長さtと前記ノズルにおける前記塗工液の吐出量aとの関係が、
2/a≦t≦10/a
を満たすようにする、塗工装置。 A predetermined high-viscosity coating liquid is discharged from a nozzle to be applied to a work, and at the end of application of the coating liquid to the work, the coating liquid adhering to the discharge port of the nozzle is sucked back. It is a coating device that can
At the end of the coating, a decompression chamber for making the space on the upstream side in the coating direction in the vicinity of the discharge port of the nozzle negative with respect to the atmospheric pressure,
A pressure gauge that measures the pressure in the upstream space,
The negative pressure operation period in which the upstream space is made negative with respect to the atmospheric pressure based on the measured value of the pressure gauge at the end of the coating wraps with the suction operation period in which the coating liquid is sucked back. With a control unit,
The viscosity of the coating liquid is 100 Pa · s or more, and the viscosity is set to 100 Pa · s or more.
The control unit
The relationship between the length t of the negative pressure operation period and the discharge amount a of the coating liquid at the nozzle is
2 / a ≤ t ≤ 10 / a
A coating device that meets the requirements.
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