JPH11309400A - 光触媒膜コーティング装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】ガラス基板の一面のみにディップコーティング
法によって光触媒膜などを形成することが可能な光触媒
膜コーティング方法およびコーティング装置を提供す
る。 【解決手段】被塗膜材３の表面近傍に配設され、塗料を
注出する先端部に塗料のメニスカスを形成するノズル１
と、ノズル１先端部のメニスカスの形状を撮像する撮像
手段１ａと、ノズル１に供給するための塗料を貯蔵する
貯蔵タンク４と、貯蔵タンク４内の塗料の液面の上下方
向位置を検出する検出手段６と、前記貯蔵タンク４を備
え、撮像手段１ａおよび検出手段６からの情報に基づい
てノズル１の位置に対する貯蔵タンク４の上下方向位置
を変動させる上下機構７と、被塗膜材３にノズル１先端
部のメニスカスを密着させるよう被塗膜材３表面とノズ
ル１先端部との間隔を変化させる間隔変動機構と、被塗
膜材３表面に沿ってこの表面上のノズル１先端部の位置
を変化させることが可能なスライド機構９とを具備す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光触媒膜などをガ
ラス基板にコーティングする方法およびコーティング装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】酸化チタン（ＴｉＯ2）を主体とする光
触媒膜をガラス基板にコーティングして、その酸化分解
力を利用する技術開発が行われている。

【０００３】例えば、特開平６−２７８２４１号公報に
は、建築材料としてのガラス基板に光触媒膜を形成し
て、屋内空間の防臭またはガラス基板表面の防汚を図る
ことが開示されている。

【０００４】こうした光触媒膜のコーティング方法とし
て、スプレーコーティング、ディップコーティング、ス
ピンコーティング、真空蒸着などが挙げられる。

【０００５】これらコーティング方法によれば、ガラス
基板面に光触媒膜をほぼ一様な膜厚で形成することがで
きる。

【０００６】ところで、光触媒膜を形成したガラス基板
を照明装置の透光開口部に配設して透光カバーとして用
いる開発が行われている。

【０００７】この照明装置によれば、太陽光または照明
器具の光源から放射される光に含まれる紫外線によって
光触媒膜が活性化するので、透光カバーに付着する汚れ
成分が分解され、清掃作業の頻度を低減させたセルフク
リーニング作用を有する照明装置とすることができる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ところで、照明装置用
の透光カバーに用いるガラス基板などは、その可視光透
過率ができるだけ高くする必要があり、コーティング方
法としては、金属アルコキシドなどの液剤を加水分解方
法によって金属酸化物層を形成した後、高温焼成する方
法が望ましい。こうした溶剤を加水分解法によって膜形
成するためには、ディップコーティング法が一般的に用
いられる。

【０００９】しかし、ディップコーティング法では、ガ
ラス基板の一面のみに膜形成が必要な場合でも両面に膜
形成されてしまう。

【００１０】また、照明装置用の透光カバーに用いるガ
ラス基板などは、その周縁部にパッキングが当接される
が、このパッキングが光触媒作用の影響を受けることが
あるためパッキング当接箇所に光触媒膜を形成しないよ
うにしている。

【００１１】このように光触媒膜を部分的形成するため
に、光触媒膜が形成されるガラス基板の面にマスキング
テープを貼付してコーティングを行い、その後マスキン
グテープを取り除くことにより膜非形成部を形成してい
る。

【００１２】本発明は、上記問題点を解決するものであ
り、ガラス基板の一面のみにディップコーティング法に
よって光触媒膜を形成し、かつ形成される光触媒膜の厚
さを所要でかつ一様な厚さに形成することが可能な光触
媒膜コーティング装置を提供することを目的とする。

【００１３】

【課題を達成するための手段】請求項１に記載の光触媒
膜コーティング装置は、被塗膜材の表面近傍に配設さ
れ、塗料を注出する先端部に塗料のメニスカスを形成す
るノズルと、ノズル先端部のメニスカスの形状を撮像す
る撮像手段と、ノズルに供給するための塗料を貯蔵する
貯蔵タンクと、貯蔵タンク内の塗料の液面の上下方向位
置を検出する検出手段と、前記貯蔵タンクを備え、撮像
手段および検出手段からの情報に基づいてノズルの位置
に対する貯蔵タンクの上下方向位置を変動させる上下機
構と、被塗膜材にノズル先端部のメニスカスを密着させ
るよう被塗膜材表面とノズル先端部との間隔を変化させ
る間隔変動機構と、被塗膜材表面に沿ってこの表面上の
ノズル先端部の位置を変化させることが可能なスライド
機構とを具備していることを特徴とする。

【００１４】本発明において、ノズルには、その先端に
メニスカスを形成する部分が形成されており、その形状
は任意である。ノズルはガラス基板の下面の近傍に設置
され、ノズル先端自体が上下可変に制御されるように構
成されていてもよい。

【００１５】ノズル先端の形状は所望のメニスカス形態
により決定される。このノズルはテフロンコーティング
を施すことにより、コーティングすべき液体を素早く所
定のメニスカス形態にすることもできる。

【００１６】貯蔵タンクの容器とノズルとは容器内の液
剤がノズル先端に流通可能なように連通されており、容
器およびノズル内の液剤の水圧の関係を利用してノズル
先端に表面張力によるメニスカス形態が形成される。

【００１７】メニスカス形態を保持しているノズルに対
してガラス基板を支持している上下機構を備えたローラ
などをガラス基板に接近させることによりコーティング
すべき液体をガラス基板下面に接着させる。

【００１８】その後液体をメニスカス形態でガラス基板
に接着させたまま基板をチャックし水平方向に移動する
ことが可能な搬送用アクチュエータにより搬送しながら
均一な膜を形成する。

【００１９】本発明の光触媒膜コーティング装置によれ
ば、ガラス基板の一面のみにディップコーティング法と
同様な光触媒膜が加水分解によって形成される。

【００２０】また、ガラス基板の搬送時に、被塗膜材表
面とノズル先端部との間隔を変化させる間隔変動機構を
設けたから、メニスカスとガラス基板とを接触、離間可
能にすることで、コーティング箇所を所望に設定するこ
とができる。

【００２１】また、ノズル先端部のメニスカスの形状を
撮像する撮像手段と、貯蔵タンク内の塗料の液面の上下
方向位置を検出する検出手段とを有し、撮像手段および
検出手段からの情報に基づいて上下機構によりノズルの
位置に対する貯蔵タンクの上下方向位置を変動させてメ
ニスカスの形状を整えるので、貯蔵タンクの上下位置を
微調整すれば、非常に精度良くメニスカスの形状を整え
ることが可能となる。すなわち、貯蔵タンクの上下位置
を微調整することは比較的容易になし得るものであり、
これにより塗料の抽出量を微調整することは、一般のポ
ンプ装置等を用いて塗料の抽出量を微調整することより
も容易である。

【００２２】さらに、メニスカスの形状を撮像する撮像
手段からの情報に基づいて、上記のようにメニスカスの
形状を整えるので、この点からも非常に精度良くメニス
カスの形状を整えることが可能となる。

【００２３】なお、本発明は、光触媒膜を形成するのに
最適な装置であるが、形成する膜は光触媒膜以外のもの
にも適用することができる。

【００２４】請求項２に記載の光触媒膜コーティング装
置は、請求項1に記載の光触媒膜コーティング装置にお
いて、検出手段は塗料の液面に対し検出方向が妥当な角
度をもって固定された透過型センサであることを特徴と
する塗膜装置。

【００２５】本発明の光触媒膜コーティング装置によれ
ば、請求項1に記載の光触媒膜コーティング装置の作用
に加えて、塗料の液面に対し検出方向が妥当な角度をも
って固定された透過型センサによって液面の高さを検出
するので、主としてこの透過型センサを貯蔵タンクに取
り付けるだけの簡単な構成で精度よく液面の高さを検出
でき、ノズルからの塗料の抽出量を微調整することが可
能となって、一層に精度良くメニスカスの形状を整える
ことが可能となる。

【００２６】

【発明の実施の形態】本発明の一実施形態を図１ないし
図４を参照して説明する。

【００２７】図１は第１実施形態のコーティング装置を
示す上面図、図２は同じくその概略側面図、図３は同じ
く他の概略側面図を示す。

【００２８】１は、先端部２にメニスカスを形成する三
角溝形のノズルであり、搬送されるガラス基板３の下面
の近傍に基台１ａに支持されて設置されている。

【００２９】このノズル１の先端部２は、内部にスリッ
トが形成された細長状の構造体であり、両端が支柱２ａ
によって支持されている。先端部２の上面側にはテフロ
ンコーティングが施されており、コーティングすべき液
剤を瞬時に所定のメニスカス形態にすることができる。

【００３０】貯蔵タンク４には容器５が収納されてお
り、容器５内にはチタンアルコキシドを主成分とする液
剤が注入されている。

【００３１】貯蔵タンク４の容器５とノズル１とは容器
５内の液剤がノズル先端に流通可能な連通管１ｂによっ
て連通されており、容器５およびノズル１内の液剤の水
圧の関係を利用してノズル先端２にメニスカス形態が形
成される。

【００３２】貯蔵タンク４には、容器５内の液面を検出
する検出手段としてセンサ６が配設されている。このセ
ンサ６は、液面の垂線を中心とした開き角１２０°で固
定した一対の透過形センサであって、センサ６の出力に
よってンク４自体を上下させ常に液面高さを維持してい
る。この高さ調節には、上下機構７としてステッピング
モータを用いて上下可動するジャッキが設けられてい
る。

【００３３】ノズル１の側方には、ノズル１の先端に形
成されたメニスカスを撮像する撮像手段１ａが設けられ
ている。この撮像手段１ａは例えばＣＣＤカメラであ
る。撮像手段１ａはノズル１の長手方向における一端側
からメニスカスを撮像するように配設されているが、他
の位置、例えばノズル１の長手方向と交差する斜め方向
からメニスカスを撮像できる位置等に設けてもよい。ま
た、撮像手段１ａをノズル１に取り付けてもよい。

【００３４】そして、センサ６および撮像手段１ａから
の情報に基づいて、図示しない上下機構７が備えた図示
しない制御回路により上下機構７を機能させ、貯蔵タン
ク４の高さ方向位置が制御される。

【００３５】このように、ノズル先端部２のメニスカス
形態を一定に保つことで、液剤の使用量、膜厚等を制御
することができる。

【００３６】一方、ガラス基板３は、チャック機構８を
備えたアクチュエータとして１軸ロボットからなる搬送
装置９および間隔変動機構を備えたローラ１０によって
４点で支持されている。

【００３７】このガラス基板３にメニスカス形態を保持
しているノズル１の先端部２を間隔変動機構によって接
近させることによりコーティングすべき液剤をガラス基
板下面に接着させる。

【００３８】そして、液剤をメニスカス形態でガラス基
板３に接着させたまま搬送装置９としての１軸ロボット
により搬送しながら均一な膜を形成する。その際、ノズ
ル１の先端部２で、１軸ロボット９の動作速度と連動し
てガラス基板３の移動方向に対して垂直に可動するステ
ッピングモータを備えたコーティング幅制御手段１１を
動作することで、先端部２の延在方向のメニスカス長さ
を調整することが可能である。また、ガラス基板３の動
作速度に応じて、連続的にコーティング幅制御を行え
ば、曲線を有するコーティング膜を形成することができ
る。

【００３９】図４は、第２実施形態のノズル１の一部を
拡大して示す切欠き斜視図である。先端部２は、頂部に
テーパ部を形成した２つの断面Ｌ字体２ｂを頂部が山形
状をなすように対向配設して、中央にスリット２ｃを形
成している。このスリット内を摺動可能な幅規制体２ｄ
が先端部２の両端に配設されている。

【００４０】スリット２ｃには、液剤によってメニスカ
スが形成されるが、前述のコーティング幅制御手段に連
動して幅規制手段２ｄが幅方向に摺動することによっ
て、メニスカスの延在方向の長さが調制される。

【００４１】

【発明の効果】請求項1に記載の光触媒膜コーティング
装置によれば、ノズル先端部のメニスカスの形状を撮像
する撮像手段と、貯蔵タンク内の塗料の液面の上下方向
位置を検出する検出手段とを有し、撮像手段および検出
手段からの情報に基づいて上下機構によりノズルの位置
に対する貯蔵タンクの上下方向位置を変動させてメニス
カスの形状を整えるので、貯蔵タンクの上下位置を微調
整すれば、非常に精度良くメニスカスの形状を整えるこ
とが可能となる。さらに、メニスカスの形状を撮像する
撮像手段からの情報に基づいて、上記のようにメニスカ
スの形状を整えるので、この点からも非常に精度良くメ
ニスカスの形状を整えることが可能となる。

【００４２】請求項２に記載の光触媒膜コーティング装
置によれば、請求項1に記載の光触媒膜コーティング装
置の効果に加えて、塗料の液面に対し検出方向が妥当な
角度をもって固定された透過型センサによって液面の高
さを検出するので、簡単な構成で精度よく液面の高さを
検出でき、一層に精度良くメニスカスの形状を整えるこ
とが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態のコーティング装置を示す
概略上面図。

【図２】同上のコーティング装置を示す概略側面図。

【図３】同上のコーティング装置を示す他の概略側面
図。

【図４】同上第２実施形態のノズル先端部を拡大して示
す斜視図。

【符号の説明】

１…ノズル、１ａ…撮像手段、２…先端部、３…ガラス
基板、４…貯蔵タンク、５…容器、６…センサ、７…上
下機構、９…搬送装置、１１…コーティング幅制御手
段。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】被塗膜材の表面近傍に配設され、塗料を注
   出する先端部に塗料のメニスカスを形成するノズルと；
   ノズル先端部のメニスカスの形状を撮像する撮像手段
   と；ノズルに供給するための塗料を貯蔵する貯蔵タンク
   と；貯蔵タンク内の塗料の液面の上下方向位置を検出す
   る検出手段と；前記貯蔵タンクを備え、撮像手段および
   検出手段からの情報に基づいてノズルの位置に対する貯
   蔵タンクの上下方向位置を変動させる上下機構と；被塗
   膜材にノズル先端部のメニスカスを密着させるよう被塗
   膜材表面とノズル先端部との間隔を変化させる間隔変動
   機構と；被塗膜材表面に沿ってこの表面上のノズル先端
   部の位置を変化させることが可能なスライド機構と；を
   具備していることを特徴とする光触媒膜コーティング装
   置。
2. 【請求項２】検出手段は塗料の液面に対し検出方向が妥
   当な角度をもって固定された透過型センサであることを
   特徴とする請求項1に記載の光触媒膜コーティング装
   置。