JPWO2012124253A1 - 塗布装置および塗布方法 - Google Patents
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Abstract
立体的な塗布対象物の内面に、効率的に塗液を塗布する塗布装置に関する。塗布装置(1)は、保持機構(3)、自転機構(4)、および公転機構(5)を有する。保持機構(3)は、塗布対象物(2)を保持する。自転機構(4)は、塗布対象物(2)の内部を通過する第1の回転軸(R1)を中心に塗布対象物(2)を回転させる。公転機構(5)は、第1の回転軸(R1)と交差する第2の回転軸(R2)を中心に塗布対象物(2)を回転させる。
Description
本発明の実施形態は、塗布装置および塗布方法に関する。
立体的な塗布対象物の内面に塗膜を形成する場合、一般的に刷毛塗り、スプレーコート法、ディップコート法等が用いられる。スプレーコート法の場合、均一に塗布するために、塗布対象面からスプレーノズルを数cmから数十cm離して塗布する必要がある。しかし、上記した距離よりも塗布対象物が小さい場合、内面への均一な塗布が困難となる。また、ディップコート法は、大量の塗液を塗布対象物内に投入して内面に付着させた後、不要な塗液を排出する必要があり、材料利用効率が低く、生産コストが高くなる。また、ディップコート法で高い粘度の塗液を塗布する場合、流動速度が低いことから、不要な塗液を排出するのに時間がかかる。
本発明は上記課題を解決するためになされたものであって、立体的な塗布対象物の内面に効率的に塗液を塗布することのできる塗布装置を提供することを目的とする。また、本発明は、このような塗布装置を用いて立体的な塗布対象物の内面に効率的に塗液を塗布することのできる塗布方法を提供することを目的とする。
実施形態の塗布装置は、内部に空間部を有する塗布対象物の内面に塗液を塗布する塗布装置に関する。実施形態の塗布装置は、保持機構、第1の機構、および第2の機構を有する。保持機構は、塗布対象物を保持する。第1の機構は、塗布対象物の内部を通過する第1の回転軸を中心に塗布対象物を回転させる。第2の機構は、第1の回転軸と交差する第2の回転軸を中心に塗布対象物を回転させる。
実施形態の塗布方法は、上記した実施形態の塗布装置を用いて塗布対象物の内面に塗液を塗布する塗布方法に関する。実施形態の塗布方法は、第1の工程、第2の工程を順に有する。第1の工程は、第2の回転軸を中心とする塗布対象物の回転を行わずに、第1の回転軸を中心とする塗布対象物の回転を行う。第2の工程は、第1の回転軸を中心とする塗布対象物の回転を行いつつ、第2の回転軸を中心とする塗布対象物の回転を行う。
以下、実施形態の塗布装置および塗布方法について詳細に説明する。
実施形態の塗布装置は、内部に空間部を有する塗布対象物の内面に塗液を塗布する塗布装置に関する。実施形態の塗布装置は、保持機構、第1の機構、および第2の機構を有する。保持機構は、塗布対象物を保持する。第1の機構は、塗布対象物の内部を通過する第1の回転軸を中心に塗布対象物を回転させる。第2の機構は、第1の回転軸と交差する第2の回転軸を中心に塗布対象物を回転させる。実施形態の塗布装置によれば、2つの異なる回転軸を中心として塗布対象物を回転させることで、立体的な塗布対象物の内面に効率的に塗液を塗布することができる。
実施形態の塗布方法は、上記した実施形態の塗布装置を用いて塗布対象物の内面に塗液を塗布する塗布方法に関する。実施形態の塗布方法は、第1の工程、第2の工程を順に有する。第1の工程は、第2の回転軸を中心とする塗布対象物の回転を行わずに、第1の回転軸を中心とする塗布対象物の回転を行う。第2の工程は、第1の回転軸を中心とする塗布対象物の回転を行いつつ、第2の回転軸を中心とする塗布対象物の回転を行う。実施形態の塗布方法によれば、上記塗布装置を用いるとともに、第1の工程で第1の回転軸を中心とする回転のみを行い、その後に第1の回転軸を中心とする回転および第2の回転軸を中心とする回転を同時に行うことで、立体的な塗布対象物の内面に効率的に塗液を塗布することができる。
図1は、実施形態の塗布装置の一例を示す断面図である。塗布装置1は、塗布対象物2の内面に塗液を塗布するために用いられる。図1に示す塗布装置1は、主として、保持部3、自転用回転機4、および公転用回転機5により構成されている。
塗布対象物2は、例えば図2に示すように、内部に空間部を有する略半球状のものであり、円形状の開口部21、この開口部21から一段下がった外周部に設けられる環状の平坦部22、および開口部21の反対側に設けられる底部23を有する。塗布対象物2としては、必ずしも略半球状のものに限られず、例えば、略球状、略円筒状等であってもよく、その形状は特に限定されるものではない。
このような塗布対象物2としては、例えば、照明装置、特に発光部を覆うカバー等が好適なものとして挙げられるが、必ずしも照明装置のカバー等に限られない。また、塗液としては、照明装置におけるカバーの内面に塗布される発光塗料や蛍光塗料が代表的なものとして挙げられるが、必ずしもこれら発光塗料や蛍光塗料に限られない。
公転用回転機5は、第1の回転軸R1と交差する第2の回転軸R2を中心として塗布対象物2を回転させる第2の機構を主として構成するものである。なお、以下では、第2の回転軸R2を中心とする塗布対象物2の回転を公転と記す。公転用回転機5は、例えばモータ等からなるものであり、固定して配置される回転機本体51と、この回転機本体51から上方に向かって延ばされ、回転機本体51に対して回転する回転軸52とを有する。この回転軸52およびその延長線が第2の回転軸R2に相当する。
自転用回転機4は、塗布対象物2の内部を通過する第1の回転軸R1を中心として塗布対象物2を回転させる第1の機構を構成するものである。なお、自転用回転機4は、第2の回転軸R2を中心として塗布対象物2を回転させる第2の機構の一部も構成している。以下では、第1の回転軸R1を中心とする塗布対象物2の回転を自転と記す。自転用回転機4は、接続部材6を介して公転用回転機5の回転軸52に固定される。
接続部材6は、第2の回転軸R2を中心として塗布対象物2を回転させる第2の機構の一部を構成するものであって、例えば略板状のものであり、水平部61と、この水平部61の端部に上方に傾斜して設けられる傾斜部62とから構成される。接続部材6は、水平部61に設けられた公転機用固定孔61aに公転用回転機5の回転軸52が挿入されて固定されている。また、接続部材6には、傾斜部62に設けられた自転機用固定孔62aに自転用回転機4が挿入されるとともに固定されている。
自転用回転機4は、例えばモータ等からなるものであり、接続部材6に固定して配置される回転機本体41と、この回転機本体41から延ばされ、回転機本体41に対して回転する回転軸42とを有する。この回転軸42およびその延長線が第1の回転軸R1に相当する。
自転用回転機4の回転軸42(第1の回転軸R1)と公転用回転機5の回転軸52(第2の回転軸R2)とがなす角度θは、例えば45度とされるが、必ずしもこのような角度に限定されるものではなく、通常、0度を超え90度以下の範囲で適宜変更することができる。角度θの調整は、例えば、接続部材6における傾斜部62の傾斜角を調整することにより行うことができる。
保持部3は、塗布対象物2を保持する保持機構を構成するものである。保持部3は、例えば、塗布対象物2の底部23側を保持する保持部本体31と、保持部本体31に塗布対象物2を保持する保持カバー32とを有する。
保持部本体31は、例えば、円板状の自転機固定部31aと、この自転機固定部31a上に固定される円筒状部を備える保持部31bとを有する。自転機固定部31aは、その中央部に設けられた自転機用固定孔31cに自転用回転機4の回転軸42が挿入されて固定されている。
保持カバー32は、例えば円筒状であり、一方の端部に塗布対象物2の開口部21が挿入される開口部用孔部32aを有し、他方の端部が保持部本体31の自転機固定部31aに達するように延ばされている。このような保持カバー32によれば、塗布対象物2に被せることで、開口部用孔部32aの外周部によって塗布対象物2の平坦部22を押さえて塗布対象物2を保持することができる。なお、保持カバー32の固定は、例えば、保持部本体31の自転機固定部31aに設けられたねじ部33によって、保持カバー32の裾部を厚さ方向に締め付けることで行うことができる。
このような塗布装置1によれば、例えば図2に示すように、自転用回転機4の回転軸42を回転させることで、塗布対象物2を第1の回転軸R1を中心として回転(自転)させることができる。また、公転用回転機5の回転軸52を回転させることで、塗布対象物2を第2の回転軸R2を中心として回転(公転)させることができる。これにより、例えば下記式および図3に示されるように自転による遠心力(Frot)と公転による遠心力(Frev)との合力Ftotal(=Frot+Frev)を塗液7に加えることができ、塗布対象物2の底部23だけでなく開口部21の内面等にも塗液7を塗布することができる。なお、図2、3は、いずれも塗布装置1を上方からみた状態を示すものである。
自転用回転機4の回転軸42(第1の回転軸R1)と公転用回転機5の回転軸52(第2の回転軸R2)とがなす角度θは、例えば10〜90度が好ましく、20〜80度がより好ましい。角度θを10度以上とすることで、塗布対象物2における開口部21の内面等への塗液7の塗布が容易となる。また、90度以下とすることで、底部23の内面への塗液7の塗布が容易となる。
自転用回転機4の回転軸42(第1の回転軸R1)上における塗布対象物2の位置についても必ずしも限定されないが、例えば、第1の回転軸R1と第2の回転軸R2との交点から塗布対象物2の底部23の内面までの距離が0〜90mmであることが好ましく、0〜10mmであることがより好ましい。上記距離は90mmもあれば、塗布対象物2の内面に塗液7を十分に塗布することができ、また塗布装置1の大型化や安定性の低下も抑制することができる。
なお、塗布対象物2は、通常、第2の回転軸R2に重ならないこと、すなわち第2の回転軸R2に対して開口部21と底部23とが同じ側にあることが好ましく、また第1の回転軸R1上に開口部21と底部23とが位置し、かつ底部23側が第2の回転軸R2側となるように配置されることが好ましい。
塗布装置1には、塗布対象物2の内部に塗液7を注入する塗液供給機構を設けることが好ましい。塗液供給機構としては、例えば図4に示すように、塗布対象物2の開口部21に塗液7を注入する注入ノズル11が挙げられる。塗液供給機構を設けることで、塗布対象物2に塗液7を注入する作業を効率化し、塗布作業を効率化することができる。
また、塗液7が熱硬化性樹脂を含む場合等、塗液7の組成によっては、塗布後に塗液7を硬化させるための加熱処理や紫外線照射処理が必要となることがある。このため、塗布装置1には、例えば図5に示すように、保持部3を覆うような加熱装置12を設けることが好ましい。加熱装置12としては、例えば、有底円筒状の装置本体12aの内面全体にヒータ12bを設けたものが挙げられるが、必ずしもこのようなものに限定されるものではない。
さらに、塗布装置1を用いた塗液7の塗布では、後述するように、自転用回転機4の回転軸42のみを回転させて塗布対象物2の自転のみを行った後、自転用回転機4の回転軸42と公転用回転機5の回転軸52とを同時に回転させて塗布対象物2の自転および公転を同時に行うことが好ましい。このため塗布装置1には、例えば図6に示すように、自転用回転機4における回転軸42の回転速度および公転用回転機5における回転軸52の回転速度の一方、または両方を制御する回転速度制御機構13を設けることが好ましい。
図7は、塗布装置1の変形例を示す断面図である。塗布装置1としては、必ずしも1つの塗布対象物2に塗液7を塗布するものに限られず、2つ以上の塗布対象物2に同時に塗液7を塗布するものであっても構わない。変形例の塗布装置1は、接続部材6として略円筒状のものを用い、2つの自転用回転機4を固定できるようにしたものである。
この塗布装置1における自転用回転機4や公転用回転機5は、図1に示す塗布装置1における自転用回転機4や公転用回転機5と略同様のものとすることができる。接続部材6は、円筒状の筒部本体63、この筒部本体63の上方に設けられて徐々に縮径する縮径部64、および筒部本体63の下部に設けられる底部65を有する。底部65に設けられた公転機用固定孔65aには、公転用回転機5の回転軸52が挿入されて固定されている。また、縮径部64に設けられた2つの自転機用固定孔64aには、それぞれ自転用回転機4が挿入されて固定されている。
接続部材6に固定される自転用回転機4の個数は必ずしも2つに限られず、例えば、3つ以上の自転機用固定孔64aを設け、それぞれに自転用回転機4を挿入するとともに固定してもよい。2つ以上の自転用回転機4を設ける場合、円周方向に等間隔となるように配置することが好ましい。自転用回転機4の回転軸42(第1の回転軸R1)と公転用回転機5の回転軸52(第2の回転軸R2)とがなす角度θは、例えば、縮径部64の傾斜角を調整することにより行うことができる。
自転用回転機4の回転軸42(第1の回転軸R1)と公転用回転機5の回転軸52(第2の回転軸R2)とがなす角度θは、例えば45度とされるが、必ずしもこのような角度に限定されるものではなく、通常、0度を超え90度以下の範囲で適宜変更することができる。角度θは、例えば10〜90度が好ましく、20〜80度がより好ましい。
自転用回転機4の回転軸42(第1の回転軸R1)上における塗布対象物2の位置についても必ずしも限定されないが、例えば、第1の回転軸R1と第2の回転軸R2との交点から塗布対象物2の底部23の内面までの距離は約90mmあれば、塗布対象物2の内面に塗液7を十分に塗布することができ、また塗布装置1の大型化や安定性の低下も抑制することができる。なお、この塗布装置1についても、塗布対象物2は、第1の回転軸R1上に開口部21と底部23とが位置し、かつ底部23側が第2の回転軸R2側となるように配置されることが好ましい。
また、この塗布装置1についても、塗布対象物2の内部に塗液7を注入する塗液供給機構、塗液7を硬化させるための加熱装置12、自転用回転機4における回転軸42の回転速度および公転用回転機5における回転軸52の回転速度の一方、または両方を制御する回転速度制御機構13等を設けることが好ましい。
以上、実施形態の塗布装置1について例を挙げて説明したが、接続部材6は、必ずしも公転用回転機5(回転軸52)に直接接続されて回転するものである必要はない。例えば、図1に示す塗布装置1において、接続部材6の下部に円板上の回転補助部材を固定し、これらの中心部に公転用回転機5(回転軸52)の代わりに軸部とこれを支持するベアリングとからなる軸受け(公転用軸受け)を配置し、代わりに回転補助部材の外周部付近に公転用回転機5(回転軸52)を配置し、この公転用回転機5(回転軸52)を回転補助部材の外周部付近に直接または間接的に接触させて、回転補助部材を介して接続部材6を回転させてもよい。
また、保持部3についても、必ずしも自転用回転機4が直接接続されて回転するものである必要はない。例えば、上記した回転補助部材を有するものにおいて、保持部3には自転装置51の代わりに軸部とこれを支持するベアリングとからなる軸受け(自転用軸受け)を接続し、代わりに公転用軸受けの軸部として自転用回転機4の回転軸42を用い、公転用軸受けの軸部(自転用回転機4の回転軸42)と自転用軸受けの軸部とが接近する付近、例えば第1の回転軸R1と第2の回転軸R2とが交差する付近の自転用軸受けの軸部および公転用軸受けの軸部(自転用回転機4の回転軸42)にかさ歯車を設け、このかさ歯車を介して公転用軸受けの軸部(自転用回転機4の回転軸42)により保持部3を間接的に回転させるものであってもよい。
次に、実施形態の塗布方法について説明する。実施形態の塗布方法は、上記した塗布装置1を用い、以下に示す第1の工程および第2の工程を順に行うものである。第1の工程は、第2の回転軸R2を中心とする塗布対象物2の回転(公転)を行わずに、第1の回転軸R1を中心とする塗布対象物2の回転(自転)を行う。第2の工程は、第1の回転軸R1を中心とする塗布対象物2の回転(自転)を行いつつ、第2の回転軸R2を中心とする塗布対象物2の回転(公転)を行う。以下、実施形態の塗布方法について、具体的に説明する。
まず、塗布対象物2の内部に塗液7を注入する。塗液7の注入は、例えば、図4に示すような注入ノズル11を用い、上方から開口部21に流下させることにより行う。塗液7の注入量は、塗布対象物2の内面全体に塗布することができる量であれば、特に限定されるものではなく、塗液7の組成、所望とする被膜の厚さを考慮して適宜選択することができる。
塗液7の注入後、自転用回転機4の回転軸42のみを回転させて塗布対象物2を回転(自転)させる(第1の工程)。塗布対象物2の公転を行わずに、塗布対象物2の自転のみを行うことで、塗布対象物2の底部23およびその近傍に塗液7を効率的に塗布することができる。
自転用回転機4(回転軸42)の回転速度は、塗布対象物2の形状や大きさ、塗液7の粘度、所望とする塗膜の厚さ等によって適宜選択することができる。
回転時間についても、塗布対象物2の形状や大きさ、塗液7の粘度、所望とする塗膜の厚さ等によって適宜選択することができる。
底部23に塗液7を塗布した後、自転用回転機4の回転軸42を回転させつつ、公転用回転機5の回転軸52を回転させて、塗布対象物2を回転(自転および公転、以下自公転とも記す)させる(第2の工程)。塗布対象物2の自転および公転を同時に行うことで、塗液7を側面部や開口部21の内面に塗布することができる。
自転用回転機4(回転軸42)および公転用回転機5(回転軸52)の回転速度は、塗布対象物2の形状や大きさ、塗液7の粘度、所望とする塗膜の厚さ等によって適宜選択することができる。
自転用回転機4(回転軸42)および公転用回転機5(回転軸52)の回転時間についても、塗布対象物2の形状や大きさ、塗液7の粘度、所望とする塗膜の厚さ等によって適宜選択することができる。
塗布対象物2の内面に塗液7を塗布後、例えば塗液7を自然乾燥させたり、また例えば塗液7が熱硬化樹脂や紫外線硬化樹脂を含有する場合には加熱処理や紫外線照射等を行うことにより塗液7を硬化させて、塗布対象物2の内面に被膜を形成することができる。例えば、加熱処理は、図5に示すような加熱装置12を用いて行うことができる。
以下、本発明の実施形態について、実施例を参照してより具体的に説明する。
(実施例1)
図1に示す塗布装置1を用いて、塗布対象物2の内面に塗膜を形成した。塗布対象物2には、ポリカーボネート製の略半球状物(内部の長さ(第1の回転軸R1方向の長さ)50mm、内径(最大径)60mm、内径(開口部)45mm)を用い、塗液7には、熱硬化性のシリコーン樹脂中に蛍光体を分散させたもの(固形分濃度80質量%、粘度100[Pa・s])を用いた。
図1に示す塗布装置1を用いて、塗布対象物2の内面に塗膜を形成した。塗布対象物2には、ポリカーボネート製の略半球状物(内部の長さ(第1の回転軸R1方向の長さ)50mm、内径(最大径)60mm、内径(開口部)45mm)を用い、塗液7には、熱硬化性のシリコーン樹脂中に蛍光体を分散させたもの(固形分濃度80質量%、粘度100[Pa・s])を用いた。
塗布装置1は、第1の回転軸R1と第2の回転軸R2との交点から塗布対象物2の底部23の内面までの距離を0mmとした。塗布条件は、塗布対象物2の内部に塗液7を滴下(8ml)後、600rpmの自転のみを5秒間行った後、200rpmの自転および600rpmの公転を同時に60秒間行うものとした。結果を表1に示す。
(比較例1)
600rpmの自転のみを5秒間行った後、200rpmの自転および600rpmの公転を行わない以外は、実施例1と同様にして塗布対象物2の内面に塗膜を形成した。結果を表1に示す。
600rpmの自転のみを5秒間行った後、200rpmの自転および600rpmの公転を行わない以外は、実施例1と同様にして塗布対象物2の内面に塗膜を形成した。結果を表1に示す。
(比較例2)
600rpmの自転のみを5秒間行った後、自転を行わずに600rpmの公転のみを行った以外は、実施例1と同様にして塗布対象物2の内面に塗膜を形成した。結果を表1に示す。
600rpmの自転のみを5秒間行った後、自転を行わずに600rpmの公転のみを行った以外は、実施例1と同様にして塗布対象物2の内面に塗膜を形成した。結果を表1に示す。
自転のみを行った後、自公転を行わなかった比較例1の方法によれば、塗布対象物2の開口部21まで塗液7を塗布することができず、また自転のみを行った後、自転を行わずに公転のみを行った比較例2についても、塗液7の塗布ムラが発生することがわかる。一方、自転のみを行った後、自公転を行った実施例1の方法によれば、塗布対象物2の開口部21まで塗液7を塗布できるとともに、塗布ムラも抑制できることがわかる。
(実施例2)
塗布対象物2として、飲料水用ボトル(容量350mlのPETボトル)、および内部が空間部とされた樹脂製の球状部材(内径60mm)を用い、その内面に塗膜を形成した。塗布装置1および塗液7は、実施例1で用いたものと略同様とした。飲料水用ボトルについては、内部に塗液7を滴下後、600rpmの自転のみを10秒間行った後、255rpmの自転および850rpmの公転を同時に180秒間行った。また、球状部材については、内部に塗液7を滴下後、600rpmの自転のみを10秒間行った後、255rpmの自転および850rpmの公転を同時に120秒間行った。図8、9に、塗膜(蛍光体層)が形成された塗布対象物2を試験的に発光させた結果を示す。図8、9から明らかなように、塗布対象物2が筒状あるいは球状の場合であっても、良好に塗膜を形成できることがわかる。
塗布対象物2として、飲料水用ボトル(容量350mlのPETボトル)、および内部が空間部とされた樹脂製の球状部材(内径60mm)を用い、その内面に塗膜を形成した。塗布装置1および塗液7は、実施例1で用いたものと略同様とした。飲料水用ボトルについては、内部に塗液7を滴下後、600rpmの自転のみを10秒間行った後、255rpmの自転および850rpmの公転を同時に180秒間行った。また、球状部材については、内部に塗液7を滴下後、600rpmの自転のみを10秒間行った後、255rpmの自転および850rpmの公転を同時に120秒間行った。図8、9に、塗膜(蛍光体層)が形成された塗布対象物2を試験的に発光させた結果を示す。図8、9から明らかなように、塗布対象物2が筒状あるいは球状の場合であっても、良好に塗膜を形成できることがわかる。
(実施例3、比較例3)
塗布方法による塗布時間および材料利用効率の違いを評価した。すなわち、塗布対象物2、塗液7として、実施例1で用いた塗布対象物2、塗液7と同様のものを用い、塗布装置1を用いた塗布(実施例3)、ディップコート法による塗布(比較例3)を行い、塗布開始から塗布終了までの時間(塗布時間)および材料利用効率を求めた。
塗布方法による塗布時間および材料利用効率の違いを評価した。すなわち、塗布対象物2、塗液7として、実施例1で用いた塗布対象物2、塗液7と同様のものを用い、塗布装置1を用いた塗布(実施例3)、ディップコート法による塗布(比較例3)を行い、塗布開始から塗布終了までの時間(塗布時間)および材料利用効率を求めた。
塗布装置1による塗布は、塗布対象物2の内部に塗液7を滴下(8ml)後、600rpmの自転のみを5秒間行った後、255rpmの自転および850rpmの公転を同時に60秒間行った。また、ディップコートによる塗布は、塗布対象物2の内部に塗液7を滴下(6.4ml)後、塗布対象物2の内部に塗液7を付着させ、不要な塗液7を排出する操作を3回繰り返し、最終的に不要な塗液7の排出が止まるまでの時間を塗布時間とした。また、材料利用効率は、塗液7の使用量(塗液7の全量)に対する塗布対象物2における塗液7の付着量の割合とした。結果を表2に示す。
(実施例4)
塗液7の粘度に対する塗膜の平均膜厚を測定した。
すなわち、塗布装置1、塗布対象物2として、実施例1で用いた塗布装置1、塗布対象物2と同様のものを用い、塗液7の粘度を変更して塗膜を形成し、その平均膜厚を測定した。なお、塗布条件は、塗布対象物2の内部に塗液7を滴下後、600rpmの自転のみを5秒間行った後、255rpmの自転および850rpmの公転を同時に60秒間行うものとした。結果を図10に示す。
塗液7の粘度に対する塗膜の平均膜厚を測定した。
すなわち、塗布装置1、塗布対象物2として、実施例1で用いた塗布装置1、塗布対象物2と同様のものを用い、塗液7の粘度を変更して塗膜を形成し、その平均膜厚を測定した。なお、塗布条件は、塗布対象物2の内部に塗液7を滴下後、600rpmの自転のみを5秒間行った後、255rpmの自転および850rpmの公転を同時に60秒間行うものとした。結果を図10に示す。
図10に示されるように、粘度が高くなるにつれて平均膜厚が増加することがわかる。これは、粘度が高くなるにつれて流動性が低下し、同一の遠心力下では引き伸ばされにくくなるためである。なお、図10の実線は、下記式で表された回帰式を表したものである(図11、12についても同様)。
T=955.34・η∞ 0.405・ω−0.378・t−0.165
t:公転時の時間[sec]
ω:公転時の回転速度[rpm]
η∞:残留粘度[Pa・s]
(せん断速度∞のときの粘度。Casson式から求めた)
T:平均膜厚[μm]
T=955.34・η∞ 0.405・ω−0.378・t−0.165
t:公転時の時間[sec]
ω:公転時の回転速度[rpm]
η∞:残留粘度[Pa・s]
(せん断速度∞のときの粘度。Casson式から求めた)
T:平均膜厚[μm]
(実施例5)
自公転時の公転の回転速度に対する塗膜の平均膜厚を測定した。すなわち、塗布装置1、塗布対象物2として、実施例1で用いた塗布装置1、塗布対象物2と同様のものを用い、塗布対象物2の内部に塗液7を滴下し、600rpmの自転のみを5秒間行った後、自転の回転速度を255rpmに固定し、公転の回転速度を変更して60秒間の塗布を行って塗膜を形成し、その平均膜厚を測定した。なお、塗液7の粘度は、16.5、40.5、60.3[Pa・s]とした。結果を図11に示す。
自公転時の公転の回転速度に対する塗膜の平均膜厚を測定した。すなわち、塗布装置1、塗布対象物2として、実施例1で用いた塗布装置1、塗布対象物2と同様のものを用い、塗布対象物2の内部に塗液7を滴下し、600rpmの自転のみを5秒間行った後、自転の回転速度を255rpmに固定し、公転の回転速度を変更して60秒間の塗布を行って塗膜を形成し、その平均膜厚を測定した。なお、塗液7の粘度は、16.5、40.5、60.3[Pa・s]とした。結果を図11に示す。
図11から明らかなように、塗液7の粘度にかかわらず、自公転時の公転の回転速度が増加するに伴って平均膜厚が減少する。これは、回転速度が増加することによって遠心力が大きくなり、塗布対象物2の開口部21側に塗液7が引き伸ばされるためである。
(実施例6)
自公転時の回転時間に対する塗膜の平均膜厚を測定した。
すなわち、塗布装置1、塗布対象物2として、実施例1で用いた塗布装置1、塗布対象物2と同様のものを用い、塗布対象物2の内部に塗液7を滴下し、600rpmの自転のみを5秒間行った後、回転時間を変更して255rpmの自転および850rpmの公転を同時に行って塗膜を形成し、その平均膜厚を測定した。なお、塗液7の粘度は、40.5[Pa・s]とした。結果を図12に示す。
自公転時の回転時間に対する塗膜の平均膜厚を測定した。
すなわち、塗布装置1、塗布対象物2として、実施例1で用いた塗布装置1、塗布対象物2と同様のものを用い、塗布対象物2の内部に塗液7を滴下し、600rpmの自転のみを5秒間行った後、回転時間を変更して255rpmの自転および850rpmの公転を同時に行って塗膜を形成し、その平均膜厚を測定した。なお、塗液7の粘度は、40.5[Pa・s]とした。結果を図12に示す。
図12から明らかなように、自公転時の回転時間が増加するにつれて塗膜の平均膜厚が減少する。これは、回転時間が増加するにつれて、より多くの塗液7が塗布対象物2の外部に振り切られるためである。
実施例3〜5の結果から明らかなように、塗液7の粘度、回転時の速度や時間によって塗膜の膜厚が変化することがわかる。すなわち、塗液7の粘度、回転時の速度や時間を適宜調整することにより、所望の膜厚の塗膜を得られることがわかる。
以上、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施し得るものであり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
1…塗布装置、2…塗布対象物(21…開口部、22…平坦部、23…底部)、3…保持部(31…保持部本体、32…保持カバー)、4…自転用回転機、5…公転用回転機、R1…第1の回転軸、R2…第2の回転軸
実施形態の塗布装置は、内部に空間部を有する塗布対象物の内面に塗液を塗布する塗布
装置に関する。実施形態の塗布装置は、保持機構、第1の機構、および第2の機構を有す
る。保持機構は、塗布対象物を保持する。第1の機構は、塗布対象物の内部を通過する第
1の回転軸を中心に塗布対象物を回転させる。第2の機構は、第1の回転軸と交差する第
2の回転軸を中心に塗布対象物を1回転以上回転させる。第1の回転軸と第2の回転軸との交点から塗布対象物の底部の内面までの距離は、0〜90mmである。塗布対象物は発光装置であり、塗液は蛍光体を含む。
装置に関する。実施形態の塗布装置は、保持機構、第1の機構、および第2の機構を有す
る。保持機構は、塗布対象物を保持する。第1の機構は、塗布対象物の内部を通過する第
1の回転軸を中心に塗布対象物を回転させる。第2の機構は、第1の回転軸と交差する第
2の回転軸を中心に塗布対象物を1回転以上回転させる。第1の回転軸と第2の回転軸との交点から塗布対象物の底部の内面までの距離は、0〜90mmである。塗布対象物は発光装置であり、塗液は蛍光体を含む。
実施形態の塗布方法は、上記した実施形態の塗布装置を用いて塗布対象物の内面に塗液
を塗布する塗布方法に関する。実施形態の塗布方法は、第1の工程、第2の工程を順に有
する。第1の工程は、第2の回転軸を中心とする塗布対象物の回転を行わずに、第1の回
転軸を中心とする塗布対象物の回転を行う。第2の工程は、第1の回転軸を中心とする塗
布対象物の回転を行いつつ、第2の回転軸を中心とする塗布対象物の回転を行う。第1の回転軸と第2の回転軸との交点から塗布対象物の底部の内面までの距離は、0〜90mmである。塗布対象物は発光装置であり、塗液は蛍光体を含む。
を塗布する塗布方法に関する。実施形態の塗布方法は、第1の工程、第2の工程を順に有
する。第1の工程は、第2の回転軸を中心とする塗布対象物の回転を行わずに、第1の回
転軸を中心とする塗布対象物の回転を行う。第2の工程は、第1の回転軸を中心とする塗
布対象物の回転を行いつつ、第2の回転軸を中心とする塗布対象物の回転を行う。第1の回転軸と第2の回転軸との交点から塗布対象物の底部の内面までの距離は、0〜90mmである。塗布対象物は発光装置であり、塗液は蛍光体を含む。
Claims (8)
- 内部に空間部を有する塗布対象物の内面に塗液を塗布する塗布装置であって、
前記塗布対象物を保持する保持機構と、
前記塗布対象物の内部を通過する第1の回転軸を中心に前記塗布対象物を回転させる第1の機構と、
前記第1の回転軸と交差する第2の回転軸を中心に前記塗布対象物を回転させる第2の機構と
を有することを特徴とする塗布装置。 - 前記第2の回転軸が略鉛直方向に延ばされ、前記第1の回転軸と前記第2の回転軸とのなす角度が0度を超え90度未満であることを特徴とする請求項1記載の塗布装置。
- 前記塗布対象物は、開口部および前記開口部に対向する底部を有し、
前記保持機構は、前記第2の回転軸に重ならないように前記塗布対象物を保持するとともに、前記開口部および前記底部が前記第1の回転軸上に位置するように、かつ前記底部側が前記第2の回転軸側となるように前記塗布対象物を保持することを特徴とする請求項1記載の塗布装置。 - 前記保持機構は、保持部本体と、前記塗布対象物の少なくとも一部を覆い、前記保持部本体に前記塗布対象物を保持する保持カバーとからなる保持部を有することを特徴とする請求項1記載の塗布装置。
- 前記第1の回転軸を中心とする前記塗布対象物の回転速度および前記第2の回転軸を中心とする前記塗布対象物の回転速度の少なくとも一方を制御する回転速度制御機構を有することを特徴とする請求項1記載の塗布装置。
- 前記塗布対象物の内部に塗液を供給する塗液供給機構を有することを特徴とする請求項1記載の塗布装置。
- 前記塗布対象物は、略半球状、略球状、または略円筒状であることを特徴とする請求項1記載の塗布装置。
- 塗布対象物を保持する保持機構と、前記塗布対象物の内部を通過する第1の回転軸を中心に前記塗布対象物を回転させる第1の機構と、前記第1の回転軸と交差する第2の回転軸を中心に前記塗布対象物を回転させる第2の機構とを有する塗布装置を用いて前記塗布対象物の内面に塗液を塗布する塗布方法であって、
前記第2の回転軸を中心とする前記塗布対象物の回転を行わずに、前記第1の回転軸を中心とする前記塗布対象物の回転を行う第1の工程と、
前記第1の工程の後、前記第1の回転軸を中心とする前記塗布対象物の回転を行うとともに、前記第2の回転軸を中心とする前記塗布対象物の回転を行う第2の工程と
を有することを特徴とする塗布方法。
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