TWI568503B - Coating device - Google Patents

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TWI568503B
TWI568503B TW103133794A TW103133794A TWI568503B TW I568503 B TWI568503 B TW I568503B TW 103133794 A TW103133794 A TW 103133794A TW 103133794 A TW103133794 A TW 103133794A TW I568503 B TWI568503 B TW I568503B
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Hiroaki Makino
Mitsuru Nagashima
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Murata Manufacturing Co
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  • Coating Apparatus (AREA)
  • Application Of Or Painting With Fluid Materials (AREA)

Description

塗覆裝置
本發明係關於一種塗覆裝置，特別關於利用泵將貯存於箱體之漿料供給至塗覆頭部之塗覆裝置。
專利文獻1中揭示了此種塗覆裝置之一例。根據專利文獻1，塗覆液箱體及噴嘴(塗覆頭部)藉由傳送管線而連結。於傳送管線上安裝有泵及三向切換閥，三向切換閥藉由返回管線而與塗覆液箱體連結。噴嘴與排放管線連接，於排放管線上安裝有自動閥及排放閥(relief valve)。三向切換閥及排放閥由控制部同步地進行控制。
於基材上塗佈塗覆液之情形時，自動閥關閉。由泵加壓後之塗覆液通過三向切換閥，經由傳送管線傳送至噴嘴，自噴嘴之噴出口塗佈於基材(支持體)之表面。
於停止塗佈塗覆液之情形時，利用控制部來切換三向切換閥。由泵加壓後之塗覆液經由返回管線返回至塗覆液箱體。同時，利用控制部來打開自動閥，殘留於噴嘴之內部空間之塗覆液經由排放管線自排放閥排出至外部。因此，塗覆液不會自噴嘴之噴出口洩漏至基材側，能防止塗膜之拖拽。
[先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本專利特開2001-293418號公報
考慮到異物混入至貯存於塗覆液箱體之塗覆液之情況，需要於傳送管線上安裝過濾器。然而，若於塗覆停止期間內使塗覆液滯留於過濾器之上游，則至少於塗覆重新開始後之暫時期間內，過濾器之過濾特性、進而供給至塗覆頭部之塗覆液之比重變得不穩定，塗覆品質有可能下降。塗覆停止期間係作為塗覆對象之支持體或箱體內之塗覆液用完時、或者塗覆發生異常時設置之期間，於量產時每天會產生。
因此，本發明之主要目的在於提供一種能抑制塗覆品質下降之塗覆裝置。
根據本發明之塗覆裝置(10：實施例中對應之參照符號，以下相同)包括：第1流路(13)，其將貯存塗覆液之箱體(11)與向對象物(19)塗覆上述塗覆液以形成塗膜之頭部(12)之間連結；第1泵(14)，其設置於第1流路(13)，於塗覆執行期間將塗覆液自箱體(11)供給至頭部(12)；過濾器(15)，其設置於第1流路(13)上且第1泵(14)之上游側之位置，對塗覆液進行過濾；第2流路(16)，其於過濾器(15)與第1泵(14)之間自第1流路(13)分支，於過濾器(15)之上游側與第1流路(13)連接；以及第2泵(17)，其設置於第2流路(16)，於塗覆停止期間使塗覆液至少經由過濾器(15)及第2流路(16)進行循環。
較佳為，第1泵(14)及第2泵(17)係擇一地被驅動。
或者，較佳為，第2泵(17)係至少於自塗覆停止期間之末期之前之時期開始、至塗覆停止期間之末期為止之連續期間內被驅動。
較佳為，進而包括：膜厚測定裝置(21)，其對塗覆於對象物(19)之塗膜之膜厚進行測定；以及驅動時間調整裝置(22)，其基於測定裝置(21)之測定結果，對第2泵(17)之驅動時間進行調整。
較佳為，第2流路(16)經由箱體(11)與第1流路(13)連接。
若於塗覆停止期間內使塗覆液滯留於過濾器之上游，則至少於塗覆重新開始後之暫時期間內，過濾器之過濾特性、進而供給至頭部之塗覆液之比重變得不穩定。據此，設置第2流路及第2泵。塗覆液於塗覆停止期間內沿第1流路之一部分及第2流路循環。藉此，剛重新開始塗覆後，過濾器之過濾特性、進而供給至頭部之塗覆液之比重穩定，能抑制塗覆品質之下降。
本發明之上述目的、其他之目的、特徵及優點藉由參照圖式進行之以下之實施例之詳細之說明能更加清楚。
10‧‧‧塗覆裝置
11‧‧‧箱體
12‧‧‧頭部
13‧‧‧第1流路
14‧‧‧第1泵
15‧‧‧過濾器
16‧‧‧第2流路
17‧‧‧第2泵
18‧‧‧乾燥裝置
19‧‧‧對象物(支持薄膜)
20‧‧‧塗覆液
20a‧‧‧溼潤塗膜
20b‧‧‧乾燥塗膜
21‧‧‧膜厚測定裝置
22‧‧‧驅動時間調整裝置
圖1係表示本發明之實施形態之塗覆裝置之一例之模式圖。
圖2係表示本發明之實施形態之塗覆裝置之其他示例之模式圖。
圖3係表示對自塗覆停止期間後重新開始塗覆之時刻起之塗覆距離與塗覆膜厚之間之關係進行測定得到之結果之曲線圖。圖3(a)係實施例之曲線圖，圖3(b)係比較例之曲線圖。
以下，一面參照圖式一面說明本發明之實施形態。但是，本發明並不受以下示例之限定及限制。
參照圖1，本實施形態之塗覆裝置10包括：第1流路13，其將貯存塗覆液之箱體11與向對象物19塗覆塗覆液以形成塗膜之頭部12之間連結；第1泵14，其設置於第1流路13，於塗覆執行期間將塗覆液自箱體11供給至頭部12；過濾器15，其設置於第1流路13上且第1泵14之上游側之位置，對塗覆液進行過濾；第2流路16，其於過濾器15與第1泵14之間自第1流路13分支，於過濾器15之上游側經由箱體11、或者於箱體11和過濾器15之間與第1流路13連接；以及第2泵17，其設置於第2流路16，於塗覆停止期間使塗覆液至少經由過濾器15及第2流路16進行循環。塗覆執行期間內之塗覆液通過實線 箭頭之路徑塗覆於對象物19上。塗覆停止期間內之塗覆液沿虛線箭頭之路徑循環，具體而言，沿由包含過濾器15之第1流路13、包含第2泵17之第2流路16、及箱體11連接之路徑循環。
塗覆於對象物19之溼潤塗膜20a由乾燥裝置18進行乾燥。乾燥後之乾燥塗膜20b由膜厚測定裝置21連續地測定厚度。然後，驅動時間調整裝置22基於由膜厚測定裝置21測定之乾燥塗膜20b之厚度測定結果，調整第2泵17之驅動時間。
於箱體11中貯存有塗覆液。作為上述塗覆液，有陶瓷漿料、樹脂等，種類或性狀都無關緊要。
上述陶瓷漿料係包含陶瓷粒子、樹脂成分、及溶劑之混合液。陶瓷漿料用於製造陶瓷胚片。
作為上述陶瓷粒子，無特別限定，可使用各種電介質材料。例如，可使用由鈦、鋁、鋇、鉛、鋯、矽、釔等金屬形成之氧化物、碳酸鋇、鈦酸鋇、Pb(Mg1/3，Nb2/3)O3、Pb(Sm1/2，Nb1/2)O3、Pb(Zn1/3，Nb2/3)O3、PbThO3、PbZrO3等。對於上述材料，既可單獨使用，亦可將兩種以上混合起來進行使用。
作為上述樹脂成分，包含黏合劑樹脂、塑化劑等。作為黏合劑樹脂，可使用聚胺酯樹脂、尿素樹脂、三聚氰胺樹脂、環氧樹脂、乙酸乙烯酯樹脂、丙烯酸樹脂類、聚乙烯醇、聚乙烯醇縮丁醛等水性高分子等。對於上述材料，既可單獨使用，亦可將兩種以上混合起來進行使用。作為塑化劑，可使用例如鄰苯二甲酸二辛酯等鄰苯二甲酸酯。
作為上述漿料所使用之溶劑，可使用甲苯、乙醇、甲基乙基酮、異丙醇、γ-丁內酯等。對於上述材料，既可單獨使用，亦可將兩種以上混合起來進行使用。又，漿料中，根據需要，亦可添加分散劑、防靜電劑、界面活性劑等。
上述漿料之黏度較佳為10~200mPa‧s。上述漿料可藉由利用球磨機之濕法混合等方法來製作。
利用設置於第1流路13之第1泵14，將貯存於箱體11內之塗覆液自箱體11經由第1流路13供給至頭部12。於第1流路13之泵14之上游側設置有過濾器15，塗覆液由過濾器15過濾後傳送至頭部。
過濾器15捕獲塗覆液內之異物。若利用過濾器15對塗覆液進行過濾，則作為塗覆液之漿料中包含之陶瓷粒子或黏合劑樹脂等凝固物會滯留於過濾器15內。
第1泵14設置於第1流路13之過濾器15之下游側，將塗覆液供給至頭部12。作為第1泵14，例如可使用如齒輪泵般之容積式泵，但本發明並不限於此，可不管泵之種類而加以使用。
將上述塗覆液自頭部12壓出而塗覆於支持體(對象物)19。圖1中，頭部12示出鑄模塗覆方式，但本發明並不限於此。根據塗覆液之黏度、比重、所形成之塗膜之厚度等，例如可採用利用葉片、空氣、刀、凹版印刷、噴墨等之塗覆方式。
支持體(對象物)19作為塗佈塗覆液之基底，可使用紙、塑膠薄膜、金屬等，其形狀既可係平板狀(板狀)，亦可係捲繞於輥者。作為上述塑膠薄膜，可使用聚酯薄膜、事先塗覆有離型層之聚酯薄膜等，可較佳地使用PET(polyethylene terephthalate，聚對苯二甲酸乙二酯)薄膜、PEN(polyethylene naphthalate，聚萘二甲酸乙二醇酯)薄膜、PP(polypropylene，聚丙烯)薄膜等。
若支持體捲繞於輥，則可將塗覆液連續塗覆於支持體，但不管支持體是單片狀還是輥狀，於更換輥時，有時會設置使得停止自頭部噴出塗覆液之塗覆停止期間。又，於更換箱體時，亦會設置塗覆停止期間。
若於塗覆停止期間停止供給塗覆液，則塗覆液滯留於過濾器15 內，於已經滯留於過濾器15之凝固物上附著相同成分之材料，從而凝固物變大。因此，滯留於過濾器15內之塗覆液之溶劑比率變大，剛重新開始塗覆後，塗覆液之比重暫時變小。然而，之後，附著於凝固物之材料之一部分馬上向過濾器15下游流出，塗覆液之比重暫時變大。如此，剛重新開始塗覆後，塗覆液之比重上下浮動而不穩定，塗膜之厚度出現不均勻等，塗覆品質可能下降。為了防止該品質下降，而設置第2流路16，該第2流路於過濾器15及第1泵14之間自第1流路13分支，於過濾器15之上游側與第1流路13相連接，於第2流路16配置第2泵17。第2泵17於塗覆停止期間，使塗覆液經由過濾器15及第2流路16進行循環。本實施形態中，第2流路16經由箱體11與第1流路13連接。
如此，於塗覆停止期間利用第2泵17，使塗覆液沿通過過濾器15之路徑循環，藉此能使過濾器15下游之塗覆液之比重穩定化。因此，即使於重新開始塗覆時，亦能將比重與連續塗覆時相同之塗覆液供給至頭部12，因此，能抑制因塗覆液之比重偏差而導致之塗覆膜厚不良。
作為第2泵17，可使用例如齒輪泵般之容積式泵。又，第2泵17之使用目的為使塗覆液於塗覆停止期間循環，因此，與第1泵14相比，噴出精度可較低。作為廉價且無需噴出精度之泵，亦可使用管泵或滾壓泵。尤其，若使用使金屬零件不與塗覆液直接接觸而進行供給之類型之泵，則金屬之磨損片成為異物之可能性亦較低，能延長泵本身之壽命。
既可將第1泵14及第2泵17對應於塗覆執行期間及塗覆停止期間並擇一地進行驅動，亦可將第2泵17至少於自塗覆停止期間之末期之前之時期開始、至塗覆停止期間之末期為止之連續期間內驅動。於塗覆停止期間為短時間之情形時，於塗覆停止後(第1泵14停止後)迅速地利用第2泵17開始循環，於塗覆重新開始(第1泵14之驅動)之同時停 止循環。於塗覆停止期間持續長時間之情形時，不一定需要繼續進行循環。例如，亦可於重新開始塗覆前之特定時間(自塗覆停止期間之末期之前之時期開始、至塗覆停止期間之末期為止)，連續驅動第2泵17以開始循環，於重新開始塗覆之同時使循環停止。
於使塗覆液貯存於過濾器15內之情形時，剛重新開始塗覆後之塗覆品質穩定化為止所需之時間可根據塗覆液之特性或塗覆條件而變化。於塗覆停止期間內不繼續利用第2泵17進行塗覆液之循環之情形時，預先觀察重新開始塗覆時之塗覆膜厚之穩定狀態，將其資料反饋至塗覆停止期間之第2泵17之驅動時間之調整即可。
於塗佈塗覆液後，利用乾燥裝置18將溼潤塗膜20a進行乾燥。作為乾燥裝置18之熱源，可單獨使用或一併使用熱風、電熱、微波、紅外線、遠紅外線等，較佳為單獨使用或一併使用熱風乾燥及遠紅外線之乾燥。
乾燥步驟中之乾燥溫度或乾燥風量根據生產線速度(塗覆速度)、塗覆液之種類等來適當選擇即可。於塗覆液係陶瓷漿料之情形時，根據漿料所使用之溶劑之種類、漿料濃度、漿料之塗覆厚度等來適當選擇即可。較佳為將乾燥溫度設為常溫~150℃，更佳為設為50℃~150℃。藉由將乾燥溫度設為50℃以上，使得漿料中無溶劑殘留，能防止於之後進行之燒成步驟中於陶瓷內產生氣孔。又，藉由將乾燥溫度設為150℃以下，能防止因溶劑之急遽揮發而導致胚片之表面產生起泡或凹陷。又，將乾燥區分為複數個，對每個乾燥區分別改變溫度即可。
乾燥後之乾燥塗膜20b由膜厚測定裝置21連續測定厚度。厚度之測定可藉由螢光X射線分析、X射線反射率測定、橢圓偏振法等方法來進行。本實施形態中，對乾燥後之乾燥塗膜20b測定膜厚，但亦可將膜厚測定裝置21配置於乾燥裝置18之上游，對乾燥前之溼潤塗膜 20a測定膜厚。
由膜厚測定裝置21測定之結果可用於調整上述第2泵17之驅動時間。本實施形態之塗覆裝置10中，進而包括基於膜厚測定裝置21之測定結果來調整第2泵17之驅動時間之驅動時間調整裝置22。驅動時間調整裝置22根據來自膜厚測定裝置21之厚度變動資訊，調整塗覆停止期間內之第2泵17之驅動時間或流量等驅動條件，藉此能謀求進一步提高塗覆品質或延長泵、過濾器之壽命。例如，於至膜厚穩定為止之時間較預測要長之情形時，以延長驅動時間、或者增大循環流量之方式進行調整。另一方面，於至膜厚穩定為止之時間較預測要短之情形時，以縮短驅動時間、或者減少循環流量之方式進行調整。藉由以縮短驅動時間、或者減少循環流量之方式進行調整，而能延長泵(第2泵17)之壽命，或延長過濾器15之更換時期。
本實施形態中，第2流路16經由箱體11與第1流路13連接，但本發明並不限於此。如圖2所示，第2流路16亦可於箱體11與過濾器15之間與第1流路13連接。於此情形時，塗覆停止期間內之塗覆液沿由包含過濾器15之第1流路13、及包含第2泵17之第2流路16連接之路徑循環。
[實施例]
接下來，將本發明之實施例與比較例一起進行說明。再者，本發明不被下述實施例及比較例所限定及限制。
[實施例]
作為塗覆液，使用將陶瓷粒子(鈦酸鋇)、有機溶劑(乙醇)、有機黏結劑(聚乙烯醇縮丁醛)、塑化劑(鄰苯二甲酸酯)及分散劑(具有聚氧化烯基及酸酐基之高分子)混合得到之陶瓷漿料。具體而言，將鈦酸鋇、聚乙烯醇縮丁醛、鄰苯二甲酸二辛酯及乙醇與直徑1mm之氧化鋯球一起放入球磨機，進行24小時之濕法混合，製作陶瓷漿料。
將上述製作之陶瓷漿料用圖1所示之裝置進行塗覆，於支持薄膜19上形成漿料層20，使其乾燥，形成陶瓷胚片。於本實施例中，作為支持薄膜19，使用聚對苯二甲酸乙二酯(厚度為30μm)。此處，將陶瓷漿料之塗覆條件設定成塗覆速度為150m/分，乾燥後厚度為2.3μm。
接下來，於塗覆停止之同時開始驅動第2泵17，將塗覆液之循環路徑切換為第2流路16。於60分鐘後重新開始塗覆。
[比較例]
除了於塗覆停止期間內不驅動第2泵17這一點以外，與實施例同樣地進行陶瓷漿料之塗覆。
[評價]
於圖3中示出對塗覆重新開始後之膜厚進行測定之結果。圖3係表示對自塗覆停止期間後重新開始塗覆時刻起之塗覆距離與塗覆膜厚之間之關係進行測定得到之結果之曲線圖。圖3(a)係使用本發明之塗覆裝置之情形(實施例)之曲線圖，圖3(b)係於塗覆停止期間內不使塗覆液循環之情形(比較例)之曲線圖。於該圖中，橫軸表示以塗覆重新開始時刻為起點之塗覆距離，縱軸表示各塗覆距離下之塗覆膜厚。
於塗覆停止期間內不進行塗覆液之循環之比較例中，於塗覆重新開始後至塗覆膜厚穩定為止，產生近700m長度之塗覆開始損耗。與此相對，於塗覆停止期間內進行塗覆液之循環之實施例中可知，塗覆膜厚於塗覆剛重新開始之後穩定，塗覆開始損耗較小。如此，根據本發明，可認為自塗覆剛重新開始之後，過濾器之過濾特性、進而供給至頭部之塗覆液之比重穩定，能抑制塗覆品質之下降。
10‧‧‧塗覆裝置
11‧‧‧箱體
12‧‧‧頭部
13‧‧‧第1流路
14‧‧‧第1泵
15‧‧‧過濾器
16‧‧‧第2流路
17‧‧‧第2泵
18‧‧‧乾燥裝置
19‧‧‧對象物(支持薄膜)
20‧‧‧塗覆液
20a‧‧‧溼潤塗膜
20b‧‧‧乾燥塗膜
21‧‧‧膜厚測定裝置
22‧‧‧驅動時間調整裝置

Claims (6)

  1. 一種塗覆裝置，其包括：第1流路，其將貯存塗覆液之箱體與向對象物塗覆上述塗覆液以形成塗膜之頭部之間連結；第1泵，其設置於上述第1流路，於塗覆執行期間將上述塗覆液自上述箱體供給至上述頭部；過濾器，其設置於上述第1流路上且上述第1泵之上游側之位置，對上述塗覆液進行過濾；第2流路，其於上述過濾器與上述第1泵之間自上述第1流路分支，於上述過濾器之上游側經由上述箱體、或者於上述箱體和上述過濾器之間與上述第1流路連接；以及第2泵，其設置於上述第2流路，於塗覆停止期間使上述塗覆液至少經由上述過濾器及上述第2流路進行循環；且上述第2泵係至少於自上述塗覆停止期間之末期之前之時期開始、至上述塗覆停止期間之末期為止之連續期間內被驅動。
  2. 一種塗覆裝置，其包括：第1流路，其將貯存塗覆液之箱體與向對象物塗覆上述塗覆液以形成塗膜之頭部之間連結；第1泵，其設置於上述第1流路，於塗覆執行期間將上述塗覆液自上述箱體供給至上述頭部；過濾器，其設置於上述第1流路上且上述第1泵之上游側之位置，對上述塗覆液進行過濾；第2流路，其於上述過濾器與上述第1泵之間自上述第1流路分支，於上述過濾器之上游側經由上述箱體、或者於上述箱體和上述過濾器之間與上述第1流路連接；以及 第2泵，其設置於上述第2流路，於塗覆停止期間使上述塗覆液至少經由上述過濾器及上述第2流路進行循環；且上述塗覆裝置進而包括：膜厚測定裝置，其對塗覆於上述對象物之上述塗膜之膜厚進行測定；以及驅動時間調整裝置，其基於上述膜厚測定裝置之測定結果，對上述第2泵之驅動時間進行調整。
  3. 一種塗覆裝置，其包括：第1流路，其將貯存塗覆液之箱體與向對象物塗覆上述塗覆液以形成塗膜之頭部之間連結；第1泵，其設置於上述第1流路，於塗覆執行期間將上述塗覆液自上述箱體供給至上述頭部；過濾器，其設置於上述第1流路上且上述第1泵之上游側之位置，對上述塗覆液進行過濾；第2流路，其於上述過濾器與上述第1泵之間自上述第1流路分支，於上述過濾器之上游側經由上述箱體、或者於上述箱體和上述過濾器之間與上述第1流路連接；以及第2泵，其設置於上述第2流路，於塗覆停止期間使上述塗覆液至少經由上述過濾器及上述第2流路進行循環；且上述塗覆裝置進而包括：膜厚測定裝置，其對塗覆於上述對象物之上述塗膜之膜厚進行測定；以及驅動時間調整裝置，其基於上述膜厚測定裝置之測定結果，對上述第2泵之驅動時間進行調整；上述第2泵係至少於自上述塗覆停止期間之末期之前之時期開始、至上述塗覆停止期間之末期為止之連續期間內被驅動。
  4. 如請求項1至3中任一項之塗覆裝置，其中上述第1泵及上述第2泵係擇一地被驅動。
  5. 如請求項1至3中任一項之塗覆裝置，其中上述第2流路經由上述箱體與上述第1流路連接。
  6. 如請求項4之塗覆裝置，其中上述第2流路經由上述箱體與上述第1流路連接。
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