(57)【要約】【課題】  ＰＤＰの隔壁をサンドブラスト加工する際に、大量に発生するサンドブラスト廃材の有効な再利用を図ることができるサンドブラスト装置を提供する。【解決手段】  微粉体状の研削材を貯蔵する第一貯蔵タンクと、前記タンクと連結された、研削材を供給する供給装置と、前記供給装置から研削材を輸送する供給経路と、前記供給経路から輸送された研削材を被加工物に噴射する、サンドブラストガンを備えた加工装置と、前記加工装置から噴射された研削材および被研削材を負圧により移動させる排気経路と、前記排気経路から供給された研削材と被研削材とを分級する分級装置と、前記分級装置によって捕集された研削材を貯蔵する第二貯蔵タンクと、前記分級装置から排出されるダストを回収する集塵装置と、を備え、前記分級装置が、微粉を除去する第一分級装置と、粗粉を除去する第二分級装置と、研削材を捕集する第三分級装置と、からなり、前記第一分級装置、第二分級装置、および第三分級装置が、この順で配置されてなる、ことを特徴とする。【選択図】  図１
2006318747.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
微粉体状の研削材を貯蔵する第一貯蔵タンクと、
前記タンクと連結された、研削材を供給する供給装置と、
前記供給装置から研削材を輸送する供給経路と、
前記供給経路から輸送された研削材を被加工物に噴射する、サンドブラストガンを備えた加工装置と、
前記加工装置から噴射された研削材および被研削材を負圧により移動させる排気経路と、
前記排気経路から供給された研削材と被研削材とを分級する分級装置と、
前記分級装置によって捕集された研削材を貯蔵する第二貯蔵タンクと、
前記分級装置から排出されるダストを回収する集塵装置と、を備え、
前記分級装置が、
微粉を除去する第一分級装置と、
粗粉を除去する第二分級装置と、
研削材を捕集する第三分級装置と、からなり、
前記第一分級装置、第二分級装置、および第三分級装置が、この順で配置されてなる、ことを特徴とする、サンドブラスト装置。
【請求項２】
前記第一分級装置と第二分級装置との間に、捕集タンクおよび移送装置が配置されてなる、請求項１に記載のサンドブラスト装置。
【請求項３】
前記被加工物が、プラズマディスプレイ部材である、請求項１または２に記載のサンドブラスト装置。
【請求項４】
前記第二分級装置が、櫛または風力により分級を行うものである、請求項１〜３のいずれか一項に記載のサンドブラスト装置。
【請求項５】
前記供給経路および／または前記排気経路が、異物分離手段を備えてなる、請求項１〜４のいずれか一項に記載のサンドブラスト装置。
【請求項６】
前記異物分離手段が、金属メッシュである、請求項５に記載のサンドブラスト装置。
【請求項７】
前記第一分級装置および第三分級装置が、風力によって分級を行うものである、請求項１〜６のいずれか一項に記載のサンドブラスト装置。
【請求項８】
前記集塵装置が、前記第一分級装置および第三分級装置に設けられてなる、請求項１〜７のいずれか一項に記載のサンドブラスト装置。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか一項に記載のサンドブラスト装置を用いた、サンドブラスト加工方法。
【請求項１０】
請求項９に記載の方法を含んでなる、プラズマディスプレイパネルの製造方法。
【請求項１１】
請求項１０に記載の方法により得られるプラズマディスプレイパネル。
【発明の詳細な説明】
【発明の分野】
【０００１】
本発明は、気相中に粉体を分散させた噴流を被加工物に衝突させることによって研削加工を行うサンドブラスト装置に関し、より詳細には、プラズマディスプレイパネル（以下、ＰＤＰと略す）におけるリブの形成に好適に用いられるサンドブラスト装置およびサンドブラスト加工方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、サンドブラスト加工法は、ガラス、大理石、プラスチック、陶磁器、皮革、木質材等の基材の表面に図柄を形成する加工方法の一つとして利用されてきた技術である。この加工法は、基材の表面にサンドブラスト用レジストを設け、レジストの露出部に研削材等を吹き付けることで選択的に研削して図柄を形成する。そして、サンドブラスト用レジストとして耐サンドブラスト性のある感光性樹脂を使用し、フォトリソグラフィー法によりマスクパターンを形成した後、その露出部分に研削材等を吹き付けて加工する方法は、微細加工ができるところから、最近では、金属パターンと絶縁パターンが混在する回路基板の形成、特にＰＤＰの金属配線パターンやリブ、蛍光体等の絶縁パターンの形成に利用されている。
【０００３】
一般にＰＤＰは、２枚の対向するガラス基板にそれぞれ規則的に配列した一対の電極を設け、その間にＮｅ、Ｘｅ等を主体とするガスを封入した構造になっている。そして、これらの電極間に電圧を印加し、電極周辺の微小なセル内で放電を発生させることにより、各セルを発光させて表示を行うようにしている。情報表示をするためには、規則的に並んだセルを選択的に放電発光させる。このＰＤＰには、電極が放電空間に露出している直流型（ＤＣ型）と絶縁層で覆われている交流型（ＡＣ型）の２タイプがあり、双方とも表示機能や駆動方法の違いによって、さらにリフレッシュ駆動方式とメモリー駆動方式とに分類される。
【０００４】
ＰＤＰの一方の基板は隔壁を有し背面板を構成する。このような背面板における隔壁の形成方法としては、スクリーン印刷によりガラスペーストを重ね刷りしてパターニングした後で焼成を施すのが一般的であった。しかしながらこの方法は工程が複雑である割には良好な線幅精度が得られないことから、最近では、ガラス基板上にガラスペーストを所定の厚さで塗布して乾燥させ、その上に耐サンドブラスト性を有するマスクをパターン状に形成してから、このマスクを介してサンドブラスト加工を施すことによりガラスペースト（隔壁形成材料層）を研削して所望形状の隔壁をパターニングした後で焼成する方法が採られている。そして、そのサンドブラスト加工では、研削材として粒径が２〜５０μｍ程度のガラスビーズ、ＳｉＣ、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、ＺｒＯ２等の無機微粒子が用いられている。
【０００５】
上記のような無機微粒子の研削材を使用すると、サンドブラスト加工時に、研削材と隔壁形成材料層の研削粉末とが混在した混合粉体が大量に発生する。この混合粉体を廃材としてそのまま廃棄すると環境的にもコスト的にも問題があるため、廃材としての混合粉体を再利用することが希求される。
【０００６】
サンドブラスト加工によって排出される混合粉体を再利用するためには、研削材と被研削物とを分離する必要がある。分離工程において、サイクロン等を利用して分級を行うことにより研削材を捕集し、粒度の細かい被研削物や粉砕した研削材等を集塵装置で回収することが行われている。例えば、特開２００１−１５７９６６号公報（特許文献１）には、サンドブラスト装置にサイクロン式の分級装置を付設し、この分級装置で研削材と隔壁材とを分離して、排出物の再利用を図ることができる装置が提案されている。
【特許文献１】特開２００１−１５７９６６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記のようにサイクロン式分級装置を使用した場合であっても、分級によって研削材と隔壁材とを完全に分離することは困難であった。また、分級装置内で被研削物の凝集物が生成されたり、また、負圧によって排気経路内に混入した粗大異物が分級装置によって捕捉されてしまうため、分級装置によって分離捕集された研削材を再度サンドブラスト加工に利用しようとすると、研削不具合を生じることがあった。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者らは今般、分級装置を多段化することにより、粗大異物や凝集物の含まれない研削材を分離捕集できる、との知見を得た。本発明はかかる知見によるものである。
【０００９】
したがって、本発明の目的とするところは、ＰＤＰの隔壁をサンドブラスト加工する際に、大量に発生するサンドブラスト廃材の有効な再利用を図ることができるサンドブラスト装置を提供することにある。また、本発明の別の目的は、そのサンドブラスト装置を用いたＰＤＰ隔壁のサンドブラスト加工方法を提供することにある。
【００１０】
そして、本発明によるサンドブラスト装置は、微粉体状の研削材を貯蔵する第一貯蔵タンクと、
前記タンクと連結された、研削材を供給する供給装置と、
前記供給装置から研削材を輸送する供給経路と、
前記供給経路から輸送された研削材を被加工物に噴射する、サンドブラストガンを備えた加工装置と、
前記加工装置から噴射された研削材および被研削材を負圧により移動させる排気経路と、
前記排気経路から供給された研削材と被研削材とを分級する分級装置と、
前記分級装置によって捕集された研削材を貯蔵する第二貯蔵タンクと、
前記分級装置から排出されるダストを回収する集塵装置と、を備え、
前記分級装置が、
微粉を除去する第一分級装置と、
粗粉を除去する第二分級装置と、
研削材を捕集する第三分級装置と、からなり、
前記第一分級装置、第二分級装置、および第三分級装置が、この順で配置されてなる、ことを特徴とするものである。
【００１１】
本発明によれば、第一分級装置によって先ず微粉を除去することにより、凝集物が生成するのを抑制し、次いで第二分級装置により粗粉を除去して、第三分級装置によって研削材を捕集でき、これら第一から第三分級装置をこの順で連続して配置することにより、粗大異物や凝集物を含まない研削材を効率的に捕集することができる。したがって、本発明のサンドブラスト装置によれば、使用済みの研削材を繰り返し利用することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明のサンドブラスト装置について、図を参照しながら説明する。
【００１３】
本発明の一実施態様であるサンドブラスト装置の概略構成図を図１に示す。
【００１４】
図１に示すように、被加工物である基板１は、搬送ローラー等の基板移送手段（図示せず）により、基板加工室２の中を所定速度で搬送される。基板加工室２内の基板１上部には、加工装置３が配置されており、この加工装置３には、基板１表面に研削材を噴射できるサンドブラストガン４が備えられている。サンドブラストガン４は移動手段（図示せず）を備え、基板搬送方向に対して直行する方向に往復移動できるようになっており、サンドブラストガン４からの研削材の噴射により、基板１表面が所望の形状に加工される。研削材は、供給装置５から気流に乗せて供給経路６を通って基板加工室２に供給される。サンドブラストガン４のノズル形状としては、丸型のノズルよりも、スリット型のノズルの方が好ましい。スリット型ノズルとすることにより、広い範囲を加工することができ、加工均一性が向上する。
【００１５】
基板加工室２内で基板１に噴射された研削材は、基板の加工により排出される被研削物（例えば、基板がＰＤＰ用基板である場合、被研削物はＰＤＰ隔壁形成材料等の研削粉末である）とともに、基板加工室内に設けられたホッパー７の下部に集められ、ホッパー７下端から排気経路８へ排出される。
【００１６】
排気経路８に排出された研削物と被研削物との混合物は、気流に乗せて分級装置９へ移送される。本発明においては、図１に示すように、分級装置９は、第一分級装置１０と第二分級装置１１と第三分級装置１２とから構成されている。排気経路８から移送された研削物および被研削物の混合粉体は、まず第一分級装置１０に供給される。第一分級装置１０により、混合粉体に含まれる微粉が分離される。この微粉は、被研削物を主体とするものである。第一分級装置における分級手段は、サイクロン等の風力であることが好ましい。
【００１７】
このようにして、第一分級装置１０により分級された微粉は集塵装置１３へ排出される。一方、微粉が除去された混合粉体は、一旦、捕集タンク１４に集められ、捕集タンク１４から移送経路を通じて第二分級装置１１へ移送される。この移送経路には、混合粉体を気流に乗せて移送するような移送手段（図示せず）が設けられていることが好ましい。
【００１８】
第二分級装置１１に移送された混合粉体に含まれる粗大異物や被研削物の凝集体が、ここで分級される。分級された粗大異物や凝集体は、異物回収タンク１５に移送されて除去される。第二分級装置１１は、このように比較的粗大な粉体を分級することを目的とするため、櫛または、櫛と風力とを組み合わせた分級手段を有していることが好ましい。
【００１９】
次いで、粗大異物や凝集体が除去された混合粉体は、移送経路を通じて第三分級装置１２へと移送される。ここでは、第一および第二分級装置で除去しきれなかった、研削材以外の残存粉体が除去される。この段階では、混合粉体中には比較的大きな粉体は残存していないため、サイクロン等の風力を利用する分級手段を利用することが好ましい。
【００２０】
分級された残存粉体は、移送経路を通じて集塵装置１３へ移送される。集塵装置は、一実施態様として、図１に示すように、第一分級装置１０と第三分級装置１２との両方から移送される微粉を一台の装置１３によって捕集してもよく、また、各分級装置ごとに別個に集塵装置を設けてもよい。
【００２１】
一方、残存粉体が除去された混合粉体、すなわち研削材は、貯蔵タンク１６へ移送される。貯蔵タンク１６内の研削材は、供給装置５により、供給経路６を通じて、再び基板加工室２へと供給される。
【００２２】
本発明においては、上記のように分級装置として、第一ないし第三の分級装置をこの順で連続して設けることにより、粗大異物や凝集体の含まれない研削材を分級することができるため、効率的に研削材の再利用を図ることができる。
【００２３】
また、各排気経路および供給経路には、必要に応じて金属メッシュ等の異物分離手段（図示せず）を設けてもよく、このような異物分離手段により、より純度の高い研削物を得ることができる。
【００２４】
次に、上記のサンドブラスト装置を用いたＰＤＰの隔壁を形成する方法について説明する。
【００２５】
先ず、ガラス等の基板上に隔壁形成用ペーストを塗布して乾燥させることにより、基板上に隔壁形成材料層を形成する。その隔壁形成材料層上に、耐サンドブラスト性を有する感光性樹脂を設けた後、フォトマスクを介して活性光線を照射して露光し、所望のパターンに現像する。このようにしてマスクパターンが形成された基板を、サンドブラスト装置に移送してサンドブラスト加工を行う。サンドブラストガンから噴射されたサンドブラスト研削材によって、マスクパターン以外の隔壁形成材料層が研削され、所望のパターンを有する隔壁が形成される。
【００２６】
サンドブラスト加工条件は、通常のサンドブラスト法と同様であるが、好ましくは、噴出圧力０．００１〜３ｋｇ／ｃｍ２、噴射量１００〜５０００ｇ／ｍｉｎである。
【００２７】
隔壁形成用ペーストは、低融点ガラス粉末、耐火性フィラー等の無機粉末を主成分とし、これに適当なバインダー樹脂および溶剤を加えた組成のペースト組成物である。バインダー樹脂としてはセルロース系樹脂またはアクリル系樹脂が好適に使用できる。このような樹脂を用いることにより、サンドブラスト加工による研削性が極めて良好となる。
【００２８】
このペースト組成物は、先ず低融点ガラス粉末、耐火性フィラー、および顔料等を混合した無機粉体をボールミル等によって粉砕し、各成分の粒度を調整する。次いで、粉砕した無機粉体を櫛分けして粗大異物を除去し、乾燥させることにより、フリットを調製する。得られたフリットにバインダー樹脂と溶剤とを加えて、インキ化することによりペースト組成物とする。
【００２９】
次に、上記のサンドブラスト装置を用いて製造されたＰＤＰについて、ＡＣ型のＰＤＰを一例に説明する。
【００３０】
図２において、ＰＤＰを構成する２枚のガラス基板２１，２２が互いに平行に且つ対向して配設されており、両者は背面板となるガラス基板２２上に互いに平行に設けられた隔壁２３により一定の間隔に保持されるようになっている。前面板となるガラス基板２１の背面側には透明電極である維持電極２４と金属電極であるバス電極２５とで構成される複合電極が互いに平行に形成され、これを覆って誘電体層２６が形成されている。誘電体層２６上には保護層２７（ＭｇＯ層）が形成されている。また、背面板となるガラス基板２２の前面側には前記複合電極と直交するように隔壁２３の間に位置するアドレス電極２８が互いに平行に形成されている。このアドレス電極２８を覆って誘電体層２９が形成され、さらに隔壁２３の壁面とセル底面を覆うようにして蛍光体２０が設けられている。このＡＣ型ＰＤＰは面放電型であって、前面板上の複合電極間に交流電圧を印加し、放電させる構造である。そしてこの放電により生じる紫外線により蛍光体２０を発光させ、前面板を透過する光を観察者が視認するようになっている。
【実施例】
【００３１】
以下、実施例により本発明のサンドブラスト装置を説明するが、これら実施例により、本発明の範囲が限定されるものではない。
【００３２】
１．基板の準備
平面の大きさが１４６０×１０５０ｍｍで厚さ２．８ｍｍのガラス基板を用意し、その片面の表面に３００μｍピッチで平行なストライプ上の多数の電極をスクリーン印刷した。
【００３３】
次に、形成した電極層を含めてガラス基板上の所定の位置を覆うように、低融点ガラスペーストをスクリーン印刷により塗布し、１７０℃×３０分間乾燥を行い、ペーストを固化させた。続いて、ピーク温度５８５℃、昇温から除冷まで合計９０分の焼成条件にてバインダー成分を焼成し、ガラス成分を焼結させて誘電体層を基板上に形成した。
【００３４】
誘電体層を形成した側の基板面上の所定位置に、セルロース系樹脂をバインダーとする低融点ガラスペーストをダイコーターにて一括コーティングし、昇温から除冷まで７０分間、ピーク温度２００℃を１５分間保持した条件にて、ペーストを乾燥固化させて隔壁形成材料層を形成した。
【００３５】
次いで、得られた隔壁形成材料層を覆うようにして、ドライフィルム（ＡＸ１６６ＦＦ、旭化成株式会社製）をラミネートして、フォトマスクを介して露光現像を行った。このようにして、幅９０μｍ、間隔２１０μｍの平行ストライプ状のパターンを有するサンドブラスト用レジストマスクを形成した。レジストマスクは、基盤上に設けた電極がレジストマスクパターンの間隔２１０μｍのちょうど中央に配置されるように形成されたものである。なお、現像液は、濃度５ｇ／ｌの炭酸ナトリウム水溶液を使用した。
【００３６】
２．サンドブラスト加工
次いで、図１に示すようなサンドブラスト装置を使用して、サンドブラスト加工を行うことにより隔壁を形成した。先ず、サンドブラスト用マスクを設けた基板を、多数の搬送ローラーからなる移送手段によって、基板加工室に移送し、基板のマスク面側の表面に向けてサンドブラストガンから研削材を噴射した。研削材とて、平均粒径１５μｍのステンレス研削材を使用した。
【００３７】
基板加工室には、基板の搬送方向に直交する方向に往復移動し得る４基のサンドブラストガンが備えてあり、各サンドブラストガンは、２００ｍｍ×２．８ｍｍのスリットから、基板に対してほぼ垂直に研削材を噴射するスリットノズルを有するものであった。
【００３８】
サンドブラスト加工後、濃度１０ｇ／ｌの水酸化ナトリウム水溶液にて隔壁上に設けたレジストマスクを剥離し除去した。さらに、純水にて洗浄を行い、ピーク温度１００℃で乾燥させて水分を除去した。
【００３９】
上記のようにしてサンドブラスト加工された隔壁は、幅８０μｍ、高さ１８５μｍで各隔壁間の間隔が２２０μｍであった。サンドブラスト加工後の基板を観察したところ、レジストマスクが設けられている部分以外の部分の隔壁形成材料層は全て研削除去されており、また、除去された隔壁形成材料層下の誘電体層、電極層、およびガラス基板には、何らの損傷も生じていなかった。
【００４０】
３．ＰＤＰ背面板の作製
所定パターンの隔壁が形成されたガラス基板を焼成することにより、低融点ガラス成分である鉛ガラスが完全に溶融させてガラスを焼成するとともに、バインダー樹脂の焼却を行い、ＰＤＰ背面板１を得た。
【００４１】
４．研削材の再利用
上記サンドブラスト加工によって排出された混合粉体を、図１に示すサンドブラスト装置を用いて分級しながらＰＤＰ背面板２を作製した。具体的には、第一分級装置１０によって微粉を取り除いた混合粉体を捕集タンク１４に集め、次いで第二分級装置１１および第三分級装置１２によって、粗大異物や被研削物の凝集体等を除去して、分級された研削材を再度、供給装置１５に供給することにより研削材を再利用した。この研削材の再利用工程は、サンドブラスト加工中に、逐次、連続的に行われた。
【００４２】
本発明のサンドブラスト装置を用いて研削材を再利用しながらサンドブラスト加工を行ったＰＤＰ背面板２の隔壁は、再利用せずに新しい研削材を使用して加工したＰＤＰ背面板１の隔壁と比較して、同等の品質であった。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明のサンドブラスト装置の一例を示した構成概略図である。
【図２】プラズマディスプレイパネルの概略図である。
【符号の説明】
【００４４】
１    基板
２    基板加工室
３    加工装置
４    サンドブラストガン
５    供給装置
６    供給経路
７    ホッパー
８    排気経路
９    分級装置
１０  第一分級装置
１１  第二分級装置
１２  第三分級装置
１３  集塵装置
１４  捕集タンク
１５  異物回収タンク
１６  貯蔵タンク
２０  蛍光体
２１、２２  基板
２３  隔壁
２４  維持電極
２５  バス電極
２６  誘電体層
２７  保護層
２８  アドレス電極
２９  誘電体層
【図１】
2006318747.tif 000003
【図２】
2006318747.tif 000004