(57)【要約】      （修正有）【課題】遅延硬化性樹脂組成物を塗布する場合であっても詰まりを抑制するスクリュー式塗布装置を提供すること。【解決手段】流動性材料を供給するタンクＴと、前記タンクＴから一方の端部に流動性材料が供給され、他方の端部から流動性材料が吐出される吐出室１を有する本体２と、吐出室１内に回転可能に挿入されたスクリュー３と、スクリュー３を回転させる回転駆動機構Ｍと、回転駆動機構Ｍを制御するコントローラＣとを備えてなる、スクリュー３の回転により流動性材料を吐出する塗布装置において、流動性材料が、所定のエネルギーを受けることにより反応速度が変化する硬化性樹脂組成物であり、吐出室１内にある硬化性樹脂組成物にエネルギーを与えるエネルギー付与機構４を設けたことを特徴とする塗布装置。【選択図】図１
2015091570.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
流動性材料を供給する供給部と、
前記供給部から一方の端部に前記流動性材料が供給され、他方の端部から前記流動性材料が吐出される吐出室を有する本体と、
前記吐出室内に回転可能に挿入されたスクリューと、
前記スクリューを回転させる回転駆動機構と、
前記回転駆動機構を制御する制御手段とを備えてなり、前記スクリューの回転により前記流動性材料を吐出する塗布装置において、
前記流動性材料が、所定のエネルギーを受けることにより反応速度が変化する硬化性樹脂組成物であり、
前記吐出室内にある前記硬化性樹脂組成物に前記エネルギーを与えるエネルギー付与機構を設けたことを特徴とする塗布装置。
【請求項２】
前記スクリューと前記吐出室の内壁とが近接していることを特徴とする請求項１に記載の塗布装置。
【請求項３】
前記スクリューが、複数本であり、互いに一方のねじの山が他方のねじの谷に少なくとも一部が近接するように平行に配置されたことを特徴とする請求項１又は２に記載の塗布装置。
【請求項４】
前記複数本のスクリューは、同じ方向に回転することを特徴とする請求項１〜３いずれか１項に記載の塗布装置。
【請求項５】
前記スクリューの表面が、コーティングされていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の塗布装置。
【請求項６】
前記スクリューが、ノズル先端に近い位置に存在することを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の塗布装置。
【請求項７】
前記エネルギー付与機構が、
前記本体に設けられて前記吐出室に臨む窓と、
前記窓を通して前記吐出室内に電磁波を照射する電磁波照射部とからなり、
前記遅延硬化性樹脂組成物が、前記電磁波を受けることにより反応速度が変化することを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の塗布装置。
【請求項８】
前記エネルギー付与機構が、
前記吐出室内を加熱する加熱部からなり、
前記遅延硬化性樹脂組成物が、前記加熱により反応速度が変化することを特徴とする請求項１または２に記載の塗布装置。
【請求項９】
前記エネルギー付与機構が、
前記吐出室に超音波を照射する超音波照射部からなり、
前記流動性材料が前記超音波により溶融する、ペレット状または粉末状の熱可塑性樹脂組成物であることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の塗布装置。
【請求項１０】
前記スクリューの軸部付近の前記流動性材料に、必要量の前記エネルギーが付与されるように、前記吐出室の内壁から前記スクリューの軸部までの距離を設定したことを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の塗布装置。
【請求項１１】
吐出を停止または一時停止するときに、前記スクリューを吐出時と反対方向に回転させるように前記回転駆動機構を制御することを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１項に記載の塗布装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、塗布装置に関し、特に微量の液体または流動性材料を定量塗布する装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、微量の液体（粉体等の流動性材料を含む。以下同じ。）を塗布する装置としては、円筒状の液室内に挿入されたスクリューを回転させることにより、液室内にある液体を搬送し、液室端部に設けられたノズルから吐出して対象物に塗布する構成とした、スクリュー式の塗布装置がある。このようなスクリュー式塗布装置としては、例えば特許文献１または特許文献２に記載の塗布装置が挙げられる。
【０００３】
このような塗布装置を用いて、遅延硬化性の樹脂組成物（以下、単に「樹脂」と記載する場合がある。）を塗布する場合を検討する。遅延硬化性の樹脂組成物とは、所定のエネルギーを与えることにより反応速度が変化し、含有成分の重合反応が進みうる状態となり、所定時間の経過後に硬化する樹脂をいう。「遅延硬化性」が意味するところは、一般的な類似の硬化性樹脂組成物と比較して硬化時間が長い、あるいは、実質的な硬化反応を起こすために一般的な樹脂組成物では不要とされる追加の処理が必要となる（言い換えれば、追加処理が無ければほとんど硬化しない）点である。
【０００４】
例えば、紫外線を照射することにより硬化する紫外線硬化性の樹脂組成物を例に挙げると、一般的な紫外線硬化性の樹脂組成物では、紫外線照射後わずか数秒で硬化するが、遅延硬化性の樹脂組成物では、硬化時間が数分であったり、照射後に加熱を必要としたりする。遅延硬化性樹脂組成物を用いることにより、不透明部材の接着など、部材を貼り合わせた後に紫外線を照射することが困難な接着が可能となる。
【０００５】
このような紫外線硬化型の遅延硬化性樹脂組成物を塗布する塗布装置としては、特許文献３に記載された塗布装置がある。この塗布装置は、紫外線に対して透明な受光部が吐出部に設けられており、吐出部を通過する樹脂組成物に紫外線を照射することで塗布後に硬化せしめるように構成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平５−１１５１３号
【特許文献２】特開２００２−３２６７１５号
【特許文献３】特開２００６−２６３５９２号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
前記のスクリュー式塗布装置において、遅延硬化性樹脂組成物を塗布するために、この特許文献３に記載の塗布装置における吐出部を適用しようとすると、次のような問題が生じる。吐出部内で紫外線の照射を受けた樹脂は順次吐出部から押し出される。しかし、スクリュー式塗布装置は時間あたりの塗布量が小さく、吐出部の内壁付近における樹脂の流速が特に小さくなる。すると内壁付近の樹脂は、押し出される前に壁面で硬化してしまう。硬化した樹脂は内壁と一体化するので、内壁の厚さが増し、吐出部の内径が小さくなる。続いて吐出部に導入される樹脂も、順次一部が内壁に取り残されることとなり、これが繰り返されて硬化した樹脂が蓄積することにより、最終的には吐出部が詰まってしまう。
【０００８】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、遅延硬化性樹脂組成物を塗布する場合であっても詰まりを抑制するスクリュー式塗布装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
すなわち、本発明は、
流動性材料を供給する供給部と、
前記供給部から一方の端部に前記流動性材料が供給され、他方の端部から前記流動性材料が吐出される略円筒状の吐出室を有する本体と、
前記吐出室内に回転可能に挿入されたスクリューと、
前記スクリューを回転させる回転駆動機構と、
前記回転駆動機構を制御する制御手段とを備えてなり、前記スクリューの回転により前記流動性材料を吐出する塗布装置において、
前記流動性材料が、所定のエネルギーを受けることにより反応速度が変化する硬化性樹脂組成物であり、
前記吐出室内にある前記硬化性樹脂組成物に前記エネルギーを与えるエネルギー付与機構を設けたことを特徴とする塗布装置である。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、遅延硬化性樹脂組成物を塗布する場合であっても詰まりを抑制するスクリュー式塗布装置を提供することができる。
【００１１】
また、本発明の塗布装置において、吐出室に挿入されるスクリューが複数本であることにより、スクリューの谷部をお互いに掻き取りあうことができ、低速回転においても樹脂の吐出量を安定させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る塗布装置を示す概略部分断面図である。
【図２】本発明の第２の実施形態に係る塗布装置を示す概略部分断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
【００１４】
＜第１の実施形態＞
図１は、本発明の第１の実施形態に係る塗布装置を示す概略部分断面図である。タンクＴには流動性材料としての紫外線硬化型の遅延硬化性樹脂組成物が充填されている。タンクＴは配管を通じて吐出室１を有する本体２に接続されている。タンクＴには図示しない圧送手段としての高圧空気源が弁を介して接続されており、高圧空気の圧力により樹脂がタンクＴから吐出室１に搬送されるように構成されている。
【００１５】
本体２はアルミ等の金属ブロックで形成されており、内部には吐出室１が設けられている。吐出室１は直径５ｍｍ、長さ３０ｍｍの円筒形であり、スクリュー３が挿入されている。スクリュー３は本体２の上部に突出しており、コントローラＣにより制御されるモータＭ（回転駆動機構）に回転可能に接続されている。スクリュー３のネジ山と吐出室１の内壁とは近接しており、ネジ山の全範囲にわたって実質的に近接している。ネジ山は、スクリュー３がいわゆる左ネジとなるような螺旋状に形成されており、その螺旋は、スクリュー３の軸の延長上から見たときに、時計回りの方向に進むに従って手前に近づくような形状である。また、吐出室１のスクリュー３の谷部で樹脂が硬化又はゲル化することを防止でき、樹脂の吐出量を安定させることできるという観点から、スクリュー３の表面は、フッ素樹脂等でコーティングされていることが好ましい。
【００１６】
本体２の側部には吐出室１の軸と直交する方向に貫通する貫通孔が設けられ、窓５がはめ込まれている。窓５と貫通孔との間は封止されており、吐出室１内部の樹脂が貫通孔から漏れることはない。窓５の吐出室１側の面は、凹面上に切削されており、スクリュー３のネジ山が実質的に近接している。窓５の材質は紫外線に対して透明な石英ガラスである。本体２のスクリュー３先端側（下方）にはノズル８が取り外し可能に設けられており、ノズル８はその先端部に吐出室１の内径よりも小さいノズル孔を有している。
【００１７】
窓５を臨む本体２の両側には、吐出室１内の樹脂に向けて紫外線を照射する照射器６（電磁波照射部）が設けられている。照射器６の光源としてはＵＶ−ＬＥＤを用いている。照射器６と窓５は両者でエネルギー付与機構を構成している。
【００１８】
次に、本第１の実施形態の塗布装置の動作を説明する。吐出する場合、タンクＴに接続された高圧空気源の弁を開弁することにより、タンクＴに充填された紫外線硬化型の遅延硬化性樹脂組成物は、配管を通じて本体２内部の吐出室１に搬送される。吐出室１に搬送された樹脂は、モータＭが回転駆動するスクリュー３のネジ山によってノズル８の方向に押し出される。回転方向は、モータＭからノズル８に向かって時計回りの方向である。
【００１９】
吐出室１内にある樹脂に対して照射部６から紫外線７が照射される。紫外線７が照射された樹脂は、ノズル８の先端から吐出され、被塗布部材に塗布される。塗布後、樹脂は所定の時間を経過した後に硬化する。樹脂が硬化するために追加の加熱処理を必要とするものである場合は、塗布された樹脂を加熱することによって硬化させることができる。加熱の方法は特に限定されないが、例えば温風の送風や赤外線の照射などが挙げられる。
【００２０】
吐出を停止あるいは一時停止する際には、タンクＴの弁を閉弁すると共に、モータＭの回転を停止する。樹脂の粘度が低く、ノズル８の先端から樹脂が滴下するおそれがあるときには、モータＭを吐出時とは逆方向（本第１の実施形態では反時計回り方向）に、比較的低速度で回転させることにより滴下を抑制することができる。
【００２１】
本第１の実施形態の塗布装置においては、スクリュー３のネジ山が吐出室１の内壁および窓５の凹面に実質的に近接しているので、スクリュー３を回転させることでネジ山が絶えず内壁および凹面付近の樹脂を掻き取ることができる。そのため、樹脂がそこで硬化することを妨げ、詰まりを抑制することができる。また、ノズル８が取り外し可能に設けられているので、内部の洗浄が容易である。さらに、ノズル８はその先端部に吐出室１の内径よりも小さいノズル孔を有しているので、照射後の樹脂がノズル８から吐出されるまでの時間を短縮し、詰まりを抑制することができる。
【００２２】
本第１の実施形態の塗布装置では、吐出室１内の樹脂全体に十分な量の紫外線が照射されるよう、吐出室１の内壁からスクリュー３の軸部までの距離が適切に設定されている。具体的には、樹脂の紫外線透過率、紫外線の照射量、吐出室１内の樹脂が紫外線の照射を受ける時間（窓５付近を通過するための所要時間）等を考慮し、軸部付近の樹脂にも必要な量の紫外線が照射されるように、窓５の吐出室１側の面からスクリュー３の軸部までの距離を設定している。そのため、吐出された樹脂全体が十分に硬化しうる。
【００２３】
なお、本第１の実施形態では、スクリュー３のネジ山が吐出室１の内壁および窓５の凹面に実質的に近接しているが、所定のクリアランスを設けてもよい。クリアランスの大きさとしては、１．０ｍｍ以下が好ましく、０．５ｍｍ〜０．０５ｍｍがより好ましい。クリアランスを設けることで吐出室１の内壁等に硬化した樹脂が堆積するおそれがあるが、スクリュー３のネジ山の掻き取り作用により、硬化した樹脂の層がクリアランスよりも厚くなることはないので、この場合であっても、詰まりを抑制することができる。クリアランスを設けることにより、ネジ山と内壁間の摩擦が減少し、また、吐出室１の内壁や窓５の凹面の加工精度を低くすることができる。内壁に堆積した硬化樹脂層が紫外線を吸収する場合は、クリアランスの厚さを相応に小さくする必要がある。
【００２４】
また、本第１の実施形態では流動性材料として紫外線硬化型の遅延硬化性樹脂組成物を用いたが、加熱硬化型の遅延硬化性樹脂組成物を用いてもよい。この場合、窓５および照射部６に替えて、吐出室内を加熱する加熱部を設ける。加熱部は、吐出室内を加熱できるものであれば特に限定されないが、詰まりを効果的に抑制するという観点からは、スクリューのある部分を集中的に加熱するものが好ましい。
【００２５】
また、流動性材料として、ペレット状または粉末状の超音波硬化型の遅延硬化性樹脂組成物を用いてもよい。この場合、窓５および照射部６に替えて、吐出室内に超音波を照射する超音波照射部を設ける。超音波照射部は、吐出室内に超音波を照射できるものであれば特に限定されないが、詰まりを効果的に抑制するという観点からは、スクリューのある部分に集中的に照射するものが好ましい。超音波硬化型の遅延硬化性樹脂組成物としては、例えば超音波溶着に用いられる熱可塑性樹脂が挙げられる。これは、超音波振動により瞬時に溶融し、固化するというものであり、部材の接合などに用いられる。
【００２６】
＜第２の実施形態＞
図２に第２の実施形態を示す。本実施形態に係る塗布装置は、供給部Ｔ、吐出室１を有する本体２、吐出室内に２本のスクリュー３、回転駆動機構Ｍ、吐出室内にあるエネルギー付与機構４を備えるものである。各構成は、第１の実施形態と同様である。第２の実施形態と第１の実施形態との相違点は、スクリュー３が１本であったものを２本に替えるとともに、互いに一方のねじの山が他方のねじの谷に入り込むように配置されている点である。この構成により、スクリュー３の谷部に樹脂が堆積することを抑制でき、樹脂の吐出量が長期間にわたって安定することが可能となる。
【００２７】
また、本実施形態では、２本のスクリューが、互いに一方のねじの山が他方のねじの谷に入り込むように配置されているが、一方のねじの山が他方のねじの谷に少なくとも一部が入り込むように配置されていれば樹脂の堆積を抑制できる。この場合、互いの接触面積がゼロ又は非常に小さいため、回転駆動機構Ｍの負荷を小さくすることができる。また、２本のスクリューとしては台形ねじを用いているが、三角ねじや角ねじを用いてもよい。角ねじを用いた場合、互いのねじ山の間に隙間ができるため、ねじの公差を大きく取ることができる（高い加工精度を必要としない）。
【００２８】
なお、本発明においてスクリュー３は２本限定されるものではなく、複数本であることで、スクリューの谷部をお互いに掻き取りあうことができるので、樹脂の吐出量を安定させることでできる。なお、吐出室１の形状は、スクリュー３の本数に応じて、設計変更可能である。また、複数本のスクリューのねじ山の径とピッチは同じであることが好ましい。
【００２９】
また、第２の実施形態の塗布装置は、樹脂が対流せずにスムーズに流れるという観点から複数本のスクリュー３は、同じ方向に回転することが好ましい。
【００３０】
また、ノズル８内壁面での樹脂がゲル化又は硬化し流路を塞いでしまうという問題を解消できるという観点から、図２に示すようにスクリュー３はノズル８先端に近い位置に存在することが好ましい。なお、スクリュー３はノズル８先端に近い位置に存在するという構成は、スクリュー３が複数本ある塗布装置に限定されず、スクリュー３が１本であるという場合においても有効である。
【００３１】
以上、本発明を実施形態１、２に基づいて説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されるものではなく、本発明の構成と効果の範囲内で、適宜変更することができる。
【産業上の利用可能性】
【００３２】
以上の通り、本発明によれば、遅延硬化性樹脂組成物を塗布する場合であっても詰まりを抑制するスクリュー式塗布装置を提供することができる。
【符号の説明】
【００３３】
１  吐出室
２  本体
３  スクリュー
４  エネルギー付与機構
５  窓
６  照射部（電磁波照射部）
７  紫外線
８  ノズル
Ｔ  タンク
Ｍ  モータ（回転駆動機構）
Ｃ  制御手段
【図１】
2015091570.tif 000003
【図２】
2015091570.tif 000004