(57)【要約】【課題】筆穂先から塗布液が蒸発することを抑制できるとともに、広い面積に対して安定して塗布することができる塗布具を提供する。【解決手段】金属でできた円筒状のホルダ３の一端に筆穂２が嵌合されるとともに、ホルダ３の他端には軸４が取り付けられている。又ホルダ３から筆穂２の中央部にかけてはカバー５が取り付けられており、カバー５と筆穂２の間であって、カバー５の内側には、多孔質材料で構成されたスペーサ部材６が取り付けられている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ホルダと、上記ホルダの一端に嵌合された筆穂と、上記ホルダの他端に取り付けられた軸と、上記ホルダ及び上記筆穂の外周面に取り付けられたカバーと、上記カバーと上記筆穂の間に設置されたスペーサ部材とを備えたことを特徴とする塗布具。
【請求項２】
上記スペーサ部材を多孔質材料で構成したことを特徴とする請求項１記載の塗布具。
【請求項３】
ホルダと、上記ホルダの一端に嵌合された筆穂と、上記ホルダの他端に取り付けられた軸と、上記ホルダ及び上記筆穂の外周面に取り付けられたカバーを備え、更に上記カバーの端部を上記筆穂に密着させたことを特徴とする塗布具。
【請求項４】
上記カバーの材質を透明な材質で構成したことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の塗布具。
【請求項５】
請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の塗布具を複数個使用した塗布方法であって、一方の塗布具により塗布対象を塗布している間、他方の塗布具に塗布液を充填することを特徴とする塗布方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、電子機器組立工程において、速乾性潤滑剤、撥水剤、および撥油剤のような塗布液を塗布する工程で使用される塗布具、およびこの塗布具を使用した塗布方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、塗布具を使用する際の作業性を向上させる方策として、筆先に着脱可能なカバー部材を取り付けることで筆穂の形状を丸形形状から平板状に変更することができるものがあった（特許文献１参照）。
【０００３】
また、従来の塗布具において筆穂の弾力を調整する方策として、穂先の根元に空気孔を設けた耐水性の粘着シートを腰巻状にまきつけたものがあった（特許文献２参照）。
【０００４】
更に従来の繊維芯を用いた筆記具において、ペン先外周部にフィルムを被覆することにより、ペン先の乾燥を抑制するものがあった（特許文献３参照）。
【０００５】
塗布液としては、たとえば以下のような化学品が市販されており、電子機器組立工程に使用されている。潤滑剤としては、フッ素系樹脂、フッ素オイル及びフッ素系溶剤から構成されるものがある。また、フッ素樹脂(PTFE)とフッ素系溶剤から構成されるものもある。撥水剤としては、フッ素樹脂、フッ素系溶剤から構成されるものがある。
【０００６】
撥油剤としては、フッ素樹脂2wt%、フッ素系溶剤98wt%から構成された撥油剤がある。また、上記の塗布液に使われているフッ素系溶剤としては、化学式C4F9OCH3のハイドロフルオロエーテル(HFE)、化学式C4F9OC2H5で表される溶剤等がある。
【０００７】
【特許文献１】特開平２００３−２００６９３号公報
【特許文献２】特開平２００５−１９９４３５号公報
【特許文献３】特開平２００３−３９８７９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
携帯電話等の電子機器には速乾性潤滑剤、撥水剤、撥油剤等が使用されているが、これらの塗布液は主としてフッ素系の溶剤が使われており、粘度が低く、蒸発が速い。このため、ディスペンサ塗布装置や容器付の筆ペンおよび樹脂芯の筆記具を使うと、塗布具の先端が急速に乾燥するため、電子機器を安定的に塗布することが困難であった。
【０００９】
例えば、フッ素系溶剤として化学式C6F14/C11F24/C12F26混合物であるパーフルオロアルカンがあるが、25℃における蒸気圧は約14kPa〜約26kPaであり、アセトンと同じ程度の速乾性になる。そのため、例えば筆塗りの場合、筆穂から溶剤成分が急速に蒸発し、筆穂が乾燥する問題があった。
【００１０】
この場合電子機器全体を塗布液に浸すことも考えられるが、意匠が重要視される機器には適用できない。したがって、所要量の塗布液を容器に小分けし、筆やスポンジを使って頻繁に筆並びにスポンジを容器内の塗布液に浸しながら塗布せざるを得ず、作業時間を要するという問題点があった。
【００１１】
また筆先の乾燥が速いため、電子機器へ塗布すべき面積が大きい場合、塗布のばらつきが大きく、特に塗布量が少ないと所望の潤滑性能、撥水性能、あるいは撥油性能が得られないという問題点があった。
【００１２】
上記の問題点は塗布液として用いられる溶剤の蒸発が早いことに起因する。筆先からの蒸発を抑制するだけで済むのであれば、従来からある穂先の短い筆や、あるいは塗布できる最短の長さに切断された穂先を有する筆を使用することで蒸発量を抑制できるが、穂先がすぐに乾燥し、塗布面積を増大させることは困難である。
【００１３】
一方、従来の塗布具を種々に改良した技術を使用することも考えられる。たとえば上記特許文献１に示すカバー部材を筆先に取り付けると、筆の表面積が縮小することにより蒸発を抑制することが期待できる。さらに特許文献１には示されていないが、特許文献１に開示されているカバーの内部に塗布液を蓄え、徐々に筆先に供給することによって塗布面積を増大させることも考えられる。
【００１４】
しかし塗布液の粘度は低いため、塗布作業の際に塗布対象部材に筆穂先を押し付け、筆穂先が変形すると、カバー部材と筆穂の間隔が不均一となり、間隔が大きい部分から塗布液がボタ落ちし、塗布不良が生じてしまうという問題点がある。
【００１５】
また、特許文献２に示された塗布具において、穂先の根元に巻きつける粘着シート面積を小さくし、筆がほぐれた部分を大きくすることにより、墨液の含み量を増やす方法が示されているが、このような方法を採用すると蒸発面積が増大してしまうため、電子機器に速乾性の塗布液を塗布する場合には適用困難である。
【００１６】
また、特許文献３において開示されたものは、樹脂芯外周にフィルムを密着させるものであり、塗布液が蒸発することを抑制する効果は期待できる。しかし筆穂内に含まれる塗布液の量は、フィルムと筆穂の隙間に依存するが、隙間を大きくすると特許文献１の場合と同様、塗布の際に筆穂先が変形することにより、開口が大きな隙間から塗布液がボタ落ちするため、蒸発を抑制することはできるが、筆穂内に含まれる塗布液の量が減少してしまうという問題点がある。
【００１７】
この発明は上記のような問題点を解決するためになされたものであり、筆穂先から塗布液が蒸発することを抑制できるとともに、広い面積に対して安定して塗布することができる塗布具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】
【００１８】
この発明に係る塗布具は、ホルダと、ホルダの一端に嵌合された筆穂と、ホルダの他端に取り付けられた軸と、ホルダ及び筆穂の外周面に取り付けられたカバーと、カバーと筆穂の間に設置されたスペーサ部材とを備えたものである。
【００１９】
この発明に係る塗布具を複数個使用した塗布方法は、一方の塗布具により塗布対象を塗布している間、他方の塗布具に塗布液を充填するようにしたものである。
【発明の効果】
【００２０】
この発明に係る塗布具によれば、ホルダと、ホルダの一端に嵌合された筆穂と、ホルダの他端に取り付けられた軸と、ホルダ及び筆穂の外周面に取り付けられたカバーと、カバーと筆穂の間に設置されたスペーサ部材とを備えたので、塗布液の溶剤成分が蒸発することを抑制して筆先の乾燥を防止するとともに、従来よりも大きな面積に対して塗布することができ、更には塗布液のボタ落ちを防止することができる。
【００２１】
この発明に係る塗布具を複数個使用した塗布方法によれば、一方の塗布具により塗布対象を塗布している間、他方の塗布具に塗布液を充填するようにしたので、筆穂とカバーの間の隙間に塗布液が充填される時間を待つことなく、塗布作業を連続的に実施できるとともに、常に十分に塗布液が充填された塗布具を使うことができるので、効率良くしかも正確に塗布することができるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１による塗布具を示す断面図、図２は同じく塗布具の一部を切り欠いた状態を示す斜視図であり、いわゆる平筆を用いた場合を示している。又図３は同じく塗布具の一部を切り欠いた状態を示す斜視図であり、いわゆる丸筆を用いた場合を示している。
【００２３】
本発明における塗布具１においては、金属でできた円筒状のホルダ３の一端に筆穂２が嵌合されるとともに、ホルダ３の他端には軸４が取り付けられている。又ホルダ３から筆穂２の中央部にかけてはカバー５が取り付けられており、カバー５と筆穂２の間であって、カバー５の内側には、スペーサ部材６が取り付けられている。
【００２４】
カバー５は、塩化ビニル、ポリエチレン、あるいは、ポリテトラフルオロエチレン（以下、PTFEと記載する。）、テトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体に代表されるフッ素樹脂等の樹脂材料によって製作することができるが、熱収縮性を有するチューブによって製作することが望ましい。スペーサ部材６は多孔質のスポンジ状材料、超高密度ポリエチレンの多孔質材で製作することができる。
【００２５】
カバー５と筆穂２が重なっている部分であって、ホルダ３とは重なっていない部分の寸法L１としては、筆穂２の全長の２割から８割程度とする。L1が筆穂２の全長の８割以上の長さを有する場合、筆穂２の先端で塗布に寄与する部分が短くなるため、塗布作業性が悪化する。筆穂２の長さが11mm、幅4mm、厚さ2mmの平筆の場合、L１としては最大9mmとし、少なくとも筆穂２の先端2mmを露出させることで筆の腰が確保され、良好に塗布を行うことができるようになる。
【００２６】
スペーサ部材６の長さL2は、最短で0.5mm、最長ではカバー５の全長に亘って設定し、すなわちカバー５の内面全部に設置する。たとえばスペーサ部材６の長さL2を2mmとした場合、塗布具１への取り付け性を考えると、長さ2mm、厚さ0.2mmのシート状部材を筆穂２の外周に巻き、その後に熱収縮性を有するチューブ状のカバー５を装着して、加熱収縮させることで、スペーサ部材６の固定、並びに塗布具１におけるカバー５の固定が可能となる。
【００２７】
スペーサ部材６と筆穂２の間の隙間については、塗布作業時の筆穂２の変形により生じるスペーサ部材６と筆穂２間の隙間が、表面張力を有効に発揮できる隙間寸法より小さくなるように設定しなければならない。
【００２８】
ここで、表面張力を有効に発揮できる隙間寸法について説明する。
本願発明が解決しようとする課題の欄で説明したボタ落ち現象について鋭意研究した結果、ボタ落ち現象は毛管現象を用いて説明できることを本願発明者は見出した。
【００２９】
例えば、塗布液の毛管現象を考察すると、塗布液の溶剤として用いられるHFE(化学式C4F9OCH3)の表面張力は13.6mN/mであり、エタノールの22.6mN/m、水の72.8mN/mに比べて非常に小さく、隙間における塗布液の保持力が弱いことが判る。
【００３０】
具体的には毛管現象による管の這い上がり高さhは以下の式で計算される。
ｈ=2Tcosθ/(dgr)
ここに、T：溶剤の表面張力、θ：溶剤と菅の接触角、g；重力加速度、ｄ：溶剤密度、r：管の半径
【００３１】
接触角θを15°と仮定すると、管の半径rと高さhの関係は、図７のグラフのように表され、たとえば管の半径rが2mm以上に広がると、毛管現象は期待できなくなることがわかる。
【００３２】
これを塗布具に置き換えて考えると、筆穂とカバーの隙間に関しても約2mm以上になると毛管現象は期待できず、ボタ落ちが発生することとなる。
【００３３】
図７の例においては、管の断面が円形である場合を示しているが、塗布具での塗布液保持構造は、必ずしも円管ではなく、断面が四辺形、即ち平筆であることも多々ある。しかし這い上がりの目安としては概ね、図７の結果から大きく相違することはない。
【００３４】
そこで上記知見を基に、例えば筆穂２の外周にシート状のスペーサ部材６を密着して巻き付け、塗布時に筆穂２が変形してもスペーサ部材６と筆穂２との間隙が最大でも0.5mm以下としたところ、塗布液のボタ落ちは発生しなかった。
【００３５】
カバー５と筆穂２の間隙としては、毛管現象により塗布液が十分に保持される間隙が必要であるが、塗布具１におけるスペーサ部材６の厚さ程度である0.2〜0.4ｍｍの間隙を確保することにより、間隙のほぼ全部に塗布液が充填できることが判明している。
【００３６】
一方、対象となる塗布液には固形成分としてフッ素樹脂、例えばPTFE粒子が数%配合されている場合があり、塗布液を静置しておくと15分程度で固形成分の分離が始まる。
【００３７】
したがって、カバー５と筆穂２の間隙を大きくして、長時間塗布を出来るようにした場合、塗布作業中に塗布液内の固形成分が分離するため、塗布開始時と塗布終了時では電子機器に塗布される塗布液の成分が異なることもあり、塗布液の成分が所望の成分とは違ったものとなる可能性がある。したがって、カバー５と筆穂２の間隙を必要以上に大きくすることは妥当ではない。
【００３８】
図４はこの発明の実施の形態１による塗布具１を塗布液に浸した状態を示す断面図である。電子機器へ塗布液を塗布する作業としては、まず所要量の塗布液として潤滑剤、撥水剤、撥油剤を容器７に小分けする。
【００３９】
容器７内には、攪拌用のガラス球８を入れておく。たとえば容器７として円筒状のガラス瓶、ガラス球８としてビー玉を使うことができる。塗布作業において、筆穂２に塗布液を補給する際、穂先でガラス球８をはじくことにより、ガラス球８が円筒状容器７の底面の内周を数十回回転しながら動くことになり、塗布液９が攪拌され、塗布液９内の固形成分比率が均一となる。
【００４０】
容器７には、塗布具１が通過できる小孔１０ａを設けた蓋１０を被せ、塗布液９から溶剤成分が蒸発することを抑制する。カバー５及びスペーサ部材６を取り付けた塗布具１を容器７の塗布液９中に浸すと、多孔質のスペーサ部材６を介して塗布液９がカバー５と筆穂２の間に蓄えられ、カバー５と筆穂２との間隙に塗布液９が保持される。
【００４１】
次いで塗布具１を容器７から取り出し、電子機器部材に塗布液を塗布する。塗布作業時は、筆穂２が電子機器部材に押し付けられて変形するが、カバー５と筆穂２の隙間が小さいため、この隙間から塗布液がボタ落ちすることはない。
【００４２】
表１は本発明の具体例として、筆穂２の形状が平筆である場合に、カバー５とスペーサ部材６を設置した場合(実施例１〜３)と設置しない場合(比較例１〜３)において、それぞれ塗布面積がどの程度となるかを示したものである。
【００４３】
塗布液としてフッ素樹脂(PTFE)数%とフッ素系溶剤からなる潤滑剤を使い、塗布面積は幅2.5mm、長さ20mmの矩形範囲を長手方向に塗り、塗布液の補給を一回行うだけでかすれることなく塗布できた矩形範囲の全長がどれくらいになるかを示したものである。
【００４４】
【表１】
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【００４５】
表１に示されるように、カバー５とスペーサ部材６を設置することにより、塗布可能な長さが10倍以上増えることとなり、カバー５及びスペーサ部材６を設けない場合と比べると塗布面積が一桁違ってくることが判る。
【００４６】
一方、ホルダ３内部には空間があり、この部分に塗布液９が侵入することがあるが、筆穂２がホルダ３に嵌合している部分における筆穂２とホルダ３との隙間は極めて小さいため、この空間部分から筆穂２の先端に流出する塗布液の量はほとんど無視できる量であり、電子機器部材に塗布する際にはほとんど影響はない。
【００４７】
塗布作業中に、スペーサ部材６の先端は徐々に乾燥し、塗布液の固形成分が析出するが、電子機器に塗布される塗布液としては、カバー５と筆穂２の間隙に保持されたものが筆穂２を通じて徐々に供給されるので、塗布対象には所望の成分の塗布液が塗布される。
【００４８】
そして、作業終了時に塗布具１を容器７内の塗布液９に浸すことで、スペーサ部材６の先端に析出された固形成分は塗布液９中に再溶解するので、その後の塗布作業に影響することはない。また、スペーサ部材６の先端に析出された固形成分は微量であるので、容器７内にある塗布液９の組成への影響も無視できる。
【００４９】
このように塗布具１にカバー５及びスペーサ部材６を取り付けることにより、塗布に必要な筆穂２の先端だけを露出して、筆穂２の表面積を最小限にすることができるので、塗布液の溶剤成分が蒸発することを抑制して筆先の乾燥を防止することができるとともに、１回塗布液を補給するだけでカバー５と筆穂２の間隙に塗布液を保持することができるので、従来よりも大きな面積に対して塗布することができる。
【００５０】
またスペーサ部材６は、塗布液９が収容された容器７に塗布具１を漬けた際に、塗布液９をカバー５と筆穂２の間に蓄えさせることができるとともに、塗布作業時に、カバー５と筆穂２の隙間を最小にすることができるので、塗布液のボタ落ちを防止することができる。
【００５１】
実施の形態２．
図５はこの発明の実施の形態２による塗布具を示す断面図である。図において、カバー５と筆穂２が重なっている寸法L１は、上記実施の形態１の場合と同様であるが、本実施形態においては、カバー５の一端側であって筆穂２側において、カバー５を筆穂２に密着させるものである。密着させる部分の長さL3は、実施の形態１における寸法L2と同様の寸法に設定する。
【００５２】
このような構成の塗布具１を塗布液９中に浸すと、筆穂２を介して塗布液９がカバー５と筆穂２の間に流れ込み、この間隙に塗布液９が保持される。次いで、塗布具１を容器７から取り出し、この塗布具１によって電子機器部材を塗布する。
【００５３】
塗布作業時には、筆穂２が電子機器部材に押し付けられて変形するが、カバー５と筆穂２の隙間が小さいため、この間隙から塗布液がボタ落ちすることはない。また、カバー５と筆穂２の間隙に保持された塗布液が筆穂２を介して徐々に供給されるので、塗布対象に対して所望の成分の塗布液が塗布できる。
【００５４】
このように塗布具１にその先端が筆穂２と密着させたカバー５を取り付けることにより、塗布液の溶剤成分が蒸発することを抑制して筆先の乾燥を防止するとともに、１回塗布液を補給するだけでカバー５と筆穂２の間隙に塗布液を保持することができるので、従来よりも大きな面積に対して塗布することができる。またカバー５の先端を筆穂２に密着させることにより、塗布液のボタ落ちを防止することができる。
【００５５】
実施の形態３．
本実施形態においては、上記実施の形態１及び２に示したカバー５の材質として透明樹脂を用いたものである。このように構成することにより、カバー５の内部を目視することができるため、塗布液の保持量を確認することができ、塗布時において塗布液を筆先に供給することができるかどうかを確認することができる。
【００５６】
更にはカバー５の内部に塗布液の固形成分が堆積したことを確認した場合はすみやかに塗布作業を中止し、カバー５の内部を清掃することができ、安定した塗布作業を継続することができる効果がある。
【００５７】
実施の形態４．
図６はこの発明の実施の形態４による塗布方法を示すフローチャートである。本実施形態においては、上記実施の形態１〜３に示された塗布具を複数本用いるものである。図６に示されたフローチャートにおいては、２本の塗布具１ａ、１ｂを使う例を示しているが、３本以上の塗布具を使うようにしても良い。
【００５８】
ＳＴＥＰ６０１において、所定量の塗布液を入れた容器に塗布具１ａ、１ｂを装着し、筆穂２とカバー５の隙間に塗布液を充填する。次にＳＴＥＰ６０２において、複数の塗布具１ａ、１ｂのうち、塗布具１ａを取り出し、たとえば携帯電話部品のような電子機器部品の所定部位に塗布作業を施す。
【００５９】
次にＳＴＥＰ６０３において、塗布具を交換する。具体的にはＳＴＥＰ６０２において使用した塗布具１ａを容器に装着するとともに、ＳＴＥＰ６０２の工程の間、容器に装着されていた塗布具１ｂを取り出す。
【００６０】
次にＳＴＥＰ６０４において、塗布具１ｂを用いて、携帯電話部品といった電子機器部品の所定部位に塗布作業を施す。次にＳＴＥＰ６０５において、ＳＴＥＰ６０４において使用した塗布具１ｂを容器に装着するとともに、ＳＴＥＰ６０４の工程の間、容器に装着されていた塗布具１ａを取り出す。これ以降、ＳＴＥＰ６０２の工程に戻り、ＳＴＥＰ６０５の工程までを繰り返す。
【００６１】
以上のように複数の塗布具１を用いるようにすることにより、筆穂２とカバー５の間の隙間に塗布液が充填される時間を待つことなく、塗布作業を連続的に実施できるとともに、常に十分に塗布液が充填された塗布具１を使うことができるので、効率良くしかも正確に塗布することができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】この発明の実施の形態１による塗布具を示す断面図である。
【図２】この発明の実施の形態１による塗布具の一部を切り欠いた状態を示す斜視図である。
【図３】この発明の実施の形態１による塗布具の一部を切り欠いた状態を示す斜視図である。
【図４】この発明の実施の形態１による塗布具１を塗布液に浸した状態を示す断面図である。
【図５】この発明の実施の形態２による塗布具を示す断面図である。
【図６】この発明の実施の形態４による塗布方法を示すフローチャートである。
【図７】溶剤における毛管現象の計算例を示すグラフである。
【符号の説明】
【００６３】
１  塗布具、２  筆穂、３  ホルダ、４  軸、５  カバー、６  スペーサ部材。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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