(57)【要約】【課題】浸漬方式により被塗布物の表面にコーティング膜を施す際に、コーティング膜厚を常に一定に保ち、コーティング用液体に対する有機溶剤等補充液の補充作業を簡素化し、かつ、作業安全性に優れた液体補充方法及びコーティング装置を提供する。【解決手段】定量ポンプやディスペンサ等の液体定量吐出装置又は点滴装置を用いて短時間間隔で連続的に有機溶剤等補充液の補充を行うことで、コーティング用液体の粘度のばらつきが無くなり、コーティング膜厚を一定に保つことが可能になる。また、コーティング用液体に対する有機溶剤等補充液の補充工程が自動化されれば、従来作業者が行っていた頻繁で繁雑な補充作業がなくなり、作業の簡素化、更には、作業安全性の向上につながる。【選択図】　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被塗布物を昇降し、浸漬槽に満たされたコーティング用液体に浸漬して引き上げ、被塗布物の表面にコーティング膜を施すコーティング方法において、前記コーティング用液体に対し、前記コーティング用液体の補充液を連続的に補充することを特徴とする液体の補充方法。
【請求項２】
請求項１に記載の液体の補充方法であって、前記コーティング用液体に対し、前記コーティング用液体の補充液を間欠吐出することを特徴とする液体の補充方法。
【請求項３】
請求項１または２に記載の液体の補充方法であって、前記補充液の間欠吐出を一定間隔毎に一定量ずつ行うことを特徴とする液体の補充方法。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかに記載の液体の補充方法であって、前記コーティング用液体の補充液を定量ポンプにより吐出することを特徴とする液体の補充方法。
【請求項５】
請求項１〜３のいずれかに記載の液体の補充方法であって、前記コーティング用液体の補充液をディスペンサにより吐出することを特徴とする液体の補充方法。
【請求項６】
請求項１に記載の液体の補充方法であって、前記コーティング用液体に対し、前記コーティング用液体の補充液を滴下することを特徴とする液体の補充方法。
【請求項７】
請求項１または６に記載の液体の補充方法であって、前記コーティング用液体の補充液を点滴方式により滴下することを特徴とする液体の補充方法。
【請求項８】
前記コーティング用液体が、プライマー用組成物であることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の液体の補充方法。
【請求項９】
前記コーティング用液体が、ハードコーティング用組成物であることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の液体の補充方法。
【請求項１０】
前記コーティング用液体が、反射防止膜用組成物であることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の液体の補充方法。
【請求項１１】
前記コーティング用液体が、撥水膜用組成物であることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の液体の補充方法。
【請求項１２】
被塗布物を昇降可能に支持する支持部と、被塗布物をコーティング用液体に浸漬する浸漬槽と、浸漬槽の縁部より溢れて流出したコーティング用液体を貯える貯液槽とを具備するコーティング装置であって、前記コーティング用液体に対し、前記コーティング用液体の補充液を一定間隔毎に一定量ずつ連続的に間欠吐出する液体定量吐出装置を備えることを特徴とするコーティング装置。
【請求項１３】
前記液体定量吐出装置が、定量ポンプであることを特徴とする請求項１２に記載のコーティング装置。
【請求項１４】
前記液体定量吐出装置が、ディスペンサであることを特徴とする請求項１２に記載のコーティング装置。
【請求項１５】
被塗布物を昇降可能に支持する支持部と、被塗布物をコーティング用液体に浸漬する浸漬槽と、浸漬槽の縁部より溢れて流出したコーティング用液体を貯える貯液槽とを具備するコーティング装置であって、前記コーティング用液体に対し、前記コーティング用液体の補充液を連続的に滴下する滴下装置を備えることを特徴とするコーティング装置。
【請求項１６】
前記滴下装置が、点滴装置であることを特徴とする請求項１５に記載のコーティング装置。
【請求項１７】
前記コーティング用液体が、プライマー用組成物であることを特徴とする請求項１２〜１６のいずれかに記載のコーティング装置。
【請求項１８】
前記コーティング用液体が、ハードコーティング用組成物であることを特徴とする請求項１２〜１６のいずれかに記載のコーティング装置。
【請求項１９】
前記コーティング用液体が、反射防止膜用組成物であることを特徴とする請求項１２〜１６のいずれかに記載のコーティング装置。
【請求項２０】
前記コーティング用液体が、撥水膜用組成物であることを特徴とする請求項１２〜１６のいずれかに記載のコーティング装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液体の補充方法及びコーティング装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
コーティングは、被塗布物を保護し、被塗布物に外観性能を与える方法として、また、被塗布物に高機能をもたらし、高付加価値を与える方法として、様々な産業分野に用いられている。
【０００３】
光学関連分野、例えば、プラスチックレンズ製造業においては、プラスチックレンズの表面に、プライマー加工、ハードコート加工、反射防止加工、撥水加工等のコーティング加工を単層膜又は多層膜として施し、性能、機能の向上を図ることが一般に行われている。
【０００４】
プライマー加工とは、プラスチックレンズ基材とハードコート膜との密着性向上、耐衝撃性向上等の機能を付与する加工、ハードコート加工とは、プラスチックレンズ表面の耐久性向上、反射防止膜との密着性向上等の機能を付与する加工、反射防止加工とは、プラスチックレンズの表面反射を防止する加工、撥水加工とは、プラスチックレンズ表面の撥水性、耐擦傷性、及び防汚性を付与する加工である。これらの加工は、各コーティング用液体をプラスチックレンズ表面に塗布し、その後、加熱硬化処理することにより施される。
【０００５】
これらコーティング用液体の塗布方式としては、主に浸漬方式が広く用いられている。浸漬方式とは、保持治具で保持されたプラスチックレンズを、浸漬槽に満たされたコーティング用液体に浸漬、放置した後、引き上げてコーティング膜を形成する方法である。
【０００６】
浸漬方式においては、浸漬槽に満たされたコーティング用液体の組成分である有機溶剤が蒸発すると、コーティング用液体の粘度が増加してコーティング膜厚が厚くなるため、従来、その対策として、作業者が自ら有機溶剤を数時間毎に補充し、粘度を常に管理する方法が行われていた（該当する先行技術文献は無い）。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、前述のような従来技術では、次のような問題があった。
【０００８】
つまり、浸漬方式においては、被塗布物及びその保持部材を浸漬しうる大型の浸漬槽が必要なため、浸漬槽に満たされたコーティング用液体の露出面積が広大となる。また、コーティング用液体の組成分である有機溶剤には、揮発性の高いものも少なくない。更に、熱容量の大きい被塗布物を低温管理されたコーティング用液体に浸漬させる場合には、コーティング用液体の温度上昇を避けられない。これらの要因により、コーティング用液体の液面において有機溶剤が蒸発し、コーティング用液体の粘度が徐々に上昇する。コーティング用液体の粘度上昇により、コーティング膜厚も徐々に厚くなる。これらの問題を解決するためには、コーティング用液体に対して有機溶剤を補充し、粘度をほぼ一定に保つことが必要である。有機溶剤の補充作業頻度が増すほどコーティング膜厚のばらつきは少なくなるが、その分、作業者に対する負担は大きくなり、また、作業者が有機溶剤を直接取扱うことは、作業安全上からも好ましくない。
【０００９】
これらの対策として、揮発性が低い高沸点の有機溶剤を選択する方法もあるが、成膜性と材料コストの関係上、制約される場合が多い。また、コーティング環境の湿度を高めれば、有機溶剤の蒸発をある程度抑え、有機溶剤の補充作業を簡素化することも可能であるが、加湿によってコーティング用液体が劣化し、品質が低下する等の影響を与える可能性もある。
【００１０】
本発明はこのような問題点を解決するもので、その目的とするところは、浸漬方式により被塗布物の表面にコーティング膜を施す際に、コーティング膜厚を常に一定に保ち、コーティング用液体に対する有機溶剤等補充液の補充作業を簡素化し、かつ、作業安全性に優れた液体の補充方法及びコーティング装置を提供するところにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上記目的を達成するため鋭意努力を重ねた結果、浸漬方式により被塗布物の表面にコーティング膜を施す際、コーティング用液体に対し、コーティング用液体の有機溶剤等補充液を、定量ポンプやディスペンサ等の液体定量吐出装置又は点滴装置を用いて短時間間隔で連続的に補充することが、コーティング膜厚を常に一定に保ち、有機溶剤等補充液の補充作業を簡素化し、かつ、作業安全性に優れた有機溶剤等補充液の補充方法として有効であることを知見した。
【００１２】
つまり、従来では作業者が必要量の有機溶剤を、例えば数時間毎にコーティング用液体に対して補充していたので、有機溶剤補充前と補充後のコーティング用液体の粘度に差が生じていたが、上述の方法により、短時間間隔で連続的に有機溶剤の補充を行うことで、コーティング用液体の粘度のばらつきが無くなり、コーティング膜厚を一定に保つことが可能になる。
【００１３】
また、定量ポンプやディスペンサ等の液体定量吐出装置又は点滴装置を用いることで、コーティング用液体に対する有機溶剤等補充液の補充工程が自動化されれば、従来作業者が行っていた頻繁で繁雑な補充作業がなくなり、作業の簡素化、更には、作業安全性の向上につながる。
【００１４】
従って、目的を達成するために、請求項１記載の発明は、被塗布物を昇降し、浸漬槽に満たされたコーティング用液体に浸漬して引き上げ、被塗布物の表面にコーティング膜を施すコーティング方法において、前記コーティング用液体に対し、前記コーティング用液体の補充液を連続的に補充することを特徴とする液体の補充方法を提供する。
【００１５】
また、請求項２記載の発明は、請求項１に記載の液体の補充方法であって、前記コーティング用液体に対し、前記コーティング用液体の補充液を間欠吐出することを特徴とする液体の補充方法を提供する。
【００１６】
請求項３記載の発明は、請求項１または２に記載の液体の補充方法であって、前記補充液の間欠吐出を一定間隔毎に一定量ずつ行うことを特徴とする液体の補充方法を提供する。
【００１７】
請求項４記載の発明は、請求項１〜３のいずれかに記載の液体の補充方法であって、前記コーティング用液体の補充液を定量ポンプにより吐出することを特徴とする液体の補充方法を提供する。
【００１８】
請求項５記載の発明は、請求項１〜３のいずれかに記載の液体の補充方法であって、前記コーティング用液体の補充液をディスペンサにより吐出することを特徴とする液体の補充方法を提供する。
【００１９】
請求項６記載の発明は、請求項１に記載の液体の補充方法であって、前記コーティング用液体に対し、前記コーティング用液体の補充液を滴下することを特徴とする液体の補充方法を提供する。
【００２０】
請求項７記載の発明は、請求項１または６に記載の液体の補充方法であって、前記コーティング用液体の補充液を点滴方式により滴下することを特徴とする液体の補充方法を提供する。
【００２１】
請求項８記載の発明は、前記コーティング用液体が、プライマー用組成物であることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の液体の補充方法を提供する。
【００２２】
請求項９記載の発明は、前記コーティング用液体が、ハードコーティング用組成物であることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の液体の補充方法を提供する。
【００２３】
請求項１０記載の発明は、前記コーティング用液体が、反射防止膜用組成物であることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の液体の補充方法を提供する。
【００２４】
請求項１１記載の発明は、前記コーティング用液体が、撥水膜用組成物であることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の液体の補充方法を提供する。
【００２５】
請求項１２記載の発明は、被塗布物を昇降可能に支持する支持部と、被塗布物をコーティング用液体に浸漬する浸漬槽と、浸漬槽の縁部より溢れて流出したコーティング用液体を貯える貯液槽とを具備するコーティング装置であって、前記コーティング用液体に対し、前記コーティング用液体の補充液を一定間隔毎に一定量ずつ連続的に間欠吐出する液体定量吐出装置を備えることを特徴とするコーティング装置を提供する。
【００２６】
請求項１３記載の発明は、前記液体定量吐出装置が、定量ポンプであることを特徴とする請求項１２に記載のコーティング装置を提供する。
【００２７】
請求項１４記載の発明は、前記液体定量吐出装置が、ディスペンサであることを特徴とする請求項１２に記載のコーティング装置を提供する。
【００２８】
請求項１５記載の発明は、被塗布物を昇降可能に支持する支持部と、被塗布物をコーティング用液体に浸漬する浸漬槽と、浸漬槽の縁部より溢れて流出したコーティング用液体を貯える貯液槽とを具備するコーティング装置であって、前記コーティング用液体に対し、前記コーティング用液体の補充液を連続的に滴下する滴下装置を備えることを特徴とするコーティング装置を提供する。
【００２９】
請求項１６記載の発明は、前記滴下装置が、点滴装置であることを特徴とする請求項１５に記載のコーティング装置を提供する。
【００３０】
請求項１７記載の発明は、前記コーティング用液体が、プライマー用組成物であることを特徴とする請求項１２〜１６のいずれかに記載のコーティング装置を提供する。
【００３１】
請求項１８記載の発明は、前記コーティング用液体が、ハードコーティング用組成物であることを特徴とする請求項１２〜１６のいずれかに記載のコーティング装置を提供する。
【００３２】
請求項１９記載の発明は、前記コーティング用液体が、反射防止膜用組成物であることを特徴とする請求項１２〜１６のいずれかに記載のコーティング装置を提供する。
【００３３】
請求項２０記載の発明は、前記コーティング用液体が、撥水膜用組成物であることを特徴とする請求項１２〜１６のいずれかに記載のコーティング装置を提供する。
【００３４】
【発明の実施の形態】
本発明のコーティング装置は、被塗布物を昇降し、浸漬槽に満たされたコーティング用液体に浸漬して引き上げ、被塗布物の表面にコーティングする浸漬方式によるものである。
【００３５】
本発明のコーティング装置が用いられる産業分野としては、コーティングが必要な工程を有する全ての分野に適用可能であり、例えば精密機械製造業、一般機械製造業、電気機械製造業、輸送用機械製造業、食料品製造業、繊維工業、衣服・その他繊維製品製造業、染色整理業、木材・木製品製造業、家具・装備品製造業、パルプ・紙・紙加工品製造業、出版・印刷関連産業、化学工業、石油製品・石炭製品製造業、ゴム製品製造業、皮革製品製造業、窯業、土石製品製造業、鉄鋼業、非鉄金属製造業、金属製品製造業等が挙げられる。
【００３６】
以下、本発明の実施例を、プラスチックレンズのコーティングを例に、図面に基づいて説明するが、これらに限定されるものではない。
【００３７】
本発明における液体定量吐出装置としては、例えば定量ポンプやディスペンサ、または、圧縮空気等を用いて有機溶剤等補充液に圧力を加え、圧力コントロールと弁の開閉制御によって定量吐出する装置等が挙げられる。有機溶剤等補充液の吐出間隔及び吐出量は、プラスチックレンズの投入量、コーティング環境の温度や湿度によって変動するため、必要に応じて設定を決めることができるが、コーティング用液体の粘度を一定に保ち、コーティング膜厚のばらつきを抑えるためには、出来るだけ短時間間隔で少量ずつ、連続的に吐出することが望ましい。
【００３８】
また、本発明における点滴装置としては、例えば、有機溶剤等補充液の自重と弁の開放量の調節によって液滴を生成、滴下する装置が挙げられる。なお、有機溶剤等補充液の自重は、貯液タンク内の有機溶剤等補充液の残量によって変化し、それに伴って、滴下間隔と液滴の重量に若干の変化が生じる。また、プラスチックレンズの投入量、コーティング環境の温度や湿度が変化し、有機溶剤等補充液の補充液量を変える必要が生じる場合もある。これらの場合には、適宜弁の開放量を調節し、滴下する液量を制御すればよい。
【００３９】
液体定量吐出装置と点滴装置との使い分けは、有機溶剤等補充液の補充間隔や補充液量に対する要求精度による。つまり、厳密に有機溶剤等補充液の補充間隔や補充液量を管理する必要がある場合には液体定量吐出装置を、そうでない場合には点滴装置を用いればよい。
【００４０】
液体定量吐出装置又は点滴装置を用いて補充する補充液としては、有機溶剤を含むプラスチックレンズのプライマー用組成物の一部、プラスチックレンズのプライマー用組成物そのもの、有機溶剤を含むプラスチックレンズのハードコーティング用組成物の一部、プラスチックレンズのハードコーティング用組成物そのもの、有機溶剤を含むプラスチックレンズの反射防止膜用組成物の一部、プラスチックレンズの反射防止膜用組成物そのもの、有機溶剤を含むプラスチックレンズの撥水膜用組成物の一部およびプラスチックレンズの撥水膜用組成物そのもの等が挙げられる。
【００４１】
また、プライマー用組成物としては、ポリウレタン系樹脂、ポリビニルアセタール系樹脂、アクリル酸系樹脂、酢酸ビニル系樹脂、アミノ系樹脂、シリコーン系樹脂、エポキシ系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリアミド系樹脂、ビニルアルコール系樹脂、スチレン系樹脂、メラミン系樹脂およびこれらの混合物もしくは共重合体等を水又は有機溶剤で希釈したものが挙げられる。
【００４２】
ハードコーティング用組成物としては、メラミン樹脂系、ウレタン樹脂系、アルキッド樹脂系、アクリル樹脂系などの有機材料系、オルガノアルコキシシランあるいはその加水分解縮合物を主体としたシリコーン系、及び有機材料とシリカなどの微粒子をブレンドした有機無機ハイブリッド系などを水又は有機溶剤で希釈したものが挙げられる。
【００４３】
プライマー用組成物、ハードコーティング用組成物、反射防止膜用組成物、撥水膜用組成物等における有機溶剤としては、特に制限されず、例えばメタノール、エタノール、ＩＰＡ、ブタノール等のアルコール類、ＭＥＫ、２−ペンタノン、ＭＩＢＫ、２−ヘプタノン等のケトン類、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸プロピル、酢酸イソプロピル、酢酸ブチル、酢酸イソブチル、酢酸ｓｅｃブチル、酢酸イソペンチル、プロピオン酸メチル、プロピオン酸ブチル、３−メトキシブチルアセテート等のエステル類、パーフロロヘキサン、パーフロロオクタン、メタキシレンヘキサフルオライド等のフッ素系、メチルセロソルブ、エチルセロソルブ、イソプロピルセロソルブ、ブチルセロソルブ、１，４−ジオキサン、プロピレングリコールモノメチルエーテル等が挙げられ、１種を単独で又は２種以上を適宜混合して用いることができる。なお、セロソルブは、エチレングリコールモノアルキルエーテルの通称である。
【００４４】
コーティングの対象となるプラスチックレンズとしては、特に制限されず、例えばメガネレンズ、調光用レンズ、サングラス、カメラレンズ、望遠鏡レンズ、拡大鏡レンズ、プロジェクターレンズ、ピックアップレンズ、マイクロレンズ等が挙げられる。
【００４５】
プラスチックレンズの材質としては、アクリル系樹脂、ウレタン系樹脂、チオウレタン系樹脂、エポキシ系樹脂、チオエポキシ系樹脂、アリルカーボネート系樹脂、アリルイタコネート系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ＡＢＳ樹脂等が挙げられる。
【００４６】
図１は、本発明による液体定量吐出装置として定量ポンプを用いたプラスチックレンズコーティング装置の一例を示す図である。保持治具６で保持されたプラスチックレンズ７が浸漬槽１に浸漬されると、浸漬槽１に満たされたコーティング用液体Ｌ１は、貯液槽２及び貯液槽３にオーバーフローする構造になっている。また、貯液槽２と貯液槽３はつながっており、貯液槽２に溜まったコーティング用液体Ｌ１は、傾斜によって貯液槽３に流れ込む構造になっている。貯液槽３に溜まったコーティング用液体Ｌ１は、ポンプ４によって強制的に循環され、その際、フィルター５でろ過して異物を取り除く構造になっている。また、保持治具６によって保持されたプラスチックレンズ７は、浸漬槽１のコーティング用液体Ｌ１に浸漬された後に引き上げられ、コーティング膜が形成される。貯液タンク８に溜められた補充液Ｌ２は、定量ポンプ９によって強制的に送液され、貯液槽３に対して連続的に間欠吐出される構造になっている。本発明においては、補充液Ｌ２を、貯液槽３に対して添加しているが、浸漬槽１に対して添加しても構わない。
【００４７】
また、図２は、本発明による液体定量吐出装置としてディスペンサを用いたプラスチックレンズコーティング装置の一例を示す図である。定量ポンプ９がディスペンサ１０に代わった以外は、図１と同様の構成になっている。
【００４８】
図３は、本発明による点滴装置を用いたプラスチックレンズコーティング装置の一例を示す図である。貯液タンク８に溜められた補充液Ｌ２は、滴下間隔調節弁１１によって滴下間隔が調節され、貯液槽３に対して連続的に滴下される構成になっており、それ以外は図１と同様な構成になっている。本発明においては、補充液Ｌ２を、貯液槽３に対して添加しているが、浸漬槽１に対して添加しても構わない。
【００４９】
本発明では、プラスチックレンズに対するコーティングを例にとって説明したが、これらに限定されるものではない。
【００５０】
【発明の効果】
以上述べたように本発明によれば、浸漬方式により被塗布物の表面にコーティング膜を施す際に、コーティング膜厚を常に一定に保ち、コーティング用液体に対する有機溶剤等補充液の補充作業を簡素化し、かつ、作業安全性に優れた液体補充方法及びコーティング装置を提供することが可能になった。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による液体定量吐出装置として定量ポンプを用いたプラスチックレンズコーティング装置の一例を示す図
【図２】本発明による液体定量吐出装置としてディスペンサを用いたプラスチックレンズコーティング装置の一例を示す図
【図３】本発明による点滴装置を用いたプラスチックレンズコーティング装置の一例を示す図
【符号の説明】
１…浸漬槽
２…貯液槽
３…貯液槽
４…ポンプ
５…フィルター
６…保持治具
７…プラスチックレンズ
８…貯液タンク
９…定量ポンプ
１０…ディスペンサ
１１…滴下間隔調節弁
Ｌ１…コーティング用液体
Ｌ２…補充液
【図１】
2004113935.tif 000003
【図２】
2004113935.tif 000004
【図３】
2004113935.tif 000005