(57)【要約】【課題】本発明は、被被覆物上に凝縮・固化させることで、連続的に有機物被覆物を製造するために、粘性の高い液状の有機物を連続的且つ定量的に蒸発体を製造する製造装置を提供することを目的とする。【解決手段】真空チャンバー内に、液状有機物材料を定量供給できる供給手段と、前記液状有機物材料を噴射する手段と、噴射された前記液状有機物材料の軌道上に取り外し可能な凹凸面を有する加熱基板を設置したことを特徴とする有機物蒸発体の製造装置である。【選択図】図１
2004052039.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
真空チャンバー内に、液状有機物材料を定量供給できる供給手段と、前記液状有機物材料を噴射する手段と、噴射された前記液状有機物材料の軌道上に取り外し可能な凹凸面を有する加熱基板を設置したことを特徴とする有機物蒸発体の製造装置。
【請求項２】
前記噴射手段が、周波数開口制御が可能な尖塔状の噴射口および噴霧器を具備することを特徴とする請求項１記載の有機物蒸発体の製造装置。
【請求項３】
前記噴射手段と前記凹凸面を有する加熱基板の間に回転運動が付与された加熱板を具備することを特徴とする請求項１または２に記載の有機物蒸発体の製造装置。
【請求項４】
前記回転運動が付与された加熱板が翼状であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の有機物蒸発体の製造装置。
【請求項５】
前記噴射手段をすくなくとも２つ以上有することを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の有機物蒸発体の製造装置。
【請求項６】
前記凹凸面を有する加熱基板が設置されており、前記回転運動が付与された加熱板を放電電極とし、印加電圧によって電気的にバイアスされていることを特徴とする請求項３〜５のいずれかに記載の有機物蒸発体の製造装置。
【請求項７】
前記凹凸面を有する加熱基板および／または前記回転運動が付与された加熱板が、炭素鋼や、ステンレス鋼、Ｍｎ（マンガン）またはＭｏ（モリブデン）を添加した合金鋼、Ｃｒ（クロム）またはＮｉ（ニッケル）を添加した合金鋼、鋼から選ばれる一つ以上の材料からなり、かつ窒化処理、シアン（ＭＣＮ）塩シアン酸塩（ＭＣＮＯ）、炭酸塩（Ｍ２ＣＯ３）、タフライド処理、フッ素加工処理から選ばれるいずれかの処理を施してなることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の有機物蒸発体の製造装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、特に粘性の高い液状有機物材料を連続的に加熱・霧化・蒸発させる有機物蒸発体を製造する装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
有機物被覆物の製造方法として、液状の有機物を加熱基板上に噴霧することで瞬時に気化させ、次いで冷却された被被覆物表面に凝縮・固化させる、いわゆるフラッシュ蒸着法が提案されている。〔例えば、特許登録第２５３０３５０号、ＵＳＰ４，９５４，３７１参照〕このフラッシュ蒸着法は、気相を介する方法であるため、有機物を薄く、均一に、高純度で塗布することが可能であり、有機物被覆物の製造方法として極めて有望な方法の一つである。
【０００３】
しかし、このフラッシュ蒸着法によって、連続的に有機物被覆物を製造するためには、液状の有機物を加熱基板上で重合・固化させることなく、連続的に蒸発させることが不可欠である。すなわち有機物の蒸発温度以上に加熱された加熱基板上に液状の有機物を供給して気化させる場合、加熱基板上から気化熱が奪われることによって加熱基板の温度が低下するが、その基板温度が蒸発温度以下に下がってしまうと、それ以上蒸発させることが出来なくなり、しかもこの液状の有機物がモノマ−やオリゴマ−などであった場合、加熱されることで重合・固化してしまう。また、一旦、有機物が加熱板上で重合・固化してしまうと、加熱基板上からそれらを取り除く事は難しく、サンドブラストなどによる清掃が必須となる。
【０００４】
そこで、特許登録第２５３０３５０号およびＵＳＰ４，９５４，３７１では、加熱基板上のある特定部分のみから気化熱が奪われることを避け、加熱基板の温度が蒸発温度以下に下がることを防ぐために、液状のモノマ−をインジェクタ−やアトマイザ−などによって霧化させて広範囲に供給する手段が開示されている。
【０００５】
しかし、このような方法では、粘性の高い液状の有機物は、有機物がもつ表面張力により液滴状の塊になってしまい、霧化して供給することはできなかった。ＵＳＰ４７２２５１５の発明は、このような問題点を解決し、粘性の高い液体を霧化させるためになされたもので、その構成として
▲１▼　平坦な回転表面をもつ円盤
▲２▼　円盤を回転させる手段
▲３▼　円盤表面に少量だが一定の流量で液体を供給し、回転することで液体膜を形成する手段を有し、円盤を毎分３０００〜５０００回転の回転運動をさせることで液体膜は円盤の先端周囲から噴射・霧化された液滴として投げ出され、円盤の周囲を囲うように設置されたバンドヒータを有する加熱基板上で液滴はフラッシュ蒸着するといったものである。
【０００６】
しかし、この方法でも、円盤の先端周囲から噴射・霧化された液滴として投げ出され、液体が加熱板に到達する前に、液体供給口付近が雰囲気温度に加熱されることから液状のモノマーやオリゴマーは重合・固化してしまい、蒸発体の定量供給は実現できていない。この問題により、現在に至るまで、粘性の高い液状の有機物を連続的に気化させ、被被覆物上に連続的に凝縮・固化させることによる有機物被覆物を安定して製造する製造装置は提供されていなかった。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記技術的課題を考慮してなされたもので、被被覆物上に凝縮・固化させることで、連続的に有機物被覆物を製造するために、粘性の高い液状の有機物を連続的且つ定量的に蒸発体を製造する製造装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するための手段として、
請求項１に係る発明は、真空チャンバー内に、液状有機物材料を定量供給できる供給手段と、前記液状有機物材料を噴射する手段と、噴射された前記液状有機物材料の軌道上に取り外し可能な凹凸面を有する加熱基板を設置したことを特徴とする有機物蒸発体の製造装置である。
【０００９】
請求項２に係る発明は、請求項１記載の有機物蒸発体の製造装置において、前記噴射手段が、周波数開口制御が可能な尖塔状の噴射口および噴霧器を具備することを特徴とする。
【００１０】
請求項３に係る発明は、請求項１または２に記載の有機物蒸発体の製造装置において、前記噴射手段と前記凹凸面を有する加熱基板の間に回転運動が付与された加熱板を具備することを特徴とする。
【００１１】
請求項４に係る発明は、請求項１〜３のいずれかに記載の有機物蒸発体の製造装置において、前記回転運動が付与された加熱板が翼状であることを特徴とする。
【００１２】
請求項５に係る発明は、請求項１〜４のいずれかに記載の有機物蒸発体の製造装置において、前記噴射手段をすくなくとも２つ以上有することを特徴とする。
【００１３】
請求項６に係る発明は、請求項３〜５のいずれかに記載の有機物蒸発体の製造装置において、前記凹凸面を有する加熱基板が設置されており、前記回転運動が付与された加熱板を放電電極とし、印加電圧によって電気的にバイアスされていることを特徴とする。
【００１４】
請求項７に係る発明は、請求項１〜６のいずれかに記載の有機物蒸発体の製造装置において、前記凹凸面を有する加熱基板および／または前記回転運動が付与された加熱板が、炭素鋼や、ステンレス鋼、Ｍｎ（マンガン）またはＭｏ（モリブデン）を添加した合金鋼、Ｃｒ（クロム）またはＮｉ（ニッケル）を添加した合金鋼、鋼から選ばれる一つ以上の材料からなり、かつ窒化処理、シアン（ＭＣＮ）塩シアン酸塩（ＭＣＮＯ）、炭酸塩（Ｍ２ＣＯ３）、タフライド処理、フッ素加工処理から選ばれるいずれかの処理を施してなることを特徴とする。
【００１５】
【発明の実施の形態】
本発明ではフラッシュ蒸着において、プロセス上の不安定要素の一つである液状有機物の蒸発手法について着目したものであり、周波数開口制御が可能な尖塔状の噴射口から製造される有機物液滴と噴射口近傍に設置された気体導入口から供給される気体を高速衝突させることで重合反応性の高い液状有機物を微粒化し、真空中に設置された加熱板に無秩序に飛散させ加熱板上での重合・硬化を防止し効率よく気化させるために改善策を講じたものである。
【００１６】
ここで述べられる有機物とは、溶剤を含まず真空中で有機樹脂層を形成でき、硬化速度が速く、生産性に優れた放射線硬化型樹脂であるアクリレートやメタクリレートからなるモノマーおよび／またはオリゴマーの混合物を指す。アクリレートモノマーとしては単官能アクリレートとして例えば、イソアミルアクリレート、ラウリルアクリレート、ステアリルアクリレート、ブトキシエチルアクリレート、エトキシ−ジエチレングリコール、メトキシ−トリエチレンクリコールアクリレート、メトキシ−ポリエチレンングリコールアクリレート、メトキシジプロピレングリコールアクリレート、フェノキシエチルアクリレート、フフェトキシ−ポリエチレングリコールアクリレート、デトラヒドロフリルアクリレート、イソボルニルアクリレート、２−ヒドロキシエチルアクリレート、２−ヒドロキシプロビルアクリレートなどがあげられる。二官能アクリレートとしては例えば、トリエチレングリコールジアクリレート、トリプロピレングリコールジアクリレート、ポリエチレングリコールジアクリレート、ペンタエリスリトールジアクリレートモノステアレート、ネオペンチルグリコールジアクリレート、１．６ヘキサンジオールジアクリレート、１．９−ノナンジオールジアクリレート、などがあげられる。その他にも多官能アクリレートとしてトリメチロールプロパントリアクリレート、ペンタエリスリトールトリアクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレートなどをあげることができる。
また、ここで述べられる気体とは、ヘリウム・アルゴン・ネオンなどの不活性ガスや、窒素、アセチレン、エタン、エチレン、二酸化炭素、水素などからなる反応性ガスおよび混合物を指す。
【００１７】
次に、本発明の実施例にかかる有機物蒸発体の製造装置の概略図を図１に示す。　　サージタンク１に充填された粘性の高い液状の有機物材料は定量ポンプなどの圧送源により圧送され、レギュレータ２（ニードルバルブ）、フィルタ３を経由し、尖塔状の噴射口が設けられた電磁弁を有する液体噴射装置５に送られる。
【００１８】
セラミックなどの断熱材料からなる冷却されたハウジング１１に設置されている該液体噴射装置５の電磁弁には液状有機物にレイリー分裂を引き起こし、微小な液滴状の有機物を形成するために、毎秒１〜５００回の周期的な開閉ができる制御手段を有する制御装置４が設置されており、その開閉のタイミングと粒子径は反比例すること、および開閉の数を調整することで諸望の粒子径、および流量の微小な液滴状の有機物を形成することが可能となっている。
【００１９】
また、サージタンク６に充填された気体は圧送源により圧送され、レギュレータ７（ニードルバルブ）、フィルタ８を経由し、毎秒１〜５００回の周期的な開閉ができる制御手段を有する制御装置１０により流量および吐出タイミングが制御可能はマスフローコントローラ９を経由して噴射口近傍に送られる。該液体噴射装置５の噴射口付近で液体状の有機物と気体を高速で衝突させることにより液体状の有機物を微粒化する。また、該気体は尖塔状の噴射口に有機物が堆積することを避けるための手段としても使用できる。該微粒化された有機物は毎分０．５〜１００回転の周期的な回転運動を任意に付与できる機構を有している真空槽内に設置された回転軸１７と翼状の加熱基板１３に接触・飛散させることでさらに蒸発体を形成し、加熱表面積を増加させるためにもうけられた金属板またはセラミックスなどの熱伝導の小さい発熱体で構成された凹凸面を有する加熱基板１４により、無秩序に飛散させることで気化熱による加熱板温度の低下を防ぎ、常に一定量の有機物が翼状の加熱基板１３および加熱基板１４上で重合・硬化することなく蒸発体を製造できる。
【００２０】
また、該加熱板の表面積を得ることで加熱効果を高めるために該加熱板が凹凸を有し、清掃が容易に行えるため取り外しが可能な構造を有している。また、該加熱された翼状の基板１３に電気的にバイアス電圧をかけることにより真空槽内でグロー放電プラズマを発生させ、微粒化された有機物を励起させ、蒸発ならびに冷却された被被覆物上に凝縮・固化させることをアシストすることができる高周波もしくは定電圧電源１５が設置されており、多量の有機物で蒸着体を製造することができる。また、該液体噴射装置５を２つ以上配置し、それぞれ有機物を定量供給し、回転した該翼状の加熱板に接触させることで、混合有機物の蒸発体も作成できる。
【００２１】
【発明の効果】
本発明により、機械的に回転機構を設けた噴射口から液滴状の有機物が無秩序に噴射され、真空中に設置された加熱板上に無秩序に飛散させることで加熱板上での液滴状の有機物の重合・硬化を防止し、フラッシュ蒸着工程を安定させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態にかかる有機物霧化装置の概略図である。
【符号の説明】
１　サージタンク　　　　　　　　　　　　２　レギュレータ
３　フィルタ　　　　　　　　　　　　　　４　制御装置
５　液体噴射装置　　　　　　　　　　　　６　サージタンク
７　レギュレータ　　　　　　　　　　　　８　フィルタ
９　マスフローコントローラ　　　　　　　１０　制御装置
１１　ハウジング　　　　　　　　　　　　１２　モータ
１３　加熱基板　　　　　　　　　　　　　１４　加熱基板
１５　電源　　　　　　　　　　　　　　　１６　吐出口
【図１】
2004052039.tif 000003