(57)【要約】【課題】本発明は、粘性の高い液状の有機物の蒸気を、連続的且つ定量的に、安定して製造する製造装置を提供することを課題とする。【解決手段】真空容器と、該真空容器に有機物材料を供給できる供給手段と、該真空容器内に、供給された有機物材料を噴射させるための噴射手段と、噴射された有機物材料を蒸発させるための加熱板を備えてなる有機物蒸気の製造装置において、該噴射手段が、中間室と噴射口からなり、該中間室が、周期的な開閉可能な電磁弁を有することを特徴とする有機物蒸気の製造装置としたものである。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
真空容器と、該真空容器に有機物材料を供給できる供給手段と、該真空容器内に、供給された有機物材料を噴射させるための噴射手段と、噴射された有機物材料を蒸発させるための加熱板を備えてなる有機物蒸気の製造装置において、該噴射手段が、中間室と噴射口からなり、該中間室が、周期的に開閉可能な電磁弁を有することを特徴とする有機物蒸気の製造装置。
【請求項２】
前記噴射口が、超音波発生装置を備えていることを特徴とする請求項１に記載の有機物蒸気の製造装置。
【請求項３】
前記供給手段及び／又は噴射手段がヒーターを備えることを特徴とする請求項１または２に記載の有機物蒸気の製造装置。
【請求項４】
前記加熱板が凹凸面を有す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気の製造装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は粘性の高い液状の有機物材料を連続的に加熱・霧化・蒸発させ安定した有機物蒸気を製造するための装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術分野】
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、有機物蒸気を製造し、次いで冷却された基材などの対象物に凝縮・固化させる、有機物被覆物の製造方法、いわゆるフラッシュ蒸着法が発明されている（特許文献１、２参照）。
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、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−や超音波アトマイザー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。
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ず、そのため、有機物は不連続な塊状として供給され一部は蒸発し、一部は加熱基板上あるいは蒸発温度雰囲気下に加熱されている噴射口内部あるいは近傍で熱重合するため、霧状の蒸発体を安定して供給することは実現されていない。
また、加熱基板の温度を高くしすぎると、有機物材料が分解してしまうという問題がある。
【０００５】
このような問題点に着目し、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した加熱基板上で液滴はフラッシュ蒸着する、といった方法が提案されている（特許文献３）。
【０００６】
しかし、この方法でも、円盤の先端周囲から噴射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、基材などの対象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できる装置が提供されていなかったため、基材などの対象物上に均一な厚さで堆積させることも困難であった。
【０００７】
【特許文献１】
特許第２５３０３５０号公報
【特許文献２】
米国特許第４，９５４，３７１号
【特許文献３】
米国特許第４，７２２，５１５号
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題とするところは、粘性の高い液状の有機物の蒸気を、連続的且つ定量的に、安定して製造する製造装置を提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、真空容器と、該真空容器内に有機物材料を供給できる供給手段と、供給された有機物材料を噴射させるための噴射手段と、噴射された有機物材料を蒸発させるための加熱板を備えてなる有機物蒸気の製造装置において、該噴射手段が、中間室と噴射口からなり、該中間室が、周期的に開閉可能な電磁弁を有することを特徴とする有機物蒸気の製造装置である。
【００１０】
請求項２の発明は、前記噴射口が、超音波発生装置を備えていることを特徴とする請求項１に記載の有機物蒸気の製造装置である。
【００１１】
請求項３の発明は、前記供給手段及び／又は噴射手段がヒーターを備えることを特徴とする請求項１または２に記載の有機物蒸気の製造装置である。
【００１２】
請求項４の発明は、前記加熱板が凹凸面を有す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気の製造装置である。
【００１３】
【発明の実施形態】
以下、図面を用いて詳細に説明する。
図１は本発明の一実施の形態を示す装置説明図である。
図１において、真空容器１が具備され、真空容器１内に具備された加熱板２に有機物材料を噴射するために、有機物材料を供給できる供給手段７と供給された有機物材料を噴射するための噴射手段を有し、該噴射手段が、中間室３と噴射口２からなるものである。また、真空容器１には有機物被膜形成用真空容器１２が接続されているものである。
【００１４】
上記したように、噴射手段は中間室２と噴射口４からなり、中間室３は、周期的に開閉可能な電磁弁を有するものである。このようにすることで、供給手段から供給された有機物材料を一気に噴射手段に供給しないようにし、結果噴射手段から噴射される有機物材料が、液滴状になることを防ぎ、安定して霧化させるものである。
【００１５】
供給手段７は、図１の形態においては、サージタンク８に粘性の高い液状の有機物材料が充填されており、定量ポンプなどの圧送源９により圧送され、ニードルバルブなどのバルブ１１、フィルタ１２を経由し、中間室２と噴射口４からなる噴射手段に送られる。
【００１６】
中間室３では、周期的に開閉可能な電磁弁を設けることにより、噴射口４へ周期的に液状の有機物材料を送ることができる。
周期的に開閉可能な電磁弁を実現する手段として、制御装置５などを接続すれば良い。開閉の周期としては、用いる有機物材料の物性にもよるが、毎秒１〜５００回の開閉ができることが好ましい。このようにして、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ことができる。噴射口４に有機物材料を、微少な液滴状の状態で供給することにより、噴射口４から塊になることなく、微粒化した有機物材料を噴射することができる。
このように弁の開閉のタイミングおよび開閉数を制御することで用いる所望の液量の有機物材料を噴射口４に供給することができる。
また、中間室３から噴射口４には、差圧を利用して送り込むことができる。
【００１７】
噴射口４は、特に限定するものではないが、超音波式アトマイザーを用いたものであることが好ましい。超音波式アトマイザーを用いることにより、重合反応性の高い液状の有機物材料を微粒化又は霧化し、真空容器１内に具備された加熱板２に、噴射することができる。このような噴射口としては、例えばある超音波領域に固有周波数を持った材質からなり、超音波発生装置６を備えるものが挙げられる。
【００１８】
ある超音波領域に固有周波数を有した噴射口４に送られ、超音波発生装置６から一定の強度を持った超音波を該噴射口４に印加することで液状の有機物材料を霧状にすることができる構造になっている。
【００１９】
また、サージタンク８から噴射口４および真空容器１に、熱線式ヒータが巻いてもよい。このようにすることで、周囲を熱重合温度以下に調整し、有機物材料の粘度と流量を調整することが可能になる。
【００２０】
真空容器１内には、供給された霧状の有機物材料を加熱気化するための、加熱板２が具備されている。加熱板２は、特に限定するものではないが、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することができる。また、凹凸面形状を有していても良く、供給された微粒又は霧状の有機物材料と加熱表面との接触面積を増加させてもよい。
【００２１】
真空容器１内に供給された微粒又は霧状の有機物材料は、加熱板２と接触することで瞬時に蒸発体を形成し、有機物被膜形成用真空容器１２に送られる。
真空容器１で製造された有機物蒸気は、差圧を利用して、有機物被膜形成用真空容器１２へ送ることができる。有機物被膜形成用真空容器１２へ送られた有機物蒸気は、有機物被膜形成用真空容器１２内の、基材などの対象物に被覆される。
【００２２】
前記対象物は特に限定するものではなく、板状の基材や、立体成形物などでもかまわない。また、その材質も特に限定するものではなく、有機高分子材料や、金属などでもかまわない。また、前記対象物は有機物蒸気を被覆した後、さらに他の機能層を積層しても良い。
【００２３】
本発明で用いる有機物材料とは、特に限定するものではなく、用途に応じて様々なものを用いることができる。中でも、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などを好適に用いることができる。
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。
【００２４】
【発明の効果】
本発明によれば、真空容器内で有機物蒸気を製造する装置において、噴射手段に周期的に開閉可能な電磁弁を有する中間室を設けることにより、安定して、微粒又は霧化した有機物材料を真空容器内の加熱板に供給することができ、安定した有機物蒸気を製造することができる。
【００２５】
【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蒸気の製造装置の概略図である。
【符号の説明】
１      真空容器
２      加熱板
３      中間室
４      噴射口
５      制御装置
６      超音波発生装置
７      供給手段
８      サージタンク
９      圧送源
１０    フィルタ
１１    バルブ
１２    有機物被膜形成用真空容器
【図１】
2004169143.tif 000003