(57)【要約】    【課題】容器に保管していたペーストを、労力を少なく、洗浄溶剤の使用量を少なく撹拌し製造する方法および装置を提供する。    【解決手段】無機粉末と有機質ビヒクルとを撹拌用タンク内で撹拌羽根を用いて撹拌することによりペーストを製造する装置であって、該ペースト製造装置は、撹拌用タンクの内部にペースト運搬用容器が収納された構造を有していることを特徴とするペースト製造装置。【選択図】図１
2005169170.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
無機粉末と有機質ビヒクルとを撹拌用タンク内で撹拌羽根を用いて撹拌することによりペーストを製造する装置であって、該ペースト製造装置は、撹拌用タンクの内部にペースト運搬用容器が収納された構造を有していることを特徴とするペースト製造装置。
【請求項２】
ペースト運搬用容器が、外側面部にリブを有することを特徴とする請求項１に記載のペースト製造装置。
【請求項３】
ペースト運搬用容器が、底部に凸部を有することを特徴とする請求項１または２に記載のペースト製造装置。
【請求項４】
撹拌羽根が、ペースト運搬用容器の凸部分を撹拌する羽根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ペースト製造装置。
【請求項５】
撹拌用タンクが、ペースト運搬用容器を固定するための手段を内部に具備することを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のペースト製造装置。
【請求項６】
請求項１〜５の何れかに記載のペースト製造装置を使用してペーストを製造する方法であって、攪拌用タンクを減圧状態にすることによってペーストの脱泡を行うことを特徴とするペーストの製造方法。
【請求項７】
請求項１〜５の何れかに記載のペースト製造装置を使用してペーストを製造する方法であって、攪拌用タンクの内部を加圧してペーストを吐出させることを特徴とするペーストの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はセラミックス基板配線、電子部品コート、印刷インキ、プラズマディスプレイなどの塗液分野に用いられるペーストの製造装置および製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
セラミックス基板配線、電子部品コート、印刷インキ、プラズマディスプレイ厚膜形成等にペーストが使用されている。このペーストは、ガラス粉末、セラミックス粉末、金属粉末、蛍光体粉末、顔料粉末等の無機粉末と、樹脂を溶媒に溶解した有機質ビヒクルを主成分とした混練物である。
【０００３】
ペーストを製造する際、粉末を含んだ有機質ビヒクルを十分に撹拌することが重要である。従来より、共軸二重円筒回転式、自吸循環方式、偏芯自転式惑星回転法、中心軸周りに回転および上下移動する部材により撹拌されてきた（例えば、特許文献１参照。）。また、ペースト中に含まれる気泡を除くために、攪拌機を備えた密閉容器を真空脱気する方法（例えば、特許文献２〜４参照。）、または、真空脱気された密閉容器内を流下させる方法で行われてきた（例えば、特許文献５参照。）。
【０００４】
しかしながら、上述した撹拌および脱泡方法では、ペーストを購入した場合や一時保管をしていた場合等、この保管および運搬する容器とは別に、装置にもペーストを入れる容器が必要であり、品種切り替えの時にはこの装置に付属の容器を多数用意するか、洗浄しなければならなかった。頻繁に切り替えがあると、付属容器の管理や洗浄の労力、洗浄廃液が多量に出る等の問題があった。
【特許文献１】特開平１０−２３０１５２号公報
【特許文献２】特開平６−７８６７７公報
【特許文献３】特開平９−１５５１７７公報
【特許文献４】特開２００２−６６２９４公報
【特許文献５】特開２００２−５９０５９公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、上記従来技術の課題を解決し、労力、洗浄廃液を削減できると共に、容器内のペーストを撹拌するペーストの製造装置および製造方法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】
【０００６】
上記課題は、無機粉末と有機質ビヒクルとを撹拌用タンク内で撹拌羽根を用いて撹拌することによりペーストを製造する装置であって、該ペースト製造装置は、撹拌用タンクの内部にペースト運搬用容器が収納された構造を有していることを特徴とするペースト製造装置によって達成することができる。さらに、このペースト製造装置を使用してペーストを製造する方法であって、攪拌用タンクを減圧状態にすることによってペーストの脱泡を行うことを特徴とするペーストの製造方法により達成することができる。
【発明の効果】
【０００７】
本発明のペーストの製造装置および製造方法によれば、容器に保管していたペーストを労力と洗浄溶剤の使用量を少なく、効率的に撹拌、脱泡し、これを塗布機へ送液することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、本発明の好ましい実施の形態を図面を用いて説明する。
【０００９】
本発明は、原料であるガラス粉末、セラミックス粉末、金属粉末、蛍光体粉末、顔料粉末等の無機粉末を、樹脂を溶媒に溶解した有機質ビヒクルなどの有機物中に３本ロールミル、ニーダー等の混練機により一度、分散したペーストについて、保管や運搬するための容器に保存中に沈降等で分離したり、チキソ性が高い特性のために使用前に撹拌する必要があるものに好適に実施される。
【００１０】
本発明は、ペースト撹拌用タンクの内部にペースト運搬用容器が収納された構造を有するペースト製造装置である。ペースト運搬用容器をペースト撹拌用タンク内に固定し、攪拌羽根でペースト運搬用容器内のペーストを撹拌することで製造する。例えば、図１のように、攪拌機のタンク内にペースト運搬用容器を固定する。ペーストが元々入っていた容器を使用するため、攪拌機に付属している新たな容器（タンク）へペーストを移す必要が無いため、効率的である。
【００１１】
異物の混入についても、移液や新たな容器を使用しないため、混入機会が少なくなり、低減化できる。また、ペースト撹拌用タンクを洗浄する必要が無いため、洗浄溶剤の使用量や廃液量が少なく済む。
【００１２】
ペースト運搬用容器は、ペースト撹拌用タンク内に固定できることが好ましい。特に粘度の高いペースト（例えば、１０Ｐａ・ｓ以上）の場合でも、撹拌機の羽根を回した時に、タンク内で容器がガタついたり、一緒に回転したりすることが生じにくくなる。撹拌羽根は、ペーストが短時間で撹拌され、且つ泡立たない程度に回転させることが好ましい（例えば、回転数１０〜  １００ｒｐｍ）。
【００１３】
ペースト粘度は、Ｂ型等の回転式粘度計により測定できる。チキソ性を有するペーストは、回転粘度計の回転数を上げるに伴い、粘度が低下する。粘度が一旦低下すると、元の粘度に戻るには時間を要する。この特性のペーストは、攪拌機を使用して撹拌することにより流動性が良くなる。ペーストに含有する無機粉末を静止状態の保管中に沈降しにくくさせ、塗布する直前に撹拌することで流動性を上げるような目的等でチキソ性をペーストに持たせる事も一般的に行われている。チキソ性を顕著に示すペーストは、回転数を上げて測定した場合、例えば、ずり速度１．２ｓ-1と１２ｓ-1で測定した粘度の比が、２以上である。チキソ性を含めずり速度依存性のあるペーストでは、１２ｓ-1の粘度が１０Ｐａ・ｓ以上ではペースト運搬用容器をペースト撹拌タンクへ固定することが好ましい。
【００１４】
撹拌する際に回り止めとなる凸分が外面に成形されているペースト運搬用容器を使用することが好ましい。ペースト運搬用容器をペースト撹拌用タンク内に固定する際、ペースト運搬用容器の外面に凸部分が予め成形されているとこれを利用することが可能となり、好都合である。例えば、図２のような、ペースト運搬用容器の外側面に上下方向にリブを成形することが好ましい。これが有ることにより、撹拌中のペースト運搬用容器の回転、水平方向のガタツキを抑えることが、また、ペースト撹拌用タンクとペースト運搬用容器の位置決め、取り付けも容易に可能とすることができる。また、このリブは、ペースト運搬用容器をブロー成形や射出成形等で製造する際に形成することが容易であり、好ましい。リブの数は、回転およびガタツキを抑えやすいため複数個が好ましく、対角に２個または４個であることが、より好ましい。
【００１５】
ペースト運搬用容器は、運搬および保管する都合上、自立が可能で、撹拌する際の変形が少ないことが好ましい。そのためには、ペースト運搬用容器の厚みが１ｍｍ以上であることが好ましい。ペースト運搬用容器の開口部（蓋取り付け部）の内径は、ペースト運搬用容器の最大内径に近いことが好ましい。これにより、幅の大きい撹拌羽根を差し込むことが可能となり、ペースト運搬用容器内の隅々のペーストまで撹拌できる。ペースト運搬用容器の開口部内径／最大内径は、０．８〜１．０であることが好ましい。材質は、成形が容易で、耐薬液性が高く安価であることから、ポリエチレン製やポリプロピレン製であることが好ましい。形状は、羽根で撹拌する際にデッドスペースが生じにくい、円を基本（円柱、円錐、半球）とした形状が組み合わされていることが好ましい。
【００１６】
また、ペースト撹拌用タンクは、ペースト運搬用容器を固定する手段を内部に具備することが好ましい。タンク内面に予め具備していることにより、ペースト運搬用容器の回転やガタツキが生じにくいように固定することが容易になり、交換頻度が多い場合も位置決め、取り付けの労力を減らすことが可能となる。固定手段は、ペースト運搬用容器に接触し、回転等のガタツキを規制できる形状であれば良く、例えば、タンク垂直方向に直線状で内壁面に径方向に凸凹となる形状が好ましい。具体的には図３のような、ペースト運搬用容器のリブを挟み込む治具と位置を決める当て板を具備することが好ましい。これにより、ペースト運搬用容器の回転、ガタツキを抑え、位置決めを容易に行うことが可能とすることができる。ペースト運搬用容器のサイズは、成形の精度により僅かに（例えば±１ｍｍ）大小することがあるので、固定治具や当て板は、タンク径方向に可動させ微調節できることが好ましい。タンクは、ペーストに使用する溶剤に影響を受けず、ダストの発生しにくい材質であることが好ましい（例えば、ステンレス等）。また、蓋とタンク本体の接合面にゴム製（例えば、シリコン、ブチル等）Ｏリングを有し、加圧および減圧に耐える構造であることが好ましい。
【００１７】
また、本発明においては、上記の製造装置を使用し、ペースト撹拌用タンクを減圧状態とすることによりペーストを脱泡することができる。この場合、ペースト運搬用容器をペースト撹拌用タンク内に固定し、タンクを攪拌機に取り付ける。ペースト運搬用容器内に入れた撹拌羽根でペーストを撹拌した状態で、真空ポンプにより減圧することにより実施する。減圧は、真空計の表示で−９０ｋＰａ以上が好ましい。これにより、撹拌によりペースト中に気泡が混入することを避けることが可能となり、また、元々、気泡が混入しているペーストの場合は、脱泡することが可能となる。気泡が含まれているとペーストを塗布する際に欠陥となるため、ペーストを製造する際に脱泡を行うことが必要になることが多い。
【００１８】
また、本発明においては、上記の製造装置を使用し、ペースト撹拌用タンクの内部を加圧してペーストを吐出させる製造方法である。ペースト運搬容器内のペーストを撹拌した後に、ペースト撹拌用タンクを攪拌機から取り外し、蓋を取り付け、内部を圧力空気で加圧して、ペーストを吐出させることもできる。容器内のペーストを使用する時、撹拌、脱泡後に取り出すことになるが、再び気泡を混入させないように、また塗布機で使用する場合には送液することが必要になる。例えば、図４のように挿入されたチューブからペーストを抜き出すことで容易に行うことができる。ペースト撹拌用タンクに直接、蓋が取り付け可能な構造とすることにより、加圧容器を別に用意する必要も無くなり、好都合である。
【００１９】
また、ペースト運搬用容器内のペーストを圧空による加圧でチューブを使用して抜き出す場合、容器内に残るペースト量を少なくするためには、底部に凸部分を有するペースト運搬用容器を使用することが好ましいが、例えば、図５のようなアンカー型撹拌羽根では凸部分を撹拌できず、撹拌が不十分となる場合がある。そのため、例えば、図６のような、凸部分まで撹拌できる形状の撹拌羽根とすることがより好ましい。撹拌羽根は、ペーストに使用する溶剤に影響を受けず、ダストの発生しにくい材質であることが好ましく（例えば、ステンレス等）、また、ペースト中の無機粉末による削れを低減させる目的で表面処理を施すことも好ましい（例えば、セラミックス溶射、クロムメッキ等）
【実施例】
【００２０】
以下に、本発明を実施例を用いて、具体的に説明する。
【００２１】
実施例１
エチルセルロース樹脂２重量％をブチルカルビトールアセテート９８重量％に８０℃で２時間加熱攪拌溶解した有機質ビヒクルと、平均粒子径２μｍのガラス粉末を４０：６０の割合で混合し、３本ロールミルで混練したペースト１５ｋｇ（容量約１０Ｌ。回転式粘度計（２５℃）で測定した結果、粘度３５Ｐａ・ｓ（１．２ｓ-1））を、ブロー成形された図２に記載のポリエチレン製容器（容量１５Ｌ）へ充填し、上蓋を付けて密栓後、室温で保管していた。２週間後、溶剤の上澄みが生じていた。このペースト運搬用容器の上蓋を開け、図３記載の撹拌用タンク内の固定治具とペースト運搬用容器外測面の凸部分が合うように取り付け、ペースト運搬用容器をペースト撹拌用タンク内に固定した。その後、タンクを攪拌機に取り付けた。タンクのペースト運搬用容器内へ図６に記載の撹拌羽根を降ろし、５０ｒｐｍで回転させた。攪拌機に付属している真空ポンプを稼動し、真空計表示−９８ｋＰａで脱泡を１時間行った。撹拌羽根を上げ、攪拌機からタンクを取り外した。撹拌用タンクに加圧蓋を取り付け、加圧蓋のペースト取り出し孔にチューブ先端がペースト運搬用容器の底部から１ｃｍ付近になるように送液チューブを差し込み、固定した。０．１ＭＰａの圧空でタンク内のペーストをコーターへ送液して基板へ塗布した（塗布面１８×２５ｃｍ、厚み１００μｍ）。塗布面を目視確認したが、気泡の混入や凝集物の突出の無い塗布面を形成することができた。
【００２２】
次に、ペースト品種を切り替えるため、送液チューブと撹拌用タンクの加圧蓋を取り外し、タンク内に固定されていたペースト運搬用容器を取り出し、別品種のペースト運搬用容器を固定した。攪拌機の羽根は、洗浄溶剤（アセトン）を洗浄瓶で流しながらゴム製ヘラで付着しているペーストを掻き落として洗浄した。使用したアセトン量は、３００ｃｃだった。
【００２３】
比較例１
実施例１と同じペーストを、ペースト運搬用容器から出して、攪拌機に付属しているペースト撹拌用タンクへ移し、同様に撹拌、脱泡を行った。同様に塗布を行い、塗布面が良好であることを確認できた。
【００２４】
しかし、品種切り替えを行う際、タンクを洗浄する必要があった。洗浄溶剤（アセトン）を洗浄瓶で流しながらゴム製ヘラで付着しているペーストを掻き落として洗浄した。使用したアセトン量は、２０００ｃｃであり、羽根だけ撹拌する場合の７倍近く必要であった。また、洗浄後、再度、ペーストを攪拌機に付属しているタンクへ移し、同様に撹拌、脱泡を行った。このペースト５００ｇを５００メッシュフィルターで濾過し、捕捉されている異物数を数えたところ、１００個以上有り、実施例１のペーストを同様に評価した結果の５個と比較して桁違いに多かった。
【００２５】
比較例２
実施例１と同様に、攪拌機に付属している撹拌用タンク内へペースト運搬用容器を入れた。このタンク内部には固定治具が無く、ペースト運搬用容器を固定しなかった。タンクのペースト運搬用容器内へ撹拌羽根を降ろし、５０ｒｐｍで回転させた。これに伴い、ペースト運搬用容器も左右前後にブレながら回転を始めた。撹拌羽根とペースト運搬用容器内面も接触していた。
【００２６】
ペースト運搬用容器内面に傷が付いていた。塗布面には気泡が混じり、脱泡が不十分だった。また、ペースト運搬用容器内部の底には凝集物が残っていた。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明のペースト製造装置の一形態を示す側面図。
【図２】本発明に使用するペースト運搬用容器の一形態を示す側面図および断面図。
【図３】本発明のペースト製造装置のタンクの一形態を示す断面図。
【図４】本発明のペースト製造装置のタンクの一形態を示す側面図。
【図５】本発明のペースト製造装置の撹拌羽根の一形態を示す側面図。
【図６】本発明のペースト製造装置の撹拌羽根一形態を示す側面図。
【符号の説明】
【００２８】
１：攪拌機本体
２：ペースト撹拌用タンク（攪拌機に付属するタンク）
３：撹拌羽根
４：ペースト運搬用容器を固定する治具
５：ペースト運搬用容器
６：真空ポンプ
７：真空配管
８：ペースト運搬用容器の自立用脚
９：ペースト運搬用容器の外側面のリブ
１０：ペースト運搬用容器の外側面のリブを挟み込む治具
１１：ペースト運搬用容器の外側面の位置を決める当て板
１２：ペースト送液チューブ
１３：ペースト液面
１４：タンク移動用の車輪
１５：タンクの加圧蓋
１６：ペースト運搬用容器底部の凸部分を撹拌する羽根
【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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