塗布頭的製作方法

2023-06-07 05:05:46

專利名稱：塗布頭的製作方法
技術領域：
(明勁
布工具以及塗布裝置，特別涉及具備窄縫狀的塗布噴嘴的塗布工具以及塗布裝 置。
背景技術：
以往，人們在被塗布物體的表面上被覆以熱敏性膜、導電性膜、低反射導 電膜、抗紫外線膜、防電磁波膜、保護膜或磁性膜為代表的各種塗膜。例如， 在片狀構件的表面上均一地塗布^^薄的塗布液，形成塗膜層，作為在進行這樣 的塗布作業的塗布裝置中安裝的塗布工具，一直使用具有使塗布液通過的窄縫 的塗布工具。作為這樣的塗布工具，有具備塗布頭(工具本體)的塗布工具。
在圖6中例示了這樣的塗布工具。
塗布裝置911具有塗布頭910，塗布頭910是將被稱作後緣的第1構件911 和被稱作刮刀刃的第2構件912互相裝配而構成的。塗布裝置具有使可撓性帶 狀支承體914沿圖中箭頭方向(口)移動的進給機構(圖中未示出)，第l構 件911和第2構件912沿著可撓性帶狀支承體914移動的方向(口 )被依次並 列配置。即，第1構件911被配置在可撓性帶狀支承體914移動的方向(口) 的上遊，第2構件912被配置在下遊。並且，在這些第1、第2構件911和 912之間，形成塗布液向第1構件911和第2構件912的頂端流通的窄縫913, 在該窄縫913的頂端，形成了在第1、第2構件911、 912的頂端開口的流出 口 913a。
具有窄縫狀的噴嘴的塗布頭911，由於與被塗布構件914的接觸、塗料所 產生的腐蝕或者與可能含有的顏料等粒子的摩擦，有時在作為塗布刃的頂端部 分會產生損傷。當這樣的損傷的大小達到一定值以上時，塗料會進入傷痕中， 難以形成均一的塗膜。為此，在傷痕增大到一定程度時，需要研磨頂端部分， 進行塗布頭頂端部分的翻新。因而，由於塗布裝置的定期檢查、保養、塗布頭翻新時塗布裝置中斷使用或預備的塗布頭的準備、以及翻新後的塗布頭的精密 的安裝等，顯著降^^塗布過程的生產率。
圖7中示意地表示在942塗布頭上產生的損傷的例子950、 952。由於與 被塗布構件的接觸等，形成了沿著移動方向逐漸變窄的三角形狀的損傷952， 其中，有時會產生貫通至相對一側的深溝954。典型的損傷，其寬度較大時大 約是0.1到0.3mm,這樣的損傷，塗料會浸入其中，妨礙穩定地形成塗膜。
為此，希望在塗布頭的頂端部分不容易產生損傷，具體地說，有人提出了 塗布頭的材料為硬質合金的方案(例如，專利文獻l)。
但是，塗布頭整體為硬質合金會增大成本，另外，由於機械加工性能低， 因此並不現實。為此，有人提出了只有塗布頭的頂端部分為硬質合金的方案(例 如，專利文獻2、專利文獻3),但是，組裝時要想使頂端部分的窄縫的寬度均 一併不容易。特別是，即使在組裝初期能精密地進行組裝，在反覆進行塗布作 業時，由於這些構件之間的熱膨脹的差異而產生的應力等，也容易隨著時間推 移而發生變化。此外，在組裝中，構件之間容易產生微小的間隙，塗料浸透該 間隙，可能會改變塗布條件。
專利文獻1:日本特開2000-301044號公報
專利文獻2:日本特開2002-224607號公報
專利文獻3:日本特開2004-261678號公報

發明內容
發明要解決的任務
鑑於以上的情況，本發明提供了只有效地提高塗布頭的頂端部分的硬度的 塗布頭。這樣，可以抑制頂端部分的磨損，穩定地形成塗膜。 解決任務的措施
本發明的塗布頭，在頂端部分有效地配置有由硬質合金構成的構件，並且， 組裝這些構件使得不會產生塗料浸透的間隙。即，該塗布頭的特徵是，在其頂 端部分塗覆了規定厚度的硬質合金。該硬質合金可以是含有碳化鵠(WC)的 金屬陶瓷。此外，該塗覆可以採用噴鍍進行。因而，被噴鍍的噴鍍材料可以是 含有碳化鵠(WC)的金屬陶瓷。
更具體地it，本發明提供了以下的產品和方法。(1) 用於在片狀構件上形成塗膜而供給塗料的塗布頭，其特徵在於，包
塗布噴嘴，以及，保持該塗布噴嘴的塗布頭主體；該塗布噴嘴具有限定該窄縫 的、以規定的間距對抗的2個噴嘴頂端構件，在該噴嘴頂端構件的至少面向所 述片狀構件或板狀構件的部分上具有通過噴鍍形成的硬質合金鍍層。
(2) 根據上述(l)所述的塗布頭，其特徵在於，所述塗布噴嘴的基材由 不鏽鋼金屬構成，在其上面形成了所述硬質合金鍍層。
(3) 超硬加工方法，該方法是用於在片狀構件或板狀構件上形成塗膜而 供給塗料的塗布頭的窄縫式塗布噴嘴的超硬加工方法，其特徵在於，在塗布頭 的頂端噴鍍硬質合金，然後進行研磨，形成規定的形狀。
(4) 塗布頭，其特徵在於，具有用於在板狀工件上形成塗膜的窄縫式塗 布噴嘴，該窄縫式塗布噴嘴是在噴嘴頂端部分噴鍍硬質合金而形成。
(5) 根據上述(4)所述的塗布頭，其特徵在於，所述塗布頭的主體部分 由不鏽鋼形成，頂端部分由硬質合金形成。
(6) 超硬加工方法，該方法是用於在板狀工件上形成塗膜的窄縫式塗布 噴嘴的超硬加工方法，在塗布頭頂端噴鍍硬質合金，然後利用研磨調整形狀。
這裡所說的噴鍍，可以包括能形成緻密的噴鍍膜的爆炸噴鍍、利用高溫燃 氣的噴鍍、等離子噴鍍等。另外，根據需要，還可以進行封孔處理。


圖1A表示在頂端噴鍍了硬質合金的塗布頭以及被塗布的構件。 圖1B是表示包含在頂端噴鍍了硬質合金的塗布頭的斷面的斜視圖，圖中 還示出#^塗布的構件
圖2A是表示塗布頭頂端部分的噴鍍前的狀態的斷面示意圖。 圖2B是表示塗布頭頂端部分的噴塗後的狀態的斷面示意圖。 圖2C是表示塗布頭頂端部分的研磨後的狀態的斷面示意圖。 圖3是表示塗布頭的詳細結構的分解斜-見圖。
圖4A是示意表示本發明的實施例中使用的噴塗用的噴槍部分的斷面示意圖。
圖4B是示意表示本發明的實施例中使用的噴塗用的噴槍的側面圖。圖5A是匯總表示本發明中優選使用的噴塗膜的一般特性的數據圖表的圖。
圖5B是匯總表示本發明中優選使用的噴鍍材料(TS-10713)的特性的數 據圖表的圖。
圖5C是匯總表示本發明中優選使用的噴鍍材料(TS-03084)的特性的數 據圖表的圖。
圖5D是匯總表示本發明中優選使用的噴鍍材料(TS-1305)的特性的數 據圖表的圖。
圖5E是匯總表示本發明中優選使用的噴鍍材料(TS-10718)的特性的數 據圖表的圖。
圖5F是匯總表示本發明中優選使用的噴鍍材料(TS-1301)的特性的數據 圖表的圖。
圖5G是匯總表示本發明中優選使用的噴鍍材料(TS-3092N)的特性的數 據圖表的圖。
圖5H是匯總表示本發明中優選使用的噴鍍材料(TS-12006)的特性的數 據圖表的圖。
圖51是匯總表示本發明中優選使用的噴鍍材料(TS-11811)的特性的數 據圖表的圖。
圖5J是匯總表示本發明中優選使用的噴塗材料(TS-20142NB)的特性的 數據圖表的圖。
圖6是表示以往的塗布頭的斜視圖。
圖7是示意地表示在塗布頭上產生的損傷的斜視圖。
符號說明
20塗布頭
21、 22分開的塗布頭 21a、 22a頂端部 23隔片 26空腔部 27窄縫42噴鍍層
具體實施例方式
圖1示意地表示包含噴鍍了硬質合金的頂端構件的塗布頭的斷面圖，同時 還示出被塗布的構件。圖2A至C,分步驟地表示在塗布頭的頂端構件上實施 硬質合金加工的情況。圖3是表示塗布頭的詳細結構的分解斜視圖。
下面，參照圖1A至3，以在液晶基板4上進行塗布的塗布頭作為優選的 例子進行說明。在圖1A和B中，在下部配置左右延伸的片狀的液晶基板4， 在其上方配置塗布頭20。液晶基板或塗布頭20從圖中的右側向左側(或從左 向右)相對移動，從左至右(或從右至左)形成塗膜。在圖1A中，為了進行 說明，從塗布頭20的頂端到液晶基板4的上表面的距離畫得較大，但實際上， 間隔很短的距離D (例如50 150jiim)在液晶基板4上進行塗布(圖1B )。因 此，液晶基板4的上表面和塗布頭20的頂端部有時會發生直接或間接的接觸， 致使塗布頭20的頂端部產生磨損或損傷。
塗布頭20由相互對抗的分開的塗布頭21和22構成，兩者相隔規定的間 隔。這2個分開的塗布頭21和22分別由細長的長方體形狀的金屬(不鏽鋼) 制的塊體構成。分開的塊體21和22之間的規定的間隔，可以通過夾入隔片 23來限定。分開的塊體21和22具有大致平行對抗的表面，這些面大致垂直 地向下方延伸，另外，大致水平地在各分開的塊體21、 22的寬度方向上延伸。 塗布頭20分別在下方具有呈銳角形突出的刀頭部，以便維持上述對抗的各自 的表面。即，塗布頭20的分開的塊體21、 22的厚度逐漸減小，使得刀頭的頂 端邊緣成為上述對抗的表面的下方的頂端邊緣。
成為該塗布頭20的下端噴嘴部的、分開的塊體21、 22的各自的頂端部 21a和22a,大致水平地形成，具有超過液晶基板4的寬度(與塗布頭的移動 方向垂直的方向的液晶基板4的長度)的長度，形成噴嘴部。如上所述，頂端 部21a和22a以規定的間隔對抗。通過由這些頂端部21a和22a限定的規定間 隔構成的窄縫27,每單位時間流出規定量(例如， 一般的液晶基板約為2cc/sec) 的塗料，從而形成均一的塗膜。
窄縫27的規定的間隔，可以通過被分開的塊體21、 22夾持的隔片23來 限定。如圖3所示，隔片23是由在平面圖中衝切成片假名的-字形狀的薄板
7構成，該-字的凹部的邊部23a、 23b，在2個分開的塗布頭21、 22之間夾入 隔片23時，使這2個分開的塗布頭21和22之間保持規定間隔的間隙。利用 該間隙形成窄縫27。隔片23的厚度決定該窄縫27的間隙的大小。即，分開 的塗布頭21和22通過穿過各自的螺栓孔51、 52和隔片23的螺栓孔53的連 接件螺栓60以及螺帽61來連接時，隔片23的厚度構成實際的窄縫27的間隙 的間隔。
在一個分開的塗布頭21的上部，在其橫向(塗布頭20的寬度方向)的大 致中央部位，形成用於注入構成塗布液(或塗料)的液體等的液體注入口 24， 在其長度方向的兩端部的附近，分別形成排氣口 34。這些液體注入口24和排 氣口 34，分別通過通孔25與設置在分開的塗布頭21的中間部或內部的空腔 部26連通。空腔部26在分開的塗布頭21的寬度方向上延伸，/人液體注入口 24注入的液體等從大致中央部流向兩端部橫向流動。此時，在空腔部內殘留 的空氣，通過通孔25,由排氣口34排出。這樣，空腔部26就可以將這樣注 入的液體等保持在該空腔部內。
空腔部26與窄縫27連通，空腔部26內的液體，通過窄縫27形成一定的 厚度，從窄縫27下方的頂端開口部28噴出。該窄縫27的頂端開口部28形成 塗布頭20的下端噴嘴部的噴口 。
上述分開的塗布頭21、 22的各自的對抗面的頂端部21a、 22a,分別採用 噴鍍形成鍍層42，其表面粗糙度很細，另外，橫向的應變也小。例如，附著 於頂端部21a、 22a上的噴鍍膜42a、 42b的表面粗糙度是按照JIS測定，Ra 例如是0.1~0.2^im,更優選是0.025~0.05pm。窄縫27的間隔，由於隔片的厚 度為士O.lp，塗布頭的接合面為2jxm以內，因此最大也在2.1(im以下。如果表 面粗糙度和間隔不在該範圍內，則難以形成均一的塗膜，因而不可取。 一旦產 生損傷，噴出的塗料在^f黃向上容易產生不均勻，塗膜上容易出現條紋。因而， 難以形成均一的塗膜。這樣的損傷，可能是在塗布塗料的過程中由於與被塗布 對象物液晶基板4的表面凹凸或表面上的汙物等異物、以及塗料中的固體成分 等接觸或滑動而引起的。本實施例中，在不鏽鋼製的塗布頭刀頭部分進一步利 用噴鍍來鍍覆硬質合金，因而硬度增高，不容易產生這樣的損傷。
圖2A至C中說明對分開的塗布頭21進行噴鍍的程序。首先，通過機械加工等形成塗布頭的分開的塊體的基體材料形狀。此時，最好是預先將向塗布
頭的刀頭噴鍍的部分設置成凹陷44、 46,形成薄的壁厚(圖2A)。這是因為， 在頂端部的外側42C或內側42b上難以附有高^f氐差異。
在所述凹陷44、 46等部分上噴鍍硬質合金時，如圖2B所示，刀頭部分 可能形成稍微有一些圓度的形狀48。噴鍍稍微厚一些是因為，如果太薄，可 能有一些傷痕在後續的研磨工序中無法除去。此時，作為任意選擇的方案，可 以進行封孔處理。開的孔有時也會成為傷痕的起點，另外，對於防止不必要的 塗料的浸透通常是有效的。
接著，研磨頂端部分，精加工成所要求的形狀(圖2C)。此外，也可以進 行封孔處理，再次進行表面的精密研磨，但這不是必須的。最終得到的噴鍍膜 的厚度大約為0.4mm。該厚度優選為0.2mm以上，進一步優選為0.3mm以上。 另外，該厚度優選為lmm以下，進一步優選為0.8mm以下。這是因為，如果 厚度過薄，耐磨損性不足，如果厚度過厚，鍍膜可能會剝離，另外，會大大超 過用噴鍍附著的最合適的膜厚。分開的塗布頭22也按照同樣的工序製作，將 隔片23介於它們之間，用螺栓等將它們連接，形成塗布頭。
通過這樣的製作，塗布液不會進入不同的材質的接合部分中，可以製成不 容易產生傷痕的塗布頭。
Oxy-Fuel)噴鍍法中使用的噴槍部分100。從拉瓦爾噴管(Laval Nozzle )中向 右邊的基板112以5倍音速的高速度噴射含有噴鍍材料的氣體，形成塗膜層 114。在該高速氣體中並列有幾個菱形IIO,其被稱作菱形激波(Shock Diamond) 110。這樣的高速氣體，如箭頭106所示，可以通過將氧和燃燒氣體(例如丙 烯)輸送至噴槍部分100，使高壓的氧和丙烯的燃燒氣體產生超高速火焰來得 到。如中央的箭頭104所示，供給噴鍍材料(粉末)，使之在火焰中央被加熱、 熔化、加速。燃燒溫度例如是2700。C，其火焰速度達到1500m/sec。如箭頭108 所示，輸送壓縮空氣，起到保護噴嘴102不受該高溫影響的作用。如上所述， 由於超音速，因此可以觀察到到菱形激波110，利用其動能，可以在基材上形 成扁平的噴鍍膜。因而，其特徵是，具有超緻密性，形成細的噴鍍表層，由於 高密度強度可以得到高結合力，由於低殘留應力使得基材的相變化少。這樣的噴鍍系統中包含JETKOTE (超音速噴塗)噴鍍系統。這種超音速 噴鍍是在1980年代初，由Browing Engineering Co.(美國)為對抗Union Carbide Co.(美國)的d-gun而開發的新的高能氣體噴鍍法。特別是，利用5馬赫左 右的極超音速噴射燃燒氣流，能夠極其快速地進行高密度的粉末噴鍍。此外， 這種方法特別適於碳化物系金屬陶瓷以及超合金材料的噴鍍，對於該領域的材 料，與以往的等離子體噴鍍法相比，能夠形成更優異的高密度、高粘結力的被 膜。
在圖4B中，用側面視圖示意地表示該超音速噴鍍的噴槍。從噴槍的主體 103向右延伸的槍身101的前端，高速的燃燒氣流111載運粉末噴鍍材料，在 基板112上形成被膜114。該高速的燃燒氣流，是由燃燒氣體供給口和氧供給 口所供給的燃燒氣體和氧在燃燒室105中燃燒所產生的。這樣，由於該高速氣 流而產生的高密度、高結合力是其特徵，因此基板112的表面與氣流的角度就 很重要，希望儘可能是直角。因而，如本實施例所述，為了在3個垂直的面上 形成噴鍍膜，希望從適於各個面的方向利用上述噴槍進行的噴鍍。具體地說， 優選的是，將工件或噴槍各自固定在適當的位置上，根據需要使其中一方沿著 平行於基板表面的方向滑動。
圖5A匯總表示在本發明中優選使用的噴鍍用材料的數據。有時，這些材 料以外的材料也可以使用。如果大致劃分，可以分類成碳化物金屬陶瓷和金 屬'合金兩類。雖然碳化物金屬陶瓷的最高使用溫度比較低，但其硬度較高， 更適合在本發明的實施例中使用的。即，如圖7所示，磨損是劃傷之類的所謂 的研磨損傷，因此認為硬度高貢獻很大。此外，氣孔率為0.5%以下的比較低 的程度，不易產生塗料的浸入。另外，如果塗料有腐蝕性，優選使用耐腐蝕性 優異的材料。
圖5B至5J匯總表示各成分的詳細特性的數據。選用其中的材料或其以外 的適宜的材料，或者將這些材料組合起來使用，進行上述樣的噴鍍，實施噴塗 頭的頂端的超硬加工，可以大幅減少磨損，對形成均一的塗膜起到絕大的效果。
權利要求
1.用於在片狀構件上形成塗膜而供給塗料的塗布頭，其特徵在於，包含具有相對於向該片狀構件塗布的方向沿大致直角方向延伸的窄縫的窄縫式塗布噴嘴，以及，保持該塗布噴嘴的塗布頭主體；該塗布噴嘴具有限定該窄縫的、以規定的間距對抗的2個噴嘴頂端構件；在該噴嘴頂端構件的至少面向所述片狀構件或板狀構件的部分具有通過噴鍍形成的硬質合金鍍層。
2. 根據權利要求1所述的塗布頭，其特徵在於，所述塗布噴嘴的基材由 不鏽鋼金屬構成，在其上面形成了所述硬質合金塗層。
3. 超硬加工方法，該方法是用於在片狀構件或板狀構件上形成塗膜而供 給塗料的塗布頭的窄縫式塗布噴嘴的超硬加工方法，其特徵在於，在塗布頭的 頂端噴鍍硬質合金，然後進行研磨，形成規定的形狀。
全文摘要
在片狀構件等被塗布構件的表面上塗布塗液的塗布裝置的塗布頭上不容易產生損傷。本發明提供了一種塗布頭，在該塗布頭的頂端部分有效地配置有由硬質合金構成的構件，並且，組入這些構件使得不會產生塗料浸透的間隙。該塗布頭的特徵是，在其頂端部分塗覆有規定厚度的硬質合金。該硬質合金可以是含有碳化鎢(WC)的金屬陶瓷。此外，該塗覆可以採用噴鍍來進行。
文檔編號B05C5/02GK101296755SQ200580051940
公開日2008年10月29日 申請日期2005年10月27日 優先權日2005年10月27日
發明者東岡末廣, 永田義壽 申請人:平田機工株式會社