特開 2024-76090 塗布装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024076090

(43)【公開日】2024-06-05

(54)【発明の名称】塗布装置

(51)【国際特許分類】

   B05C 11/10 20060101AFI20240529BHJP

   B05B 7/26 20060101ALI20240529BHJP

   B05C 5/00 20060101ALI20240529BHJP

【ＦＩ】

B05C11/10

B05B7/26

B05C5/00 101

【審査請求】未請求

【請求項の数】6

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022187476

(22)【出願日】2022-11-24

(71)【出願人】

【識別番号】000006747

【氏名又は名称】株式会社リコー

(74)【代理人】

【識別番号】100107766

【弁理士】

【氏名又は名称】伊東 忠重

(74)【代理人】

【識別番号】100070150

【弁理士】

【氏名又は名称】伊東 忠彦

(74)【代理人】

【識別番号】100107515

【弁理士】

【氏名又は名称】廣田 浩一

(72)【発明者】

【氏名】西村 秀明

(72)【発明者】

【氏名】朝比奈 大輔

【テーマコード（参考）】

4F033

4F041

4F042

【Ｆターム（参考）】

4F033QA01

4F033QB03X

4F033QB03Y

4F033QB13Y

4F033QB18

4F033QD06

4F033QD11

4F033QF01X

4F033QF01Y

4F033QF02Y

4F033QF03X

4F033QF03Y

4F033QF07Y

4F033QF08X

4F033QF08Y

4F033QF11X

4F033QF11Y

4F033QF14X

4F033QF14Y

4F033QF21X

4F033QF21Y

4F041AA02

4F041AB01

4F041AB08

4F041BA01

4F041BA10

4F041BA13

4F041BA32

4F041BA35

4F041BA42

4F041BA47

4F041BA59

4F042AA02

4F042BA06

4F042BA09

4F042BA12

4F042BA19

4F042CA01

4F042CA06

4F042CA08

4F042CA09

4F042CB02

4F042CB03

4F042CB08

4F042CB10

4F042CB13

4F042CB19

4F042CB26

4F042CB27

4F042CC04

4F042CC07

(57)【要約】      （修正有）

【課題】塗布装置において流路の閉塞を防止する。
【解決手段】一態様に係る塗布装置は、超臨界流体と樹脂とを混合する高圧容器６から、混合物を吐出ヘッド１０に供給し、吐出ヘッドから吐出された混合物を基材に塗布する塗布装置であって、超臨界流体と樹脂との混合物を吐出ヘッドに供給する第１流路４１と、高圧容器と吐出ヘッドとの間において第１流路から分岐する第２流路４２と、高圧容器を介さずに吐出ヘッドに超臨界流体を供給するバイパス流路４４と、第１流路、第２流路、及びバイパス流路のそれぞれの開閉を切り替える切替部と、を有し、塗布装置が、混合物を含む流体を流して、吐出ヘッドによる吐出状態を維持する第１動作を行う場合、切替部は、第１流路を閉塞し、第２流路を開放し、塗布装置が、超臨界流体を流して、吐出ヘッドによる吐出状態を維持する第２動作を行う場合、切替部は第１流路を閉塞し、第２流路を開放し、バイパス流路を開放する。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

超臨界流体と樹脂とを混合する高圧容器から、超臨界流体と樹脂との混合物を吐出ヘッドに供給し、前記吐出ヘッドから吐出された前記混合物を基材に塗布する塗布装置であって、
前記超臨界流体と樹脂との前記混合物を前記吐出ヘッドに供給する第１流路と、
前記高圧容器と前記吐出ヘッドとの間において前記第１流路から分岐する第２流路と、
前記高圧容器を介さずに前記吐出ヘッドに前記超臨界流体を供給するバイパス流路と、
前記第１流路、前記第２流路、及び前記バイパス流路のそれぞれの開閉を切り替える切替部と、
を有し、
前記塗布装置が、前記混合物を含む流体を流して、前記吐出ヘッドによる吐出状態を維持する第１動作を行う場合、前記切替部は、前記第１流路を閉塞し、前記第２流路を開放し、
前記塗布装置が、前記超臨界流体を流して、前記吐出ヘッドによる吐出状態を維持する第２動作を行う場合、前記切替部は、前記第１流路を閉塞し、前記第２流路を開放し、前記バイパス流路を開放する、
塗布装置。

【請求項2】

前記塗布装置が前記吐出ヘッドにより前記混合物を吐出する第３動作を行う場合、前記切替部は、前記第１流路を開放し、前記第２流路を閉塞し、前記バイパス流路を閉塞する、
請求項１に記載の塗布装置。

【請求項3】

前記塗布装置が前記第１動作を行う場合に流れる前記流体は、前記高圧容器における前記超臨界流体と未混合の前記樹脂を含む、
請求項１又は２に記載の塗布装置。

【請求項4】

前記第２流路と連通し、前記第２流路を流れる前記混合物を含む前記流体及び前記超臨界流体を受ける廃液容器を更に有する、
請求項１又は２に記載の塗布装置。

【請求項5】

前記切替部は、
前記第１流路と前記第２流路との接続箇所に設けられ、前記第１流路と前記第２流路の開閉を切り替える三方弁と、
前記第１流路と前記バイパス流路との接続箇所に設けられ、前記第１流路と前記バイパス流路の開閉を切り替える、前記三方弁とは別の三方弁と、
を有する、
請求項１又は２に記載の塗布装置。

【請求項6】

前記第１流路の温度を保持する温度保持部を更に有する、
請求項１又は２に記載の塗布装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、塗布装置に関する。

【背景技術】

【0002】

塗料を塗布する装置が提供されている。従来の装置で塗布される塗料は、有機溶媒を含むため、塗料の乾燥過程においてＶＯＣ（Volatile Organic Compounds）が発生する。そこで、使用されるＶＯＣを超臨界二酸化炭素等の超臨界流体に替えることで、有機溶媒系の塗料と同等の塗膜均一性、平滑性、鮮映性等を確保したまま、ＶＯＣの発生を低減する技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0003】

超臨界流体と塗料用樹脂との混合器における混合過程で、超臨界流体と未混合の樹脂が、混合器に残る場合がある。有機溶媒を含まない塗料を用いると、未混合の樹脂からなる高粘性の流体が、混合器から噴霧ガンに至る流路に流れることで、噴霧ガンのノズルを含む流路が閉塞する場合がある。

【0004】

開示の技術は、流路の閉塞を防止することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0005】

開示の技術の一態様に係る塗布装置は、超臨界流体と樹脂とを混合する高圧容器から、超臨界流体と樹脂との混合物を吐出ヘッドに供給し、前記吐出ヘッドから吐出された前記混合物を基材に塗布する塗布装置であって、前記超臨界流体と樹脂との混合物を前記吐出ヘッドに供給する第１流路と、前記高圧容器と前記吐出ヘッドとの間において前記第１流路から分岐する第２流路と、前記高圧容器を介さずに前記吐出ヘッドに前記超臨界流体を供給するバイパス流路と、前記第１流路、前記第２流路、及び前記バイパス流路のそれぞれの開閉を切り替える切替部と、を有し、前記塗布装置が、前記混合物を含む流体を流して、前記吐出ヘッドによる吐出状態を維持する第１動作を行う場合、前記切替部は、前記第１流路を閉塞し、前記第２流路を開放し、前記塗布装置が、前記超臨界流体を流して、前記吐出ヘッドによる吐出状態を維持する第２動作を行う場合、前記切替部は、前記第１流路を閉塞し、前記第２流路を開放し、前記バイパス流路を開放する。

【発明の効果】

【0006】

開示の技術によれば、流路の閉塞を防止できる。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1】第１実施形態に係る塗布装置の全体構成の一例を示す模式図である。

【図2】第１実施形態の塗布装置における吐出動作を説明するための模式図である。

【図3】第１実施形態の塗布装置における樹脂排出動作を説明するための模式図である。

【図4】第１実施形態の塗布装置における第１洗浄動作を説明するための模式図である。

【図5】第１実施形態の塗布装置における第２洗浄動作を説明するための模式図である。

【図6】第２実施形態に係る塗布装置の全体構成の一例を示す模式図である。

【発明を実施するための形態】

【0008】

以下、図面を参照して発明を実施するための形態について説明する。各図面において、同一構成部分には同一符号を付し、重複した説明を省略する場合がある。

【0009】

［第１実施形態］
図１を参照して、第１実施形態に係る塗布装置１を説明する。

【0010】

＜塗布装置１の全体構成例＞
図１は、第１実施形態に係る塗布装置１の全体構成の一例を示す模式図である。塗布装置１は、超臨界二酸化炭素を生成する生成部３０と、生成部３０で生成された超臨界二酸化炭素と樹脂とを混合し、双方の混合物を得るための高圧容器６と、高圧容器６から供給される混合物を基材１２に吐出する吐出ヘッド１０と、高圧容器６と吐出ヘッド１０とを接続する配管４１の所定箇所から分岐する配管４２を介して排出される廃液を受ける廃液容器１１と、を有する。なお、超臨界二酸化炭素は、「超臨界流体」の一例である。超臨界流体の他の例として、超臨界水、超臨界窒素等が挙げられる。これらの超臨界流体は、環境負荷が少なく、安価なため好ましい。また、超臨界二酸化炭素と樹脂との混合物を、単に「混合物」と言う場合がある。

【0011】

超臨界二酸化炭素と混合される樹脂の例として、強度、耐熱性、断熱性、難燃性、耐薬品性、電気絶縁性等に優れた熱硬化性樹脂を好適に用いることができる。また、熱硬化性樹脂の例として、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、メラミン樹脂、ユリア樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、シリコーン樹脂、ポリウレタン樹脂、熱硬化性ポリイミド樹脂、熱硬化性フラン樹脂等が挙げられる。

【0012】

樹脂に染料、顔料を混合することにより有色の塗膜を形成してもよい。ただし、ＶＯＣの発生を避けるため、本実施形態における混合物は、有機溶媒を含まないことが好ましい。

【0013】

混合物が塗布される基材１２の例として、樹脂材料、金属材料、並びに、炭素繊維、ガラス繊維、及びセルロース繊維等で形成された多孔質材料等が挙げられる。

【0014】

本実施形態の生成部３０は、図１に示されるように、液体二酸化炭素を貯蔵するボンベ２と、高圧弁１０１を介してボンベ２から供給される液体二酸化炭素を飽和温度以下に冷却する冷却器３と、液体二酸化炭素を所定の圧力まで加圧する高圧ポンプ４と、高圧ポンプ４から供給される液体二酸化炭素を所定の温度に加熱するヒータ５と、高圧ポンプ４から供給される液体二酸化炭素のうち、余剰な液体二酸化炭素を高圧ポンプ４より下流側に戻す背圧弁１０２と、を有する。

【0015】

冷却器３の例として、冷却水を循環させて、被冷却物を冷却するチラー装置が挙げられる。また、高圧ポンプ４の例として、液体吐出量の制御や脈動を防止可能なダブルプランジャーポンプが挙げられる。ただし、冷却器３や高圧ポンプ４は、これらに限られない。

【0016】

高圧ポンプ４で加圧された液体二酸化炭素をヒータ５で加熱することで、超臨界二酸化炭素が生成される。

【0017】

高圧容器６は、高圧弁１０３を介して生成部３０から供給される超臨界二酸化炭素と、超臨界二酸化炭素とは別経路を通って供給される樹脂とを高圧環境下で混合する。高圧容器６の例として、オートクレーブが挙げられる。ただし、これに限定されない。

【0018】

高圧容器６は、超臨界二酸化炭素と樹脂とを収める容器本体２１と、容器本体２１内に導入される超臨界二酸化炭素と樹脂とを撹拌する撹拌機構２２と、撹拌機構２２を駆動するモータ７と、を有する。

【0019】

撹拌機構２２の例として、一軸のスクリュウ、互いに噛み合う二軸のスクリュウ、互いに噛み合う又は重なり合う多数の撹拌素子をもつ二軸の混合機、互いに噛み合うらせん形の撹拌素子を有するニーダー、スタティックミキサー等が挙げられる。また、高圧容器６は、容器加温用のヒータ８と、容器内を大気開放するための高圧弁１０４と、を更に有することが好ましい。

【0020】

高圧容器６の下流側に、高圧弁１０５が設けられる。高圧弁１０５が開くことで、高圧容器６内の混合物が、配管４１を通り、吐出ヘッド１０に供給される。なお、高圧容器６と吐出ヘッド１０とを接続する配管４１を含む管路を、「第１流路４１」と言う場合がある。第１流路４１は、高圧容器６から供給される混合物が吐出ヘッド１０へ流れる流路に対応する。第１流路４１は、高圧容器６からの混合物を、第３三方弁２３０、第１三方弁２１０に供給し、第１三方弁２１０から吐出ヘッド１０に供給する。また、第１流路４１の一端は、容器本体２１の壁部２１ａの内面から容器本体２１の壁部２１ａの厚み方向に貫通する管路４１ａに対応する。また、第１流路４１の他端は、吐出ヘッド１０に臨み、吐出ヘッドのノズルの先端に対応する。

【0021】

第１流路４１の周囲に、加熱機構あるいは断熱部材を設けることが好ましい。これにより、第１流路４１を所定の温度に保持することができ、第１流路４１を流れる二酸化炭素の超臨界状態を維持し、流動性を高めることができる。なお、第１流路４１の周囲に設けられる加熱機構や断熱部材は、「温度保持部」の一例である。

【0022】

吐出ヘッド１０は、第１流路４１と接続し、高圧容器６から導入された混合物を基材１２に吐出する。吐出ヘッド１０の例として、インクジェット方式の吐出ヘッド、及びスプレー方式の吐出ヘッド等が挙げられる。また、吐出ヘッド１０に、複数のノズルを設けることで、塗布の生産性を高めることができる。また、吐出ヘッド１０に、複数のノズルを設けることで、異なる機能を有する複数の樹脂を基材１２に同時に吐出することもできる。また、吐出ヘッド１０は、ヘッドの温度を制御するためのヒータや温度検出機構を備えてもよい。

【0023】

図１に示されるように、第１流路４１の所定箇所から分岐する配管４２が設けられる。また、配管４２は、廃液容器１１に接続する。なお、配管４２を含む管路を、「第２流路４２」と言う場合がある。

【0024】

第１流路４１における第２流路４２への接続箇所に、第１三方弁２１０が設けられる。第１三方弁２１０は、第１流路４１と連通する上流側ポート２１０ａ及び下流側ポート２１０ｂ、第２流路４２と連通する分岐ポート２１０ｃ、並びにこれら各ポートの開閉を切り替える弁体を有する。

【0025】

具体的には、第１三方弁２１０の弁体が操作されて、上流側ポート２１０ａ及び下流側ポート２１０ｂが開放されることで、第１流路４１が開放され、第２流路４２が閉塞される。これに対して、第１三方弁２１０の弁体が操作されて、上流側ポート２１０ａ及び分岐ポート２１０ｃが開放されることで、第１流路４１が閉塞され、第２流路４２が開放される。第１三方弁２１０を用いることで、流路を切り替えるための弁構成を簡素化することができる。

【0026】

図１に示されるように、生成部３０のヒータ５と高圧容器６との間の配管４３の所定箇所から分岐する配管４４が設けられる。また、配管４４は、第１流路４１とも接続する。なお、配管４３を含む管路を、「第３流路４３」と言う場合がある。また、配管４４を含む管路を、「バイパス流路４４」と言う場合がある。

【0027】

第３流路４３とバイパス流路４４との接続箇所に、第２三方弁２２０が設けられる。第２三方弁２２０は、第３流路４３と連通する上流側ポート２２０ａ及び下流側ポート２２０ｂ、バイパス流路４４と連通する分岐ポート２２０ｃ、並びにこれら各ポートの開閉を切り替える弁体を有する。

【0028】

具体的には、第２三方弁２２０の弁体が操作されて、上流側ポート２２０ａ及び下流側ポート２２０ｂが開放されることで、第３流路４３が開放され、バイパス流路４４が閉塞される。これに対して、第２三方弁２２０の弁体が操作されて、上流側ポート２２０ａ及び分岐ポート２２０ｃが開放されることで、第３流路４３が閉塞され、バイパス流路４４が開放される。第２三方弁２２０を用いることで、流路を切り替えるための弁構成を簡素化することができる。

【0029】

バイパス流路４４と第１流路４１との接続箇所に、第３三方弁２３０が設けられる。第３三方弁２３０は、バイパス流路４４と連通する分岐ポート２３０ａ、第１流路４１と連通する下流側ポート２３０ｂ及び上流側ポート２３０ｃ、並びにこれら各ポートの開閉を切り替える弁体を有する。

【0030】

具体的には、第３三方弁２３０の弁体が操作されて、分岐ポート２３０ａ及び下流側ポート２３０ｂが開放されることで、バイパス流路４４が開放され、第１流路４１が閉塞される。なお、この場合、第１流路４１の第３三方弁２３０より下流側と吐出ヘッド１０とは連通している。そのため、バイパス流路４４を介して第３三方弁２３０に至る超臨界二酸化炭素は、第１流路４１における第３三方弁２３０より下流側を流れ、吐出ヘッド１０に至る。

【0031】

これに対して、第３三方弁２３０の弁体が操作されて、下流側ポート２３０ｂ及び上流側ポート２３０ｃが開放されることで、バイパス流路４４が閉塞され、第１流路４１が開放される。第３三方弁２３０を用いることで、流路を切り替えるための弁構成を簡素化することができる。

【0032】

第１三方弁２１０、第２三方弁２２０、第３三方弁２３０は、「切替部」の一例である。また、第２三方弁２２０，第３三方弁２３０及びバイパス流路４４を設けることで、第３流路４３を通る超臨界二酸化炭素を、高圧容器６を介さず、第１流路４１に流すことができる。

【0033】

＜塗布装置１の動作＞
次に、図２から図５を参照して、塗布装置１における各種動作を説明する。以下で説明する塗布装置１の各種動作において、第１三方弁２１０、第２三方弁２２０、第３三方弁２３０の各ポートの開放及び閉塞が切り替えられる。これにより、第１流路４１、第２流路４２、第３流路４３、バイパス流路４４の開閉が切り替えられる。なお、第１三方弁２１０の上流側ポート２１０ａは、塗布装置１における各種動作の全てで開放される。また、第２三方弁２２０の上流側ポート２２０ａ及び第３三方弁２３０の下流側ポート２３０ｂも同様に、塗布装置１における各種動作の全てで開放される。

【0034】

＜＜塗布装置１の吐出動作＞＞
図２を参照して、塗布装置１における混合物の吐出動作を説明する。図２は、塗布装置１における混合物の吐出動作を説明するための模式図である。なお、図２の矢印Ａは、塗布装置１における吐出動作での流体の通過経路を示す。

【0035】

まず、ボンベ２に貯蔵される液体二酸化炭素が、高圧弁１０１を経由して冷却器３で飽和温度以下に冷却される。

【0036】

続いて、冷却器３を通過した超臨界二酸化炭素が、高圧ポンプ４のサクション部に導入される。サクション部から高圧ポンプ４に導入された液体二酸化炭素は、高圧ポンプ４内で所定の圧力（例えば、二酸化炭素の臨界圧力である７．３ＭＰａ）以上に加圧される。また、定圧運転時、高圧ポンプ４に導入された液体二酸化炭素が、背圧弁１０２により高圧ポンプ４のサクション部に戻される。

【0037】

続いて、加圧された液体二酸化炭素は、ヒータ５により所定の温度（例えば、二酸化炭素の臨界温度である３１℃）以上に加熱される。これにより、液体二酸化炭素から超臨界二酸化炭素が生成される。

【0038】

続いて、生成された超臨界二酸化炭素は、第２三方弁２２０及び高圧弁１０３を経由して、ヒータ８によって所定の温度に加熱された高圧容器６に投入される。また、超臨界二酸化炭素は、別経路で高圧容器６に投入された樹脂と、モータ７に接続された撹拌機構２２によって溶融混合される。これにより、超臨界二酸化炭素と樹脂との混合物が得られる。

【0039】

続いて、第１三方弁２１０の下流側ポート２１０ｂが開放されると共に、第１三方弁２１０の分岐ポート２１０ｃが閉塞され、且つ、第３三方弁２３０の上流側ポート２３０ｃが開放されると共に、第３三方弁２３０の分岐ポート２３０aが閉塞された状態で、高圧弁１０５が開放される。すなわち、第１三方弁２１０及び第３三方弁２３０における各ポートの開閉の切り替えによって、第１流路４１を開放し、第２流路４２を閉塞し、バイパス流路４４を閉塞する。これにより、高圧容器６に収容される混合物は、吐出ヘッド１０に供給される。それに伴い、吐出ヘッド１０は、対向する基材１２に混合物を吐出する。

【0040】

＜＜塗布装置１の樹脂排出動作＞＞
図３を参照して、塗布装置１における樹脂排出動作を説明する。図３は、塗布装置１における樹脂排出動作を説明するための模式図である。なお、図３の矢印Ｂは、塗布装置１における樹脂排出動作での流体の通過経路を示す。

【0041】

ところで、超臨界二酸化炭素と樹脂との混合過程において、超臨界二酸化炭素と未混合の樹脂が、高圧容器６に僅かに残る場合がある。本実施形態では、高圧容器６に有機溶媒が投入されないため、高圧容器６から吐出ヘッド１０に混合物が供給されるに伴い、未混合の樹脂に起因する高粘性の流体が、吐出ヘッド１０側に流れる。その結果、吐出ヘッド１０のノズルを含む第１流路４１が閉塞する場合がある。このような事態を避けるため、混合物の吐出動作に先だって、以下の樹脂排出動作が行われる。すなわち、樹脂排出動作は、吐出ヘッド１０による吐出状態を維持する動作の１つである。

【0042】

まず、高圧ポンプ４及びヒータ５を通過して生成された超臨界二酸化炭素が、第３流路４３を介して、高圧容器６に導入される。

【0043】

続いて、高圧容器６において、超臨界二酸化炭素と樹脂とが混合される。このとき、高圧容器６には、超臨界二酸化炭素と未混合の樹脂も含まれる。続いて、第１三方弁２１０の分岐ポート２１０ｃが開放されると共に、第１三方弁２１０の下流側ポート２１０ｂが閉塞され、且つ、第３三方弁２３０の上流側ポート２３０ｃが開放されると共に、第３三方弁２３０の分岐ポート２３０ａが閉塞された状態で、高圧弁１０５が開放される。すなわち、第１三方弁２１０及び第３三方弁２３０における各ポートの開閉の切り替えによって、第１流路４１を閉塞し、第２流路４２を開放し、バイパス流路４４を閉塞する。これにより、高圧容器６に残る未混合の樹脂と混合物とを含む高粘性の流体が、第１流路４１から第２流路４２に流れる。第２流路を流れた未混合の樹脂と混合物とを含む高粘性の流体は、最終的に廃液容器１１に排出される。

【0044】

その結果、未混合の樹脂と混合物とを含む高粘性の流体が、吐出ヘッド１０に供給されることを防ぎ、吐出ヘッド１０のノズルを含む第１流路４１が閉塞する事態を防止することができる。

【0045】

＜＜塗布装置１の第１洗浄動作＞＞
図４を参照して、塗布装置１における第１洗浄動作を説明する。図４は、塗布装置１における第１洗浄動作を説明するための模式図である。なお、図４の矢印Ｃは、塗布装置１における第１洗浄動作での流体の通過経路を示す。

【0046】

ここで、第１洗浄動作とは、樹脂が付着した第１流路４１を、超臨界二酸化炭素を用いて洗浄する動作を言う。すなわち、第１洗浄動作は、吐出ヘッド１０による吐出状態を維持する動作の１つである。

【0047】

まず、第２三方弁２２０の分岐ポート２２０ｃが開放される共に、第２三方弁２２０の下流側ポート２２０ｂが閉塞され、超臨界二酸化炭素の流路が、第３流路４３からバイパス流路４４に切り替わる。また、第３三方弁２３０の分岐ポート２３０ａが開放されると共に、第３三方弁２３０の上流側ポート２３０ｃが閉塞される。すなわち、第２三方弁２２０及び第３三方弁２３０における各ポートの開閉の切り替えによって、バイパス流路４４を開放する。また、バイパス流路４４を流れる超臨界二酸化炭素が、第１流路４１に至り、吐出ヘッド１０側に流れる。

【0048】

これにより、超臨界二酸化炭素が、第３流路４３、バイパス流路４４、第１流路４１の順に流れた後、吐出ヘッド１０から基材１２に吐出され、吐出ヘッド１０のノズルを含む第１流路４１が洗浄される。

【0049】

第１洗浄動作の場合、高圧ポンプ４の出力を高め、より高圧の液体二酸化炭素を供給するようにしてもよい。これにより、各流路を通る超臨界二酸化炭素の流速を高めることができる。その結果、各流路の洗浄性を更に高めることができる。

【0050】

＜＜塗布装置１の第２洗浄動作＞＞
次に、図５を参照して、塗布装置１における第２洗浄動作を説明する。図５は、塗布装置１における第２洗浄動作を説明するための模式図である。なお、図５の矢印Ｄは、塗布装置１における第２洗浄動作での流体の通過経路を示す。

【0051】

ここで、第２洗浄動作とは、樹脂排出動作の際に未混合の樹脂が通過した第１流路４１及び第２流路４２を、超臨界二酸化炭素を用いて洗浄する動作を言う。すなわち、第２洗浄動作は、吐出ヘッド１０による吐出状態を維持する動作の１つである。

【0052】

第２洗浄動作において、第１洗浄動作と同様、第２三方弁２２０の分岐ポート２２０ｃが開放される共に、第２三方弁２２０の下流側ポート２２０ｂが閉塞され、且つ、第３三方弁２３０の分岐ポート２３０ａが開放されると共に、第３三方弁２３０の上流側ポート２３０ｃが閉塞される。すなわち、第２三方弁２２０及び第３三方弁２３０における各ポートの開閉の切り替えによって、バイパス流路４４を開放する。更に、第１三方弁２１０の分岐ポート２１０ｃが開放されると共に、第１三方弁２１０の下流側ポート２１０ｂが閉塞される。すなわち、第１三方弁２１０における各ポートの開閉の切り替えによって、第１流路を閉塞し、第２流路を開放する。それに伴い、第１流路４１を通る超臨界二酸化炭素の流路が、第２流路４２に切り替わる。

【0053】

これにより、超臨界二酸化炭素が、第３流路４３、バイパス流路４４、第１流路４１、第２流路４２の順に流れた後、廃液容器１１に排出される。その結果、超臨界二酸化炭素を用いて、第１流路４１及び第２流路４２を洗浄することができる。

【0054】

第２洗浄動作の場合も、高圧ポンプ４の出力を高め、より高圧の液体二酸化炭素を供給するようにしてもよい。これにより、各流路を通る超臨界二酸化炭素の流速を高めることができる。その結果、各流路の洗浄性を更に高めることができる。

【0055】

＜＜弁の開閉のまとめ＞＞
塗布装置１の各種動作における、各弁の開閉関係は、表１の通りである。なお、塗布装置１における樹脂排出動作を「第１動作」と言う場合がある。また、塗布装置１における第２洗浄動作を「第２動作」と言う場合がある。また、塗布装置１における吐出動作を「第３動作」と言う場合がある。

【0056】

【表1】

【0057】

＜＜各動作の順序の例＞＞
塗布装置１における各動作は、例えば以下の順序で行われることが好ましい。まず、超臨界二酸化炭素が、塗布装置１の高圧容器６に導入される。これにより、高圧容器６で超臨界二酸化炭素と樹脂とが混合される。続いて、塗布装置１は、樹脂排出動作、吐出動作を順に行う。これにより、高圧容器６内の未混合の樹脂を含む流体を廃液容器１１に廃液してから、混合物を吐出ヘッド１０側に流すことができる。その結果、良好な吐出状態が担保される。また、塗布装置１は、吐出動作の後、第１洗浄動作、第２洗浄動作を順に行うことが好ましい。これにより、樹脂排出動作及び吐出動作が行われたことで、第１流路４１、第２流路４２、吐出ヘッド１０のそれぞれに付着した残留樹脂を洗い流すことができる。

【0058】

［第２実施形態］
図６を参照して、第２実施形態に係る塗布装置１ａを説明する。

【0059】

図６は、第２実施形態に係る塗布装置１ａの全体構成の一例を示す模式図である。第２実施形態に係る塗布装置１ａは、第１実施形態と異なり、高圧容器６と第１三方弁２１０との間の高圧弁１０５を備えない。すなわち、第２実施形態に係る塗布装置１ａにおいて、高圧容器６と第１三方弁２１０とが、第１流路４１を介して接続される。

【0060】

この構成によれば、塗布装置１ａに含まれる構成部材を削減することができる。これにより、製造コストの上昇を抑えることができる。また、この構成によれば、高圧容器６から吐出ヘッド１０に至る流路長、高圧容器６から廃液容器１１に至る流路長を短縮することができる。これにより、各流路の洗浄性を更に向上させることができる。

【0061】

以上、実施形態について説明したが、本発明は、前述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内で種々の変形及び改良が可能である。第１三方弁２１０、第２三方弁２２０、及び第３三方弁２３０の切替動作を、制御装置によって制御するようにしてもよい。

【0062】

例えば、実施形態における樹脂排出動作の後、吐出動作が行われるよう、制御装置は、各三方弁の切替動作を制御してもよい。更に、実施形態の吐出動作の後、第１洗浄動作、第２洗浄動作が行われるよう、制御装置は、各三方弁の切替動作を制御してもよい。このとき、吐出動作の後、第１洗浄動作、第２洗浄動作の順に、洗浄動作が行われてもよいし、吐出動作の後、第２洗浄動作、第１洗浄動作の順に、洗浄動作が行われてもよい。

【0063】

本発明の態様は、例えば、以下のとおりである。
＜１＞ 超臨界二酸化炭素と樹脂とを混合する高圧容器から、超臨界二酸化炭素と樹脂との混合物を吐出ヘッドに供給し、前記吐出ヘッドから吐出された前記混合物を基材に塗布する塗布装置であって、
前記超臨界二酸化炭素と樹脂との前記混合物を前記吐出ヘッドに供給する第１流路と、
前記高圧容器と前記吐出ヘッドとの間において前記第１流路から分岐する第２流路と、
前記高圧容器を介さずに前記吐出ヘッドに前記超臨界二酸化炭素を供給するバイパス流路と、
前記第１流路、前記第２流路、及び前記バイパス流路のそれぞれの開閉を切り替える切替部と、
を有し、
前記塗布装置が、前記混合物を含む流体を流して、前記吐出ヘッドによる吐出状態を維持する第１動作を行う場合、前記切替部は、前記第１流路を閉塞し、前記第２流路を開放し、
前記塗布装置が、前記超臨界二酸化炭素を流して、前記吐出ヘッドによる吐出状態を維持する第２動作を行う場合、前記切替部は、前記第１流路を閉塞し、前記第２流路を開放し、前記バイパス流路を開放する、
塗布装置。
＜２＞ 前記塗布装置が前記吐出ヘッドにより前記混合物を吐出する第３動作を行う場合、前記切替部は、前記第１流路を開放し、前記第２流路を閉塞し、前記バイパス流路を閉塞する、
前記＜１＞に記載の塗布装置。
＜３＞ 前記塗布装置が前記第１動作を行う場合に流れる前記流体は、前記高圧容器における前記超臨界二酸化炭素と未混合の前記樹脂を含む、
前記＜１＞又は前記＜２＞に記載の塗布装置。
＜４＞ 前記第２流路と連通し、前記第２流路を流れる前記混合物を含む前記流体及び前記超臨界二酸化炭素を受ける廃液容器を更に有する、
前記＜１＞から前記＜３＞のいずれか１つに記載の塗布装置。
＜５＞ 前記切替部は、
前記第１流路と前記第２流路との接続箇所に設けられ、前記第１流路と前記第２流路の開閉を切り替える三方弁と、
前記第１流路と前記バイパス流路との接続箇所に設けられ、前記第１流路と前記バイパス流路の開閉を切り替える、前記三方弁とは別の三方弁と、
を有する、
前記＜１＞から前記＜４＞のいずれか１つに記載の塗布装置。
＜６＞ 前記第１流路の温度を保持する温度保持部を更に有する、
前記＜１＞から前記＜５＞のいずれか１つに記載の塗布装置。

【符号の説明】

【0064】

１，１ａ 塗布装置
１０１，１０３，１０４，１０５ 高圧弁
１０２ 背圧弁
２ ボンベ
３ 冷却器
４ 高圧ポンプ
５，８ ヒータ
６ 高圧容器
７ モータ
１０ 吐出ヘッド
１１ 廃液容器
１２ 基材
２１ 容器本体
２２ 撹拌機構
３０ 生成部
４１ 第１流路
４２ 第２流路
４３ 第３流路
４４ バイパス流路
２１０，２２０，２３０ 三方弁

【先行技術文献】

【特許文献】

【0065】

【特許文献1】特許第５４２９９２８号公報

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】