具有清洗机构的涂覆装置、涂覆装置的清洗方法以及用于涂覆装置的清洗机构

摘要

本发明的涂覆装置(1)具有：使涂布液得以流动的配管(12～14)；设置在所述配管(12～14)上的模头(9)；以及清洗机构(3)，其具有多个储存种类互不相同的溶剂的溶剂罐(22a～22d)。其中，清洗机构(3)按照从与所述涂布液具有高相溶性的溶剂到清洗性比该溶剂更高的溶剂的顺序，切换储存在所述溶剂罐(22a～22d)中的溶剂而向所述配管(12～14)进行供给，从而使所述配管(12～14)的内部和所述模头(9)的内部(9a、9b)得以清洗。

说明书

技术领域

本发明涉及具有清洗机构的涂覆装置以及清洗该涂覆装置的清洗方法，其中清洗机构用于清洗使涂布液得以流动的配管和模头(die-head)。再者，本发明还涉及一种清洗机构，其在清洗涂覆装置时，向该涂覆装置供给清洗用溶剂。

背景技术

以前，在使用涂覆装置进行涂覆时，根据用途的不同，可以采用照相凹版涂覆(gravure coat)、辊涂(roll coat)、滑动涂覆(slide coat)、幕涂(curtain coat)，挤压涂覆(extrusion coat)等各种方式。其中挤压涂覆、幕涂以及滑动涂覆可以在高速下进行比较稳定的高质量的涂覆。

当采用这些方式进行涂覆时，一般使用带有狭缝喷嘴(slit nozzle)的模头。模头通过配管与储存有涂布液的贮罐相连接。在配管的中间，设置有把涂布液送入模头的泵和过滤涂布液的过滤器(filter)。作为涂覆装置用配管，例如可以使用树脂制管(pipe)、不锈钢(stainless steel)制管、或者内面涂覆树脂(resin-coating)的金属制管。

在涂布液的粘度(viscosity)发生变化、或更换涂布液时，必需对模头和配管的内部进行清洗。特别地，为谋求涂覆量在宽度方向的均匀化，必需清洗狭缝喷嘴的开口端和歧管(manifold)之类的复杂的结构部分并对其进行调整。除此以外，将储存在贮罐中的涂布液导向模头的配管，其内径较小，而且往往要被引导通过复杂的路径。因此，模头和配管的清洗工作，需要长时间仔细地进行。

当实施涂布液的更换或定期的清扫时，在取出涂布液后，采用以溶剂清洗配管内部的方法。作为其它的例子，为人所知的方法是采用下次使用的涂布液，利用压力传送(pressure feed)挤出使用完毕的涂布液，藉此来更换涂布液。在这种情况下，清洗用溶剂或下次的涂布液根据配管内部的容积而适量地喷出来，可以进行液体的置换。再者，模头的内部之类的结构复杂的部分每次都用人工进行拆解，通过手工作业进行清扫。

但近年来，随着涂布液的多样化，特别要求缩短涂布液的更换时间。不过，像上述那样清扫配管和模头的内部需要耗费大量的工夫，所以在更换涂布液时仍然需要很长时间。再者，清洗时，还会发生主要由不同种类的涂布液的混合以及涂布液与清洗用溶剂的相溶性(compatibility)所引起的溶剂冲突(solvent-shock)。所谓溶剂冲突，指的是产生凝结物和凝胶(gel)之类的涂布液废物(trash)的现象，其中涂布液废物主要由清洗用溶剂所引起且起因于涂布液。

由此可知，以前为解决清洗时的问题而进行了各种各样的努力。例如，日本特开平7-132267号公报公开了一种清洗方法，其可以容易且高效地对带有狭缝喷嘴的涂布头(即所谓的模头)的内部进行清洗。

日本特开2003-10767号公报公开了一种狭缝喷嘴的清洗方法以及清洗机构，它对于狭缝喷嘴的顶端残留的正在固化的涂布液，不会导致工作效率的降低而能完全将其除去。

日本特开平9-85153号公报公开了一种模涂布机(die-coater)涂料清洗装置，其在配管清洗中使用金属块即生铁块(pig)。该装置利用压缩气体使生铁块在配管内壁移动，从而挤压出涂料。这样降低了配管清洗时的涂料损失，同时以少量的清洗溶剂便可以在短时间内进行高效的清洗。

再者，日本特开昭63-256163公开了进行冲洗处理(flushing-processing)的涂料运送配管内壁的清洗方法。该方法在清洗配管的内壁时，首先用涂料除去剂处理配管的内壁，其次用酸进行处理，然后进行冲洗处理。其后进一步实行水置换处理。

特开平7-132267号公报所公开的方法在清洗狭缝喷嘴的内部时，从连结到涂布头的涂布液供给管向该涂布头内供给清洗液。而且与此同时，向经过涂布液供给管的清洗液内吹入氮气(nitrogen gas)、氩气(argon gas)之类的不活泼气体，由此使清洗液流成为“气泡流(bubbleflow)”。由于该气泡的作用，使搅拌效果(agitation effect)得以增加，可以冲洗附着在微小的间隙等处的残留涂布液。但是，在使用与涂布液的相溶性不好的清洗液时，存在发生溶剂冲突的问题。

特开2003-10767号公报所公开的方法就是从清洗喷嘴(nozzle)的喷出口向狭缝喷嘴的顶端喷射空气(air)，并干燥除去残留的清洗液。该方法难以清洗配管的内部和模头的歧管内部或者狭缝喷嘴的内部。

根据特开平9-85153号公报，有利用压缩气体使生铁块在配管内壁移动、由此清洗涂料的记载。但是，当配管如上述那样是树脂制管、或是用氟树脂和硅树脂(silicone)涂覆内部表面的金属制管时，存在的问题是：因生铁块而损伤涂层表面，或者在树脂表面产生凹凸，从而涂布液变得更容易附着。再者，在狭缝喷嘴的狭缝宽度(slit-gap)狭小的情况下，就会产生生铁块在狭缝部分堵塞的问题。也就是说，该装置不适合于模头的内部清洗。

根据特开昭63-256163号公报，在清洗涂料运送配管内壁时，首先使用涂料用除去剂处理配管内壁。其次用酸处理配管内壁，然后进行冲洗处理，进而通过水置换处理清洗配管内壁。

但是，根据涂料的不同，起初作为处理剂使用的涂料用除去剂与被清洗的涂料中使用的溶剂的相溶性常常也会很差。在这种情况下，不可避免会发生溶剂冲突。与此同时，由于最后实行水置换处理，所以也会存在于干燥等方面需要花费时间的问题。

发明内容

本发明的目的在于：获得一种可以抑制溶剂冲突的发生、能够在短时间内进行清洗偏差(dispersion)少而良好的清洗的涂覆装置、涂覆装置的清洗方法以及涂覆装置所使用的清洗机构。

为实现上述目的，本发明的一个方案的涂覆装置的特征在于，其具有：

使涂布液得以流动的配管；

设置在所述配管上的模头；以及

清洗机构，其具有多个储存种类互不相同的溶剂的溶剂罐，并按照从与所述涂布液具有高相溶性的溶剂到清洗性比该溶剂更高的溶剂(即与所述涂布液具有低相溶性的溶剂)的顺序，切换储存在所述溶剂罐中的溶剂而向所述配管进行供给，由此清洗所述配管的内部以及所述模头的内部。

本发明的一个方案的清洗方法用于清洗涂覆装置，该涂覆装置具备使涂布液得以流动的配管、和设置在该配管上的模头，所述清洗方法的特征在于：

在多个连接所述配管的溶剂罐中储存着种类互不相同的溶剂；

按照从与所述涂布液具有高相溶性的溶剂到清洗性比该溶剂更高的溶剂(即与所述涂布液具有低相溶性的溶剂)的顺序，切换储存在所述溶剂罐中的溶剂而向所述配管进行供给，由此清洗所述配管的内部以及所述模头的内部。

再者，本发明的一个方案的清洗机构用于涂覆装置，该涂覆装置具备使涂布液得以流动的配管、和设置在该配管上的模头，所述清洗机构的特征在于，其具有：

多个溶剂罐，用于储存种类互不相同的溶剂；以及

溶剂供给管，其按照从与所述涂布液具有高相溶性的溶剂到清洗性比该溶剂更高的溶剂(即与所述涂布液具有低相溶性的溶剂)的顺序，切换储存在所述溶剂罐中的溶剂而向所述配管进行供给。

根据这些方案，一边按照从与涂布液具有高相溶性的溶剂到高清洗性的溶剂(即与所述涂布液具有低相溶性的溶剂)的顺序切换溶剂，一边实行清洗操作。为此，可以抑制溶剂冲突的发生，能够以少量的溶剂在短时间内进行清洗偏差少而良好的清洗。

根据本发明优选的实例，清洗机构含有干燥部，用以干燥被溶剂清洗过的配管的内部和模头的内部。根据该构成，由于清洗过的部位得以干燥，所以清洗后使用的新涂布液不会与清洗用的溶剂混合。因此，可以更加切实地抑制溶剂冲突的发生。

本发明的一个方案优选进一步具有：流量计，用以测量清洗机构内流过的溶剂的流量；和流量控制阀，其根据该测量结果控制清洗机构内流过的溶剂的流量。根据该构成，使用少量的溶剂便可以良好地清洗配管和模头。

本发明的一个方案优选的是，溶剂罐设置在测量溶剂罐中储存的溶剂之重量的负载传感器(load cell)上。根据该构成，可以使用负载传感器来监控溶剂的流量。因此，用少量的溶剂便可以高效地清洗配管和模头。在此，所谓涂布液是指包含有机溶剂和颜料的液体。颜料粒子处于在有机溶剂中分散的状态。而且所谓“与涂布液具有高相溶性”，是指不破坏涂布液中颜料的分散状态而容易与涂布液混合的性质。另外，所谓“清洗性高”，是指溶解能力强到可以破坏涂布液中颜料的分散状态，以致具有良好的去掉附着在壁面上的颜料的效果。

附图说明

图1是表示本发明一实施方案的具有清洗机构的涂覆装置在进行清洗时的图。

图2是表示具有图1所示的清洗机构的涂覆装置在涂覆时的示意图。

图3是安装在具有图1所表示的清洗机构的涂覆装置中的模头的主视图。

图4是图3的F4-F4向的模头的剖面图。

图5是表示具有图1所示的清洗机构的涂覆装置在进行清洗时的示意图。

具体实施方式

下面参照附图说明本发明的实施方案。

图1到图5公开了本发明的一实施方案的涂覆系统1。该涂覆系统1例如适用于彩色滤波器(color filter)、液晶材料、热敏记录材料、经皮吸收制剂之类的需要高精度、高精密涂覆的构件的涂覆。

如图2所示，涂覆系统1具有涂覆装置2和清洗机构3。清洗机构3具有清洗部4和干燥部5。涂覆装置2具有贮罐6、过滤器7、供给泵8、模头9、托盘10、废液槽11以及第1到第3的配管12～14。此外，也可以没有配管14。此时，配管13的终端连接着模头。

贮罐6储藏着用于涂覆的涂布液。贮罐6经由第1配管12连接到供给泵8的吸入口。过滤器7设置在第1配管12的中间。供给泵8的喷出口经由第2配管13连接到模头9上。

如图3及图4所示，模头9具有连接第2配管13的歧管9a和向歧管9a的下方开口的狭缝喷嘴9b。狭缝喷嘴9b的狭缝宽度a比歧管9a的直径要小。托盘10配置在模头9的下方，以便接住从模头9落下的涂布液。模头9和托盘10经由第3配管14与废液槽11连接。

作为第1到第3的配管12、13、14，例如可以使用树脂制管、不锈钢制管，或者用树脂涂覆内部表面的金属制管。

根据这样的涂覆装置2，贮罐6所储存的涂布液在供给泵8的驱动下，从贮罐6经由第1配管12和第2配管13而供给至模头9。涂布液在流过第1配管12的过程中将通过过滤器7。这样，混入涂布液中的垃圾等异物由过滤器7除去。供给至模头9的涂布液以幕状的形式从狭缝喷嘴9b流出。供给至模头9的多余的涂布液和从模头9流出的不供给涂覆的涂布液通过第3配管14回流到废液槽11。

如图2所示，涂覆装置2经由清洗配管20与清洗机构3连接。在本实施方案中，清洗配管20的下游端通过切换阀21与第2配管13连接。换言之，切换阀21位于模头9和供给泵8之间。

该切换阀21的位置并不限于模头9和供给泵8之间。例如，正如图1所示的那样，也可以在供给泵8和过滤器7之间的位置P1、或者过滤器7和贮罐6之间的位置P2之中的任一位置设置切换阀21。

清洗机构3的清洗部4具有多个例如4个溶剂罐22a、22b、22c、22d。但是，溶剂罐的数量当然不会局限于4个。溶剂罐22a、22b、22c、22d分别经由三通旋塞阀型切换阀23a、23b、23c、23d并列连接到溶剂供给管24的上游部。

溶剂罐22a、22b、22c、22d收容着种类互不相同的第1到第4溶剂。具体地说，第1到第4溶剂相对于溶剂供给管24，随着从位于最上游侧的溶剂罐22d移动到位于下游侧的溶剂罐22a，其与涂布液的相溶性增高。换句话说，第1到第4溶剂相对于溶剂供给管24，随着从位于最下游侧的溶剂罐22a移动到位于上游侧的溶剂罐22d，其清洗性升高。因此，第1溶剂罐22a所收容的第1溶剂，其与涂布液的相溶性最高，第4溶剂罐22d所收容的第4溶剂，其清洗性最高。

切换阀23a、23b、23c、23d分别设立在与溶剂罐22a、22b、22c、22d的上方相对应的位置。通过开闭切换阀23a、23b、23c、23d，可以选择第1到第4溶剂供给至溶剂供给管24。也就是说，可以按照从与涂布液的相溶性高的溶剂到清洗性高的溶剂的顺序，来切换应该向溶剂供给管24供给的第1到第4的溶剂。

切换阀23a、23b、23c、23d既可以根据来自外部的操作信号自动地进行操作，或者也可以人为地进行操作。此时，关于是使用因来自外部的操作信号而动作的切换阀23a、23b、23c、23d，还是使用通过人为操作而工作的切换阀23a、23b、23c、23d，可以根据涂覆系统1的说明书来进行适当的选择。

在各溶剂罐22a、22b、22c、22d的底部设有负载传感器25。负载传感器25分别测量溶剂罐22a、22b、22c、22d所储藏的第1到第4溶剂的重量。根据该测量结果，进行第1到第4溶剂的重量控制，以消去清洗的偏差。所谓溶剂的重量控制，意味着控制一定时间内流过的溶剂量。具体地说，通常由于供给涂覆装置2的清洗使用的第1到第4溶剂价格昂贵，所以要限制一定时间内流过的流量。为此，负载传感器25用于监控第1到第4溶剂的流量。

溶剂供给管24连接到清洗配管20的上游端。在溶剂供给管24的中间设置有流量控制阀27、流量计28和溶剂过滤器29。

流量控制阀27控制从溶剂罐22a、22b、22c、22d运送到溶剂供给管24的第1到第4溶剂的流量。由于该流量控制阀27的存在，调整了第1到第4溶剂的流量，以便可以消除清洗的偏差。

流量计28比流量控制阀27位于溶剂供给管24更下游的位置。流量计28测量流过溶剂供给管24的内部的第1到第4溶剂的流量，并反馈到流量控制阀27。

溶剂过滤器29比流量计28位于溶剂供给管24更下游的位置。设置溶剂过滤器29是为了从通过流量计28的第1到第4的溶剂中除掉垃圾等异物。通过溶剂过滤器29过滤的第1到第4溶剂从清洗配管20经由切换阀21而供给至涂覆装置2的第2配管13。向涂覆装置2供给的第1到第4溶剂从相溶性高的第1溶剂依次切换为清洗性高的第4溶剂。

另一方面，上述干燥部5例如具有干燥用气体罐31、气体供给管32、流量控制阀33以及气体流量计34。干燥用气体罐31储藏着干燥用气体，用于干燥涂覆装置2的第1到第3配管12～14的内部和模头9的内部。作为干燥用气体，例如可以使用氮气。气体供给管32连接在干燥用气体罐31和上述溶剂供给管24的上游端之间。

在气体供给管32、溶剂供给管24和清洗配管20的连接部分上，设置着切换阀35。切换阀35可以在连接溶剂供给管24与清洗配管20之间的第1位置、和连接清洗配管20与气体供给管32之间的第2位置中的任一位置进行切换。为此，如果切换阀35切换至第2位置，则干燥用气体罐31所储存的干燥用气体从气体供给管32经由切换阀35和清洗配管20而供给至涂覆装置2的第2配管13。

下面就清洗涂覆装置2的方法进行说明。

该清洗方法分为使用第1～第4溶剂的清洗工序和使用干燥气体的干燥工序。干燥工序在清洗工序之后进行。

清洗工序通过将第1到第4溶剂罐22a、22b、22c、22d所储藏的第1～第4溶剂供给至涂覆装置2来进行。具体地说，首先打开对应于第1溶剂罐22a的切换阀23a，将第1溶剂罐22a内的第1溶剂输送到溶剂供给管24。

流过溶剂供给管24的第1溶剂的流量借助于流量计28进行测量。根据该测量结果，操作员操纵流量控制阀27，将流过溶剂供给管24的第1溶剂的流量调整为预先确定的数值。调整第1溶剂的流量的工作也可以通过在流量控制阀27上设置控制部，根据来自流量计28的反馈实现自动化作业。

流量得以调整的第1溶剂在通过溶剂过滤器29的同时，到达切换阀35。在清洗工序中，切换阀35切换到第1位置。为此，第1溶剂从溶剂供给管24经由切换阀21而供给至涂覆装置2的第2配管13。

涂覆时使用的涂布液残留在涂覆装置2的第1和第2配管13、14的内部、模头9的内部的歧管9中。供给至第2配管13的第1溶剂一边挤出残留在涂覆装置2的涂布液，一边从第2配管13流向模头9和第1配管12。此时，在第1配管12中，含有涂布液的第1溶剂向贮罐6逆流。因此，本实施方案正如图1所示的那样，在涂覆装置2的清洗之前，将贮罐6调换为废液罐15。

到达第1配管12的第1溶剂将第1配管12内残留的涂布液输送到废液罐15。达到模头9的第1溶剂流入托盘10和第3配管14，将托盘10和第3配管14内残留的涂布液输送到废液槽11。这样，清洗工序的第1阶段便告结束。

接着，关闭对应于第1溶剂罐22a的切换阀23，同时打开对应于第2溶剂罐22b的切换阀23b。这样，第2溶剂经由溶剂供给管24、清洗配管20供给至涂覆装置2。第2溶剂的流动过程与第1溶剂相同。因此，向涂覆装置2供给的第2溶剂将第1溶剂输送到废液罐15和废液槽11。这样，清洗工序的第2阶段便告结束。

此后，连续进行使用第3贮罐22c内的第3溶剂的清洗工序的第3阶段和使用第4贮罐22d内的第4溶剂的清洗工序的第4阶段。第3和第4溶剂的流动过程与上述第1溶剂相同。因此，第3溶剂把第2溶剂输送到废液罐15和废液槽11。同样，第4溶剂将第3溶剂输送到废液罐15和废液槽11。

清洗工序的第1阶段所使用的第1溶剂，其与涂布液具有高的相溶性。因此，可以有效地从涂覆装置2中挤出涂布液。这样，可以抑制溶剂冲突的发生。另一方面，第4溶剂尽管与涂布液的相溶性较低，但与第1溶剂相比，其清洗性较高。因此，可以有效地进行第1到第3配管12～14的内部和模头9的内部的清洗。故而使用少量的第1到第4溶剂，可以在短时间内实现清洗偏差少而良好的清洗。

通过溶剂进行的清洗工序结束后，便转入干燥工序。在干燥工序，切换阀35由第1位置切换到第2位置。因此，干燥用气体罐31内所储存的干燥用气体从气体供给管32经由切换阀35而导入清洗配管20。再者，干燥用气体从清洗配管20经由切换阀21而供给至涂覆装置2的第2配管13。流过气体供给管32的干燥用气体的流量借助于气体流量计34进行测量。根据测量结果，操作员操纵流量控制阀33，将流过气体供给管32的干燥用气体的流量调整为预先确定的数值。调整干燥用气体的流量的操作也可以通过在流量控制阀33上设置控制部而实现自动化。

向涂覆装置2供给的干燥用气体从第2配管13流向第1配管12、模头9及第3配管14。这样，第1到第3配管12～14的内部以及模头9的内部得以干燥。因此，清洗涂覆装置2后，其后使用的新的涂布液和清洗时使用的第1到第4溶剂就不会发生混合。因此，可以进一步抑制溶剂冲突的发生。

本发明并不特定于上述的实施方案，可以在不脱离发明主旨的范围内进行各种变更而加以实施。例如，在清洗工序中，也可以混合干燥用气体和第1～第4溶剂而送入涂覆装置2，从而使第1到第3配管12～14的内部和模头9的内部得以清洗。

再者，本发明具有清洗机构的涂覆系统1所使用的清洗用溶剂并没有特别的限定。因此，可以适当地选择与涂布液相溶性良好的溶剂。例如，在涂布液所使用的主(main)溶剂为环己酮(cyclohexanone)溶剂的情况下，可以使用PGMEA、PGMAC或环己酮等溶剂作为与抗蚀剂(resist)(涂布液)具有高相溶性的溶剂(即清洗性低的溶剂)，并在20kPa～100kPa的挤出压力下进行清洗，再者，可以使用丙酮或丁酮等溶剂作为与抗蚀剂(涂布液)相溶性低的溶剂(即清洗性高的溶剂)，并在30kPa～100kPa的挤出压力下进行清洗。

在上述实施方案中，虽然在涂覆装置2的清洗之前，将贮罐6调换为废液罐15，但本发明并不局限于此。例如，如图1所示，也可以在贮罐6跟前设置涂布液阀40、41、42，通过关闭阀40～42而进行清洗。

具体地说，首先操作切换阀21，开通清洗配管20和第2配管13。在此状态下输送清洗溶剂，对模头9等进行清洗。

其次，操作切换阀21，开通清洗配管20和第1配管12。另外，打开阀41、42，关闭阀40。在此状态下输送清洗溶剂，对过滤器7、供给泵8等进行清洗。此时的清洗溶剂通过阀41或42而回收到废液槽11。

最后，打开阀40，关闭阀41、42。另外，将贮罐6调换为废液罐15。在此状态下输送清洗溶剂，对第1配管进行清洗。此时的清洗溶剂通过阀40而回收到废液罐15。这样，可以清洗涂覆装置2的所有配管12～14。

此外，根据该清洗方法，切换阀21即使处于P1或P2的位置，也可以实现同样的效果。

作为本发明的实用例，可以广泛地用于印刷机械、粘接加工机和颜料加工机等的需要更换颜色及更换材料的加工机、加工机器或相关机器等。