JP2003236758A - 静電気除去エア−ブロ−ノズルを持つサンドブラスト装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ＰＤＰ用背面板のリブのサンドブラスト処理
等に用いられるサンドブラスト装置において、静電気帯
電による放電によって生じる被加工物の品質不良を防止
できる装置を提供する。 【解決手段】 各ブラストノズル２０毎に、静電気除去
エア−ブロ−ノズル２１を取り付け、被加工物１９は搬
送ロ−ル２２にて搬送され、所定の速度で一方向に移動
しながら加工されるものである。ブラストノズル２０は
シャフト２３により支持されており、高圧エア−と混合
された研削材２４はシャフト２３内を通り、ブラストノ
ズル２０のスリットから被加工物１９上に高圧で噴射さ
れる。ブラストノズル２０の噴射口付近に、静電気除去
エア−ブロ−ノズル２１の吹き出し口を設け、イオン化
した静電気除去エア−２５は専用の配管２６を通って、
研削材２４の噴射に合わせて、ノズル２１から吹き出さ
れ、被加工物１９上に発生した静電気を中和もしくは減
少させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、被加工物に対し、
被加工物の被加工面側に設けられたマスクを介して、ガ
ラスビ−ズ等の研削材を高圧空気を用いて噴射させて、
被加工物上の表面物質を選択的に切削除去するサンドブ
ラスト装置に関するものである。

【０００２】

【従来技術】近年、プラズマディスプレイパネル（以
下、ＰＤＰと記す）は、その奥行きの薄いこと、軽量で
あること、鮮明な表示と視野角が広いことにより、種々
の表示装置に利用されつつある。一般に、ＰＤＰは、２
枚の対向するガラス基板にそれぞれ規則的に配列した一
対の電極を設け、その間にネオン、キセノン等を主体と
するガスを封入した構造になっている。そして、これら
の電極間に電圧を印加し、電極周辺の微小なセル内で放
電を発生させることにより、各セルを発光させて表示を
行うようにしている。特に情報表示をするためには、規
則的に並んだセルを選択的に放電発光させている。

【０００３】ここで、ＰＤＰの構成を、図１に示すＡＣ
型ＰＤＰの一例をあげて説明しておく。図１はＰＤＰ構
成斜視図であるが、分かり易くするため前面板（ガラス
基板１）と背面板（ガラス基板２）を実際より離した状
態で示してある。図示のように２枚のガラス基板１、２
が互いに平行に、かつ対向して配設されており、両者は
背面板となるガラス基板２上に互いに平行に設けられた
リブ３により、一定の間隔に保持されるようになってい
る。前面板となるガラス基板１の背面側には、透明電極
よりなる放電維持電極４と金属電極よりなるバス電極５
とで構成される複合電極が互いに平行に形成され、これ
を覆って誘電体層６が形成されており、さらにその上に
保護層７（ＭｇＯ層）が形成されている。また、背面板
となるガラス基板２の前面側には、前記複合電極と直交
するようにリブ３の間に位置してアドレス電極８が互い
に平行に形成されており、これを覆って誘電体層９が形
成され、さらにリブ３の壁面とセル底面を覆うようにし
て蛍光体１０が設けられている。リブ３は放電空間を区
画するためのもので、区画された各放電空間をセルない
し単位発光領域と言う。このＡＣ型ＰＤＰは面放電型で
あって、前面板上の複合電極間に交流電圧を印加し、放
電させる構造である。この場合、交流をかけているため
に電界の向きは周波数に対応して変化する。そして、こ
の放電により生じる紫外線により蛍光体１０を発光さ
せ、前面板を透過する光を観察者が視認するようになっ
ている。なお、ＤＣ型ＰＤＰにあっては、電極は誘電体
層で被覆されていない構造を有する点でＡＣ型と相違す
るが、その放電効果は同じである。

【０００４】そして、従来、上記ＰＤＰに使用する背面
板のリブの形成方法としては、ガラス基板上にリブ形成
材料をリブパタ−ン形状に、スクリ−ン印刷にて複数回
繰り返して重ねて印刷して所要の高さに積み上げ、乾燥
させるスクリ−ン印刷法、あるいは、ガラス基板上にリ
ブ形成材料を全面に塗布した後、塗布面上にサンドブラ
ストに耐性を有するレジストを所定形状にパタ−ニング
形成し、該レジストをマスクとしてサンドブラストによ
りリブ形成材料を所定形状に形成するサンドブラスト法
が採られていた。しかし、上記のスクリ−ン印刷法にお
いては、リブとしての所定の厚さを得るには、数回から
１０数回程度のペ−スト状のリブ形成材料のスクリ−ン
印刷が必要で手間がかかる上に、印刷精度の管理が必要
となり、品質的にも満足のいくものを得ることが難し
く、現在では、サンドブラスト法が主流となっている。

【０００５】ここで、サンドブラスト法によるリブ形成
方法を図２に示し、さらに説明しておく。図２（ａ）に
示すように、ガラス基板１１の一面上に下引き層（図示
はしていない）を介して電極配線１２を形成した後、該
電極配線１２を覆うように、誘電体層１３を形成する。
次いで、誘電体層１３を覆って、加工用素材としてのリ
ブ形成材料１４を塗布する（図２（ｂ））。リブ形成材
料は、一般に、少なくともＰｂＯ等を主成分とする低融
点ガラス粉末と、アルミナ等のセラミック粉体よりなる
耐火物フィラ−と、セルロ−ス系樹脂等よりなるバイン
ダ−樹脂と、溶剤とを含むペ−スト状の材料である。次
いで、リブ形成材料上にサンドブラスト処理に耐性のあ
る感光性のレジスト層を設け、形成するリブの形状に対
応した所定形状のパタ−ンを有するフォトマスクを用い
て露光し、現像して、所定形状のレジストパタ−ン１５
を形成する（図２（ｃ））。そして、レジストパタ−ン
をサンドブラスト処理する際のマスクとして、サンドブ
ラスト処理を行い、マスクから露出しているリブ形成材
料のみを切削除去して、所定の形状にパタ−ン化したリ
ブ形成材料１６を得る（図２（ｄ））。次に、レジスト
を除去し、パタ−ン化したリブ形成材料を焼成して、リ
ブ１７を誘電体層上に形成する（図２（ｅ））。この
後、蛍光体層１８をリブ間に形成し、蛍光体を焼成する
ことによりＰＤＰ背面板の製造工程は完了する（図２
（ｆ））。

【０００６】上記のサンドブラスト法においては、通
常、サンドブラスト装置が用いられており、例えば、本
出願人により特開２００１−８８０３０号公報等が開示
されている。サンドブラストに使用する研削材として
は、アルミナ、ＳｉＣ、ＺｒＯ₂、炭酸カルシウム、ガ
ラスビ−ズ等が挙げられるが、ＰＤＰ用としては、一般
には炭酸カルシウムおよびアルミナの＃６００〜＃１２
００（ＪＩＳ規格）程度のものが使用されている。

【０００７】サンドブラスト装置の配管部は、研削材に
よって削られない材質、あるいは研削材により削られて
研削材に混合されても、加工用素材を切削する際に、品
質的に悪影響しない材質が使われている。本出願人が特
開２０００−１１７６３９号公報に開示しているよう
に、一般に、機械的強度が必要な部分には、高分子樹脂
よりなる配管が使われており、例えば、ポリプロピレ
ン、塩化ビニル樹脂、ＡＢＳ樹脂等の汎用プラスチッ
ク、あるいは、ポリカ−ボネ−ト、ポリエチレンテレフ
タレ−ト、フッ素樹脂、ポリイミド、シリコン樹脂等の
エンジニアリングプラスチックが挙げられ、単一材料も
しくは複合材料として用いられる。特に、機械的強度が
高く、耐磨耗性、耐衝撃性に優れ、廉価であるポリプロ
ピレン、塩化ビニル樹脂、ＡＢＳ樹脂等の汎用プラスチ
ックが好ましい。また、配管部の可動部分には柔軟性を
利用して、ゴム製の配管が用いられることが多い。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ところが、前述したよ
うに、ＰＤＰに使用する背面板のリブ形成をサンドブラ
スト法において行う場合、ブラスト用の研削材が高圧エ
ア−と混合されて配管中を搬送される途中で、高分子化
合物より構成される配管部との摩擦により、静電気を帯
びてしまうという問題があった。図５に従来のサンドブ
ラスト装置のブラストノズル付近の概略を示して説明す
る。図５（ａ）は被加工物３１の搬送方向に対するサン
ドブラスト装置の側面図である。図５（ｂ）は、図５
（ａ）のサンドブラスト装置を搬送方向の後方から見た
図である。図５に示すように、ブラストノズル２８はシ
ャフト２９により支持されており、研削材３０はシャフ
ト２９内を通り、高圧でブラストノズル２８から被加工
物３１上に噴射される。通常、ブラストノズル２８は複
数本設けられており、被加工物３１の搬送方向に対して
直角方向にノズル２８を移動させ、サンドブラスト処理
を行っていた。

【０００９】しかし、配管部を搬送中に静電気帯電した
ままの研削材３０がブラストノズル２８から噴射されて
被加工物３１に衝突すると、被加工物３１も帯電してし
まい、研削材３０同士が引き寄せ合って、被加工物３１
に研削状態の良い個所と悪い個所が生じ、研削ムラが発
生するという問題があった。また、被加工物３１が帯電
し帯電量が多くなると、研削材のブラスト加工領域を規
定し、研削材に対して遮蔽効果を有するサンドブラスト
装置の金属部３２と帯電した被加工物３１との間にア−
ク放電３３が発生し、被加工物３１に焼け焦げ跡が残
り、不良品となってしまうという問題があった。さらに
は、ＰＤＰ背面板用として１枚の基板内に形成された電
極間同士で放電し、断線したり、誘電体層に穴が開いた
り、着色を生じることがあるという問題があった。

【００１０】このように発生した静電気を除去する対策
として、研削材と混合するエア−自体をイオン化した除
電エア−にしておく方法があるが、研削材を搬送中にす
ぐに中和されてしまい、新たに発生した静電気を除去で
きないという問題があった。あるいは、本出願人が特開
２００２−２８８７０号公報に開示しているように、除
電ブラシをブラストノズルに取り付けるという方法もあ
るが、自然放電を利用する方法のために効果が低く、静
電気を短時間に除去または低減できず、また、ブラシ自
体が汚れてくるために定期的に清浄化または交換しなけ
ればならなくなり、維持管理が煩雑であるという問題が
あった。そこで、本発明はこのような問題点を解消する
ためになされたものである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、本発明に係わるサンドブラスト装置は、ブラスト
ノズル位置を移動させ、かつ、被加工物に対し、被加工
物の加工面側に設けられたマスクを介して、高圧空気に
より研削材をブラストノズルから噴射し、被加工物上の
表面物質を選択的に切削除去するサンドブラスト装置に
おいて、ブラストノズルに静電気除去エア−ブロ−ノズ
ルを設けていることを特徴とするものである。そして、
上記において、静電気除去エア−ブロ−ノズルが、ブラ
ストノズルの少なくとも一面側に設けられていることを
特徴とするものである。また、上記において、ブラスト
ノズルがスリット型であって、かつ、複数個設けられ、
各々のブラストノズルに静電気除去エア−ブロ−ノズル
が設けられていることを特徴とするものである。そして
また、上記において、静電気除去エア−ブロ−ノズル
が、スリット型ブラストノズルの研削材噴射口に沿い、
ほぼ同じ幅で吹き出すように設けられていることを特徴
とするものである。また、上記において、被加工物がプ
ラズマディスプレイ用の基板であることを特徴とするも
のである。

【００１２】

【作用】本発明によれば、ブラストノズルから研削材を
噴射して被加工物の切削加工を行う時に、研削材噴射と
ほぼ同時に、イオン化された圧縮空気である静電気除去
エア−を被加工物上に吹き出し、被加工物の帯電を中和
もしくは帯電量を減少させながら、切削加工を行うこと
により、研削ムラや放電による焼け焦げ跡等がない高品
質のサンドブラスト加工が行える。特に、ＰＤＰ背面板
のリブ形成に用いるサンドブラスト装置に適用でき、リ
ブ切削品質の向上が期待できる。

【００１３】

【発明の実施の形態】本発明の静電気除去エア−ブロ−
ノズルを設けたブラストノズルを有するサンドブラスト
装置の実施形態について、図面に基づいて説明する。図
３は本発明のサンドブラスト装置の一実施例を示す主要
部の概略図で、図３（ａ）は、ブラストノズルに本発明
の静電気除去エア−ブロ−ノズルを設けたサンドブラス
ト装置の被加工物の搬送方向に対する側面図であり、図
３（ｂ）は図３（ａ）のブラスト装置を搬送方向の後方
から見た図である。図４は、本発明のサンドブラスト装
置の主要部をなす静電気除去エア−ブロ−ノズルをサン
ドブラスト装置に設けた一実施形態である。

【００１４】本発明のサンドブラスト装置は、図３に示
すように、被加工物１９の搬送方向に対して直交する方
向にブラストノズル２０が移動する。ブラストノズル２
０は生産効率の点からスリットノズルが好ましく、研削
材の噴射口となるスリットの幅方向（長い方向）を被加
工物の搬送方向と直交する方向に、被加工物に複数列に
して、かつ、各列にスリットの幅方向を揃えて複数個づ
つ配置している。ブラスト装置に設けるブラストノズル
数は、被加工物の大きさ、生産効率、ブラスト加工品質
等の点から、１個以上の範囲で適切な設置数を決められ
る。各ブラストノズル２０には、各々に静電気除去エア
−ブロ−ノズル２１が設けられている。被加工物１９は
搬送ロ−ル２２にて搬送され、所定の速度で一方向に移
動しながら加工されるものである。ブラストノズル２０
はシャフト２３により支持されており、高圧エア−と混
合された研削材２４はシャフト２３内を通り、ブラスト
ノズル２０のスリットから被加工物１９上に高圧で噴射
される。ブラストノズル２０の噴射口付近に、静電気除
去エア−ブロ−ノズル２１の吹き出し口を設けている。
イオン化した静電気除去エア−２５は専用の配管２６を
通って、研削材２４の噴射に合わせて、ノズル２１から
吹き出される。

【００１５】図３では、静電気除去エア−ブロ−ノズル
２１はブラストノズル２０のスリットに沿った一面側に
設けた例しか示していないが、一面側に限定される訳で
はなく、ブラストノズル２０の両側に設けることも好ま
しい形態である。また、図３の例では、静電気除去エア
−ブロ−ノズル２１の吹き出し口は小さい領域しか示し
ていないが、図４に示すように、ノズルの吹き出し口の
長さを、ブラストノズル２０の研削材噴射口の幅とほぼ
等しい幅にすることも好ましい形態である。静電気除去
エア−ブロ−ノズル２１の吹き出し口の幅は、静電気除
去エア−２５の吹き出し量と除電効果を検討しながら、
おおむねブラストノズル２０のノズル幅の範囲内で適宜
設定することができる。

【００１６】

【実施例】以下、ＰＤＰ背面板のリブ形成をサンドブラ
スト法により形成した例について、本発明を詳細に説明
する。

【００１７】電極および誘電体層を形成した大きさ１０
００ｍｍ×６００ｍｍ、厚さ２．８ｍｍのガラス基板上
に、ブレ−ドコ−タ−によりリブ形成材料を塗布し、乾
燥して膜厚１５０μｍのリブ形成材料層を設け、次にリ
ブ形成材料層上にドライフィルム（東京応化工業（株）
製「ＢＦ−６０５」）をラミネ−トした。そして、ライ
ン状のパタ−ンを有するフォトマスクを用いて照射量４
００ｍＪ／ｃｍ²で露光し、炭酸ナトリウム０．２重量
％水溶液により現像して、ライン幅９０μｍ、スペ−ス
幅１１０μｍ（ピッチ２００μｍ）のレジストパタ−ン
を形成した。

【００１８】次いで、乾燥工程を経てから、図３に示す
サンドブラスト装置でサンドブラスト加工を行った。図
３のように、このサンドブラスト装置では、被加工物を
矢印方向に搬送しながらサンドブラスト加工を行うよう
になっており、装置的には複数の搬送ロ−ルからなる基
板搬送手段と、研削材を噴射するためのブラストノズル
を有する研削材噴射手段と、研削材噴射とほぼ同時に静
電気除去エア−を吹き付けるためのブロ−ノズルを有す
るブロ−手段とを備えており、図３のブラストノズルの
下方には研削材のブラスト加工領域を規定し、遮蔽効果
を有するサンドブラスト装置の金属部が設けられてい
る。

【００１９】図３に示すように、スリット幅１５０ｍｍ
のスリット型ブラストノズルを４列に、各列２本とし、
各々のブラストノズルに、静電気除去エア−ブロ−ノズ
ルを取り付けた。これらのブラストノズルはシャフトを
介して駆動系に接続されており、被加工物の進行方向と
直交する方向、すなわちライン状に形成されたレジスト
パタ−ンの長さ方向に往復運動するようになっている。
そして、各ブラストノズルが往復運動しながら被加工物
が移動することでサンドブラスト加工が行われる。研削
材のブラスト加工領域を規定し、遮蔽効果を有する装置
金属部はステンレス製で、被加工物から最も近い距離は
５ｍｍであった。本実施例では、研削材としてアルミナ
（フジミインコ−ポレ−テッド製「ＦＯ＃８００」）を
用い、ブラストノズルの研削材の噴射量は２００ｇ／
分、高圧エア−流量は１ｍ³ ／分、圧力１ｋｇ／ｃｍ²
とし、静電気除去エア−ブロ−ノズルの静電気除去エア
−の流量１０ｌ／分で、サンドブラストとほぼ同時に静
電気除去エア−を吹き付けてブラスト加工を行った。

【００２０】その結果、サンドブラスト加工時にまった
く放電を起こさないでリブ形成を行い、加工ムラのな
い、リブ幅９０μｍ、リブピッチ２００μｍ、リブ高さ
１５０μｍのパタ−ン化したリブを形成することができ
た。

【００２１】続いて、レジストパタ−ンを剥膜し、焼成
工程を経て、焼成されたリブを誘電体層上に密着形成し
た。この後、蛍光体層をリブ間にスクリ−ン印刷法で形
成し、焼成することにより、ＰＤＰ背面板を得て、別途
作製した前面板と組み合わせて、ＰＤＰを作製した。

【００２２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明のサンドブ
ラスト装置によれば、ブラスト加工時に被加工物に発生
した静電気が効率よく除去されるために、静電気に起因
する放電現象が無くなり、生産性が高く、良好なサンド
ブラスト品質の提供を可能とした。特に、ＰＤＰに使用
する背面板のリブ等をサンドブラスト法にて形成する際
のサンドブラスト装置に、本発明を適用した場合には、
ＰＤＰ背面板の品質上、生産上有効である。

【図面の簡単な説明】

【図１】 ＰＤＰ基板を説明するための図

【図２】 サンドブラスト法によるリブ形成方法

【図３】 本発明のサンドブラスト装置

【図４】 静電気除去エア−ブロ−ノズルを設けたブラ
ストノズルの一例

【図５】 従来のサンドブラスト装置

【符号の説明】

１、２、１１ ガラス基板 ３、１７ リブ ４ 放電維持電極 ５、１２ バス電極 ６、１３ 誘電体層 ７ 保護層（ＭｇＯ層） ８ アドレス電極 ９ 誘電体層 １０、１８ 蛍光体層 １４ リブ形成材料 １５ レジストパタ−ン １６ パタ−ン化したリブ形成材料 １９、３１ 被加工物 ２０、２８ ブラストノズル ２１ 静電気エア−ブロ−ノズル ２２、３４ 搬送ロ−ル ２３、２９ シャフト ２４、３０ 研削材 ２５ 静電気除去エア− ２６ 静電気除去エア−用配管 ２７、３２ 装置金属部 ３３ 放電

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ブラストノズル位置を移動させ、かつ、
   被加工物に対し、被加工物の加工面側に設けられたマス
   クを介して、高圧空気により研削材をブラストノズルか
   ら噴射し、被加工物上の表面物質を選択的に切削除去す
   るサンドブラスト装置において、ブラストノズルに静電
   気除去エア−ブロ−ノズルを設けていることを特徴とす
   るサンドブラスト装置。
2. 【請求項２】 前記静電気除去エア−ブロ−ノズルが、
   前記ブラストノズルの少なくとも一面側に設けられてい
   ることを特徴とする請求項１に記載のサンドブラスト装
   置。
3. 【請求項３】 前記ブラストノズルがスリット型であっ
   て、かつ、複数個設けられ、各々のブラストノズルに静
   電気除去エア−ブロ−ノズルが設けられていることを特
   徴とする請求項１もしくは２のいずれかに記載のサンド
   ブラスト装置。
4. 【請求項４】 前記静電気除去エア−ブロ−ノズルが、
   前記スリット型ブラストノズルの研削材噴射口に沿い、
   ほぼ同じ幅で吹き出すように設けられていることを特徴
   とする請求項３に記載のサンドブラスト装置。
5. 【請求項５】 被加工物がプラズマディスプレイ用の基
   板であることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか
   に記載のサンドブラスト装置。