JP2000220888A - 流体加熱方法及びその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 使用する流体の温度を所定の値に高精度で一
定に保つことができる流体加熱方法及びその装置を得る
こと。 【解決手段】 本発明の一実施形態の流体加熱装置１
は、内部に流体を流せる所定の長さのパイプ２と、この
パイプ２の外周面に、その長さ方向に独立して巻回し、
配設された複数個の加熱ヒータ３Ａ、３Ｂ・・・３Ｎ
と、これらの加熱ヒータ３Ａ、３Ｂ・・・３Ｎのそれぞ
れに配設された温度センサ４Ａ、４Ｂ・・・４Ｎと、図
２に示したように、これらの温度センサ４Ａ、４Ｂ・・
・４Ｎが感知して生成された制御信号により前記各加熱
ヒータ３Ａ、３Ｂ・・・３Ｎを独立して制御できる温度
制御装置１０とから構成されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、使用する流体の温
度を所定の値で一定に保つための流体加熱方法及びその
装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】流体を使用するとき、その流体の温度を
一定に維持することは、多くの技術分野において必要で
ある。その技術分野は多岐にわたるので、ここではＤＶ
Ｄ（デジタルビデオディスク）などのディスクの製造プ
ロセスに存在する貼り合わせ工程を一例として採り上げ
て説明する。この貼り合わせ工程においては、流体、こ
の場合は接着剤を所定の温度に加熱する或る種の流体加
熱装置が用いられている。その流体加熱装置として、例
えば、図５に示したような流体加熱装置１００が用いら
れている。この流体加熱装置１００は所定の長さのパイ
プ１０１の外周面に電熱ヒータ、温水ヒータ、オイルヒ
ータなどの加熱ヒータ１０２を一様に巻き付けられてお
り、流体入口側或いは流体出口側に温度センサ１０３を
配設した構成を採り、前記加熱ヒータ１０２に通電して
パイプ１０１内を流れる流体を加熱する。この加熱中、
前記温度センサ１０３を用いて加熱されている流体の温
度を検出し、その検出信号で熱源をオン・オフ制御し、
流体の温度を制御する温度制御方法を採っている。な
お、図５では、便宜上、出入口両側に温度センサー１０
３を配設して図示した。また、符号１０４は温度センサ
１０３のリード線を指す。

【０００３】前記加熱ヒータ１０２は連続した単体であ
り、温度センサ１０３を使用して加熱温度を制御して
も、温度センサ１０３を流体出口側に配設すれば、図６
に示したように、その吐出される流体の温度Ｔout °Ｃ
は、その流体出口近傍においては設定温度に近くなる
が、流量と熱源バランスは取りにくく、使用開始時と連
続使用時とでは、温度制御された流体の量が異なってし
まい、結果的に温度がばらついた状態で吐出される。

【０００４】一方、温度センサ１０３を流体入口側に配
設し、温度Ｔin°Ｃで加熱すると、図７に示したよう
に、流体出口側の流体温度Ｔout °Ｃは使用開始時には
設定温度を上回ってしまい、設定温度になるまでは、通
過する流量と供給熱量とがバランスするまで時間が掛か
ってしまう。流体の使用が停止され、再び使用開始する
ことが起きる毎に、この状態を繰り返し、これも結果的
に温度がばらついた状態で流体が吐出されてしまう。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】このように温度の変化
に対して粘度が変化しやすい接着剤のような流体では、
その流体の温度がばらつくことにより粘度が製造時の使
用許容範囲を超え、それによって製造条件がばらつき、
安定した製造が困難になる。

【０００６】前記のようなＤＶＤなどのディスクの製造
プロセスに存在する貼り合わせ工程では、図８Ａに示し
たように、情報記録層の表面を保護膜２２０で覆ったデ
ィスク２１０を、図８Ｂに示したように、２枚それらの
保護膜２２０側を合わせるようにして接着剤２３０で貼
り合わせてＤＶＤ２００Ａを製作するか、図８Ｃに示し
たように、保護膜２２０が形成されていないディスク２
１０を２枚それらの背面を互いに合わせて接着剤２３０
で貼り合わせ、ＤＶＤ２００Ｂを製作しているが、その
貼り合わせ工程において、それらの貼り合わせに使用す
る接着剤２３０は、ＵＶ硬化樹脂を使用することが多
い。この流体の一つであるＵＶ硬化樹脂は液状であっ
て、前記両ディスクの貼り合わせ時には所定の粘度にな
るように所定の温度にまで加熱して用いられる。前記Ｕ
Ｖ硬化樹脂は液状であるが、温度の変化に対して粘度が
大きく変化する。粘度の変化が大きいと、ＵＶ硬化樹脂
の接着剤を接着面に塗布したとき、その接着剤の拡がり
方が違ってくるので、他の条件をそのままにして貼り合
わせ作業を進めると、塗布した接着剤の厚みが異なった
り、拡がりが不足して、前記両ディスクの貼り合わせ面
に一様に塗布されず、接着不良が生じる。

【０００７】また、前記両ディスクの貼り合わせ時に、
接着剤を吐出したとき、粘度が異なることにより接着剤
の高さが変わってしまい、接着しようとする前記両ディ
スクの接着剤に接する位置が異なり、泡を抱き込む原因
になるなどの課題がある。

【０００８】本発明は、これらの課題を解決しようとす
るものであって、使用する流体の温度を所定の値に高精
度で一定に保つことができる流体加熱方法及びその装置
を得ることを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】従って、請求項１に記載
の本発明の流体加熱方法では、所定の長さの流路内に流
体を流し、その流体を加熱するに当たり、前記流路の流
体入口側においては目標温度以下の温度で加熱し、そし
て前記流体の流体出口側において目標温度に加熱された
流体を吐出できるように、前記流路の流体入口側から前
記流路を流れる前記流体に部分的に独立して加熱温度を
漸増させながら加熱する方法を採って、前記課題を解決
している。また、請求項２に記載の本発明の流体加熱装
置では、内部に流体を流せる所定の長さのパイプと、そ
のパイプの外周面に、その長さ方向に独立して巻回し、
配設された複数個の加熱ヒータと、それらの加熱ヒータ
のそれぞれに配設された温度センサと、それぞれの温度
センサが感知して生成した制御信号により前記各加熱ヒ
ータを独立して制御できる制御装置とから構成して、前
記課題を解決している。更にまた、請求項３に記載の本
発明の流体加熱装置では、前記請求項２に記載の流体加
熱装置において、前記複数個の温度センサの内、前記パ
イプの流体入口側に巻回された加熱ヒータに配設された
温度センサを、その加熱ヒータの前記流体入口近傍に、
前記パイプの中間部に巻回された加熱ヒータに配設され
た温度センサをそれぞれの中央部に、そして前記パイプ
の流体出口側に巻回された加熱ヒータに配設された温度
センサを、その加熱ヒータの前記流体出口近傍にそれぞ
れ配設するように構成して、前記課題を解決している。

【００１０】従って、請求項１に記載の本発明によれ
ば、流体入口から流入した流体の温度を使用温度を上回
らない温度から徐々に上昇させて流体出口において目標
温度にまで加熱できので、使用時の流体の温度を高い精
度で制御できる。また、請求項２に記載の本発明によれ
ば、複数個の加熱ヒータの温度を段階的に設定できるの
で、パイプに流入した流体の温度を漸増させることがで
き、パイプの流体出口側における吐出流体の温度を使用
時の目標温度に無理なく、しかも温度のばらつきが少な
い状態で流体を加熱できる。そしてまた、請求項３に記
載の本発明によれば、前記請求項２に記載の発明の作用
効果に加えて、パイプの流体入口に流入した流体の温度
を使用温度を上回らない温度設定にして急激に立ち上
げ、中間部では目標温度に微増させながら近づけ、順次
繰り返して使用時の目標温度に加熱でき、使用時の流体
の温度を高い精度で制御できる。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、図１乃至図４を参照しなが
ら本発明の流体加熱方法及びその装置を説明する。図１
は本発明の一実施形態の流体加熱装置の断面図、図２は
図１に示した流体加熱装置に用いて好適な加熱温度制御
回路のブロック図、図３は図１に示した流体加熱装置に
おける流体が停止しているときのパイプ内の流体温度を
示すグラフ、そして図４は図１に示した流体加熱装置に
おいて流体を流したときのパイプの流体出口側の温度を
示すグラフである。

【００１２】先ず、図１を参照しながら、本発明の実施
形態の基板用洗浄装置の構成を説明する。図１におい
て、符号１は本発明の一実施形態の流体加熱装置１を指
す。この流体加熱装置１は、内部に流体を流せる所定の
長さのパイプ２と、このパイプ２の外周面に、その長さ
方向に独立して巻回し、配設された複数個の加熱ヒータ
３Ａ、３Ｂ・・・３Ｎと、これらの加熱ヒータ３Ａ、３
Ｂ・・・３Ｎのそれぞれに配設された温度センサ４Ａ、
４Ｂ・・・４Ｎと、図２に示したように、これらの温度
センサ４Ａ、４Ｂ・・・４Ｎが感知して生成された制御
信号により前記各加熱ヒータ３Ａ、３Ｂ・・・３Ｎを独
立して制御できる温度制御装置１０とから構成されてい
る。なお、符号Ｌは各温度センサ４Ａ、４Ｂ・・・４Ｎ
のリード線を指す。

【００１３】前記複数個の温度センサ４Ａ、４Ｂ・・・
４Ｎの内、前記パイプ２の流体入口２ａ側に巻回された
加熱ヒータ３Ａに配設された温度センサ４Ａは、その加
熱ヒータ３Ａの前記流体入口２ａ近傍に、前記パイプ２
の中間部に巻回された加熱ヒータ３Ｂ・・・に配設され
た温度センサ４Ｂ・・・はそれぞれの中央部に、そして
前記パイプ２の流体出口２ｂ側に巻回された加熱ヒータ
３Ｎに配設された温度センサ４Ｎは、その加熱ヒータ３
Ｎの前記流体出口２ｂ近傍にそれぞれ配設されている。

【００１４】前記の各加熱ヒータ３Ａ、３Ｂ・・・３Ｎ
は、図２に示した温度制御装置１０により、それぞれ独
立して温度制御される。前記温度制御装置１０は、それ
ぞれの加熱ヒータ３Ａ、３Ｂ・・・３Ｎの基準加熱温度
を設定する基準加熱温度設定装置１１Ａ、１１Ｂ・・・
１１Ｎとそれぞれの加熱ヒータ３Ａ、３Ｂ・・・３Ｎの
加熱温度を実測する加熱温度測定装置１２Ａ、１２Ｂ・
・・１２Ｎなどとか構成されている。なお、図２に示し
た加熱ヒータ３Ａ、３Ｂ・・・３Ｎは電熱ヒータのヒー
トホースユニットで構成されているものとする。

【００１５】前記のそれぞれの加熱温度測定装置１２
Ａ、１２Ｂ・・・１２Ｎは前記それぞれの加熱ヒータ３
Ａ、３Ｂ・・・３Ｎに配設された各温度センサ４Ａ、４
Ｂ・・・４Ｎに接続されており、これらの温度センサ４
Ａ、４Ｂ・・・４Ｎにより検出された実測温度はそれぞ
れ前記基準加熱温度設定装置１１Ａ、１１Ｂ・・・１１
Ｎで設定された設定温度と比較され、実測温度＜設定温
度となるように、それぞれの基準加熱温度設定装置１１
Ａ、１１Ｂ・・・１１Ｎで生成された制御信号により前
記各加熱ヒータ３Ａ、３Ｂ・・・３Ｎに供給される電力
がオン・オフ制御されるように構成されている。なお、
図２に示したそれぞれの加熱ヒータ３Ａ、３Ｂ・・・３
Ｎが電熱ヒータのヒートホースユニットで構成されてい
る場合は、そのヒートホースユニット内に電源回路をオ
ン・オフする、例えば、リレー回路が組み込まれてい
る。

【００１６】前記のように構成された流体加熱装置１に
おいて、目標とする使用温度と使用流量とが決まると、
図３に示したように、流体出口２ｂの温度から逆算し
て、それぞれの加熱ヒータ３Ａ、３Ｂ・・・３Ｎの設定
温度を各基準加熱温度設定装置１１Ａ、１１Ｂ・・・１
１Ｎで決める。

【００１７】このように複数個の加熱ヒータ３Ａ、３Ｂ
・・・３Ｎの設定温度を段階的に設定できるので、パイ
プ２の中を流れる流体の温度を流体入口２ａ側から中間
部、そして流体出口２ｂ側へと漸増させることができ
る。従って、それぞれの設定温度を最高温度としてパイ
プ２のそれぞれのゾーンを、そしてそれぞれのゾーンを
流れる流体を加熱することができる。しかも、図３に示
したように、それぞれのゾーンで目標温度に無理なく加
熱でき、そして、図４に示したように、パイプ２の流体
出口２ｂ側における設定温度に対してばらつきが少ない
状態にまで加熱できる。従って、実際に使用する流体は
設定温度に極めて近い状態の温度を維持しながら使用す
ることができる。

【００１８】また、前記流体加熱装置１の他の特徴は、
それぞれの加熱ヒータ３Ａ、３Ｂ・・・３Ｎにおけるそ
れぞれの温度センサ４Ａ、４Ｂ・・・４Ｎの設置位置を
前記のよう位置に設置することにより、加熱ヒータ３Ａ
によってそのゾーンを流れる流体の温度を使用温度を上
回らない温度設定にして急激に立ち上げ、次の中間部の
加熱ヒータ３Ｂ・・・のゾーンで流体の温度を設定温度
まで微増させながら順次繰り返して近づけ、そして流体
出口２ｂ側の加熱ヒータ３Ｎのゾーンにおいて目標温度
である設定温度にすることができ、ばらつきが少ない安
定した使用温度にまで加熱することができる。

【００１９】使用流体の使用温度を目標温度（設定温
度）にできるだけ近づけて使用しなければならない理由
として、ＤＶＤの製造プロセスに存在する貼り合わせ工
程におけるディスクの貼り合わせに用いる接着剤を流体
の一例として採り挙げて説明したが、本発明の流体加熱
装置で加熱する流体はこのような接着剤に限定されるも
のではなく、この他、例えば、ＣＤ（コンパクトディス
ク）や図８Ａに示したようなＤＶＤ用ディスクなどの情
報記録面を保護するために用いられる保護膜用の液状塗
料を加熱する場合などにも広く応用できるものであるこ
とを付言しておく。

【００２０】また、前記加熱ヒータ３Ａ、３Ｂ・・・３
Ｎとして電熱ヒータを例示したが、本発明においては電
熱ヒータに限定されるものではなく、温水ヒータ、オイ
ルヒータなどをも用いることができる。

【００２１】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
の実施形態の流体加熱方法及びその装置によれば、使用
する流体の温度を使用時に常に高精度で一定温度に保持
でき、このため、その流体を用いて行う加工が極めて良
好に行うことができる。例えば、前記のようなＤＶＤな
どのディスクの製造プロセスに存在する貼り合わせ工程
に前記本発明の流体加熱装置を用いることにより、流体
である接着剤の使用温度を目標温度までに極めて高い精
度で近づけることができ、しかもその温度を一定に保持
しながら使用できることから、その接着剤を貼り合わせ
面に一様な厚さで塗布でき、気泡を抱き込むこともなく
塗布でき、従って、接着不良を防止できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の一実施形態の流体加熱装置の断面図
である。

【図２】 図１に示した流体加熱装置に用いて好適な加
熱温度制御回路のブロック図である。

【図３】 図１に示した流体加熱装置における流体が停
止しているときのパイプ内の流体温度を示すグラフであ
る。

【図４】 図１に示した流体加熱装置において流体を使
用したときのパイプの流体出口側の温度を示すグラフで
ある。

【図５】 従来技術の流体加熱装置の断面図である。

【図６】 図５に示した流体加熱装置において、温度セ
ンサをパイプの流体出口側に配設して制御した場合の流
体出口における流体の温度を示すグラフである。

【図７】 図５に示した流体加熱装置において、温度セ
ンサをパイプの流体入口側に配設して制御した場合の流
体出口における流体の温度を示すグラフである。

【図８】 ＤＶＤなどのディスクの貼り合わせ加工を説
明するためのディスクの貼り合わせ加工段階図である。

【符号の説明】

１…本発明の一実施形態の流体加熱装置、２…パイプ、
２ａ…パイプ２の流体入口、２ｂ…パイプ２の流体出
口、３Ａ，３Ｂ・・・３Ｎ…加熱ヒータ、４Ａ，４Ｂ・
・・４Ｎ…温度センサ、１０…温度制御装置、１１Ａ，
１１Ｂ・・・１１Ｎ…基準加熱温度設定装置、１２Ａ，
１２Ｂ・・・１２Ｎ…加熱温度測定装置

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 所定の長さの流路内に流体を流し、その
   流体を加熱するに当たり、前記流路の流体入口側におい
   ては目標温度以下の温度で加熱し、そして前記流体の流
   体出口側において目標温度に加熱された流体を吐出でき
   るように、前記流路の流体入口側から前記流路を流れる
   前記流体に部分的に独立して加熱温度を漸増させながら
   加熱することを特徴とする流体加熱方法。
2. 【請求項２】 内部に流体を流せる所定の長さのパイプ
   と、 該パイプの外周面に、その長さ方向に独立して巻回し、
   配設された複数個の加熱ヒータと、 該加熱ヒータのそれぞれに配設された温度センサと、 該それぞれの温度センサが感知して生成された制御信号
   により前記各加熱ヒータを独立して制御できる制御装置
   とから構成されていることを特徴とする流体加熱装置。
3. 【請求項３】 前記複数個の温度センサの内、前記パイ
   プの流体入口側に巻回された加熱ヒータに配設された温
   度センサは、その加熱ヒータの前記流体入口近傍に、前
   記パイプの中間部に巻回された加熱ヒータに配設された
   温度センサはそれぞれの中央部に、そして前記パイプの
   流体出口側に巻回された加熱ヒータに配設された温度セ
   ンサは、その加熱ヒータの前記流体出口近傍にそれぞれ
   配設されていることを特徴とする請求項２に記載の流体
   加熱装置。