JP2000262956A - 塗布ヘッドへの送液開始方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 塗布ヘッドに塗布液などを送る際に送液
系内に残留している空気を迅速かつ充分に排除する送液
方法及び装置を提供する。 【解決手段】 上記課題は、塗布ヘッドへ塗布液の送液
を開始する際に、該塗布液を塗布ヘッドへ供給する送液
系内を減圧してから液封液で満たし、その後該塗布液で
該液封液を押出し置換することを特徴とした送液方法、
とその装置によって解決される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、塗布ヘッドに塗布
液を供給する送液開始方法及び装置に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】一般的に帯状支持体あるいはシート状支
持体などに塗布液を塗布する塗布設備において、塗布液
を貯蔵している供給槽から塗布ヘッドまで塗布液を供給
する送液方法が広く用いられている。

【０００３】この装置の一例は図２に示すように、塗布
液供給槽１と塗布ヘッド２の間が塗布液供給ポンプ３と
濾過装置４を介して接続されている。各装置間には弁
５,６,７が設けられている。８は出現気泡カウント位置
である。

【０００４】このような塗布設備、特にカーテン塗布の
ような塗布設備では、塗布液とともに気泡が塗布され、
これがハジキやピンホールなどの外観上の品質故障とな
る。そこで、これを防止するために、従来は送液の初期
の段階で送液系内に残留している空気を排除すべく、送
液配管に上り勾配を付けたり或いは送液配管を叩いたり
揺すったりしながら気泡を追い出したりしていた。

【０００５】また、それらの方法をもってしても不十分
な場合に備え、あるいは塗布液の供給槽から新たに供給
されてしまう気泡を除去或いは塗布液中に溶解せしめる
手段として、送液系内に超音波脱泡装置やトラップ型脱
泡装置などを予め具備しておく場合も多い。

【０００６】しかしながら、これらの方法では系内の気
泡を順次上流側から下流側に向かって追い出さなければ
ならず、その作業に多大な時間がかかったり人手を取ら
れたりといった問題があった。

【０００７】その対策として、特開平６−１２１９５６
号公報には、塗料タンクと塗布ヘッドの間を分岐させて
予備タンクを取付ける方法が開示されている。これによ
り、初期通液時の滞留エアを随伴した塗布液は予備タン
クに入れ、その後の塗布液を塗布ヘッドに送るようにし
ている。予備タンクには真空ポンプを取付けて減圧状態
にしている。

【０００８】また、特開平１０−２２５６０１号公報に
は、塗工液供給タンクに真空ポンプを取付けてその内部
を減圧するとともにフィルターの出口側を分岐させて濾
過された塗工液を塗工液供給タンクへ循環させ、気泡が
なくなった塗工液を塗工装置へ供給する方法が開示され
ている。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】特開平６−１２１９５
６号公報のように送液系の初期通液時等のエア抜き時に
滞留空気を随伴して圧送された塗布液を減圧予備タンク
に排出する方法の場合は、予備タンクを新たに製作しな
ければならず、多大のスペース、建設費そして予備タン
ク内に排出された空気を随伴した塗布液を廃却するとい
った手間や環境影響が発生してしまう。また塗布液が高
価であればあるほど、そのロスも問題となってしまう。

【００１０】また、特開平１０−２２５６０１号公報の
ように塗布液供給タンク内を減圧し、塗布液内に存在す
る気泡を膨張させ脱泡する方法では、塗布液供給タンク
内の塗布液の殆どが脱気されない限り、循環経路内に気
泡が存在することになるため、減圧脱泡に長い時間を要
するといった問題があった。

【００１１】また、送液系内に積層型に代表される濾過
部材を内包した濾過装置などがある場合などは、該濾過
部材内部に予め多量に捕捉されている残存空気が塗布液
などの液体の注入によって一旦気泡化してしまうと、そ
の迷路的な構造を有した濾過部材内部に気泡が液体張力
でトラップされてしまい、完全に追い出すのは容易では
ない。万一塗布前の気泡の追い出しが充分行われていな
いと塗布開始後に塗布液に混入している気泡によってハ
ジキやピンホールといった外観上の品質故障を引き起こ
すことになる。

【００１２】本発明は係る諸点に鑑みてなされたもので
あり、塗布ヘッドに塗布液などを送る際に送液系内に残
留している空気を迅速かつ充分に排除する送液方法及び
装置を提供することを目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するべくなされたものであり、塗布ヘッドへ塗布液の
送液を開始する際に、該塗布液を塗布ヘッドへ供給する
送液系内を減圧してから液封液で満たし、その後該塗布
液で該液封液を押出し置換することを特徴とした送液方
法と、その装置によってかかる目的を達成したものであ
る。

【００１４】ここで、送液系内を塗布液などの液体を送
る前に減圧しておくということは、残存している空気が
塗布液などの液体によって気泡化するすなわち不連続化
する前に連続相の状態で排除することを意味する。残存
空気が一旦気泡化してしまうと、その移動速度は気泡体
積、内部ガス密度あるいは気泡を取り巻く塗布液などの
液体の粘性や密度などによって大きく左右されてしま
う。例えば、下り勾配を有した区間に気泡が入り込んだ
場合には、気泡の送液流線方向の終末浮上速度に打ち勝
つだけの下流側向きの運動量を気泡に与えなければなら
ず、特に大きな気泡の場合は概して系内に滞留してしま
う。また、積層型などの濾過部材内部では流速が極めて
遅くなることと、各気泡の液体張力による濾過部材への
付着力のために、気泡が濾過部材内部にトラップされて
しまい、該気泡が小さい程濾過装置の下流側へ押し出す
ことが困難になってしまう。

【００１５】残存空気が気泡化するまえの連続状態の時
点で減圧するということは、それらの問題を解消し迅速
に且つ充分に残存空気を排除できることを意味する。た
とえば濾過装置内部に取り付けられている濾過部材の内
部に存在している空気や、あるいは下り勾配を有した送
液系内の空気を、塗布液などの液体の注入によって気泡
化する前に排除することを意味し、原理的にも的を得た
優れた方法である。

【００１６】

【発明の実施の形態】本発明が適用される塗布液の種類
は問わないが、例えば、感圧複写紙の各層を形成する塗
料、感光性記録層を形成する塗料、磁気記録媒体層を形
成する磁性塗料、接着層を形成する接着剤、感熱記録層
を形成する塗料、各種インキ等である。溶媒は水であっ
てもよく、有機溶媒であってもよい。粘度は１〜１００
０センチポイズ、好ましくは１〜３００センチポイズ程
度のものが適当である。

【００１７】本発明の方法においては、塗布ヘッドへ塗
布液の送液を開始する際に、まず、該塗布液を塗布ヘッ
ドへ供給する送液系内を減圧する。

【００１８】塗布液供給槽内の塗布液は、予め脱気して
あってもよいし、特段の処理を施していなくてもよい。

【００１９】送液を開始する際とは、送液系内に空気が
ある状態からスタートすることを意味する。

【００２０】送液系とは塗布液供給槽と塗布ヘッドを結
ぶラインであり、単なる配管のほか、濾過装置、脱泡装
置等が中間に存在する場合これらも含まれる。

【００２１】減圧にされる送液系はその全体である必要
はなく、空気の侵入している部位で足りる。具体的に
は、弁等で閉止された区間を減圧することになる。

【００２２】減圧の程度は、送液系内の空気を排除しそ
の後真空作用や送液ポンプを利用して塗布液や溶液など
を注入し終わった時点、通常は大気圧に戻った時点での
残留空気量を決定する重要な因子であり、望ましくは絶
対圧で４００ｈＰａ以下、さらに望ましくは１５０ｈＰ
ａ以下、最も望ましくは８０ｈＰａ以下である。

【００２３】送液系内を事前減圧する方法としては、送
液系配管に真空ポンプを配管を介して直接設置すれば良
いが、送液系と真空ポンプの間にバッファタンクを設け
ても構わない。

【００２４】送液系内の事前減圧処理後の液封液として
使用する液体は、その粘度や比重が塗布液とそれらと同
等か低いものが選ばれ、さらに塗布液と混和性を有する
ものが好ましい。その点で主溶媒を共通にするものが好
ましい。例えば塗布液が水系の場合は、液封液として安
価で低粘度な蒸留水や水道水、さらには脱気水を用いる
ことができる。液封に用いられる液として塗布液の溶媒
などが使用されるが、塗布液自身であっても良いし、塗
布液と化学反応や凝集等を起こさない液であれば使用す
ることが出来る。

【００２５】送液系内に注入される液封液に気泡が無い
ことがより望ましいが、製品の品質上問題とならない程
度であれば許容される。また、送液系内に脱泡装置が有
って十分に液封液から気泡を分離できる場合や溶解でき
る場合にも、敢えて脱気処理された液封液を使用する必
要はない。もちろん微量の気泡でも製品品質に影響を与
える場合には、十分に脱気処理された液封液が用いられ
る。

【００２６】送液系内に具備される濾過装置として、例
えば下方から流入し上方へ吐出していくといった“一方
向型”濾過装置が望ましいが、例えば下方から流入し濾
過部材を通過した後再び下方に吐出していくといった
“Ｕターン型”濾過装置でも構わない。

【００２７】また、脱泡装置は円筒似や箱型の超音波脱
泡装置が望ましいが、本発明では特段の制限を設けるも
のではない。

【００２８】本発明では送液系に適切な温度勾配を設け
ることを制限するものではない。

【００２９】さらに、本発明による送液系の各種ポンプ
や弁などの操作は、遠隔指示により自動的に行われても
よいし、或いは手動で行われてもよい。

【００３０】

【実施例】実施例１ 本発明の実施例で使用された送液装置を図１に示す。こ
の装置は図２の装置に真空ポンプ９と液封液供給ライン
１０を付設したものである。すなわち、この装置は、塗
布液供給槽１の底部から弁５を介して塗布液供給ポンプ
３に接続され、該ポンプ３から弁６を介して濾過装置４
に接続されている。濾過装置４の出口側は３方弁１１に
接続され、３方弁１１の一方は弁７を介して塗布ヘッド
２に接続されている。弁７と塗布ヘッド２の中間には出
現気泡カウント位置８が設けられている。３方弁１１の
他方は弁１２を介して真空ポンプ９に接続され、３方弁
１１と弁１２の間には弁１３を介して液封液供給ライン
１０が接続されている。

【００３１】液組成として感熱記録材料の保護層の塗布
液を用いた。 保護層液の調製：酸化デンプン１０重量％の水溶液２０
０部、水酸化アルミニウム２０部、ポリエチレン(平均
粒子径：１μｍ、軟化点：１３２℃)３０重量％の分散
液１３部、ステアリン酸亜鉛２１重量％の分散液１９
部、ドデシルベンゼンスルホン酸ソーダ１部、及び水を
加えサンドミルを用いて混合した。調製した塗布液の粘
度をブルックフィールド粘度計を用いて測定したところ
６０ｒｐｍで４２センチポイズを示した。

【００３２】濾過装置には予め親水性処理を施した積層
型濾過器(日本ポール ＦＰ.４００)１本を内装したもの
を用いた。

【００３３】この装置の状態は交換時期にきた濾過器を
交換した段階にあり、弁６,７,１１，１２，１３が全て
閉じられ、濾過装置４内に空気が存在している。

【００３４】この装置による送液を再開するために、ま
ず、３方弁１１を３方開に、弁１２を開にして、弁６〜
弁７の間の系を真空ポンプ９へ連通させて８０ｈＰａに
減圧した。次に、弁１２を閉じ、弁１３を開いて水道水
を弁６〜弁７の間の系に満たす。それから、３方弁１１
を濾過装置４から弁７側の配管にのみ通じるよう切替
え、弁６と弁７を開ける。この後塗布液供給槽１より塗
布液を１２０ｃｃ／ｍｉｎ塗布液供給ポンプ３を用いて
定量的に供給し、位置８での気泡の出現個数をカウント
したところ気泡が３０秒間連続して出現しなくなるまで
の時間は１４分であった。

【００３５】実施例２ 減圧を２００ｈＰａとした以外は実施例１と同じ条件で
塗布液を供給したところ気泡が３０秒間連続して出現し
なくなるまでの時間は３０分であった。

【００３６】実施例３ 減圧を４００ｈＰａとした以外は実施例１と同じ条件で
塗布液を供給したところ気泡が３０秒間連続して出現し
なくなるまでの時間は４０分であった。

【００３７】比較例１ 減圧を８００ｈＰａとした以外は実施例１と同じ条件で
塗布液を供給したところ気泡が３０秒間連続して出現し
なくなるまでの時間は５０分であった。

【００３８】比較例２ 実施例と同じ積層型濾過器（日本ポール ＦＰ.４００）
１本を内装した濾過装置４に塗布液供給槽１から塗布液
供給ポンプ３を用いて塗布液を毎分１２０ｃｃ／ｍｉｎ
で定量的に供給し、位置８での気泡の出現個数をカウン
トしたところ、気泡が３０秒間以上連続して出現しなく
なるまでの時間は６０分であった。

【００３９】

【発明の効果】本発明により、速やかに送液系から空気
（気泡）を取り除くことが出来、送液初期に廃却される
塗布液量を大幅に削減することが出来、コスト削減が達
成される。また、送液系を減圧した後液封液を供給する
ため、送液系の滞留部等の空気が完全に液封液と置換さ
れるので、塗布中に気泡が発生するトラブルも防止で
き、発生した気泡による塗布スジ故障が激減した。少な
くとも、送液系に真空ポンプを設置すればよく、減圧予
備タンク等を設置する方法に比べ、大幅に設備費、スペ
ースを削減できた。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の装置の一例を示すフローシートであ
る。

【図２】 従来の装置の一例を示すフローシートであ
る。

【符号の説明】

１…塗布液供給槽 ２…塗布ヘッド ３…塗布液供給ポンプ ４…濾過装置 ５，６，７，１２，１３…弁 ８…出現気泡カウント位置 ９…真空ポンプ １０…液封液供給ライン １１…３方弁

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 塗布ヘッドへ塗布液の送液を開始する際
   に、該塗布液を塗布ヘッドへ供給する送液系内を減圧し
   てから液封液で満たし、その後該塗布液で該液封液を押
   出し置換することを特徴とした送液方法
2. 【請求項２】 塗布液供給槽と塗布ヘッドを接続する送
   液系配管の途中に吸気ラインと液封液供給ラインを接続
   したことを特徴とする塗布ヘッドへの送液装置