JP2002254013A - インク、塗料等の色材自動調色装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】微量色材によるの調色作業であっても配合ミス
が生じることなくが自動的且つ正確な調色ができ、空気
遮断状態での色材混合ができ、更に、溶剤による環境悪
化を防ぐとともに廃棄する溶剤量を少なくしてコストを
削減できるインク、塗料等の色材自動調色装置の提供 【解決手段】コントローラ７により、流路切換弁２を共
通吸送液路６に対して各個別原色材吸引路３０a〜３０
ｆに切換連通させつつ定量吸送液ポンプ１を作動させて
各個別原色材を所望量ずつ共通吸送液路６内に間歇的に
吸引させ、各個別原色材の吸引完了後、流路切換弁２を
動作させて共通吸送液路６と排液路３０ｈとを連通さ
せ、この状態で定量吸送液ポンプ１作動させて共通吸送
液路６内の全色材を排液路３０ｈより排出させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば自動車修理
工場において補修個所塗装用塗料、或いは印刷工場にお
けるポップ印刷に使用するカラーインク等の色材の調色
に際し、少量の色材調色を自動的に行うことができるイ
ンク、塗料等の色材自動調色装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、自動車修理工場による修理個所
の塗装や、印刷工場におけるポップ印刷等に使用する塗
料やカラーインク等の色材による調色は、イ．複数の各
個別原色材を計量カップに取り出す作業。ロ．個別原色
材を重量計にて計量する作業。ハ．微量の追加個別原色
材を取り出す作業。ニ．攪拌棒にて攪拌する作業。ホ．
溶剤を添加して希釈攪拌する作業。ニ．計量攪拌に使用
した道具類の洗浄作業。等の各作業を全て手作業で行っ
ている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上述の如き従来の調色
は、全て手作業で行うため計量誤差が大きく、特に最終
調色段階ではマイクロリットル単位の色材添加が必要と
なるため、調合の失敗がしばしば発生し、その度に調合
不良の混合色材を例外なく廃棄しなければならず、色材
が無駄になると同時に廃棄処理のために経費がかかると
いう問題があった。

【０００４】また、混合比率の小さい微量色材の添加混
合には、全色材に対する均一な分散が必要となるため、
澱みない十分な攪拌が必要となるが、この攪拌時に多量
の空気と接触することとなり、その際、特に樹脂塗料、
樹脂インクは酸素及び湿度に影響され、場合によっては
酸素による硬化阻害が生じるという問題がある。

【０００５】更に、色材の希釈にはシンナー等の溶剤が
使用され、また使用した器具類や作業者の手に付着した
色材の洗浄にも同様の溶剤が使用されるが、作業の特性
から、洗浄には多量の溶剤が使用され、産業廃棄物とし
の廃棄処分に多大の経費を要している。また、このよう
に多量の溶剤を使用している作業現場では、大気中に多
量の溶剤が蔓延し作業環境が悪いという問題がある。本
発明は、上述の如き従来の問題に鑑み、微量色材による
調色作業であっても配合ミスが生じることなくが自動的
且つ正確な調色ができ、空気遮断状態での色材混合がで
き、更に、溶剤による環境悪化を防ぐとともに廃棄する
溶剤量を少なくしてコストを削減できるインク、塗料等
の色材自動調色装置の提供を目的としてなされたもので
ある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上述の如き従来の問題を
解決し、所期の目的を達成するための本発明にかかるイ
ンク、塗料等の色材自動調色装置の特徴は、内部に溶剤
を吸引して微量ずつ吸送液が可能な定量吸送液ポンプ
と、該定量吸送液ポンプに通じる共通吸送液路と、混合
しようとする各色のインク又は塗料などの個別原色材を
収容する複数の個別原色材容器と、各個別原色材容器内
に通じる個別原色材吸引路と、前記共通吸送液路に対し
て前記各個別原色材吸引路及び排液路を切換連通自在な
流路切換弁と、該流路切換弁及び前記定量吸送液ポンプ
を自動制御するコントローラとを備え、前記コントロー
ラにより、前記流路切換弁を共通吸送液路に対して各個
別原色材吸引路に切換連通させつつ前記定量吸送液ポン
プを作動させて各個別原色材を所望量ずつ共通吸送液路
内に間歇的に吸引させ、各個別原色材の吸引完了後、前
記流路切換弁を動作させて前記共通吸送液路と前記排液
路とを連通させ、この状態で前記定量吸送液ポンプ作動
させて前記共通吸送液路内の全色材を前記排液路より排
出させることができるようにしたことにある。

【０００７】尚、上記装置において、流路切換弁に吸気
路を連通させ、該吸気路を共通吸送液路に切換連通でき
るようにし、個別原色材を前記共通吸送液路に吸引する
前に空気を該共通吸送液路内に吸引できるようにするこ
と、加熱機で過熱される蒸留用容器と、該蒸留用容器か
らの気化溶剤を冷却して液化する冷却器とを有する蒸留
装置を備え、排液路から排出される色材及び洗浄用溶剤
を前記蒸留用容器に収容させ、前記蒸留装置により前記
溶剤を分離するようにすること、及び、定量吸送液ポン
プとして、ピストンシリンダー式ポンプを使用し、各個
別原色材の吸引後、前記ピストンシリンダー式ポンプの
ピストンを小刻みに往復動作させなるようにすることが
好ましい。

【０００８】

【発明の実施の形態】次に本発明の実施の形態を図面に
ついて説明する。

【０００９】図１は本発明装置の一実施例を示すに流体
回路の概略を示しており、同図において符号１は定量吸
送液ポンプ、２は流路切換弁、３ａ〜３ｆは個別原色材
容器、４は溶剤容器、５は混合色材容器、６は共通吸送
液路、７はコントローラである。

【００１０】定量吸送液ポンプ１はμｌ単位の量を正確
に吸送液できる高精度のピストンシリンダー型のポンプ
を使用しており、シリンダー１０内を往復することによ
って液体を吸排するピストン１１を有し、ピストン１１
の動作はパルスモータを使用したピストン駆動制御機構
１２によって動作させるようになっており、この駆動制
御機構１２に所定の操作信号が送られることによって所
定の距離及び方向に移動されるようになっている。

【００１１】シリンダー１０には一対の吸排路１３ａ，
１３ｂが連通されており、それらは電磁弁等のリモート
コントロール方式の開閉弁１４ａ，１４ｂによって開閉
されるようになっているとともに、一方の吸排路１３ａ
には溶剤容器４に通じる溶剤吸引路１５が連通されてい
る。また、他方の吸排路１３ｂには共通吸送液路６が連
通されている。

【００１２】尚、この定量吸送液ポンプ１は、１回のピ
ストン往復動作によって３０００μｌの液が吸排される
程度の容量のものを使用する。

【００１３】共通吸送液路６は、内径が１ｍｍ〜２ｍｍ
程度の合成樹脂チューブを使用することが好ましく、後
述する１回の調色における全色材量を収容させるよう
に、この例では全内容量を５０００μｌとしている。

【００１４】流路切換弁２にはロータリーバルブが使用
されており、外周のステーター２０に多数の切換ポート
２０ａ〜２０ｈが設けられ、該ステーター内のローター
２１に設けた共通ポート２１ａに前述した共通吸送液炉
６が連通され、ローター２１を回転動作させることによ
って共通ポート２１ａが各切換ポート２０ａ〜２０ｇに
切換連通されるようになっている。この流路切換弁２の
動作はパルスモータを用いた切換弁駆動制御機構（図示
せず）によってなされるようになっており、この駆動機
構に所定の操作信号が送られることによって所定の連通
状態に設定されるようになっている。

【００１５】流路切換弁２の各切換ポート２０ａ〜２０
ｆにはそれぞれ個別原色材容器３ａ〜３ｆに通じる個別
原色材吸引路３０ａ〜３０ｆが連通され、切換ポート２
０ｇには大気に通じる吸気路３０ｇが、切換ポート２０
ｈには混合色材容器５に通じる排液路３０ｈがそれぞれ
連通されている。

【００１６】混合色材容器５は蒸留用容器を兼用してお
り、ヒーター５０によって過熱できるようになっている
とともに開口部には排液路３０ｈの他、気化ガス導出路
５１が気密状態で連通されている。この気化ガス導出路
５１は冷却器５２に通され、回収溶剤容器５３に連通さ
れており、混合色材容器５内に収容された溶剤入りの色
材を過熱することにより溶剤を蒸発させて気化ガス導出
路５１に通し、冷却器５２で冷却して液化させ、回収溶
剤容器５３に溜めるようにしている。

【００１７】コントローラ７にはコンピュータが使用さ
れ、前述したピストン駆動制御機構１２、開閉弁１４
ａ，１４ｂ、切換弁駆動制御機構及びヒーター５０に対
し、所定の操作信号又は動作電流を、設定条件に従って
自動的に送り、全体を自動コントロールするようにして
いる。

【００１８】次に上述した装置による色調操作について
説明する。

【００１９】使用する原色材の数に応じて必要な数の個
別原色材容器３ａ〜３ｆを使用し、コントローラ７に所
定の配合その他の設定データを入力し、コントローラ７
を作動させる。これによって以下の操作が自動的になさ
れる。

【００２０】初期状態設定開閉弁１４ａ，１４ｂ及びポ
ンプ１を作動させて、ポンプ１、共通吸送液路６及び切
換弁ローター２１内に溶剤容器４内の溶剤ｈを充填す
る。次いで、流路切換弁２とポンプ1とを同期させて動
作させ、各個別原色材吸引路３０ａ〜３０ｆ内を流路切
換弁２の切換ポート２０ａ〜２０ｆまで各個別原色材容
器３ａ〜３ｆ内の原色材ａ〜ｆを吸引して充填する。

【００２１】尚、この充填操作は、各切換ポート毎に一
定量の吸引を行った後、ローター及び共通吸送液路６に
吸い込まれた分を切換ポート２０ｈに切換て排液路３０
ｈから排出することによって行う。このとき排液路３０
ｈは、混合色材容器５に代えて排液容器（図示せず）に
挿入し、余分に吸引した原色材を溶剤とともに排液容器
内に排出する。この排出作業後、排液容器に代えて混合
支器材容器５を設置する。

【００２２】このようにして原色材充填完了後、共通ポ
ート２１ａを切換ポート２０ｇに連通させ、ポンプ１を
吸引側に動作させて少量の空気を吸気路３０ｇより吸引
する。

【００２３】これによって共通吸送液路６内の溶剤の先
端部分に空気層ｇを存在させる。

【００２４】色材吸引混合上述した初期状態から、ロー
ター２１を動作させて共通ポート２１ａを予め設定され
た切換ポート２０ａ〜２０ｆに連通させ、その都度設定
量ずつポンプ１を吸引動作させて各原色材ａ〜ｆを設定
量ずつ共通吸送液路６内に順次吸引する。

【００２５】このようにして吸引された原色材ａ〜ｆ
は、共通吸送液路６内で、流路内壁面側の流過抵抗が大
きくなるため、図３に示すように流路内壁面側の流れが
遅く中心側が早い楔状となって進行するため、図４に示
すように半径方向の多層状となって進行し、各原色材層
間の接触面積が広がり、相互間の拡散が生じ、流路内で
混合状態となる。

【００２６】尚、前述した初期状態において共通吸送液
流路６内に空気層ｇがあるため、最初に吸引された原色
材ａと流路６内の溶剤ｈとの間が空気層ｇによって遮断
され、溶剤ｈによる希釈が防止される。

【００２７】このようにして各原色材ａ〜ｆを共通送液
路６内に吸引した後、ローター２１の共通ポート２１ａ
を排液路３０ｈの切換ポート２０ｈに連通させる。

【００２８】この状態でポンプ１を排液路３０ｈから内
部の色材が排出されない範囲で吸排を小刻みに繰り返
す。これによって流路内での各原色材の混合拡散が促進
される。

【００２９】このようにしてポンプ１の小刻みな吸排動
作を一定設定時間だけ行った後、ポンプ１により溶剤を
押し出し、排液路３０ｈを通して混合色材を混合色材容
器５内に押し出す。これと同時に希釈用溶剤を設定量だ
け混合色材容器５内に注入する。これによって混合色材
が流過した流路内を洗浄し、吸引した原色材の全量を混
合色材容器５に排出させる。尚、希釈に必要な溶剤量で
は洗浄が不十分な場合は、洗浄用として溶剤注入量を予
め増量する設定を行っておき、より完全な吸引色材の全
排出を行わせる。

【００３０】溶剤回収 希釈に必要な量より多い溶剤が注入された場合には、蒸
留によって回収する。即ち、混合色材及び溶剤が容器５
内に注入された後、ヒーター５０を作動させ、混合色材
容器５を加熱させる。これによって溶剤が気化され、該
容器５に気密状態で連通させた気化ガス導出路５１に送
り込まれ、冷却器５２で冷却されて液化され、これが回
収溶剤容器５３に収容される。これを余分な溶剤量に対
応させた所定の時間だけ行って混合色材溶液を必要な濃
度とする。

【００３１】また、前述の初期状態設定の際に溶剤とと
もに排出した色材溶液も同様にして蒸留により回収す
る。回収した溶剤は再度溶剤として利用する。尚、回収
溶剤容器５３はポンプ１に連通させた溶剤容器４と共用
してもよい。

【００３２】

【発明の効果】上述のように、本発明に係るインク、塗
料等の色材自動調色装置は、内部に溶剤を吸引して微量
ずつ吸送液が可能な定量吸送液ポンプと、該定量吸送液
ポンプに通じる共通吸送液路と、混合しようとする各色
のインク又は塗料などの個別原色材を収容する複数の個
別原色材容器と、各個別原色材容器内に通じる個別原色
材吸引路と、前記共通吸送液路に対して前記各個別原色
材吸引路及び排液路を切換連通自在な流路切換弁と、該
流路切換弁及び前記定量吸送液ポンプを自動制御するコ
ントローラとを備え、前記コントローラにより、前記流
路切換弁を共通吸送液路に対して各個別原色材吸引路に
切換連通させつつ前記定量吸送液ポンプを作動させて各
個別原色材を所望量ずつ共通吸送液路内に間歇的に吸引
させ、各個別原色材の吸引完了後、前記流路切換弁を動
作させて前記共通吸送液路と前記排液路とを連通させ、
この状態で前記定量吸送液ポンプ作動させて前記共通吸
送液路内の全色材を前記排液路より排出させることがで
きるようにしたことにより、数μl程度の微量の原色材
計量であっても自動的に且つ正確に行うことができ、誤
調色がなくなるとともに従来できなかった少量の色材調
色も可能になり、使用原色材のロスが少ない。

【００３３】また、流路中に混合色材全量を吸引させて
調剤するため作業者が色材に触れることなく調色がで
き、大気に放出される溶剤揮発量が少なく、作業環境が
量化される。

【００３４】また、流路切換弁に吸気路を連通させ、該
吸気路を共通吸送液路に切換連通できるようにし、個別
原色材を前記共通吸送液路に吸引する前に空気を該共通
吸送液路内に吸引できるようにすることにより共通送球
液路内に吸引された原色材とこれを吸排するための溶剤
との間が隔離され、送液のための溶剤内に色材が拡散さ
れることなく調剤できる。

【００３５】更に、加熱機で過熱される蒸留用容器と、
該蒸留用容器からの気化溶剤を冷却して液化する冷却器
とを有する蒸留装置を備え、排液路から排出される色材
及び洗浄用溶剤を前記蒸留用容器に収容させ、前記蒸留
装置により前記溶剤を分離するようにすることにより、
洗浄などのための余分な溶剤が蒸留によって回収され、
再度利用することができて経済性が向上するとともに、
溶剤は流路又は容器内に入れた状態で操作されるため、
大気への拡散量がより少なくなり、作業環境が改善され
る。

【００３６】更に、定量吸送液ポンプとして、ピストン
シリンダー式ポンプを使用し、各個別原色材の吸引後、
前記ピストンシリンダー式ポンプのピストンを小刻みに
往復動作させなるようにすることにより、流路内で各原
色材の混合拡散がなされ、大気との接触が極端に少ない
状態で調色作業がなされ酸素による硬化阻害などの弊害
が防止される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る色材自動調色装置の一例の概略を
示す流体回路図である。

【図２】図１に示す装置に使用している流路切換弁の拡
大図である。

【図３】同上の共通吸送液路内への原色材吸引状態を示
す縦断面図である。

【図４】図２中のＡ−Ａ線断面図である。

【符号の説明】

ａ〜ｆ 原色材 ｇ 空気層 ｈ 溶剤 １ 定量吸送液ポンプ ２ 流路切換弁 ３ａ〜３ｆ 個別原色材容器 ４ 溶剤容器 ５ 混合色材容器 ６ 共通吸送液路 ７ コントローラ １０ シリンダー １１ ピストン １２ ピストン駆動制御機構 １３ａ，１３ｂ 吸排路 １４ａ，１４ｂ 開閉弁 １５ 溶剤吸引路 ２０ ステーター ２０ａ〜２０ｈ 切換ポート ２１ ローター ２１ａ 共通ポート ３０ａ〜３０ｆ 個別原色材吸引路 ３０ｇ 吸気路 ３０ｈ 排液路 ５０ ヒーター ５１ 気化ガス導出路 ５２ 冷却器 ５３ 回収溶剤容器

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 清水 利道 東京都八王子市暁町１丁目31番19号 株式 会社ファーベル内 (72)発明者 鈴木 安弘 東京都八王子市暁町１丁目31番19号 株式 会社ユーブイコート内 (72)発明者 讃岐 三之助 東京都羽村市五ノ神４丁目15番11号 サヌ キ工業株式会社内 Ｆターム(参考） 2C250 DB21 EA24 4F042 AA01 CA01 CA06 CA08 CB02 CB08 CB12 CB19 CB26 CB27 4G035 AB37 AE03 AE08 AE13 4G037 BA01 BB02 BB06 CA11 EA01 4J038 KA08 LA06 NA27

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】内部に溶剤を吸引して微量ずつ吸送液が可
   能な定量吸送液ポンプと、該定量吸送液ポンプに通じる
   共通吸送液路と、混合しようとする各色のインク又は塗
   料などの個別原色材を収容する複数の個別原色材容器
   と、各個別原色材容器内に通じる個別原色材吸引路と、
   前記共通吸送液路に対して前記各個別原色材吸引路及び
   排液路を切換連通自在な流路切換弁と、該流路切換弁及
   び前記定量吸送液ポンプを自動制御するコントローラと
   を備え、前記コントローラにより、前記流路切換弁を共
   通吸送液路に対して各個別原色材吸引路に切換連通させ
   つつ前記定量吸送液ポンプを作動させて各個別原色材を
   所望量ずつ共通吸送液路内に間歇的に吸引させ、各個別
   原色材の吸引完了後、前記流路切換弁を動作させて前記
   共通吸送液路と前記排液路とを連通させ、この状態で前
   記定量吸送液ポンプ作動させて前記共通吸送液路内の全
   色材を前記排液路より排出させることができるようにし
   たことを特徴としてなるインク、塗料等の色材自動調色
   装置。
2. 【請求項２】流路切換弁に吸気路を連通させ、該吸気路
   を共通吸送液路に切換連通できるようにし、個別原色材
   を前記共通吸送液路に吸引する前に空気を該共通吸送液
   路内に吸引できるようにしてなる請求項１に記載のイン
   ク、塗料等の色材自動調色装置。
3. 【請求項３】加熱機で過熱される蒸留用容器と、該蒸留
   用容器からの気化溶剤を冷却して液化する冷却器とを有
   する蒸留装置を備え、排液路から排出される色材及び洗
   浄用溶剤を前記蒸留用容器に収容させ、前記蒸留装置に
   より前記溶剤を分離するようにしてなる請求項１又は２
   に記載のインク、塗料等の色材自動調色装置。
4. 【請求項４】定量吸送液ポンプとして、ピストンシリン
   ダー式ポンプを使用し、各個別原色材の吸引後、前記ピ
   ストンシリンダー式ポンプのピストンを小刻みに往復動
   作させなるようにしてなる請求項１，２又は３に記載の
   インク、塗料等の色材自動調色装置。