JP2002307142A - 塗型剤濃度調整装置 - Google Patents

塗型剤濃度調整装置

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JP2002307142A
JP2002307142A JP2001114154A JP2001114154A JP2002307142A JP 2002307142 A JP2002307142 A JP 2002307142A JP 2001114154 A JP2001114154 A JP 2001114154A JP 2001114154 A JP2001114154 A JP 2001114154A JP 2002307142 A JP2002307142 A JP 2002307142A
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concentration
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Katsuro Takahashi
克郎 高橋
Minoru Maeda
実 前田
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MEISEI KK
Kao Quaker Co Ltd
Meisei Co Ltd
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MEISEI KK
Kao Quaker Co Ltd
Meisei Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 簡易な構成で、保守管理が容易で、且つ塗型
剤の濃度調整を正確に行うことのできる装置を提供す
る。 【解決手段】 塗型剤を脈動的に循環させるダイヤフラ
ムポンプと、塗型剤循環中のダイヤフラムポンプの脈動
回数を検出する検出手段と、該検出手段により得られた
脈動回数を塗型剤濃度に変換する変換手段と、該変換手
段により得られた塗型剤濃度に応じて希釈媒体又は濃縮
媒体を塗型剤に供給し塗型剤の濃度を制御する制御手段
とを有する、塗型剤濃度調整装置。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は塗型剤の濃度を自動
計測し、その濃度や鋳型への付着量を設定値に保つ装置
及び方法に関する。
【0002】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】鋳型の
表面には、焼付や浸透を防止するために、黒鉛の微粉末
等を水やアルコールで溶いた塗型剤が塗布される。その
際、塗型剤の濃度を適正に管理することは、作業効率や
鋳物品質等の面から重要であるが、従来、塗型剤の濃度
は、ボーメ計を用いて作業者が適宜調整、管理している
ことが多く、測定誤差、測定時間のロス等が生じ、更に
は工程の負担が生じる。このような問題を解決し、塗型
剤の正確な濃度調整をするために種々の方法が提案され
ているが、実用的な方法は見出されていない。
【0003】例えば、塗型剤に色センサーを添加し、色
の変化で濃度を調整する方法があるが、色調変化がわず
かであり、濃度の正確な測定は困難である。また、特開
昭59−206138号公報には、塗型剤の濃度を検知
して間欠的に希釈溶液を供給する塗型剤濃度自動調整装
置が開示されているが、はかりを用いて塗型剤濃度を測
定するため、流動性の高い塗型剤の場合は、重量測定の
誤差が大きく、正確な濃度を測定することは困難であ
る。また、特開平2−31854号公報には、鋳型の浮
力センサーを設けその検出値を塗型剤の濃度に変換する
塗型装置が開示されているが、鋳型形状等の条件によっ
て値が変化するため、浸漬式(いわゆるドブ漬け)によ
る比較的量産中子等への塗型に用途が限られる。また、
特開平9−206883号公報には、塗型剤の密度を測
定し濃度を調整する方法及び装置が開示されているが、
コリオリ式密度計のような高価な密度測定器が必要であ
り、しかも保管や作業性にも注意が必要であり、実用面
からは更なる改良が望まれる。
【0004】本発明の課題は、簡易な構成で、保守管理
が容易で、且つ塗型剤の濃度調整を正確に行うことので
きる装置及び方法を提供することである。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明は、塗型剤を脈動
的に循環させるダイヤフラムポンプと、塗型剤循環中の
ダイヤフラムポンプの脈動回数を検出する検出手段と、
該検出手段により得られた脈動回数を塗型剤濃度に変換
する変換手段と、該変換手段により得られた塗型剤濃度
に応じて希釈媒体又は濃縮媒体を塗型剤に供給し塗型剤
の濃度を制御する制御手段とを有する、塗型剤濃度調整
装置に関する。
【0006】また、本発明は、塗型剤をダイヤフラムポ
ンプにより脈動的に循環させ、該ダイヤフラムポンプの
脈動回数の変化に応じて塗型剤に希釈媒体又は濃縮媒体
を供給する塗型剤濃度調整方法に関する。
【0007】また、本発明は、塗型剤を鋳型に塗布する
際に、塗型剤をダイヤフラムポンプで脈動的に循環させ
る工程と、該工程におけるダイヤフラムポンプの脈動回
数の変化を検知する工程と、前記脈動回数の変化に応じ
て塗型剤に希釈媒体又は濃縮媒体を供給する工程とによ
り、塗型剤の鋳型に対する付着量を制御する塗型剤の塗
布方法に関する。
【0008】また、本発明は、塗型剤の鋳型への付着量
の設定値と塗型剤の温度に応じてダイヤフラムポンプの
脈動回数を決定し、この決定された脈動回数で塗型剤を
ダイヤフラムポンプにより脈動的に循環させ、ダイヤフ
ラムポンプの脈動回数の増減に応じて塗型剤の希釈媒体
又は濃縮媒体を塗型剤に供給し、塗型剤の鋳型に対する
付着量を制御する塗型剤の塗布方法に関する。
【0009】本発明において、「塗型剤の濃度」とは、
塗型剤の媒体である有機溶剤や水を除く有効成分の濃度
であり、通常は、耐火骨材、有機粘結剤、無機粘結剤、
増粘剤など他の添加剤を合計した固形分濃度である。
【0010】本発明では、塗型剤の温度変化による粘度
変動に容易に対応することを一つの課題としているが、
この課題に対して有効と考えられる方法として、1)ダ
イヤフラムポンプの脈動回数を一定とし、空気圧を調整
する方法、2)ダイヤフラムポンプの空気圧は一定と
し、脈動回数を調整する方法、3)ヒーターや冷却器に
より塗型剤の温度を一定に管理する方法、等が挙げられ
る。簡易な構成で保守管理が容易であるという観点から
は、2)の方法が有利であるといえるが、ダイヤフラム
ポンプの空気圧が一定であるがゆえに、塗型剤の粘度が
変動するとダイヤフラムポンプの脈動回数も連動して増
加ないし減少することになり、現実に鋳型の塗布工程に
おいて2)の方法を取り入れることは困難であった。し
かし、本発明者は、このような2)の方法を更に詳細に
検討した結果、上記した本発明の装置と方法が、塗型剤
の温度変化があった場合でも、ダイヤフラムポンプの脈
動回数を容易に調整でき、本発明の課題に極めて有効で
あることを見出したものである。
【0011】
【発明の実施の形態】本発明の塗型剤濃度調整装置を、
図面に基づいて説明する。図1は、本発明の本発明の塗
型剤濃度調整装置を用いた塗型剤塗布システムの概略図
であり、1は本発明の塗型剤濃度調整装置、2は塗型剤
原液(濃縮媒体)槽、3は溶媒(希釈媒体)槽、4は塗
型剤、5は塗型剤撹拌槽、6は撹拌翼、7はブッカケ
槽、8は鋳型であり、9は塗型剤の温度検知手段である
液温計、10はレベル計である。
【0012】このシステムでは、塗型剤原液槽2から塗
型剤が塗型剤撹拌槽5に投入され、次いでブッカケ槽7
で塗型剤4が鋳型8に塗布される。鋳型8に付着しなか
った塗型剤は塗型剤撹拌槽5に戻される。この工程が繰
り返されて鋳型8への塗布が行われるが、塗布を繰り返
すことにより、塗型剤4中の溶媒が減少していくので、
塗型剤撹拌槽5中の塗型剤濃度は上昇する。
【0013】本発明では、塗型剤濃度調整装置1が設置
されており、塗型剤撹拌槽5中の塗型剤4を、ダイヤフ
ラムポンプ1’により、脈動的に循環させる。図2に塗
型剤濃度調整装置1のダイヤフラムポンプ1’の概略を
示した。ダイヤフラムポンプ1’は、一定空気圧の供給
を受けて、ポンプケーシング内のダイヤフラム21、2
2を往復駆動させ、これにより塗型剤を特定方向に圧送
するものであるが、そのダイヤフラム21、22の脈動
は一種のパルス性の運動として把握される。この装置で
は、脈動回数検出センサー23が設けられており、脈動
回数はパルス信号として制御回路(図示せず)に伝達さ
れる。塗型剤の循環を繰り返すうち、媒体(水や有機溶
剤)が揮散して塗型剤の濃度が高まると、対応的に増加
する抵抗を受けて、ダイヤフラムの脈動間隔が次第に増
大する。これはすなわち、塗型剤の粘度が高まれば、該
ポンプの脈動回数が減少し、その粘度が低くなれば、ポ
ンプの脈動回数が増大することを意味する。使用にあた
っては、予め塗型剤の濃度や鋳型への付着量と脈動回数
との関係を把握しておき、脈動回数の増減に応じて電磁
弁の開放を制御するよう制御回路を設定しておく。即
ち、脈動数検出センサー23からの脈動数の減少に応じ
て電磁弁24が開放され、脈動回数の回復に伴い電磁弁
が閉鎖されるように制御回路を設定しておく。塗型剤原
液についても同様の設定を行うことにより、塗型剤の濃
度を一定に調節することができる。なお、希釈媒体や濃
縮媒体の供給方法としては、電磁弁やポンプを用いるな
ど、いずれの方法でもよいが、精度向上の点から、希釈
媒体は電磁弁で、濃縮媒体はポンプで供給するのが好ま
しい。
【0014】本発明では、前記塗型剤の鋳型への付着量
の設定値と塗型剤の温度とに応じてダイヤフラムポンプ
の脈動回数を決定する。すなわち、塗型剤の特定温度に
おけるダイヤフラムポンプの脈動回数と、対象となる鋳
型への付着量とがどのように変化するかを予め測定して
おく。これを、塗型剤の複数の温度について行うこと
で、その塗型剤の鋳型への付着量の設定値と塗型剤の使
用時の温度とから、ダイヤフラムポンプの脈動回数を決
定することができる。
【0015】例えば、ある塗型剤について温度X1℃の
場合のダイヤフラムポンプの脈動回数と鋳型への付着量
のグラフを作成し、同じ塗型剤について順次X2℃、X3
℃、X4℃…の同様のグラフを作成する。そして、実際
に塗布するときには、塗型剤の鋳型への付着量(設定
値)と温度とから、適正なダイヤフラムポンプの脈動回
数を予め決定する。この脈動回数で塗型剤を循環させる
が、本発明では、塗型剤の循環中のダイヤフラムポンプ
の脈動回数の増減に応じて塗型剤の希釈媒体又は濃縮媒
体が塗型剤に供給されるので、ダイヤフラムポンプの脈
動回数は設定回数を維持でき、塗型剤の鋳型への付着量
も維持することができる。なお、上記の塗型剤温度、鋳
型への付着量の設定値、ダイヤフラムポンプの脈動回数
は、塗型剤、鋳型、ダイヤフラムポンプ、その他の構成
要素により固有の値となるので、その測定は個々の系に
おいて個別に行う必要がある。また、塗型剤の温度は使
用中にも変化するものであり、前記ダイヤフラムポンプ
の脈動回数を決定する手順を記憶させた電子回路を備え
たコンピューターを制御手段に設置することで、塗型剤
の温度変化に迅速に対応でき、好ましい。
【0016】同じ塗型剤であってもその温度変化(作業
時間、季節)により、鋳型への付着量も変動するため、
ダイヤフラムポンプの脈動回数を塗型剤によって一定に
設定しておいただけでは、このような温度変化に十分対
応できないが、本発明の装置及び方法により、簡便に対
応できるようになった。
【0017】本発明に使用される塗型剤は、油性、水性
のいずれであってもよい。油性塗型剤の場合は、メタノ
ール、エタノール、イソプロピルアルコール等の低級ア
ルコール類、キシレン、トルエン等の芳香族溶剤、ミネ
ラルスピリット等の炭化水素系溶剤が希釈媒体として使
用できる。好ましくは低級アルコール類であり、特にメ
タノールが好ましい。芳香族溶剤及び炭化水素系溶剤は
補助溶剤として使用してもよい。水性塗型剤の場合は水
が主溶媒となる。通常、これらの媒体は、耐火骨材10
0重量部に対し、10〜100重量部の割合で使用され
る。塗型剤に含まれる耐火骨材としては、ジルコン、シ
リカ、マグネシア、アルミナ、シャモット、粘土鉱物、
黒鉛等の粉末が挙げられる。これら耐火骨材は鋳物の焼
着防止を主目的とする。また、塗型剤には、通常使用さ
れるような粘結剤を配合できる。例えば、常温で強い塗
膜を形成できるフェノール、ロジン、石油樹脂のような
有機粘結剤や、鋳込み時に塗膜の熱間強度を上げるため
のベントナイト、エチルシリケート、ケイ酸ソーダなど
の無機粘結剤がある。条件によりこれらのものを併用し
てもよい。添加量は耐火骨材100重量部に対し、0.
5〜10重量部が好ましい。塗型剤には、上記シリカ微
粉末に加え、特開昭64−66039号公報に記載され
たアルキル化セルロースのアルキレンオキサイド付加物
などの増粘剤など他の添加剤も併用できる。
【0018】通常、塗型剤は、水性、油性、何れの場合
も、ブッカケ法、どぶ漬け法で用いる場合は塗型剤中の
固形分濃度は30〜45重量%であり、刷毛塗り法で用
いる場合は塗型剤中の固形分濃度は40〜60重量%で
ある。この濃度を維持するように、希釈媒体である水
(水性の場合)やメタノール、エタノール等の有機溶剤
(油性の場合)を供給し、必要に応じて固形分濃度が前
記よりも高い原液を供給する。
【0019】
【実施例】フルモールド用の水性塗型剤を用い、ブッカ
ケ法により鋳型に塗布する際の付着性を評価した。ま
ず、図1の装置に、水性塗型剤(フランクリーンPC−
200、花王クエーカー(株)、固形分濃度57重量
%)を投入し、鋳型に塗布する前に、ダイヤフラムポン
プ(空気圧一定)で循環させ、この塗型剤の温度が6
℃、18℃、30℃の場合のダイヤフラムポンプの脈動
回数と塗型剤の鋳型への付着量(湿態付着量)との関係
から、図3のような直線が得られる。
【0020】一方、この塗型剤の鋳型への適正な付着量
を予め測定したところ、0.12g/cm2であった。
これを塗型剤の鋳型への付着量の設定値とする。
【0021】図3から、この塗型剤の鋳型への付着量が
0.12g/cm2となるダイヤフラムポンプの脈動回
数を抽出し、この付着量0.12g/cm2における塗
型剤の温度の変化とダイヤフラムポンプの脈動回数の変
化から、図4の直線が得られる。図4の直線は、y=
0.5141x+50.668(y:脈動回数/x:温
度)で表される。つまり、このシステムでは、この塗型
剤の温度が1℃変化するとダイヤフラムポンプの脈動回
数は約0.51回変化することがわかる。
【0022】従って、この塗型剤の温度がX℃で、付着
量を0.12g/cm2としたい場合には、例えば18
℃の直線で付着量が0.12g/cm2となる脈動回数
約58(回/分)に、0.51×(X−18)を加えた
数値が、適正なダイヤフラムポンプの脈動回数となる。
【0023】塗型剤の温度は、試験開始時10℃であ
り、試験終了時には15℃であった。付着量の設定値は
0.12g/cm2であるので、図1のダイヤフラムポ
ンプの脈動回数を56(回/分)(10℃)、58(回
/分)(15℃)として鋳型への塗布を行った。なお、
希釈媒体は水を、濃縮媒体はフランクリーンPC−20
0濃度が70重量%の水溶液を用いた。また、装置の制
御手段には、塗型剤の温度からダイヤフラムポンプの脈
動回数を決定する手順を記憶させた電子回路を備えたコ
ンピューターを設置し、上記の塗型剤の温度変化に自動
的に対応させた。
【0024】塗布時間の経過と鋳型への付着量の変化を
図5に示すが、2時間30分経過後も、鋳型の付着量は
設定値の0.12g/cm2近傍を維持していることが
わかる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の塗型剤濃度調整装置を用いた塗型剤塗
布システムの一例を示す概略図
【図2】本発明の塗型剤濃度調整装置のダイヤフラムポ
ンプ部分の概略図
【図3】実施例で用いた塗型剤のダイヤフラムポンプの
脈動回数と付着量の関係を示すグラフ
【図4】実施例で用いた塗型剤の温度とダイヤフラムポ
ンプの脈動回数の関係を示すグラフ
【図5】実施例における塗型剤の塗布時間と付着量の関
係を示すグラフ
【符号の説明】
1 本発明の塗型剤濃度調整装置 1’ ダイヤフラムポンプ 2 塗型剤原液(濃縮媒体)槽 3 溶媒(希釈媒体)槽 4 塗型剤
フロントページの続き (72)発明者 前田 実 愛知県豊橋市明海町4−51 花王株式会社 研究所内 Fターム(参考) 4D075 AC84 AC92 AC94 AC96 BB16X CA17 CA31 DA29 DB11 DC16 EA06 EA10 EB02 EB07 EB08 EB32 EB43 EB47 EC01 EC13 EC30 4E094 CC52 4F042 AA13 BA05 BA17 BA19 BA25 CA01 CA05 CA06 CB02 CB08 CB20 CB27

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 塗型剤を脈動的に循環させるダイヤフラ
    ムポンプと、塗型剤循環中のダイヤフラムポンプの脈動
    回数を検出する検出手段と、該検出手段により得られた
    脈動回数を塗型剤濃度に変換する変換手段と、該変換手
    段により得られた濃度に応じて希釈媒体又は濃縮媒体を
    塗型剤に供給し塗型剤濃度を制御する制御手段とを有す
    る、塗型剤濃度調整装置。
  2. 【請求項2】 塗型剤の温度検知手段を具備する請求項
    1記載の塗型剤濃度調整装置。
  3. 【請求項3】 塗型剤をダイヤフラムポンプにより脈動
    的に循環させ、該ダイヤフラムポンプの脈動回数の変化
    に応じて塗型剤に希釈媒体又は濃縮媒体を供給する塗型
    剤濃度調整方法。
  4. 【請求項4】 塗型剤の鋳型への付着量の設定値と塗型
    剤の温度とに応じて、ダイヤフラムポンプの脈動回数を
    決定する請求項3記載の濃度調整方法。
  5. 【請求項5】 塗型剤を鋳型に塗布する際に、塗型剤を
    ダイヤフラムポンプで脈動的に循環させる工程と、該工
    程におけるダイヤフラムポンプの脈動回数の変化を検知
    する工程と、前記脈動回数の変化に応じて塗型剤に希釈
    媒体又は濃縮媒体を供給する工程とにより、塗型剤の鋳
    型に対する付着量を制御する塗型剤の塗布方法。
  6. 【請求項6】 塗型剤の鋳型への付着量の設定値と塗型
    剤の温度とに応じてダイヤフラムポンプの脈動回数を決
    定する請求項5記載の塗型剤の塗布方法。
  7. 【請求項7】 塗型剤の鋳型への付着量の設定値と塗型
    剤の温度に応じてダイヤフラムポンプの脈動回数を決定
    し、この決定された脈動回数で塗型剤をダイヤフラムポ
    ンプにより脈動的に循環させ、ダイヤフラムポンプの脈
    動回数の増減に応じて塗型剤の希釈媒体又は濃縮媒体を
    塗型剤に供給し、塗型剤の鋳型に対する付着量を制御す
    る塗型剤の塗布方法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN110843154A (zh) * 2019-11-22 2020-02-28 浙江海利环保科技股份有限公司 一种聚酯废料洗涤药液的控制加入方法与控制加入系统
JP2020110836A (ja) * 2019-01-16 2020-07-27 花王株式会社 情報処理装置、情報処理方法、プログラム、情報処理システム、管理方法、および製造方法

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