JP2003300000A - 液体吐出方法及び装置 - Google Patents

液体吐出方法及び装置

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JP2003300000A JP2002095922A JP2002095922A JP2003300000A JP 2003300000 A JP2003300000 A JP 2003300000A JP 2002095922 A JP2002095922 A JP 2002095922A JP 2002095922 A JP2002095922 A JP 2002095922A JP 2003300000 A JP2003300000 A JP 2003300000A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 最小限の液体を無駄なくハンドリングし固形
粒子を沈降させることなく正確な量をディスペンスまた
はスプレイすることができる液体の吐出方法及び装置を
提供する。 【解決手段】 二つ以上の容器としてのシリンジ5-1、5
-2が設けられ、固形粒子を含む液体6が充填されている
少なくとも一つの容器5-1内の前記液体6に0.001
MPa乃至10MPaの圧力をかけ、一方、残りの少な
くとも一つの容器5-2内の液体6の圧力を前記容器5-1内
の液体6の圧力よりも小さくすることにより前記二つ以
上の容器の間で前記液体を流通路10-1、10-2を通して流
しつつ前記流通路内の前記液体の流量を流量調整手段と
してのオリフィス8-1、8-2により調整する調整工程と、
前記流通路からの前記液体を弁としての自動吐出バルブ
1により吐出する吐出工程とを含む液体吐出方法及び同
方法を実施するための液体吐出装置を構成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、固形粒子を含む接
着剤やコーティング剤などの液体を吐出する液体の吐出
方法及び装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、固形粒子を含有したコーティング
剤などの液体は固形粒子が沈降しやすく、以下の3つの
方法で液体をハンドリングしながら吐出弁により吐出す
ることが行われていた。なお、本明細書では、液体の吐
出とはディスペンス(液体のまま吐出する)及びスプレ
イ(液体を噴霧、即ち霧化して吐出する)の双方を含ん
で呼ぶものとする。
【0003】(1)貯蔵槽で大掛かりな装置を使用して
攪拌した液体をシリンジや小型容器などに小分けにして
すぐ使用する方法。
【0004】(2)特開昭63−119877号公報等
で提案されているように、2つの圧力容器に貯蔵された
片方の容器の液体を圧縮エアで加圧し、もう一方の容器
のエアを開放して双方の容器の間で液体流通路を通して
液体の移動を行わせしめ、その流通路の中間に吐出弁と
しての自動吐出バルブを設け液体が移動している間に吐
出する。この動作を交互に行わせることにより固形粒子
の沈降を防ぐ方法。
【0005】(3)ポンプ等を用いて例えばポンプ吐出
口、自動吐出バルブ及びポンプ吸込口との間で循環回路
を形成させ当該自動吐出バルブの弁と弁座(ニードル&
シート)付近まで強制的に循環する方法。例えばアルカ
リ乾電池の性能を向上させる目的で内面にスプレイコー
ティングされているカーボン粒子とバインダー溶液との
混合体のディスパージョン(固形粒子を含む分散型液
体)は、粒子の2次凝集体も再分散させる目的もあって
比較的液圧も高くして循環を行わせているが、この方法
を採用することによりカーボン粒子の沈降を防止しつつ
安定したコーティングが行えることから世界中で採用さ
れている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかし、前記(1)の
方法では、3000mPa・s以下の液体、特に1乃至
500mPa・s程度の低粘度領域の液体の場合、固形
粒子の沈降は粒子の比重や大きさにもよるが、とても速
すぎて初期の吐出の品質と中間あるいは最後の吐出の品
質とでは大きな差があり特に粒子の含有量に問題があっ
た。更に沈降した粒子が自動吐出バルブの弁と弁座付近
に堆積し吐出不良を起こすこともしばしばあった。前記
(2)の方法においては、液体の移動流量を決定するの
はエア圧の高低であった。このため、次の工程までの、
つまり第一のタンクから第二のタンクに液体が移動し、
次に第二のタンクから第一のタンクへ液体の移動が切り
替わるまでの時間を調整するには圧縮エアの圧力に左右
されるのみであった。そのため、例えば5×10−6
乃至30×10−6(5cc乃至30cc)程度
の小容量のシリンジに充填された低粘度の液体は通常市
販されているエアレギュレーターを使用すると、最低目
盛りである0.05MPaの圧力による加圧では1秒以
内の瞬時に反対側のシリンジに移動してしまい、吐出バ
ルブによる吐出運転が所要時間継続して行えず、吐出が
安定して行えないという問題があり、また、エアまで巻
き込み、安定した定量の液体の吐出が困難であるという
課題を抱えていた。
【0007】更に仮に0.001MPaの最低目盛りの
ゲージ付エアレギュレーターを使用して加圧したとして
も30×10−6(30cc)のシリンジ内の液体
移動時間は秒単位であって自動作業を行うには移動方向
の切り替えを頻繁に行う必要があったし、数リットルの
大き目の容器を使用しても頻繁な作業中断は否めなかっ
た。
【0008】しかして、切り替え時に作業を中断させな
いようにするために、特開昭60−5251号公報で提
案されているように、パウダースラリー塗料の安定供給
に3個の塗料タンクを用いた方法がある。この方法では
常に一定圧力を維持するように第1のタンクへの加圧エ
アの供給を行い、加圧エアの圧力と同じ液圧をもって塗
装ガンを経由して第3のタンクへパウダースラリー塗料
を圧送して返し、第1のタンクのレベルが低下したら次
に第2のタンクへの加圧エアの供給が行われて第2のタ
ンクを経由して塗料が圧送され塗装ガンから吐出され
る。この方法では第2のタンクからの圧送が安定するま
での間、第1と第2のそれぞれのタンクからの例えば1
0秒の並送が必要とされている。
【0009】通常これらのタンクは18×10−3
乃至30×10−3(18リットル乃至30リット
ル)が一般的であって、よってこの方法を応用しようと
しても上述のような小型容器のシリンジには不向きであ
った。
【0010】また、上記特開昭63−119877号公
報及び特開昭60−5251号公報に開示された2つの
方法とも加圧源は圧縮エアなどの気体であり、塗料など
のレベルが低下するに従い、タンクなどの壁面に付着し
たままの塗料膜は乾燥気体との接触により乾燥する問題
を抱えていた。パウダースラリーにしてもディスパージ
ョンにしても無機や有機の固形粒子以外にバインダーな
どのポリマー溶液が含まれており乾燥した後、再溶解し
なかったポリマー溶液成分は異物と同じであった。
【0011】また、圧縮エアなどの圧縮気体は特に溶媒
リッチの低粘度の液体と接触するとその一部が液体に溶
解することが業界では知られており、吐出された液体に
気体のマイクロバブルが含有されて品質的に問題になる
こともしばしばあった。
【0012】前記(3)の方法においては、脈動のな
い、粒子が回路内で堆積あるいは凝集しない、また固形
粒子で摩耗しない特殊なプランジャーポンプを使用する
必要があって、この装置は大掛かりで高価であり、更に
安定した循環を行うためには1ガロン(約3.8×10
−3(3.8リットル))以上のコーティング剤を
必要としていた。このため、材料開発目的の実験室レベ
ルで要求される数10×10−6(数10cc)の
コーティング剤でのテスト機としては不向きであったし
材料開発に多大な費用を費やしていた。また、作業終了
後の回路内の洗浄には多くの溶媒が必要であったばかり
か、回路内のコーティング剤などの多くは洗浄溶媒が混
入するため使用不能になっていた。
【0013】昨今、機能性コーティング剤などの開発が
進み高価な材料が増えてきている。数マイクロメートル
以下、場合によってはナノメートルレベルの粒度分布の
そろった無機粒子を含むディスパージョンや、粒度のそ
ろったポリマー粒子を含むパウダースラリー、あるいは
米国特許第5415888号などで提案されているよう
な燃料電池電極用の電極インキやカーボンナノチューブ
にナノメートルオーダーの白金の超微粒子を担持させた
電極インキなどがそれである。これらのコーティング剤
の中には1kg数百万円するようなものも珍しくなく、
高品質のコーティングができるのはもちろん最小限のコ
ーティング剤を無駄なく使用できる装置や方法が熱望さ
れている。
【0014】本発明は、上述した問題点に鑑みなされた
もので最小限の液体を無駄なくハンドリングし固形粒子
を沈降させることなく正確な量をディスペンスまたはス
プレイすることができる液体の吐出方法及び装置を提供
することにある。
【0015】
【課題を解決するための手段】前述した課題を解決する
為に本発明では次のような液体の吐出方法及び装置とし
た。すなわち、二つ以上の容器のうちの少なくとも一つ
の容器内に充填されている固形粒子を含む液体に0.0
01MPa乃至10MPaの圧力をかけ、一方、残りの
少なくとも一つの容器内の液体の圧力を前記容器内の液
体の圧力よりも小さくすることにより前記二つ以上の容
器の間で前記液体を流通路を通して流しつつ前記流通路
内の前記液体の流量を流量調整手段により調整する調整
工程と、前記流通路からの前記液体を弁により吐出する
吐出工程とを含む液体吐出方法、及び、同方法を実施す
るための装置を提供することにより上記目標を達成した
ものである。
【0016】
【発明の実施の形態】以下、本発明を、好ましい実施形
態に基づき図面を参照しながら説明する。図1は、本発
明に係る液体吐出方法の実施に用いられる液体吐出装置
DAの第1実施形態を示したものである。同図において
符号1は液体吐出弁としての自動吐出バルブを示してい
る。自動吐出バルブ1には符号5-1、5-2で示す容器とし
てのシリンジが液体流通路としての配管10-1、10-2を介
して接続されている。シリンジ 5-1、5-2には符号6で
示す固形粒子(例えば、粒径がナノメートルレベルから
数百ミクロンの範囲ものが使われる。好ましくは、ナノ
メートルレベルから数十ミクロンのものが使われる。)
を含んだ液体が充填されている。
【0017】シリンジ5-1、5-2は、その上端にアダプタ
(蓋)11-1、11-2がそれぞれ取付けられて封止されてお
り、該アダプタにはエア源から圧縮気体としての圧縮空
気の供給管が接続され、該圧縮空気供給管には上流より
それぞれリリーフ付きレギュレータ14-1、14-2及び三方
ソレノイドバルブ13-1、13-2が介装されている。この構
成により、一方のシリンジ5-1の内部には、圧縮空気が
該リリーフ付きレギュレータ14-1により所定圧に保たれ
て及び三方ソレノイドバルブ13-1を介して供給され、そ
の内部に充填された液体6は加圧され、流通路である配
管10-1、10-2を介してシリンジ5-2に向けて圧送され
る。このときシリンジ5-2は三方ソレノイドバルブ13-2
により大気に開放されて液体上部空間の空気が排気され
る。
【0018】なお、シリンジ5-2は該リリーフ付きレギ
ュレータ14-2によってシリンジ5-1の圧縮空気より低い
所望する圧力に設定して差圧を設けて液体の移動ができ
るようにすることもできる。
【0019】容器から他の容器への液体の移動つまり流
出/流入に関し、流出はスムーズな流れをつくりだすこ
とができ、流入の際は差圧が大きいほど噴流での固形粒
子の沈降防止が期待できることから、それぞれは本実施
形態にように容器、即ちシリンジ5-1、5-2の底部から行
われることが好ましい。
【0020】自動吐出バルブ1とシリンジ5-1、5-2との
間には、それぞれ符号8-1、8-2の流量調整手段のひとつ
である流量制限部材にあたるオリフィスが設けられてい
る。オリフィス8-1、8-2の径とレングス(長さ)は特に
限定するものでないが液体の粘度や液圧、あるいは固形
粒子の径によって変更することができる。固形粒子が比
較的早く沈降しやすい粘度3000mPa・s以下の液
体の場合はオリフィスの直径は0.1乃至0.8mm、
そのレングスは0.5乃至10mmが好ましく、液圧
0.01MPaの設定における沈降速度が更に速い10
0mPa・sの粘度の30×10−6(30cc)
の液体の移動時間を1分乃至10分に制御することがで
きる。
【0021】また、流量制限部材は形状も限定するもの
でなく開度調整可能なニードルバルブでもよく、小径の
注射針を加工したものや、例えば内径が1.59mm
(1/16インチ)のアニル処理されたステンレスのチ
ューブを所望する長さに加工して使用しても良い。更に
複数の隘路に分けた後、衝突させて固形粒子の凝集体の
分散手段との併用にして良好な衝突分散を行ってもよ
い。
【0022】流量制限部材であるオリフィス8-1、8-2の
上流には符号9-1、9-2で示すフィルターとしてのスクリ
ーンが設けられている。このスクリーン9-1、9-2は容器
としてのシリンジの壁面に付着して脱落した乾燥異物を
下流に流さないことを目的としている。つまり流量制限
部材であるオリフィス8-1、8-2への詰まりを防止し、吐
出した液体への混入を防ぐことができる。
【0023】以上のように構成された液体吐出装置DA
において、固形粒子を含んだ液体は、シリンジ5-1から
シリンジ5-2の方向へ流通路である配管10-1、10-2内を
スクリーン9-1、9-2により異物を濾過され、かつ、オリ
フィス8-1、8-2によって前記したような所定の流量に調
整された状態で、前記の通り例えば1分乃至10分とい
う所定の移動時間を保って、図1に実線の矢印aで示す
方向に圧送される。そして、固形粒子を含んだ液体は、
配管10-1、10-2の途中に取付けられた自動吐出バルブ1
の符号3のニードルに連結されている符号2のピストン
にエア源からの加圧エアが三方ソレノイドバルブ12を
介して供給されることによりニードル3がスプリングS
の押付力に抗して持ち上げられ符号4のシート(弁座)
との間にクリアランスが生じて液体がシート4の開口部
より吐出される。そして、シリンジ5-1の液体が降下し
て低レベルに達するか、若しくは、シリンジ5-2の液体
レベルが高レベルに達すると、今度は、シリンジ5-1の
上部のアダプタ11-1に取付けられた三方ソレノイドバル
ブ13-1による圧縮空気の供給が絶たれ、シリンジ5-2の
上部のアダプタ11-2に取付けられた三方ソレノイドバル
ブ13-2を通して圧縮空気がリリーフ付きレギュレータ14
-2により所定圧に保たれて供給開始され、それによりシ
リンジ5-2の内部の液体6が加圧され、該液体は流通路
である配管10-2、10-1内を図中鎖線矢印bで示す方向
へ圧送されシリンジ5-1内へ流入される。このときシリ
ンジ5-1は三方ソレノイドバルブ13-1により大気に開放
されて液体上部空間の空気が排気される。そして、シリ
ンジ5-2の液体が降下して低レベルに達するか、若しく
は、シリンジ5-1の液体レベルが高レベルに達すると、
以下、前述と同様にしてシリンジ5-1、5-2の間で交互に
液体の流通方向が切り替えられ、吐出作用が連続して行
われる。
【0024】しかして、図1に示した本実施形態では、
前記したように、固形粒子を含んだ液体は流通路10-1、
10-2内を圧送されているため、固形粒子の沈降が阻止さ
れ、かつ、オリフィス8-1、8-2の作用により流量を調節
されて所定の速度で該流通路を流される。このことによ
り、自動吐出バルブ1によって粒子の分散度が均一で品
質の良い液体が所望の吐出時間維持して吐出され、円滑
な連続的運転が行われる。従って、シリンジ5-1、5-2
が、特に、例えば5×10−6乃至30×10−6
(5乃至30cc)程度の小容量の容器であって、
該シリンジに高価な液体を充填して吐出する場合にあっ
ては、最小限の該液体を無駄なく、かつ、正確な量を吐
出することができ、特に有用になるものである。
【0025】なお、前記図1の実施形態では容器がシリ
ンジ5-1、5-2である場合を示したが、本発明では、容器
の形状、大きさは特に限定されるものではないが、低圧
で使用する場合、5×10−6乃至数100×10
−6(5乃至数百cc)のプラスティック製の市販
されている前記実施形態で示したような安価なシリンジ
などが使用でき、また、市販の数1×10−3(数
リットル)程度までのこれまた安価なポットが使用でき
る。そして、比較的高い液圧を所望する場合は胴部には
金属製の耐圧の中空シリンダーやチューブを用い上部と
底部を装着したスリーピースの構造体とすることもでき
る。
【0026】また、本発明では流量調整手段を間欠的
(断続的)液体移動をもってとり行うことができる。即
ち、図1に示したように、シリンジ5-1、5-2のアダプタ
11-1、11-2に接続された圧縮気体源を3ウェイソレノイ
ドバルブSOL.V13-1、13-2などを使用して間欠的(断続
的)に開閉させることによって液体に圧力を間欠的にか
けて規則正しい脈動をもって移動させることができる。
なお、吐出バルブ1よりの吐出は、脈動間の安定した液
圧が維持されているとき、液体を吐出させたらよい。
【0027】また、本発明では、図1に鎖線で示したよ
うに、シリンジ内部の液体6と圧縮気体との間に符号7-
1、7-2で示すプランジャーを設けることができる。プラ
ンジャー7-1、7-2は液体と圧縮気体を隔てさせるので気
体の液体への溶解を防止することができる。また、プラ
ンジャー7-1、7-2はシリンジ5-1、5-2の内径とほぼ同じ
径にして圧縮気体の圧力と同圧にできるし、図示されて
いないシリンダーとプランジャー7-1、7-2と連結したピ
ストンを用いてシリンダー径の大きさを変化させること
により液圧の比率を変化させることができる。プランジ
ャー7-1、7-2の断面積とシリンダーまたはピストンの断
面積の比は業界ではポンプレシオとよばれ、プランジャ
ー7-1、7-2よりシリンダーが小さいと圧縮気体の圧力よ
り液圧は低くなり、逆になると液圧は高くなる。
【0028】つまり、本発明ではレシオを1/10にす
ることによって0.01MPaの圧縮気体圧で0.00
1MPaの液圧を容易につくりだすことができるし、2
0倍にすることによって製造工場の通常のコンプレッサ
ーエア圧0.5MPaで10MPaの液圧をつくりだす
ことができる。例えば、前者のように低圧は二流体スプ
レイに適し、後者の比較的高い液圧である10MPa程
度までの液圧は、エアレススプレイに適している。
【0029】本発明では、このように例えば20倍のポ
ンプレシオを有した加圧装置を用いて例えば10MPa
の液圧を作用させることによって、特開平2−1114
78号公報で提案されているように、液化炭酸ガスを超
臨界状態にして高粘度の液体と混合させて低粘度の流体
として扱うこともできるし、低粘度の液体であっても噴
霧時に瞬時にして揮発する性質を応用してドライ膜をつ
くりだすために超臨界状態にした液化炭酸ガスと混合し
噴霧することができる。本発明では超臨界状態を逸脱し
ない範囲であれば、圧力、温度は、特に限定されるもの
でないが、例えば10MPa程度の差圧と50℃程度の
温度を維持しつつ流体を移動させることができる。
【0030】また、本発明では圧縮気体を利用する代わ
りにプランジャーとサーボモーター、ステッピングモー
ターなどを組み合わせて電動プランジャー方式の容積的
方法で液体を移動させることもできる。この方法は特に
反応タイプの液体のように時間の経過とともに増粘する
材料でも単位時間当たり一定量を移動させることができ
るし、一定量を吐出することもできるメリットがある。
【0031】また、本発明では自動吐出バルブ1で吐出
した液体の量分を自動的に追随させてまたは定期的に容
器や回路内に図示されていない別の液体供給機をもって
それらより高い液圧にして補充することができる。
【0032】また、本発明では液体を移動させながら吐
出させることができるし、沈降速度がさほど早くなく品
質的に問題のない液体の場合、所望する時間、流通路10
-1、10-2内での液体の移動を一旦止めて加圧した容器、
例えば、図1において、シリンジ5-1の下流にあたる他
の容器、例えばシリンジ5-2の上流、即ち、シリンジ5-2
の下端の配管との接続位置部分、との間に設けた図示し
ていない開閉バルブを閉にして吐出することもできる。
また、連通した2つ以上の容器を同圧にして流通路10-
1、10-2内での液体の移動を一旦、停止した状態で自動
吐出バルブ1から吐出することもできる。
【0033】また、本発明では容器の内壁面に付着した
液膜を乾燥させないため圧縮気体に溶媒を混入させるこ
とができるし、また、図1に鎖線で示したように、プラ
ンジャー7-1、7-2の気体側に設けた凹部Rに溶媒Sを溜
めて溶媒飽和雰囲気をつくりだしてもよい。
【0034】本発明では、自動吐出バルブ1から吐出す
る液体は他の小型容器などに単体でまたは補填剤として
充填作業に用いることができる。また被塗物に塗布して
もよく特にその形態を問わない。
【0035】更に、本発明では自動吐出バルブ1の先端
にスプレイノズルを装着して液体を噴霧できる。噴霧し
た液体粒子は例えば造粒の目的で使用することができる
し、被塗物にコーティングすることもできる。
【0036】更に、噴霧を圧縮気体のエネルギーを利用
して液体を霧化して噴出する2流体スプレイとすること
ができる。
【0037】また、本発明では単位時間当たりの吐出量
を正確に維持するため30乃至3600パルス/分、条
件が整えばそれ以上の高速で間欠(断続)スプレイ(噴
霧)することができる。この操作は自動吐出バルブ1に
接続した圧縮空気用の三方ソレノイドバルブSOL.V12
を図示していないコントローラー等によって間欠的に開
閉させることによりピストン2を間欠的に作動させるこ
とによって容易に行うことができる。通常、固形粒子を
含んだ液体を1×10−6乃至10×10 −6
/分程度(1cc乃至10cc/分程度)の極低流量の
連続噴霧は固形粒子の凝集体による詰りの問題でノズル
やニードル3とシート4間の間隙を小さくできなかった
ため不可能であった。本発明者等が提案している特開昭
61−161175号公報に示される方法と本発明を組
み合わせることによって、いついかなるときでも固形粒
子の分散状態を安定させることができるので高品質のス
プレイを行うことができる。
【0038】図2には、本発明の別の実施形態である液
体の移動方法による液体の吐出方法及び装置が図示され
ている。
【0039】符号21の容器に充填され加圧された符号
26の液体は図示されていないオリフィスなどの流量調
整手段により流量調整されながら流通路としての配管2
7などで接続された符号22の自動吐出バルブを経由し
て符号23の容器へ圧送される。容器23に溜まった液
体は安価な符号24のポンプで配管28を経由して容器
21へより高い液圧で圧送されて返され循環される。ポ
ンプ24はダイヤフラムポンプやチューブポンプなどの
ように市販されている安価なポンプで不規則な脈動があ
っても、また容器21の液体のレベルが上昇しても符号
25の圧縮気体用リリーフ付きレギュレータ等を使用す
ることで容器21内の液体に作用する液圧を一定に保つ
ことができる。またポンプ24と容器21とを接続する
前記配管28には、必要に応じてその間に逆止弁を設け
てもよい。このような液体の移動方法を採用しても、自
動吐出バルブ22によって粒子の分散度が均一で品質の
良い液体が所望する吐出時間維持して吐出され、円滑な
連続的運転を行うことができる。
【0040】図3及び図4は、本発明の液体の吐出方法
及び装置のさらに異なる実施形態を示すものであり、図
3は3つの容器を備えた液体吐出装置の系統図、図4は
図3に示した液体吐出装置における3つの容器と該それ
ぞれの容器からの液体の流れの関係を時系列的に示した
タイムチャートである。
【0041】符号31-1の容器には圧縮気体供給用の符号
35-1のエアレギュレーターが符号36-1の3方ソレノイド
バルブを介して接続されている。図示していない別置き
の予めプログラムが組み込まれているコントローラーか
らの指令でソレノイドバルブ36-1は開になっている。所
望する圧力に設定されたレギュレータで調圧された圧縮
気体の圧力で、容器31-1内の符号34の液体は加圧され
て流通路37に流入され、コントローラーから開のポジ
ションの指令をうけた符合32-1のオリフィス付開閉バル
ブを通過し、更に符号33の自動吐出バルブを経由して
符号31-3の容器に接続された開状態の符号32-3のオリフ
ィス付開閉バルブを通って容器31-3に移動する。容器31
-3は既に閉の指令をうけ容器31-3内が大気開放口に通ず
るポジションにある符号36-3の3方ソレノイドバルブを
介して圧縮気体調圧用の符号35-3のエアレギュレーター
に接続されている。
【0042】また、容器31-2に溜められた液体は開閉バ
ルブ32-2が閉の指令をうけ液体の移動はないが容器31-2
に接続されたソレノイドバルブ36-2は開の指令をうけ圧
縮気体で加圧されている。容器31-1の液体が下限に達す
ると図示されていない液面レベルセンサー等で検知され
コントローラーから容器31-2に接続されている開閉バル
ブ32-2に開の指令が送られ容器31-2に溜められた液体は
容器31-3に向けて移動を開始する。例えば20ミリ秒後
にコントローラーから指令を受けた開閉バルブ32-1は閉
になり同時に指令をうけたソレノイドバルブ36-1も閉に
なりソレノイドバルブ36-1の大気開放口と容器31-1内は
通じて大気圧になる。
【0043】次に、容器31-3の液体が上限に達するとコ
ントローラーとつながったレベルセンサー等の検知によ
り容器31-1の開閉バルブ32-1が開になり容器31-2の液体
はまた容器31-1に向かっても流れ始める。同時に容器31
-3に接続されている開閉バルブ32-3は閉になりソレノイ
ドバルブ36-3が開になって次の切り替えのために待機す
る。
【0044】この動作は同じようなサイクル的に行われ
その間所望するタイミングで連続して液体の吐出を行う
ことができる。即ち、上記の動作中に流通路37を流さ
れる固形粒子を含んだ液体は、図1に示したと同様の構
成の液体吐出バルブ33によって吐出される。このと
き、流通路37内で液体が圧送されているため、固形粒子
の沈降が阻止され、かつ、オリフィス付開閉バルブ32-
1、32-2、32-3のオリフィスの作用により流量を調節さ
れて所定の速度で該流通路を流される。このことによ
り、自動吐出バルブ1によって粒子の分散度が均一で品
質の良い液体が所望する吐出時間維持して吐出され、円
滑な連続的運転が行われる。
【0045】また、以上の実施形態においては、吐出し
た量分の液体は随時、または定期的に容器や接続回路内
に液体供給機により自動的に補給することができる。更
に本発明ではレベルセンサー等を使用しなくても一回の
吐出をもとに予めコントローラーにプログラミングし液
体の加圧を途絶えさせることなく、液体の移動を行わせ
固形粒子を含んだ液体を沈降させることなく吐出するこ
ともできるし液体の補給も自動的に行うことができる。
【0046】以上の実施形態では、液体を充填する容器
を2個又は3個、設けた場合を示したが、本発明では、
4個以上の容器を設けて、それらの容器の間で流通路を
通して所望の組み合わせの液体の流出、流入方式を行わ
せて、流通路から液体吐出バルブを通して液体を吐出さ
せるようにすることができる。
【0047】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、最小限の液体を無駄なくハンドリングし固形
粒子を沈降させることなく正確な量をディスペンスまた
はスプレイすることができる液体の吐出方法及び装置を
得ることができる。即ち、固形粒子を含んだ液体は流通
路を圧送されるため、固形粒子の沈降が阻止され、か
つ、流量調整手段の作用により流量を調整されて所定の
速度で該流通路を流される。このことにより、液体吐出
弁によって粒子の分散度が均一で品質の良い液体が所望
する吐出時間維持して吐出され、円滑な連続的運転を行
わせることができる。従って、特に、容器が小容量の容
器であって、該容器に高価な液体を充填して吐出する場
合にあっては、最小限の該液体を無駄なく、かつ、正確
な量を吐出することができ、特に有用になるものであ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る液体吐出方法の実施に用いられる
液体吐出装置の第1実施形態を示す縦断面図である。
【図2】本発明の別の実施形態の液体吐出装置を示す系
統図である。
【図3】本発明のさらに別の実施形態の液体吐出装置を
示すものであり、3つの容器を備えた液体吐出装置の系
統図である。
【図4】図3に示した液体吐出装置における3つの容器
と該それぞれの容器からの液体の流れの関係を時系列的
に示したタイムチャートである。
【符号の説明】
1 自動吐出バルブ(液体吐出弁) 2 ピストン(自動吐出バルブ) 3 ニードル(自動吐出バルブ) 4 シート(弁座) 5-1、5-2 シリンジ(容器) 6 液体 7-1、7-2 プランジャー R 凹部 S 溶媒 8-1、8-2 オリフィス(流量制限部材) 9-1、9-2 スクリーン(フィルター) 10-1、10-2 配管(液体流通路) 11-1、11-2 アダプタ(蓋) 12 三方ソレノイドバルブ(自動吐出弁への圧縮
空気供給用) 13-1、13-2 三方ソレノイドバルブ(圧縮空気用) 14-1、14-2 リリーフ付きレギュレータ(圧縮空気
用調圧弁) 21、23 容器 22 自動吐出バルブ 24 ポンプ 25 リリーフ付きレギュレータ(圧縮空気用) 26 液体 27 流通路 28 戻り管 31-1、31-2、31-3 容器 32-1、32-2、32-3 オリフィス付き開閉バルブ(液
体用) 33 液体吐出弁 34 液体 35-1、35-2、35-3 エアレギュレーター(圧縮空気
用) 36-1、36-2、36-3 三方ソレノイドバルブ(圧縮空
気用) 37 流通路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 青柳 孝行 東京都品川区勝島1丁目5番21号 東神ビ ル8階 ノードソン株式会社内 (72)発明者 寺尾 幸起 東京都品川区勝島1丁目5番21号 東神ビ ル8階 ノードソン株式会社内 Fターム(参考) 4F041 AA02 BA04 BA32 BA36 BA43 BA59 4F042 AA02 BA06 BA15 CA01 CB03 CB08 CB11 CB20 CB25 CB27

Claims (17)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 液体吐出方法であって、 二つ以上の容器のうちの少なくとも一つの容器内に充填
    されている固形粒子を含む液体に0.001MPa乃至
    10MPaの圧力をかけ、一方、残りの少なくとも一つ
    の容器内の液体の圧力を前記容器内の液体の圧力よりも
    小さくすることにより前記二つ以上の容器の間で前記液
    体を流通路を通して流しつつ前記流通路内の前記液体の
    流量を流量調整手段により調整する調整工程と、 前記流通路からの前記液体を弁により吐出する吐出工程
    とを含むことを特徴とする液体吐出方法。
  2. 【請求項2】 前記容器に充填される固形粒子を含む液
    体は1mPa・s乃至3000mPa・sの粘度を有す
    る液体であることを特徴とする請求項1に記載の液体吐
    出方法。
  3. 【請求項3】 前記流量調整手段は、前記流通路に設け
    られた流量制限部材であり、前記調整工程は、前記流量
    制限部材により前記流通路内の前記液体の流量を調整す
    ることを特徴とする請求項1又は2に記載の液体吐出方
    法。
  4. 【請求項4】 前記流量制限部材は、前記二つ以上の容
    器のそれぞれと前記弁との間の前記流通路内に設けられ
    ており、前記流量制限部材の前記二つ以上の容器のそれ
    ぞれの側の前記流通路内にフィルターが設けられている
    ことを特徴とする請求項3に記載の液体吐出方法。
  5. 【請求項5】 前記流量調整手段は、前記二つ以上の容
    器のうちの少なくとも一つの容器内の前記液体に断続的
    に圧力をかける断続加圧手段であり、前記調整工程は、
    前記断続加圧手段により前記流通路内の前記液体を脈動
    させることにより前記流通路内の前記液体の流量を調整
    することを特徴とする請求項1又は2に記載の液体吐出
    方法。
  6. 【請求項6】 前記調整工程は、圧縮気体により前記二
    つ以上の容器のうちの少なくとも一つの容器内の前記液
    体に0.001MPa乃至10MPaの前記圧力をかけ
    る加圧工程を含むことを特徴とする請求項1乃至5に記
    載の液体吐出方法。
  7. 【請求項7】 前記加圧工程は、前記圧縮気体と前記液
    体との間に設けられたプランジャーを介して前記圧縮気
    体により前記液体に前記圧力をかけることを特徴とする
    請求項6に記載の液体吐出方法。
  8. 【請求項8】 前記加圧工程は、溶媒蒸気を含んだ前記
    圧縮空気により前記液体に前記圧力をかけることを特徴
    とする請求項6又は7に記載の液体吐出方法。
  9. 【請求項9】 前記吐出工程は、前記液体が前記二つ以
    上の容器の間で前記流通路を通して流れているときに、
    前記流通路からの前記液体を弁により吐出することを特
    徴とする請求項1乃至8に記載の液体吐出方法。
  10. 【請求項10】 さらに、前記液体が前記二つ以上の容
    器の間で前記流通路を通した流れを停止する工程を含
    み、前記吐出工程は、前記流通路の流れを停止する工程
    中に、前記流通路からの前記液体を弁により吐出するこ
    とを特徴とする請求項1乃至8に記載の液体吐出方法。
  11. 【請求項11】 前記流通路の流れを停止させる工程
    は、前記二つ以上の容器内の前記液体にほぼ同じ圧力を
    かけることを特徴とする請求項10に記載の液体吐出方
    法。
  12. 【請求項12】 前記吐出工程は、前記流通路と連通す
    る延長通路に設けられた前記弁により前記流通路からの
    前記液体を吐出することを特徴とする請求項1乃至11
    に記載の液体吐出方法。
  13. 【請求項13】 前記吐出工程は、前記弁の吐出端部に
    設けられたスプレイノズルにより前記液体を噴霧する噴
    霧工程を含むことを特徴とする請求項1乃至12に記載
    の液体吐出方法。
  14. 【請求項14】 前記噴霧工程は、ガスにより前記液体
    を霧化する工程を含むことを特徴とする請求項13に記
    載の液体吐出方法。
  15. 【請求項15】 前記噴霧工程は、前記液体を断続的に
    噴霧することを特徴とする請求項13又は14に記載の
    液体吐出方法。
  16. 【請求項16】 前記吐出工程は、前記液体を被塗物に
    塗布する工程を含むことを特徴とする請求項1乃至15
    に記載の液体吐出方法。
  17. 【請求項17】 液体吐出装置であって、 液体が充填される二つ以上の容器と、 前記二つ以上の容器を互いに連通させる流通路と、 前記流通路から前記液体を吐出するための弁と、 前記二つ以上の容器のうちの少なくとも一つの容器に所
    定の圧力をかけ、残りの少なくとも一つの容器を前記容
    器の圧力よりも小さい圧力にする圧力手段と、 前記圧力手段により前記二つ以上の容器のうちの少なく
    とも一つの容器に圧力をかけ、残りの少なくとも一つの
    容器を前記容器の圧力よりも小さい圧力にしたときに、
    前記流通路内を流れる前記液体の流量を調整する流量調
    整手段とを含む液体吐出装置。
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