JP3002685B2 - 超音波脱泡方法 - Google Patents

超音波脱泡方法

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Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] この発明は、写真乳剤の塗布液を送液系で超音波脱泡
器にて脱泡する超音波脱泡方法に関する。
[従来の技術] 感光材料の支持体に塗布する写真乳剤等の塗布液を供
給する工程には、調整タンクでゼラチンとハロゲン化銀
溶液及び各種添加剤を混合し、この混合した写真乳剤を
ポンプにより塗布装置に圧送する工程等がある。この送
液系では、種々の原因により、写真乳剤中に気泡が混入
することがある。この気泡を含んだ写真乳剤等を、その
まま支持体に塗布すると、均一な感光膜を形成すること
ができなくなるため、塗布前には脱泡処理が欠かせな
い。
従来、この脱泡処理を行なう方法としては、超音波の
放射圧を利用して、気泡を上昇させる超音波脱泡方法が
知られている。この従来の超音波脱泡方法には、例えば
特開昭59−69108号に記載されるような槽型の超音波脱
泡器で脱泡する方法や、例えば特開昭59−92003号に記
載されるような管型の超音波脱泡器で脱泡する方法が知
られている。
この槽型の超音波脱泡器では、被脱泡溶液を収容する
脱泡槽を超音波液槽内の温水に浸漬し、この温水を循環
させることで被脱泡溶液を定温に維持するとともに、超
音波が伝播する際に発生する熱や超音波発振器の振動板
の発熱を吸収している。
また、管型の超音波脱泡器では被脱泡溶液が流下する
導液管に超音波を照射して脱泡している。この導液管の
外周は温水を充填している管体により覆われており、こ
の温水により被脱泡液の定温を維持し、超音波による発
熱を吸収している。
[発明が解決しようとする課題] ところが、このような従来の超音波脱泡方法では、気
泡の浮上速度は泡径の二乗に比例する関係から、泡径の
小さい微小な気泡の浮上速度は非常に遅くなる。従っ
て、微小な気泡まで分離するためには、槽型、管型のい
ずれの超音波脱泡器にあっても、被脱泡溶液の流速をで
きる限り低めに抑える必要があった。
しかし、流速を抑えると、脱泡処理が遅くなるばかり
でなく、被脱泡溶液の流れによどみが発生し、送液系内
に汚れや付着物が発生するおそれがあった。
また、従来の超音波脱泡方法では、超音波発振器によ
る発熱を温水で吸収して、被脱泡溶液を定温に維持して
いるため、大型の超音波脱泡器が必要となる欠点を有し
ていた。
この発明は、従来の超音波脱泡方法が有する上記の欠
点を解消し、気泡の分離浮上を促進させるとともに、浮
上しきれなかった微小な気泡を溶解させ、送液系内に汚
れや付着物がつかない超音波脱泡方法を提供することを
目的とする。
[課題を解決するための手段] 前記課題を解決するため、この発明の超音波脱泡方法
は、写真感光材料の支持体に塗布する塗布液を供給する
送液系中の被脱泡溶液に、超音波脱泡器にて超音波を照
射しながら脱泡する超音波脱泡方法において、前記超音
波脱泡器により被脱泡溶液の温度を上昇させて脱泡を行
ない、この超音波脱泡器から排出された温度が上昇した
前記被脱泡溶液を前記送液系に設けられた冷却手段によ
り冷却することを特徴としている。
[作用] この発明の超音波脱泡方法は、送液系で超音波脱泡器
により被脱泡溶液を温度を上昇させて脱泡を行なうこと
で、気体の溶解度が減少し、これにより被脱泡溶液内の
気泡が増大し、気泡が分離浮上する。この脱泡後の温度
が上昇した被脱泡溶液を、送液系に設けられた冷却手段
により冷却し、気体の溶解度を増大させることで、被脱
泡溶液内の浮上分離されなかった微小な気泡を再溶解さ
せる。
[実施例] 以下、この発明の一実施例を添付図面に基づいて詳細
に説明する。
第1図はこの発明の超音波脱泡方法を用いる写真乳剤
の塗布工程のシステム図、第2図は単位体積の液体に溶
解する空気及び酸素の溶解度を示すグラフである。
図中符号1は供給釜で、この供給釜1には撹拌羽根2
が備えられている。供給釜1内で例えばゼラチンとハロ
ゲン化銀溶液及び各種添加剤が混合される。この混合し
た写真乳剤の塗布液はポンプPを有する送液系Xを介し
て塗布装置3に圧送され、この塗布装置3で塗布液を写
真感光材料の支持体4にビード塗布する。
送液系Xには供給釜1に接続して超音波脱泡器5が配
置され、この超音波脱泡器5は管型が用いられている。
この超音波脱泡器5は、管軸を上下方向に保持された円
形または多角形の横断面を有する導液管50を有してい
る。この導液管50の上部には被脱泡溶液供給管51が、下
部には被脱泡溶液排出管52が接続され、導液管50内に一
定流量の被脱泡溶液Wを供給している。この導液管50の
外面には複数の超音波発振器6が導液管50の中心に向け
て周方向に所定の間隔で配置されている。また、導液管
50の頂部には気泡溜り部7が設けられており、この頂部
に穿設された気泡抜口8には気泡抜弁9が接続してい
る。さらに、被脱泡溶液排出管52に接続する配管10は冷
却手段である熱交換器11が設けられている。熱交換器11
の冷却管体12により配管10が覆われており、この冷却管
体12と配管10との間隙には、この冷却管体12の下部に設
けられた冷却水供給管13から供給される冷却水14が充填
されている。また、この冷却管体12の上部には冷却水排
出管15が設けられており、配管10内を流れる被脱泡溶液
Wの熱を吸収した冷却水14を排出している。
なお、この実施例では、二重管式の熱交換器11を用い
ているが他方式の熱交換器でもよく、さらに熱交換器が
効率的であるが、冷却手段としては熱交換器に限定され
ない。
この超音波脱泡器5では、被脱泡溶液供給管51から供
給された被脱泡溶液Wが導液管50内を降下しながら、超
音波発振器5の発する超音波の放射圧により、被脱泡溶
液Wに含まれる気泡を分離浮上させる。この時、この超
音波の出力を例えば0.3W/cm2以上に設定すると、この被
脱泡溶液W中に空洞現象いわゆるキャビテーションが生
じ、発熱作用及び気泡の凝集作用が生じる。この発熱作
用により、被脱泡溶液Wの温度を上昇させ、空気の溶解
度を減少させる。これにより、被脱泡溶液W内の気泡を
増大させることができる。この温度上昇と空気の溶解度
の関係を、第2図により説明する。
第2図は単位体積の液体に溶解する空気及び酸素の溶
解度を示すグラフである。
例えば、温度を40℃から45℃に上昇させると、空気の
溶解度は13.2ml/から11.4ml/に減少し気泡が析出す
る。さらに、80℃に上昇させると、溶解度は6ml/と半
分以下に減少する。析出した気泡は、超音波のキャビテ
ーションにより凝縮され浮上分離される。
被脱泡溶液Wの温度を上昇させると空気の溶解度が減
少し、気泡の数が増大することを示している。また、高
温になると分離された気体の体積は低温の時より大きく
なるため、より浮上し易くなる。
なお、被脱泡溶液Wの温度上昇が超音波発振器6の発
する超音波のみでは期待できない時には、第3図に示す
ように、超音波発振器6にジャケット16を設けて、被脱
泡溶液の温度を所定の温度まで上昇させる。この被脱泡
溶液Wの温度上昇は沸点を越えない範囲内で行なう。こ
のジャケット16は導液管50内に供給される被脱泡溶液W
の温度を上昇させるものであれば、他の方式でもよく、
また導液管50に付設するものでもよい。
以上のようにして、高温下で分離浮上した気泡は気泡
溜り部7に溜り、気泡抜弁9を開放することで外部に排
出される。
次に、脱泡された被脱泡溶液Wは、被脱泡液排出管52
より配管10に排出されるとともに、直ちに熱交換器11に
より冷却される。この冷却により被脱泡溶液Wの温度が
降下すると、気体の溶解度は上昇し気泡の数が減少する
ため、高温下で発生した気泡の内で浮上しきれなかった
微細な気泡を溶解する。
従って、加熱された導液管50内の被脱泡溶液Wと熱交
換器11を経たそれとの温度差ΔTは大きい方が気泡の再
溶解が期待できるので、ΔTは5℃以上が必要であり、
好ましくは40℃以上とする。
また、前記実施例では、管型の超音波脱泡器5を用い
ているが、これに限定されず槽型の超音波脱泡器を用い
ることができる。
実験例 次に、この発明による温度を上昇させて脱泡を行なっ
た後に冷却を行なう方法を第4図に基づき、従来の冷却
しながら脱泡を行なう方法を第5図に基づき比較する。
第4図において、Aは被脱泡溶液Wを供給する供給
釜、Bは圧送ポンプ、Cは振動子30を有する槽型の超音
波脱泡器で、この槽31内には撹拌羽根32、仕切り板33が
設けられている。また、Eは配管10内の被脱泡溶液を冷
却する熱交換器、Fは脱泡する前の被脱泡溶液の温度を
計測する温度計、Gは脱泡後の温度を計測する温度計、
Hは冷却後の温度を計測する温度計、Iは冷却後の気泡
の有無を検知する気泡検出器で、Jは感光材料の支持体
に塗布液を塗布する塗布装置である。
また、第5図において、第4図と同じ符号は同様に構
成されており、この装置では被脱泡溶液の発熱を抑える
冷却手段Dが超音波脱泡器Cに備えられ、配管内の被脱
泡溶液を冷却する熱交換器は備えていない。
この第4図において、送液系に備えられた超音波発振
器5の出力は1KW、熱交換器11は二重管式であり、被脱
泡溶液Wはゲル溶液(粘度40cP)を流量1.0/minで圧
送した。
また第5図においても同様に、送液系に備えられた超
音波発振器6の出力は1KW、被脱泡溶液Wはゲル溶液
(粘度40cP)を流量1.0/minで圧送した。
この実験結果を表1に示す。即ち、前記したように、
この発明の場合にはDの冷却手段は使用せず、代わりに
Eの熱交換器により冷却する。従来法の場合には逆に、
Dの冷却手段のみを使用している。
上記のように、この発明の場合には、導液管の出側温
度が入側温度に比べ6.1℃高くなっており、この時の溶
存酸素量は0.4ml/低くなっている。
従って、高温の被脱泡溶液から上記の量に当たる酸素
が気泡となって分離されたことが分かる。
次に、再冷却を行い微細な気泡を溶解するので、気泡
検出器では気泡を検出することはなかった。これに比
べ、従来法は導液管から排出された後は再冷却を行なわ
ないので、微小な気泡の再溶解が出来ず、結果として気
泡を検出することになる。なお、被脱泡溶液たる写真乳
剤は、製造工程中に温度を上げすぎると、ゼラチンの分
解や感度の低下等品質上の問題が生ずるおそれがある
が、この発明のように製造工程中に連続的に温度を上げ
てすぐ冷却する方法では、品質上の問題は生じない。
[発明の効果] 以上説明したように、この発明の超音波脱泡方法は、
被脱泡溶液の温度を上昇させて脱泡を行ない、その後こ
の温度が上昇した被脱泡溶液を冷却する方法を採用する
ことで、気泡の分離浮上を促進させるとともに、浮上し
きれなかった微小な気泡を冷却時に溶解させることがで
きる。これにより、被脱泡溶液の流速を高めに設定して
も気泡の発生が防止でき、しかも送液系内に汚れや付着
物がつかないし、感光材料の品質が向上する。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の超音波脱泡方法を用いる写真乳剤の
塗布工程のシステム図、第2図は単位体積の液体に溶解
する空気及び酸素の溶解度を示すグラフ、第3図はこの
発明の別の実施例である超音波脱泡器の断面図、第4図
はこの発明による脱泡方法を示すシステム図、第5図は
従来の脱泡方法を示すシステム図である。 図中符号Xは送液系、Wは被脱泡溶液、1は供給釜、3
は塗布装置、4は支持体、5は超音波脱泡器、11,Eは熱
交換器、50は導液管である。
フロントページの続き (72)発明者 小山 早苗 東京都日野市さくら町1番地 コニカ株 式会社内 (72)発明者 輿石 幸彦 東京都日野市さくら町1番地 コニカ株 式会社内 (56)参考文献 特開 昭53−139274(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G03C 1/74 B01D 19/00

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】写真感光材料の支持体に塗布する塗布液を
    供給する送液系中の被脱泡溶液に、超音波脱泡器にて超
    音波を照射しながら脱泡する超音波脱泡方法において、
    前記超音波脱泡器により被脱泡溶液の温度を上昇させて
    脱泡を行ない、この超音波脱泡器から排出された温度が
    上昇した前記被脱泡溶液を前記送液系に設けられた冷却
    手段により冷却することを特徴とする超音波脱泡方法。
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