JP3289290B2 - 自動pHコントロール装置 - Google Patents

自動pHコントロール装置

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哲夫 福島
和久 小笠原
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は染色装置やエッチング装
置の薬液槽のpHコントロール装置に関するものであ
る。薬液のpHはデバイスの特性に大きな影響をおよぼ
すため、その高精度なコントロールが求められることが
多い。
【0002】
【従来の技術】従来のpHコントローラはpHセンサを
薬液に長時間浸漬して自動運転を行うとpHセンサの特
性値が変化し正確なpH測定ができないため、精度の低
いpHコントロールしかできていなかった。また、高精
度なコントロールを長時間行うためにはpHセンサの校
正を頻繁に行う必要があり自動化が困難であるのが現状
である。
【0003】以下図面を参照しながら、上述した従来の
pHコントロール装置の1例について説明する。
【0004】図3は従来のpHコントロール装置の正面
図を示すものである。図3において、1は染色装置、2
は染色槽、3は染色液、4は循環用配管、5は循環ポン
プ、6は装置開口部、7はpHセンサ、8はpH調整液
用ノズル、9はガラス電極用端子、10は比較電極用端
子、11は温度センサ用端子、12はpH調整液用配
管、13はpH調整液タンク、14はpH調整液、15
は表示パネル、16はpH検出およびコントローラ本
体、17はディスペンサである。
【0005】染色液のpHコントロールを行なう場合、
染色槽2内の染色液3を循環ポンプ5による循環を常時
行い、ガラス電極,比較電極,温度センサを内蔵したp
Hセンサを液中に浸漬し染色液のpHを測定する。その
測定値に対応してディスペンサ17により所定量のpH
調整液14が染色槽内にノズル8を通じて吐出される。
このとき染色槽内の染色液は所定温度に調整されてい
る。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記のよ
うな構成のpHコントローラにより長時間にわたって高
精度(±0.01pH)で染色液のコントロールを行う
場合、1日数回のpH標準液による校正が必要となる。
この校正を含めた自動化を行う際には、pHセンサの水
洗,乾燥を低コストで的確に行う必要がある。
【0007】本発明は上記課題に鑑み、低コストで的確
にpHセンサの水洗,乾燥(水切り)が可能となり、低
ランニングコストで高精度の染色液pHコントロールが
可能な自動pHコントロール装置を提供するものであ
る。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するため、pHセンサと測定したpH値を基にpH調
整液を適下して所定のpH値に調整するコントローラと
pHセンサの移動を行うロボットハンドとpH校正液タ
ンクとセンサの洗浄槽とセンサ先端の水切りのための多
孔質ウレタンにより、pHコントロール装置を構成する
ものである。
【0009】
【作用】本発明は上記した構成によって、pHセンサの
特性値が所定の管理範囲外にシフトする前にpHセンサ
をロポットハンドにより染色液から取り出し、pH6.
86の標準液およびpH4.01の標準液による校正を
行なう。その際に各種の液からセンサを取り出した直後
に、各液間相互の汚染が無いようにする必要があるが、
その洗浄および乾燥の手段として、洗浄槽への浸漬、揺
動による洗浄と多孔質ウレタンとの接触によるpHセン
サのガラス電極(半球状)下端に形成される水滴の水切
り乾燥を行うことにより、プロセスの自動化,低コスト
化,タクトアップを図ることができる。
【0010】
【実施例】以下本発明の第1の実施例の自動pHコント
ロール装置について、図面を参照しながら説明する。第
1図は本発明の第1の実施例における、pHコントロー
ラの自動校正部の斜視図、第2図は洗浄後に静置した状
態のpHセンサ、第4図はpHコントローラ(センサ)
の校正時のフローチャート、第5図は本発明の第1の実
施例による自動pHコントロール装置の正面図である。
【0011】第1図において、20は染色槽、21は染
色液、23はオーバーフロー槽、24はpHセンサ移動
用ロボット、25はpHセンサ、26はpH調整液注入
用ノズル、27,28は染色液循環用配管、29はpH
センサ用洗浄槽、29aは純水、31は純水供給用配
管、32は洗浄に使用した純水のドレイン、32はpH
標準液タンクA(pH6.86用)、33はタンクA用
開閉蓋、34はpH標準液タンクB(pH4.01
用)、35はタンクB用開閉蓋、36は洗浄後のpHセ
ンサの水切り用ウレタン、37は受け皿、38はドレイ
ンである。第5図において、20から38は第1図と同
様であり、40は測定したpH値に基づき制御信号を発
生させるpHコントローラ、41は制御信号に基づきp
H調整液を注入するディスペンサ、42はpH調整液タ
ンク、43はpH調整液、44はロボット用コントロー
ラである。
【0012】次に自動pHコントロール装置の動作につ
いて、第1図,第2図および第5図を用いて説明する。
【0013】被染色物(例えば、天然高分子など)は染
色液21が満たされた染色槽20に投入され、所定時間
浸漬の後、取り出されて次工程へ送られる。この染色工
程においては染色液のpHは被染色物の色特性に大きな
影響を及ぼすファクタとなっているため、pH管理を高
精度に、かつリアルタイムで行う必要がある。
【0014】通常はpHセンサ25により測定したpH
値が所定の管理範囲外である場合、pHコントローラ4
0により制御信号を発生させ、その信号に基づきディス
ペンサー41を駆動し、ノズル21からpH調整液43
が注入されて、pHの調整が行われる。
【0015】このとき、pHセンサ25を染色液21に
常時浸漬を行うが、長期間の浸漬を行うと溶液によって
はその特性値が変動するため、定期的にpH標準液によ
って校正を行う。その手順は、pHセンサ25の浸漬開
始から所定時間経過後に移動用ロボット24によりpH
センサ25を染色槽20から引き上げ、洗浄槽29に浸
漬し付着した染色液21を洗浄する。その後、pHセン
サを引き上げて静置すると第2図に示すようにpHセン
サ25下端に水滴が形成される。その水滴を除去するた
めにpHセンサ25を移動させてその下端を多孔質ウレ
タン36に接触させる。次にpH標準液タンクA32の
蓋33を開きロボット25によりpHセンサ25をタン
ク内に保持されているpH標準液(pH6.86)に浸
漬し校正を行う。校正終了後はロボット24によりpH
標準液タンクA32からpHセンサ25を引き上げ、洗
浄槽29に浸漬し付着したpH標準液(pH6.86)
を洗浄し、多孔質ウレタン36に接触させて水滴を除去
する。
【0016】次に同様にpH標準液タンクB34の蓋3
5を開きロボット25によりpHセンサ25をタンク内
に保持されているpH標準液(pH4.01)に浸漬し
校正を行う。
【0017】校正終了後はロボット24(a,b,cの
各方向に可動)によりpH標準液タンクB32からpH
センサ25を引き上げ、洗浄槽29に浸漬し付着したp
H標準液(pH4.01)を洗浄し、多孔質ウレタン3
6に接触させて水滴を除去する。
【0018】最後にロボット24によりpHセンサ25
を染色液21に浸漬しpH測定を開始する。pH測定値
が管理範囲を越えるとコントローラ40より指令を出
し、ビューレット41を運転させ、ノズル26よりpH
調整液が吐出され一定のpH値を維持することができ
る。以上の工程は第4図のフローチャートにも示してい
る。
【0019】多孔質ウレタンの形状は直方体かあるいは
円柱とし、底面積に対して高さを十分に高くすることに
よりpHセンサに接触する上部の乾燥状態を良好にする
ことができる。また多孔質ウレタンは純水のみを除去す
ることになるため汚染の程度は低く長期間の使用に耐え
られるが洗浄の程度によっては汚染が進むことも考えら
れるため、確認が必要である。材料としては多孔質ウレ
タンの他にも、適当な多孔質材料を選定することができ
る。
【0020】本発明の自動pHコントロール装置は、上
記のような構成により、大がかりな乾燥用設備等が不要
であり、低コストで的確にpHセンサの水洗,乾燥(水
切り)が可能となり、低ランニングコストで高精度の染
色液pHコントロールを行うことができる。
【0021】
【発明の効果】以上のように本実施例によれば、pHセ
ンサと測定したpH値を基にpH調整液を適下して所定
のpH値に調整するコントローラとpHセンサの移動を
行うロボットハンドとpH校正液タンクとセンサの洗浄
槽とセンサ先端の水切りのための多孔質ウレタンにより
自動pHコントロール装置を構成することにより、低コ
ストで的確にpHセンサの水洗,乾燥(水切り)が可能
となり、低ランニングコストで高精度の染色液pHコン
トロールが可能となり、自動化も容易になる。また、p
Hセンサを定期的にクリーニングするため寿命も長くす
ることができ、ランニングコストを更に低減することが
できる。
【0022】なお、本自動pHコントロール装置は染色
液のみでなく、pHの管理が必要とされる種々の溶液
(例えばエッチング液等)への適用が可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施例による自動pHコントロ
ール装置の斜視図
【図2】本発明の第1の実施例による自動pHコントロ
ール装置用pHセンサの正面図
【図3】従来のpHコントローラの正面図
【図4】本発明の第1の実施例による自動pH校正のフ
ローチャート
【図5】本発明の第1の実施例による自動pHコントロ
ール装置の正面図
【符号の説明】
20 染色槽 21 染色液 24 pHセンサ移動用ロボット 25 pHセンサ 26 pH調整液用ノズル 29 洗浄槽 32 pH標準液用タンク(pH6.86) 34 pH標準液用タンク(pH4.01) 36 多孔質ウレタン 37 受け皿 40 pHコントローラ 41 ビューレット 42 pH調整液用タンク 43 pH調整液 44 ロボット用コントローラ
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭64−119787(JP,A) 特開 昭61−31959(JP,A) 特開 昭54−103093(JP,A) 実開 平4−99064(JP,U) 実開 昭59−41756(JP,U) 実開 昭59−168155(JP,U) 実開 昭53−32794(JP,U) 実開 昭52−116985(JP,U) 実開 昭51−3393(JP,U) 実開 昭50−991(JP,U) 実開 昭48−7093(JP,U) 特公 昭35−16835(JP,B1) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G01N 27/26 361 G01N 27/38 301 G01N 27/416 G05D 21/00

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 pHセンサと測定したpH値を基にpH
    調整液を適下して所定のpH値に調整するコントローラ
    とpHセンサの移動を行うロボットハンドとpH校正液
    タンクとセンサの洗浄槽とセンサ先端の水切りのための
    多孔質ウレタンを有する自動pHコントロール装置。
  2. 【請求項2】 請求項1に示す自動pHコントロール装
    置を有する染色装置。
  3. 【請求項3】 請求項1に示す自動pHコントロール装
    置を有するウエットエッチング装置。
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JP5639959B2 (ja) * 2011-06-06 2014-12-10 株式会社日立ハイテクノロジーズ 前処理装置及びそれを用いた自動分析装置
KR101897036B1 (ko) * 2017-08-07 2018-09-13 한국생산기술연구원 스마트 염색을 위한 pH 자동 조절 염색 장치와 이를 이용한 pH 자동 조절 염색 방법
KR101995297B1 (ko) * 2018-05-04 2019-07-03 한국생산기술연구원 염색정보를 이용한 스마트 염색장치 및 이를 이용한 스마트 염색방법

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