JP3627220B1

JP3627220B1 - 溶剤等の攪拌・脱泡方法とその装置

Info

Publication number: JP3627220B1
Application number: JP2003406507A
Authority: JP
Inventors: 敏男公文代
Original assignee: 株式会社アイ・ケイ・エス
Priority date: 2003-10-29
Filing date: 2003-10-29
Publication date: 2005-03-09
Anticipated expiration: 2023-10-29
Also published as: JP2005131622A

Abstract

【課題】真空の状態で容器の自転、公転を制御することであらゆる種類の溶剤等を最適な状態に攪拌、脱泡することのできる溶剤等の攪拌・脱泡方法とその装置を提供する。
【解決手段】溶剤等を収納する容器５を自転し、該容器の設けられたアーム体４を回転することで容器に収納された溶剤等を撹拌・脱泡する溶剤等の撹拌・脱泡方法であって、少なくとも容器内を真空にした状態で、容器の自転数及び容器の公転数をそれぞれ制御する。この際、容器内の溶剤等の温度を検知し、温度の上昇に応じて容器の自転数及び容器の公転数をそれぞれ制御する。
【選択図】図１

Description

産業上の利用分野

本発明は、溶剤等の攪拌作業と、脱泡作業とに用いる溶剤等の攪拌・脱泡方法とその装置に関し、特に真空状態で溶剤の種類等に応じて最適な攪拌、脱泡作業を行うための溶剤等の攪拌・脱泡方法とその装置に関するものである。

従来より使用目的により気泡を嫌う溶剤として、医薬用、電子部品関連材料及び半導体用等の溶剤が知られている。
一般にこれら溶剤を製造する場合は、溶剤を収納し、且つ自転する容器と、該容器が設けられ、且つ回転駆動するアームとから構成された装置を用いて、先ず所定量の溶剤を容器に収納し、その後該容器の設けられたアーム体を回転（容器を公転）しながら、容器を自転する、又はアーム体の回転（容器を公転）のみを行う等することで、溶剤を攪拌するとともに、容器に働く遠心力により溶剤を容器の外方向に押圧し、該溶剤に内在する気泡を放出（脱泡）していた。

この方法は、通常攪拌、脱泡作業を、大気圧下で行うために、使用目的（例えば、半導体用等）によって数十ミクロン以下の精度の脱泡を必要とする場合に十分にその精度に対応することができなかった。

そこで、容器を真空にした状態で、容器を自転、又は公転駆動することで溶剤に内在する気泡を放出し易く（気泡が膨張し破裂することで放出され易くなる）して上記のような、精度の高い脱泡を行うことが考えられた。

真空状態にして溶剤を攪拌、及び脱泡する装置としては、すでに特願平９−３０３２４８号や特開２０００−６１２０７号に記載の装置がある。

特願平９−３０３２４８号の装置は、真空チャンバ内に溶剤を収納する容器と、該容器の設けられたアーム体と、容器を伝達手段を介して自転、及びアーム体を伝達手段を介して回転（容器を公転）するための駆動源とからなる溶剤等の攪拌・脱泡装置が設置された構成であり、特開２０００−６１２０７号の装置は、溶剤を収納する容器と、該容器の設けられたアーム体と、容器を伝達手段を介して自転、及びアーム体を伝達手段を介して回転（容器を公転）するための駆動源とからなり、前記容器内のみを真空にするための配管が設けられている構成であります。

これらの装置は、容器に溶剤を収納した後、容器を公転しながら自転することにより、容器内の溶剤を攪拌し、その後、所定のタイミングで所定時間容器を真空の状態にしてさらに容器を公転しながら自転することにより、容器内の溶剤を脱泡することで精度の高い脱泡を可能とするものであります。

発明が解決しようとする課題

しかしながら、上記各装置は、溶剤の収納された容器を真空にするタイミング、真空の状態の時間に関しては制御が可能でありますが、真空の状態で容器を自転、及び公転すると、容器内に収納された溶剤の温度の上昇、又は溶剤に内在する気泡の膨張等により、溶剤が容器より噴出したり、溢れ出したりするために、あらかじめ真空下での溶剤の状態を試験し事前のデータを収集して容器を真空にするタイミング、真空の状態の時間を設定するか、又は真空状態での容器の自転、公転を目視による観察して真空にするタイミング、真空の状態の時間を設定する等、その作業性に多大な問題点があった。

また、上記問題点よりすべての溶剤を効率よく真空の状態で精度の良く脱泡することが困難であるという欠点が発生した。

また、真空度を一定状態、又は減圧状態等制御する場合、溶剤の適切な脱泡に必要な秒単位での詳細なる制御ができない。

さらに、重要な点は、真空状態で溶剤を攪拌、脱泡する作業は、溶剤の温度上昇が著しいために、真空度を制御するだけでは十分に対応することができない。

そこで、本発明は、真空の状態で容器の自転、公転を制御することであらゆる種類の溶剤等を最適な状態に攪拌、脱泡することのできる溶剤等の攪拌・脱泡方法とその装置を提供することを課題とする。

課題を解決するための手段

即ち、本発明は上記のような課題を解決するために、溶剤等を収納する容器を回転し、該容器を支持するアーム体を回転することで容器に収納された溶剤等を攪拌・脱泡する溶剤等の攪拌・脱泡方法であって、容器の公転数、又は容器の公転数及び自転数を制御しながら、容器内の真空状態を制御することを特徴とする。

また、具体的には少なくとも容器内を真空にした状態で、容器に収納された溶剤等の温度を検知し、温度の上昇に応じて容器の自転数、及び容器の公転数を制御することであり、また、容器の自転数、又は容器の公転数を検知しながら制御することである。

そして、装置としては、溶剤等を収納する容器と、該容器の設けられたアーム体と、容器を伝達手段を介して自転、及びアーム体を伝達手段を介して回転するための駆動源とからなる溶剤等の攪拌・脱泡装置において、装置本体には、少なくとも容器内を真空状態にするための真空手段と、容器に収納された溶剤等の温度を検知するための検知手段とが設けられていることを特徴とする。

発明の作用、及び効果

次に、本発明の攪拌・脱泡の装置の作用を記載する。先ずアーム体に設けられた容器に所望の溶剤を所定量収納し、駆動源の回転駆動を伝動手段より容器の設けられたアーム体に伝達して、アーム体を回転（容器を公転）するとともに、他の伝動手段により容器を自転する。
この際、アーム体の回転数（容器の公転数）、及び容器の自転数は、駆動源の回転数等に応じて直接、又は間接的に自在に調整することができるので、溶剤の種類に応じて最適な溶剤の攪拌、及び脱泡を行うことができる。

その後、少なくとも容器内を真空にした状態にし、容器内の溶剤等の温度を検知手段を介して検知することで、溶剤等の温度の上昇に応じて容器の自転数を独立して制御、又は容器の公転数、自転数をそれぞれ独立して制御する。これにより、容器内の溶剤が真空による温度の上昇、及び溶剤に内在する気泡の膨張による容器よりの噴出等を適切に制御することができ、最適な状態で溶剤を攪拌し、さらに精度の高い脱泡を行うことが可能となる。

そして、容器内の真空を解除し、容器を取り出すことで溶剤を得ることができることとなる。

このように、本発明の攪拌・脱泡装置は、真空状態で容器の自転数、公転数をそれぞれ独立に制御することができるので、真空状態での溶剤の温度上昇等を防ぎ、従来のような真空圧のみを制御する場合に比し溶剤のミクロン単位での脱泡を行うことができるという顕著な効果を得ることができた。

また、容器の自転数、又は、／及び容器の公転数の制御なので、従来のような真空圧を制御する場合に比し、その操作が容易であるとともに、作業工程の簡易化を図ることが可能となった。

また、制御盤等を使用することにより、自転数、公転数、真空度等を予め設定しておくことで、常に安定した状態の品質を得ることができる。

好ましい実施の態様

以下、本発明の好ましい一実施の態様を、図面に従って説明する。図１は、本発明の一実施例である攪拌・脱泡装置を示す概略説明図である。

本発明の攪拌・脱泡装置１は、公転用の駆動モーター２と、公転用伝動手段を介して回転駆動する逆アーチ状のアーム体４と、該アーム体４の両端側近傍に自転伝動手段を介して回転駆動する一対の容器５、５と、容器５、５の自転を制御するための自転制御装置７とからなる装置本体８と、アーム体４、及び容器５、５部分のみを収納するように設けられた箱状の真空チャンバー６と、該真空チャンバー６内を真空にするための真空装置９とから構成されている。

前記容器５は、アーム体４の両端側に回転自在に設けられた支軸（図示せず）に設けられた中空状の容器受け１１に嵌入（回転時に固定した状態で嵌入）されている。

前記駆動モーター２とアーム体４との伝動手段は、通常考えられる駆動手段で、例えば、アーム体４の下端縁部に設けられた歯車（図示せず）と、モーター２に設けられた歯車（図示せず）との螺合で間接的に動力を伝動することも、モーター軸に直接アーム体４を取り付けることも可能であり、またモーターとアーム体４とをベルトを介して伝動することも可能である。

前記容器５の伝動手段も、通常考えられる駆動手段で、例えば、前記支軸の下方側で外嵌固定された自転用プーリー（図示せず）と、アーム体４のモーター２部分近傍で固着された歯車（図示せず）の上方でベアリング（図示せず）を介して回転自在に外嵌された中継プーリー（図示せず）とをベルト（図示せず）を介して伝動することで、前記アーム体４の公転と独立して回転できるように構成する、又は、プーリーとベルトとの代わりに歯車を使用することで伝達することも可能である。

前記自転制御装置７は、例えば、パウダーブレーキ等で構成され、前記の中継プーリーの下方側に一体的に固定された歯車（図示せず）に螺合する自転用歯車（図示せず）をパウダーブレーキ等で制御することで中継プーリーの回転を制御することで、容器５の自転を制御する装置等が考えられる。

前記真空チャンバー６内で容器５の近傍には、容器５内に収納された溶剤の温度を検知する温度検知手段として、例えば電子温度センサー２０が、前記溶剤に非接地の状態で設けられている。尚、電子温度センサー２０は容器５内に接地することも可能である。

前記真空手段９は、真空チャンバー６の側壁に配管２１を介して設けられた真空制御バルブ２２と該真空制御バルブ２２に連結された真空ポンプ２３と、真空チャンバー６の側壁に他の配管２４を介して設けられた真空破壊バルブ２５と、真空チャンバー６の側壁に設けられた真空センサー２６と、真空制御バルブ２２、真空ポンプ２３、真空破壊バルブ２５、真空センサー２６に電気的に配線された真空制御部２７とから構成されている。

前記真空制御部２７では、真空チャンバー６内の真空度の設定、真空度の表示等、真空の制御を行う容易に行うことが可能である。

また、図示していないが、前記アーム体４の近傍には、検知手段としてのセンサーが設けられ、該センサーにより、アーム体４の回転数（容器５の公転数）、容器５の自転数を検知することが可能である。

前記センサーによる容器５の公転数、自転数の検知、電子温度センサー２０による温度の検知を表示し、及び容器５の公転数、自転数を制御するための制御盤（図示せず）が連結されている。

次に、上記構成の脱泡・攪拌装置１を使用する場合について説明する。

準備として、攪拌・脱泡する溶剤の種類等に応じて大気圧中での容器５の公転数、自転数を制御盤に入力し、真空圧下での溶剤の種類等に応じて、該溶剤が一定の温度に上昇した場合の自転数、及び公転数を予め制御盤に設定する。この際の、自転数、及び公転数の設定は、公転数を一定状態にする場合、公転数を段階的に減少する場合、又は自転数を停止する場合、自転数を段階的に減少する場合、及びこれらを組み合わせる場合等種々の対応が可能となる。

先ず、自動制御装置７としてのパウダーブレーキにかける電圧を０にして容器５の回転をフリーの状態にした後、溶剤の収納された容器５を容器受け１１に収納し、駆動モーター２を駆動することで、アーム体４のみを回転（容器５を公転）する。

これにより、容器５内の溶剤は、アーム体４の回転による遠心力により容器５の内周面の外側に押圧されながら移動するとともに、溶剤中に混入された気泡が容器５の内方向に押し出されて溶剤の脱泡を行うことができることとなる。

次に、自動制御装置７としてのパウダーブレーキに電圧を加えて容器５の回転数を制限してアーム体４の回転数に比しその回転数を減少させる。

これにより、容器５内の溶剤はアーム体４の回転により脱泡されるとともに、容器５の自転により溶剤にラセン状の移動を生じさせて溶剤の攪拌を行うことができる。

この際、容器５の自転数は自動制御装置７としてのパウダーブレーキにかける電圧により段階的な調整を行うことができる。

また、溶剤の種類により、さらなる精度の高い脱泡を行う必要がある場合は、上記のように大気圧下で容器５を自転するとともに、アーム体４を回転することで容器５を公転し、その自転数、公転数をそれぞれセンサーにより検知し、制御盤に予め設定された数値に到達すると、真空チャンバー６内を真空の状態にすることとなる。真空チャンバー６内の真空状態は、真空制御部２７で予め設定された（溶剤毎により設定されている）所望の時間、設定された真空度で行われる。

真空チャンバー６内の真空は、容器５が一定状態で回転し所定の時間経過後、又は容器５が一定の自転数、又は公転数に達すると同時に、真空ポンプ２３に配管２２を介して連結した真空制御バルブ２２が作動（開閉）し真空センサー２６で検知しながら、真空チャンバー６内を設定された真空度とし、且つその真空度で一定時間設定されることとなる。尚、真空度等は溶剤の種類（粘度等）により、また溶剤の使用目的に応じて自在に設定可能である。

そして、真空状態で容器５を自転、公転しながら、容器５内の溶剤の温度が一定の温度までの上昇するのを、真空チャンバー６内に非接地の状態で設けられている電子温度センサー２０で検知し、温度が一定の温度までの上昇すると、容器５の自転数のみ、又は容器５の公転数のみ、又は容器５の自転数と容器５の公転数を現状の回転数より減少すること（又は、容器５の自転数のみ減少し、容器５の公転数を増加する、又は容器５の自転数のみ減少、増加を繰り返す、又は容器５の自転数と容器５の公転数とを連動しながら減少、増加する等の各種の制御をすること）、温度の上昇を抑えることができる。この際、容器５の自転数、又は、／及び容器５の公転数は、現状の回転数より減少、増加等を順次繰り返えす等、複雑な制御をすることでさらなる、溶剤の脱泡の精度を上げることも可能である。要は、溶剤の種類、状態に応じて、最適な制御（容器５の自転数、又は、／及び容器５の公転数を種々に変更（増減）する等微調整しながらの制御、又は独立して制御）を行うことができる。この際、同時に真空度、真空状態での時間も制御（真空度を下げる、又は上げる、時間の短縮等）することでさらに、脱泡の精度等を微調整することができることとなる。

その後、真空破壊バルブ２５を開き、真空チャンバー６内の真空を解除し、容器５を真空チャンバー６内より取り出すことで精度の高い脱泡の行われた溶剤を製造することができることとなる。

このように、真空状態を制御するとともに、真空状態で、容器５の自転数、容器５の公転数を検知して、該容器５の自転数、容器５の公転数を独立して制御することで、溶剤の脱泡作用の精度をさらに高め、従来にない精度の高い脱泡作用を簡易な作業工程で行うことが可能となった。

又、上記実施例では、制御盤を設けることで予めすべての数値（真空度、真空圧をかける時間、容器５の自転数、容器５の公転数、容器５を自転、容器５の公転を行う時間、溶剤の温度、温度上昇に伴う容器５の公転数容器５を自転数の制御（増減）等）を設定したが、制御盤を設けることは必須の条件でなく、例えば、前記数値のみをデジタル表記し、該表記を目視して各制御を行うことも当然に可能である。

又、上記実施例の脱泡・攪拌装置１は、アーム体４の回転駆動、容器５の回転駆動を１個のモーターと、自動制御装置７とで構成したが、本発明の脱泡・攪拌装置の構成はこれに限定されるものでなく、アーム体４の回転駆動、容器５の回転駆動とを、すでに公知（特許第２７１１９６４号公報）のそれぞれ別個のモーター（２個のモーター）で駆動すべく構成することも可能である。即ち、脱泡・攪拌装置において、アーム体４の回転駆動と、容器５の回転駆動とを制御するためには、一個のモーターでアーム体４を回転駆動し、直接的（モーター）な手段と伝達手段とで容器５を回転する、又は間接的（ブレーキ、クラッチ）な手段と伝達手段を介して容器を回転するという構成は、全て同一な構成であり、要は、容器５の公転数と容器５の自転数とをそれぞれ独立して制御できるならよい。

は本発明の装置の一実施例を示す概略説明図。

符号の説明

１…装置本体、４…アーム体、５…容器

Claims

溶剤等を収納する容器を回転し、該容器を支持するアーム体を回転することで容器に収納された溶剤等を攪拌・脱泡する溶剤等の攪拌・脱泡方法であって、容器の公転数、又は容器の公転数及び自転数を制御しながら、容器内の真空状態を制御することを特徴とする溶剤等の攪拌・脱泡方法。
少なくとも容器内を真空にした状態で、容器に収納された溶剤等の温度を検知し、温度の上昇に応じて容器の公転数及び自転数を制御する請求項１記載の溶剤等の攪拌・脱泡方法。
溶剤等を収納する容器と、該容器を支持するアーム体と、伝達手段を介して容器及びアーム体を回転するための駆動源とを備えた溶剤等の攪拌・脱泡装置において、装置本体には、少なくとも容器内を真空状態にするための真空手段と、容器に収納された溶剤等の温度を検知するための検知手段とが設けられていることを特徴とする。