JPH09253472A - 多成分配合溶液の調製方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 配合に使用される粉体成分または液体成分の
母液を配合の直前に調製して、この母液を精密に採取し
て配合溶液を調製する事により、貯蔵期間による経時変
化を受けない新鮮な母液を用いたで完全自動化された配
合溶液調製方法を提供することを目的とする。 【構成】 配合原料となる粉体または液体成分を用いて
指定された配合処方に対する溶液を調製するに当たっ
て、配合に使用される各成分を貯蔵して任意の容量を吐
出できる吐出容器を用い、配合処方に対応した濃度と量
の母液を調製をするための成分吐出を行って母液をオー
トディスペンサーを用いて溶解調製し、次に母液採取用
オートディスペンサーを用いて配合処方に従ってこれら
母液の採取と配合調製容器への注入を順次行い、採取母
液の変更に対しては新規のディスペンサーの洗浄、共洗
い方法を用いて切替え処理を行って、順次使用される全
母液による配合を行い、母液調製から配合溶液調製迄の
全行程を連続して自動的に精度良く行う事を特徴として
いる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は主として配合成分として
微量の粉体、液体の両方が使用され且つ複数（単一成分
の場合も含む）の成分が配合される場合の配合溶液調製
を自動的に精度良く迅速に行う方法に関するものであ
る。染料による色合わせ試験における染色試験用染浴の
自動調製、分析における試薬配合、医薬品の配合溶液の
自動調製等広範な用途がある。

【０００２】

【従来の技術】粉体状の成分と液体状の成分を混用して
多成分による配合溶液を自動的に調製する方法はその必
要性が要望されながら技術が未確立で全く行われていな
い。これに関連した技術が最も進んでいるのは染色工業
であるが、それぞれの成分染料の母液の調製は最も進歩
した場合でも半自動的に行われている。この半自動的手
段で調製された染料母液が一般的にはカラーキッチンと
呼ばれる染浴自動調製装置に搭載されて染料母液採取用
ディスペンサーまたはサイフォンによって採取、配合さ
れている。この在来方式のカラーキッチン関係の技術と
しては、特許公報昭５８−１２３８６（倉敷紡績）、特
許公報昭６０−１８３４９、特許公報平６−４３６６３
（住友化学工業）、特許公報昭５６−１５９３４２（日
本エクスラン工業）、等があり現在染色業界では実用化
が進んでいる。なおこれらの技術は主として染色工業に
関係したものであるから以降は染色関係の例を引用して
説明を行う事にする。

【０００３】これらの装置（染浴自動調製装置、カラー
キッチン）は前もって手作業によって調製された多数の
の染料（粉体、液状を問わない）の一定濃度の母液を搭
載し、コンピュータの制御によりディスペンサーまたは
サイフォン等によって容量方式または重量方式による計
量採取と配合を行うものである。ここで使用される染料
の母液を半自動的に調製しこの母液を用いて染色用の染
浴を自動的に調製する方法としては昭和５７年４月２０
日社団法人日本能率協会発行のマイコン応用研究会によ
る「マイコン応用研究報告（ＪＭＡ ＳｐｅｃｉａｌＲ
ｅｐｏｒｔ Ｎｏ．２７ ５３〜６５頁）」に在来の手
作業方式と対比して詳細に紹介されている。この方法は
「粉体原料をおおまかに分取する機構」と「分取し
た粉体を、必要な精度で精密に秤量する機構」と「秤
量した粉体の分取量から、液体の必要量を計算する機
構」と「計算した必要量の液体を、必要な精度で精密
に注入する機構」によって構成される。これらの方式は
半自動的な方法であって、スパチュラ等でおおまかに分
取された染料を自動秤量し、以後の自動的溶解希釈法に
よる母液の調製から配合処方に対応した母液の自動採
取、配合迄の操作をコンピュータによる自動制御によっ
て行う事が出来る装置を用いて染色試験用の染浴を調製
する方法が説明されている。

【０００４】またこの操作の完全に自動化を目指した方
法が特許公報平４−２３２０８として出願されてはいる
が、スパチュラ等を用いた半自動化された方法を主体と
したもののようで、連続して自動的に粉体原料をおおま
かに分取する機構による方法は明確に説明されていない
ために実現はされていないようである。さらに粉体染料
と通常リキッドと呼ばれる液体染料の両方に共通に適用
できる装置や方法は未完成技術であると云う事ができ
る。従って現段階では母液の調製より染浴調製迄の全行
程を連続して自動的に処理する実用化された装置は開発
されていないので、染料の母液調製とこの母液を採取し
て配合する操作は別々の装置で行われているのが実状で
ある。なお、この前段階の母液調製用の半自動化装置に
ついては「母液作成装置」等の名称で一部のカラーキッ
チンのメーカーより販売されている。

【０００５】次に現在のカラーキッチンの最大の問題点
を説明する。染料母液は安定性が極めて悪く安定性が良
いと云われている分散染料の分散液ですら２〜３日の貯
蔵で１０〜２０％の濃度低下を生ずる事が分かってい
る。このため母液は殆ど毎日再調製しなければならず、
貯蔵される数十種の染料母液を毎日再調製する事は非常
に面倒なので、母液の貯蔵を介さずに配合処方に対応し
た重量の染料を粉体状のままで直接使用する方式の装置
の開発が行われて来ている。この種の方法としては、特
開平３−３７５２５（ＣＩＢＡ−ＧＥＩＧＹ）、特開昭
６１−２６９０２２、特開昭６３−２７７１８、２７７
１９（住友化学）、特開平７−２２５１４５、特願平７
−３２９３７９（本出願人）等か見られる。しかし染料
の粉体を直接採取する方式の場合は、最小採取重量が最
も条件の良い場合でも１ｍｇ程度である。染色試験にお
ける極淡色の場合には１ｍｇ以下の細かさも要求される
ので完全な対応が出来ない場合がある。また粉体状態に
おける染料の微量を精密に秤量採取、配合を行うために
は粉体染料の採取段階における採取重量調整のための補
正回数が増加するので、１つの配合に最低３成分の組み
合わせ配合を行うとした場合は３回の採取と、さらに細
かい重量調整段階を必要とするので採取に時間を要する
のが問題となる。例えば１つの配合グループが１６処方
の場合すべてを三原色染料の配合で行う場合、全吐出採
取数は３×１６＝４８となる。各採取に５回程度の重量
補正操作を行うとすると５×４８＝２４０となり２４０
回の採取操作を必要とする。この場合の１回の吐出時間
が秤量時間を含めて２０秒になるとしても採取に要する
時間は２０×２４０＝４８００秒で８０分の長時間とな
り能率が悪い。これを改善するには粉体状における染料
の採取回数を削減する方法を選択する必要がある。この
ために種々検討の結果従来のカラーキッチンに使用され
ている母液方式との組み合わせによる新方式が有利であ
る事を発明した。すなはち使用される個々の染料につい
ては粉体状または液体状の染料について１回だけの秤量
採取を行って、これによって母液を調製して後はこの母
液によって配合染浴を調製する方式である。また母液を
使用する方式では多少の秤量採取の誤差は許容されるの
で、粉体染料の直接採取のように採取精度において１ｍ
ｇ以下という細かい重量調整操作は要求されない。この
ため粉体染料の採取段階における重量補正回数は大幅に
削減出来る。また母液の採取はディスペンサーによる容
量的採取となるので短時間で採取、配合を完了出来る。

【０００６】液体状の染料の場合は表面張力の影響によ
る吐出ノズル開口部に対する液滴付着があり最小の採液
量は０．０２ｍｌ程度になるので直接計量採取方式の場
合は最小吐出量は２０ｍｇ以上になり微量精密な採取に
は適していないので今回の発明の母液による方式が最も
適している。

【０００７】また在来の母液貯蔵方式の装置（カラーキ
ッチン）では同一染料について溶液濃度の異なる複数濃
度段階（例えば１％と０．１％等）の母液を調製して貯
蔵、使用する方式が採用されている。このために装置内
に貯蔵される母液数が増大し装置の貯蔵スペースが増加
し、適用可能な染料数が激減するため多数の染料に対応
するためには母液収容能力を増加する事になり装置全体
が大きくなるため、装置価格、据付け面積等の点で極め
て不利であった。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】染料溶液のように溶液
状態では変質し易い母液を前もって調製、貯蔵しておい
て染浴を自動調製する方式は、現在では母液の安定性に
問題はあるが最も採液精度が良く調製速度も速いので有
効な方法であるとされている。しかし母液の経時変化に
よる変質を考えればこれは全くの気休めで現実には大き
な誤差を生じているのである。また常に一定の溶液濃度
（例えば１％）に固執すると極淡色に対応できないし無
理に対応使用とすると搭載可能な染料の数が激減する事
になる。これの解決方法として必要に応じて必要な濃
度、必要な量の新鮮な母液を染浴調製の都度簡単に自動
調製する方法が開発されれば従来の装置にこれを組合わ
せる事によってこの種の欠点が一挙に解消されて理想的
な調製方法を確立する事が出来る。また採取される染料
が粉体状、液体状の如何を問わず両者が共用出きて、さ
らに極めて微量の採取をも可能とするために、調製され
る母液の濃度が例えば０．０１〜１％などの広い範囲で
自由に選択出来る方法の開発も必要である。

【０００９】

【問題を解決するための手段】本発明は溶液状態におけ
る染料母液の安定性が非常に悪いために問題が多かった
従来の母液貯蔵方式を改良するため、配合に使用される
染料の母液を使用直前に使用成分数、使用量および必要
とする染浴調製濃度に応じて自動的に必要とする採取重
量を決定し、この時の配合グループだけに対応する母液
を染浴調製直前に調製するという方法を確立するもので
ある。配合に使用される母液の調製が必要に応じて極め
て容易に迅速に行えるなら、必要な時に必要な種類だけ
の母液を調製すれば良く、従来より使用されてきたカラ
ーキッチン方式の場合のように長時間の貯蔵による経時
変化で分解、変質が進んだ母液を誤って使用した場合の
調製誤差の発生を防止し、また使用頻度が非常に少ない
成分については必要な時にだけ調製すればよく、使用し
ない染料の母液までも無駄に再調製を繰り返すという非
能率も防止する事が出きる。

【００１０】このように常に新鮮な母液が必要に応じて
調製、供給される方式が簡単に実施出来る事により従来
のカラーキッチンの方式の欠点が一挙に解決される。こ
れを実現するためには最初の染料の分取段階で従来の方
式のように単に一定重量をおおまかに分取するのでなく
実用上差し支えない誤差範囲で正確に分取する技術の確
立が必要である。もし正確に分取する事が出来れば調製
された母液の濃度は１％、０．１％、０．０１％等の広
範囲の濃度水準を与える事が可能となり、また調製後直
ちに使用されるため母液の分解の影響も受けないばかり
でなく母液の採取、配合精度も著しく向上する効果もあ
る。この技術が確立すれば在来の母液貯蔵タイプのカラ
ーキッチンの母液採取機構と組み合わせて能率良く多成
分配合溶液を調製する事が出来るようになる。

【００１１】

【作用】この発明によれば、粉体状、液体状の成分（染
料他）を用いて常時必要に応じて配合処方に対応した各
成分について最適濃度の母液を調製し、常に経時変化の
影響を受けていない新鮮な母液を使用した配合溶液を調
製する事が出来るので、主として実験室における配合溶
液の調製作業の能率と精度を大幅に向上する事が出来
る。

【００１２】

【実施例】図１に本発明に使用される粉体染料の計量吐
出容器の縦断面図により構造を示す。容器の中心に縦方
向に下部先端より上部に進むに従って凹み空間２の容積
が段階的に増加する多段階計量升軸１を垂直方向に往復
駆動出来るように取り付けられている。凹み空間２は本
実施例では５箇所で下端部より順次空間容積が０．００
１ｍｌ、０．００５ｍｌ、０．０２５ｍｌ、０．１２５
ｍｌ、０．６２５ｍｌになるように１段階の容量比は５
倍になるようになっている。該多段階計量升軸１は図３
に示す外部の上方にある上下動駆動装置３４、３５によ
って吐出容量に対応する突出長と駆動回数による往復駆
動が与えられるようになっている。多段階計量升軸１が
吐出容器内の上死点に位置する時は攪拌用ブラシ３によ
り分散化された状態の粉体染料がこの各凹み空間２に供
給される。全凹み空間容積の合計は０．７８１ｍｌであ
り最大ストロークで１往復駆動すると嵩比重が０．４の
染料の場合は約０．３ｇが吐出される事になる。溶液濃
度１％の染料母液を５００ｍｌ調製する場合は５ｇの染
料吐出が必要であるから該多段階計量升軸１の全凹み空
間が外部に突出する駆動幅で、１６回往復駆動すると凹
み空間２によって外部に切出し吐出される染料が約５ｇ
になる。また０．１％の母液を調製する場合は０．５ｇ
の染料の採取が必要で、この容積は１．２５ｍｌである
から、５段階の全幅駆動を１回（０．７８１ｍｌ）と４
段階目迄の幅の駆動を３回（０．４６８ｍｌ）行えば合
計容積が１．２４９ｍｌとなり目的を達する。なお実際
の配合溶液調製段階におけるロスを考えて２０％程度過
剰に採取しておく事が推奨される。またこれらの凹み空
間は５段階の必要は無く、採取容量範囲と要求される採
取精度に応じて適宜変更して製作する事が出来る。

【００１３】また粉体はその時の状態で嵩比重は変動す
るから、実際には吐出重量が変動するので確認のため吐
出重量を電子天秤で秤量して確認しなければならない。
もし秤量の結果不足があれば補正吐出を行って不足分を
補充する。過大の場合は母液濃度が高くなるので溶液濃
度に関する補正ファクターを求めて配合溶液調製時の母
液採取量を調整する。このようにすれば母液調製の場合
１０％程度の不足は許容されると考えて良い。

【００１４】粉体を扱う場合に最も問題になるのは固化
現象である。固化が発生すると粉体の吐出が不能となり
装置は機能を停止する。この対策として本実施例では容
器外よりの磁力誘導により容器内の攪拌用ブラシ３を回
転させて多段階計量升軸１の凹み空間２の周辺の固化し
た粉体を再分散させる方式のものを採用している。すな
はち外部のカップリングマグネット４を回転し、対向す
る内部のカップリングマグネット５を磁気誘導で回転さ
せる方法で、内部のマグネット５が取付けてある中空軸
６の内面には攪拌用ブラシ３が植毛されている。これに
よって多段階計量升軸１の凹み空間は常に掃除が行われ
分散化された粉体が供給されている。

【００１５】図２に液体状の染料の吐出容器の構造を示
す。容器部分の形状、寸法は粉体の吐出容器と同一にし
て共通の移送装置に使用できるように配慮してある。１
１は液体貯蔵容器で下部にはシリンダー１２による吐出
ポンプが取り付けられている。また蓋１３にはスプリン
グ１４の作用で上死点に復帰する上下動方式の攪拌器１
５が取り付けられている。前記粉体染料の計量吐出容器
における多段階計量升軸の駆動装置３４、３５はこの攪
拌器１５の上下動駆動装置を兼ねている。この上下方向
の攪拌作用で貯蔵されている液体染料の均一化が行なわ
れる。

【００１６】下部に設けた吐出ポンプは２ヶの逆止弁１
６、１７により下方向に液体を送る往復ピストン方式の
ものでピストン１８の中心部に液の通路１９を通し、吐
出液はこの中を通って下部に移動して吐出される。ピス
トン１８は強磁性の材料によって製作されており、外部
の駆動用円筒状磁石２０を吐出容量に対応した幅で上下
に駆動する事によって採取容量に対応した液体染料を吐
出する。ピストン１８の下端部分は液体を横方向に流動
させる方式にし、下端の先端部は円錐状にしてシリンダ
ーの吐出口に密着出来るようにしてあるので該ピストン
１８が最下端にある時は吐出口を閉止し、液体の漏洩、
蒸発を防止し、またシリンダー部の最下端にある吐出口
の先端はテーパーが付けられていてピストン１８の下部
の円錐形の部分が組み合わされて先の尖った状態とな
り、液切れが良く液の溜りや付着を最小限度に止めてい
る。この吐出ポンプは駆動用円筒状磁石２０を図３に示
す垂直方向の直動装置３８におけるパルスモータ３６の
制御によって駆動される。この直動装置３８の上下駆動
幅を採取液量に対応して調整して駆動する事によって任
意の容量の液体染料を吐出する事が出来る。本実施例で
はこの直動装置３８が粉体吐出容器と共用される方式を
採用して構造の簡略化をはかっている。

【００１７】図３に本実施例に用いられている粉体染料
吐出容器３０、３０’と液体染料吐出容器３１、３１’
により染料を吐出、採取、秤量する機構を示す。各染料
吐出容器を搭載する移送装置（Ａ）３２および採取容器
４１を搭載する移送装置（Ｂ）４８用として２つのター
ンテーブルを用い、これらを独立して個別に回転駆動さ
せる二重軸駆動方式を採用した基本構成を示したもので
ある。染料を収容した多数の染料吐出容器３０、３１を
移送装置（Ａ）３２の所定番地の位置に取り付ける。こ
の実施例は粉体染料用と液体染料用の吐出容器が混在し
た例で、ターンテーブル３２の内側に液体染料用吐出容
器３１を、外側に粉体染料用の吐出容器３０を搭載して
いる。図３では染料の採取位置には粉体用の吐出容器３
０が位置している状態が示されている。液体用の吐出容
器３１を使用する場合はエアシリンダを用いた押出し装
置４９によって内側の吐出容器を外側にスライドさせる
のである。このような構造を採用する事によりターンテ
ーブル（Ａ）３２の染料収容数を２倍に増加させる事が
出来る。本実施例ではターンテーブ３２の内外層各１６
品目の染料が搭載されるので３２品目の搭載が可能とな
る。

【００１８】採取位置の上部には上下動用の駆動装置３
４、３５が設けられていて図１で示した多段階計量升軸
１を採取粉体容量に応じた上下動幅で駆動し粉体染料の
計量吐出を行い、また図２で示した液体染料の攪拌装置
１５を駆動して液体染料の攪拌を行うという２つの機能
を持たせている。この上下動駆動装置はエアシリンダ３
４と駆動幅設定用の４個のカムブロック３５によって構
成される。採取容量に対応したエアシリンダ３４のスト
ローク幅を設定するカムブロックを選択して駆動軸方向
に押し出してエアシリンダのストッパーとする事により
任意の容量段階の染料採取が可能となる。また粉体染料
の場合は固化防止のためカップリングマグネット４、５
により攪拌用ブラシ３を回転駆動して容器内部を攪拌す
るが、この攪拌動力の伝達は２台のパルスモータ３６、
３７を用いた昇降攪拌装置３８によって行われる。先ず
パルスモータ３６によって回転するボールスクリュー３
９によってカップリングマグネット回転用パルスモータ
３７を取り付けた回転装置４５を上昇させてカップリン
グマグネットのクラッチ接続を行い、次いでパルスモー
ター３７によって攪拌のための回転を行わせる。これに
よって多段階計量升軸１の凹み空間２の周辺の固化粉体
が再分散化され該軸の凹み空間２に供給される。この状
態でエアシリンダ３４を作動させて凹み空間の段階的容
量に対応した粉体染料が外部に切り出されて下部にある
採取容器４１の中に吐出する。

【００１９】この吐出された粉体染料は採取位置におい
て採取容器４１の移送装置であるターンテーブル（Ｂ）
４０によって採取位置に搬送されている採取容器４１に
よって採取される。このターンテーブル（Ｂ）４０の採
取位置の下には採取された染料の重量を採取容器（風袋
に相当する）４１を含めて秤量するための電子天秤４３
があり昇降装置４２の上に取り付けられている。先ず採
取容器４１が採取位置に搬送、固定された時点で電子天
秤４３は昇降装置４２によって上昇し採取容器４１を下
から突き上げて風袋の秤量を行い、次に染料の吐出後に
秤量し風袋補正を行って吐出された染料の重量を測定す
る。吐出された染料の重量が目標値に達しない場合は目
標値に達するまで補正吐出を反復する。

【００２０】液体用吐出容器３１は本実施例の場合は吐
出容器移送用ターンテーブル３２の内側にあるのでター
ンテーブルの採取位置において押し出し装置５０によっ
て外側に押し出して外側の粉体吐出容器３０と置換す
る。ターンテーブルの同一回転角の位置にある吐出容器
３０、３１は共通のスライドホルダー４４に取り付けら
れているので、当然として粉体用吐出容器３０はターン
テーブルの外側の位置に押し出されている。次にパルス
モーター３６によって上下動を与える昇降装置３８に取
り付けられたカップリングマグネット回転装置４５の回
転を停止した状態で、上昇せしめ該マグネット４６に接
触した点を基準点として、採取する液体染料の容量に対
応する上昇下降幅を設定して上下駆動を反復して目標重
量に対応する液体染料を吐出させる。液体染料用の吐出
容器３１の下部に設置されているピストン方式のポンプ
は吐出液量をパルスモーターによって連続的な値で設定
できるので、図２に示すピストン１８の往復駆動幅と駆
動回数の設定は簡単に行う事が出来る。

【００２１】１つの染料について吐出、採取が終われば
吐出容器用のターンテーブル３２を駆動し次の順番の染
料吐出容器３０または３１を採取位置に送り、また下部
の採取容器移送用のターンテーブル４０により採取容器
４１を次の番の採取位置（通常は隣接位置）に移送す
る。この位置で次の成分の採取を行う。この操作を反復
して配合処方に含まれている全成分の個別採取を完了す
る。

【００２２】配合グループに使用される全部の染料成分
について吐出、採取が完了したら溶解、分散による母液
調製段階に移る。通常はこの操作は隣接する別の装置を
用いる事が望ましいが、母液調製の段階は採取用容器４
１の移送装置（Ｂ）４０を共用する事も不可能ではな
い。ここでは別個の移送装置を用いる方法について説明
する。採取容器４１を採取位置よりターンテーブル４０
が半回転（１８０゜）した位置において押し出し装置４
９を用いて隣接する溶解用移送装置（Ｃ）４８にスライ
ドさせて搬送させる。この溶解用移送装置（Ｃ）４８の
上に採取された順番に従ってグループの配合に使用され
る全染料の採取容器が搭載される。

【００２３】移送が完了すると母液調製を行い、次いで
配合処方に対応する母液採取と配合溶液調製段階に入
る。図５はこの操作を説明したものである。吐出、採取
された染料が入った各採取容器が母液移送装置（Ｃ）４
８に移送されると、その都度フルスケール容量が１００
ｍｌの大型ディスペンサー７０を用いて一定量の溶媒を
注入して溶解、分散を行って母液を調製する。なおこの
場合例えば５００ｍｌの母液を調製する場合はディスペ
ンサー７０を５回作動させて注入するようにする方式が
用いられる。溶媒としては水溶性の染料の場合は最初に
熱湯を１００ｍｌ注加して溶解させ、次いで冷水４００
ｍｌを所定の液量（５００ｍｌ）になるように追加して
溶液濃度の調整を行う。また分散染料のように水に溶解
せず分散状態となるものについては先ず冷水を１００ｍ
ｌ注加して湿潤、攪拌、分散させ、次いで冷水４００ｍ
ｌ注加して総量を５００ｍｌにするのである。

【００２４】この場合母液の溶液濃度が染料の採取誤差
によって僅かに変動する事があるから実際の採取重量と
目標採取重量の比を求めて補正ファクターを設定する。
この補正ファクターは次の母液採取、配合段階において
母液の採取量を微調整するために使用されるものであ
る。また液体染料の場合は一定量の溶媒を加えて溶解、
を行った場合は液体染料が含有する液体成分の影響で容
量が増加するのでこれの補正係数も必要である。なお採
取容器は図３の右側の採取用の移送装置（Ｂ）４０より
順次母液移送装置（Ｃ）４８に送られてくるので、母液
調製はこの順番に従って順次行われる。全容器について
母液調製が終了したら次の母液採取、配合段階に入る。

【００２５】配合溶液調製容器７５を配合溶液調製容器
用の移送装置（Ｄ）４９によって順次母液注加位置に搬
送し、各配合処方に従って配合成分の母液の必要量をオ
ートディスペンサーによって採取し配合溶液調製容器に
注入して行く。この時に使用されるオートディスペンサ
ーの代表的構成を図４に示す。これは母液採取スケール
にマッチした容量を持つ通常のタイプのディスペンサー
６０、ディスペンサーのピストンのストローク幅を採取
液量に対応して駆動するエアシリンダ６５、該エアシリ
ンダ６５の振幅を設定するストッパー６６、ストッパー
６６の位置決めを行うスクリュー６４の回転制御をする
パルスモーター６３などによって構成される。またディ
スペンサー６０としてはフルスケールの容量が異なる複
数のものを用い、採取量の範囲によって適宜切り替えら
れるものが望ましいので、例えばピストン６７の作動フ
ルスケール容量が１０ｍｌと１ｍｌの２種類を使用して
５ｍｌ以上の採液量に対しては１０ｍｌのディスペンサ
ーを使用し、５ｍｌ以下の採液量に対してはフルスケー
ル容量が１ｍｌのものを使用する等である。

【００２６】図５は図４に示すオートディスペンサーを
用いて母液の調製より配合染浴の調製迄の行程を示した
ものである。これにより配合染浴の調製方法を具体的に
説明する。装置内には母液調製用の大型のディスペンサ
ー（フルスケール１００ｍｌ）７０と染料液母採取用の
小容量ディスペンサー（１０ｍｌ）７２が設置されてい
る。染料吐出容器３０、３１より配合に必要な重量の染
料が採取された採取容器４１が採取容器の移送用ターン
テーブル（Ｂ）４０より母液用ターンテーブル（Ｃ）４
８に順次送られてくる。母液調製のための希釈溶媒注入
用ディスペンサー７０は溶媒槽（通常は水または湯）７
１より溶解、分散に必要な溶媒を採取して母液容器と配
合溶液調製容器７５を切替える２方電磁弁７３の切替え
により採取容器４１にノズル７４を介して注入される。
ここで表示は省略してあるがマグネチックスターラーの
ような攪拌機が使用される。母液調製用ディスペンサー
７０は本実施例ではフルスケール１００ｍｌのものが使
用されているので、５回のフルスケールによる反復駆動
で溶解、分散が行われ、５００ｍｌの母液が調製され
る。なおこのディスペンサーの注入管７４は前述したよ
うに２方電磁弁によって母液用注入管７４と配合溶液調
製容器７５の注入管７６の２つの経路が選択出来るよう
になっている。なおこの段階では既に実際の染料採取重
量や液体染料の容量による液量増加に対する補正係数が
求められている。

【００２７】全部の採取容器４１に対する溶媒注入が終
了して母液が調製されると実際の染料配合溶液調製の段
階に入る。ここで母液採取用のディスペンサー７２内部
はすでに洗浄されているものとする。配合処方に対する
コンピュータの制御に従って染料母液を選択して採取位
置に搬送して、先ずディペンサー７２のシリンダー内に
残留水分を共洗いによって除去する。このために洗浄管
７６の中を貫通している母液採液管７７を押し出して先
端を母液４１の中に挿入する。これがＡの状態で、採液
と共洗いのモードである。この母液採液管７７を介して
ディスペンサー７２は母液を吸入する。この共洗いモー
ドの時はディスペンサー７２の吐出口は８３は排水受７
８の位置にあるようにする。ディスペンサー７２のピス
トンのストローク幅を小さくして数回反復して作動させ
る事によってディスペンサー７２のシリンダ内の水分は
除去されて完全な状態の母液に置換される。共洗いの終
了によりピストンはエアシリンダ６５の作用によって採
取容量０の位置にセットされる。次に図４で説明したパ
ルスモーター６３とスクリュー６４によりストッパー６
６の位置を調整して採取液量を設定してエアシリンダ６
５を作動させて採液／注入を行う。この場合の１ストロ
ークの採液量はこの時の染料の処方による採液量の均等
分割値とし、出来るだけディスペンサーのフルスケール
容量に近い値とする。例えば１０ｍｌのフルスケール容
量を持つディスペンサーを使用して４８ｍｌの母液を採
取する場合には液量を８ｍｌにセットして６回駆動する
というようにする。

【００２８】母液の注入は１つの染料母液についてその
染料を必要とする処方の配合溶液調製容器に順次連続し
て注入す方式が能率がよい。すなはち母液移送用ターン
テーブル（Ｃ）４８が最大で１回転する間に配合溶液調
製容器はこの時の配合に使用される染料数だけ回転する
という方式である。このようにするとディスペンサーの
洗浄／共洗い回数を最低にする事が出来る。

【００２９】本発明の方法のように各染料に対して共通
のディスペンサー７２を使用する場合は採取する染料が
替わった場合に前の染料で使用したディスペンサー７２
を次の他の染料に対して反復使用する時（いわゆる色変
わり）には内部の洗浄と、残存洗浄水を次の染料の母液
と置換するための共洗いが必要となるが、これをスムー
スに実行するためには工夫が必要である。図５によつて
母液切替えにおける洗浄、共洗いの方法を説明する。

【００３０】図５において母液４１は母液の移送用ター
ンテーブル（Ｃ）の上に順番にに搭載されている。この
母液を採取する母液採液管吸７７は洗浄管７６の内部を
貫通しており、洗浄管７６の中をこの管の方向にスライ
ド出来るように取り付けられている。該管は斜め方向よ
り母液４１に挿入出来るように傾斜して取り付けられて
いる。また該洗浄管の下部の口にはスポンジ状の蓋７９
があり、中央には該管が貫通スライド出来る穴があいて
いるので洗浄管７６の中に洗浄水を流入させても下部に
噴出する事は無い。また該洗浄管７６の下部に取り付け
た蓋７９は洗浄管７６が斜めに取り付けられているので
スポンジ状の蓋の出口（吸引ノズルの出口）は母液容器
４１の開口の範囲外にあるため漏れ出した洗浄水が滴下
して母液と混合する事はない。洗浄管７６の下部には給
水管８０が、また上部には排水管８１が取り付けられて
おり洗浄水を循環する。母液採液管吸７７の上部にはゴ
ム管８２が取り付けられておりディスペンサーの吸入口
８３に接続されている。なお２ケ以上のフルスケールの
採液容量が異なるディスペンサーを併用する場合は共通
の吸入用枝管の入り口に接続する。

【００３１】母液による共洗いと母液採取、注入がその
染料を必要とする全配合容器に対して終了したら次の染
料に備えてディスペンサー内の洗浄を行う。洗浄モード
においてはディスペンサーの吐出口８３を排水口７８の
上に置き、母液採液管７７を母液より引き上げて該管７
７の先端の吸入口が洗浄管７６の内部に引き込まれるよ
うにする。この状態は図５のＢであ。洗浄管７６の下部
注水口８０より洗浄水を注入し、上部排水口８１よりオ
ーバーフローによって排水する。この状態でディスペン
サー７２をフルスケールで反復作動させて内部の洗浄を
行い、次に採取される母液４１を採取位置に移送してデ
ィスペンサー７２の注入口を排水口７８に切替えて共洗
いに戻って、この操作を順次反復して配合染浴の調製を
進めて行く。これによって染料の採取、母液の調製、配
合染浴の調製の全行程が連続して自動的に行われるので
ある。

【００３２】配合溶液調製容器７５に対する母液の注入
は１つの染料についてそれを必要とする配合溶液調製容
器７５に対して順次行い、この染料について終了すれば
母液の移送装置（Ｃ）４８を作動させて次の順番の母液
４１に切替えて、この染料を必要とする配合溶液調製容
器７５に順次注入して行くという方式で調製を行うのが
最も能率の良い方法である。

【００３３】全部の配合溶液調製容器７５に対して処方
に対応した容量の母液の注入が終了したら全体の液量を
調整するための溶媒（水等）を注入して調製を終わる。
この場合電磁弁７３によって母液調製用のディスペンサ
ー７０の流路を配合溶液調製容器７５の側に切替えて先
ず１００ｍｌ単位の注入を行い、１００ｍｌに満たない
量は母液採液管７７を引き上げてディスペンサー７２を
洗浄モードにして洗浄管７６に水を循環させて、該ディ
スペンサーの注入管を配合溶液調製容器７５の側に位置
させて微調整のための水を追加して必要な液量に調整す
る。

【００３４】

【発明の効果】以上説明したように本発明の多成分配合
溶液の調製方法は、配合される成分が粉体、液体のどち
らに対しても実験室のスケールにおける配合操作を迅
速、高精度で完全に自動化する事を可能とした。従来の
装置による方法では経時変化の影響を避けるため常に莫
大な手間を掛けて貯蔵される母液を再調製しなければな
らないという大きな問題点があったがこれを解決し、ま
た配合に使用される母液の最適濃度を採取量の水準に対
応して自由に選択出来るので極めて微量の配合にも精度
良く対応出来るという特色を発揮する。また従来のカラ
ーキッチンのように常時高濃度、中濃度、低濃度溶液の
ように複数の溶液濃度段階の母液を貯蔵する必要が無い
ので装置内に貯蔵される母液数も少なくて済み装置の小
型化によりコストも低減も可能となる。これによって従
来の装置の問題点の殆どを解決する事が出来た。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明に使用される粉体成分を貯蔵し任意の
容量の粉体を吐出する容器の縦断面図で構造を説明した
ものである。

【図２】この発明に使用される液体成分を貯蔵し任意の
容量の液体を吐出する容器の縦断面図で構造を説明した
ものである。

【図３】この発明に使用される装置のうち粉体成分と液
体成分について母液調製に必要な量を採取容器に吐出し
て秤量して吐出重量を調整する機構と、必要な量の成分
を採取した採取容器を母液調製機構に移送する迄の行程
を行う機構の部分の前面図である。

【図４】本発明の母液採取および配合の為の注入と配合
溶液の液量の微調製のための溶媒注入に使用されるディ
スペンサーの自動化装置としてのオートディスペンサー
の構成を説明した図である。

【図５】本発明における母液の調製から母液採取、配合
のための注入、母液採取後のディスペンサー洗浄、母液
による共洗いおよび溶媒注入による配合溶液の液量調整
迄の行程を自動的に連続して行う操作系列を説明した図
である。

【符号の説明】

１・・・多段階計量升軸 ２・・・多段階計量升軸の凹み空間 １６・・・液体吐出容器の微量吐出用計量ポンプの吸入
側逆止弁 １７・・・同 上 吐出側逆止弁 １８・・・液体吐出容器の微量吐出用計量ポンプの磁気
作動方式のピストン ３０・・・粉体吐出容器 ３１・・・液体吐出容器 ３２・・・吐出容器の移送装置（Ａ） ３４・・・吐出用駆動装置のエアシリンダ ３５・・・吐出用駆動装置の多段階計量升軸の駆動幅設
定用カムブロック ４０・・・採取容器の移送装置（Ｂ） ４１・・・採取容器 ４３・・・電子天秤 ４６・・・微量吐出用計量ポンプ ４８・・・母液用移送装置（Ｃ） ４９・・・配合溶液調製容器用移送装置（Ｄ） ７０・・・母液調製用注入装置（１００ｍｌディスペン
サー） ７２・・・母液採液用ディスペンサー ７５・・・配合溶液調製容器 ７６・・・ディスペンサー洗浄用洗浄管 ７７・・・母液採液管 ７８・・・排水部 ８３・・・母液注入管

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】多成分配合溶液調製方法の第一段階として
   は、配合調液に使用される粉体、液体の個々の成分を貯
   蔵し外部よりの駆動により任意の採取容量を吐出する機
   構を持つ個別の吐出容器と、これらの吐出容器を固有の
   位置に搭載し制御により採取位置に搬送する移送装置
   （Ａ）と、調製される処方数に対応した数の採取容器を
   固有の位置に搭載し、これらの中より任意の採取容器を
   制御により選択して採取位置に搬送する移送装置（Ｂ）
   と、採取位置において吐出容器より採取重量に対応した
   容量の成分を吐出せしめる駆動装置と、吐出容器より採
   取容器中に吐出採取された成分の重量を採取位置におい
   て電子天秤を用いて正確に計量する秤量装置と、採取重
   量が指定された重量に達しない場合はさらに補正のため
   の吐出を反復して所定の採取重量に調整する手段によっ
   て、調製グループの配合に使用される各成分を個別に正
   確に個別の採取容器に秤量採取する。第二段階として
   は、これらの秤量採取された各成分を収容した採取容器
   を制御により順次母液移送装置（Ｃ）へ搬送する手段
   と、採取容器を制御により母液調製のために溶媒注加位
   置に搬送する母液移送装置（Ｃ）と、溶媒注加位置にお
   いて母液調製に必要な量の溶媒を定量注入して母液を調
   製する注入装置とを用いて各成分個々の母液を調製す
   る。第三段階としては、配合処方数に対応する配合溶液
   調製容器を固有の位置に搭載し制御により母液注加位置
   に搬送する移送装置（Ｄ）と、母液注加位置において逆
   止弁方式の採液用ディスペンサーを使用する母液採取注
   加装置と、使用後のディスペンサーの内部の洗浄、共洗
   いを行うディスペンサー洗浄装置と、配合成分の母液の
   注入終了後にディスペンサーの配管切替えにより配合溶
   液の液量を所定の容量に調整するための溶媒を注加する
   手段とにより、配合処方に合致した配合溶液を調製する
   多成分配合溶液を調製する方法。
2. 【請求項２】第一段階において、粉体成分を貯蔵する容
   器より所定容量の粉体を吐出させる場合、容器内部に取
   り付けられた、下部に複数段階の空間容量が異なった凹
   み空間が与えられた軸で、外部よりの駆動によって上下
   に往復駆動する多段階計量升軸を用い、該軸の突出長の
   段階と往復駆動回数の組合わせ設定によって任意の容量
   の粉体成分を外部に切出して吐出するようにした粉体吐
   出容器を用いた請求項１の多成分配合溶液を調製する方
   法。
3. 【請求項３】第一段階において、液体成分を貯蔵する容
   器より任意の量の液体を吐出させる場合、容器の下部に
   設けられた外部磁力によって小径のピストンが往復駆動
   する方式の微量吐出用計量ポンプを用い、該ピストン内
   部に吐出方向に対してのみ液体を通過させる逆止弁を設
   置し、このピストンの往復駆動幅を制御により設定して
   往復駆動幅と往復駆動回数の組合わせの設定により任意
   の容量の液体成分を吐出するようにされた液体吐出容器
   を用いた請求項１の多成分配合溶液を調製する方法。
4. 【請求項４】母液の吸入採取と配合溶液調製容器への注
   入によって配合を行う場合、吸入側と注入側に逆止弁を
   用いる方式のディスペンサーを使用し、ディスペンサー
   の吸入口にゴム管等で接続された母液採液管が斜めの角
   度で取り付けられた円筒状の洗浄管内部を該管と平行に
   貫通スライドするように構成し、母液による共洗い、
   母液の採取と注入、注入終了後のディスペンサー内
   部の洗浄、次の母液への切り替えの各操作において、
   先ずの母液による共洗い段階では母液採液管を洗浄管
   内より外部に押し出して母液中に挿入し、注入管の部分
   を排水部に位置させ、該ディスペンサーを数回往復駆動
   せしめて共洗いを行い、の母液採取段階では注入管の
   部分を配合溶液調製容器上の注入位置に移動させてディ
   スペンサーの作動により配合処方に対応した容量の母液
   の注入配合を行い、の洗浄段階では母液採液管の先端
   の吸入口が洗浄管内の洗浄液を吸入出来る位置に後退さ
   せ、注入管を排水部に位置せしめ、該洗浄管内部に洗浄
   液を流入させながらディスペンサーを作動させて洗浄液
   の吸入、排出を反復させて前回に採取した時の残留母液
   を完全に洗浄除去して１つの母液に対する注入サイクル
   を終了する。の次の注入サイクルに入って前記と同様
   にディスペンサーの母液採液管を移送装（Ｃ）によって
   採取位置に搬送されてきた母液中に押し出して挿入し前
   記の共洗い以降の操作を反復して母液の採取注入を順次
   行なって行く方式による請求項１の多成分配合溶液を調
   製する方法。