JPH10153300A - 液状体供給装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は外気に触れることなく、低い剪断力
で高粘度の液状体を定量的に供給できる液状体供給装置
を提供する。 【解決手段】 使用圧力で体積変化の生じない密閉され
た外装体と、その内部に収容され圧力によって変形可能
な密閉された液状体充填容器を有し、液状体充填容器に
は、外装体を貫通して外部に導出された液状体導出管が
連結され、外装体には作動液を注入する作動液注入口が
形成されてなり、かつ、液状体充填容器と外装体との空
隙は作動液で満たされると共に、作動液の注入又は断面
が一定の棒状体の挿入によって液状体充填容器を加圧し
て液状体を外部に導出するようにした液状体供給装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、外気に触れること
なく、低い剪断力で高粘度の液状体を定量的に供給でき
る液状体供給装置に関する。特に、浸蝕性の強い液状
体、あるいは、剪断力によって反応が生じるような反応
性の高い液状体の供給に適する液状体供給装置を提供す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、紫外線硬化樹脂あるいは熱硬化性
樹脂を塗布あるいは注型するために、連続的又は断続的
に、かつ定量的に供給することが行なわれている。しか
し、紫外線硬化性樹脂あるいは熱硬化性樹脂は重合開始
剤等が添加され反応性が高められた状態で使用されるた
め、送給の際に剪断力を加えると硬化してゲル化し、い
わゆるぶつが発生して均一で欠陥のない塗膜の形成、あ
るいは、注型ができなくなる問題がある。また、腐蝕性
の強い液状体あるいは溶解力の強い溶媒をポンプで送給
する場合には、ポンプの摺動部のシール性と耐浸蝕性を
両立させる必要がある。

【０００３】一方、液状体の送給用ポンプとしては、従
来、翼の回転運動を液状体の送り運動に変換するポン
プ、ポンプ室内容積を変化させることによって液を送給
するポンプ、あるいはポンプ室内の液状体を回転体によ
って前方へ絞り出すようにして送給するポンプが使用さ
れている。しかし、これ等のポンプはいずれも翼と液状
体間、あるいは、固定部と回転又は往復動をする移動体
間の相対運動が大きく、翼あるいは移動体に接触する液
状体に大きな剪断力が発生し反応性の高い硬化性樹脂を
ポンプで圧送すると硬化が生じゲルが発生するおそれが
ある。また、これ等のポンプは摺動部分を有するため腐
蝕性あるいは溶解力の強い液状体を送給するときは、摺
動部のシール部材として耐浸蝕性の優れた材質を用いて
シール性を確保することに難しい問題があった。

【０００４】更に、従来のポンプを用いて高粘度の液状
体を送給する場合、吐出側は吐出圧の高いポンプを用い
ることによって連続的に送給することができるが、ポン
プの吸引側はキャビティーが発生して液状体の送給が不
安定となる問題がある。これを防ぐため、一般に、液状
体を貯留する貯留槽を高所に設置してその位置エネルギ
ーを利用するか、貯留槽に内圧を付与するなどの手段が
行なわれているが、粘度の極めて高い液状体の場合は、
太い配管を必要とし、また、貯留槽に空気圧を作用させ
ると、圧力に比例して空気の溶解量が増加するため、ポ
ンプから吐出された液が配管端部から流出して圧力が大
気圧に戻ったとき過剰に溶解した空気が気泡となり、吐
出された液で塗膜を形成する場合は、膜中に泡が残る問
題があった。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は外気に触れる
ことなく、低い剪断力で高粘度の液状体を定量的に供給
できる液状体供給装置を提供することにある。また、高
粘度の液状体を高圧で送給する場合にも空気の溶解が増
加することのない液状体供給装置を提供することにあ
る。特に、浸蝕性の強い液状体、あるいは剪断力によっ
て反応が生じるような反応性の高い液状体の供給に適す
る液状体供給装置を提供するものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するためになされたものであり、その要旨は、使用圧力
で体積変化の生じない密閉された外装体と、その内部に
収容され圧力によって変形可能な密閉された液状体充填
容器を有し、液状体充填容器には、外装体を貫通して外
部に導出された液状体導出管が連結され、外装体には作
動液を注入する作動液注入口が形成されてなり、かつ、
液状体充填容器と外装体との空隙は作動液で満たされる
と共に、作動液の注入又は断面が一定の棒状体の挿入に
よって液状体充填容器を加圧して液状体を外部に導出す
るようにされた液状体供給装置を提供するものである。

【０００７】

【発明の実施の形態】本発明液状体供給装置１は、図１
に示すように外装体２を有している。外装体２は、内部
に液状体充填容器３と作動液４を収容し、作動液４の圧
力を液状体充填容器に作用させるもので、作動液４の注
入によって伸びの生じない材料であれば可撓性材料によ
るものであっても剛性材料によるものであってもよい。
塗装用装置への取付け、あるいは、作動液４の注入に対
する内部圧力上昇の応答性の点から剛性材料が最適であ
るが、伸びのない材料であれば可撓性材料を用いること
もできる。図１においては、剛性の外装体２を示してお
り、鉄、銅、アルミニウム、ステンレススチール等を用
いることができる。また、ポリカーボネート、不飽和ポ
リエステル、ＦＲＰ等の合成樹脂を用いることもでき
る。内圧は、液状体充填容器３内の液状体をその圧力で
絞り出して導出できる圧力とされ、外装体２は、その圧
力によって体積変化のない材質、構造とされる。

【０００８】また、外装体２の内部には、液状体充填容
器３が内装されており、液状体充填容器３としては、作
動液４の圧力によって押し潰されて液状体が絞り出され
るように容積が変化する構造とされ、可撓性材料による
袋状体あるいは肉薄の容器が用いられる。使用する材質
としては、液状体に浸蝕されないものであればよく、ポ
リエチレン、ポリプロピンレン、ポリエステル、ポリア
ミド等の熱可塑性樹脂のシート、フィルム、あるいはこ
れ等の積層体を超音波ウエルダー、ヒートシーラー等で
融着することによって製造することができる。

【０００９】また、充填される液状体によっては空気の
接触あるいは空気の溶解を防止する必要がある場合があ
り、この場合には、ポリエステル、ポリアミド等のガス
バリヤー性の優れた材料を用いて成形するか、ガスバリ
ヤー性の優れた材料とヒートシール性に優れた材料とを
積層して用いることができる。液状体充填容器３をガス
バリヤー性とする場合は、該充填容器３を形成する材料
として、ガス透過率１．０×１０^-10 ｃｍ³ ・ｃｍ／ｃ
ｍＨｇ・ｓｅｃ・ｃｍ ² 以下、好ましくは０．１×１０
^-10 ｃｍ³ ・ｃｍ／ｃｍＨｇ・ｓｅｃ・ｃｍ²以下のフ
ィルムを使用することが望ましい。本発明においてガス
透過率とは、それが積層体であるときは、積層された複
合体のガス（空気）透過率を表わす。

【００１０】液状体充填容器３は、ヒートシール性、耐
蝕性及びガスバリヤー性を配慮すれば、液状体に対する
耐蝕性とヒートシール性を有する材質を少なくとも最内
層として、これにガスバリヤー性のある材質と必要に応
じて強靱性のある材質を一層または二層以上積層したも
のが好ましい。また、液状体充填容器３は、図２に示す
ように瓶状の容器とすることもでき、この場合は前述の
合成樹脂を中空成形することによって得ることができ
る。液状体充填容器３には液状体を外部に導出する液状
体導出管５が連結され、外装体２の壁を貫通して外装体
２の外部に導かれている。液状体充填容器３と液状体導
出管５は漏れのないように連結されることが必要であ
る。液状体充填容器３と液状体導出管５の連結は例えば
図３に示すパネル型ジョイント６を用いることができ
る。

【００１１】パネル型ジョイント６は、中央部に鍔７を
有する管状連結具８を液状体充填容器３を構成するフィ
ルム９に開設された穴部にＯリング１０、１１と共に挿
入した後、ナット１２で締付ける事によって液状体充填
容器３と結合され、液状体導出管５はフェルール１３、
袋ナット１４で結合される。パネル型ジョイント６は、
液状体を充填して封じるためにコック（図示せず）を併
設していることが望ましい。図１図３においては、下方
にも第２のフェルール１５、袋ナット１６を用いて液状
体導出管５を下方に延長して、液状体が少量となったと
きに下部の液状体が導出できなくなることを回避するよ
うにされている。なお、液状体導出管５を取付けるため
の液状体充填容器３の開口は、加熱された環状のホット
ナイフを押し当てて開設することによって、フィルムの
開口の周囲に環状のビードが形成され補強された開口を
得ることができる。

【００１２】液状体充填容器３に連結された液状体導出
管５は外装体２の壁を貫通して外部に導かれバルブ２０
を介して外部に開口している。液状体導出管５を外部に
導き出すための外装体２の壁との連結は図３と同様のパ
ネル型ジョイント２７を使用することができる。また、
液状体充填容器３には内部の空気の脱気、あるいは密封
性の試験を行なうためのコック付口金を有する空気孔１
９が設けられている。液状体充填容器３の製法は特に限
定されないが、液状体充填容器３を製造するフィルムに
予めパネルジョイント６及び空気孔１９の口金を取付け
た後、一辺を開放した状態の袋を製袋し、液状体を充填
した後、開放された辺をシールするのが一般的である。

【００１３】外装体２は、外装体本体２ａと蓋体２ｂを
有しボルト２１、２１で密封されるようになっている。
蓋体２ｂには、外装体２と液状体充填容器３間の空隙に
作動液４を注入して外装体２内を加圧して液状体充填容
器３中の液状体を外部に導出させるための注入口２２と
空気抜き２３を有しており、注入口２２は、作動液４を
注入するためのポンプ２４を介して作動液貯留タンク２
５に連結されている。２６はポンプ２４を駆動するため
の駆動モーターである。作動液４を注入するためのポン
プ２４としては、液状体充填容器３中の液状体が液状体
導出管５を通して外部に流出する際の液流量に対する圧
力損失に見合う吐出圧のあるものであればいかなるもの
でもよいが、通常、定量性を有し脈動の極力少ないもの
が用いられる。

【００１４】かかる液状体供給装置１を用いて液状体を
供給する方法について述べる。使用する液状体充填容器
３は、パネルジョイント６と空気抜き１９が設けられ、
下方の底辺が開放された状態で液状体が未充填の袋を使
用する場合について述べる。液状体供給装置１を用いて
液状体を供給するときは、先ず液状体充填容器３の開放
された底辺を仮シールしパネル型ジョイント６のコック
を閉とした後、空気孔１９から空気を圧入して空気漏れ
のないことを確認した後、底辺を開口して液状体を充填
し、底辺をシールする。この場合、液状体充填容器３内
に空気が残らないようにすることが望ましい。空気が残
らないようにするためには真空パック用装置を用いて液
状体を充填シールするか、あるいは底辺をシールした後
に空気抜き１９から脱気をすることが望ましい。

【００１５】次いで、液状体充填容器３のパネルジョイ
ント６に液状体導出管５を連結して外装体２内に装填し
た後液状体導出管５の他端を外装体２のパネルジョイン
ト２７に連結すると共に、液状体充填容器３と外装体２
間に作動液４を注入する。次いで、蓋体２ｂで密封した
後、空気抜き２３を開とし注入口２２からポンプ２４に
よって作動液４を注入する。空気抜き２３から作動液が
溢れ出したら、空気抜き２３を閉とすると共にポンプ２
４を停止する。この場合、外装体２と液状体充填容器３
間に空気が残らないようにする。空気が残っている場
合、作動液を注入した際の内部圧上昇の応答性が悪くな
る。なお、作動液４は圧力による体積変化の少ない液体
が用いられ、一般には、水又は油が使用される。作動液
４の充満によって準備は完了する。

【００１６】液状体を供給するときは、バルブ２０を開
とし、ポンプ２４から作動液４を注入すると外装体２の
内部圧力が上昇し、その圧力によってバルブ２０から液
状体が流出し、液状体が供給されることになる。なお、
液状体の供給を停止した際には、次回の供給応答性を高
くするために、注入口２２、バルブ２０を閉鎖して、外
装体２内部の圧力を低下させないようにすることが望ま
しい。上記の実施態様においては、液状体の導出を作動
液の注入によって行ったが、液状体の導出は外装体２の
内部に所定の容積の物質が挿入されればよく、例えば図
４に示すように断面が一定の棒状体２７を挿入する構造
とすることができる。

【００１７】また、本発明は、外装体２として可撓性の
フィルムを用いることによって簡易な液状体供給装置１
を製造することができる。例えば、図５に示すように、
ポリエチレン等の可撓性フィルムを中央で折返して底部
とし、側部二辺をヒートシールした一辺が開口した液状
体充填容器３（図においては、左端を開放状態とする）
を、使用圧力において伸びの生じない材料で製造した一
辺が開口した外装体２に、底部が一致する方向に挿入し
て底部の近傍を加熱圧着して液状体充填容器３と外装体
２の融着部２ｃを形成し、この部分に孔を開設してコッ
ク付のパネルジョイント６、液状体導出管５を取り付け
る。

【００１８】液状体充填容器３の開放された一辺を仮封
じすると共に液状体導出管５から空気を圧入して漏れの
ないことを確認した後、パネルジョイント６のコックを
閉じると共に仮封じを開いて液状体を充填し、再度ヒー
トシールする。外装体２には、作動液注入用の注入口２
２を形成するためのパネルジョイント２８を取付け、開
放部を仮封じして気密性を確認した上で開放部をヒート
シールする。

【００１９】この液状体供給装置１を使用するときは注
入口２２より外装体２と液状体充填容器３間の空気を吸
引して空気を除いた後、作動液４を注入し、液状体充填
容器３に圧力をかけると共にパネルジョイント６のコッ
クを開くと液状体導出管５から液状体が導出される。本
発明液状体供給装置１は、かかる構成からなるから、溶
解力の強い溶媒、浸蝕性の強い薬品、高粘度で高い吐出
圧を必要とする液体、空気の溶解あるいは接触を回避す
べき液体の他、フォトレジスト剤等のように極めて微少
のコンタミをも防止すべきＥＬグレード薬剤、あるいは
外部との接触を極度に回避する必要のある菌体溶液等の
供給に適する。

【００２０】

【実施例】

実施例１ 次の方法によって、図１の液状体供給装置を組立てた。
液状体充填容器３としてはナイロン１５μｍ／ポリエチ
レン２０μｍ／リニヤー低密度ポリエチレン４０μｍの
ラミネートシートを使い、リニヤー低密度ポリエチレン
側を接着層として２０ｃｍ×３０ｃｍの一辺が開放した
袋を形成した。これにジーエルサイエンス社製コック付
きパネル型ジョイント６及びコック付きスリーブ１９を
ラミネートシートの両側にパッキンを挟んで取り付け
た。袋には旭電化（株）ＵＶ硬化樹脂液ＢＹＸ−３２４
−２１を約１ｋｇ充填して開放部をシールした後、パネ
ル型ジョイント６のコックを閉じた状態でコック付きス
リーブ１９を開として脱気し直ちに閉とした。

【００２１】該樹脂液粘度は８０ポイズであった。これ
を外装体２内に入れ、液状体充填容器３のパネルジョイ
ント６から出ているチューブと外装体２の内面のジョイ
ントとを接続し、パネルジョイント６のコックを開とし
た。作動液として水道水を外装体２と液状体充填容器３
との間に注入した後蓋体２ｂで外装体２を密封した。作
動液貯留タンク２５にも水道水を入れ、空気抜き２３と
注入口２２を開として外装体２にポンプ２４によって１
５ｍｌ／ｍｉｎの速度で水道水を注入した。ポンプとし
ては、兵神装備社製のモーノポンプを使用した。

【００２２】しばらくすると、空気抜き２３から水道水
が溢出し始めたので空気抜き２３を閉とし同時にバルブ
２０を開とし作動液の注入を続けた。およそ３分でバル
ブ２０に連なるノズルからＵＶ硬化樹脂が１５ｍｌ／ｍ
ｉｎの流速で流出した。該ＵＶ硬化樹脂をアルミ板に受
け、ドクターブレードで約２００μの膜を作り、ＵＶラ
ンプからＵＶ光を照射してキュアーした。キュアーされ
たＵＶ樹脂膜は平滑でポチ傷も泡も全く含まれていなか
った。

【００２３】比較例１ ポンプより３ｍ高い位置に液状体貯留槽を設け、実施例
１で用いたＵＶ硬化樹脂を液状体貯留槽に入れて該貯留
槽から内径１２ｍｍのチューブでポンプの吸引側にＵＶ
硬化性樹脂を導入し、ポンプの吐出側はバルブ２０に接
続し、ポンプを稼働した。ポンプとしては、実施例１と
同じモーノポンプを使用した。吐出量は５ｍｌ／ｍｉｎ
であった。実施例１と同様にノズルから流出したＵＶ硬
化樹脂液をアルミ板に受け、ドクターブレードで膜を作
り、ＵＶ硬化した。ポンプ２４のステーターはバイトン
製であったが、膜の中にはバイトンのくずと思われる黒
い点と、ＵＶ樹脂がＵＶキュアー前にゲル化したと思わ
れる白いつぶとが含まれていた。吐出量を増加させよう
とすると樹脂液に含まれる泡が大きくなり、実質的な吐
出量増加は行なえなかった。

【００２４】比較例２ 比較例２において液状体貯留槽を耐圧容器とし、該貯留
槽に実施例１と同じＵＶ硬化性樹脂液を入れると共に空
気を圧入して３ｋｇ／ｃｍ² の圧力でポンプの吸引側へ
ＵＶ硬化性樹脂液を圧送した。実施例１と同様アルミ板
に樹脂液を受けた。樹脂液には泡が含まれ、硬化した膜
にもそのまま残り、その部分が凸となった。

【００２５】実施例２ １）装置の組立 材料 外装体用シート ナイロン２０μｍ／ポリエチレン６０
μｍ／リニヤー低密度ポリエチレン４０μｍ、 液状体充填容器用シート ナイロン１５μｍ／ポリエチ
レン２０μｍ／リニヤー低密度ポリエチレン４０μｍ。 上記材料を用いて図５に示す液状体供給装置１を製造し
た。即ち、上記材料夫々を４辺形に裁断して、中央を折
返して折径１４ｃｍ、１２ｃｍ、長さ２０ｃｍ、１５ｃ
ｍとして、２方をヒートシールすることによって一辺が
開放した袋状体を夫々形成した。

【００２６】液状体充填容器３を外装体２の中に入れ底
部を合わせ、最下点から少し離れた位置に２０ｍｍφの
ヒーターを外装体側から当て、充填容器と外装体とを外
装体のリニヤー低密度ポリエチレンを接着層として直径
２０ｍｍの融着部２ｃを形成した。接合した部分にヒー
トナイフで穴を開け液状体導出用パネルジョイント（コ
ック付き）６をセットした。また、外装体２に作動液導
入口２２を取り付けた。液状体充填容器３の最上部を仮
にヒートシールして、ジョイント６から圧空を導入し、
液状体充填容器３をふくらませた状態で水に漬け漏れの
ないことを確認した。次いで、液状体充填容器３の前記
仮のヒートシールの一部を切断した。外装体２について
も仮封じをして同じように漏れのないことを確認した
後、仮のヒートシールの一部を切断した。

【００２７】２）液充填 液状体充填容器３のヒートシール切断部から電子写真感
光体用電荷移動層塗料１５０ｃ．ｐ．を５００ｃｃ投入
し、切断部を再びヒートシールした。外装体２と充填容
器３との間に水をヒートシールに困難を来さない程度に
入れ、外装体２の切断部を再シールした。

【００２８】３）操作 液導出バルブ２０を閉とし、作動液導入口２２から作動
液を導入し、ポンプを止めた。再びポンプを作動し作動
液を６ｍｌ／ｍｉｎを導入始めると同時にバルブ２０を
開とする。しばらくするとバルブ先端のノズルから電荷
移動層塗料が６ｍｌ／ｍｉｎで流出し始めた。本電荷移
動層塗料はジオキサンとテトラハイドロフランとの混合
溶媒を使って調液しており、ポンプのローター材質はバ
イトンを使用した。ポンプで直接該電荷移動層塗料を輸
送するとバイトンが膨潤して、ポンプの運転が出来なく
なるが、本発明による方式では、全くその様な問題は発
生しない。

【００２９】

【発明の効果】本発明液状体供給装置は、水又は油から
なる作動液をポンプで送給することによって液状体を送
給するものであるから、ポンプとして一般的なものを使
用することができ、供給すべき液状体に対する耐蝕性と
摺動部のシールとを両立させる難しい問題も生じること
がない。従って、浸蝕性の強い液状体の供給が容易であ
る。更に液状体は回転羽根、プランジャー等の移動体に
接触しないから液状体に付与される剪断力が小さく、剪
断力によって反応するおそれのある液状体であっても反
応が生じるおそれがない。また、作動液の注入量に応じ
て液状体が導出されるから作動液の注入量を制御するこ
とによって液状体を定量的に供給することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明液状体供給装置の実施例を示す縦断面
図。

【図２】液状体充填容器の例を示す斜視図。

【図３】液状体導出管の取付部分を示す縦断面図。

【図４】液状体供給装置の他の例を示す部分断面図。

【図５】液状体供給装置の他の例を示す縦断面図。

【符号の説明】

１ 液状体供給装置 ２ 外装体 ３ 液状体充填容器 ４ 作動液 ５ 液状体導出管 ６ パネル型ジョイント １９ 空気孔 ２０ バルブ ２２ 注入口 ２３ 空気抜き ２４ ポンプ ２５ 作動液貯留タンク

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 使用圧力で体積変化の生じない密閉され
   た外装体と、その内部に収容され圧力によって変形可能
   な密閉された液状体充填容器を有し、液状体充填容器に
   は、外装体を貫通して外部に導出された液状体導出管が
   連結され、外装体には作動液を注入する作動液注入口が
   形成されてなり、かつ、液状体充填容器と外装体との空
   隙は作動液で満たされると共に、作動液の注入又は断面
   が一定の棒状体の挿入によって液状体充填容器を加圧し
   て液状体を外部に導出するようにされてなることを特徴
   とする液状体供給装置。
2. 【請求項２】 液状体充填容器内の液状体が、作動液の
   注入によって外部に導出されるようにしてなる請求項１
   記載の液状体供給装置。
3. 【請求項３】 液状体供給の休止中は、液状体導出管及
   び作動液注入口を閉鎖して外装体の内部圧力を維持する
   ようにしてなる請求項１記載の液状体供給装置。
4. 【請求項４】 ガス透過率が１×１０^-10 ｃｍ³ ・ｃｍ
   ／ｃｍＨｇ・ｓｅｃ・ｃｍ² 以下のガスバリヤー性材料
   で液状体充填容器が形成されてなる請求項１記載の液状
   体供給装置。