TWI801694B - 氣體搬運式微粉體定量供給方法及系統、以及加濕單元 - Google Patents
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Abstract
本發明，係在於提供：將微粉體定量性地且安定性地進行供給的方法、以及用以實施該方法的系統。
本發明，是藉由搬運氣體，將被充填在氣體搬運式微粉體定量供給裝置內的微粉體，朝向微粉體使用裝置定量性地進行搬運供給的氣體搬運式微粉體定量供給方法，其特徵為：調整上述搬運氣體中的水分含有量，使上述微粉體與上述搬運氣體的混合流體從上述氣體搬運式微粉體定量供給裝置朝向上述微粉體使用裝置進行搬運時，抑制上述混合流體中產生的靜電量。
Description
本發明，是關於氣體搬運式微粉體定量供給方法及微粉體定量供給系統，以及於該方法及系統中所使用的加濕單元。
以往以來，例如，在熔射裝置、液晶基板的間隙材料(spacer)噴佈裝置、粉體壓縮成形、噴砂裝置、粉體塗裝裝置等中，廣泛地使用將具有金屬、陶瓷、塑膠等之微細粒徑的粉體予以定量性安定地進行供給的裝置(例如，請參照專利文獻1、2)。
於專利文獻1中所揭示之氣體搬運式的粉體定量供給裝置，係藉由用以偵測粉體之表面位置的表面位置偵測手段、及用以將饋送嘴口的流出口調整至該粉體表面附近的適切位置的高低位準調整機構、以及用以將該饋送嘴口的流出口保持於適切位置的控制手段，可以將設在饋送嘴口前端的流出口、以及匣盒容器內之粉體的表面隨時設定在最佳的裝置位置，藉此配合粉體的性狀可以定量性地供給所期望之量的粉體。又，於專利文獻2中所揭示之氣體搬運式的粉體定量供給裝置，係除了專利文獻1所
揭示的構成之外，藉由進一步具備有粉體補給部，可以將所期望的量的粉體供給至長時間進行連續熔射的熔射裝置等。
如此之氣體搬運式粉體定量供給裝置，首先，從粉體容納容器朝向粉體搬運路徑定量性地取入粉體，其次，對所取入的粉體氣體搬運至目的地位置，藉由在目的地位置釋放出所搬運的氣體與粉體的混合流體，來進行粉體的定量供給。
[專利文獻1]日本特開平8-309177號公報
[專利文獻2]日本特開2016-40196號公報
對於將粉體從粉體容納容器定量性地且安定性地取入於粉體搬運路徑，雖可藉由專利文獻1及2所揭示的發明來達成。然而，在如此的裝置中，粉體會由於在氣體搬運中與搬運路徑內壁摩擦而帶有靜電，特別是對於質量極輕的微粉體粒子，由於無法完全抵抗過帶有相反電荷之管內壁的靜電吸引力，因而造成附著於管內壁。而且，附著後之微粉體的層，會隨著裝置的運轉時間增長而成長，到最後會由於造成搬運路徑阻塞，而導致必須停止粉體供給。
為了避免如此之問題，以往以來，對於搬運路徑構成材料，向來是採用電荷容易移動的金屬或導電性塑膠，來將靜電導引至地下的手法。然而，當使用如此之導電性材料時，被搬運的粉體會與由導電性材料所構成的搬運路徑接觸而使搬運路徑內壁產生摩耗，因此，就會產生必須頻繁地進行搬運路徑的更換之所謂另外新的問題。又，雖周知有藉由對所產生的電荷噴吹相反電荷離子來進行電性中和的方法，不過即使能夠從粉體搬運路徑般之細長通路的入口將具有相反電荷的離子送入，由於離子的壽命短，離子的電荷在途中就會消失，因而無法通過搬運路徑整體，故效果甚小。
另一方面，以往在處理粉體的領域中，基本上是要儘可能避免粉體含有水分，特別是在氣體搬運式粉體定量供給的領域中，通常不僅要使粉體乾燥，也要使搬運氣體乾燥。此乃是當水分含有量較多時，由於產生粒子間的液體橋接，此粒子間的液體橋接是成為會引起有損粉體流動性之粒子間附著力的主要因素。然而，藉由排除水分來使液體橋接力降低，是針對可仰賴粉體流動性之種類的粉體，也就是排除水分對流動性良好的粉體而言，在其定量性與安定性的供給上能夠有所幫助，不過對於流動性較低之如微粉體般之粉體的情形時，由於在乾燥狀態下產生的靜電所造成的弊端更大，所以對於起因於靜電的問題必須要有解決對策。
因此，為了藉由搬運氣體來定量性地對微粉體進行搬運供給，業界期望能有去除造成粉體對搬運路徑附著之原因的靜電的方法、以及使用在如此之方法的系統。
本發明，是有鑑於上述的問題而研創，其目的在於提供一種可以定量性且安定性地將粉體之中特別是質量極輕的微粉體進行搬運供給之氣體搬運式微粉體定量供給方法及系統。並且，同時提供一種可以使用在如此之方法及系統中的搬運氣體加濕單元。
為了解決上述的問題，本發明，係提供一種氣體搬運式微粉體定量供給方法，其藉由搬運氣體，將被充填在氣體搬運式微粉體定量供給裝置內的微粉體，朝向微粉體使用裝置定量性地進行搬運供給，上述氣體搬運式微粉體定量供給方法，其特徵在於：調整上述搬運氣體中的水分含有量，使上述微粉體與上述搬運氣體的混合流體從上述氣體搬運式微粉體定量供給裝置朝向上述微粉體使用裝置進行搬運時，抑制上述混合流體中產生的靜電量。
在本發明的氣體搬運式微粉體定量供給方法中，其中，上述氣體搬運式微粉體定量供給裝置，係具備：
微粉體容納容器，其係容納上述微粉體、及
筐體，其係氣密性地容納上述微粉體容納容器、及
補給口，其係將上述搬運氣體供給至上述筐體、及
流量調節機構，其係調整上述搬運氣體之朝向上述筐體的供給量、及
供給嘴口，其係從上述微粉體容納容器內使上述微粉體伴隨著上述搬運氣體一起朝向上述微粉體使用裝置進行供給、及
位置偵測感測器，其係用以偵測上述供給嘴口與上述微粉體表面的相對位置、及
驅動部，其係使上述供給嘴口朝向上下方向移動、以及
濕度測量感測器，其係用以測量上述筐體內的濕度；
並藉由從上述濕度測量感測器取得的濕度資訊，來調整上述搬運氣體的水分含有量為佳。
在本發明的氣體搬運式微粉體定量供給方法中，其中，調整上述搬運氣體的水分含有量，以使上述混合流體中所產生之靜電的消散時間τ為0～10秒為佳。
在本發明的氣體搬運式微粉體定量供給方法中，其中，上述微粉體的平均粒徑為10μm以下為佳。
於本發明之另一形態中，本發明，係提供一種氣體搬運式微粉體定量供給系統，其具備有：加濕腔室，其係用以加濕搬運氣體、以及氣體搬運式微粉體定量供給裝置，其係藉由來自上述加濕腔室之搬運氣體的供給，將上述搬運氣體與微粉體的混合流體定量性地朝向微粉體使用裝置進行供給，於上述氣體搬運式微粉體定量供給系統中，其特徵在於：
上述氣體搬運式微粉體定量供給裝置，係具備：
微粉體容納容器，其係容納上述微粉體、及
筐體，其係氣密性地容納上述微粉體容納容器、及
補給口，其係將上述搬運氣體供給至上述筐體、及
流量調節機構，其係調整上述搬運氣體之朝向上述筐體的供給量、及
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驅動部，其係使上述供給嘴口朝向上下方向移動、以及
濕度測量感測器，其係用以測量上述筐體內的濕度；
上述加濕腔室，係具備：
水槽，其係容納用以加濕上述搬運氣體的液體、及
超音波振動機構，其係用以霧化上述液體、以及
濕度控制機構，其係與上述濕度測量感測器連動並用以控制上述筐體內的濕度。
在本發明的氣體搬運式微粉體定量供給系統中，其中，上述濕度控制機構，係調整搬運氣體的水分含有量以降低在上述混合流體中的靜電產生為佳。
在本發明的氣體搬運式微粉體定量供給系統中，其中，上述微粉體的平均粒徑為10μm以下為佳。
於本發明之再另一形態中，本發明係提供一種於上述氣體搬運式微粉體定量供給系統所使用之搬運氣體的加濕單元，其特徵在於：
上述加濕單元，具備：
濕度測量感測器，其係用以測量上述筐體內的濕度、及
加濕腔室，其係用以加濕上述搬運氣體、以及
加濕搬運氣體供給嘴口，其係用以將上述加濕後的搬運氣體朝向上述裝置進行供給；
上述加濕腔室，係具備：
水槽，其係容納用以加濕上述搬運氣體的液體、及
超音波振動機構，其係用以霧化上述液體、以及
濕度控制機構，其係與上述濕度測量感測器連動並用以控制上述筐體內的濕度。
根據本發明，可以將質量極輕的微粉體，定量性且安定性地朝向使用該微粉體的裝置進行搬運供給。
[用以實施本發明的形態]
以下，依據圖面詳細地說明用以實施本發明的形態(以下，稱為實施形態)。又，本發明並不受後述實施形態所限定。又，在後述實施形態的構成元件中，是包含本業業者可以容易思及者、實質上相等者。再者，由後述實施形態所揭示的構成元件是能夠適當地組合。
＜氣體搬運式微粉體定量供給方法＞
以下對於本發明的氣體搬運式微粉體定量供給方法進行說明。第1圖，是本發明之氣體搬運式微粉體定量供給方法的概念圖。本發明的氣體搬運式微粉體定量供給方法，是對搬運微粉體時之搬運氣體的濕度進行調整，以降低在微粉體與搬運氣體之混合流體中的靜電的產生，來作為其特徵。搬運氣體的濕度調整，是如第1圖的流程1所示，將乾燥狀態的氣體從氣體供給源朝向微粉體供給裝置進行供給時，藉由與高濕度的氣體混合等而可以進行濕度調整。又或如第1圖的流程2所示，也可以先行準備好已預先調整過濕度的搬運氣體，然後將調整過濕度的搬運氣體直接朝向微粉體供給裝置進行供給。
搬運氣體的濕度調整(加濕)方法，係只要能夠發揮本發明之效果，可以使用任意的方法。例如，將乾燥狀態的氣體與藉由霧化而含有被微粒化之液體的高濕度氣體予以混合，並藉由適切地調整該等的混合比率，可以將搬運氣體調整至所期望之範圍的濕度。液體的霧化方法，通常是由超音波來實施。因此，在本發明的氣體搬運式微粉體定量供給方法中，在將搬運氣體朝向微粉體定量供給裝置進行供給之前，可以包含將乾燥狀態的氣體與高濕度氣體予以混合來調整濕度的製程、或是，也可以將已預先調整好搬運氣體之濕度者直接朝向微粉體定量供給裝置進行供給。
於本發明中所謂微粉體，是指平均粒徑為10μm以下的微細粉體，此平均粒徑越小越容易受靜電影響。作為微粉體的種類，雖然並沒有特別地限定，但可舉出金屬、或者塑膠、陶瓷等。又，由於質量輕的塑膠或陶瓷比金屬容易帶電而易受靜電影響，所以對去除靜電的需求性較高。於本發明中，微粉體的平均粒徑，例如，一般在熔射所使用之粉體的情形時，可以藉由影像測量法所進行之幾何上的粒度測量來求得。
如此之粒徑非常小且質量極輕的微粉體，於以往以來之粉體供給領域中所實施之藉由去除水分來降低液體橋接力或毛細管力，並無法防止微粉體彼此間、或是微粉體與其他物質之間的吸附。對粉體的搬運容易度有所幫助之粉體的流動性，在其粒徑變得越小，對表面特性的依賴度就變得越高，特別是在搬運管般的管內，由於在搬運時粉體與搬運管之間會產生摩擦，所以相較於由水所產生的液體橋接，微粉體的吸附會成為更是受靜電力所支配。又，於構成搬運路徑的材料中，使用電荷移動容易的金屬或是導電性塑膠來將靜電引導至地下的手法當中，會有由於微粉體朝向管內壁衝撞而產生搬運路徑摩耗之新的問題。又，藉由相反電荷離子來進行中和，由於在具有非常細長形狀的粉體搬運路徑中，離子在管內部並無法充分地通過，所以效果甚小。
在此，所謂靜電，是藉由靜止的電荷所引起的物理現象，於微粉體供給的場合中，吾人認為於氣體搬運微粉體時，當以某種程度以上的速度所移動的微粉體與搬運管內壁便會藉由接觸而產生靜電。如第2圖所示，微粉體在搬運時當在混合流體內一產生靜電時，質量極輕的微粉體a就會被搬運管1拉近而附著，並朝向該搬運管1的內壁堆積。然後，已堆積的微粉體a’會拉近其後被搬運來的微粉體a而更進一步層積，於最後造成搬運管1阻塞，變得無法供給微粉體a。因此，抑制微粉體a與搬運氣體之混合流體內的靜電，對於微粉體之定量性且安定性地供給可說是極為重要。
另一方面，於搬運氣體的濕度過高之情形或是對微粉體本身進行加濕之情形時，會有搬運路徑結露使得微粉體附著在搬運路徑內而成為無法供給、或者於其後的熔射中，微粉體的熔融成為不完全的情形。
有鑑於如此之狀況，本發明者們，發現到藉由對通常被認為需要使其乾燥的搬運氣體，於預定的濕度範圍內進行濕度調整，可以解決由搬運供給過程中產生之靜電所形成的問題。
＜消散時間τ＞
作為由靜電所造成對粉體搬運之影響的大小的指標，可以使用消散時間τ來進行評估。所謂τ，是表示靜電從產生至消除(消散)為止之時間的參數。例如，從後述之表示在試驗例中的τ與絕對濕度之關係的圖表(第8圖)亦可明瞭，絕對濕度越高，由於靜電變得不易帶電所以τ會變小，而可得知靜電的蓄積困難度與濕度有非常高的相關性。又，在相同的絕對濕度下，周知溫度越低，τ就變得越小。因此，也可以說藉由一邊維持較高的絕對濕度一邊降低溫度，便可以縮短靜電之到其消除為止的時間。於本發明中，消散時間τ是指藉由以下的方法所測量到的值。亦即，在法拉第杯(Faraday cup)中容納一定量之帶電的微粉體(例如，氧化鋁粉體)，並配置在保持有任意濕度的加濕腔室中。其次，在將容納有微粉體的法拉第杯從配置在加濕腔室內之後立即使用靜電電容儀等之測量機器來測量微粉體的帶電量並記錄帶電量變化曲線，然後讀取微粉體的帶電量降低到t=0之初始值的37.8%為止的時間，並將此時間作為τ。
於絕對濕度與τ之間，係具有無歧異所決定的相關關係，對於在特定之物質所產生的靜電，只要知道任一方之數值的話便能夠決定另一方。具體上，消散時間τ(秒)、和產生靜電之物質的電氣阻抗R(Ω)、和靜電電容C(F)之間，可成立下式的關係式：
τ﹦R×C
在此，C是藉由電感電容阻抗分析儀(LCR meter)等之靜電電容儀所能夠測量的值，由於周知電氣阻抗R與絕對濕度之間有指數函數上的關係性，所以只要知道絕對濕度與消散時間τ之中的任一方的話，便可以計算出另一方。
於本發明中，消散時間τ為0秒～10秒，較佳為0秒～8秒，更佳為0秒～5秒。τ在如此之範圍的情形時，由管內所產生之靜電所導致之粉體阻塞的影響較小，所以可以定量地且安定地搬運供給微粉體。
於本發明中，藉由於事前就先決定好如此之τ與濕度的相關關係，而可以藉由調整濕度而將消散時間τ維持在預定的範圍內。
因此，於實施本發明時，只要知道消散時間τ或是濕度之任一方的值即可。
＜微粉體定量供給裝置＞
本發明的氣體搬運式微粉體定量供給方法，只要能夠發揮由本發明所致之效果，是可以使用任意的微粉體定量供給裝置來實施。如本發明般地要定量地且安定地搬運供給平均粒徑10μm以下的微粉體，在以往的粉體搬運裝置中，較佳可以使用例如日本特開平08-309177號公報所揭示之所謂沿表面取入式的粉體定量供給裝置，但並非限定於此者。
第3圖，是顯示依本發明所示的氣體搬運式微粉體定量供給方法，可以使用之微粉體定量供給裝置之一實施形態的圖面。如第3圖所示，氣體搬運式微粉體定量供給裝置10，係具備：微粉體容納容器11、筐體12、補給口13、第1流量調節機構14、供給嘴口15、位置偵測感測器16、位置控制機構17、以及濕度測量感測器19。
筐體12，於其內部具備微粉體容納容器11。筐體12，例如，形成為圓筒形。筐體12是具有氣體氣密的構造，於其內部中，與微粉體容納容器11之間具有筐殼空間b。又，也可以具備用來監視筐殼空間b之濕度的濕度感測器19、也可以與該濕度感測器19連動並藉由第1流量調節機構14來對經由搬運氣體供給通路L1而從補給口13供給朝向筐體12之加濕後的搬運氣體量進行調節。藉由與濕度感測器19連動地調節加濕後的搬運氣體供給量，可以將筐殼空間b內的濕度保持在預定的範圍內。再者，防範筐殼空間b的壓力會有變得過高之情形，亦可以具備當成為預定的壓力以上時使氣體排氣的排氣閥(圖示省略)。
微粉體容納容器11，是用以容納微粉體a。微粉體a，是可以在裝置運轉開始之前就被充填在微粉體容納容器11內，也可以例如一邊運轉裝置，一邊藉由補給嘴口(圖示省略)等進行充填的方式來實施。為了從裝置運轉開始時就可以將微粉體11供給於外部的方式來實施，故微粉體a是以預先充填好在微粉體容納容器11的方式為佳。被容納在微粉體容納容器11內的微粉體a，是藉由供給嘴口15而與搬運氣體一起被取入，作為微粉體a與搬運氣體的混合流體c，是經由微粉體供給通路L2而被供給至熔射裝置20等之微粉體使用裝置。如此地進行使微粉體a藉由搬運氣體被供給至微粉體使用裝置時，藉由使搬運氣體的濕度被調整至預定的範圍內，可以防止由微粉體供給通路L2中之靜電所導致之微粉體a的阻塞。
供給嘴口15，是用以使微粉體容納容器11內的微粉體a伴隨著從補給口13所供給之已濕度調整後的搬運氣體，進行排出者。被供給至微粉體容納容器11內的搬運氣體，是一邊混入於微粉體容納容器11內的微粉體a並一邊流動至供給嘴口15。從供給嘴口15所流出的混合流體c，是經由微粉體供給通路L2而被供給往熔射裝置20等之微粉體使用裝置。
從微粉體供給裝置10被供給往熔射裝置20之混合流體c的供給速度，是依照使用微粉體的用途、或者微粉體的特性，例如，微粉體的比重或是膨鬆密度，適當地進行調整為佳。
使微粉體容納容器11內的微粉體a伴隨搬運氣體時，如第4圖所示，設於供給嘴口15之前端部的流出口15A，是以配置在微粉體a的表面附近，並淺淺地先行侵入於所接觸之微粉體a的表面為佳。藉此，藉由流動於供給嘴口15之搬運氣體的吸引作用，可以同時取入位在供給嘴口15之前端附近的微粉體a，並隨著搬運氣體而排出。所搬運之微粉體a的量，是依靠前端部從微粉體a表面的侵入深度、或者微粉體a朝向嘴口前端之開口部的侵入速度(微粉體的移動速度)而定。又，微粉體a朝向供給嘴口15之前端部的流出口15A的侵入速度，是依靠微粉體容納容器11的旋轉速度等而定。
供給嘴口15，是從蓋部18插入於筐體12的內部。供給嘴口15，是藉由位置控制機構17而能夠在筐體12內朝上下方向移動地構成。
位置控制機構17，是設置在筐體12之上部的蓋部18，用以使供給嘴口15能夠朝上下方向進行移動者。作為位置控制機構17者，例如，可以使用電動壓缸，但並不受此所限定。
位置控制機構17，係具有：將供給嘴口15朝上下移動的壓缸本體30、及在壓缸本體30內能夠朝上下方向移動的桿31、及連結於桿31並把持供給嘴口15的把持部32、以及驅動機構33。位置控制機構17，藉由調整桿31的高度，而可以調整被把持部32所保持之供給嘴口15的高度。供給嘴口15，是透過桿31使壓缸本體30的把持部朝上下方向移動，來調整供給嘴口15之前端部的位置。藉此，可以將設置在供給嘴口15之前端部的流出口15A調整至微粉體a表面附近的適當位置。例如，位置控制機構17，在要將微粉體容納容器11內的微粉體a供給至微粉體供給通路L2之情形時，是使供給嘴口15的前端部朝向微粉體容納容器11內之微粉體a的表面下降。另一方面，在要停止將微粉體容納容器11內的微粉體a供給至微粉體供給通路L2之情形時，是以使供給嘴口15上昇，使供給嘴口15的前端部與微粉體a不接觸的方式來實施。
馬達25，是用以使微粉體容納容器11相對於軸向為朝水平方向旋轉。微粉體容納容器11是置放在：於其底部的中心具有旋轉軸40的旋轉座41，馬達25運轉並藉由旋轉軸40旋轉而使微粉體容納容器11旋轉。馬達25，是使旋轉軸40能夠以因應混合流體c之供給量的速度進行旋轉。藉由使微粉體容納容器11旋轉，用以抑制微粉體a在供給嘴口15的前端附近被吸光，而可以安定地進行微粉體a的取入。
位置偵測感測器16，是保持微粉體供給嘴口15的前端與預定的高度並被固定在保持微粉體供給嘴口15，用以將微粉體供給嘴口15的前端位置作為測量基準來測量至微粉體a的表面為止的距離。位置偵測感測器16，是在相對於微粉體容納容器11的旋轉所描繪之相對運動的軌道上，偵測出微粉體容納容器11之前端的流出口15A之前方的微粉體的表面位置。藉此，可以事先測量從上述流出口15A所吸入之微粉體a的表面位置與上述流出口15A的高度。從位置偵測感測器16的測量結果，適當地調整供給嘴口15的高度。
又，如第5圖所示，在把持部32亦可以固定並垂設有刮板60、翼板61、以及刷子62等。藉由在把持部32固定並垂設有刮板60、翼板61、以及刷子62，可以推平微粉體容納容器11內之微粉體a的表面，作成平滑的表面。藉此，由於可以減少微粉體a的表面高度差，所以可以安定地保持來自供給嘴口15之微粉體a的取入量。又，由於使表面成為平滑，所以可以更加正確地測量微粉體a的表面高度差。在把持部32，並沒有必要將刮板60、翼板61、以及刷子62全部都具備，亦可以以具備該等之一種以上之方式來實施。
藉由使用如此之微粉體供給裝置10，可以抑制微粉體a與搬運氣體的混合流體c在搬運時所產生的靜電，並將微粉體定量性且安定性地朝向微粉體使用裝置進行搬運供給。
＜氣體搬運式微粉體定量供給系統＞
以下對於依本發明構成的氣體搬運式微粉體定量供給系統進行說明。第6圖，是依本發明所構成之氣體搬運式微粉體定量供給系統70的概略圖，是為了實施如上述之微粉體定量供給方法所採用。依本發明所構成的氣體搬運式微粉體定量供給系統70，是具備：用以加濕搬運氣體的加濕腔室80、以及藉由從該加濕腔室80所供給之被加濕後的搬運氣體，將該搬運氣體與微粉體a的混合流體c朝向熔射裝置20等之微粉體使用裝置進行定量性供給的氣體搬運式微粉體定量供給裝置10。作為氣體搬運式微粉體定量供給裝置10者，雖如上述，以使用具備：微粉體容納容器11、筐體12、補給口13、第1流量調節機構14、供給嘴口15、位置偵測感測器16、位置調節機構17、以及濕度測量感測器19為佳，不過並不受如此之裝置所限定，只要能夠發揮本發明的效果，亦可以使用任意的氣體搬運式微粉體定量供給裝置。
加濕腔室80，係具有：容納用以加濕搬運氣體之液體d的水槽81、用以霧化液體d的超音波振動機構82、經由搬運氣體供給通路L1將加濕後的搬運氣體朝裝置進行供給的加濕搬運氣體供給嘴口83、以及與微粉體供給裝置10之筐體12內的濕度測量感測器19連動，用以控制筐體12內之濕度的濕度控制機構85。加濕腔室80，例如是氣密性地形成為圓筒形。水槽81，例如是形成為圓筒形，且其上部呈開放。
水槽81，是具備用以加濕搬運氣體的液體d以及用以霧化該液體d的霧化用超音波振動機構82。用以加濕搬運氣體的液體d，雖以水為佳，不過亦可以依所期望以水以外的液體來實施。又，於本實施形態中，雖是藉由超音波振動機構82將水霧化，不過只要可以加濕搬運氣體，亦可以藉由加熱使水蒸發。
超音波振動機構82，是由壓電元件與高頻電源所構成，藉由對壓電元件施加高頻電場來進行超音波振動，利用該振動機構82的振動能量使水等之液體d霧化。被霧化後的水等之液體d，在加濕腔室80內，藉由與乾燥的搬運氣體混合，可以加濕至所期望的濕度範圍。
濕度測量感測器19，是用來監視微粉體供給裝置10之筐體12內的筐殼空間b的濕度。濕度測量感測器19，為了將該筐殼空間b的濕度維持在預定的範圍內，依據濕度測量結果，藉由濕度控制機構85來控制霧化用超音波振動機構82的輸出、或是利用第2流量調節機構84來控制朝向加濕腔室80進行補給的乾燥氣體量，藉此，可以將朝向微粉體供給裝置10所供給之搬運氣體的濕度調節在預定的範圍內。
＜加濕單元＞
以下對於本發明的加濕單元進行說明。第7圖是本發明之加濕單元90的概略圖，並使用在如上述般之從氣體搬運式微粉體定量供給方法到氣體搬運式微粉體定量供給系統70。依本發明的加濕單元90，具備：用以測量微粉體供給裝置10之筐體12內的筐殼空間b之濕度的濕度測量感測器19、用以加濕搬運氣體的加濕腔室80、以及用以朝向裝置供給加濕過之搬運氣體的加濕搬運氣體供給嘴口83；該加濕腔室80，具備：容納用以加濕搬運氣體之液體d的水槽81、用以霧化該液體d的超音波振動機構82、及用以控制朝向加濕腔室80進行補給乾燥氣體量的第2流量調節機構84、以及與該濕度測量感測器19連動並用以控制筐體12內之濕度的濕度控制機構85。
濕度控制機構85，是與藉由濕度測量感測器19所測量之微粉體供給裝置10之筐體12內的筐殼空間b的濕度連動，來調整構成加濕腔室80之各構成構件的輸出，藉由調整從加濕腔室80朝向微粉體供給裝置10進行供給之已加濕過的搬運氣體的濕度及流量，而可以將筐殼空間b的濕度維持於預定的值。
＜控制部＞
從本發明的氣體搬運式微粉體定量供給系統到加濕單元，亦可以更進一步具備有控制部(圖示省略)。控制部，亦可以依據從位置偵測感測器16與濕度測量感測器19所取得的資訊，而與第1流量調節機構14、位置控制裝置17、馬達25、超音波振動機構82、第2流量調節機構84等之各構成構件連結。
在本發明之一形態中，馬達25，可以藉由控制部來控制運轉，以與混合流體c之所期望的供給量相對應的速度使旋轉軸40旋轉。
在本發明之一形態中，依據位置偵測感測器16的測量結果，由控制部控制驅動部33，並藉由將供給嘴口15的高度適當地調整至任意的高度，而可以控制微粉體a的取入量。
在本發明之一形態中，控制部亦可以兼備有濕度控制機構85的功能，依據濕度測量感測器19的測量結果，藉由調整超音波振動機構82的輸出、或是藉由依第2流量調節機構84來調整朝向加濕腔室80之乾燥氣體供給量，便可以調整朝向氣體搬運式微粉體定量供給裝置10進行供給之加濕後搬運氣體的濕度。
控制部，其構成例如可以包含：存放控制程式或各種記憶資訊的記憶手段、以及依據控制程式而動作的演算手段。控制部，係為了計算出送往微粉體定量供給裝置10之加濕後搬運氣體的供給量，可以藉由試驗等事先求取：筐殼空間b的濕度與搬運氣體補給速度的關係、筐殼空間b的濕度與超音波振動機構82之輸出的關係、微粉體容納容器11內的微粉體a朝向供給嘴口15的取入量與馬達25旋轉速度的關係等，並於上述記憶手段中，先記憶好已計算出的關係式或是相關表等。
控制部，依據上述關係式或是相關表等，於搬運時可以適切調整：乾燥氣體朝向加濕腔室80的供給量或者超音波振動機構82的輸出、從補給口13朝向筐體12所供給之加濕後搬運氣體的補給量、從微粉體定量供給裝置10朝向熔射裝置20之混合流體c的供給量等，以使微粉體成為能夠定量性且安定性地搬運供給。
又，於本實施形態中，雖是對於將微粉體供給至熔射裝置之情形進行了說明，但對於在液晶基板的間隙材料(spacer)噴佈裝置、粉體壓縮成形、噴砂(sandblast)裝置、粉體塗裝裝置等之微粉體使用裝置亦可以同樣地適用之。
[實施例]
以下，藉由實施例更加具體地說明本發明，不過本發明並不受實施例所限定。
＜試驗例1(有關靜電消散時間τ與管內阻塞之關係的試驗)＞
[試驗方法]
對於靜電消散時間τ與管內阻塞之關係，藉由以下方法進行了試驗。
(1)求取粒徑1μm的氧化鋁粉體在各溫度中由水分含有量的不同所表現的靜電消散時間τ。
(2)對微粉體容納容器，投入一定量之粒徑1μm的氧化鋁粉體，然後使依本發明的氣體搬運式微粉體供給裝置運轉，開始進行微粉體供給。
(3)以微粉體供給裝置內的內壓上昇開始之時點作為第0秒，進行600秒的微粉體供給。在此，以內壓上昇時作為第0秒者，是當微粉體供給一開始時，所搬運的微粉體會成為所搬運之混合流體的抵抗，藉由朝向微粉體供給裝置施加背壓，而使得該裝置內的內壓上昇。也就是說，微粉體供給裝置的內壓上昇，實質上會成為微粉體開始供給的指標。
(4)於微粉體供給中，於微粉體供給通路中所使用之管的內壓，有超過搬運氣體供給壓+10kPa之情形時當作為有阻塞，內壓在600秒不超過該壓力值之情形時，當作為無阻塞。
(5)一面變更搬運氣體的溫度與相對濕度，一面進行(1)～(4)的試驗。又，絕對濕度，是從安裝在微粉體供給裝置內的溫濕度感測器所測得的溫度與相對濕度的測量值所計算出。又，藉由上述的方法計算出消散時間τ。
[試驗條件]
粉體：Al2
O3
，＃8000 1μm
搬運氣體流量：N2
6.0L/分鐘
空心杯馬達旋轉數：300rpm
進料嘴口控制器補償值：-0.3mm
粉狀物表面控制器補償值：-168mm
實施例1：無阻塞(20℃、τ=10)
供給機內絕對濕度：12.2g/m3
實施例2：無阻塞(25℃、5＜τ＜10)
供給機內絕對濕度：15g/m3
比較例1：有阻塞(10℃、τ＞20)
供給機內絕對濕度：2.1g/m3
比較例2：有阻塞(15℃、τ＞20)
供給機內絕對濕度：2.9g/m3
比較例3：有阻塞(18℃、τ＞20)
供給機內絕對濕度：6g/m3
[試驗結果]
將靜電消散時間τ與管內阻塞之關係試驗後，如第9圖所記載。τ為20秒以上之情形時可看到阻塞，但對於τ為未滿20秒之情形時，並沒有看到阻塞。因此，可以了解到，於各氣溫下，藉由將τ的值設定在預定的範圍，可以不產生微粉體之阻塞，定量性且安定地供給。
＜試驗例2(微粉體供給試驗)＞
[試驗方法]
對於連續供給微粉體之情形時之能夠供給的時間及管內阻塞，藉由以下方法進行了試驗。
(1)對微粉體容納容器，投入一定量之粒徑1μm的氧化鋁，然後使微粉體供給裝置運轉，開始進行微粉體供給。
(2)以微粉體供給裝置的內壓上昇開始之時點作為第0秒，進行600秒的微粉體供給。
(3)於微粉體搬運通路中所使用之管的內壓，在超過搬運氣體供給壓+10kPa之時點，作為在管內已產生阻塞，並停止微粉體供給。
[試驗條件]
粉體：Al2
O3
，＃8000 1μm
搬運氣體流量：N2
4.5L/分鐘
空心杯馬達旋轉數：550rpm
粉狀物表面控制器補償值：-0.5mm
無氣體加濕時之供給機內絕對濕度：15.1g/m3
有氣體加濕時之供給機內絕對濕度：5.5g/m3
實施例3：有加濕氣體
比較例4：無加濕氣體
[試驗結果]
無氣體加濕時及有氣體加濕時之歷時性的微粉體供給量與內壓，如第10圖所記載。
對於沒有進行氣體加濕的組別，從微粉體供給開始大約100秒後可觀察到管內阻塞(比較例4)，相對於微粉體供給已停止者，對於進行了氣體加濕之組別，即使從微粉體供給開始420秒後也觀察不到管內阻塞，能夠定量性地進行微粉體的供給(實施例3)。
＜試驗例3(對於供給裝置內的絕對濕度與氧化鋁微粉體可供給時間之關係性的試驗)＞
[試驗方法]
(1)求取粒徑1μm氧化鋁微粉體在各溫度中依水分含有量的不同所影響的靜電消散時間τ。
(2)對微粉體容納容器，投入一定量之粒徑1μm的氧化鋁微粉體，然後使依本發明所構成的氣體搬運式微粉體供給裝置運轉，開始進行微粉體供給。
(3)以微粉體供給裝置內的內壓上昇開始之時點作為第0秒，進行600秒的微粉體供給。在此，以內壓上昇時作為第0秒者，是當微粉體供給一開始時，所搬運的微粉體會成為所搬運之混合流體的抵抗，藉由朝向微粉體供給裝置施加背壓，而使得該裝置內的內壓上昇。也就是說，微粉體供給裝置的內壓上昇，實質上會成為微粉體開始供給的指標。
(4)於微粉體供給中，於微粉體供給通路中所使用之管的內壓，在超過了搬運氣體供給壓+10kPa之情形時，當作為在管內產生阻塞並停止微粉體供給，以至停止為止的時間作為微粉體能夠供給的時間。若在600秒之間沒有產生阻塞之情形時，則認定微粉體能夠供給的時間為600秒。
(5)一面變更搬運氣體中所含有的水分量(絕對濕度)，一面進行(1)～(4)的試驗。又，絕對濕度，是從安裝在微粉體供給裝置內的溫濕度感測器所測得之溫度與相對濕度的測量值所計算出。
[試驗結果]
可以觀察到供給裝置內的絕對濕度與氧化鋁微粉體能夠供給的時間之間，為比例關係(第11圖)。根據此結果，得知於預定的範圍內，只要絕對濕度上昇，就可以比例性地增長微粉體能夠供給的時間。
1:搬運管
10:氣體搬運式微粉體定量供給裝置
11:微粉體容納容器
12:筐體
13:補給口
14:第1流量調節機構
15:供給嘴口
15A:流出口
16:位置偵測感測器
17:位置控制機構
18:蓋部
19:濕度測量感測器
20:熔射裝置
30:壓缸本體
31:桿
32:把持部
33:驅動機構
40:旋轉軸
41:旋轉座
60:刮板
61:翼板
62:刷子
70:氣體搬運式微粉體定量供給系統
80:加濕腔室
81:水槽
82:超音波振動機構
83:加濕搬運氣體供給嘴口
84:第2流量調節機構
85:濕度控制機構
90:加濕單元
L1:搬運氣體供給通路
L2:微粉體供給通路
a:微粉體
a’:堆積的微粉體
b:筐殼空間
c:混合流體
d:液體
[第1圖]是本發明之微粉體定量供給方法的概念圖。
[第2圖]是微粉體堆積在用以進行粉體搬運之管內的概念圖。
[第3圖]是顯示依本發明所示之一實施形態的微粉體供給裝置的圖面。
[第4圖]是顯示依本發明所示之一實施形態的供給嘴口之一部分的圖面。
[第5圖]是顯示依本發明所示之一實施形態中，安裝在桿的前端附近之把持部的構成的圖面。
[第6圖]是顯示依本發明所示之一實施形態的微粉體供給系統的圖面。
[第7圖]是顯示依本發明所示之一實施形態的加濕單元的圖面。
[第8圖]是在本發明的試驗例中之τ與絕對濕度的關係圖。
[第9圖]是在本發明的試驗例中之τ與管內阻塞的關係圖。
[第10圖]是在本發明的試驗例中之粉狀物供給試驗的結果。
[第11圖]是在本發明的試驗例中之絕對濕度與微粉體可供給時間的相關性的試驗結果。
Claims (7)
- 一種氣體搬運式微粉體定量供給方法，是藉由搬運氣體，將被充填在氣體搬運式微粉體定量供給裝置內的微粉體，朝向微粉體使用裝置定量性地進行搬運供給的氣體搬運式微粉體定量供給方法，其特徵在於：調整上述搬運氣體中的水分含有量，使上述微粉體與上述搬運氣體的混合流體從上述氣體搬運式微粉體定量供給裝置朝向上述微粉體使用裝置進行搬運時，以調整上述搬運氣體的水分含有量而使上述混合流體中所產生之靜電的消散時間τ為5~10秒的方式來抑制靜電量。
- 如請求項1的氣體搬運式微粉體定量供給方法，其中，上述氣體搬運式微粉體定量供給裝置，係具備：微粉體容納容器，其係容納上述微粉體、及筐體，其係氣密性地容納上述微粉體容納容器、及補給口，其係將上述搬運氣體供給至上述筐體、及流量調節機構，其係調整上述搬運氣體之朝向上述筐體的供給量、及供給嘴口，其係從上述微粉體容納容器內使上述微粉體伴隨著上述搬運氣體一起朝向上述微粉體使用裝置進行供給、及位置偵測感測器，其係用以偵測上述供給嘴口與上述微粉體表面的相對位置、及驅動部，其係使上述供給嘴口朝向上下方向移動、以 及濕度測量感測器，其係用以測量上述筐體內的濕度；並藉由從上述濕度測量感測器取得的濕度資訊，來調整上述搬運氣體的水分含有量。
- 如請求項1或2的氣體搬運式微粉體定量供給方法，其中，上述微粉體的平均粒徑為10μm以下。
- 一種氣體搬運式微粉體定量供給系統，是具備有：調溼腔室，其係用以調整搬運氣體的水分含有量、以及氣體搬運式微粉體定量供給裝置，其係藉由來自上述調溼腔室之搬運氣體的供給，將上述搬運氣體與微粉體的混合流體定量性地朝向微粉體使用裝置進行供給的氣體搬運式微粉體定量供給系統，其特徵在於：上述氣體搬運式微粉體定量供給裝置，係具備：微粉體容納容器，其係容納上述微粉體、及筐體，其係氣密性地容納上述微粉體容納容器、及補給口，其係將上述搬運氣體供給至上述筐體、及流量調節機構，其係調整上述搬運氣體之朝向上述筐體的供給量、及供給嘴口，其係從上述微粉體容納容器內使上述微粉體伴隨著上述搬運氣體一起朝向上述微粉體使用裝置進行供給、及 位置偵測感測器，其係用以偵測上述供給嘴口與上述微粉體表面的相對位置、及驅動部，其係使上述供給嘴口朝向上下方向移動、以及濕度測量感測器，其係用以測量上述筐體內的濕度；上述調溼腔室，係具備：水槽，其係容納用以調整上述搬運氣體的水分含有量的液體、及超音波振動機構，其係用以霧化上述液體、以及濕度控制機構，其係與上述濕度測量感測器連動並用以控制上述筐體內的濕度。
- 如請求項4的氣體搬運式微粉體定量供給系統，其中，上述濕度控制機構，係調整搬運氣體的水分含有量以降低在上述混合流體中的靜電產生。
- 如請求項4或5的氣體搬運式微粉體定量供給系統，其中，上述微粉體的平均粒徑為10μm以下。
- 一種調溼單元，是調整請求項4~6之任一項的氣體搬運式微粉體定量供給系統所使用之搬運氣體的水分含有量的調溼單元，其特徵在於具備：濕度測量感測器，其係用以測量上述筐體內的濕度、及調溼腔室，其係用以調整上述搬運氣體的水分含有 量、以及調溼搬運氣體供給嘴口，其係用以將上述調溼後的搬運氣體朝向上述裝置進行供給；上述調溼腔室，係具備：水槽，其係容納用以調整上述搬運氣體的水分含有量的用以調溼的液體、及超音波振動機構，其係用以霧化上述液體、以及濕度控制機構，其係與上述濕度測量感測器連動並用以控制上述筐體內的濕度。
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