(57)【要約】【課題】本発明は、簡単な構造によって良好なメンテナンス性を有しながら、確実な消泡効果を発揮する脱泡装置を提供しようとするものである。【解決手段】脱泡装置が、脱泡処理槽と超音波振動子を備え、且つ、導入先から該脱泡処理槽に液体を導入する液体導入配管と、余分な液体を導入先に戻すリターン配管と、脱泡処理した液体を排出する排出配管に接続されており、且つ、液体導入配管はリターン配管より低い位置に開口しており、且つ、排出配管はリターン配管より低い位置に開口しており、且つ、脱泡処理槽が細孔を有する仕切り板を備え、且つ、仕切り板により液体導入配管とリターン配管の２つの配管と排出配管が仕切られており、且つ、仕切り板が仕切り板によって分割される空間のうち液体導入配管とリターン配管側の空間の高さ方向の断面積が脱泡処理槽の高さが高くなるにつれて小さくなる方向に傾斜していることを特徴とする脱泡装置である。【選択図】図１
2010167386.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体中の気泡を除去するための脱泡装置であって、
前記脱泡装置が脱泡処理槽と該脱泡処理槽に接続された超音波振動子を備え、且つ、
導入先から該脱泡処理槽に液体を導入する液体導入配管と、余分な液体を導入先に戻すリターン配管と、脱泡処理した液体を排出する排出配管に接続されており、且つ、
前記液体導入配管は前記リターン配管より低い位置に開口しており、且つ、前記排出配管は前記リターン配管より低い位置に開口しており、且つ、
前記脱泡処理槽が細孔を有する仕切り板を備え、且つ、
該細孔を有する仕切り板により前記液体導入配管と前記リターン配管の２つの配管と前記排出配管が仕切られており、且つ、
前記細孔を有する仕切り板が、該仕切り板によって分割される空間のうち液体導入配管とリターン配管側の空間の高さ方向の断面積が脱泡処理槽の高さが高くなるにつれて小さくなる方向に傾斜している
ことを特徴とする脱泡装置。
【請求項２】
前記細孔を有する仕切り板の細孔径が０．２ｍｍ以上２０mm以下の範囲内であることを特徴とする請求項１記載の脱泡装置。
【請求項３】
前記排出配管が印刷機用粘度コントローラに接続されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の脱泡装置。
【請求項４】
前記液体が感熱転写記録媒体用インキであることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の脱泡装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、各種塗工機や印刷機で使用される、塗工材料やインキ等に含まれる気泡を除去するために用いられる脱泡装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
塗工機や印刷機で使用される塗工材料やインキ（以下単にインキと称する）としては、非水系、水系など多くの種類のインキがあり、種類によっては発泡しやすいものが存在する。特に、近年環境面に配慮された水系のインキにおいては、泡立ちやすく、かつ一度発生した泡が消えにくいものが多いという問題がある。また、非水系のインキにおいても発泡しやすいインキが存在する。
【０００３】
印刷機において、インキが発泡した場合の不具合としては、インキの転移不良による印刷抜けや、ドクターすじ、印刷汚れ等、印刷仕上がり品質に及ぼす直接的な不具合の他、インキ粘度コントローラを使用した場合に、インキ粘度測定装置が、インキ中の泡の影響を受けるため、粘度が実際よりも低く測定されてしまい、その結果、本来ならばインキ受けから蒸発する溶剤分を供給しなければならない場合においても、溶剤が添加されないといった不具合が生じる。
【０００４】
これを解決するために、材料面からの対策として、インキに消泡剤を添加するという方法が用いられるが、消泡剤を添加することで、インキの発色の仕方、ブロッキング性などが悪影響を受けるために、消泡剤を添加することができない場合が存在する。
【０００５】
この場合には、装置面からの対策として、例えばインキパンからインキ受けまでの液面高さを揃えることにより、インキが落下する際の発泡を抑制したり、インキの攪拌をしないようにして泡が発生しないようにするなどの対策を採る方法がある。
【０００６】
しかしながら、インキの構成材料として溶解しない微粒子を用いるインキ、例えば滑り性を持たせるためにフィラーを添加したようなインキなどについては、たとえインキが泡立ちやすかったとしても、液成分が均一になるようにするために、攪拌もある程度は、行わなければならない。
【０００７】
これらの問題を解決する方法として、特許文献１には、泡捕捉部材を用いて泡を捕捉することにより液中の気泡を除去するという消泡装置が提案されている。
【０００８】
特許文献２に記載された超音波消泡装置は、発泡性液体を循環使用する際にタンク内に発生した泡に、空中から超音波を照射して消泡する装置が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００６−３２０８００号公報
【特許文献２】特開平５−３１７６０６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
特許文献１記載の装置によれば、インキ中の泡を除去することができるが、定期的な泡捕捉部材の交換が必須になることと、インキの種類を変更した時には異なる成分の混入を防ぐために泡捕捉部材をそれぞれのインキ専用のものに交換しなければならないという必要性があり、メンテナンス性とコストの両面において問題がある。
【００１１】
特にインキとして、染料を含有するようなインキを用いた場合には、装置内部に染料が多数付着するため、泡捕捉部材の交換時において作業者に汚れが付着する可能性が無視できないものである。
【００１２】
また、引用文献２記載の装置にあっては、構造も簡単であるが、この方法では原理的に完全な消泡は困難であり、特に印刷作業時や粘度測定時においては問題となる微細な気泡までを完全に除去することはできなかった。
【００１３】
本発明は、従来の技術における上記の問題点を解決し、簡単な構造によって良好なメンテナンス性を有しながら、確実な消泡効果を発揮する脱泡装置を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記の課題を解決するための手段として請求項１に記載の発明は、液体中の気泡を除去するための脱泡装置であって、前記脱泡装置が脱泡処理槽と該脱泡処理槽に接続された超音波振動子を備え、且つ、導入先から該脱泡処理槽に液体を導入する液体導入配管と、余分な液体を導入先に戻すリターン配管と、脱泡処理した液体を排出する排出配管に接続されており、且つ、前記液体導入配管は前記リターン配管より低い位置に開口しており、且つ、前記排出配管は前記リターン配管より低い位置に開口しており、且つ、前記脱泡処理槽が細孔を有する仕切り板を備え、且つ、該細孔を有する仕切り板により前記液体導入配管と前記リターン配管の２つの配管と前記排出配管が仕切られており、且つ、前記細孔を有する仕切り板が、該仕切り板によって分割される空間のうち液体導入配管とリターン配管側の空間の高さ方向の断面積が脱泡処理槽の高さが高くなるにつれて小さくなる方向に傾斜していることを特徴とする脱泡装置とした。
【００１５】
また、請求項２に記載の発明は、前記細孔を有する仕切り板の細孔径が０．２ｍｍ以上２０ｍｍ以下の範囲内であることを特徴とする請求項１記載の脱泡装置とした。
【００１６】
また、請求項３に記載の発明は、前記排出配管が印刷機用粘度コントローラに接続されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の脱泡装置とした。
【００１７】
また、請求項４に記載の発明は、前記液体が感熱転写記録媒体用インキであることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の脱泡装置とした。
【発明の効果】
【００１８】
本発明の脱泡装置にあっては、細孔を有する仕切り板により液体導入配管とリターン配管の２つの配管と排出配管を仕切り、さらに、細孔を有する仕切り板を液体導入配管とリターン配管側の空間の高さ方向の断面積が脱泡処理槽の高さが高くなるにつれて小さくなる方向に傾斜させることにより、仕切り板で区切られる脱泡処理層のうち液体導入配管とリターン配管の２つの配管側の空間で大きな気泡を除去することができる。一方、排出配管側の空間では超音波振動子による細かい気泡を除去することができる。このようにして本発明の脱泡装置では液体中に含まれる気泡を効率的に除去することができる。
【００１９】
本発明の脱泡装置は、槽が１つという簡単な構造であり、またポンプも１つで済むため、遠心分離機などを用いた脱泡装置と比較した場合、安価に作成することができる。また、脱泡除去のために、フィルターなどを使わないので、消耗品が存在しない。よって、ランニングコストを抑えることができる。また、消耗品がないため、インキ種類の変更などに伴う装置の洗浄においては、洗浄液を通じるだけでよい。したがって、メンテナンス性に優れている。
【００２０】
また前記排出配管が、粘度コントローラに接続されている場合には、粘度コントローラに供給される液体には気泡が混在しないので、液体の粘度を低く誤認することがなく、常に正確な粘度を検知することができる。
【００２１】
また前記液体が感熱転写記録媒体用インキであり、本発明に係る脱泡装置が印刷機におけるインキ循環経路において使用される場合には、上に述べてきたような効果を最も顕著に発揮することができるものである。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明に係る脱泡装置の一実施形態を示す断面説明図である。
【図２】本発明に係る脱泡装置の他の実施形態を示す断面説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明に係る脱泡装置の実施形態について、図面を参照しつつ詳細に説明する。
図１は、本発明に係る脱泡装置の一実施形態を示す断面説明図である。
【００２４】
本発明の脱泡装置１は脱泡処理槽１０と該脱泡処理槽１０に接続された超音波振動子１５を備える。さらに脱泡処理槽１０は導入先から液体を導入する液体導入配管１１と、気泡を含む余分な液体を導入先に戻すリターン配管１２と、脱泡処理した液体を排出する排出配管１３に接続されている。このとき、液体導入配管１１はリターン配管１２より低い位置に開口しており、且つ、排出配管１３はリターン配管１２より低い位置に開口している。
【００２５】
さらに、脱泡処理槽１０は細孔を有する仕切り板１４を備え、仕切り板１４により脱泡処理槽１０は液体導入配管１１と前記リターン配管１２の２つの配管と排出配管１３は仕切られており、仕切り板１４により脱泡処理槽１０は液体導入配管１１と前記リターン配管１２の２つの配管側の空間Ｘと、排出配管１３側の空間Ｙに分割される。ここで、仕切り板１４は、液体導入配管とリターン配管側の空間Ｘの高さ方向の断面積が脱泡処理槽の高さが高くなるにつれて小さくなる方向に傾斜している。
【００２６】
言い換えると、本発明の脱泡装置における仕切り板１４は、任意の高さにおける液体導入配管とリターン配管側の空間Ｘの高さ方向の断面積のうち、高い位置（液面Ｂに近い位置）における断面積をＳ１、Ｓ１よりも低い位置（Ｓ１よりも液面Ｂから離れた位置）にある断面積をＳ２とした際に、Ｓ１及びＳ２がＳ１≦Ｓ２を満たすように傾斜していることを特徴としている。
【００２７】
以降は図１を元にして、液の流れを説明するとともに装置の説明をおこなう。
液体は液体を導入するための液体導入配管１２を通して、脱泡処理槽１０に溜まっていく。このとき、液体は、細孔を有する仕切り板１４を通して液体導入配管１１と前記リターン配管１２の２つの配管側の空間Ｘ側から排出配管１３側の空間Ｙに移動する。このとき、細孔を有する仕切り板１４は液体に含まれる大きな気泡が排出配管１３側の空間Ｙに移動することを防ぎ、液体中に含まれる大きな気泡は仕切り板１４の壁面をつたって上部Aに移動し、気泡は破泡により除去される。または、気泡は余分な液体と共にリターン配管１２により導入先に戻される。
【００２８】
一方、大きな気泡が除去された排出配管１３側の空間Ｙに移動した液体は、脱泡処理槽１０に接続された超音波振動子１５によって細かい気泡が除去され、排出配管１３から排出され、液体の脱泡作業は完了する。
【００２９】
超音波振動子１５は脱泡処理槽１０に直接接続され、脱泡処理槽１０内の液体に対して直接超音波振動を付与する。
【００３０】
本発明の脱泡装置にあっては、仕切り板１４で区切られる脱泡処理層１０のうち液体導入配管とリターン配管の２つの配管側の空間Ｘで大きな気泡を除去することができる。一方、排出配管側の空間Ｙでは超音波振動子１５による細かい気泡を除去することができる。このようにして本発明の脱泡装置では液体中に含まれる気泡を効率的に除去することができる。
【００３１】
このとき、液体導入配管１１における流量は、排出配管１３における最大流量よりも多く設定されていることが好ましい。このとき定常状態においては、リターン配管１２からは常に液が流れるようになっている。液体導入配管１１における流量を排出配管１３における最大流量よりも多く設定することにより、液体導入配管１２から送られてきた液体中に存在する大きな気泡は仕切り板１４の壁面をつたって上部Ａに優先的に移動し除去される。
【００３２】
なお、液体導入配管１１は脱泡処理槽１０の側面下側にリターン配管１２よりも低い位置に取り付けられている。このことにより、液体の落ち込みがないため液体導入時に泡がたたないようになる。リターン配管１２は、気泡を含む液体を効率的に除去するために、液体導入配管１１よりも高い位置にあることが好ましく、脱泡処理槽１０の液面近傍にあることが好ましい。
【００３３】
排出配管１３は、リターン配管１２よりも低い位置に取り付けられる。超音波振動子１５により液面Ｂに移動する気泡を含まないようにするために、排出配管１３はできるだけ脱泡処理槽１０の下部に取り付けられることが好ましい。
【００３４】
細孔を有する仕切り板１４としては、メンテナンス性や耐薬品性、入手の容易さから例えばパンチングメタルを用いることができる。細孔を有する仕切り板の細孔径は０．２ｍｍ以上２０ｍｍ以下の範囲内であることが好ましい。細孔径を上記範囲内とすることにより、液体中に含まれる大きな気泡を効率的にトラップすることができる。細孔径が２０ｍｍを超える場合には、液体中に含まれる大きな気泡が仕切り板を通過してしまい、効率的な脱泡をすることができなくなってしまう。一方、細孔径が０．２ｍｍを下回る場合には、メタルの板厚が薄くなり、メンテナンスにおけるハンドリング性が悪くなること、またパンチングメタルの加工自体が困難となるため、仕切り板１４の入手が困難となってしまう。
【００３５】
超音波振動子１５から発生する超音波の周波数は２０ｋＨｚから３ＭＨｚまで多数ある内のいずれを用いてもよい。２０ｋＨｚ以下の場合は動作ノイズや、労働安全の見地から用いられない。また、３ＭＨｚ以上においては、発生する超音波からインキへキャビテーションを起こすことにならないため不適である。
【００３６】
超音波を用いて脱泡する機構としては、超音波を用い、液体であるインキ中の顔料や、インキ中に巻き込まれた気泡とインキの界面からキャビテーションを起こさせ、泡を大きくし、上方の液面に逃がすことを主眼としているため、より好適な周波数としては、２５〜１００ｋＨｚが好適である。
【００３７】
排出配管１３を粘度コントローラに接続した場合、外部へ排出された液体は、脱泡された状態で、粘度コントローラの測定部に供給される。したがって、泡のない状態の液として正確な粘度を測定することができる。
【００３８】
なお、粘度コントローラの形式としては、超音波を用いて測定する方式、流量をポンプの回転数から割り出して求める方式などあり、各々に組み合わせて脱泡装置を用いることができる。
【００３９】
図２に本発明に係る脱泡装置の別の実施形態を示す断面説明図を示した。図２の脱泡装置にあっては、脱泡処理槽の排出配管１３側の空間Ｙに第２のリターン配管１６が接続されている。第２のリターン配管は余分な液体を導入先に戻す役割を有する。このとき、第２のリターン配管１６は排出配管１３よりも高い位置に設けられる。第２のリターン配管１６を設けることにより、超音波振動子１５によって形成された脱泡処理槽の排出配管１３側の空間Ｙにある気泡を効率的に除去することができる。
【００４０】
なお上記においては、液体の種類について特に限定をせずに記述してきたが、インキを脱泡する際に好適に用いることができる。さらに、感熱転写記録媒体用に用いるインキに好適に用いることができ、感熱転写記録媒体用に用いるインキの中でも、発色層を形成させるための染料とバインダーを含むインキや、サーマルヘッドの熱によって基材フィルムが変形することを防ぐためのバインダーと顔料を含むインキ、或いは色剤を熱転写した後に、色剤が経時により変色することを防ぐために用いられるインキ等に対して該脱泡装置を特に有効に用いることができる。これらのインキは、特にインキ中の微粒子に泡が巻き込まれやすいために本脱泡装置による脱泡が特に有効となる。
【実施例】
【００４１】
以下に、本発明の脱泡装置の具体的な実施例を挙げ、本発明をより詳細に説明する。
脱泡装置として図１の構造を有する脱泡装置の脱泡処理槽についてＳＵＳ３０４を用いて作成した。細孔を有する仕切り板は孔径が３ｍｍの丸孔で１０ｍｍピッチ、孔配列は角千鳥（開口率１４%）からなるパンチングメタルを用いた。
【００４２】
これらの槽の容量は、排出配管を通じて接続するポンプの最大液流量（４Ｌ／ｍｉｎ）にあわせ、脱泡処理槽を20Ｌとなるように設計した。脱泡処理槽には超音波振動子を排出配管１３側の空間Ｙに接続した。
また、液体導入配管１２から供給される液量は１６Ｌ／ｍｉｎとなるように、吐出量が１６Ｌ／ｍｉｎのポンプ（ＭＤ−１５Ｒ−Ｎ）を用いた。また、排出配管には粘度コントローラを接続し、排出される液量が４Ｌ／ｍｉｎとなるようにした。また、超音波振動子から発生する超音波の周波数は２７ｋＨｚとした。
【００４３】
本発明の脱泡装置の効果を調べるため、本発明の脱泡装置を用いた場合（実施例）と、脱泡装置から仕切り板を除去し超音波振動子を作動させなかった場合（比較例）における、粘度コントローラの挙動及び動作について調査をおこなった。
【００４４】
ここで用いたインキは染料を含む感熱転写記録媒体用の気泡をかみやすいインキである。導入先となるインキの採取はインキをプロペラで攪拌しているタンクのすぐ脇の部分から液を採取し、液体導入配管に接続した。この時、粘度コントローラが表示する粘度を記録した。
なお、粘度コントローラは、ＧＰ−１０型（メイセイ社製）を用い、設定値は１７９とした。また、測定時間内に導入先であるタンク内のプロペラ攪拌の強さを変化させた。
この時の排出配管から排出されるインクの粘度の挙動について測定した結果を（表１）に示した。粘度の単位は回／分であり、数値が大きい程、粘度が低いことを示している。
【００４５】
【表１】
2010167386.tif 000003
【００４６】
（表１）から分かるとおり、気泡をかみやすいインキを用いて測定をおこなった場合、比較例においてはプロペラ攪拌により発生した泡の影響を受けて、粘度が下がったように計測された。また、攪拌を弱くした際には気泡が減少したため、数分間で粘度が上がったように計測された。
一方、実施例においては、脱泡ができているために、発生した泡の影響を受けることなく安定した粘度計測値を得ることができた。
【符号の説明】
【００４７】
１      脱泡装置
１０    脱泡処理槽
１１    液体導入配管
１２    リターン配管
１３    排出配管
１４    仕切り板
１５    超音波振動子
１６    第２のリターン配管
【図１】
2010167386.tif 000004
【図２】
2010167386.tif 000005