(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
貯液槽又は送液管内の被脱泡液体に外側から周波数の低い振動から高い振動へと変化する周波数変化サイクルの超音波振動を１周波数変化サイクル以上伝えることを特徴とする超音波脱泡方法。
【請求項２】
内部に被脱泡液体を貯留する貯液槽の外側に貯液槽内部の被脱泡液体に周波数の低い振動から高い振動へと変化する周波数変化サイクルの超音波振動を１周波数変化サイクル以上伝える振動子を設けたことを特徴とする超音波脱泡装置。
【請求項３】
全体的に被脱泡液体を略水平方向に移送する送液管に部分的に上部に膨らんだガス溜まりが形成され、該送液管の外側に送液管内部の被脱泡液体に周波数の低い振動から高い振動へと変化する周波数変化サイクルの超音波振動を１周波数変化サイクル以上伝える振動子を設けたことを特徴とする超音波脱泡装置。
【請求項４】
被脱泡液体を略垂直方向に移送する送液管の外側に送液管内部の被脱泡液体に周波数の低い振動から高い振動へと変化する周波数変化サイクルの超音波振動を１周波数変化サイクル以上伝える振動子を設けたことを特徴とする超音波脱泡装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、超音波脱泡方法及び装置に関し、特に、写真用乳剤のような各種分散質添加剤を含んで気泡が生じ易く、気泡があるとその液体を用いた製品に致命的な欠陥が生じるようになる液体に対して好適に用いられる脱泡方法及び装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
写真用乳剤のような液体の脱泡においては、特開昭５２−１１９５７６号、同５３−１３９２７４号、同５９−６９１０８号、実開昭５８−１０８１０７号、特開平３−１５７１０３号各公報に記載されているように、貯液槽のような大きな断面積で移動する液体に外部から一定周波数の超音波振動を与えて脱泡するようにしたのでは、振動が均一に与えられず脱泡が不十分となるだけでなく、超音波振動によって添加剤が凝集して塗布不良を起こし易いと言う問題があるので、それを改善するものとして、比較的小さな移送断面積で移送する間の上部にガス溜まり部分のある送液管か上下方向に液体を移送する送液管で被脱泡液体を移送している間に管の外側から被脱泡液体に一定周波数の超音波振動を与えるようにする方法や装置が提案されている。
【０００３】
一方、宇宙機器の流体容器内の脱泡や高粘度印刷用インク、ダンパオイル内の脱泡に適用される超音波脱泡装置として、液体を貯留する容器内に周波数が高次共鳴周波数から低次共鳴周波数まで変化する超音波振動の発振子を設けたものが特開平７−１６４０２号公報によって知られている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上述の貯液槽や送液管の外側から内部の液体に一定周波数の超音波振動を与えるようにした脱泡方法や装置では、なお写真用乳剤のような液体に対して脱泡が不十分であったり、脱泡を十分に行おうとすると添加剤の凝集が起こったりし易いと言う問題があり、また被脱泡液体を貯留する貯液槽内に周波数が変化する超音波発振子を設けた装置では、写真用乳剤のような液体に対しては、添加剤の凝集が起こり易いと言う問題がある。
【０００５】
本発明は、上記問題を解消するためになされたものであり、写真用乳剤のような液体に対しても脱泡を十分行うことができて、しかも添加剤の凝集を起こす惧れのない超音波脱泡方法及び装置の提供を目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の第１は、特許請求の範囲の請求項１の、貯液槽又は送液管内の被脱泡液体に外側から周波数の低い振動から高い振動へと変化する周波数変化サイクルの超音波振動を１周波数変化サイクル以上伝えることを特徴とする超音波脱泡方法、にあり、この構成によって前記目的を達成する。すなわち請求項１の脱泡方法は、貯液槽又は送液管の外側から内部の被脱泡液体に超音波振動を伝えるようにしたことによって、振動が均一に伝えられるとともに、添加剤の凝集を起こりにくくし、そして超音波振動を周波数の低い振動から高い振動へと変化する周波数変化サイクルの１周波数変化サイクル以上の周波数変化振動としたことによって、それぞれ効果的に低周波数振動時には泡の合体成長が行われ高周波数振動時には泡の上昇分離が行われるようになり、添加剤の凝集を起こすことなく、効率よく十分な脱泡が行われるようにしたものである。
【０００７】
また本発明の第２は、請求項２の、内部に被脱泡液体を貯留する貯液槽の外側に貯液槽内部の被脱泡液体に周波数の低い振動から高い振動へと変化する周波数変化サイクルの超音波振動を１周波数変化サイクル以上伝える振動子を設けたことを特徴とする超音波脱泡装置、にある。すなわち、請求項２の装置では貯液槽内部の被脱泡液体にバッチ式に請求項１の脱泡方法が実施されて、前記目的を達成する。
【０００８】
また本発明の第３及び第４は、請求項３の、全体的に被脱泡液体を略水平方向に移送する送液管に部分的に上部に膨らんだガス溜まりが形成され、該送液管の外側に送液管内部の被脱泡液体に周波数の低い振動から高い振動へと変化する周波数変化サイクルの超音波振動を１周波数変化サイクル以上伝える振動子を設けたことを特徴とする超音波脱泡装置、及び請求項４の、被脱泡液体を略垂直方向に移送する送液管の外側に送液管内部の被脱泡液体に周波数の低い振動から高い振動へと変化する周波数変化サイクルの超音波振動を１周波数変化サイクル以上伝える振動子を設けたことを特徴とする超音波脱泡装置、にある。すなわち、請求項３及び請求項４の装置では送液管内部の液体に連続的に請求項１の脱泡方法が実施されて、前記目的を達成する。
【０００９】
また、本発明においては、請求項３及び請求項４の脱泡装置の送液管外側に設ける振動子を送液管の上流側に設けられた低周波振動子とそれより下流側に設けられた高周波振動子の組を複数組設ける形態も好ましい態様である。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して実施例により本発明を説明する。
【００１１】
図１及び図２は請求項２の脱泡装置の例を示す断面図及び底面図、図３及び図４はそれぞれ請求項３の脱泡装置の例を示す要部断面図、図５は請求項４の脱泡装置の例を示す要部斜視図、図６は請求項４の脱泡装置の例を示す要部断面図、図７は請求項４の脱泡装置の例を示す要部側面図である。
【００１２】
図１、図２において、１は写真用乳剤等の液体を調製する調合釜と言った貯液槽、２は貯液槽１から液体を取り出すために貯液槽１の底に設けた排液管、３は排液管２に設けたバルブ、４は貯液槽１の上蓋、５は貯液槽１の内部の液体を撹拌するための撹拌翼、６は加熱または冷却用流体を通して貯液槽１の側壁から底壁にかけてを加熱または冷却し、貯液槽１内部の液体を加熱または冷却するためのジャケット、７はジャケット６の外壁に設けた超音波振動子、８は超音波振動子７を例えば２８ＫＨｚ→４５ＫＨｚ→１００ＫＨｚ→２８ＫＨｚ→４５ＫＨｚ→１００ＫＨｚ→と言ったように各周波数とも数秒間あて最初低周波数で振動させた後に高周波数で振動させ、また低周波数で振動させた後に高周波数で振動させると言ったように周波数を切り換えるサイクルを繰り返す駆動制御を行う振動子駆動制御装置である。
【００１３】
振動子駆動制御装置８に本多電子（株）製２８・４５・１００ＫＨｚ周波数切替型発振器Ｗ−１１５Ｔ出力３００Ｗを用いた図１、図２の装置により、貯液槽１に写真用乳剤を調合し、ジャケット６に圧力２Ｋｇ／ｃｍ２、温度７０°Ｃの加熱水を通して、振動子駆動制御装置８で振動子７を各周波数とも５ｓｅｃあて２８ＫＨｚ→４５ＫＨｚ→１００ＫＨｚの１サイクルを１５ｓｅｃとして３０分間繰り返し振動させ貯液槽１の写真用乳剤に超音波振動を伝えて脱泡を行った。その結果、脱泡が完全で添加剤の凝集が無い写真用乳剤が得られ、その乳剤は感光材料ベースに容易に均一に塗布することができて、優れた品質の感光材料を与えた。
【００１４】
請求項２の装置は、上述のように図１、図２の例が好ましいが、それに限らず、超音波振動子７がジャケット６内で貯液槽１の外壁に取り付けられたものでも、ジャケット６を有しないものでもよい。また超音波振動子７の発振周波数が前述の３段階の周波数に限らず、２段階以上の他の周波数の組み合わせでも、低周波数から高周波数に連続変化するものでもよく、液体を貯液槽１の上部から取り出すものでもよいことは勿論である。
【００１５】
図３または図４の脱泡装置は例えば調合釜で調製した写真用乳剤を感光材料基材への塗布装置に移送する途中に設けられるような装置であり、これらの図において２１は液体を矢印方向に移送する送液管、９及び１０は送液管２１に必要に応じて設けられるギアポンプ等のポンプ及びキャビテーションによる気泡の発生を防止するためのオリフィス、２１ａは送液管２１の略水平部分の上部に形成したガス溜まりであり、移送中の液体から分離したガスを溜めて先に進めないようにする。送液管２１のガス溜まり２１ａを設けられた下部外側には上流側から下流側に配列して超音波振動子７が設けられており、これらの超音波振動子７は振動子駆動制御装置８１、８２、８３によって上流側のものから下流側のものが順に例えば２８ＫＨｚ、４５ＫＨｚ、１００ＫＨｚの周波数で、また図３の脱泡装置ではさらに下流側のものが順に２８ＫＨｚ、４５ＫＨｚ、１００ＫＨｚの周波数で、それぞれ振動して移送中の液体に振動を伝える。それによって送液管２１を流れる液体は、経時的に２８ＫＨｚ→４５ＫＨｚ→１００ＫＨｚと周波数が低周波数から高周波数へと変化する変化サイクルの超音波振動を１変化サイクル以上与えられることになり、２８ＫＨｚや４５ＫＨｚと言った比較的低周波数振動時に泡の合体成長を促進され、４５ＫＨｚや１００ＫＨｚと言った比較的高周波数振動時に泡の上昇を促進されて、添加剤の凝集を起こすことなく、効果的に十分な脱泡を行うことになる。
【００１６】
図３及び図４の例はガス溜まり２１ａにガスが適当に溜まったらガス抜きや送液管２１の清掃を行うものであるが、ガス溜まり２１ａの頂部にガス抜き穴を設けて排気するようにして、送液管２１の清掃周期を延ばすようにしてもよい。また送液管２１を波状やスパイラル状にして、その上側に当たる部分をガス溜まりとし、特別なガス溜まり２１ａは形成しないようにしてもよい。また送液管２１の送液断面積を大きく送液速度を遅くして、上流側から下流側に配列して設けた複数の超音波振動子７をそれぞれが例えば２８ＫＨｚ→４５ＫＨｚ→１００ＫＨｚと変化する超音波振動を繰り返す振動子であるようにしてもよい。
【００１７】
図５の脱泡装置も写真用乳剤を調合釜から塗布装置に移送する途中に設けられるような装置であり、液体を充填させて上下方向特に図示例では下方から上方に移送する送液管２２の外壁の上流側から下流側に、振動子駆動制御装置８１、８２によって例えば２８ＫＨｚ、４５ＫＨｚの周波数でそれぞれ振動する振動子を、移送中の液体に経時的に２８ＫＨｚ→４５ＫＨｚと変化する変化サイクルの超音波振動が２変化サイクル与えられるように配列して設けた装置である。この脱泡装置では、液体から脱泡したガスは送液管２２の図示部分より上部のＬ型に曲がっているような部分で補足されて除去される。この例でも複数の超音波振動子７をそれぞれが例えば２８ＫＨｚ→４５ＫＨｚ→１００ＫＨｚと変化する周波数変化サイクルを繰り返す超音波振動子にしてもよい。
【００１８】
図６及び図７の脱泡装置も図５の脱泡装置と同様、液体を垂直方向に移送する間に脱泡する装置であるが、液体を上方から下方に移送する送液管２３の外壁に上流側から下流側に配列して振動子駆動制御装置８により例えば２８ＫＨｚ→４５ＫＨｚ→１００ＫＨｚと変化する超音波振動を繰り返す周波数可変型の超音波振動子７を複数設けた脱泡装置である点が図５の装置と異なる。このような周波数可変型の超音波振動子７を上流側から下流側に複数配列して設ける脱泡装置の場合、超音波振動子７の周波数変化サイクルの位相は配設位置によって適当にずらすことが脱泡効率を高める上で好ましい。脱泡によって上部に溜まったガスはガス抜きパイプ２４によりガス抜きバルブ３４を通して外部に排出される。
【００１９】
図７の脱泡装置の具体的実施例を挙げると、送液管２３の移送長さ３００ｍｍ、内法断面一辺３０ｍｍの正方形、したがって内容量２７０ｃｃ、液体通過時間３０ｓｅｃ〜２ｍｉｎ、５個の振動子７の周波数変化サイクル２８ＫＨｚ→４５ＫＨｚ→１００ＫＨｚの各周波数５ｓｅｃ、５個の振動子７に液体流れ方向の位置に応じて適当に設定する周波数変化サイクルの位相差を与える条件で写真用乳剤の脱泡を行ったところ、脱泡装置を通ってコーターへ供給された写真用乳剤は完全に脱泡されており、添加剤の凝集も見られなかった。
【００２０】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明の超音波脱泡方法及び装置によれば、写真用乳剤のような液体の脱泡を十分行うことができて、しかも添加剤の凝集を起こすことも無いと言う顕著な効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】請求項２の脱泡装置の例を示す断面図である。
【図２】請求項２の脱泡装置の例を示す底面図である。
【図３】請求項３の脱泡装置の例を示す要部断面図である。
【図４】請求項３の脱泡装置の例を示す要部断面図である。
【図５】請求項４の脱泡装置の例を示す要部斜視図である。
【図６】請求項４の脱泡装置の例を示す要部断面図である。
【図７】請求項４の脱泡装置の例を示す要部側面図である。
【符号の説明】
１  貯液槽
２  排液管
３  バルブ
４  上蓋
５  撹拌翼
６  ジャケット
７  超音波振動子
８，８１，８２，８３  振動子駆動制御装置
２１，２２，２３  送液管
２１ａ  ガス溜まり
２４  ガス抜きパイプ
３４  ガス抜きバルブ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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