(57)【要約】【課題】高粘度液状物から連続的に効率よく微細な泡を除去でき多品種生産の作業性も良好な脱泡装置及び塗布装置を提供する。【解決手段】液状物を連続的に脱泡する脱泡装置であって、減圧手段接続口と液排出口とを備える減圧容器、減圧容器内に配された回転可能な中空筒状の部材である回転筒、回転筒を回転させる駆動装置及び液状物を回転筒内に供給する液状物供給管を有し、回転筒の回転中心軸は鉛直方向に配され、回転筒の上下端部の少なくとも下端部に回転筒胴部分の内壁とは内側に離間して開口部が配され、回転筒内部に円盤又は円筒状の部材であって回転筒の回転中心軸に垂直な面の断面外周が円状の部材が配され、この部材は回転筒内壁面と離間し、その半径は回転中心軸から開口部までの水平方向距離の最大値より大きく、この部材と回転筒胴部分の内壁面とが隙間を有する大きさである。この装置を有する塗布装置。【選択図】図１
2007253095.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液状物を連続的に脱泡する脱泡装置であって、
減圧手段接続口と液排出口とを備える減圧容器と、
該減圧容器内に設けられた回転可能な中空筒状の部材である回転筒と、
該回転筒を回転させる駆動装置と、
液状物を該回転筒内に供給する液状物供給管を有し、
該回転筒の回転中心軸は鉛直方向に配され、
該回転筒の上下端部のうちの少なくとも下端部に、回転筒胴部分の内壁とは内側に離間して開口部が設けられ、
該回転筒の内部に、円盤状もしくは円筒状の部材であって回転筒の回転中心軸に垂直な面の断面外周が円状の部材が設けられ、
該断面外周が円状の部材は回転筒の内壁面と離間しており、
該断面外周が円状の部材の半径は、該回転筒の回転中心軸から該開口部までの水平方向の距離の最大値より大きく、かつ断面外周が円状の部材と回転筒胴部分の内壁面とが隙間を有する大きさである
脱泡装置。
【請求項２】
前記回転筒に回転軸が接続され、前記駆動装置が駆動軸を有し、
該回転軸と駆動軸は駆動力伝達手段を介して接続され、
減圧容器内を減圧状態に維持するための真空シール部が、該駆動軸に設けられ、該回転軸には設けられない請求項１記載の脱泡装置。
【請求項３】
前記回転筒内部に、液状物の共回り促進手段を有する請求項１または２に記載の脱泡装置。
【請求項４】
前記回転筒の上下端部の両方に開口部が設けられ、
前記液状物供給管が回転筒の下端部の開口部から回転筒内に挿入され、
回転筒の回転中心軸から上端部の開口部までの水平方向の距離の最大値が、回転筒の回転中心軸から下端部の開口部までの水平方向の距離の最大値より大きい請求項１から３のいずれか一項記載の脱泡装置。
【請求項５】
濾過部と脱泡部と塗布部とを有する液状物の塗布装置であって、脱泡部が、請求項１から４のいずれか一項記載の脱泡装置である液状物の塗布装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液状物の脱泡装置および塗布装置に関するものであり、特に、化学、医薬、製紙、印刷、電子材料、油製品などの工業分野や、化粧品、食品、樹脂、塗料、接着剤などの製品の製造過程において、液状物中に混入した気泡を連続的に除去するための脱泡装置、および気泡を除去された液状物の塗布装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
紙、フィルム、その他シート状の物の表面に塗料や塗液を塗布する塗工機ラインにおいて、塗布する塗料や塗液に気泡が混入していると欠陥の原因となる。さらに気泡が混入していると塗工液の塗布量が安定せず、塗工部の厚みが不均一になるばかりか、塗面にピンホールや未塗工箇所など欠陥が発生し不良品の原因となる。
【０００３】
また、半導体チップ等の電子部品を絶縁し、さらに汚染や破損から保護するために液状樹脂からなる封止材で封止する場合やフォトレジスト液を塗布する場合に気泡が混入すると塗布量が安定しないため、封止剤の充填不良部分やフォトレジスト液の未塗布部分が発生してしまうことがある。さらには封止剤の、表面や内部に気泡が散在するとその強度や耐湿性が低下してしまうことがある。
【０００４】
光学ディスク用の樹脂材料をディスク基盤に塗布する場合に気泡が存在すると、レーザー等での読み取り及び記録時にエラー信号の原因となり正確なデータの読み書きができなくなることがある。
【０００５】
化学、医薬、食品関連の材料では、気泡中のガス成分が品質上問題となることもある。
【０００６】
あるいは液状物に気泡が存在すると輸送ポンプや配管の腐食や異常振動の原因となったり、みかけの密度が変化するため梱包工程での不具合を生じさせることがある。
【０００７】
特に高粘度の液状物はいったん気泡が混入すると非常に抜けにくいため、バッチ処理では長時間の処理が必要になるか、連続的であっても大処理量を確保することは困難であることがある。
【０００８】
その一方で、上述した欠陥を防ぐために、除去の必要がある泡の大きさは近年ますます微細化している傾向にあり、効率よく極めて微細な気泡を除去できる方法が望まれている。
【０００９】
これらの液状物に含まれる気泡を除去するための従来の装置としては、真空タンク内に液状物を静置するか、またはそのタンク内を撹拌して泡を除去する方法がある。しかし高粘度の液状物や大量の処理には機械を大規模にするか時間を長くかけることが必要で工業的に不利である。
【００１０】
また、真空タンク内の上部に水平面内で回転する回転円盤もしくは短い胴部と底板を有する回転円筒容器もしくはその胴部が多孔板やスリット上の回転円筒容器を配置し、回転円盤または回転円筒容器に液状物を供給する形式の装置がある。しかしこの形式の装置においては液中の気泡の移動の推進力が主に真空に因るものであるので、高粘度の液状物から微細な気泡を脱泡するには時間がかかり、時間当たりの処理量を多くはできない。さらに円盤上で除去されなかった泡が、内壁面に飛散する時に微細化されると脱泡が進まなくなるどころか、気泡の数が増えることになってしまうこともある。
【００１１】
特開昭５９−３０５号公報（特許文献１）には、回転する円筒容器中心に上方より液吸引排出管を挿入し容器下部において開口させ排出管の周りから液体を供給し、排出管と円筒容器との間から脱気する連続気泡除去装置が記載されている。
【００１２】
この方式では脱泡された液体原料とは別に、気泡を伴った液体原料が排出されるためそれを回収するための装置が必要になり工程が複雑になる。また回転する部分と固定している部分の間に液体原料が充満するので、摩擦により温度が上昇し液体原料の変質などを招く恐れがある。
【００１３】
特開平５−２００２０３号公報（特許文献２）には、減圧された真空槽内で、底面近傍に撹拌羽根を配置した状態で、有底円筒状の容器を回転させ、容器上部から内壁に沿って液状樹脂を供給し、容器と撹拌羽根の相対的な回転により液状樹脂を撹拌しその中の気泡を除去し、脱泡が終了したら、真空層内を加圧状態にし、あらかじめ回転円筒内に、底部近傍まで挿入しておいた送出パイプを通じて、液状樹脂を排出する方法が記載されている。
【００１４】
この方式では、処理時間の経過に伴い容器内に液状樹脂が蓄積されると、撹拌の効率が悪くなるため、脱泡効率も悪くなる。と同時に、微細な泡は撹拌の下降流により表面に到達しえない確率が高まり、脱泡の効率はさらに悪くなる。加えて、真空下での液注入と加圧での液排出を交互に行うバッチサイクルの必要があり生産速度の効率が悪い。
【００１５】
特開２０００−１２６５０８号公報（特許文献３）には真空タンク内で、断面が楕円形の回転盤を回転させ、内部にスラリーを供給し、液状物は遠心力の作用で回転盤の内壁面に沿って薄膜状に広がりながら脱泡される。液状物はさらに半径方向外周側に移動しスラリー溜まりに溜まり、回転盤の作用による運動エネルギーで、下部に挿入された排出管より排出する方法が記載されている。
【００１６】
この方式では、遠心力が最も強く作用する半径方向の端部では排出機構が働くため、滞在時間も短く遠心力による十分な脱泡作用は期待できない。よって、きわめて少量の処理量か、もしくは低粘度の液状物での比較的大きな泡の除去には適するが、高粘度液の微細な泡の除去には適さない。また、運転終了後に回転盤内に液が残ってしまうため、液状物の完全除去には回転部分の分解作業が必要となる。これは、近年の多品種生産には作業性が悪く不適である。
【００１７】
特開平３−８６２７３号公報（特許文献４）には、塗工シートを製造するシート連続塗布方法において、塗液の循環系内に連続式オリフィス真空脱気装置を設けて塗液を脱泡し、エアーナイフ式の塗布装置で感熱記録紙を製造した記載がある。この方式で高粘度液状物を処理しようとすると、オリフィスでの圧力が大きくなるため、送液のためのポンプや配管材料が耐圧仕様となって高価となるばかりか、気泡が消滅する前にオリフィスからの噴射で微細化され、より除去しにくい微細な泡の数を増やすこともある。
【００１８】
特開平１０−２８６５１１号公報（特許文献５）には、フィルム上の被塗布物に塗布ローラを用いて塗布する装置において、多孔質体を用いて気泡を吸引したり、ポンプを用いて気泡ごと塗布液を吸引して再度液化したりする装置についての記載がある。この方式では塗布液槽内の表面上の気泡を除去することしかできない。すなわち、高粘度液状物に含まれた気泡を十分に除去することはできない。さらに非常に複雑な機構となっているため、品種切り替えの際には、洗浄作業に著しい負荷が発生する。
【００１９】
特開２０００−１５７９０５号公報（特許文献６）には、ダイコート法にて連続的に塗膜を形成する装置において、塗布液を減圧雰囲気下で撹拌する塗布液貯蔵手段をひとつ以上用いて、脱泡された塗布液を供給する装置の記載がある。この方式では、近年の極めて微細な気泡を除去する場合、さらには、高粘度液状物から微細な気泡を除去するためには、減圧雰囲気下で撹拌する時間が非常に長くなる。減圧下で長時間塗布液を滞在させることは、揮発成分の蒸発を招き、粘度の変化が起こって、塗布液の供給量すなわち塗膜の膜厚が変化したり、品質の変化を招く。これを防ぐためには、かかる塗布液貯蔵手段で小型のものを数多く設置し、供給量を確保することが必要となり、これはコストアップの要因となり、さらには品種切り替え性を著しく悪化させる。
【特許文献１】特開昭５９−３０５号公報
【特許文献２】特開平５−２００２０３号公報
【特許文献３】特開２０００−１２６５０８号公報
【特許文献４】特開平３−８６２７３号公報
【特許文献５】特開平１０−２８６５１１号公報
【特許文献６】特開２０００−１５７９０５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２０】
本発明の目的は、高粘度の液状物であっても微細な泡の除去を連続的に効率よく行うことができ、しかも多品種生産の作業性も良好な脱泡装置および塗布装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
本発明により、液状物を連続的に脱泡する脱泡装置であって、
減圧手段接続口と液排出口とを備える減圧容器と、
該減圧容器内に設けられた回転可能な中空筒状の部材である回転筒と、
該回転筒を回転させる駆動装置と、
液状物を該回転筒内に供給する液状物供給管を有し、
該回転筒の回転中心軸は鉛直方向に配され、
該回転筒の上下端部のうちの少なくとも下端部に、回転筒胴部分の内壁とは内側に離間して開口部が設けられ、
該回転筒の内部に、円盤状もしくは円筒状の部材であって回転筒の回転中心軸に垂直な面の断面外周が円状の部材が設けられ、
該断面外周が円状の部材は回転筒の内壁面と離間しており、
該断面外周が円状の部材の半径は、該回転筒の回転中心軸から該開口部までの水平方向の距離の最大値より大きく、かつ断面外周が円状の部材と回転筒胴部分の内壁面とが隙間を有する大きさである
ことを特徴とする脱泡装置が提供される。
【００２２】
上記脱泡装置において、前記回転筒に回転軸が接続され、前記駆動装置が駆動軸を有し、
該回転軸と駆動軸は駆動力伝達手段を介して接続され、
減圧容器内を減圧状態に維持するための真空シール部が、該駆動軸に設けられ、該回転軸には設けられないことが好ましい。
【００２３】
上記脱泡装置が、前記回転筒内部に、液状物の共回り促進手段を有することが好ましい。
【００２４】
上記脱泡装置において、前記回転筒の上下端部の両方に開口部が設けられ、
前記液状物供給管が回転筒の下端部の開口部から回転筒内に挿入され、
回転筒の回転中心軸から上端部の開口部までの水平方向の距離の最大値が、回転筒の回転中心軸から下端部の開口部までの水平方向の距離の最大値より大きいことが好ましい。
【００２５】
また、本発明により、濾過部と脱泡部と塗布部とを有する液状物の塗布装置であって、脱泡部が上記脱泡装置であることを特徴とする液状物の塗布装置が提供される。
【発明の効果】
【００２６】
本発明により、高粘度の液状物であっても微細な泡の除去を連続的に効率よく行うことができ、しかも多品種生産の作業性も良好な脱泡装置および塗布装置が提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
本発明の脱泡装置は、減圧容器を有する。減圧容器は、減圧手段を接続するための減圧手段接続口と、脱泡された液状物を排出するための液排出口とを備える。減圧容器内には、回転可能な回転筒が設けられる。
【００２８】
また、脱泡装置は、回転筒を回転させる駆動装置と、脱泡しようとする液状物を回転筒内に供給する液状物供給管を有する。
【００２９】
回転筒は、中空の筒状である。
【００３０】
回転筒の胴部の内壁面は、液状物が回転筒内で均一に遠心効果を受ける構造とするために、軸対称回転体の空間を有する形状であることが望ましい。回転筒の外形にはなんら制限はないが、回転筒は軸対称体であることが好ましく、さらには軸対称回転体であることが好ましい。軸対称体あるいは軸対称回転体にすることで脱泡装置の機械設計上簡便な構造にすることが可能で経済上有利である。
【００３１】
回転筒にはその両端部に底面が設けられる。なお、本発明においては回転筒の上部であっても便宜上「底面」という。底面の形状に制限はない。平板状の底面であったり、外形および／または内径が漸次減少するコーン状であったり、適宜選択できる。例えば、断面が一定の外径および内径を有する環状である円筒状、すなわち円形直管状の胴部と、胴部の両端に配された、胴部の中心軸に垂直な底面を有する形状を、回転筒が有することができる。
【００３２】
回転筒の回転中心軸は鉛直方向に配される。回転中心軸は回転筒胴部の断面の重心を垂直に貫く線と一致する。すなわち回転筒胴部の断面の重心を垂直に貫く線が鉛直方向になるように配置され、この線を回転中心軸として回転筒が回転可能となる。回転筒胴部の断面は水平方向での断面を指す。
【００３３】
回転筒の上下端部のうちの少なくとも下端部に、回転筒胴部分の内壁とは内側に離間して開口部が設けられる。回転筒胴部分は、回転筒の、筒面を持つ胴部を意味する。
【００３４】
回転筒の内部に、円盤状もしくは円筒状の部材であって回転筒の回転中心軸に垂直な面の断面外周が円状の部材が設けられる。
【００３５】
この断面外周が円状の部材は回転筒の内壁面と離間している。
【００３６】
断面外周が円状の部材の半径（上記断面形状をなす円の半径）は、回転筒の回転中心軸から開口部までの水平方向の距離の最大値より大きい。つまり、開口部が回転筒の下端のみに設けられる場合は、下端の開口部の回転中心軸から水平方向に最も遠い点を選ぶ。開口部が回転筒の上下端の両方に設けられる場合は、全ての開口部について、開口部の回転中心軸から水平方向に最も遠い点を選ぶ。断面外周が円状の部材の半径が、このように選んだ点と回転中心軸との水平方向の距離より大きいようにする。
【００３７】
また、断面外周が円状の部材の半径は、断面外周が円状の部材と回転筒胴部分の内壁面とが隙間を有する大きさである。つまり、断面外周が円状の部材は、回転筒の胴部の内壁面には接しない。
【００３８】
液状物は、断面外周が円状の部材と回転筒の内壁面との間に形成された隙間を通り、開口部を経由して、回転筒の内部から減圧容器内へと排出される。
【００３９】
以下、本発明の装置の一形態につき図を用いて説明する。ただし、本発明はこれによって限定されるものではなく、本発明の範囲内で種種の変形を行う事が可能である。
【００４０】
図１に示すように、減圧された容器１内で回転する回転筒３内に、液状物入口５から液状物供給管４を経て液状物が供給される。この液状物は、回転による遠心力を受けて、回転筒の胴部分の内壁３ｆ面で回転中心軸側に液面を有する円管状となる。このとき、回転筒胴部分の内壁面で円管状となった液状物１０においては、遠心効果と減圧効果によって気泡が液状物内部からその表面すなわち液面へ移動することが促進され脱泡される。
【００４１】
連続的に除去されるべき気泡のガス分を系外に排出し減圧容器内を一定の減圧状態に維持するために、減圧容器には減圧手段接続口１ａを介して減圧手段（不図示）が接続される。減圧手段としては真空ポンプ等の公知の減圧手段を用いることができる。減圧容器内の圧力は−０．０１［ＭＰａＧ（ゲージ圧を示す、以下同様）］〜−０．０９［ＭＰａＧ］の範囲が好ましい。−０．０９［ＭＰａＧ］以上とすることで、減圧容器や減圧手段の選定上、経済的に有利である。−０．０１［ＭＰａＧ］以下とすることで回転筒部から排出された液状物が減圧容器の内壁面に衝突する際の気泡の混入を防ぐことができるので好適である。
【００４２】
回転筒内における液状物の滞在時間を保つために、回転筒の端部の開口部（図１では上部開口部３ｂおよび下部開口部３ａ）は回転筒胴部分の内壁と接触する事がないように設けられる。つまり回転筒胴部分の内壁から内側に離間して開口部が設けられる。開口部が回転筒胴部分の内壁と接触しないので、液状物は、回転筒内で或る厚みを有する円管状となることができる。この厚みを確保することで滞在時間を確保することが可能となり、微細な気泡であっても液状物の内部から液面へと移動する時間を確保でき、脱泡が良好に進むので好適である。
【００４３】
このような開口部の形状や個数は適宜決めることができる。開口部は、例えば図２、図３あるいは図４に示す構造とすることができる。回転筒の底面に、回転筒の回転中心軸と同心の円状の開口部（ここでは回転筒上端の開口部３ｂとする）が１つ設けられた場合を図２に示す。開口部３ｂの最も外側すなわち開口部の外周は、回転筒胴部の内壁３ｆ面より内側にある。図３には、回転筒の底面に複数の同一円状の開口部３ｂが設けられた場合を示す。各開口部の中心は、回転筒の回転中心軸と同心の円周上に等間隔に、軸対称に配されている。開口部の最も外側は、回転筒胴部の内壁３ｆ面より内側にある。図４に示される形態では、回転筒の底面に、回転筒胴部の内壁３ｆ面の直径より小さい外直径を有する底面部材３ｇが設けられ、底面部材の胴部によって開口部を形成している。底面部材は一端（図中上端）に底面を有する中空円筒状の部材であり、この底面部材の胴部に穴３ｊが複数個、底面の胴部の周方向に所定の間隔で設けられる。
【００４４】
開口部が回転筒胴部分の内壁面と接触していないことによって、回転筒内における液状物の滞在時間を確保できる。よって、液状物の粘度や処理量、除去したい気泡の大きさによって、回転筒の回転数を変更することで、液状物の脱泡の運転条件を適宜選定できるので工業的に有利である。開口部が回転筒胴部分の内壁と接触していると、液状物が回転筒内面に供給され内部で円管状にされると同時に速やかに遠心力により回転筒内部から減圧容器内面に向かって飛散してしまう。このとき回転筒胴部の内面での滞在時間が短く、気泡の除去が良好に進まない。さらに液状物がそのまま回転筒から飛散し減圧容器内面に衝突すると、脱泡されていない気泡の微細化を招き、除去しにくい微細な気泡の数を増やすことになる。
【００４５】
液状物が排出される開口部の最外径（半径）の大きさ（開口部の回転中心軸から最も遠い点と回転中心軸との水平方向の距離。図５においてＲｏｕｔで示される。）と回転筒の内径（半径）すなわち回転筒胴部分の内壁面の半径（Ｒ）の関係は、Ｒｏｕｔ／Ｒが０．２〜０．８の範囲が好ましい。この比を０．２以上とすることにより、回転筒内に液状物が多く滞在して回転部に負荷がかかり機械強度上コストの上昇を招くことを防止することができる。また、液状物内を気泡が移動するのに時間がかかり効率が悪くなって処理量が低下することを防止することができる。上記比を０．８以下とすることにより、気泡が液状物の内部を移動するに要する時間が短くなって滞在時間の調整も難しくなり、工業的に安定した処理が難しくなることを防止することができる。機械強度上のコストと処理量のバランスにより、Ｒｏｕｔ／Ｒは０．３〜０．６の範囲がより好ましい。
【００４６】
また、回転筒の内直径（回転筒胴部分の内壁の直径）Ｄと、回転筒胴部の内面の長さ（Ｌ）については、Ｌ／Ｄが１〜１０の範囲が望ましい。なおＤ＝２Ｒである。Ｌ／Ｄを１以上とすることにより、回転筒内に滞在する液状物が少なくなって処理量が低下することを防止することができる。Ｌ／Ｄを１０以下とすることにより、回転部の負荷が大きくなり機械設計上、コストが上昇することを防止することができる。また、Ｌ／Ｄを１０以下とすることにより、液状物の滞在量が多くなって品種切り替え時に洗浄性が低下することを防止することができる。Ｌ／Ｄが、３〜７であればより好ましい。
【００４７】
開口部は少なくとも回転筒の下部に設ける。回転筒下部に開口部があると運転停止後に回転筒内部に残留した液状物を確実に排出することが容易で、品種切り替え作業が容易になる。回転筒下部に開口部が無いと回転筒内に液状物が残留し、品種切り替えの作業性を著しく悪化させる。
【００４８】
回転筒内に供給された液状物をより良好に脱泡し、回転筒内をショートパスさせること無くピストンフローで流すために、開口部は回転筒の上下端部の両方にそれぞれ設け、一方の開口部から液状物供給管を挿入して液状物を供給し、他方の開口部から液状物を排出させることが好ましい。このとき、図５に示すように供給側の開口部の最外径（半径）の大きさ（Ｒｉｎ）を他方の開口部の最外径の大きさ（Ｒｏｕｔ）より小さくする事で他方の開口部は排出側となりピストンフローが確実に形成できる（図５では下端の開口部から液状物を供給し、上端の開口部から排出する）。Ｒｏｕｔ／Ｒｉｎの比は、回転筒や液状物供給管の設計により適宜設定できる。供給側の開口部から供給された液状物が、排出側の開口部に向かって移動する間に脱泡作用が進み、その進行に合わせて液状物が移動することで、脱泡が進んでいない液状物がショートパスして排出されるのを防ぐ事が可能になる。
【００４９】
さらには回転筒下部の開口部に液状物供給管を挿入して液状物を供給し、上端部の開口部から液状物を排出することがより好ましい。このとき、下部開口部の最外径（半径）の大きさは、上部開口部の最外径（半径）より小さい事でピストンフローを形成できる。回転筒を上部で固定して回転させると回転筒の回転軸の固定と回転筒の回転バランスの維持が容易になるので、機械設計上有利である。さらには回転筒下部をより単純な構造にすることが可能となり品種切り替え時の残液の処理などの作業性が良好となる。よって、液状物供給管は下部開口部から挿入し、上部開口部から液状物を排出させるほうが、機械設計上有利になり工業上好適であり、多品種生産性も向上する。
【００５０】
回転筒を鉛直方向の回転中心軸で回転させることにより、回転筒胴部の内壁面で効率よく液状物を円管状にすることができる。さらに鉛直方向であれば、停止時も、内部の残留液状物が回転筒下端部の開口部から重力によって排出されるので、多品種の品種切り替え作業にも好適である。開口部が回転筒胴部の内壁面と接触していない状態で、回転筒を傾けた状態や水平な状態で回転させては、停止時に回転筒内部に液状物が残留し、品種切り替えの作業性を著しく低下させる。
【００５１】
回転筒の内部には、円盤状もしくは円筒状の部材であって回転筒の回転中心軸に垂直な面の断面外周が円状の部材（断面外周が円状の部材）が設けられる。液状物は、断面外周が円状の部材と回転筒の内壁面との間に形成された隙間を通り、開口部を経由して、回転筒の内部から減圧容器内へと排出される。よって断面外周が円状の部材は、良好に脱泡された液状物を回転筒の内部においてピストンフローで排出するために、液状物供給管と開口部（液状物を回転筒から排出させる開口部）の間に設ける事が好ましい。さらには液状物を回転筒から排出させる開口部の近傍に設けることが好ましい。
【００５２】
図６には、断面外周が円状の部材の例として円盤状部材３ｃを示す。断面外周が円状の部材の外径（半径）（Ｒｂ）は、回転筒端部の開口部の回転筒回転中心軸からの最外径（半径）（Ｒｏｕｔ）より大きく、かつ回転筒胴部の内壁面とは隙間（Ｔｈ）を有する大きさとする。断面外周が円状の部材によって、回転筒内部の液状物を回転筒開口部から排出する際に、断面外周が円状の部材と回転筒胴部の内壁面との隙間を通過させて排出させることができる。筒胴部の内壁面で円管状化した液状物の内部を、気泡が内壁面部から液面に向かって移動する。よって断面外周が円状の部材と回転筒内壁面の隙間（Ｔｈ）を通って開口部に送られ排出される液状物は、気泡が除去された部分となる。断面外周が円状の部材が存在しないと、液面に近い液状物が開口部から排出されることになるが、気泡は液面に向かって移動するので、排出される液状物は気泡が多いことになり、脱泡が良好に進まない。
【００５３】
このとき、Ｒｂと回転筒の内径（半径）Ｒの比、Ｒｂ／Ｒは０．８５〜０．９９の範囲が好ましい。Ｒｂ／Ｒを０．８５以上とすることにより、気泡を含んだ液が排出部に向かって流れ易くなることを防止し、良好な脱泡を行うことができる。０．９９以下とすることにより、断面外周が円状の部材と回転筒内壁面との隙間（Ｔｈ）が小さくなり液状物が移動するときの抵抗が大きくなり、処理量が低下することを抑制することができる。
【００５４】
液状物供給管４は、回転する回転筒の開口部から、液状物を回転筒内に供給する。液状物が均一性良く回転筒内で円管状化するように液状物を供給できるような液状物供給管の形状および構造を適宜採用することができる。例えば、液状物供給管の先端を回転筒内壁面に近接するように設置することもできる。あるいは図１に示すように、回転筒内に回転筒と一体となって回転する分散板３ｄを設けて、分散板に液状物が接触するように液状物供給管を設置すると好適である。回転筒内に分散板を設けることで、液状物供給管を回転筒の回転中心軸上に設置する事ができ、液状物は分散板上に供給された後速やかにかつ優れて均一に回転筒内壁面に移動するため、回転体としてバランスに優れ機械の強度設計上優位となり好適である。
【００５５】
回転筒を回転させるための駆動装置２には、圧縮ガスを用いたタービン方式、ベルト駆動など公知の駆動力伝達手段２ｃとモーターの組み合わせ、特殊高速モーターを使用する方法などを用いる事ができる。運転範囲を広く設定し、かつより微細な気泡を除去するには、回転筒を２，０００Ｇ（Ｇは重力加速度を表す）以上の遠心加速度を達成しうる回転数で回転させ、かつその回転数が可変できる事が好ましい。タービン方式は出力エネルギーが小さいため試験設備規模の処理には適するが工業規模では機械が大型化しコスト、騒音が大きくなる傾向がある。特殊高速モーターを回転筒に直結すると駆動部分の構造は簡単となるが、速度可変式の特殊高速モーターは非常に高価であり保守性も悪い傾向がある。よって、ベルト駆動など公知の駆動力伝達手段と汎用インバーターモーターの組み合わせが好ましい。この方式では、高粘度液から極めて微細な気泡を効率よく除去する条件として、回転筒において２，０００Ｇ以上の遠心加速度を達成する際にも、機械構造が単純で、工業的に有利で好適である。
【００５６】
減圧容器内の減圧状態を一定のレベルに維持するために、真空シール部を適宜設けることができる。減圧容器内で回転筒を回転させるため、回転する軸部に対して真空シール部を設ける事ができる。回転筒の回転軸に真空シール部を設けるために、適宜市販の真空シール部品を使用する事ができる。ただし、回転筒での遠心加速度が２，０００Ｇ以上を達成する回転数の条件で回転筒を回転させる際には、図１のように、駆動装置にベルト伝達駆動方式などの駆動力伝達手段を用い、駆動装置の駆動軸２ｂと回転筒の回転軸３ｅとが直結していない構造として、駆動軸部には回転する軸部に対する真空シール部２ａを設け、回転軸３ｅには真空シール部を設けないことが好ましい。このとき回転筒を収容する部分から駆動軸部の真空シール部までを一体的に減圧可能な容器を用いる。微細な気泡を除去しようとしたとき回転筒を高速で回転させる事が有効である。駆動力伝達手段によって駆動軸２ｂは低速回転、回転筒の回転軸は高速回転とすることにより、駆動装置に汎用の装置を選定する事が可能となり、工業上好適である。さらにこのとき、真空シール部を低速側の駆動装置の駆動軸に設けることで、低コストの汎用の真空シール部品を使用する事ができ、工業的により好適である。
【００５７】
回転筒内部に存在する液状物が回転筒の回転数に近い回転数で回転するように、回転筒内部には液状物の共回り促進手段を有する事が好ましい。特に高粘度液や粘度のせん断速度依存性を有する液状物では、回転筒内壁面近傍でスリップが発生しやすく、液状物のほとんどが回転筒の回転数よりも遅く回転する現象が発生し、所定の回転数すなわち遠心力が発生せず、脱泡が効率よく行われないことがある。よって、回転筒の回転に応じて、内部の液状物に回転する力を伝え、回転筒と同じ回転数で回転させることを可能とする、共回り促進手段を設ける事が望ましい。共回り促進手段は、液状物が回転筒と同じ回転数で回転できるような構造であれば、その形状に特に制限はない。共回り促進手段を溶接や接着などで回転筒の内壁面に固定させてもよいし、ばねやねじなどで固定させてもよい。回転筒の内壁面に突起物を設けたり、（撹拌）羽根状のものを固定したりできる。図７は、３枚の羽根を有する共回り促進手段３ｈをばね３ｉで固定させた例を示す。
【００５８】
本発明の脱泡装置において、各構造部の材質は構造体としての強度が保持できれば特に制限は無く、鉄鋼、ステンレス鋼、アルミ鋼などの非鉄金属及び合金類、ガラスやセラミックなどの無機類、合成樹脂類などを使用する事ができる。また、接液部には耐食処理や耐磨耗処理などのために、熱処理、めっき、コーティング、肉盛、その他特殊処理等の表面処理を施しても良い。機械的安定性とコストの面からステンレス鋼が好適で、さらに必要に応じて表面処理を施すこともできる。
【００５９】
特に液状物に接する表面を研磨するなどして表面粗さを小さくすることは、気泡の付着を防止する上で好ましい。
【００６０】
本発明の脱泡装置によって、水、油、溶剤、高分子単量体、高分子重合体、その他混合物など適宜の種類の液状物を処理することができ、また適宜の粘度の液状物を処理することができる。液状物の粘度に制限はない。特に、１００［ｍＰａ・ｓ］以上の高粘度液体の脱泡にはより好適に用いることができる。１００［ｍＰａ・ｓ］未満の粘度であれば、より高い生産性を達成できる。
【００６１】
スラリーのように媒体である液状物と比べて比重が大きい固形物が混在している場合は、その固形物が回転筒内に蓄積されるので、蓄積した固形物を適宜除去することで本発明の脱泡装置が適用可能である。
【００６２】
本発明の脱泡装置によって除去できる気泡の大きさに制限はない。直径が数百ミクロンから数ミクロンの気泡でも除去できる。特に、高粘度の液状物から直径が１０ミクロン以上の気泡を除去することを、工業的に有利に、かつ多品種生産の作業性も良好に、達成できる。
【００６３】
本発明の液状物の塗布装置の一実施例を図９に示す。ただし、本発明は図９に制限されるものではなく、本発明の範囲内で種種の変形を行う事が可能である。
【００６４】
図９に示すように、供給口２４から供給された液状物は、送液装置２３ａにより濾過部２０へ送られる。濾過部では液状物中の異物を除去する。濾過部は液状物の性状と除去すべき異物の性状に応じて、その素材や形式および運転条件は適宜に選定できる。除去すべき異物に制限は無い。ろ過素材２０ａには、天然繊維、合成繊維、金属繊維、無機質などを用いることができ、これらを、平膜状、袋状、プリーツや円盤、円筒状といった成形膜状等に加工して用いる事ができる。除去すべき異物に応じてろ過素材を選定する事ができる。
【００６５】
脱泡部２１は、濾過部に続いて構成される。濾過部は多大な表面積を有するため、最初に液状物を通液する際に気泡を巻き込みやすい。よって、濾過部の後に脱泡部を構成することは、異物と気泡をより確実に除去できるので好適である。
【００６６】
脱泡部のあとに濾過部を構成すると、濾過部より下流側の気泡の除去およびその存在の管理が困難になる場合があり工業的に有利とは言えない。例えば、製造開始前の放流によって気泡を除去しようとしても、気泡を放流物に同伴させてゼロにするための条件を確定することは容易ではない。さらに濾過部で異物が捕捉されて濾材の交換が必要になると、その交換作業のたびに気泡の混入の懸念が発生する。
【００６７】
本発明では、脱泡部に上述した脱泡装置によって遠心脱泡の原理を用いているため、遠心部に液状物を供給する前に濾過部を構成することで、遠心部で異物が滞留することもなくなり、さらに好適である。
【００６８】
脱泡部２１で脱泡された液状物は、送液装置２３ｂにより塗布部２２へ送られる。
【００６９】
塗布部は、公知の塗布装置を使用する事ができる。被塗工部の形状や、液状物の性状および運転条件によって、適宜に選定できる。被塗工物がフィルムやシート様の形態の場合は、ロールコーターやダイコーター、ナイフコーターやエアコーターなどの方法が知られている。被塗工物にスプレー等によって噴き付ける方法や液溜まり部に被塗工物をディッピングする方法も可能である。被塗工物が光学ディスクなど比較的小さい形状にはスピンコーターなどの方法が知られている。これらの例示のほか、公知の塗布装置から適宜選んで利用することができる。
【００７０】
また、濾過部、脱泡部、塗布部のそれぞれにおいて、圧送タンク式、ポンプ式などの送液装置またはバルブ類を設けることには何ら制限は無く、液状物の性状や運転条件によって、適宜に選定できる。
【００７１】
本発明の塗布装置によって、水、油、溶剤、高分子単量体、高分子重合体、その他混合物など適宜の種類の液状物を被塗工物に塗布することができ、また適宜の粘度の液状物を被塗工物に塗布することができる。液状物の粘度に制限はない。特に、１００［ｍＰａ・ｓ］以上の高粘度液体の塗布にはより好適に用いることができる。１００［ｍＰａ・ｓ］未満の粘度であれば、より高い生産性を達成できる。
【００７２】
スラリーのように媒体である液状物と比べて比重が大きい固形物が混在している場合は、その固形物が濾過部や脱泡部の回転筒内に蓄積されるので、蓄積された固形物を適宜除去することで本発明の塗布装置が適用可能である。
【００７３】
このように本発明によれば、液状物は回転筒内で、回転の遠心力により円管状化し、開口部と断面外周が円状の部材とにより、滞在時間を優れて確保した上で、減圧と遠心力の作用で気泡の移動が進んだ液部分を選択的に排出させることができる。さらには共回り促進手段によって、より優れた遠心効果を与えることができる。また、回転筒の底部に開口部があり、回転筒を鉛直方向に設置することで、回転筒内に液状物が残留せず、品種切り替えも容易になる。駆動部は回転筒部の回転軸と直結させない構造により、高回転数での運転が可能になるばかりか、汎用の機械部品が使用できるので工業的にも非常に有利となる。
【実施例】
【００７４】
〔実施例１〕
図８に示すように、上部開口部３ｂ、下部開口部３ａ、円盤状部材３ｃを有する回転筒３を用意した。このとき、回転筒の内径（半径）Ｒ、回転筒の胴部の内面の長さＬ、液供給部の開口部（下部開口部）の最大外径（半径）Ｒｉｎ、液排出部（上部開口部）の最大外径（半径）Ｒｏｕｔ、円盤状部材の外径（半径）Ｒｂは次の通りであった。
Ｒ：２２．２ｍｍ、
Ｌ：２０４ｍｍ、
Ｒｉｎ：４．７５ｍｍ、
Ｒｏｕｔ：１２．５ｍｍ、
Ｒｂ：２１ｍｍ。
【００７５】
回転筒は、減圧容器１内に設けられ、回転筒の回転軸は、駆動装置２のインバーターモーターを直結することにより駆動した。回転軸に対する真空シール部２ａは、減圧容器と回転筒の回転軸の間に設けた。
【００７６】
減圧容器に減圧手段接続口１ａを設け、この接続口を不図示の真空ポンプと接続し減圧容器内部を減圧できるようにした。
【００７７】
液状物供給管は、回転筒下部の開口部３ａから回転筒内部に挿入し、減圧容器部に真空シール部４ａと共に固定した。
【００７８】
回転筒を３，０００［ｒｐｍ］で回転させ、液状物供給管を通じて回転筒内部に粘度１００［ｍＰａ・ｓ］の水あめを９．８［ｋｇ／ｈ］で供給した。減圧容器内の圧力は、−０．０９［ＭＰａＧ］であった。
【００７９】
連続運転中は回転筒の上部開口部から水あめが連続的に排出された。減圧容器内にたまった水あめは液排出口１ｂから不図示のポンプを用いて連続的に排出し、その水あめを縦横２０［ｍｍ］深さ２［ｍｍ］の凹部を有する金属板に流し込み、デジタル顕微鏡で気泡の様子を確認した。直径が５０［μｍ］を超える気泡は観察できず、良好な脱泡状態であった。
【００８０】
運転の後、水あめの供給を停止し、水あめの替わりに水を供給ししばらく運転した後に、水の供給、回転筒の回転および真空ポンプを停止させると、回転筒の下端部の開口部から内部の水が減圧容器内に排出された。念のため、回転筒を取り外して内部を観察すると、水あめおよび水の残留はなかった。
【００８１】
〔実施例２〕
液状物供給管を通じて回転筒内部に粘度３，５００［ｍＰａ・ｓ］の水あめを０．２８［ｋｇ／ｈ］で供給した以外は、実施例１と同様に運転し、金属板に流し込んだ水あめの気泡の様子をデジタル顕微鏡で観察した。直径が５０［μｍ］を超える気泡は観察できず、良好な脱泡状態であった。
【００８２】
運転の後、水あめの供給を停止し、水あめの替わりに水を供給ししばらく運転した後に、水の供給、回転筒の回転および真空ポンプを停止させると、回転筒の下端部の開口部から内部の水が減圧容器内に排出された。念のため、回転筒を取り外して内部を観察すると、水あめおよび水の残留はなかった。
【００８３】
〔実施例３〕
実施例１の回転筒を用い、図１に示すように、回転筒は減圧容器１内に設けられ、回転筒の回転軸は、駆動力伝達手段２ｃであるベルト伝達機構を介して駆動装置２のインバーターモーターにより駆動した。減圧容器と駆動装置２の駆動軸２ｂとの間に真空シール部２ａを設け、回転筒の回転軸３ｅのまわりには真空シール部を設けなかった。また、回転筒内部に、図７に示す構造の通り、３枚羽根様のもので、回転中心軸から羽根の先端までの距離は２１［ｍｍ］で、回転中心軸方向の長さは１２０［ｍｍ］、ばねで回転筒の内壁面と固定し、材質がステンレス鋼の共回り促進手段３ｈを設けた。
【００８４】
回転筒を１０，０００［ｒｐｍ］で回転させ、液状物供給管を通じて回転筒内部に粘度３，５００［ｍＰａ・ｓ］の水あめを３［ｋｇ／ｈ］で供給した。減圧容器内の圧力は−０．０９［ＭＰａＧ］であった。
【００８５】
連続運転中は回転筒の上部開口部から水あめが連続的に排出された。減圧容器内にたまった水あめは液排出口１ｂから不図示のポンプを用いて連続的に排出し、その水あめを縦横２０［ｍｍ］深さ２［ｍｍ］の凹部を有する金属板に流し込み、デジタル顕微鏡で気泡の様子を確認した。直径が３０［μｍ］を超える気泡は観察できず、良好な脱泡状態であった。
【００８６】
運転の後、水あめの供給を停止し、水あめの替わりに水を供給ししばらく運転した後に、水の供給、回転筒の回転および真空ポンプを停止させると、回転筒の下端部の開口部から内部の水が減圧容器内に排出された。念のため、回転筒を取り外して内部を観察すると、水あめおよび水の残留はなかった。
【００８７】
〔実施例４〕
図９に示すように、濾過部２０に、日本ポール製（プロファイル・スター、ＡＢ１Ａ０５０３Ｊ）のフィルターエレメントを用い、脱泡部２１には、実施例３で用いた脱泡装置を用い、濾過部を通過した水あめを、脱泡装置に供給し、実施例３と同様に脱泡した。次いで、脱泡装置の減圧容器内にたまった水あめをポンプ（送液装置）２３ｂで連続的に塗布装置２２のスピンコーター２２ｂに送液した。スピンコーターに設置されたディスペンサーノズル２２ａから排出された水あめをスピンコーター上に固定した光ディスク基盤に塗布した。デジタル顕微鏡で光ディスク基盤上の水あめ中の気泡の様子を確認したところ、直径が３０[μｍ]を越える気泡は観察できなかった。念のためにディスペンサーノズル２２ａから排出された水あめを縦横２０［ｍｍ］深さ２［ｍｍ］の凹部を有する金属板に流し込み、デジタル顕微鏡で気泡の様子を確認した。異物や直径が５０[μｍ]を超える気泡は観察できず、良好な状態であった。運転の後、水あめの供給を停止し、水あめの替わりに水を供給ししばらく運転した後に、水の供給、回転筒の回転および真空ポンプを停止させると、回転筒の下端部の開口部から内部の水が減圧容器内に排出された。念のため、回転筒を取り外して内部を観察すると、水あめおよび水の残留はなかった。
【００８８】
〔実施例５〕
実施例３の脱泡装置で、供回り促進手段を取り外した以外は実施例３と同様に脱泡を行った。排出された水あめを縦横２０［ｍｍ］深さ２［ｍｍ］の凹部を有する金属板に流し込み、デジタル顕微鏡で気泡の様子を確認した。直径が１００［μｍ］を超える気泡は観察できず、良好な脱泡状態であった。次いで、水あめの供給量を０．２８［ｋｇ／ｈ］で運転した。排出された水あめを縦横２０［ｍｍ］深さ２［ｍｍ］の凹部を有する金属板に流し込み、デジタル顕微鏡で気泡の様子を確認した。直径が３０［μｍ］を超える気泡は観察できず、非常に良好な脱泡状態であった。運転の後、水あめの供給を停止し、水あめの替わりに水を供給ししばらく運転した後に、水の供給、回転筒の回転および真空ポンプを停止させると、回転筒の下端部の開口部から内部の水が減圧容器内に排出された。念のため、回転筒を取り外して内部を観察すると、水あめおよび水の残留はなかった。
【００８９】
〔比較例１〕
下部に開口部が無く、上部のみに開口部がある回転筒を用い、液状物供給管を上部の開口部から挿入した以外は実施例１と同様の脱泡装置を用い、実施例１と同様にして水あめの脱泡を行った。運転停止後に回転筒内には水あめが残留し、完全に除去するには分解するしかなかった。
【００９０】
実施例１、２に記載したとおり、本発明により、品種切り替えの作業性が高く、液状物の良好な脱泡状態を得る事ができた。また、実施例５に記載したとおり、回転筒を駆動力伝達手段を用いて駆動装置と接続し、駆動装置の駆動軸に真空シールを設けることで、より高粘度の液状物を、良好な状態で脱泡処理することができた。また、実施例３記載の通り、共回り促進手段を設けることによって、より高粘度の液状物を良好な状態で脱泡処理しつつ、処理量を高める事ができた。また、いずれの場合も、品種切り替えの作業が簡便であった。
【００９１】
以上説明したとおり、本発明にかかる脱泡装置によれば、脱泡処理されにくい高粘度の液体に対しても、微細な気泡を除去する事ができる。また、本発明による塗布装置によれば、異物や微細な気泡が除去された液状物を被塗工物に高品質の状態で塗布する事ができる。また、品種切り替え作業が容易であるため、多品種生産には好適である。
【００９２】
さらに、汎用の部品で構成できるため、工業的に有利である。
【図面の簡単な説明】
【００９３】
【図１】本発明の脱泡装置の一形態の概略構成を示す模式図である。
【図２】回転筒端部の開口部の例を示す模式図である。
【図３】回転筒端部の開口部の別の例を示す模式図である。
【図４】回転筒端部の開口部の別の例を示す模式図である。
【図５】開口部の最外径について説明するための模式的断面図である。
【図６】円盤状部材の外径について説明するための模式的断面図である。
【図７】共回り促進手段の例を示す模式図であり、（ａ）は側断面図、（ｂ）はＺ−Ｚ断面図である。
【図８】本発明の脱泡装置の一形態の概略構成を示す模式図である。
【図９】本発明の塗布装置の概略構成を示す模式図である。
【符号の説明】
【００９４】
１    減圧容器
１ａ  減圧手段接続口
１ｂ  液排出口
２    駆動装置
２ａ  駆動軸真空シール部
２ｂ  駆動装置の駆動軸
２ｃ  駆動力伝達手段
３    回転筒
３ａ  下部開口部
３ｂ  上部開口部
３ｃ  円盤状部材
３ｄ  分散版
３ｅ  回転筒の回転軸
３ｆ  回転筒胴部の内壁面
３ｇ  底面部材
３ｈ  共回り促進手段
３ｉ  共回り促進手段固定ばね
３ｊ  底面部材胴部の穴
４    液状物供給管
４ａ  液状物供給管真空シール部
５    液状物入口
１０  液状物
２０  濾過部
２０ａ  ろ過素材
２１  脱泡部
２２  塗布部
２２ａ  ディスペンサーノズル
２２ｂ  スピンコーター
２３  送液装置
２４  供給口
【図１】
2007253095.tif 000003
【図２】
2007253095.tif 000004
【図３】
2007253095.tif 000005
【図４】
2007253095.tif 000006
【図５】
2007253095.tif 000007
【図６】
2007253095.tif 000008
【図７】
2007253095.tif 000009
【図８】
2007253095.tif 000010
【図９】
2007253095.tif 000011