JP6142473B2 - 液体充填用ノズル及び液体充填用ノズルの製造方法 - Google Patents
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Description
また、充填液体の物理的性状、周囲環境条件により常時状況が変化することで、パイプ内外周に液体が付着して液ダレが起こりトラブルとなっている。
微細溝構造を備え、
前記溝構造は、パイプの軸方向あるいはそれに直交する方向に伸在するか、もしくは格子状であって、
前記パイプ先端部表面が、フッ素系ナノ粒子からなるコーティング層を備えることを特徴とする液体充填用ノズルとしたものである。
パイプ先端部の内外周に、削り出し加工、レーザー加工、サンドブラスト加工のいずれかの方法で微細溝構造を形成する工程と、
前記溝構造の上にフッ素系ナノ粒子からなるコーティング層を形成する工程とを含むことを特徴とする液体充填用ノズルの製造方法としたものである。
以下、本発明を詳しく説明する。
側の表面から下側の大気に接する弁機構4とパイプ3の内表面、パイプ3の端部及びパイプ3の外周部の接液する部分に充填用液体が付着していなければよい。液体も付着していなければ落ちようがない。これを達成するには接液する部位の液体付着量を大幅に低減する必要があるが、本発明では接液部に超撥水性(液体の基板に対する濡れ性が低い状態、すなわち接触角が90°以上の状態である。)を付与して、充填液体を接液する表面から弾き落とすことでその後の液ダレ現象を抑制したものである。
撥水性が必要である(式3)。充填ノズルのパイプ3がそのような接触角を示さない場合には、パイプ3表面に、表面自由エネルギーの低い物質をコーティングしておく必要がある。そのような物質としてはとしては、飽和フルオロアルキル基(特にトリフルオロメチル基(−CF3 −)、アルキルシリル基、フルオロシリル基、長鎖アルキル基のような官能基を有する材料を挙げることができる。トリフルオロメチル基が平面状に規則正しく配列した表面と水との接触角は120°前後である。そこでトリフルオロメチル基を含む物質を、凹凸のあるパイプの内外周や弁体裏面にコーティングすれば、予め撥水性を付与しておくことができて、溝構造による撥水性の増強が期待できる。
電着塗料の2種類があるが、電着塗料のほとんどは、カチオン電着塗料でありアニオン電着塗料はほとんど使用されていないが、カチオン系の方が防食性能が優れるからである。塗料は必ず水性塗料であり、原理としては水を電気分解したときに発生するアルカリ性を利用して中和反応で塗膜を形成するからである。
溝は、パイプ3外周についてはパイプ3先端から所定距離Lだけ敷設すればよい。Lは、概ね充填液体が吐出に際して付着する可能性のある範囲もしくは液体中に浸漬する距離である。内周については、オリフィス8から下流側のパイプ内壁である。オリフィス8と弁体7の下流側裏面に形成しても構わない。
しまうが、本発明は、更に水切りを良くするために超音波振動をパイプ3に加えて付着した液体を振り切る構造とした。ランジュバン型圧電素子2をパイプ3の上流側の適切な位置に装着した。超音波振動を加えるタイミングは、一つの容器に対する充填終了時(待機直前)、あるいは、もし容器と充填ノズルを引き離すのであれば、引き離すと同時か直前が好ましい。
金属ブロックの振動数は、20kHz〜80kHzの範囲、振幅は、振動数にもよるが、ピークツーピークで概ね70μm程度まで可能である。
2、振動機構
3、パイプ
4、弁機構
5、液体の流れ
6、パイプ吐出口
7、弁体
8、オリフィス(開口部)
9、溝構造(凹凸構造)
10、弁の下流側に設けたフッ素系ナノ粒子層
11、水滴(液滴)
12、基板
13、接触角(図では、>90°)
21、金属ブロックB
22、ボルト
23、第二のピエゾ素子
24、第一のピエゾ素子
25、金属ブロックA
26、アース端子
27、駆動端子
Claims (4)
- 少なくとも、液体が流れるパイプとその流量を制御するため弁体とオリフィスからなる弁機構とをパイプ内に備え、パイプ上流側にランジュバン型圧電素子を備える充填ノズルであって、パイプ先端部の内外周に微細溝構造を備え、
前記溝構造は、パイプの軸方向あるいはそれに直交する方向に伸在するか、もしくは格子状であって、
前記パイプ先端部表面が、フッ素系ナノ粒子からなるコーティング層を備えることを特徴とする液体充填用ノズル。 - 前記溝構造は、幅Wが0.01mm±0.005mm、深さDが0.01mm以上であることを特徴とする請求項1に記載の液体充填用ノズル。
- 少なくとも、液体が流れるパイプとその流量を制御するため弁体とオリフィスからなる弁機構とをパイプ内に備え、パイプ上流側にランジュバン型圧電素子を備える充填ノズルの製造方法であって、
パイプ先端部の内外周に、削り出し加工、レーザー加工、サンドブラスト加工のいずれかの方法で微細溝構造を形成する工程と、
前記溝構造の上にフッ素系ナノ粒子からなるコーティング層を形成する工程とを含むことを特徴とする液体充填用ノズルの製造方法。 - 前記溝構造は、幅Wが0.01mm±0.005mm、深さDが0.01mm以上であることを特徴とする請求項3に記載の液体充填用ノズルの製造方法。
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