JPH03157103A - 超音波脱泡装置浸食軽減方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野］ 本発明は、液体中の気泡を連続的に消泡させる方法に関
する。

〔従来の技術〕

写真用乳剤のように各種分散質添加剤を含む液体は、攪
拌、分散、送液等の操作を行うことにより気泡が生じや
すい。このような気泡を含んだまま該乳剤を塗布、乾燥
させると乳剤膜にピンホールが発生してしまうため、塗
布工程前に充分な脱泡処理を施しておく必要がある。こ
のような目的で使用される脱泡装置として、例えば特公
昭４２１１８７５号公報に記載されたような超音波を利
用した脱泡装置が公知である。

超音波脱泡装置は、脱泡対象となる液体を脱泡槽に収容
してこれに超音波を照射する。液体に超音波を照射する
と、液体中に負圧の微小な気泡が瞬間的に発生、消滅を
繰り返すいわゆるキャビテーションが生じ、これにより
液体中の気泡が除去される。したがって、脱泡効果を高
めようとするときには、キャビテーションの発生を盛ん
にさせるために、超音波振動の出力を大きくすればよい
。

ところで、写真用乳剤の場合、添加物の種類。

量、撹拌２分散時間及び速度、さらに送液流量等の違い
によって気泡状態は多様である。このため従来では、最
も気泡が発生している状態でも充分な脱泡処理ができる
ように、安全率を考慮して充分な強度の超音波を照射す
るようにしていた。

〔発明が解決しようとする課題］ ところが、上記キャビテーションは、他方ではエロージ
ョンを惹き起こすことが知られている。

すなわち上記脱泡槽のように、超音波振動が照射される
部位の表面が、キャビテーションによる気泡の加圧、負
圧の影響を受けて浸食される現象が生じる。そして、こ
のエロージョンによる腐食は超音波振動子から与えられ
る振動エネルギーに比例して大きくなってゆく。

したがって従来のように、脱泡効果を上げるために充分
な強度の超音波を照射していると、エロージョンによっ
て脱泡槽表面が浸食されやすく、耐久性の面で大きな問
題となっていた。なお、特開昭５９−９２００３号公報
、特開昭６１−５０６０８号公報には、超音波の被照射
部の形状を改良して脱泡効率の向上を図ってはいるが、
エロージョンによる浸食に対しては有効な解決手段とは
なっていない。

（発明の目的） 本発明は、以上のような従来技術の問題を解決するため
になされたもので、脱泡効果を損なうことなく、しかも
エロージョンによって超音波被照射部が浸食されること
を最小銀に食い止めることができるようにした超音波脱
泡方法を提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段］ 本発明は前記目的を達成するために、超音波脱泡装置の
上流で液体中に含まれる気泡の量を測定し、この測定結
果に対応して超音波脱泡装置から液体に照射される超音
波出力を変化させるように構成したものである。

（作用〕 液体中の気泡を検出する気泡検出装置を用いることによ
って、送液中の気泡の量を定量的に測定することができ
る。こうして検出された気泡の量に応じて気泡の除去に
必要な出力を設定し、これに基づいて超音波の照射を行
えば、過度の超音波照射を避けることができる。

なお気泡検出器としては、例えば実公昭６３１３４８７
号公報に開示されたように、導管内の液体に測定用の超
音波を照射し、超音波振動子の電気的インピーダンスの
変化を測定する装置が公知で、これによれば液体中の気
泡量を的確に把握することができる。

以下、ゼラチン水溶液の脱泡装置に本発明を適用した実
施例について、図面を参照しながら詳細に説明する。

［実施例］ 本発明の一実施例を示す第１図において、溶解タンク１
からゼラチン水溶液を導く導管は送液ポンプ２を通り、
不純物の除去のためのフィルター３を通ったのちに脱泡
装置４へ通じている。フィルター３と脱泡装置４を結ぶ
導管には、気泡検知センサー５が設けられている。

気泡検知センサー５は、導管内に流れるゼラチン水溶液
に超音波を照射する。これにより、導管内のゼラチン水
溶液には音場が発生するが、この音場内の音響インピー
ダンスは液体とともに通過する気泡の量に対応して変化
する。この音響インピーダンスの変化は、気泡検知セン
サー５の超音波振動子の電気的インピーダンスに変換さ
れ、この変化が気泡検知センサー５から電気信号として
出力される。

導管は、脱泡装置４の中心部に設けられた円筒状の脱泡
槽７に通じ、脱泡槽７に形成された流出口８は、再び外
部の導管を介して塗布機構部に連絡されている。脱泡装
置４内には、脱泡槽７の側面に接して円環状に保温槽９
が形成されている。

保温槽９は、媒体として温水が充填され、脱泡槽のゼラ
チン水溶液をほぼ一定の温度に保つ。保温槽９には、温
水流入口１０と温水流出口１１とが設けられ、所定温度
の温水を循環させる構造になっている。

保温槽９の外壁を取り囲むように、超音波振動子１２が
取り付けられている。この超音波振動子１２は振動子駆
動回路１３によって駆動される。

振動子駆動回路１３は、超音波振動子１２が振動すると
きに駆動電流を変化させて振幅を制御する機能を有し、
その制御は気泡検知センサー５及びプリセント人力部１
４から入力されるデータに基づいて行われる。このブ°
ノセット入力部１４には、送液されるゼラチン水溶液の
流量、粘度等のデータがマニュアル入力される。なお、
導管に流量計を取り付けたときには、流量データに関し
ては、流量計から自動的にプリセット入力部１４に入力
することもできる。

上記構成の作用は以下のとおりである。

脱泡処理を必要とするゼラチン水溶液は、送液ポンプ２
の駆動により溶解タンク１から脱泡槽７に送液される。

この送液の途中で、ゼラチン水溶液中の不純物はフィル
ター３によって除去され、その後ゼラチン水溶液中に含
まれる気泡の量が気泡検知センサー５によって測定され
る。この測定データは振動子駆動回路１３に入力される
。振動子駆動回路１３は気泡データの他、プリセット人
力部１４で設定された流量データやゼラチン水溶液の粘
度データに応じて超音波振動子１２の駆動電力を調節す
る。

上記超音波振動子１２としてフェライト磁歪振動子を用
いて４０ＫＨｚで駆動するとき、振動子駆動回路１３か
ら超音波振動子１２に供給される駆動電力を５０Ｗ、１
００Ｗ、２００Ｗ、３００Ｗと変化させたとき、脱泡槽
７の中心部における音圧を測定すると、第２図に示した
ように比例関係があり、脱泡槽７に照射される超音波の
強度を調節するときには、振動子駆動回路１３の駆動電
力を調節すればよいことが分る。

気泡検知センサー５からのデータ、プリセット人力部１
４からのデータに対応した駆動電力で超音波振動子１２
が駆動されると、保温槽９内の温水を媒体として脱泡槽
７に超音波が照射される。

この結果、脱泡槽７内にはキャビテーションが発生し、
ゼラチン水溶液中に含まれていた気泡は除去されるよう
になる。このとき、超音波振動子１２の超音波出力は、
ゼラチン水溶液中に含まれている気泡の量に応じて調節
されているため、気泡が少ないのにもかかわらず脱泡槽
７に過度の超音波エネルギーを照射することがない。し
たがって、脱泡槽７や保温槽９の表面のエロージョンに
よる浸食を最小限に抑えることができる。

第３図は、上記フェライト磁歪振動子を用い、満足し得
る脱泡効果が得られる超音波駆動電力と、ゼラチン水溶
液の流量、あるいは粘度との相関を表したものである。

なお、条件は以下のとおりである。

超音波振動子 フェライト磁歪振動子 駆動周波数：４０に七 ゼラチン水溶液 濃度：５％　　液温：４０°Ｃ 粘度二粘度調整剤付与により、３０　ｃ　Ｐ。

６０ｃＰ、９０ｃＰに可変 表面張カニ界面活性剤付与により、３０ｄ　ｙ　ｎ　ｅ
　／　ｃ　ｍ 脱泡槽 内径：８５ｍｍ　　長さ：５５０ｍｍ 肉圧：１ｍｍ 脱泡槽に流入する気泡の程度 大きさ：１００〜５００μｍ 流入量：　２〜１０ｃｃ／ｍｉｎ。

第３図のグラフから分るように、ゼラチン水溶液の流量
並びに粘度を考慮した上で脱泡槽７に流入してくる気泡
の量に対応して超音波振動子１２の駆動電力を調節すれ
ば、充分な脱泡効果が得られ、常に強力な超音波を脱泡
槽７に照射しておく必要はない。

第４図は、濃度５％、粘度４０ｃＰのゼラチン水溶液を
脱泡対象とし、４８時間連続送液した場合の脱泡処理を
シミュレートしたときの気泡検出センサー５の出力信号
と超音波振動子１２の駆動電力との関係を示している。

例えば同図中に破線で示したように、２００Ｗ一定の駆
動電力で超音波振動子１２を駆動する従来方式では、約
９６０ＱＷ−ｈｒに対応した超音波エネルギーが脱泡槽
７に照射されるのに対し、本発明方式のように気泡の量
に応じて駆動電力を調節すれば、同様の脱泡効果を得る
のに約２５００　Ｗ−ｈ　ｒの？ｆｔ　力Ｔ：　済み、
脱泡槽７に対するエロージョンの影響を大幅に減らすこ
とができる。なお、気泡検出センサー５から明確な検知
出力が得られない場合にも、図示のようにエロージョン
の悪影響が生じない程度の駆動電力で超音波振動子１２
を駆動しておくことが望ましい。

以上のように、気泡検出センサー５により脱泡槽７に流
入する気泡の量を推定し、その気泡の量に対応して超音
波振動子１２の駆動電力を制御すれば、不必要に強力な
超音波を脱泡槽７に照射せずに済み、脱泡槽７．保温槽
９等の表面がエロージョンで浸食されることを抑えるこ
とができるようになる。また、高出力の超音波照射を気
泡の量に応じて短時間に抑えることができるため、超音
波出力をより高めに設定して脱泡槽７を小容量のものに
することも可能となる。

なお、写真用乳剤を脱泡対象とする場合には、極めて微
小な気泡が残っていたとしても塗布工程でピンホールに
なり、塗膜欠陥になってしまうから、上記気泡検出セン
サー５を複数個設けて気泡の検出精度を高めるのがよい
。また、本発明方法は、ゼラチン水溶液、写真用乳剤だ
けでなく、その他の液体から脱泡をする際にも同様に適
用し得るのはもちろんである。

〔発明の効果〕

以上詳細に説明したように、本発明の超音波脱泡方法に
よれば、脱泡処理を行う前に液体中に含まれている気泡
の量を検出し、これに対応して超音波出力を調節するよ
うにしたから、不必要に強力な超音波を脱泡対象部位に
照射せずに済むようになり、エロージョンによる被照射
部の破損を防ぐことができる。

また、従来の方法でエロージョンの影響を少なくするた
めに超音波出力を低く抑えようとする場合は、超音波照
射部の容積を大きくして液体の平均滞留時間を長くしな
くてはならなかったが、本発明によれば、必要なときだ
け高出力の超音波照射を行うことができるため、超音波
出力を従来よりも大きく設定して被照射部の小容量化を
図ることも可能となり、脱泡槽内における液体の置換も
効率的に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、−船釣な写真乳剤塗布機構送液系を示す説明
図である。 第２図は、脱泡装置の中心部音圧と超音波出力との関係
の一例を示すグラフである。 第３図は、ゼラチン水溶液の粘度と通過量とを変化させ
て評価した、脱泡装置の脱泡能力の一例を示すグラフで
ある。 第４図は、気泡検知センサーからの信号と超音波出力と
の一例を示すグラフである。 ４・・・・・・脱泡装置 ５・・・・・・気泡検知センサー ７・・・・・・脱泡槽 ９・・・・・・保温槽 Ｉ２・・・・・・超音波振動子 第２図 Ｂ合液ｔ７７　（Ｗ） 第３図 ｊ缶液を力（Ｗ）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）導管内を流れる液体に含まれる気泡を超音波脱泡
   装置から照射される超音波により消失させる超音波脱泡
   方法において、 前記超音波脱泡装置の上流で導管内を流れる液体に含ま
   れる気泡の量を検出し、検出された気泡の量に応じて超
   音波脱泡装置から照射される超音波の出力を変化させる
   ことを特徴とする超音波脱泡方法。