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公開番号2021130079
公報種別公開特許公報(A)
公開日20210909
出願番号2020025683
出願日20200218
発明の名称液体定量吐出装置
出願人株式会社日立産機システム
代理人特許業務法人磯野国際特許商標事務所
主分類B05C 5/00 20060101AFI20210813BHJP(霧化または噴霧一般;液体または他の流動性材料の表面への適用一般)
要約【課題】流動体状または半流動体状の液体を薄くポッティングすることができる液体定量吐出装置を提供する。
【解決手段】液体定量吐出装置1は、液体を定量的に吐出させる装置であって、流動体状または半流動体状の液体を吐出する吐出口6aを有するノズル6と、ノズルに液体を供給する液室50と、液室内をノズルに対して往復動可能なバルブ9と、ノズルと液室との間に配置されており、ノズルの吐出口と液室との間を連通する貫通孔10aを有するバルブシート10とを備え、バルブシートは、貫通孔の周囲に凹部10bが設けられており、バルブの先端部がバルブシートに当接したとき、バルブの先端部と凹部の最底部との間に空間が形成される。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項1】
液体を定量的に吐出させる液体定量吐出装置であって、
流動体状または半流動体状の液体を吐出する吐出口を有するノズルと、
前記ノズルに前記液体を供給する液室と、
前記液室内を前記ノズルに対して往復動可能なバルブと、
前記ノズルと前記液室との間に配置されており、前記ノズルの前記吐出口と前記液室との間を連通する貫通孔を有するバルブシートと、を備え、
前記バルブシートは、前記貫通孔の周囲に凹部が設けられており、
前記バルブの先端部が前記バルブシートに当接したとき、前記バルブの先端部と前記凹部の最底部との間に空間が形成される液体定量吐出装置。
続きを表示(約 1,300 文字)【請求項2】
請求項1に記載の液体定量吐出装置であって、
前記凹部は、前記ノズルの先端面に正対する底面を有する液体定量吐出装置。
【請求項3】
請求項2に記載の液体定量吐出装置であって、
前記バルブの先端部は、ボール状であり、
前記バルブシートは、ボール形状に減肉された前記凹部を有し、
前記バルブの曲率半径は、前記凹部の曲率半径よりも大きい液体定量吐出装置。
【請求項4】
請求項2に記載の液体定量吐出装置であって、
前記バルブは、逆円錐台状であり、
前記バルブシートは、逆円錐台状に減肉された前記凹部を有し、
前記バルブの先端の全幅は、前記凹部の底面の全幅よりも大きい液体定量吐出装置。
【請求項5】
請求項2に記載の液体定量吐出装置であって、
前記バルブは、先端面が平面であり、
前記バルブシートは、前記凹部を有し、
前記バルブの先端の全幅は、前記凹部の全幅よりも大きい液体定量吐出装置。
【請求項6】
請求項2に記載の液体定量吐出装置であって、
前記液体は、温度によって色が変わる示温材を含む温度検知材料が加熱によって溶融した半流動体である液体定量吐出装置。
【請求項7】
請求項6に記載の液体定量吐出装置であって、
前記示温材は、ロイコ染料、顕色剤および消色剤である液体定量吐出装置。
【請求項8】
請求項6に記載の液体定量吐出装置であって、
前記温度検知材料は、前記示温材と、顕色作用および消色作用を有しないマトリックス材料と、を含む樹脂組成物である液体定量吐出装置。
【請求項9】
請求項8に記載の液体定量吐出装置であって、
前記マトリックス材料は、炭化水素である液体定量吐出装置。
【請求項10】
請求項9に記載の液体定量吐出装置であって、
前記炭化水素は、パラフィンワックス、マイクロクリスタリンワックス、ポリオレフィンおよびテルペン樹脂のうちの一以上である液体定量吐出装置。
【請求項11】
請求項8に記載の液体定量吐出装置であって、
前記マトリックス材料は、前記示温材1質量部に対して、0.1〜100質量部である液体定量吐出装置。
【請求項12】
請求項9に記載の液体定量吐出装置であって、
前記温度検知材料は、第1示温材および第2示温材のうちの一以上を含み、
前記第1示温材は、顕色温度が昇温過程における消色温度よりも低い示温材であり、
前記第2示温材は、昇温過程における顕色温度が昇温過程における消色温度よりも低く、所定の冷却速度以上で前記顕色温度未満に冷却されると、非晶状態で消色状態となる示温材であり、
前記温度検知材料が、前記第1示温材および前記第2示温材の両方を含むとき、前記第2示温材の前記顕色温度は、前記第1示温材の前記消色温度よりも低く、且つ、前記第1示温材の前記顕色温度は、前記第2示温材の前記顕色温度よりも低い液体定量吐出装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【0001】
本発明は、流動体状または半流動体状の液体を定量的に吐出させる液体定量吐出装置に関する。
続きを表示(約 5,300 文字)【背景技術】
【0002】
従来、生鮮食品、医薬品等の品質管理に、温度検知ラベルが用いられている。温度検知ラベルは、温度に応答して顕色したり、消色したりするラベルであり、温度管理が必要な製品に貼付される等している。温度検知ラベルとしては、リライタブルな示温材を用いた簡便に初期化可能なものや、時間と温度の積算で色が変化する時間−温度インジケータ(Time−Temperature Indicator:TTI)も開発されている。
【0003】
例えば、特許文献1には、温度検知材料と、基板と、を含み、基板上に温度検知材料を配設された温度インジケータが記載されている。温度検知材料は、第1示温材および第2示温材がヒステリシス特性を有しており、温度上昇と温度下降の両方を検知可能とされている。温度インジケータは、基材上に温度検知材料をスペーサと共に配置し、これらを透明基材で覆った構造に設けられている。
【0004】
温度検知材料としては、温度に応答して顕色する示温材を固体中に分散させるために、熱可塑性樹脂等のマトリックス材料が用いられることがある。温度検知ラベルは、このような示温材とマトリックス材料を含む樹脂組成物を、加熱して溶融させた後、基材上にポッティングすることによって作製されている。
【0005】
溶融状態の樹脂組成物のような流動体状または半流動体状の液体を塗布するプロセスでは、液体を定量的に吐出させるバルブディスペンサが広く用いられている。バルブディスペンサとしては、液体を空気圧で加圧して吐出させるエアー式のディスペンサや、液体を機械的に加圧して吐出させる機械式のディスペンサ等が知られている。
【0006】
一般に、バルブディスペンサは、シリンダ状の本体内に液室を有しており、往復動可能なバルブロッドを、液室を貫通するように備えている。バルブロッドの先端に備えられるバルブ本体の形態としては、ニードル型、ポペット型、ボール型等がある。バルブディスペンサとしては、液体を吐出するノズル側にバルブ本体が当接する着座式のものが知られている。
【0007】
着座式のバルブディスペンサにおいて、ノズルと液室との間には、バルブ本体に対向するように、貫通孔が設けられたバルブシートが配置されている。液室内の液体は、エアー式ないし機械式の加圧によって所定のエネルギが加えられ、バルブシートの貫通孔を通り、ノズルの吐出口から定量的に吐出される。
【0008】
特許文献2には、バルブを有する流体ディスペンサが記載されている。このような一般的なディスペンサにおいて、バルブシートの貫通孔の周囲には、横断面視で凹状の弁座面が形成されている。凹状の弁座面が形成されているバルブシートに、バルブ本体が当接すると、貫通孔が閉じて液体の吐出経路が閉塞する構造になっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0009】
特開2018−179826号公報
特開2016−175071号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0010】
温度検知ラベルの製造において、温度に応答して顕色する示温材や、熱可塑性樹脂等のマトリックス材料を含む温度検知材料は、溶融状態となるように予め加熱されている。溶融して流動体状または半流動体状となった温度検知材料は、バルブディスペンサで基材上にポッティングされた後、透明フィルムで覆われて封止されている。バルブディスペンサによるポッティングは、溶融状態の温度検知材料がある程度の厚さとなるように定量的に行われている。
【0011】
しかし、温度検知ラベルの製造において、従来の一般的なバルブディスペンサを用いると、温度検知材料が厚くなり、基材上にポッティングされた温度検知材料の全高が高くなる問題を生じている。基材上にポッティングされた温度検知材料の全高が高すぎると、透明フィルムで封止するときに、基材と透明フィルムとの間に空隙が形成され易くなる。
【0012】
温度検知ラベルの製造においては、示温材を消色状態に初期化させる目的で、示温材を融点以上に加熱する溶融処理が行われることがある。微小な空隙や気泡であれば、このような溶融処理で消失させることが可能である。しかし、基材と透明フィルムとの間に大きな空隙が形成されていると、溶融処理を行ったとしても、空隙が残存し易くなるため、ラベル表示の視認性が悪化する問題を生じる。
【0013】
空隙の形成を防ぐ対策としては、特許文献1のように、ポッティングされる温度検知材料を囲むように、基材上にスペーサを配置する方法がある。しかし、スペーサを用いると、温度検知ラベルが厚くなり、ロール状等に湾曲させた形態で製造することができなくなる。また、部材点数が増えるため、温度検知ラベル自体の材料コストが高くなることも問題になる。
【0014】
そこで、本発明は、流動体状または半流動体状の液体を薄くポッティングすることができる液体定量吐出装置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】
【0015】
すなわち、前記課題を解決するために本発明に係る液体定量吐出装置は、液体を定量的に吐出させる液体定量吐出装置であって、流動体状または半流動体状の液体を吐出する吐出口を有するノズルと、前記ノズルに前記液体を供給する液室と、前記液室内を前記ノズルに対して往復動可能なバルブと、前記ノズルと前記液室との間に配置されており、前記ノズルの前記吐出口と前記液室との間を連通する貫通孔を有するバルブシートと、を備え、前記バルブシートは、前記貫通孔の周囲に凹部が設けられており、前記バルブの先端部が前記バルブシートに当接したとき、前記バルブの先端部と前記凹部の最底部との間に空間が形成される。
【発明の効果】
【0016】
本発明によると、流動体状または半流動体状の液体を薄くポッティングすることができる液体定量吐出装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0017】
液体定量吐出装置の一例を示す図である。
液体定量吐出装置のバルブ部の形状の一例を示す図である。
液体定量吐出装置のバルブ部の形状の一例を示す図である。
液体定量吐出装置のバルブ部の形状の一例を示す図である。
降温過程で顕色する示温材の温度による色濃度変化を示す図である。
昇温過程で顕色する示温材の温度による色濃度変化を示す図である。
降温過程で顕色する示温材と昇温過程で顕色する示温材とを組み合わせた場合の温度による色濃度変化を示す図である。
顕色している状態の相分離構造体を示す模式図である。
図8Aのivb部の拡大図である。
消色している状態の相分離構造体を示す模式図である。
図8Cのivd部の拡大図である。
顕色している状態の相分離構造体を示す模式図である。
図9Aのvb部の光学顕微鏡反射像である。
消色している状態の相分離構造体を示す模式図である。
図9Cのvd部の光学顕微鏡反射像である。
【発明を実施するための形態】
【0018】
<液体定量吐出装置>
以下、本発明の一実施形態に係る液体定量吐出装置について、図を参照しながら説明する。なお、以下の説明において参照する図面は、実施形態を概略的に示したものである。本明細書に記載される「〜」は、その前後に記載される数値を下限値および上限値とする意味である。以下の各図において共通する構成については同一の符号を付し、重複した説明を省略する。
【0019】
図1は、液体定量吐出装置の一例を示す図である。
図1に示すように、本実施形態に係る液体定量吐出装置1は、ハウジング2と、チャンバライナ3と、下部固定部材4と、液体ポート部材5と、ノズル本体6と、ノズル固定部材7と、バルブロッド8と、バルブ先端部(バルブ)9と、バルブシート10と、ピストン11と、上部固定部材12と、シリンダばね13と、気体ポート部材14と、液体シール部材15と、気体シール部材16と、液体容器20と、液体チャンバ(液室)50と、気体チャンバ51と、を備えている。
【0020】
本実施形態に係る液体定量吐出装置1は、流動体状または半流動体状の吐出液(液体)を定量的に吐出させることができる装置である。図1には、このような装置の一例として、エアー駆動式のバルブロッドを備えたバルブディスペンサである液体定量吐出装置1を示している。図1においては、液体定量吐出装置1の本体部側について、その断面構造を示している。
【0021】
図1に示す液体定量吐出装置1は、吐出液の吐出経路を開閉するバルブ本体として、バルブ先端部9を備えている。また、液体定量吐出装置1は、座ぐり(凹部)を有するバルブシート10を備えている。バルブシート10の座ぐりは、バルブ先端部9の先端側と略同様の形状に減肉された形状とされている。
【0022】
液体定量吐出装置1は、略円筒形状に設けられた本体部を有している。液体定量吐出装置1の本体部は、流動体状または半流動体状の吐出液を吐出するためのエアー駆動式の機構を備えている。本体部は、ハウジング2、チャンバライナ3、下部固定部材4、液体ポート5、上部固定部材12、気体ポート部材14等によって構成されている。
【0023】
液体定量吐出装置1の本体部には、液体容器20が接続されている。液体容器20は、液体定量吐出装置1によって吐出させる吐出液を貯留する容器である。液体容器20は、不図示のバルブを内蔵しており、貯留している吐出液を、必要時に、本体部に供給する構成とされている。吐出液としては、例えば、示温材や熱可塑性樹脂等を含む温度検知材料が溶融状態で用意される。
【0024】
ハウジング2は、略円筒形状に設けられており、下部側の内部に、円柱状の空間である下部空間を有している。また、上部側の内部に、円柱状の空間である上部空間を有している。下部空間と上部空間とは、ハウジング2と略同心に設けられた連通孔2aで互いに連通している。下部空間には、ハウジング2よりも小径の円筒形状に設けられたチャンバライナ3が嵌め込まれている。
【0025】
チャンバライナ3は、液体チャンバ50を形成する部材であり、下部固定部材4によってハウジング2の下部に固定されている。下部固定部材4は、ハウジング2と略同径の円筒形状に設けられている。下部固定部材4は、チャンバライナ3の外側を覆うように配置されて、ハウジング2の下部に不図示のボルト−ナット結合等で固定されている。
【0026】
液体定量吐出装置1は、吐出液を吐出するためのノズルを本体部の下方に有している。ノズルは、ノズル本体6、ノズル固定部材7等によって構成されている。
【0027】
ノズル本体6は、ノズル固定部材7によってチャンバライナ3の下方に固定されている。ノズル固定部材7は、有底の円筒形状に設けられている。ノズル固定部材7は、ノズル本体6の外側および下側を覆うように配置されて、チャンバライナ3の下部に不図示のボルト−ナット結合等で固定されている。
【0028】
ノズル本体6は、円板形状に設けられた基部と、基部から下方に向けて突出する先端部を有する形状に設けられている。ノズル本体6は、吐出液を吐出するための吐出口6aを有している。吐出口6aは、ハウジング2と略同心となるノズル本体6の中央に設けられている。吐出口6aは、液体チャンバ50と装置外との間を連通している。
【0029】
チャンバライナ3の内側には、円柱状の空間である液体チャンバ50が形成されている。液体チャンバ50は、吐出液をノズルに送出するバルブロッド8を内蔵しており、液体容器20から送られる吐出液をノズル本体6等によって形成されるノズルに供給する空間となっている。チャンバライナ3の側部には、チャンバライナ3とハウジング2を貫通するように液体ポート部材5が取り付けられている。
【0030】
液体ポート部材5は、略管状に設けられており、吐出液が通流可能な液体ポート5aを有している。液体ポート5aは、液体容器20の内部と液体チャンバ50との間を連通している。
(【0031】以降は省略されています)

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