JPH0255452B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

〔技術分野〕 この発明は、コロナ放電処理装置に関する。 〔背景技術〕 たとえば、自動車用バンパーはポリオレフイン
材料からなつているものがあるが、その表面性状
を改善するため、従来からコロナ放電処理が行わ
れている。このコロナ放電処理を行う装置には、
ベース電極と相対向するように放電電極線が設け
られている。その放電電極の１つの型式として回
転ブラシ型のものがある。 この回転型放電電極は、一定の軸を中心として
回転し通電ができるようになつている回転体の外
周に多数本の放電電極線が植設されてブラシ状と
なるように外径向きに延びて構成されたものであ
るが、従来の放電電極線は、回転体にスパイラル
状に植設されてはいるものの、その延びる方向が
回転体の外周から直角に向くように設定されてい
た。このように放電電極線が直角方向へ延びてい
ると、放電電極線と直交するような処理面に対し
ては放電電極線の先端が確実に接触して有効に放
電が行われるが、前記処理面と直交する面、つま
り、放電電極線の回転軌跡面と平行な面に対して
は放電電極線の先端が確実に接触しないようにな
るため、前記直交する面と平行な面とを同時に放
電処理するようなことができなかつた。前記のよ
うに放電電極線と直交するような面のうちでも、
たとえば、凹んだような処理部分があるが、この
ような凹み部分に対して前記放電電極線を接触さ
せようとしても、凹み部分の隅部に至るまで放電
電極線の先端を入れて接触させることができなか
つた。これは、凹みから立ち上がつたところにあ
る角部のような部分についても同様である。 〔発明の目的〕 前記不都合をなくすためになされたものであつ
て、この発明は、被処理体の全体がより均一にか
つ効率的に放電処理されるようにしたコロナ放電
処理装置を提供することを目的としている。 〔発明の開示〕 前記目的を達成するため、この発明にかかるコ
ロナ放電処理装置は被処理体が設けられるベース
電極と、回転体の外周に放射方向に延びるように
多数の放電電極線が植設されていてこれら放電電
極線が回転により被処理体に接続するようになつ
ている回転型の放電電極を備えていて、前記両電
極間に高電圧が印加されることにより被処理体の
表面が活性化されるようになつているコロナ放電
処理装置において、前記放電電極線が、回転体の
外周にスパイラル状となるように植設されている
とともに、それぞれの延びる方向が回転体の外周
から外径方向に直角に延びる線を基準として回転
体の軸中心の一定方向に一定角をもつて傾斜して
設定されていることを特徴としている。 以下に、この発明を、その実施例をあらわした
図面を参照しつつ詳しく説明する。 第１図は、この発明にかかるコロナ放電処理装
置についての一例をあらわしていて、移送手段１
はコンベヤベルトとされていて、矢印Ａの方向が
その移送方向とされている。移送手段１の上に
は、その長手方向の３個所に自動車用バンパーで
あるポリオレフイン樹脂材料の被処理体２が載せ
られている。移送方向Ａの最も後行側となる位置
に設けられた被処理体２は、その長手方向が移送
方向Ａと直交するように向けられているととも
に、そのバンパー内面となる側が下向きとなるよ
うに伏せて配置されている。残る被処理体２は、
その長手方向が移送方向Ａと平行となるように向
けられて、同じく伏せて配置されている。各被処
理体２の内面側には、第２図にみるように、ベー
ス電極３の一部であるプラスチツク金型４が適合
して設けられていて、このプラスチツク金型４と
被処理体２の間には、無電解メツキによる通電性
金属層５が設けられている。これらプラスチツク
金型４と通電性金属層５とでベース電極３が構成
されている。このベース電極３は、通電性の金
属、たとえば、アルミからなる金型などであつて
もよい。これに対して、放電電極側は、回転型放
電電極６によつてすべて構成されている。この回
転型放電電極６は、第３図にみるように、フラン
ジを備えた第１支軸７と第２支軸８の１対の間に
円筒形の回転体９が固定されたものをボデイとし
て、その回転体９の外周に多数の放電電極線１０
がブラシ状となるように突出して設けられたもの
である。各放電電極線１０は、第４図にその詳細
をみるように、１本の線からなつているものでは
なく、ステンレス鋼繊維ａを多数本こより状に紡
いで１本の縫糸状にしたものが用いられている。
同じ長さとされた放電電極線１０を多数本用意し
て、第５図にみるように、回転体９の外周に設定
された植え込み点ｂに植設してある。植え込み点
ｂは、スパイラル状の線Ｓの上に順次一定のわず
かな間隔を置いて設定されていて、この植え込み
点ｂに植設された放電電極線１０は、回転体９の
外周に直交するように立てられた垂直基準線ｃに
対して回転体９の中心線Ｏに沿う一方向に少しの
角度（写影角）θほど傾いて向くように延びてい
る。放電電極線１０は、実際には、第５図にみる
ように、ピアノ線のようにまつすぐに立ち上がつ
たものではなく、微細な繊維を撚り合わせたもの
であることから弱くてややしなつた状態のもとに
あつて、回転に伴つて次第に立ち上がつて第５図
の実線でみるような状態、さらには、遠心力をよ
り大きく受けて２点鎖線（第１２図も参照）でみ
るような弓なり状態となるようにされている。前
記回転式放電電極６は、たとえば、第６図にみる
ように、支持フレーム１１上に、絶縁材（ベーク
またはテフロン材料を用いている）１２を介して
１対のプランマーブロツク１３により回転自在に
支持されていて、その一端に、通電用ベアリング
１４が、また、他端には、絶縁材１５つき可変速
型モータ１６によつてベルト（絶縁体）駆動され
るプーリ１７が取り付けられている。この回転式
放電電極６は、第１図にみるように、第１の被処
理体２については、そのバンパーの長手方向両端
の立ち上がり外側面に放電電極線１０の先端が回
転により接触しつつ上昇（または移送方向Ａに水
平に移動）するように設けられている。前記回転
型放電電極６は、被処理体２の立ち上がり外側面
に沿つて上昇し、被処理体２は移送手段１上に定
置されているが、回転型放電電極６が上昇しない
定置式とされ、被処理体２が上昇するように構成
することもできる。この実施例では、回転型放電
電極６が４個用意され、その１対を１組として各
外側面に１組づつ配置されていて、回転中心はす
べて移送方向Ａと平行（または直角）になるよう
に向けられている。この回転型放電電極６は平面
からみて定位置にあつて、移送されてくる被処理
体２の外側面を回転しながら上昇するように動作
することにより、前記ベース電極３との間に印加
される高電圧によつてコロナ放電をして、外側面
を放電処理するように構成されている。この処理
ゾーンは、ここでは、立ち上がり処理ゾーン３０
と称する。立ち上がり処理ゾーン３０の移送方向
Ａ側には側面処理ゾーン３１が設けられている。
このゾーン３１では、被処理体２がその長手方向
を移送方向Ａに平行に向けて設けられて、被処理
体２の長手方向の両側面を放電処理するように構
成されている。各回転型放電電極６は、その回転
中心を移送方向Ａに平行（または直角）に向け
て、各側面にそれぞれ３個づつ対応して配置され
ている。つぎの上面処理ゾーン３２は、被処理体
２をそのままの向きとしてその上面に放電処理を
施すように構成されている。各回転型放電電極６
は、その回転中心が移送方向Ａと直交（または平
行）に向くようにして、上面２３上に３個配列さ
れている。 つぎに、前記放電電極線１０がより有効に被処
理体２の表面に接触するための諸条件を、一例と
して説明する。その１つは、前記写影角θであ
る。この角度θは、第７図にみるように、被処理
体２に形成された凹み部１８の底の隅部１９に放
電電極線１０の先端がより確実に接触できるよう
にして設定される。たとえば、凹み部１８の溝幅
Ｗが10〜55mm（実測）の範囲にあるものに対し
て、放電電極線１０の長さＬが100mmと150mmの２
種類をそれぞれ個別に用いて放電処理を実行した
場合、長さＬが100mmの放電電極線１０を用いる
と、θは約６〜30゜の範囲であれば前記凹み部１
８の隅部１９への接触が可能であり、長さＬが
150mmの放電電極線１０を用いるとθが約５〜20゜
の範囲で接触が可能となつた。前記角度θについ
ては、他の条件も関係してくるが、あまり小さく
すると放電電極線１０が重なりやすくなつてから
みを生じるため、処理効率が低下する一方、θが
大きすぎると、処理効果の方が低下する。また、
放電電極線１０の植え込み密度は、放電電極線１
０それ自体の組成によつて多少異なるが、放電電
極線１０を単位長さ当たり２、４、10、20、40本
のように分けて個別に放電処理を実行した場合、
２および４本／cmの植え込み密度では、処理むら
が発生するおそれがあつたのに対して、20本／cm
以上の植え込み密度では、放電電極線１０が互い
にからみ合つて前記凹み部分１８の隅部１９など
の細部に対して十分に放電処理をすることができ
ない不都合がでてきた。これらのことから、前記
植え込み密度については、経験的に、10本／cm程
度が放電処理を有効に行うのに最適値であること
が判つた。第８図にみるように、放電電極線１０
の先端が被処理体２の表面全体を余すところなく
接触するように設定することも必要である。これ
は、回転体９の軸方向に隣り合う放電電極線１
０，１０間のスパイラルピツチＰによつて決定さ
れる要素が大きい。前記のように、放電電極線１
０として長さ100mmと150mmの２種類を別々に用い
るとともに、写影角θを５〜30゜にそれぞれ設定
して放電処理を実行した場合、Ｌが100mmの放電
電極線１０をθが5゜のもとに設定すると、ピツチ
Ｐが13mm程度でそれぞれの有効処理範囲ｄ，ｄの
重なりが０になり、長さＬが150mmでθが30゜の場
合には、ピツチＰを50mm程度にすれば前記重なり
が０になることが判つた。これにより、ピツチＰ
は、13〜50mmの範囲であれば余すところなく放電
処理を行うことができるが、ピツチＰがあまり狭
すぎると、放電電極線１０相互のからみを発生し
て処理効果が低下する一方、ピツチＰが大きすぎ
ると空白部分が生じて処理効率が低下することが
判つた。 前記有効処理範囲ｄ，ｄは放電電極線１０が回
転する方向に直交する方向、つまり、回転体９の
幅方向についてみたのであるが、第９図にみるよ
うに、回転に沿う方向についての有効処理範囲ｅ
についても評価しておく必要がある。そのため、
放電電極線１０をθが約10゜、スパイラルピツチ
Ｐが40mm、植え込み密度10本／cmのもとに植え込
んで、第１０図および第１１図にみるように、周
方向の半周が半径100mmから150mmに長さが長くな
るようにし、残る半周が逆に150mmから100mmに長
さが短くなるようにした放電電極６を用いた。こ
れを第９図にみるように、PP板である被処理体
２から高さ100mmのところに回転中心を設定して、
回転数を100rpm、印加電圧を24KVとして放電
処理を行つた。この場合、処理時間を15秒、30秒
として、1000ｇ／cm以上の剥離強度が得られる有
効処理範囲は、各々20mm、90mmであつた。すべて
が均一長さの放電電極線を用いて、処理時間15秒
で有効処理範囲ｅが60mmの条件で同様の処理を行
えば、前記同様の剥離強度が得られた。これらの
ことから、処理時間の短縮（処理効率のアツプ）
を図るには、複数個の電極を列設すればよく、た
とえば、前記バンパーの場合を例にとると、バン
パー長手長さが1800mmであると、回転型放電電極
を30個並べれば最大の処理効率が得られることも
分かつた。また、回転数についても処理効果をア
ツプするうえで１つの条件がある。つまり、回転
数が低すぎると、遠心力が小さくて凹み部１８へ
の入り込み性が悪くなる一方、高すぎると、放電
電極線１０が被処理体２に強く接触しすぎて損傷
するおそれがあることから、回転数は、一般に、
30〜300rpm程度の範囲が好ましい。 このように、回転型放電電極の放電電極線が回
転体から直角に延びているのでなく、回転体の軸
方向に振つて傾斜した状態に植え込まれているの
で、被処理体の側面までも同時に放電処理を行う
ことができるだけでなく、凹み部とか角のとがつ
た部分までも電極線の先端が確実にとどいて放電
処理を効率的に行うことができるようになつた。 なお、放電電極線は、たとえば、スパイラルに
沿つて半周進むにしたがつて順次長さが短くなる
一方、次の半周分で元の長さに戻るように、長さ
の異なるものを組み合わせて植設しておけば、も
つれがなく、しかも、被処理体までの距離に多少
の差があつても先端の当たる本数が均一化する。
前記処理ラインにおいては、被処理体とベース電
極が上下および前後に回転運動する一方、回転型
放電電極は定位置で回転するように構成すること
もできる。前記放電電極線１０が植え込まれる構
造は、たとえば、第１２図にみるようにしてもよ
い。つまり、ほぼコの字形でその溝の開口側を拡
げた形状の横断面を備えたスパイラル状（コイル
ばね形）の第１回転部材２０と、今一つ同様の構
造の第２回転部材２１を用いて、それらが互いの
スパイラル間に螺合して嵌まり合うようにして、
回転体９が形成されている。第１と第２の回転部
材２０，２１は互いに隣接するようにしてばね力
によつて嵌まり合い、その隣接する間に、ほぼＵ
字形の断面をしているスパイラル状（コイルばね
形）の電極線保持部材２２が同じく螺合して嵌ま
り込むようにされている。電極線保持部材２２の
Ｕ字形の溝内に放電電極線１０の根元がかしめに
よつて取り付けられている。この電極線保持部材
２２はスパイラル状に形成されているから、たと
えば、通常の組立性に有利であり、もちろん、前
記オプシヨンをする場合にも着脱に有利である。 前記角度θは、第１、第２回転部材２０，２１
のフランジ２０ａ，２１ａの立上がり角αを調整
することによつて大小に設定されるようになつて
いる。 第１３図および第１４図は、バンパーである被
処理体の各部位Ａ〜Ｆをあらわしていて、第１３
図はバンパーの長手方向に直交する横断面図を、
第１４図はその平面図をそれぞれあらわしてい
る。部位Ａは上面一側部である第１上面、部位Ｂ
は上面溝、部位Ｃは第２上面、部位Ｄは凹み部の
凹み第１面、部位Ｅは部位Ｄに隣り合う凹み第２
面、部位Ｆは部位Ｄに対向する凹み第３面をそれ
ぞれあらわしている。これら各部位Ａ〜Ｆについ
て、長さの等しい放電電極線が植設された第１の
放電電極と、第９図にみるように、半周におい
て順次長くなり残る半周で順次短くなるように放
電電極線が植設された第２の放電電極とを用い
て剥離強度（ｇ／cm）の違いを電圧25KV、15秒
処理の条件のもとに測定してみた。その結果は第
１表にあらわされている。

〔発明の効果〕

以上みてきたように、この発明にかかるコロナ
放電処理装置は、被処理体が設けられるベース電
極と、回転体の外周に放射方向に延びるように多
数の放電電極線が植設されていてこれら放電電極
線が回転により被処理体に接続するようになつて
いる放電電極を備えていて、前記両電極間に高電
圧が印加されることにより被処理体の表面が活性
化されるようになつているコロナ放電処理装置に
おいて、前記放電電極線が、回転体の外周に螺旋
状となるように植設されているとともに、それぞ
れの延びる方向が回転体の外周から外形方向に直
角に延びる線を基準として回転体の軸中心の一定
方向に一定角をもつて傾斜して設定されているこ
とを特徴とするので、被処理体の全体がより均一
かつ効率的に放電処理を受けるようになつた。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明にかかるコロナ放電処理装置
の一例をあらわした斜視図、第２図は被処理体に
放電処理をする状態をあらわした説明図、第３図
は回転型放電電極をあらわした正面図、第４図は
放電線の詳細をあらわした正面図、第５図は回転
体に放電線が植設された状態をあらわした説明
図、第６図は回転型放電電極の取付状態をあらわ
した斜視図、第７図は写影角の設定理由を説明す
るための断面図、第８図はスパイラルピツチの設
定理由を説明するための正面図、第９図は回転方
向に沿う有効処理範囲を説明するための側面図、
第１０図は周方向で長さの異なる放電電極線を備
えた回転型放電電極の側面図、第１１図はその正
面図、第１２図は回転体をスパイラル形の部材と
して電極を保持する構造をあらわした断面図、第
１３図は２つの異なるタイプの放電電極を用いて
剥離強度の比較をした際に使用されたバンパーの
横断面図、第１４図はその上面からみた平面図で
ある。 ２……被処理体、３……ベース電極、９……回
転体、１０……放電電極線。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 被処理体が設けられるベース電極と、回転体
   の外周に放射方向に延びるように多数の放電電極
   線が植設されていてこれら放電電極線が回転によ
   り被処理体に接触するようになつている回転型の
   放電電極を備えていて、前記両電極間に高電圧が
   印加されることにより被処理体の表面が活性化さ
   れるようになつているコロナ放電処理装置におい
   て、前記放電電極線が、回転体の外周にスパイラ
   ル状となるように植設されているとともに、それ
   ぞれの延びる方向が回転体の外周から外径方向に
   直角に延びる線を基準として回転体の軸中心の一
   定方向に一定角をもつて傾斜して設定されている
   ことを特徴とするコロナ放電処理装置。 ２ 放電電極が、長さの異なる２種の放電電極線
   を交互に配置して構成されている特許請求の範囲
   第１項記載のコロナ放電処理装置。 ３ 放電電極線が、回転方向の半周の間で漸次長
   さが短くなるように配列されていて、残る半周の
   間で漸次長さが長くなるように配列されている特
   許請求の範囲第１項記載のコロナ放電処理装置。 ４ 放電電極線が、金属繊維を撚り合わせたもの
   でなつている特許請求の範囲第１項から第３項ま
   でのいずれかに記載のコロナ放電処理装置。 ５ 金属繊維が、ステンレス鋼を材料としている
   特許請求の範囲第４項記載のコロナ放電処理装
   置。 ６ 回転体が、スパイラル状に形成されていて、
   そのスパイラルの間に、スパイラル状に形成され
   た電極線保持部材が挟み込まれて設けられている
   とともに、この電極線保持部材に放電電極線が植
   え込まれている特許請求の範囲第１項から第５項
   までのいずれかに記載のコロナ放電処理装置。 ７ 電極線保持部材が横断面Ｕ字状になつてい
   て、そのＵ字間に放電電極線の根元が挟み付けら
   れている特許請求の範囲第６項記載のコロナ放電
   処理装置。 ８ 被処理体の底部にプラスチツク金型が設けら
   れていて、このプラスチツク金型と被処理体間に
   通電性金属層を備え、これらプラスチツク金型と
   通電性金属層とでベース電極が構成されている特
   許請求の範囲第１項から第７項までのいずれかに
   記載のコロナ放電処理装置。 ９ 通電性金属層が無電解メツキによつて設けら
   れている特許請求の範囲第８項記載のコロナ放電
   処理装置。 １０ ベース電極がアルミからなる金型で構成さ
   れている特許請求の範囲第８項または第９項記載
   のコロナ放電処理装置。 １１ 被処理体が、姿勢を変更できるものとされ
   ている一方、回転型の放電電極は、定位置に設置
   されている特許請求の範囲第１項から第１０項ま
   でのいずれかに記載のコロナ放電処理装置。