JP4111265B2

JP4111265B2 - 放電加工処理装置

Info

Publication number: JP4111265B2
Application number: JP2002320913A
Authority: JP
Inventors: 幸雄高瀬
Original assignee: Gunze Ltd
Current assignee: Gunze Ltd
Priority date: 2002-11-05
Filing date: 2002-11-05
Publication date: 2008-07-02
Anticipated expiration: 2022-11-05
Also published as: JP2004154875A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、伸縮性を有する被加工物に放電加工を連続処理する場合において、被加工物を伸長させることなく放電加工処理を行うことができる放電加工処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
天然繊維や合成繊維、又はプラスチックフィルム等（以下、被加工物という）の接着性、染色性、親水性等を改善するために、従来から、被加工物の表面にコロナ放電処理やプラズマ放電処理等の放電加工処理を行うことが試みられている。例えば、特許文献１、特許文献２を参照。
【０００３】
【特許文献１】
特開平５−０７８９７４号公報
【特許文献２】
特開２０００−３０２９０２号公報
【０００４】
図８は従来の放電加工処理装置３０である。被加工物３４に放電加工処理を連続的に行う場合、図８に示すように、一方に巻回された被加工物３４を、他方へ巻き取る経路で、放電処理部３２により被加工物３４に放電加工処理を行っている。他方に被加工物３４を巻き取る際に、被加工物３４には巻き取り方向のテンションが加わる。これは被加工物３４を巻き取る際に、被加工物３４を牽引しているからである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
被加工物にどの位の放電加工を行うかは、その被加工物の用途、素材特性、表面の繊維密度等により決めている。伸縮性を有する被加工物に放電加工処理を行う場合、被加工物にテンションが加わると、被加工物が伸びた状態で放電加工処理されることになる。これでは被加工物の表面の繊維密度が伸びる前と異なってしまい、所定の放電加工処理量を得ることができない。つまり十分に放電加工処理が為されないため被加工物として不良となってしまう。
【０００６】
本発明の目的は、被加工物を連続処理で放電加工する場合において、伸縮性を有する被加工物であっても、被加工物を伸長させずに放電加工処理を行うことができる、放電加工処理装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る放電加工処理装置は、被加工物をロール状に巻き取る巻取手段と、前記被加工物が前記巻取手段で巻き取られる経路に配置した放電処理部と、前記被加工物が前記巻取手段で巻き取られる経路で、前記被加工物に密接し、且つ前記被加工物に同期して前記放電処理部を走行する非伸縮性の補強帯とを備えることを特徴とする。
【０００８】
また、本発明に係る放電加工処理装置は、上述の放電加工処理装置の構成に、ロール状に巻回された被加工物を周方向に回転させて送り出す送出手段と、前記送り出された被加工物を前記巻取手段で巻き取る構成を加えることを特徴とする。
【０００９】
また、本発明に係る放電加工処理装置は、上述の補強帯を無端状に形成し、該無端状の補強帯を前記巻取手段が前記被加工物を巻き取る速度に等しい周速度で回転する駆動ドラムに巻掛けしたことを特徴とする。
【００１０】
また、本発明に係る放電加工処理装置は、補強帯を冷却する冷却手段を備えることを特徴とする。
【００１１】
上記の装置を用いた放電加工処理方法は、一方にロール状に巻回された被加工物を、他方に巻き取る経路で放電加工処理を行う放電加工処理方法において、一方にロール状に巻回された被加工物を送り出すステップと、前記送り出された被加工物に補強帯を密接させるステップと、前記補強帯を、前記被加工物を前記他方に巻き取るのと同じ速度で走行させるステップと、前記補強帯に密接した被加工物に放電加工処理をするステップと、前記放電加工処理された被加工物を、補強帯と分離して他方に巻き取るステップとを含む。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態に係る放電加工処理装置１０を図面に基づき説明する。図１は本実施形態における放電加工処理装置１０の側面略図である。図２は本実施形態における放電加工処理装置１０の上面略図である。本実施形態における説明は、特に断りが無い場合は、図１を参照して説明する。
【００１３】
本実施形態における放電加工処理装置１０は、ロール状に巻回された被加工物を周方向に回転させて送り出す送出手段１４と、送り出された被加工物１２をロール状に巻き取る巻取手段１６と、送り出された被加工物１２が巻取手段１６で巻き取られる経路に配置した放電処理部２２と、送り出された被加工物１２が巻取手段１６で巻き取られる経路で、被加工物１２に密接し、且つ被加工物１２に同期して放電処理部２２を走行する非伸縮性の補強帯２４ａとを含んで構成されている。
【００１４】
送出手段１４は、２本の平行したローラー１８と、被加工物１２を受け止めるホルダ２０により構成されている。２本のローラー１８の両端は、ベアリングで放電加工処理装置１０のフレームに軸受けされている。ホルダ２０はＵ字状の受け部の湾曲した底部が切り取られた形状を為しており、ローラー１８の上面位置にホルダ２０の切り取られた部分が位置するようにホルダ２０が配置されている。２本の平行したローラー１８の上にロール状に巻回された被加工物１２が載置される。ホルダ２０の切り取られた部分で２本のローラー１８が被加工物１２に接触する。ホルダ２０はその湾曲した部分で、ローラー１８の上に載置された被加工物１２を受け止め、被加工物１２が揺動しないようにしている。被加工物１２を送り出す際には、ローラー１８の一端に接続された駆動装置を用いてローラー１８を回転することで、ローラー１８に載置された被加工物１２を周方向（矢印Ｌ方向）に回転させている。駆動装置によってローラー１８は、矢印Ｌ方向、矢印Ｒ方向のどちらにでも駆動させることが可能である。
【００１５】
ローラー１８の周速度は、回転制御装置でコントロールされている。駆動装置はＤＣモータにより構成されており、回転制御装置はＤＣモータに供給する電圧を調節することによりＤＣモータの回転を制御している。図２に示すように、２本のローラー１８の幅方向の長さは被加工物１２の幅方向の長さより長い。
【００１６】
被加工物１２には、例えば木綿繊維布帛を用いる。図２に示すように被加工物１２の幅方向の長さは、ローラー１８の幅方向の長さよりも短い。被加工物１２はシート状のものであれば、他の天然繊維や合成繊維を使用した織物、編物、又は高分子化合物を素材にしたフィルム等の放電加工処理にも適用することができる。
【００１７】
放電処理部２２は、放電電極２２ａと対向電極２２ｂ、及び電源部により構成されている。放電電極２２ａは２本の筒状の電極により構成されている。対向電極２２ｂは筒状の電極により形成され、放電電極２２ａから放電された電位を接地する。対向電極２２ｂを中心として、左右対称に放電電極２２ａが配置されている。放電電極２２ａと対向電極２２ｂのギャップが放電領域となる。放電電極２２ａと対向電極２２ｂとのギャップの距離は数ミリメートルである。放電電極２２ａ、及び対向電極２２ｂの幅方向の長さは、ローラー１８の幅方向の長さとほぼ同じ長さである。電源部において高周波電圧を発生させ、２本の放電電極２２ａに供給している。
【００１８】
２本の放電電極２２ａに電源部で発生させた高周波電圧を印加することで、放電領域にコロナ放電を発生させる。このコロナ放電は、大気圧下の雰囲気中で実施される。
【００１９】
補強帯２４ａは、被加工物１２の伸長を規制するため、非伸縮性の素材により形成されている。非伸縮性とは、被加工物１２の巻取方向のテンションに対する伸縮がほとんどないことを示す。補強帯２４ａは、例えば幅広で厚さが０．１ｍｍのポリプロピレンにより形成されている。この程度の厚さのポリプロピレンであるなら、巻取方向のテンションに対して殆ど伸縮性がない。本発明においては、補強帯２４ａに被加工物１２を押し付けることで両者を密着させている。被加工物１２が伸長しようとすると、補強帯２４ａと被加工物１２との間に生じる摩擦力により、被加工物１２の伸長が規制されることになる。
【００２０】
補強帯２４ａの一端が、第１回転ドラム２４ｂに接続され、補強帯２４ａは第１回転ドラム２４ｂに巻回されている。また、補強帯２４ａの他端は、第２回転ドラム２４ｃに接続されている。第２回転ドラム２４ｃを図１で示す矢印Ｒ方向に回転させることで、補強帯２４ａを第２回転ドラム２４ｃに巻き取っている。図２に示すように、補強帯２４ａの幅方向の長さは、放電電極２２ａ、及び対向電極２２ｂの幅方向の長さを基準とすると数パーセント程度長い。補強帯２４ａの巻き方向の長さは、被加工物１２の巻き方向の長さより１割程度長くしている。これは、被加工物１２に補強帯２４ａを密着し伴走させるため、被加工物１２の巻き方向の長さより補強帯２４ａの巻き方向の長さを長くしている。
【００２１】
第１及び第２回転ドラム２４ｂ・２４ｃは円筒形状で形成されている。第１及び第２回転ドラム２４ｂ・２４ｃの幅方向の長さは、補強帯２４ａの幅方向の長さを基準とすると数パーセント程度長い。また、材質はポリプロピレンに限定されない。フィルム状で非伸縮性を有するものであれば、ポリエチレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリビニルクロライド等の他の高分子化合物を使用することも可能である。
【００２２】
第１回転ドラム２４ｂに巻かれた補強帯２４ａは、ガイドローラー２８で案内され、放電領域を通過する。その後、ガイドローラー２８で案内され、第２回転ドラム２４ｃに巻き取られる。巻き取る側の第２回転ドラム２４ｃは駆動装置で駆動している。第１及び第２回転ドラム２４ｂ・２４ｃは周方向に回転し、矢印Ｌ方向、矢印Ｒ方向のどちらでも回転可能である。
【００２３】
第２回転ドラム２４ｃの周速度は回転制御装置によりコントロールされている。第２回転ドラム２４ｃの周速度は、補強帯２４ａの流れる速度を速度センサーで検知し、補強帯２４ａが常に一定の搬送速度で送られるようにコントロールされている。例えば、第２回転ドラム２４ｃに補強帯２４ａが多く巻かれていて、回転ドラムの直径が大きい場合は、第２回転ドラム２４ｃの回転速度を遅くし、逆に、第２回転ドラム２４ｃに補強帯２４ａが少しだけしか巻かれていない場合には、第２回転ドラム２４ｃの回転速度を早くするようコントロールされている。以下、第１及び第２回転ドラム２４ｃ及び補強帯２４ａの組み合わせを補強帯部２４と表現する。
【００２４】
回転制御装置は、ローラー１８の周速度と、第２回転ドラム２４ｃの周速度を制御している。ローラー１８の周速度の制御は、被加工物１２が、巻取手段１６に移送される搬送速度を速度センサーで感知することでコントロールしている。また、第２回転ドラム２４ｃの周速度の制御は、第１回転ドラム２４ｂに巻回された補強帯２４ａが第２回転ドラム２４ｃに移送される搬送速度を速度センサーで感知することでコントロールしている。被加工物１２の搬送速度と、補強帯２４ａの搬送速度とが同期するよう、回転制御装置でコントロールされている。
【００２５】
ガイドローラー２８は、放電処理部２２に、密着した被加工物１２と補強帯２４ａを安定的に案内するため、放電処理部２２の両側に左右対称に１個づつ設けられている。１個のガイドローラー２８は、２個の円筒形の案内ローラー２８ａが幅方向に平行に近接して配置されている。２個の案内ローラー２８ａにおけるギャップの間隔は数ミリメートルである。このギャップに被加工物１２と補強帯２４ａを搬送し、２個の案内ローラー２８ａで挟み込むことで補強帯２４ａに被加工物１２を押し付けて密着させている。案内ローラー２８ａの幅方向の長さは、補強帯部２４を構成している第１及び第２回転ドラム２４ｂ・２４ｃの幅方向の長さとほぼ同じ長さである。
【００２６】
次に、放電加工処理方法を、上述の放電加工処理装置１０の作用と共に説明する。図１に示すように、本実施の形態における放電加工処理方法は、ロール状に巻回した被加工物１２を送出手段１４により送り出し、被加工物１２を巻取手段１６で巻き取らせている。送り出された被加工物１２が巻取手段１６で巻き取られる経路で、被加工物１２に放電処理している。送り出された被加工物１２が巻取手段１６で巻き取られる経路で、被加工物１２に密接する補強帯２４ａを、巻取手段１６が被加工物１２を巻き取るのと同じ速度で走行させている。
【００２７】
図１で示すように、送出手段１４を構成するローラー１８を回転させることで、ローラー１８に載置されたロール状の被加工物１２を矢印Ｌ方向に回転させ送り出している。また、巻取手段１６を構成するローラー１８を回転させることで、ロール状の被加工物１２を矢印Ｌ方向に回転させ巻き取っている。巻取手段１６における被加工物１２の巻始めは、送出手段１４から送り出された被加工物１２の端部がホルダ２０の内側を沿うことで自然にロール状に巻かれることになる。
【００２８】
また、第１回転ドラム２４ｂに巻回された補強帯２４ａを、第２回転ドラム２４ｃを矢印Ｒ方向に回転させることで、補強帯２４ａを第２回転ドラム２４ｃに巻き取っている。この補強帯２４ａの搬送速度は、巻取手段１６が被加工物１２を巻き取るのと同じ速度である。図１左側のガイドローラー２８が、送出手段１４から送り出された被加工物１２を、第１回転ドラム２４ｂから送り出された補強帯２４ａに押し付けることで密着させている。
【００２９】
補強帯２４ａに密着した被加工物１２は、放電処理部２２の放電領域に送られ、被加工物１２の表面が放電加工処理される。放電加工処理後、被加工物１２は図１右側のガイドローラー２８の位置で補強帯２４ａから離れる。補強帯２４ａは第２回転ドラム２４ｃに巻き取られ、被加工物１２は巻取手段１６において巻き取られる。
【００３０】
このように、被加工物１２を非伸縮性の補強帯２４ａに密着させて放電処理部２２に搬送することで、伸縮性の被加工物１２は伸長することなく、放電加工処理される。また、被加工物１２が対向電極２２ｂと直接に接触しないため、被加工物１２の裏面が摩擦等により劣化することがない。
【００３１】
被加工物１２の表面に放電加工処理を行う場合、一度の放電加工処理では十分な放電加工処理量が得られないことがあるため、上述の放電加工処理を数回行うことが好ましい。つまり、送出手段１４から送り出された被加工物１２を巻取手段１６で巻き取った後、今度は、巻取手段１６、及び送出手段１４を構成するローラー１８を逆回転させ、被加工物１２を放電処理部２２に搬送する作業を繰り返すことで、数度の放電加工処理を連続的に行っている。
【００３２】
詳しくは、巻取手段１６においてロール状に巻かれた被加工物１２は、今度は、巻取手段１６を構成するローラー１８を巻き取る方向とは逆に回転させ、被加工物１２を矢印Ｒ方向に回転させて送り出す。送出手段１４を構成するローラー１８を送り出す方向とは逆の方向に回転させることで、被加工物１２を矢印Ｒ方向に回転させ、ロール状に巻き取る。
【００３３】
補強帯２４ａも被加工物１２と同様に、第２回転ドラム２４ｃに巻き取られた補強帯２４ａを、今度は第１回転ドラム２４ｂに巻き取るよう、第１回転ドラム２４ｂを周方向（図１における矢印Ｌ方向）に回転させる。この周方向の回転方向は、上述の補強帯２４ａを巻き取る場合とは逆の回転方向である。
【００３４】
本発明の放電加工処理装置１０の形態は上述の実施形態に限定されない。例えば、図３、図４、図５に図示するような形態でもよい。図３において示される放電加工処理装置１０では、補強帯２４ａを無端状に形成している。詳しくは、被加工物１２に密着させる補強帯２４ａを無端状に形成し、その無端状の補強帯２４ａを２個の駆動ドラム２４ｄに巻掛けし、放電処理部２２に搬送している。駆動ドラム２４ｄは、巻取手段１６が被加工物１２を巻き取る速度に等しい速度で回転する。
【００３５】
放電処理部２２では高温の処理を行うため、無端状の補強帯２４ａを形成する素材は耐熱性の高いフィルムシートを使用する。また、無端状の補強帯２４ａを冷却する手段を設けても良い。例えば、図３に示すように、２個の駆動ドラム２４ｄの間に補強帯２４ａを冷却するファン２６を設けても良い。また、駆動ドラム２４ｄにおける補強帯２４ａが接する面（駆動ドラム２４ｄの外周面）を、内側から冷却水等を循環させることで冷却し、補強帯２４ａを間接的に冷却する手段を採用しても良い。
【００３６】
図３で示される無端状の補強帯２４ａを用いた場合においては、図１における装置と比較して、補強帯２４ａの巻き方向の長さを短くできる。図１の装置においては、被加工物１２に補強帯２４ａを密着し伴走させるため、被加工物１２の巻き方向の長さより、補強帯２４ａの巻き方向の長さを長くする必要がある。しかし、図３の装置においては、補強帯２４ａが無端状に形成されていることから、長尺な補強帯２４ａは必要としない。よって、放電加工処理装置１０を小型化することができる。
【００３７】
図４において示される放電加工処理装置１０のように、放電処理部２２を２個並べて配置する手段を採用しても良い。このように、放電処理部２２を並べて配置することで、放電加工処理を続けて行うことができる。本来ならば、送出手段１４、及び巻取手段１６において交互に被加工物１２を巻き取ることで、１０回程度の放電加工処理を行っている。図４に示される構成を採用することにより、その交互に巻き取る回数を減少させることができる。よって、処理時間を大幅に削減することができるので、放電加工処理の効率が向上する。また、放電加工処理は高温で行われる。従って、連続処理を行うことで被加工物１２が熱により劣化することのないように、一度放電処理部２２を通過した被加工物１２をファン２６により冷却しても良い。
【００３８】
図５において示される放電加工処理装置１０では、放電処理部２２と補強帯部２４の組み合わせの上下を反転させ、従来形式の放電処理部２２と補強帯部２４の横に配置して連続処理する手段を採用してもよい。この手段を採用することにより、被加工物１２の表面と裏面を一度に放電加工処理することができる。よって、放電加工処理の効率が向上する。図５における手段においても、一度放電処理部２２を通過した被加工物１２を冷却することで、被加工物１２の劣化を防止する手段を採用しても良い。
【００３９】
また、本発明における放電加工処理装置１０の補強帯２４ａの形状は、実施形態で説明した形状に限定されない。例えば、図６、図７で示すような形状を採用しても良い。図６、図７は補強帯部２４の上面略図である。図６において示すように、メッシュ状の補強帯２４ａを採用しても良い。補強帯２４ａをメッシュ状にすることにより、被加工物１２の放熱を促すことができる。
【００４０】
図７において示すように、帯状の補強帯２４ａを、複数本、幅方向に並べて配置する構成を採用してもよい。これにより、複数本の補強帯２４ａのうち１本が損傷しても、損傷した１本の補強帯２４ａを取り替えるだけでよい。よって、複数本の補強帯２４ａの１本が損傷しても、補強帯２４ａすべてを取り替えずに、１本のみを交換すれば良いことから、補強帯２４ａを交換するコストを削減することができる。
【００４１】
また、補強帯２４ａを形成する素材に、非伸縮性で尚且つ熱伝導性の良い素材を採用しても良い。熱伝導性の良い補強帯２４ａを採用することにより、放電加工処理により被加工物１２に発生した熱を、密着させた補強帯２４ａで放熱することが可能となる。よって、被加工物１２の熱による劣化を低減させることができる。
【００４２】
尚、本発明はその趣旨を逸脱しない範囲で当業者の知識に基づき種々なる改良、修正、変形を加えた態様で実施できるものである。例えば、放電処理部２２の電極の組み合わせ方は、本実施形態の形状に限定されない。よって、放電処理部２２における放電電極２２ａが１本で、対向電極２２ｂも１本である放電処理部２２を採用することも本発明の範囲に含まれる。また、各電極の配置も本実施の形態に限定されない。例えば、放電電極２２ａと対向電極２２ｂの組み合わせを連続的に配置し、連続して被加工物１２に放電加工処理を行う手段を採用することも、本発明の範囲に含まれる。
【００４３】
【発明の効果】
本発明に係る放電加工処理装置によれば、被加工物を補強帯に密着し伴走させて放電加工処理を行うので、伸縮性を有する被加工物であっても、伸長させることなく放電加工処理を行うことができる。よって、被加工物に所定量の放電加工処理を行うことができるので、放電加工処理量の不足による被加工物の不良を減少させることができる。
【００４４】
また、本発明に係る放電加工処理装置によれば、無端状の補強帯を用いることで、長尺な補強帯を必要としない。よって、放電加工処理装置の小型化を図ることができる。
【００４５】
更に、本発明における放電加工処理装置によれば、無端状の補強帯を用いても、補強帯を冷却する冷却手段を設けることにより、補強帯が熱により劣化することを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明における放電加工処理装置の側面略図である。
【図２】本発明における放電加工処理装置の上面略図である。
【図３】本発明における放電加工処理装置の他の形態を示す側面略図である。
【図４】本発明における放電加工処理装置の他の形態を示す側面略図である。
【図５】本発明における放電加工処理装置の他の形態を示す側面略図である。
【図６】放電加工処理装置における補強帯の他の形態を示す上面略図である。
【図７】放電加工処理装置における補強帯の他の形態を示す上面略図である。
【図８】従来の放電加工処理装置の側面略図である。
【符号の説明】
１０：放電加工処理装置
１２：被加工物
１４：送出手段
１６：巻取手段
１８：ローラー
２０：ホルダ
２２：放電処理部
２２ａ：放電電極
２２ｂ：対向電極
２４：補強帯部
２４ａ：補強帯
２４ｂ：第１回転ドラム
２４ｃ：第２回転ドラム
２４ｄ：駆動ドラム
２６：冷却用ファン
２８：ガイドローラー
２８ａ：案内ローラー

Claims

被加工物をロール状に巻き取る巻取手段と、
前記被加工物が前記巻取手段で巻き取られる経路に配置し、放電電極と対向電極とを有し、該放電電極と対向電極とのギャップが放電領域となり、該放電領域を通過する被加工物の表面に対して大気圧下の雰囲気中のギャップでコロナ放電をおこなう放電処理部と、
前記被加工物が前記巻取手段で巻き取られる経路で、前記被加工物が放電領域に入る前に２個の案内ローラで挟み込まれることにより前記被加工物に押しつけられて密着され、且つ前記被加工物に同期して前記放電処理部を走行し、前記被加工物が放電領域から出た後にガイドローラの位置で被加工物から分離される非伸縮性の補強帯と、
を備えた放電加工処理装置。
ロール状に巻回された被加工物を周方向に回転させて送り出す送出手段と、
前記送り出された被加工物を前記巻取手段で巻き取る請求項１に記載の放電加工処理装置。
前記補強帯を無端状に形成し、該無端状の補強帯を前記巻取手段が前記被加工物を巻き取る速度に等しい周速度で回転する駆動ドラムに巻掛けした請求項１又は請求項２に記載の放電加工処理装置。
前記補強帯を冷却する冷却手段を備えた、請求項３に記載の放電加工処理装置。