JP5332526B2 - Surface treatment equipment - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、放電により対象物の表面処理を行う表面処理装置に関する。 The present invention relates to a surface treatment apparatus that performs surface treatment of an object by electric discharge.
従来、この種の表面処理装置として、フィルムなどの被処理物の表面を放電により改質するコロナ放電表面処理装置や大気中プラズマ表面改質装置がある。前記表面処理装置として、電極ホルダにて保持された長尺な放電電極とアースロールとの間でコロナ放電を発生させ、フィルム等の被処理物を放電電極と交差してアースロール上を移送させることにより被処理物の表面を改質し、前記放電電極の長手方向に沿って長い電極側レールに放電電極を保持し、この電極側レールをスライドユニットを介して電極ホルダに摺動自在に吊持したもの(例えば、特許文献1)があり、フィルムなどの被処理物をコロナ放電により改質することにより、その後の印字処理におけるぬれ性が向上し、印字の耐久性が向上する。
上記表面処理装置では、フィルムを高速で走行させて処理する等の理由から、フィルムが左右方向に蛇行(横移動)しても、これに放電電極が追従することができる。 In the said surface treatment apparatus, even if a film meanders in the left-right direction (lateral movement) for the reason of running and processing a film at high speed, a discharge electrode can track this.
ところで、コロナ放電やプラズマ放電を行うためには放電電極に高圧電流を供給する必要があり、被覆ケーブルなどの被覆導体を用いると、感電の虞がある。また、コロナ放電やプラズマ放電を行うと、放電電極からオゾンが発生するため、発生したオゾンを処理する必要がある。 By the way, in order to perform corona discharge or plasma discharge, it is necessary to supply a high voltage current to the discharge electrode, and using a covered conductor such as a covered cable may cause an electric shock. Moreover, since ozone is generated from the discharge electrode when corona discharge or plasma discharge is performed, it is necessary to treat the generated ozone.
そこで、本発明は、高圧電流が流れる導体の絶縁と、発生したオゾンの処理とを行うことができる表面処理装置を提供することを目的とする。 Then, an object of this invention is to provide the surface treatment apparatus which can perform the insulation of the conductor through which a high voltage current flows, and the process of the generated ozone.
請求項1の構成は、放電電極と、この放電電極と電源とを接続する導体とを備え、前記放電電極による放電により被処理物の表面を改質する表面処理装置において、前記放電電極をケースに設け、このケースにダクトの一端を接続し、このダクト内に前記導体を配置すると共に前記ダクトと前記導体とを離間し、前記ダクトの他端に排気部を設けたものである。 According to a first aspect of the present invention, there is provided a surface treatment apparatus comprising a discharge electrode and a conductor connecting the discharge electrode and a power source, wherein the discharge electrode is disposed in a case in a surface treatment apparatus that modifies the surface of an object to be treated by discharge by the discharge electrode. In this case, one end of a duct is connected to the case, the conductor is disposed in the duct, the duct and the conductor are separated from each other, and an exhaust portion is provided at the other end of the duct.
請求項2の構成は、請求項1の構成に加え、前記ケースから前記排気部に空気を吸引する排気ファンを備えるものである。 According to a second aspect of the present invention, in addition to the structure of the first aspect, an exhaust fan that sucks air from the case to the exhaust portion is provided.
請求項3の構成は、請求項1又は2の構成に加え、前記ケースを移動可能に設けると共に、前記ダクトを伸縮自在に形成したものである。
In addition to the structure of
請求項4の構成は、請求項3の構成に加え、前記ダクトが伸縮可能な二重管である。 According to a fourth aspect of the present invention, in addition to the structure of the third aspect, the duct is a double pipe that can be expanded and contracted.
請求項5の構成は、請求項3又は4の構成に加え、前記導体が伸縮可能である。 According to a fifth aspect of the present invention, in addition to the structure of the third or fourth aspect, the conductor can be expanded and contracted.
請求項6の構成は、請求項1〜5のいずれか1項の構成に加え、前記放電で発生したオゾンを処理するオゾン処理手段を備える。
The structure of
請求項7の構成は、請求項6の構成に加え、前記オゾン処理手段を前記ダクトの前記排気部の下流側に設けたものである。 According to a seventh aspect of the present invention, in addition to the structure of the sixth aspect, the ozone treatment means is provided on the downstream side of the exhaust portion of the duct.
請求項8の構成は、請求項1〜7のいずれか1項の構成に加え、前記放電電極はコロナ放電を発生し、前記放電電極が絶縁体により被覆されているものである。 In addition to the structure of any one of Claims 1-7, the structure of Claim 8 generate | occur | produces the corona discharge, and the said discharge electrode is coat | covered with the insulator.
請求項1の構成によれば、導体をダクト内に配置することにより、外部との絶縁を図ることができ、また、放電により発生したオゾンを、ケースに接続したダクトの排気部から排気することができる。
According to the configuration of
請求項2の構成によれば、請求項1の効果に加え、オゾンの排気と放電電極の放熱とを効率よく行うことができる。
According to the structure of
請求項3の構成によれば、請求項1又は2の効果に加え、ケースの移動に伴ってダクトを伸縮することができる。
According to the structure of
請求項4の構成によれば、請求項3の効果に加え、二重管の重なり代を変化させることにより、ダクトを伸縮することができる。
According to the configuration of
請求項5の構成によれば、請求項3又は4の効果に加え、ケースの移動に伴ってダクト及び導体を伸縮することができる。
According to the structure of
請求項6の構成によれば、請求項1〜5のいずれか1項の効果に加え、オゾン処理手段によりオゾンを処理することができる。
According to the structure of
請求項7の構成によれば、請求項6の効果に加え、前記ダクトの排気部の下流側に設けたオゾン処理手段により、オゾンを処理することができる。
According to the structure of
請求項8の構成によれば、請求項1〜7のいずれか1項の効果に加え、アルミ蒸着フィルムなどの処理が可能となる。 According to the structure of Claim 8, in addition to the effect of any one of Claims 1-7, processing of an aluminum vapor deposition film etc. is attained.
本発明における好適な実施の形態について、添付図面を参照しながら詳細に説明する。なお、以下に説明する実施の形態は、特許請求の範囲に記載された本発明の内容を限定するものではない。また、以下に説明される構成の全てが、本発明の必須要件であるとは限らない。各実施形態では、従来とは異なる新規な表面処理装置を採用することにより、従来にない表面処理装置が得られ、その表面処理装置について記述する。 Preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The embodiments described below do not limit the contents of the present invention described in the claims. In addition, all of the configurations described below are not necessarily essential requirements of the present invention. In each embodiment, an unprecedented surface treatment apparatus is obtained by adopting a new surface treatment apparatus different from the conventional one, and the surface treatment apparatus will be described.
以下、本発明の実施形態を添付図面を参照して説明する。図1〜図4は本発明の実施形態を示し、図3の概略説明図に示すように、表面処理装置たるコロナ放電表面処理装置は、アースロール1と所定の間隔をおいてコロナ電極たる放電電極2を配置し、この放電電極2を導体3により電源装置4に接続し、この電源装置4と前記アースロール1を電気的に接続すると共に、アースロール1を接地し、被処理物たるフィルム5を巻いたロールRから、該フィルム5を引き出し、引き出したフィルム5をアースロール1と放電電極2との間に通し、放電電極2により発生したコロナ放電により前記フィルム5の改質を行う。尚、前記電源装置4は、出力部6と、この出力部6の制御を行う制御部7とを備える。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. 1 to 4 show an embodiment of the present invention. As shown in the schematic explanatory diagram of FIG. 3, the corona discharge surface treatment device as a surface treatment device is a discharge as a corona electrode at a predetermined interval from the
本実施形態におけるフィルム5は、その表面がPP(ポリプロピレン)やPE(ポリエチレン)等で構成されているものを例示することができる。尚、フィルム5のサイズは、厚さ40μm、幅380mm、1000m巻きのものを用いている。
The
前記表面処理装置は、各種の包装機に設置され、例えば賞味期限などの印字を行う印刷機に用いられる。そして、フォルム5の印字箇所を改質した後、印字を行うことにより、インクの付着性を向上することができる。
The said surface treatment apparatus is installed in various packaging machines, for example, is used for the printing machine which performs printing, such as a shelf life. Then, after modifying the printing portion of the
図2などに示すように、前記放電電極2は一対の電極体2A,2Aからなり、その放電電極2をケース11に取り付け、このケース11は、上面と四つの側面11A,11B,11A,11Bとを有する箱型をなし、下面が開口し、この下面位置に前記放電電極2が配置されると共に、この放電電極2を覆うようにケース11が設けられている。尚、側面11Aが側面11Bより長く形成されている。このように放電電極2をケース11内に設けることにより、コロナ放電の際に発生するオゾンの拡散を防止している。尚、本実施形態の放電電極2の電極体2Aは円柱状に形成されており、その軸心の長さは125mmであり、直径は16mmである。
As shown in FIG. 2 and the like, the
前記電極体2Aは、円柱状に形成され、その外周がセラミックなどの絶縁体2Bにより被覆されており、この絶縁体2Bが誘電体として働く。このように電極体2Aが円柱状に形成されると共に絶縁体2Bにより被覆されているため、電極体2Aからの局部的な放電を抑制することができるから、フィルムにアルミ層の有るアルミ蒸着フィルムの表面処理も可能となる。すなわち、アルミ蒸着フィルムに対して局部的な放電処理を行うと、アルミ層に穴が開いてしまうが、本実施形態の電極体2Aは絶縁体2Bに被覆されることにより、局部的な放電を抑制できるのである。
The
前記ケース11はアースロール1の長さ方向に対応して長く形成され、また、ケース11の幅は、アースロール1の幅に対応し、アースロール1の幅より僅かに大きく設定されている。図2に示すように、前記電極体2Aは、前記アースロール1の周方向に並んで設けられている。前記ケース11の上面には複数のスライド体12を設けると共に、前記ケース11の上部に左右一対の案内杆13を配置し、前記スライド体12がそれら複数の案内杆13,13に沿って摺動移動可能に設けられている。また、前記案内杆13はアースロール1と略平行に配置され、装置の機体に位置固定されている。
The
前記ケース11には、ダクト21の一端が接続されている。このダクト21は、前記側面11Bに接続した一側管22と、この一側管22の他端側が挿入された他側管23とからなる二重管であり、一側管22の外径より他側管23の内径が大きく、他側管23に一側管22が部分的に遊挿されており、ダクト21の他端に排気口たる排気部24が設けられる。また、一側管22と他側管23の重なり代は、少なくとも一側管22の直径寸法より大きい。尚、前記重なり代は、言い換えると、一側管22の他側管23への挿入寸法である。それら一側管22と他側管23は、硬質材料からなり、絶縁性を備え、例えば、透明なポリカーボネイトからなり、前記一側管22の一側を前記ケース11に接続している。尚、他側管23はオゾン処理装置31の排気路32に接続されている。また、ダクト21は、フィルム5の搬送方向と交差するように配置されると共に、アースロール1から突出するように配置されている。
One end of a
前記ダクト21内には、前記導体3が設けられている。この導体3は、導電材料からなる一側導体25と他側導体26とからなり、一側導体25は管からなり、この一側導体25の他側に前記他側導体26の一側を摺動可能に挿入している。尚、他側導体26は中空な管や中実な部材を用いることができる。そして、前記一側導体25の一端と前記放電電極2とが接続部材28により電気的に接続されている。
The
前記一側導体25の両側に、絶縁取付部材27,27を固設し、これら絶縁取付部材27,27を前記一側管22に固定することにより、一側管22の中心に一側導体25を取り付けている。また、前記他側導体26の他側には、前記絶縁取付部材27を固設し、この絶縁取付部材27を前記他側管23の他側に固定することにより、他側管23の中心に他側導体26を取り付けている。
Insulating
したがって、前記案内杆13に沿ってケース11を移動すると、固定された他側管23に対して、一側管22が移動し、同時に他側導体26に対して、一側導体25が移動する。この場合、図4に示すように、ケース11、一側管22及び一側導体25を案内杆13に沿って移動するように駆動制御する移動駆動手段14を設けることができる。
Therefore, when the
図4に示すように、前記ダクト21の排気部24には、オゾン処理装置31が接続されている。前記オゾン処理装置31は排気路32を備え、この排気路32には、前記排気部24側から、流量検出手段33、フィルタ34、オゾン処理手段たるオゾン触媒35、排気ファン36、オゾン濃度検知器37の順に並んで配置されている。尚、本実施形態のオゾン触媒35は、二酸化マンガンを使用している。
As shown in FIG. 4, an
前記排気ファン36を駆動することにより、前記ケース11側から空気を排気路32まで吸引して排気し、前記流量検出手段33は空気の流れを検出することにより、前記排気ファン36の動作を確認し、予め設定した設定量より排気量が少ない場合は、コロナ放電表面処理装置を停止する。また、フィルタ34は排気に混ざった塵などを捕捉し、塵が取り除かれた排気がオゾン触媒35を通過し、オゾン触媒35が目詰まりすることなく、排気に含まれるオゾンが分解される。オゾン触媒35を通過してオゾンが分解された排気は、排気ファン36を通ってオゾン濃度検知器37に送られ、このオゾン濃度検知器37により排気中のオゾン量が測定される。そして、測定したオゾン量が基準値以下の場合は、外部に排気する。本実施形態のオゾン濃度検知器37は、排気路32を通過するオゾン量を監視するものであり、そのオゾン量が予め設定された管理濃度を超えた場合に、その信号を制御部7へ発信する信号発信手段(図示せず)を備えている。また、制御部7には、信号発信手段により信号が制御部7へ伝達された場合に、出力部6の動作を停止させ、導体3への送電を止めるプログラムが組み込まれている。よって、オゾン量が管理濃度を超えた場合でも、自動的に放電電極2からの放電を止めることができるから、より安全である。なお、本実施形態のオゾン濃度検知器37は信号発生手段を備えたものであるが、必ずしもこれに限定されず、排気路32を通過するオゾン量が管理濃度を超えた場合に音や光を発して報知する報知手段を備えていてもよい。
By driving the
次に、前記コロナ放電表面処理装置の動作について説明する。電源装置4により導体3を通して放電電極2に高圧電流を印加し、放電電極2によりコロナ放電を発生させ、このコロナ放電によりフィルム5の改質を行う。この際、導体3は露出することなく、ダクト21内に収納され、外部と絶縁されているため、導体3に被覆を施すことなく、絶縁を確保することができる。一方、コロナ放電時には、排気ファン36が動作し、ケース11のオゾンを含む空気がダクト21を通ってオゾン処理装置31に吸引排気され、ケース11から排気部24に向う空気の流れにより、放電電極2及び導体3で発生する熱が外部に放熱される。
Next, the operation of the corona discharge surface treatment apparatus will be described. A high-voltage current is applied to the
このように本実施形態では、放電電極2と、この放電電極2と電源たる電源装置4とを接続する導体3とを備え、放電電極2による放電により被処理物たるフィルム5の表面を改質する表面処理装置たるコロナ放電表面処理装置において、放電電極2をケース11に設け、このケース11にダクト21の一端を接続し、このダクト21内に導体3を配置すると共にダクト21と導体3とを離間し、ダクト21の他端に排気部24を設けたから、ダクト21と導体3とを離間した状態で導体3をダクト21内に配置することにより、外部との絶縁を図ることができ、また、コロナ放電やプラズマ放電により発生したオゾンを、ケース11に接続したダクト21の排気部24から排気することができる。さらに、従来のコロナ放電表面処理装置においてはダクトと導体とは別々に設けられ、装置自体が肥大化していたが、本実施形態のコロナ放電表面処理装置においては、ダクト21と導体3とを別々に設けることなく、ダクト21内に導体3を配置したので、その分コンパクトになるという効果がある。
As described above, in the present embodiment, the
また、このように本実施形態では、ケース11から排気部24に空気を吸引する排気ファン36を備えるから、オゾンの排気と放電電極の放熱とを効率よく行うことができる。
Further, in this embodiment, since the
また、このように本実施形態では、ケース11を移動可能に設けると共に、ダクト21を伸縮自在に形成したから、ケース11の移動に伴ってダクト21を伸縮することができる。
Further, in this embodiment, since the
また、このように本実施形態では、ダクト21が伸縮可能な二重管であるから、二重管を構成する一側管22と他側管23の重なり代を変化させることにより、ダクト21を伸縮することができる。そして、重なり代により調整するから、一側管22と他側管23に、硬質材料からなる管材を用いることができる。
Further, in this embodiment, since the
また、このように本実施形態では、導体3が伸縮可能であるから、ケース11の移動に伴ってダクト21及び導体3を伸縮することができる。
Further, in this embodiment, since the
また、このように本実施形態では、コロナ放電やプラズマ放電で発生したオゾンを処理するオゾン処理手段たるオゾン触媒35を備えるから、オゾン触媒35によりオゾンを処理することができる。
Further, in this embodiment, since the
また、このように本実施形態では、ダクト21の上流側にケース11を設け、オゾン処理手段たるオゾン触媒35をダクト21の他端側に設けたから、ダクト21の排気部24の下流側に設けたオゾン触媒35により、オゾンを処理することができる。
Further, in this embodiment, since the
また、このように本実施形態では、放電電極2はコロナ放電を発生し、放電電極2が絶縁体2Bにより被覆されているから、局部的な放電を抑制できることにより、アルミ蒸着フィルムなどの処理が可能となる。
Further, in this embodiment, since the
また、実施形態上の効果として、移動駆動手段14を設けたから、フィルム5が蛇行し、印字箇所が横移動しても、ケース11を移動駆動手段14により前記横移動に追従するように移動することができる。また、ダクト21を透明又は半透明な材料から形成し、内部の導体3が視認可能であるから、ダクト21内の導体3の状態を確認できる。また、一側管22の外径より他側管23の内径が大きく、挿入状態で接触することなく一側管22の他端側と他側管23の一端側に隙間が形成されているから、一側管22をスムーズに動かすことができる。さらに、一側管22と他側管23の重なり代が、少なくとも一側管22の直径寸法より大きく、ケース11より下流の排気部24側に空気を吸引するから、挿入状態で一側管22の他端側と他側管23の一端側に隙間があっても、外部にオゾンが漏れることがない。
Further, as an effect of the embodiment, since the
尚、本発明は、前記実施形態に限定されるものではなく、種々の変形実施が可能である。例えば、実施形態では、ダクトに二重管のものを示したが、2本に限らず、3本以上の管を鞘管状にしたものでもよい。また、同様に導体も2本に限らず、3本以上をスライド可能に接続したものでもよい。さらに、フィルタ34には、オゾンを熱処理する熱処理フィルタや、オゾンを吸着する吸着フィルタを用いてもよく、これらをオゾン処理手段としてもよい。また、ケースの形状は実施形態で示した矩形に限らず、適宜選定可能である。さらに、請求項1においては、1本のダクトのみを用いるなどして、ダクトが伸縮しない構成を採用してもよく、この場合、1本の導体のみを用いるなどして、導体も伸縮しない構成を採用してもよいことは言うまでもない。
In addition, this invention is not limited to the said embodiment, A various deformation | transformation implementation is possible. For example, in the embodiment, the duct has a double pipe, but the duct is not limited to two, and three or more pipes may be formed into a sheath tube. Similarly, the number of conductors is not limited to two, and three or more conductors may be slidably connected. Further, the
また、本実施形態の放電電極2は一対の電極体2A,2Aにより構成されていたが、電極体を1本としても良い。さらに、本実施形態はコロナ放電表面処理装置を用いたが、これに代えて大気中プラズマ表面改質装置を用いても良い。また、請求項1においては、ケース側に送風手段を設け、この送風手段によりケース側から排気部,排気路へと空気を送るようにしてもよい。
Moreover, although the
1 アースロール
2 放電電極
2B 絶縁体
3 導体
4 電源装置(電源)
5 フィルム(被処理物)
11 ケース
21 ダクト
22 一側管
23 他側管
24 排気部
25 一側導体
26 他側導体
31 オゾン処理装置
35 オゾン触媒(オゾン処理手段)
36 排気ファン
DESCRIPTION OF
5 Film (object to be processed)
11
36 Exhaust fan
Claims (8)
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