JP5753710B2

JP5753710B2 - 静電型液体塗布装置及び静電型液体塗布方法

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Publication number: JP5753710B2
Application number: JP2011054040A
Authority: JP
Inventors: 弘大和田
Original assignee: Lui株式会社; Ｌｕｉ株式会社
Priority date: 2011-03-11
Filing date: 2011-03-11
Publication date: 2015-07-22
Anticipated expiration: 2031-03-11
Also published as: JP2012187531A

Description

本発明は、ノズル内に設けた導電性部材に被塗布材とは逆極性の電圧を印加し、ノズルの本体部分と導電性部材と間の液体流路に供給した塗布液を、導電性部材と同極性に帯電させつつノズルの吐出口から吐出して被塗布材となる線状部材に付着させ塗布する静電型液体塗布装置及び静電型液体塗布方法に関する。

従来、被塗布材としてワイヤなどの線状部材に液体を塗布する装置としては、例えば下記特許文献１には記載されたものが知られている。この液体塗布装置は、潤滑油タンク内の潤滑油に一部を入り込ませたローラを回転させて潤滑油を掻き揚げ、この掻き揚げた潤滑油が付着しているローラに線状部材を接触させつつ移動させることで、線状部材に液体を塗布している。

特開平８−１６４３５３号公報

しかしながら、このような従来の液体塗布装置では、ローラに付着した潤滑油を転写するようにして線状部材に塗布するものであるため、塗布量が均一になりにくく、改善が望まれている。

また、線状部材を液体内に浸漬させることにより付着させることも考えられるが、この場合には線状部材に液体が多量に付着して、塗布後に線状部材を搬送する際に余剰に付着した液体が滴下するなどして、液体の無駄が発生するとともに作業環境の悪化を招く。

そこで本発明は、線状部材に、より均一化した状態で液体を塗布することを目的としている。

本発明は、ノズル内に設けた導電性部材に被塗布材となる線状部材とは逆極性の電圧を印加し、前記ノズルの本体部分と前記導電性部材と間の液体流路に供給した塗布液を、前記導電性部材と同極性に帯電させつつ前記ノズルの吐出口から吐出して前記線状部材に付着させ塗布する静電型液体塗布装置であって、前記線状部材を間に挟んで前記ノズルと反対側に、前記帯電した塗布液と逆極性に帯電している塗布液誘導板を配置し、前記ノズルの吐出口は、前記線状部材の延長方向に沿って、当該延長方向に対して直交する方向よりも長く形成されていて、この長く形成されたノズルの吐出口の前方に前記線状部材が配置されていることを特徴とする。

本発明によれば、ノズルから吐出された塗布液が、線状部材を間に挟んでノズルと反対側に配置してある塗布液誘導板に誘導されつつ線状部材を通過するので、ノズルから吐出された塗布液は、線状部材により集中して移動することになって、線状部材のノズルと反対側も含めてその周囲により均一に付着させることができる。

（ａ）は、本発明の一実施形態に係わる静電型液体塗布方法の概略を示す平面、（ｂ）は（ａ）の横（図中では下方）から見た図に相当する側面図である。図１の静電型液体塗布方法に使用する静電型液体塗布装置の全体構成図である。図２の静電型液体塗布装置における静電型液体塗布装置本体の具体的な構成を示す平面図である。図３の静電型液体塗布装置本体の横（図中では下方）から見た図に相当する側面図である。図３のＤ−Ｄ線断面に対応するノズルの断面図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づき説明する。

本発明の一実施形態に係わる静電型液体塗布装置は、図１に示すように、導電性の液体である潤滑油１を吐出するノズル３の前方（図１中で右方向）に、被塗布材である線状部材としてのワイヤ５を配置し、そのさらに前方に塗布液誘導部材としての塗布液誘導板７を配置している。すなわち、本実施形態では、線状部材を間に挟んでノズルと反対側に塗布液誘導部材を配置していることになる。

なお、図１（ｂ）に示すように、本実施形態では一例として、ノズル３の吐出口３ａとワイヤ５の中心との間隔Ｌを１８０ｍｍ、ワイヤ５の中心と塗布液誘導板７との間隔を３０〜５０ｍｍとしている。これらの間隔Ｌ，Ｍは、潤滑油１の導電率や後述する高電圧発生器３７が発生する電圧によって適宜変更可能である。潤滑油１の導電率は、例えば２万〜１０万ＰＳ（ピコシーメンス）であり、この導電率によって上記した高電圧発生器３７が発生する電圧（−５０ｋｖ〜−８０ｋｖ）も変更される。

ノズル３は、図１（ａ）中で紙面の上下方向（図１（ｂ）中では紙面に直交する方向）に長く形成されている。そして、この長く形成された方向に沿ってワイヤ５が、例えば８００〜１２００ｍ／ｍｉｎの速度で搬送され、その搬送中のワイヤ５に対して潤滑油１を塗布する。その際、ワイヤ５は、図１（ｂ）に示すようにノズル３の吐出口３ａの前方に位置している。

また、塗布液誘導板７は上記ワイヤ５の搬送方向に長い長方形状としてあり、ワイヤ５を、この長方形状の塗布液誘導板７の短辺方向（図１（ｂ）中で上下方向）に対して中央部に配置している。さらに、塗布液誘導板７の長辺方向（図１（ａ）中で上下方向）の長さは、ノズル３の吐出口３ａの長手方向（図１（ａ）中で上下方向）長さに対して同等か１．５倍程度でよく、吐出口３ａの長手方向の中心と、塗布液誘導板７の長辺方向の中心とをほぼ一致させている。

なお、ここでのノズル３の吐出口３ａは、図１（ａ）に示すように、ノズル３の長手方向中心部に位置する中心吐出部Ａと、その長手方向両側に位置する両側吐出部Ｂ，Ｃとを備え、これら各吐出部Ａ，Ｂ，Ｃを適宜切り替え可能となっている。本実施形態では、中心吐出部Ａのみから潤滑油１が吐出するように設定して吐出口３ａとしている。また、各吐出部Ａ，Ｂ，Ｃの切り替えは、電磁弁や手動によって開閉するバルブによって行い、３つの吐出部Ａ，Ｂ，Ｃのうちすべてを使用したり、２つのみを適宜組み合わせて使用することも可能である。

また、本実施形態では、ノズル３の吐出口３ａの前方近傍の図１（ｂ）中で上下両側、すなわち吐出した潤滑油１の両側に、一対のインダクタバー９を配置している。インダクタバー９は、配線１１に接続した高抵抗１２を通して接地することで微弱な正電位を有する。このためインダクタバー９を設けることで、負電位を有する潤滑油１の図１（ｂ）中で上下方向の広がり幅を調整するとともに、霧化を促進することができ、ワイヤ５の周囲に均等に潤滑油１を塗布することができる。なお、図１（ｂ）では、配線１１及び高抵抗１２を省略している。

ここで、潤滑油１は、ノズル３内を流れる際に後述するようにして負の電荷に帯電する一方、ワイヤ５と塗布液誘導板７は接地してあって正の電荷に帯電している。したがって、ノズル３から吐出された潤滑油１の一部は、潤滑油１と逆極性のワイヤ５に引き付けられて付着するが、その際潤滑油１は、塗布液誘導板７にも引き付けられ誘導されてワイヤ５の周囲を通過する。

このとき塗布液誘導板７は、ワイヤ５を通過する潤滑油１の霧化された粒子の広がりを抑えて密集を高めるとともに、ワイヤ５に付着しない潤滑油１の粒子が外部に飛散しないように機能する。

塗布液誘導板７は、ノズル３とワイヤ５との間隔Ｌよりもワイヤ５との間隔Ｍを短くしてワイヤ５に比較的近い位置にあり、かつ図１（ｂ）に示すようにワイヤ５の中心に対して上下方向の長さを比較的短くしている。このため、塗布液誘導板７により誘導される潤滑油１は、ノズル３から吐出された後、噴霧の拡散（特に図１（ｂ）中で上下方向の拡散）が抑えられ、ワイヤ５により集中するようにして流れることになる。その結果、吐出された潤滑油１は、ワイヤ５の塗布液誘導板７に対向する側にも回りこんでその全周に効率よくかつ均一に付着して塗布されることになる。

なお、塗布液誘導板７は、ワイヤ５に対して適宜接近離反移動させることで、図１（ｂ）に示すような潤滑油１の噴霧の広がり形状を変化させることができ、これによりワイヤ５の周囲により均一に潤滑油１を付着させるように調整することができる。

このような静電型液体塗布装置は、図２に示すようにノズル３を備える静電型液体塗布装置本体１３と、静電型液体塗布装置本体１３に潤滑油を供給する塗布液供給部としての潤滑油ポンプ１５と、潤滑油ポンプ１５を駆動制御する制御部となる制御装置１７とを備えている。

潤滑油ポンプ１５の３つのポンプ吐出口１５ａ，１５ｂ，１５ｃとノズル３とは、図１に示してある中心吐出部Ａ及び両側吐出部Ｂ，Ｃにそれぞれ対応する３本の吐出管路１９（１９ａ，１９ｂ，１９ｃ）で接続している。また、静電型液体塗布装置本体１３の図２中で右側の先端部付近とノズル３との間の下方には、塗布液回収部としての潤滑油トレイ２１を配置し、この潤滑油トレイ２１と潤滑油ポンプ１５のポンプ吸引口１５ｂとは、潤滑油回収管路２３により接続している。

ここで、ノズル３から吐出される潤滑油１の全量のうち、例えば直径０．４〜０．７ｍｍのワイヤ５に付着する割合は５〜１０％程度である。ワイヤ５に付着しなかった余剰の潤滑油１は、塗布液誘導板７にも付着するが、その他は下方に落下して上記した潤滑油トレイ２１に溜まることになる。そして、この潤滑油トレイ２１に溜まった潤滑油を、ポンプ１５が潤滑油回収管路２３を通して回収し、再度ノズル３に供給して再利用することになる。このため、ワイヤ５に付着しなかった余剰の潤滑油１は、廃棄されることなく、有効利用することができる。

また、ワイヤ５に塗布する潤滑油１の量は、定量ポンプである潤滑油ポンプ１５の送り量によって変化する。

次に、図３、図４を用いて静電型液体塗布装置本体１３の具体的な構成ついて説明する。静電型液体塗布装置本体１３は、ノズル３の長手方向（図３中で上下方向）に長い長方形状の端板２５と、端板２５の図３中で上下方向両端に一端が連結される一対の側板２７とを有するフレーム２９を備えている。

ノズル３は、図３に示すように、フレーム２９の端板２５側に位置するノズルブラケット３１に取り付けている。ノズルブラケット３１は、端板２５に近接する取付部３１ａが、側板２７に向けて突出しており、この突出した端部を側板２７の内面に取付ボルト３２により取り付けている。側板２７には、前後方向（図４中で左右方向）に長い長孔２７ａを形成してあり、この長孔２７ａに沿って取付ボルト３２をノズルブラケット３１とともにスライド移動させることで、ノズル３をワイヤ５に対して接近離反移動する方向である前後方向に移動調整可能となる。

ノズルブラケット３１の側板２７側の端面には、インダクタバー支持板３３を固定してあり、インダクタバー支持板３３の端板２５と反端側に突出した端部には、前記した一対のインダクタバー９を支持させて取り付けている。インダクタバー支持板３３には、図４に示すように上下方向に長い長孔３３ａを形成してあり、一対のインダクタバー９は長孔３３ａに沿って互いに接近離反する方向に移動調整可能となっている。

一対の側板２７の端板２５と反対の先端部には、その先端面から切り欠かれたほぼ正方形状の凹部２７ｂを形成してあり、この凹部２７ｂに角パイプ３４の端部を挿入配置している。角パイプ３４は、ノズル３と反対側の側面にワイヤ５をセットする際に通過させる開口部３４ａを全長にわたり形成している。

凹部２７ｂに挿入配置した角パイプ３４は、一対の側板２７の端面に固定した角パイプ押さえ部材３５が押さえている。角パイプ押さえ部材３５は、一対の側板２７それぞれに２個ずつ設けてあり、図４に示すように一つの側板２７に設けてある２個の角パイプ押さえ部材３５相互間には、ワイヤ５を通過させるための隙間３６を形成している。すなわち、ワイヤ５を角パイプ３４内にセットする際には、この隙間３６と角パイプ３４の開口部３４ａを通して行う。

上記した角パイプ３４は、図３に示すように、一対の側板２７の互いに対向する側には僅かに突出しているだけであり、この角パイプ３４内のほぼ中心にワイヤ５を移動可能に挿入セットしている。

ノズルブラケット３１のノズル３と反対側には、円柱形状の高電圧発生器３７を取り付けている。高電圧発生器３７は、ノズルブラケット３１に端部を取り付けた状態で、端板２５の中心に設けた貫通孔に移動可能に挿入している。この高電圧発生器３７は、負電位の直流高電圧（−６０〜−８０ｋｖ前後）を、ノズル３内に設けてある後述する導電性部材に印加するもので、図２に示した制御装置１７によって作動する。

なお、高電圧発生器３７は、高電圧ケーブルに接続して静電型液体塗布装置本体１３とは別置きしてもよい。

潤滑油トレイ２１は、底壁２１ａと、図３中で上下両側に位置する一対の側壁２１ｂと、図４中で左右両側に位置する前壁２１ｃ及び後壁２１ｄとを備えている。一対の側壁２１ｂは、図４に示すように、フレーム２９の側板２７の下縁及び角パイプ押さえ部材３５の端縁を外側から覆うような屈曲形状として、側板２７の下縁の２箇所にボルト４０により固定している。

底壁２１ａは、ノズル３の前方側（図４中で右側）が、同後方側に対して上下方向下方となるよう傾斜している。前壁２１ｃは、図４に示すように、上端がフレーム２９の側板２７の上端とほぼ一致した位置にあり、後壁２１ｄは、ノズル３の吐出口３ａより後方側（高電圧発生器３７側）の位置にてインダクタバー支持板３３のほぼ中央に位置している。

なお、潤滑油トレイ２１は、上方が開放しているが、この開放部を図示しないカバーで覆うようにしてもよい。

上記した潤滑油トレイ２１の前壁２１ｃは、フレーム２９の一対の側板２７の先端に取り付けてある角パイプ押さえ部材３５の先端面より前方（図４中で右側）に位置しており、この前壁２１ｃの内側（ノズル３側）に前記した塗布液誘導板７を取り付けている。塗布液誘導板７は、前壁２１ｃに固定した取付ロッド３８の先端の、前壁２１ｃから離間した位置に取り付けている。

フレーム２７の端板２５は、図４に示すように上方に延長されて取付部２５ａを形成しており、この取付部２５ａを介して適宜必要な所に静電型液体塗布装置本体１３を取り付ける。

ノズル３は、図５に示すように、ノズルの本体部分となる一対のノズルブレード３９，４１を備えている。この一対のノズルブレード３９，４１相互間に形成してあるスリット４３に、前述した導電性部材となるシム４５を電極として配置してノズルヘッド４７を構成している。ノズルブレード３９，４１は、電気的絶縁材料で構成してあり、シム４５は、ステンレス鋼板などからなる厚さが例えば０．７ｍｍ程度の導電性材料で構成している。

また、一方のノズルブレード４１には、潤滑油導入口４９を設けてあり、シム４５の表面とノズルブレード４１との間には、潤滑油導入口４９と吐出口３ａとを連通する液体流路となる潤滑油吐出流路５１を形成している。この潤滑油吐出流路５１は、例えばシム４５の片面に溝深さＣでエッチング加工している。

上記した潤滑油吐出流路５１は、図１（ａ）に示してある３つのポンプ吐出口１５ａ，１５ｂ，１５ｃに対応して３つのブロックに分離され、該３つのブロック毎に別々に潤滑油が流れる構造となっている。

他方のノズルブレード３９から突出しているコネクタピン５３は、一方のノズルブレード４１側からシム４５を貫通させて配置してあり、軸部５３ａと軸部５３ａより大径の頭部５３ｂとを備えている。一方のノズルブレード４１には、ねじ孔４１ａを形成してあり、このねじ孔４１ａからコネクタピン５３を挿入した後、フォローセットねじ５５をねじ込むことで、コネクタピン５３の頭部５３ｂをシム４５に押し付け固定する。これによりコネクタピン５３は、シム４５に接触して電気的に導通することになる。したがって、図２に示した高電圧発生器１７は、負電位の直流高電圧（−６０〜−８０ｋｖ前後）を、このコネクタピン５３を介してシム４５に印加することになる。

シム４５に負電位が印加された状態で、潤滑油導入口４９から導入された潤滑油は、潤滑油吐出流路５１を通過する間に、シム４５によって瞬時に負電位に帯電する。負電位に帯電した潤滑油１は、同一極性の電荷が互いに反発することになり、図１（ａ）のようにノズル３の吐出口３ａからほぼ均等の幅で糸状にリガメントとして吐出される。その後は、このリガメントをインタクタバー９により偏向させるとともに霧化させ、逆極性のワイヤ５に向けて進行させ、前述したようにしてワイヤ５に付着し塗布されることになる。

１潤滑油（塗布液）
３ノズル
３ａノズルの吐出口
５ワイヤ（線状部材、被塗布材）
７塗布液誘導板（塗布液誘導部材）
１５潤滑油ポンプ（塗布液供給部）
２１潤滑油トレイ（塗布液回収部）
４１ノズルブレード（ノズルの本体部分）
４５シム（導電性部材）
５１潤滑油吐出流路（液体流路）

Claims

ノズル内に設けた導電性部材に被塗布材となる線状部材とは逆極性の電圧を印加し、前記ノズルの本体部分と前記導電性部材と間の液体流路に供給した塗布液を、前記導電性部材と同極性に帯電させつつ前記ノズルの吐出口から吐出して前記線状部材に付着させ塗布する静電型液体塗布装置であって、
前記線状部材を間に挟んで前記ノズルと反対側に、前記帯電した塗布液と逆極性に帯電している塗布液誘導板を配置し、
前記ノズルの吐出口は、前記線状部材の延長方向に沿って、当該延長方向に対して直交する方向よりも長く形成されていて、この長く形成されたノズルの吐出口の前方に前記線状部材が配置されていることを特徴とする静電型液体塗布装置。
前記ノズルから吐出されて前記線状部材に付着しなかった余剰の塗布液を回収する塗布液回収部と、この塗布液回収部に回収した塗布液を前記ノズルに供給する塗布液供給部とを備えていることを特徴とする請求項１に記載の静電型液体塗布装置。
ノズル内に設けた導電性部材に被塗布材となる線状部材とは逆極性の電圧を印加し、前記ノズルの本体部分と前記導電性部材と間の液体流路に供給した塗布液を、前記導電性部材と同極性に帯電させつつ前記ノズルの吐出口から吐出して前記線状部材に付着させ塗布する静電型液体塗布方法であって、
前記線状部材の延長方向に沿って、当該延長方向に対して直交する方向よりも長く形成した前記吐出口から塗布液を吐出し、前記吐出された塗布液を、前記線状部材を間に挟んで前記ノズルと反対側に配置された、前記帯電した塗布液と逆極性に帯電している塗布液誘導板が誘導しつつ、前記塗布液の一部を前記吐出口の前方の前記線状部材に付着させて塗布することを特徴とする静電型液体塗布方法。