JPH03189129A - コロナ放電処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、コロナ放電処理装置に関し、詳しくは、合
成樹脂製品に対して、その表面性状を改善するためのコ
ロナ放電処理を行う装置に関するものである。

〔従来の技術〕

コロナ放電処理は、電極間に高電圧を印加したときに、
電極間に発生するコロナ放電を利用して、合成樹脂成形
品や合成樹脂フィルムに対して、接着性や塗装性等の表
面性状を改善するために用いられている。

特公昭６０−４６１３３号公報には、コロナ放電処理装
置の構造が開示されている。この装置は、可動ベース電
極によって支持された合成樹脂成形品に対し、ベース電
極とは反対面側に逆電極を設けておく。成形品は逆電極
とベース電極の間に挟まれた状態である。この状態で、
逆電極とベース電極の間に高電圧を印加してコロナ放電
を発生させる。発生したコロナ放電によって、成形品の
表面にコロナ放電処理が施される。

コロナ放電効果を高めるためには、ベース電極と逆電極
の間の間隔が出来るだけ短いことが必要である。そのた
め、成形品に対して相対移動させる逆電極は、鎖や金属
ブラシ等の可撓性材料で形成されていて、成形品の凹凸
形状に沿って変形しながら移動するようになっている。

また、ベース電極は、成形品の裏面形状と同一形状に形
成されである。その結果、成形品の両面にベース電極と
逆電極をぴったりと沿わせることができ、ベース電極と
逆電極の間隔が最短になるようにしている〔発明が解決
しようとする課題〕 ところが、上記したような先行技術では、成形品の形状
に合わせて、いちいち異なる形状のベース電極を作製す
る必要がある。そのため、成形品の形状が複雑になると
、ベース電極を製造するのが非常に面倒でコストも高く
つく。成形品の裏面形状とベース電極の形状が正確に一
致していないと、成形品の裏面とベース電極の間に空隙
が生じ、成形品とベース電極が密着しないことになる。

そうすると、成形品裏面とベース電極との空隙で放電が
起こり、非処理面での放電エネルギーが低下して、成形
品のコロナ放電処理が充分に行われなかったり、処理が
不均一になったりするという問題があった。

成形品の厚みが分厚くなると、たとえ、ベース電極と成
形品とが密着していても、電極間の距離が長くなって、
コロナ放電が充分に行われない。

すなわち、成形品の厚みの違いによって、処理効果が変
わるとともに、処理可能な成形品の厚みには一定の限界
がある。

成形品の形状が、シートのように単純な形状の場合は、
ベース電極の作製は比較的容易であるが、成形品の厚み
に製造誤差等による不均一さがある場合には、処理効果
にバラツキが生じる。シートの厚みが、数１０鶴以上の
厚手のものになると、通常の印加電圧である２０〜３０
ｋＶの電圧では充分な処理効果が挙げられない。

そこで、この発明の課題は、上記したような従来技術の
問題を解消し、被処理物の厚みや形状の違いによって処
理効果が変わらず、いかなる厚みおよび形状の被処理物
に対しても、均一かつ良好なコロナ放電処理を行うこと
ができるコロナ放電処理装置を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記課題を解決する、この発明にかかるコロナ放電処理
装置は、励起電極と対向電極を備え、これらの間に高電
圧を印加することによりこれらの間でコロナ放電を発生
させて、被処理物にコロナ放電処理を施すコロナ放電処
理装置において、励起電極および対向電極が、互いの間
に間隔をあけるようにして被処理物の表面側に共に配置
されている。

励起電極は、コロナ放電処理の際に電圧を印加されるほ
うの電極を意味し、対向電極は、アースされるほうの電
極を意味している。従来のコロナ放電処理装置では、被
処理物の表面に励起電極が接触し、裏面に対向電極が接
触するが、この発明では、被処理物の被処理面、すなわ
ち表面に両方の電極が共に接触するようになっている。

励起電極および対向電極は、被処理物の上面に接触させ
るほか、側面あるいは下面に接触させるようにしてもよ
い。すなわち、電極の設置角度に制限されない。

励起電極および対向電極の構造は、被処理物の表面に共
に接触できるようになっているとともに、両電極間に高
電圧を印加したときに、被処理物の表面にコロナ放電を
発生させることができるものであれば、自由な形状およ
び構造でよい。具体的には、従来の通常のコロナ放電装
面において、被処理物の表面に沿って移動させる移動用
の電極として用いられていたものが利用できる。さらに
具体的には、チェーン状の電極、ブラシ状の電極、回転
軸状の電極、棒状の電極等が挙げられる。

励起電極および対向電極は、１個づつを備えているだけ
でもよいが、複数個の励起電極および対向電極を備えて
いれば、被処理物の表面に対して、広い範囲を一度に処
理することができる。

この発明の装置は、励起電極および対向電極を、被処理
物に沿う一平面内で揺動させる揺動手段を備えておくこ
とができる。揺動とは、前後左右への直線運動、円運動
、楕円運動、８の字運動その他、比較的狭い領域で一定
の軌跡を描くような運動である。揺動量は、励起電極と
対向電極の設置間隔以下程度でよい、水平揺動手段は、
駆動モータの回転をカム機構やリンク機構、ラック機構
等で水平運動に変換するもの等、通常の機械装置におけ
る各種の水平揺動機構が採用できる。

励起電極および対向電極のうちの少なくとも一方の電極
を、被処理物の表面に向かって弾力的に押しつけておく
ことが望ましい。電極を被処理物の表面に向かって弾力
的に押しつける手段としては、コイルスプリングが、長
さ方向の伸縮量が大きく、被処理物の大きな高さ変動に
も対応することができるため、好ましい。コイルスプリ
ング以外のバネ、空気圧や油圧によるスプリング機構等
を用いることもできる。電極および電極を支持する部材
の一部が、素材自体に弾力性を備えた材料であってもよ
い。

励起電極および対向電極のうちの一方の電極を、絶縁体
で覆っておくことが望ましい。絶縁体としては、励起電
極と対向電極の間に印加される高電圧に対して、充分な
耐久性のある材料が使用される。具体的には、各種樹脂
、ゴム、セラミック、耐熱ガラス等が用いられるが、石
英が好ましい。石英には、内部に気泡を含む不透明石英
と、気泡を含まない透明石英があるが、透明石英のほう
が絶縁性能に優れている。また、石英には、比較的純度
が低い天然石英と、純度の高い合成石英があり、何れも
使用できるが、合成石英のほうが、長期間にわたる絶縁
性に優れているので好ましい、最も好ましい材料は、不
純物が１　ｐｌ）Ｉｌｌ以下の合成石英である。絶縁体
で覆われる電極は、励起電極と対向電極の何れであって
もよい。

絶縁体で覆われていない他方の電極として、柔軟な導電
性金属線を束ねたブラシ状電極を用いることができる。

ブラシ状電極は、従来のコロナ放電処理装置において、
移動側電極として使用されているものと同様の構造を有
するものが使用できる。

励起電極および対向電極のうちの少なくとも一方の電極
として、被処理物の表面に沿って転動する回転軸状の電
極を用いることができる０回転軸状の電極は、電極全体
が回転可能になっていてもよいし、電極の外周部分のみ
が回転可能になっていてもよい、電極を絶縁体で覆う場
合は、絶縁体のみが回転するようになっていてもよい、
励起電極と対向電極の何れが回転軸状の電極であっても
よいし、両方とも回転軸状の電極であってもよい励起電
極および対向電極のうちの少なくとも一方の電極として
、被処理物の表面に対して直立するように配置された棒
状の電極を用いることができる。具体的な構造としては
、絶縁体である石英管の内部に、電極となる導電材料を
埋め込んだものを用いることができる。励起電極と対向
電極の何れが棒状の電極であってもよいし、両方とも棒
状の電極であってもよい。

棒状の電極を、被処理物から遠い側の端部を支点にして
、被処理物の表面に対し傾くことが出来るように支持し
ておくことができる。電極を傾くことが出来るように支
持する手段としては、スプリングが採用できる。ｐｉ４
きの支点となる端部を、スプリング等の弾力的に変形可
能な支持手段に取り付けておけば、電極が傾くとともに
、傾きの支点が軸方向に移動することもできる。

被処理物と各電極を被処理物に対して相対的に移動させ
ることができる。ここで言う相対的な移動とは、前記し
た電極の揺動よりも大きな動きである０例えば、コンベ
ア機構等の搬送手段を備えておき、搬送手段に被処理物
を載せて移動させながら、定゛位置に設置されたコロナ
放電処理装置の各電極に被処理物を接触させれば、被処
理物の広い範囲に対して連続的に処理を施すことができ
る、また、複数の被処理物を搬送手段で順次、各電極の
位置に送り込めば、能率的な処理が行える。

被処理物を移動させる代わりに、各電極を移動可能に設
置していてもよい。

この発明にかかるコロナ放電処理装置は、合成樹脂成形
品に対して、接着性や塗装性の改善等の表面性状の改善
を行うのに好適に利用できるほが、通常のコロナ放電処
理装置が利用されている任意の用途に通用することがで
きる。

〔作　　用〕

互いの間に間隔をあけるようにして被処理物の表面側に
共に配置されている励起電極と対向電極の間に高電圧を
印加すると、両電極が接触している被処理物の表面を伝
ってコロナ放電が発生する、これは、通常、沿面コロナ
放電あるいは沿面放電と呼ばれている現象である。この
コロナ放電により、両電極の間の被処理物表面にコロナ
放電処理が施される。

励起電極および対向電極のうちの少なくとも一方の電極
が、被処理物の表面に向かって弾力的に押しつけられて
いると、被処理物の表面に凹凸があっても、確実に被処
理物の表面に電極を接触させることができる。特に、励
起電極および対向電極を、被処理物の表面に沿って相対
的に移動させながら処理を行う場合には、各電極に接触
する被処理物の高さが順次変動するが、このような被処
理物の高さの変動に対しても容易に対応できる。

励起電極および対向電極が、被処理物の表面に沿う一平
面内で揺動する揺動手段に支持されていると、被処理物
の表面全体を均一にコロナ放電処理することができる。

コロナ放電は、励起電極と対向電極の間で、はぼ最短経
路付近に発生するので、被処理物の表面のうち、前記最
短経路付近とそこから離れた位置ではコロナ放電の処理
効果に差が生じる。また、励起電極および対向電極と被
処理物との接触点には、コロナ放電処理は行われない、
そこで、前記したように、励起電極および対向電極を被
処理物の表面に沿う面内で揺動させるようにする。こう
すれば、コロナ放電の発生位置が一定領域で順次移動す
ることになり、−窓領域の全体に対して均一なコロナ放
電処理を行うことができる。

励起電極および対向電極のうちの一方の電極が、絶縁体
で覆われていると、励起電極と対向電極を電気的に絶縁
できる。この発明では、励起電極と対向電極が同じ面側
で並んでいるので、互いに接触する可能性がある。励起
電極と対向電極が電気的に接触すると、コロナ放電が発
生しなくなる。しかし、励起電極と対向電極が電気的に
絶縁されていれば、確実にコロナ放電が発生する。また
、電極が絶縁体で覆われていると、電極の導電体同士が
剥き出しで配置されている場合に比べて、電界集中が起
き難く、コロナ放電が幅広いグロー放電の状態となる作
用があるため、電界集中による被処理物のこげつきを起
こすという問題を解消できるとともに、被処理物の広い
範囲を同時に均一に処理することができる。

絶縁体として、不純物１ｐｐｍ以下の合成石英を用いる
と、優れた絶縁性および耐久性が得られる。コロナ放電
処理では、励起電極と対向電極に高電圧を印加するため
、絶縁体の特性として、絶縁破壊抵抗値が高いことが要
求される。また、長期間の使用に耐えるためには、長期
間にわたって高い絶縁性を有していることが必要である
。不純物ｉｐｐ鋼以下の合成石英は、上記のような要求
を充分に満たすことができる。具体的には、不純物１ｐ
ｐａ＋以下の合成石英は、推定１０００時間以上の耐久
時間を期待できる。

絶縁体で覆われていない他方の電極が、柔軟な導電性金
属線を束ねたブラシ状電極であると、被処理物の表面に
細かな凹凸があっても、ブラシ状電極が変形して確実に
接触することができる。励起電極および対向電極を被処
理物の表面に沿って揺動させたり相対移動させたりする
と、ブラシ状電極がその移動方向の反対側に曲がって、
対になる他方の電極に近づいて接触し、大電流が流れ回
路が破壊される可能性があるが、上記他方の電極を絶縁
体で覆っていれば、ブラシ状電極と直接に接触すること
はないので、回路の破壊を防ぐことができる。

励起電極および対向電極のうちの少なくとも一方の電極
が、被処理物の表面に沿って転動する回転軸状の電極で
あると、電極を被処理物の表面に沿って揺動させたり相
対移動させる際に、電極と被処理物の摩擦を少なくでき
る。回転軸状の電極と被処理物は、線状に接触するので
、この接触線と他方の電極の間でコロナ放電を発生する
。その結果、被処理物の広い範囲に対して同時にコロナ
放電処理を施すことができる。さらに、コロナ放電が電
極を覆う絶縁体の一点に集中するのを防ぎ、絶縁体の寿
命をのばすことができる。

励起電極および対向電極のうち少なくとも一方の電極が
、被処理物の表面に対して直立するように配置された棒
状の電極であると、被処理物に細かな凹凸があっても電
極を確実に接触させることができる。棒状の電極は、そ
の先端で被処理物の表面に接触するので、電極と被処理
物は実質的に点接触をする。したがって、被処理物の表
面に、狭い溝、孔あるいは段差等の細かな凹凸があって
も、電極の先端が凹凸の谷部分まで到達するので、この
谷部分でも被処理物の表面に電極を接触させることがで
きる。

棒状の電極が、被処理物から遠い側の端部を支点にして
、被処理物の表面に対し傾くことができるように支持さ
れていると、電極を被処理物の表面に沿って揺動させた
り相対移動させる際に、被処理物の凹凸や段差に引っ掛
からずに電極を移動できる。電極が直立した状態で固定
されていた場合、被処理物の凹凸や段差が垂直な壁面を
持っていると、電極の側面が垂直な壁面に当接したまま
、それ以上移動できなくなる。これは、電極が垂直方向
に弾力的に移動可能になっていても起こる。しかし、前
記のように、電極が傾くことができれば、垂直な壁面に
当接した電極が傾くことによって、垂直な壁面を乗り超
えることができる。

〔実　施　例〕

ついで、この発明の実施例について、・図を参照しなが
ら、以下に詳しく説明する。

第１図は、コロナ放電処理装置の全体構造を示している
。装置フレーム１０に、水平揺動基台２０が吊り下げら
れている。水平揺動基台２０は、装置フレーム１０の上
部に固定された駆動モータ２００により、水平面内で小
さな円を描（ように揺動させられる。水平揺動基台２０
の下面に、ボルト２２を介して電極支持板３０が固定さ
れている。電極支持板３０には、複数個の励起電極４０
および対向電極５０が取り付けられている。電極４０．
５０の下方の基台１１の上に、コロナ放電処理を施す被
処理物９０が載せられている。被処理物９０の上面に各
電極４０．５０が接触している。

励起電極４０および対向電極５０の詳細構造を第２図に
示している。

電極支持板３０には、外周の複数個所にボルト３２が吊
り下げ固定されている。ボルト３２の途中には、励起電
極支持板６０に設けられたボルト孔６２が通されている
。励起電極支持板６０は、アクリル樹脂板からなる。ア
クリル樹脂板は、コロナ放電によって発生するオゾンに
対しての耐久性に優れている。励起電極支持板６０と電
極支持板３０の間で、ボルト３２の外周にコイルスプリ
ング３４が装着されている。励起電極支持板６０の下面
で、ボルト３２にナフト３６がねじ込んである。したが
って、励起電極支持板６０は、ナンド３６の上に載せら
れた状態で支持されている。

また、励起電極支持板６０は、コイルスプリング３４の
付勢力に抗して上方側に移動することができる。

励起電極支持板６０には、複数個所に電極収容筒７０が
取り付けられている。電極収容筒７０はアクリル樹脂等
の絶縁材料で形成されている。電極収容筒７０の内面で
軸方向の途中には環状突起７１が形成されている。電極
収容筒７１の上端は、励起電極支持板６０に固定された
覆い枠６４で塞がれている。覆い枠６４と電極収容筒７
０の上端面の間には、導電板６５が挟まれている。導電
板６４は、複数の電極収容筒７０をつないで設けられて
いる。導電板６４の一部に、ビス６６を介して電圧印加
用の配線６７が接続されている。

電極収容筒７０の内部で、導電板６４と環状突起７１の
間には、上下２個のコイルスプリング７２．７３が装着
されている。このコイルスプリング７２．７３は、ステ
ンレス等の導電材料で形成されている。上下のコイルス
プリング７２．７３の間には、円盤状の移動駒７５が挟
まれている。

移動駒７５は、ステンレス等の導電材料から形成されて
いる。移動駒７５の上下外周に形成された段部７６．７
７に、上下のコイルスプリング７２７３が嵌まり込んで
いる。したがって、移動駒７５は、電極収容筒７０の内
部で、軸方向の途中に、上下のコイルスプリング７２．
７３に挟まれて支持されているとともに、コイルスプリ
ング７２．７３の付勢力に抗して、弾力的に上下方向に
移動したり傾いたりできるようになっている。

移動駒７５の中心にはボルト７８が取り付けられ、下方
に向かって延びている。ボルト７８は、ステンレス等の
導電材料から形成されている。ボルト７８には、継ぎ管
４２がねじ込み固定されている。継ぎ管４２は、フッ素
樹脂等の絶縁材料から形成されている。継ぎ管４２から
下方に延びたボルト７８の先端には石英管４４が嵌め込
まれている。石英管４４は、前記電極収容筒７０の下端
よりも下方に突出している。石英管４４は、先端が閉じ
ていて、端面が球面状に形成されている。

ボルト７８は、石英管４４の先端近くまで通っている。

ボルト７８の先端は球面状に加工されている。もし、ボ
ルト７８の先端に角や尖った所があると、この角や尖っ
た所のみからコロナ放電を起こす。しかし、ボルト７８
の先端が球面状であれば、先端全体からコロナ放電が生
じるので、好ましい構造である。

石英管４４内で、ボルト７８の先端を覆って導電塗料層
４５が形成されている。導電塗料層４５の材料は、電気
測定用の電極や電磁波シールド材等として知られている
導電塗料が使用できる。具体例として、常温乾燥タイプ
導電塗料ドータイトＤ−５００（商品名、藤倉化成■製
）が挙げられる。導電塗料層４５は、石英管４４の内面
とボルト７８の外面との隙間を埋めている。石英管４４
の内面とボルト７８の外面との間に隙間があると、この
隙間で放電を起こすのでエネルギーの無駄が生じる。ま
た、石英管４４を貫通して放電が起きるので、石英管４
４の耐久性を損なう。しかし、前記したように、石英管
４４とボルト７８の隙間が導電塗料４５で埋められてい
れば、放電は石英管４４の外表面から発生するので、エ
ネルギーを有効に利用でき、石英管４４の傷みも少なく
なる。

導電塗料ＪＷ４５よりも上方で、石英管４４および継ぎ
管４２とボルト７８の隙間には、シアノアクリレート等
の接着剤を流し込んで、隙間を埋めている。上記接着剤
としては、シアノアクリレートのように、粘度が低く硬
化に伴う体積減少が少ない無溶剤系の接着剤が好ましい
。

継ぎ管４２と石英管４４の連結部分の外側には、フッ素
樹脂等からなる熱収縮性の連結スリーブ４６を被せた後
、加熱収縮させている。、この連結スリーブで、継ぎ管
４２と石英管４４が連結固定されている。

連結スリーブ４６の外側で、石英管４４および継ぎ管４
２の略全体を覆って、フッ素樹脂等からなる熱収縮性の
絶縁スリーブ４８を被せている。

絶縁スリーブ４８は加熱収縮により、石英管４４および
継ぎ管４２の外面に密着して被覆されている。石英管４
４の先端は、前記導電塗料［４５を形成した個所付近の
みが、絶縁スリーブ４８から露出している。その結果、
絶縁スリーブ４８から露出している先端部分のみでコロ
ナ放電を起こし、被処理＠９０の表面に沿って、効率良
く沿面コロナ放電を発生させることができる。

励起電極４０は、以上のような構造を有しており、前記
電圧印加用の配線６７から導電塗料層４５まで電気的な
配線路が構成されている。配線路を順番に説明すると、
配線６７、ビス６６、導電板６５、コイルスプリング７
２、移動駒７５、ボルト７８、導電塗料層４５とつなが
っている。したがって、第４図に示すように、電源６９
から配線６７に高電圧を印加すると、石英管４４で覆わ
れた導電塗料層４５に高電圧が印加される。

つぎに、対向電極５０の構造を説明する。

第２図に示すように、前記電極支持板３０から吊り下げ
られたボルト３２のナツト３６よりも下方に、ナツト３
７がねじ込み固定されている。ナフト３７の下方のボル
ト３２には、コイルスプリング３８が嵌め込まれている
。コイルスプリング３８の下方のボルト３２には、上下
一対の対向電極支持板８０．８１のボルト孔８２．８２
が嵌め込まれている。対向電極支持板８０．８１はアク
リル樹脂等の絶縁材料から形成されている。対向電極支
持板８１の下面で、ボルト３２にナツト３９がねじ込み
固定されている。したがって、対向電極支持板８０．８
１は、ナツト３９に支持された状態でボルト３２に取り
付けられている。また、対向電極支持板８０．８１は、
コイルスプリング３８の付勢力に抗して、上方側へ弾力
的に移動できるようになっている。

対向電極支持板８０．８１には、前記電極収容筒７０が
挿通される貫通孔８３が形成されている、貫通孔８３に
挿通された電極収容筒７０は、対向電極支持板８１の下
方に突出している。下面側の対向電極支持板８１には、
π通孔８３の周囲に複数個の小さな貫通孔８４が形成さ
れている。小さな貫通孔８４には、ブラシ状の対向電極
５０の軸部５１が嵌まっている。対向電極の軸部５１は
、ステンレス等の導体金属からなり、上端にフランジ部
５３が形成されている。軸部５Ｉには、柔軟なステンレ
ス等の導体金属線を多数束ねたブラシ５２が植え込まれ
ている。ブラシ状の対向電極５０は、下面側対向電極支
持板８１の上から貫通孔８３に嵌め込まれ、フランジ部
５３を上下の対向電極支持板８０．８１で挟まれた状態
で固定されている。ブラシ５２の先端は、励起電極４０
の先端よりも少し下方に延びている。対向電極支持板８
１の上面には、導電塗料Ｎ８５が形成されており、複数
のブラシ状対向電極５０を、導電塗料層８５で電気的に
連結している。導電塗料Ｎ８５の一部には、アース用の
配線８９が接続されている。すなわち、第４図に示すよ
うに、複数のブラシ状対向電極５０は配線８９に電気的
に接続され、配線８９はアースされている。

上記のような電極の平面的な配置構造を第３図に示して
いる。励起電極４０および電極収容筒７０が、縦横に千
鳥状に多数配置されている。対向電極５０は、励起電極
４０および電極収容筒７０の外周に沿って配置されてい
る。ひとつの電極収容筒７０の外周に６個づつの対向電
極５０が配置されている。但し、電極収容筒７０が隣り
合っている個所では、ひとつの対向電極５０を両側の電
極収容筒７０で共有している。励起電極４０と対向電極
５０の配置間隔によって、コロナ放電の状態が変わるの
で、良好なコロナ放電が発生するように、電極間隔を設
定する。具体的には、印加電圧が２５ｋｖの場合、電極
間隔は最大１０１１程度である。但し、絶縁体の材質や
表面状態、環境の湿度や気温等の条件によっても、コロ
ナ放電の発生状態は変わるので、このような条件も考慮
して、電極間隔および出力電圧等を設定する。

このような構造の電極４０．５０を用いて、コロナ放電
処理を行う。第１図に示すように、コロナ放電処理装置
の下方に、合成樹脂成形品等の被処理物９０を配置する
。被処理物９０の表面に、励起電極４０および対向電極
５０の先端が接触するようにしておく。この状態で、第
４図に示すように、励起電極４０に高電圧を印加すると
、アースされている対向電極５０と励起電極４０との間
に強い電界が生じる。この強電界により、励起電極４０
と被処理物９０の接触点から、被処理物９０の表面を経
て、被処理物９０と対向電極５０との接触点へと沿面コ
ロナ放電が生じる。この沿面コロナ放電により、被処理
物９０の表面がコロナ放電処理される。印加電圧は、約
１０〜４０ｋｖ程度、好ましくは約２０〜３０ｋＶ程度
で実施する。印加電圧が高い程、コロナ放電が起きやす
く放電処理効果は良好になるが、印加電圧が高すぎると
電極を覆う絶縁体の耐久性が低下する。周波数は１〜１
００ｋＨｚで実施され、望ましくは５〜１０　ｋＨｚ程
度で実施する。

被処理物９０の表面が平坦であれば、励起電極４０およ
び対向電極５０は固定されてあってもよいが、表面に凹
凸のある被処理物９０の場合は、励起電極４０および対
向電極５０に凹凸に対応する手段が必要である。前記し
た実施例では、第５図に示すように、励起電極４０およ
び対向電極５０の両方とも、被処理物９０の表面の凹凸
に対応できるようになっている。励起電極４０は、コイ
ルスプリング７１．７２の作用で、垂直な輪状をなす石
英管４４および移動駒７５が上下方向に弾力的に移動す
るので、被処理物９０の表面に段差があっても、常に確
実に被処理物９０の表面に接触させておくことができる
。対向電極５０は、柔軟なブラシ５２が被処理物９０の
表面の凹凸に従って変形することによって、被処理物９
０の表面に常に接触させておくことができる。

また、第６図に示すように、励起電極４０を被処理物９
０の表面に沿って移動させる場合、励起電極４０の石英
管４４が傾くことによって、被処理物９０の段差を容易
に乗り超えるこ也ができる。段差を乗り超えた石英管４
４は、すぐに元の直立状態へと復元する。この石英管４
４の傾きおよび復元動作は、前記したように、移動駒７
５が上下のコイルスプリング７１．７２に挟まれて弾力
的に支持されていることによって果たされる。

つぎに、水平揺動基台２０の作動構造について説明する
。

第１図に示すように、水平揺動基台２０は、装置フレー
ム１０の上部構造部材１４に、複数個の球状関節リンク
２２で吊り下げられている。上部構造部材１４の下面に
は、球状関節リンク２２の端部に嵌まる球状関節部材２
４が固定されている、水平揺動基台２０の上面にも、球
状関節リンク２２の端部に嵌まる球状関節部材２６が固
定されている。球状関節リンク２２と球状関節部材２４
．２６は、任意の方向に回転および屈曲可能に嵌め合わ
されている。したがって、水平揺動基台２０は、上部構
造部材１４に吊り下げられた状態で水平方向に自由に揺
動できる。

駆動モータ２００には、上部構造部材１４の下方に駆動
軸２０１を突き出している。水平揺動基台２０の上面に
は軸受台２１が固定され、駆動軸２０１と軸受台２１は
クランク腕２０２で連結されている。連結部分の詳しい
構造を第７図に示している。駆動軸２０１には、水平方
向に延びるクランク腕２０２が固定されている。クラン
ク腕２０２の端部下面には、ローラ２０４が固定されて
いる。ローラ２０４は、軸受台２１の軸受孔２８に回転
可能に嵌まり込んでいる。

駆動モータ２００の駆動軸２０１が回転すると、クラン
ク腕２０２を介してローラ２０４が円運動を行う。軸受
台２１も、ローラ２０４の運動軌跡に合わせて、やはり
円運動を行うことになる。

軸受台２１を固定した水平揺動基台２０は、球状関節リ
ンク２２の作用で水平方向に揺動できるので、軸受台２
１とともに水平揺動基台２０も、水平面内で円軌跡を描
いて揺動することになる。

このようにして、水平揺動基台２０が水平面内で円運動
を行うと、第８図に示すように、励起電極４０および対
向電極５０も、それぞれが円軌跡を描いて揺動すること
になる。したがって、励起電極４０および対向電極５０
は、被処理物９ｏの表面に接触して円運動を行いながら
、コロナ放電処理を行うことになる。

つぎに、第９図および第１０図には、電極構造の異なる
実施例を示している。

装置フレーム１０に、水平揺動基台２０が吊り下げられ
、水平揺動基台２０の下面に、ボルト２２が取り付けら
れているのは、前記実施例と同じである。

ボルト２２の下端には、励起電極支持板１００が固定さ
れている。励起電極支持板１００は、アクリル樹脂で形
成されている。励起電極支持板工００の対向辺の外周近
くに、アクリル樹脂等からなる垂直な電極支持筒１１０
が固定されている。

電極支持筒１１０は、励起電極支持板１００の対向辺に
沿って一定間隔で複数本が取り付けられている。電極支
持筒１１０の下端内面には、環状突出部１１２が設けら
れている。電極支持筒１１０の下端にはピストン軸１１
４が出入り可能に挿入されている。ピストン軸１１４は
、フッ素樹脂等の絶縁材料で形成されている。ピストン
軸１１４の上端には、前記環状突出部１１２に引っ掛が
るフランジ板１１６がボルト１１８で固定されている。

ピストン軸１１４は、電極支持筒１１０に吊り下げられ
た状態になっている。

電極支持筒１１０内で、フランジ板１１６の上部には、
ステンレス等の導電材料からなるコイルスプリング１１
１が収容されている。コイルスプリング１１１の上には
、導電板１１３が載せられている。導電板１１３の上に
は、樹脂板からなる蓋１１５が嵌め込まれている。蓋１
１５および導電板１１３の中心には、ステンレス等から
なるボルト１１７がねじ込まれている。ボルト１１７は
、電極支持筒１１０の上端に突出している。ボルト１１
７の上端には連結導電板１２０が嵌め込まれ、その上を
ナツト１１９で締めつけて固定している。連結導電板１
２０は、励起電極支持板１００の同じ辺に沿って並ぶ複
数の電極支持筒１１０をつないで設けられている。連結
導電板１２０の一部には、高電圧電源につながる配線１
２２が接続されている。

前記したピストン軸１１４は、コイルスプリング１１１
の付勢力に抗して、弾力的に上下動できるようになって
いる。ピストン軸１１４の下端は、エルボ部材１３０に
ねじ込み固定されている。

エルボ部材１３０は、フッ素樹脂等の絶縁材料で形成さ
れている。ピストン軸１１４の上端でフランジ板１１６
を固定しているボルト１１８は、ピストン軸１１４の中
心を通って、エルボ部材１３０の内部まで通されている
。

エルボ部材１３０には、内側に向かって突出する軸受部
１３２が設けられている。対向する位置に設けられたエ
ルボ部材１３０の軸受部１３２には、細長い石英管１４
２の両端が嵌め込まれている。石英管１４２は、軸受部
１３２に対して軽く回転できる程度の隙間をあけて嵌め
込まれている石英管１４２の内部で、軸受部１３２の端
面から外側に向かって水平方向にポル）１４４が差し込
まれている。ボルト１４４の先端は、前記ピストン軸１
１４内を通された垂直方向のボルト１１８の下まで届い
ている。ピストン軸１１４にねじ込まれたボルト１１８
を締め付けることによって、水平方向のボルト１４４を
押さえ付けて固定しいる。

ボルト１４４は、内側に延びている。ボルト１４４に、
リング状金具１４５が嵌め込まれている、リング状金具
１４５の外周下端には、電極軸１１６が設けられている
。電極軸１１６は、水平方向に延びている。対向するエ
ルボ部材１３０でも、ボルト１４４にリング状金具１４
５が嵌め込まれている。電極軸１１６は、両側のリング
状金具１１５を連結している。

両側で対向するリング状金具１１５．１１５の間には、
フッ素樹脂等からなる絶縁樹脂棒１４８が取り付けられ
ている。絶縁樹脂棒１４８の端面にボルト１４４が差し
込まれている。ボルト１４４の途中にねじ込まれたナツ
ト１４７で、リング状金具１１５を締め付けて絶縁樹脂
棒１４８を固定している。絶縁樹脂棒１４８は、前記石
英管１４２よりも少し小さな円柱状をなしている。絶縁
樹脂棒１４８には、電極軸１１６の通る位置に溝１４９
が形成されていて、この溝１４９に電極軸１１６が嵌め
込まれている。

以上に説明した、石英管１４２およびその内部構造が、
励起電極１４０となる。励起電極１４０への配線経路を
まとめて説明すると、配線１２２から、連結導電板１２
０、ボルト１１７、導電板１１３、コイルスプリング１
１１導電板１１６、ボルト１１８、ボルト１４４、リン
グ状金具１４５、電極棒１４６へとつながっている。配
線Ｉ２２は、図示しないが、前記同様の高電圧電源に接
続されている。

つぎに、対向電極の構造を説明する。

第１０図に示すように、励起電極支持Ｆｊ、ｌｏ。

の下部にボルト１０２を介して対向電極支持板１８０を
固定している。対向電極支持板１８０には、励起電極１
４０に隣接する位置に貫通孔１８４が形成されている。

貫通孔１８４には、前記実施例と同様の構造を有するブ
ラシ状電極１５０の軸部１５１が嵌め込まれている。軸
部１５１の下端にはブラシ１５２が延びている。対向電
極支持板１８０の上には、ゴム板１８３を介して別の対
向電極支持板１８１を載せ、ボルト１８７で締めっけ固
定している。対向電極支持板１８０の上面には導電塗料
層１８５が形成されている。導電塗料層１８５は、各対
向電極１５０のフランジ部１５３と接触して、各対向電
極１５０を電気的に連結している。導電塗料層１８５の
一部には、アースにつながる配線１８９が接続されてい
る。

第９図に示すように、対向電極１５０は、前記励起電極
１４０と平行な方向に沿って、複数本が並べて取り付け
られている。

以上に説明した実施例では、被処理物の表面に凹凸があ
る場合、ピストン軸１１４がコイルスプリング１１１の
作用で弾力的に上下動して、励起電極１４０が被処理物
表面の凹凸にしたがって移動できるようになっている。

対向電極１５０は、前記実施例と同様にブラシ５２が柔
軟に変形することによって、被処理物表面の凹凸に対応
している。

つぎに、第１１図に示す実施例は、上記実施例と一部異
なる構造を有している。励起電極１４０は、上記実施例
と全く同じものを用いている。対向電極１５０の基本的
な構造は励起電極１４０と同様の構造を有している。但
し、励起電極１４０の石英管１４２の代わりに、ステン
レス等の導電材料からなる電極管１５６を取り付けてい
る。励起電極１４０は、前記実施例と同様に、配線１２
２を経て高電圧電源１６９に接続されている。対向電極
１５０は、別の配線１５９を経てアースされている。

この実施例では、励起電極１４０および対向電極１５０
が、何れも被処理物と線接触するので、励起電極１４０
と対向電極１５０の間の被処理物全面を同時かつ均一に
処理することができる。

上記第１１図に示した実施例では、被処理物９０の上面
に、励起電極１４０および対向電極１５０を配置してい
るが、第１１図の上下を逆様にした構造の装置でも実施
できる。すなわち、回転軸状をなす励起電極１４０およ
び対向電極１５０が上方を向き、電極支持筒１１０が下
になるように配置しておく、この励起電極１４０および
対向電極１５０の上に被処理物９０を載せてコロナ放電
処理を行うのである。このような構造であれば、励起電
極１４０および対向電極１５０が、一種のローラコンベ
アとなり、被処理物９０を励起電極１４０および対向電
極１５０の上でスライドさせながら、コロナ放電処理を
行うことができる。さらに、励起電極１４０および対向
電極１５０を、モータ等で回転駆動すれば、被処理物９
０を強制的にスライド移動させることができる。

つぎに、前記各実施例で電極を覆う絶縁体として用いた
石英管の絶縁性能について説明する。

従来一般的な絶縁体の材料としては、フン素樹脂がある
。この発明でも、フッ素樹脂を用いることは可能である
が、フッ素樹脂よりも絶縁性能に優れた石英を用いたほ
うが耐久性に優れている。

絶縁体の耐久性を評価するために、第１２図に示すよう
な実験を行った。

各種の絶縁体からなるチューブ３００の内部に、鋼線３
０１の束を挿入した。鋼線３０１はアースされている。

チューブ３００の外周面にブラシ状の励起電極３０２を
接触させた。励起電極３゜２に、高電圧電源３３０から
２５ｋＶの電圧を印加してコロナ放電を行わせ、チュー
ブ３００が絶縁破壊するまでの時間を測定した。

その結果を第１表に示している。図中、材質の項で、石
英（不透明）とあるのは、比較的純度の低い天然石英を
用いた場合であり、石英（透明）とあるのは、不純物１
　ｐｐｍ以下の合成石英を用いた場合である。

第１表 上記結果から、フッ素樹脂に比べて、石英は高電圧に対
する耐久性に優れていることが判る。また、上記結果か
ら推測すれば、不純物の含有量が１　ｐｐｍ以下で肉厚
１．７鶴の合成石英管であれば、耐久時間は１０００時
間を超えるものと考えられる。

っぎに、この発明にかかるコロナ放電処理装置を用いて
、合成樹脂成形品に対するコロナ放電処理を行った結果
について説明する。

コロナ放電処理装置として、前記第９図および第１０図
に示した構造のもの（装置■）と、前記第２図〜第５図
に示した構造のもの（装置■）を用いた。被処理物とし
て、ポリプロピレン製の自動車用リアバンパーの断片を
用いた。高電圧電源として、春日電機＠製ＨＦＳ−２０
３型高周波電源（発振周波数５ｋＨｚ、出力２ｋｗ、出
力電圧４０ｋｖｐ−ｐｐｍａｘ　）を用いた。処理条件
は、印加電圧２５ｋｖで、処理時間を、１５秒、３０秒
、６０秒で実施した。

コロナ放電処理の処理効果を確認するために、処理後の
被処理物に塗料を塗布して、塗装性を評価した。塗料と
して、二液性ポリウレタン塗料（日本ビーケミカル■製
、Ｒ−２７１ホワイト＋硬化剤＋専用シンナー）を用い
た。塗装性の評価方法は、テンシロン試Ｍ機を用いて剥
離強度を測定した。試験機は、■オリエンチック製、万
能引張試験機ＰＴＭ−５０を用いた。その結果を第２表
および第３表に示している。

〔発明の効果〕

以上に説明した、この発明にかかるコロナ放電処理装置
によれば、励起電極および対向電極を、被処理物の表面
に共に接触させてコロナ放電処理を行うので、被処理物
の厚みに全く関係なく、良好なコロナ放電処理効果を得
ることができる。したがって、従来の装置のように、被
処理物の部分的な厚み変化によって、処理効果にバラツ
キが生じるようなことがなく、被処理物の全面にわたっ
て均一なコロナ放電処理を施すことができる。また、被
処理物の厚みがいくら分厚くても、良好な処理効果が得
られるので、従来のように、被処理物の厚みが分厚すぎ
て処理不可能になるというようなことはない。

被処理物の表面形状に複雑な凹凸があっても、励起電極
と対向電極をその凹凸に沿って配置できるので、凹凸形
状に関わらず、均一で良好なコロナ放電処理効果が得ら
れる。

従来のように、被処理物の裏面形状に対応する形状に加
工された対向電極を用いる必要がないため、電極作製の
手間が削減できコストも安価になる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の実施例を示すコロナ放電処理装置の
全体構造図、第２図は電極部分の拡大断面構造図、第３
図は電極部分の下面図、第４図は配線構造を示す模式的
構造図、第５図は処理状態を示す説明図、第６図は別の
処理状態を示す説明図、第７図は揺動手段の要部構造を
示す斜視図、第８図は電極の揺動状態を示す概略配置図
、第９図は電極の構造が異なる実施例を示す一部断面正
面図、第１０図は一部断面側面図、第１１図は電極の構
造が異なる実施例を示す概略構造図、第１２図は絶縁体
の評価試験方法を示す説明図である１０・・・装置フレ
ーム　２０・・・水平揺動基台　３０・・・電極支持板
　４０．１４０・・・励起電極　４４゜１４２・・・石
英管　５０．１５０・・・対向電極　９０・・・被処理
物 ＦＩＧ、３ ＦＩＧ、７ ＦｔＧ、８ ＦＩＧ、５ ＦＩＧ、６ ＦＩＧ、１２

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　励起電極と対向電極を備え、これらの間に高電圧を
   印加することによりこれらの間でコロナ放電を発生させ
   て、被処理物にコロナ放電処理を施すようにするコロナ
   放電処理装置において、励起電極および対向電極が、互
   いの間に間隔をあけるようにして被処理物の表面側に共
   に配置されていることを特徴とするコロナ放電処理装置
   。 ２　請求項１記載のコロナ放電処理装置において、励起
   電極および対向電極を、被処理物の表面に沿う一平面内
   で揺動させる揺動手段を備えているコロナ放電処理装置
   。 ３　請求項２記載のコロナ放電処理装置において、揺動
   手段が、励起電極および対向電極に円軌跡を描かせるこ
   とでこれらを揺動させるようになっているコロナ放電処
   理装置。 ４　請求項１記載のコロナ放電処理装置において、励起
   電極および対向電極のうちの少なくとも一方の電極が、
   被処理物の表面に向かって弾力的に押し付けられている
   コロナ放電処理装置。 ５　請求項１記載のコロナ放電処理装置において、励起
   電極および対向電極のうちの一方の電極が、絶縁体で覆
   われているコロナ放電処理装置。 ６　請求項５記載のコロナ放電処理装置において、絶縁
   体が不純物１ｐｐｍ以下の合成石英であるコロナ放電処
   理装置。 ７　請求項５記載のコロナ放電処理装置において、絶縁
   体で覆われていない他方の電極が、柔軟な導電性金属線
   を束ねたブラシ状電極であるコロナ放電処理装置。 ８　請求項１記載のコロナ放電処理装置において、励起
   電極および対向電極のうちの少なくとも一方の電極が、
   被処理物の表面に沿って転動する回転軸状の電極である
   コロナ放電処理装置。 ９　請求項１記載のコロナ放電処理装置において、励起
   電極および対向電極のうちの少なくとも一方の電極が、
   被処理物の表面に対して直立するように配置された棒状
   の電極であるコロナ放電処理装置。 １０　請求項９記載のコロナ放電処理装置において、棒
   状の電極が、被処理物から遠い側の端部を支点にして、
   被処理物の表面に対し傾くことが出来るように支持され
   ているコロナ放電処理装置。