塗料塗布装置及びエナメル線の製造方法
【課題】短時間で変質（硬化）するタイプの塗料を用いても支障なく線材に塗料を塗布することが可能な塗料塗布装置及びエナメル線の製造方法を提供する。
【解決手段】第１の塗料タンク１２から供給される第１の塗料１１と、第２の塗料タンク１４から供給される第２の塗料１３は、ミキサー１５によって２液混合されて塗料槽１８に供給される。塗料槽１８には、チューブ２０Ａ〜２０Ｆを介して塗装ダイス１９Ａ〜１９Ｆが接続されている。線材３は、チューブ２０Ａ〜２０Ｆに開けられた孔２０ａを通して塗装ダイス１９Ａ〜１９Ｆに導入されている。塗料槽１８に供給された塗料２は、チューブ２０Ａ〜２０Ｆ内を自重に基づいて流動して降下し、塗装ダイス１９Ａ〜１９Ｆへ連続的に供給され、塗装ダイス１９Ａ〜１９Ｆにより線材３の表面に塗布される。
【解決手段】第１の塗料タンク１２から供給される第１の塗料１１と、第２の塗料タンク１４から供給される第２の塗料１３は、ミキサー１５によって２液混合されて塗料槽１８に供給される。塗料槽１８には、チューブ２０Ａ〜２０Ｆを介して塗装ダイス１９Ａ〜１９Ｆが接続されている。線材３は、チューブ２０Ａ〜２０Ｆに開けられた孔２０ａを通して塗装ダイス１９Ａ〜１９Ｆに導入されている。塗料槽１８に供給された塗料２は、チューブ２０Ａ〜２０Ｆ内を自重に基づいて流動して降下し、塗装ダイス１９Ａ〜１９Ｆへ連続的に供給され、塗装ダイス１９Ａ〜１９Ｆにより線材３の表面に塗布される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、線材に塗料を塗布するための塗料塗布装置及びエナメル線の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
エナメル線等の線材の製造においては、塗料が満たされている塗布槽にローラを浸し、このローラの上面に線材を連続的に接触させて線材に塗料を塗布し、その後に焼付炉で塗布した塗料を焼付ける製造装置が用いられている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
また、上端が開口した塗装タンクの１つの側面に、複数のスリットを有する塗料誘導板、保護板、シール板、傾斜板を積層して設け、スリットの所定位置まで塗料を満たすとともにスリット内に線材を通過させてスリットの一部に形成した半割孔に線材を通過させて線材に塗料を塗布する塗料塗布装置も知られている（例えば、特許文献２参照。）。
【０００４】
このような装置は、一般に、塗布槽や塗装タンクに一定量の塗料を供給するとともに回収する塗料循環経路を備え、塗布槽及び塗装タンク内に一定量の塗料を貯留し、塗装が安定に行えるようにしている。
【０００５】
ここで、従来のエナメル線等に対する塗料には、１液型の（ポリ）ウレタンワニスが用いられてきた。この、１液型の（ポリ）ウレタンワニスとは、主成分が異なる官能基を有する２つの塗料原料Ａ、Ｂからなり、加熱すると除去されるマスキングが官能基に施されている塗料原料Ａと上記マスキングが施されていない塗料原料Ｂとを溶剤やブロック剤等とともに混合して１液にしたものである。
【０００６】
この１液型の（ポリ）ウレタンワニスは、塗料原料Ａの官能基にマスキングが完全に施されているので、塗料原料Ｂと混合しても常温においては反応しないが、焼付け時に１００℃前後でマスキングが除去され、２００℃以上の加熱雰囲気で溶剤が蒸発することで、塗料原料Ａと塗料原料Ｂとがウレタン結合する。そのため、焼付け前に塗料を循環させる従来の塗料塗布装置に使用することができる。
【０００７】
しかしながら、１液型の（ポリ）ウレタンワニスの溶剤には、フェノール、クレゾール、キシレンなどの有機溶剤が用いられるが、これらは、環境汚染、生体被毒などが懸念される。また、ナフサの高騰やエネルギー資源の減少などの影響から、近年、溶剤の価格が高騰しており、経済性が悪い。そこで、クレゾールやフェノールなどの有機溶剤やブロック剤等を用いず、アセテート系溶剤などの低沸点溶剤を用いる２液型の（ポリ）ウレタンワニスが注目されている（例えば、特許文献３参照。）。なお、２液型の塗料は、反応が速く硬化性が高いため、絶縁塗料として塗布する場合には、短時間で作業する必要がある。
【０００８】
２液型の塗料は、１液タイプの塗料に比べ、以下の長所を有している。
（１）塗料の溶剤成分が半分以下になり、資源の節約ができる。
（２）焼付炉から排出されるＣＯ2も半分以下になり、環境への負担を軽減できる。
（３）焼付温度を低温化でき、電力の節約ができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特許第３４５５５６４号公報
【特許文献２】特開２００４−２３０３２４号公報
【特許文献３】特開２００６−０４５４８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかし、従来の塗料塗布装置によると、塗布槽や塗装タンクに供給した塗料はすべて通過する線材（走行線）に塗布されるのではなく、塗布されないで余った塗料は塗料循環経路により塗布槽等に循環されるため、循環中に短時間で変質（硬化）してしまう２液型のような塗料には適用できない。
【００１１】
したがって、本発明の目的は、短時間で変質（硬化）するタイプの塗料を用いても支障なく線材に塗料を塗布することが可能な塗料塗布装置及びエナメル線の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は、上記目的を達成するため、塗料を線材に塗布する塗装ダイスと、前記塗料を該塗料の自重によって前記塗装ダイスへ供給する塗料槽と、前記塗料を前記塗料槽へ供給する塗料供給部とを備え、前記塗料槽は、チューブを介して前記塗装ダイスに接続されている塗料塗布装置を提供する。
【００１３】
また、本発明は、上記目的を達成するため、塗料を線材に塗布する塗装ダイスと、前記塗料を該塗料の自重によって前記塗装ダイスへ供給する塗料槽と、前記塗料を前記塗料槽へ供給する塗料供給部とを備え、前記塗料槽は、チューブを介して前記塗装ダイスに接続されている塗料塗布装置を用いて前記線材の表面に前記塗料を塗布して所定の厚さの塗料層を形成する工程と、前記塗料層を焼付けして被膜を形成する工程と、を含むエナメル線の製造方法を提供する。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、短時間で変質（硬化）するタイプの塗料を用いても支障なく線材に塗料を塗布することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】第１の実施の形態に係る塗料塗布システムを示す概略構成図である。
【図２】第１の実施の形態に係る塗料塗布装置を部分的に示す図である。
【図３】図２の塗料槽、チューブ及び塗料ダイスの詳細を示す平面図である。
【図４】図３の構成における塗料槽、チューブ及び塗料ダイスを示す図である。
【図５】本発明の第２の実施の形態に係る塗料塗布装置を示す概略構成図である。
【図６】図５の塗料槽の平面図である。
【図７】図６に示す塗料槽の線材導入側から見た側面図である。
【図８】第３の実施の形態に係る塗料塗布装置の主要部を示す平面図である。
【図９】図８に示す塗料塗布装置の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
［第１の実施の形態］
（塗料塗布システムの構成）
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る塗料塗布システムを示す概略構成図である。
【００１７】
塗料塗布システム１は、２液混合による塗料２を線材３に塗布する塗料塗布装置１０と、線材３に塗布された塗料２を乾燥する焼付炉４と、塗料塗布装置１０及び焼付炉４に線材３を複数回（ここでは６回）パスできるように線材３を搬送する溝を外周面に有したシーブ（又はローラ）５Ａ〜５Ｄと、焼付炉４に取り付けられた触媒装置６と、触媒装置６の排気口に取り付けられた排気ダクト７と有している。
【００１８】
なお、図示を省略しているが、線材３に対する焼付炉４の後段には、図示しない巻取機等が設置されている。また、シーブ５Ａの前段には、図示しない心線送り出し機、焼鈍炉等が設置されている。更に、第１の実施の形態においてはシーブ（又はローラ）５Ａ〜５Ｄを線材３がパスする回数は６回として説明するが、この回数は６回に限られない。
【００１９】
本実施の形態では、塗料として、反応の速い官能基に不完全なマスキングが施されている塗料原料Ａを複数の溶剤を用いて混合した第１の塗料１１と、第１の塗料１１とは異なる官能基を有する塗料原料Ｂを複数の溶剤を用いて混合した第２の塗料１３とを、線材３に塗布する直前でミキサー１５により混合した２液型の（ポリ）ウレタンワニスからなる塗料２を用いる。なお、塗料原料Ｂの官能基に不完全なマスキングが施されていてもよい。
【００２０】
例えば、イソシアネート基含有化合物を有する第１の塗料１１と活性水素含有化合物を有する第２の塗料１３からなる２液反応型ポリウレタン系電気絶縁塗料を用いることができる。
【００２１】
一般に、１液型の塗料を用いる塗料塗布装置は、塗料供給タンクから供給された塗料を塗布ロール等を用いて走行線の表面に塗料を塗布した後、塗装ダイスで塗布した塗料を均一となるよう余分な塗料を取り除き、余分な塗料を塗料供給タンクに戻して再度使用する塗料循環型を用いている。このような１液型用の塗料塗布装置を２液型に適用した場合、塗料供給タンク等において塗料が硬化してしまい、長時間の作業が難しい。したがって、１液型の塗料を用いる塗料塗布装置を、２液型に適用することはできない。
【００２２】
（塗料塗布装置の構成）
図１に示すように、塗料塗布装置１０は、第１の塗料１１が収納された第１の塗料タンク１２と、第２の塗料１３が収納された第２の塗料タンク１４と、所定の位置に配置されて第１の塗料１１，及び第２の塗料１３を混合するミキサー１５と、ミキサー１５と塗料タンク１２，１４を接続する配管１６Ａ，１６Ｂと、配管１６Ａ，１６Ｂの途中に設けられて塗料をミキサー１５に圧送するポンプ１７Ａ，１７Ｂと、ミキサー１５から落下する塗料を受け入れる塗料槽１８と、線材３が挿通される塗装ダイス１９Ａ〜１９Ｆ（塗装ダイス１９Ｂ〜１９Ｆは、塗装ダイス１９Ａの紙面奥方向に設けられている）と、塗料槽１８と塗装ダイス１９Ａ〜１９Ｆを接続するチューブ２０Ａ〜２０Ｆ（チューブ２０Ｂ〜２０Ｆは、ダイスホルダ２１の紙面奥方向に設けられている）と、塗装ダイス１９Ａ〜１９Ｆを保持するダイスホルダ２１とを有する。第１の実施の形態では、第１の塗料タンク１２と、第２の塗料タンク１４と、ミキサー１５と、配管１６Ａ及び１６Ｂとによって塗料供給部を構成している。
【００２３】
図２は、第１の実施の形態に係る塗料塗布装置を部分的に示す図である。
【００２４】
塗料槽１８の上方には、液面センサ２２が配置されており、液面センサ２２の出力信号Ｓｓは信号線２３を介してポンプ１７Ａ，１７Ｂを制御する制御盤（制御部）２４に入力される。液面センサ２２は、接触あるいは非接触で塗料の液面レベルを検出するセンサである。なお、ミキサー１５は、一例として、塗料塗布装置１０内における塗料槽１８の位置よりも高い位置に配置されているが、ミキサー１５は、ポンプ１７Ａ，１７Ｂの圧力を利用するため、塗料槽１８と同じ高さ又は低い位置に配置することもできる。
【００２５】
チューブ２０Ａ〜２０Ｆは、湾曲して配置され、チューブ２０Ａ〜２０Ｆの上下端は、固定具２５，２６によって塗料槽１８及び塗装ダイス１９Ａ〜１９Ｆにそれぞれ固定されている。そして、チューブ２０Ａ〜２０Ｆには、シーブ５Ａを経て搬送される線材３を塗装ダイス１９Ａ〜１９Ｆへ通過させるための孔２０ａが開けられている。この孔２０ａは、例えば、線材３の本数に応じた数の注射針を所定間隔で治具に取り付け、ガイドに沿って複数のチューブ２０Ａ〜２０Ｆの所定位置に差し込むことにより形成される。
【００２６】
線材３は、チューブ２０Ａ〜２０Ｆの外部から孔２０ａを介してチューブ２０Ａ〜２０Ｆ内に導入され、塗装ダイス１９Ａ〜１９Ｆに導かれる。そのため、塗装ダイス１９Ａ〜１９Ｆは、ダイス孔の形成方向と線材３の通過方向とが一直線状となるように設けられることが望ましい。なお、チューブ２０Ａ〜２０Ｆは、塗料槽１８から塗料２を塗料２の自重に基づいて流動させることにより塗料２を一方向（塗料槽１８から塗装ダイス１９Ａ〜１９Ｆ）へ連続的に供給可能に接続されていればよく、湾曲状に接続することに代えて固定具２５から固定具２６に向かって直角状に接続されていてもよい。すなわち、チューブ２０Ａ〜２０Ｆは、固定具２５と固定具２６との間に直線状の部分、又は所定の曲率をもって形成される湾曲状の部分を含んで形成することができる。
【００２７】
チューブ２０Ａ〜２０Ｆは、上記した孔２０ａを形成でき、その形状を維持できる硬さと、内部から塗料２が漏れ出ない弾力性を有し、更に、塗料２に含まれる溶剤によって溶けない特性を有する材料で形成される。このようなチューブ２０Ａ〜２０Ｆとして、例えば、フッ素ゴムチューブ、ポリエチレンチューブ、シリコンチューブ、テフロンチューブ（テフロンは登録商標である）、ナイロンチューブ、ＰＦＡ（テトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体）チューブ、ＦＥＰ（テトラフルオロエチレン・ヘキサフルオロプロピレン共重合体）チューブ、ビニールチューブ等を用いることができる。
【００２８】
（塗料ダイスの構成）
図３は、図２に示す塗料槽、チューブ及び塗装ダイスの詳細を示す平面図である。また、図４は、図３の構成における塗料槽、チューブ及び塗装ダイスを示す図である。なお、図３及び図４においては、一部を破断して示している。
【００２９】
塗装ダイス１９Ａ〜１９Ｆは、ダイスホルダ２１に所定間隔で保持され、それぞれにはチューブ２０Ａ〜２０Ｆの一端が接続されている。チューブ２０Ａ〜２０Ｆの他端は、ダイスホルダ２１とほぼ同一サイズを有する塗料槽１８に接続されている。
【００３０】
（塗料塗布システムの動作）
次に、塗料塗布システムの動作について説明する。
まず。図１に示すように、シーブ５Ａ→塗料塗布装置１０（チューブ２０Ａ→塗装ダイス１９Ａ）→焼付炉４→シーブ５Ｂ→シーブ５Ｃ→シーブ５Ｄ→シーブ５Ａの経路を１パスとして線材３を布線する。
【００３１】
更に、１パスを出た線材３を、シーブ５Ｂ→シーブ５Ｃ→シーブ５Ｄ→シーブ５Ａ→チューブ２０Ｂ→塗装ダイス１９Ｂ→焼付炉４→シーブ５Ｂの経路で通して２パス目を布線する。以後、同様にして、各シーブ、チューブ２０Ｃ〜２０Ｆ、塗装ダイス１９Ｃ〜１９Ｆ及び焼付炉４に線材３を通して３〜６パス目を形成し、塗装ダイス１９Ｆを経てシーブ５Ｂから引き出した線材３を冷却装置（図示せず）へ搬送する。
【００３２】
次に、焼付炉４の運転を開始するとともに、ポンプ１７Ａ，１７Ｂを初期設定に基づいて駆動することにより、第１の塗料タンク１２から第１の塗料１１と、第２の塗料タンク１４から第２の塗料１３をミキサー１５へ供給する。同時に、図示しない駆動機構の運転を開始し、線材３の塗料塗布装置１０への送り出し、搬送、及び巻取機による巻き取りを開始する。
【００３３】
ミキサー１５は、第１の塗料タンク１２から供給される第１の塗料１１と、第２の塗料タンク１４から供給される第２の塗料１３とを混合して塗料２を生成し、この塗料２を自重によって塗料槽１８へ降下させることにより供給する。塗料槽１８に供給された塗料２は、塗料槽１８内に一定の量が溜められるとともに、重力によって所定量がチューブ２０Ａ〜２０Ｆ内を降下することで塗装ダイス１９Ａ〜１９Ｆへ連続的に供給され、塗装ダイス１９Ａ〜１９Ｆの上流側のチューブ２０Ａ〜２０Ｆ内に貯留される。塗装ダイス１９Ａ〜１９Ｆは、チューブ２０Ａ〜２０Ｆ内に貯留された塗料２と線材３とを通過させることによって表面にダイス孔の径に応じた量の塗料２と塗布する。このような塗料の塗布が６回繰り返して行われることにより、塗装ダイス１９Ｆを出た線材３の表面には、６層の塗料層が形成され、焼付炉４において焼付けされることにより被膜となる。
【００３４】
チューブ２０Ａ〜２０Ｆは、固定具２５，２６によって塗料槽１８及び塗装ダイス１９Ａ〜１９Ｆに湾曲状、あるいは直角状をなして接続されることにより、チューブ２０Ａ〜２０Ｆ内の塗料２が外気と遮断され、チューブ２０Ａ〜２０Ｆから漏れることなく一方向（塗料槽１８から塗装ダイス１９Ａ〜１９Ｆの方向）へ送り出される。このように塗料槽１８と塗装ダイス１９Ａ〜１９Ｆとが、チューブ２０Ａ〜２０Ｆ内で塗料２が滞留せずに流動する落差を有して配置されることにより塗料２は硬化することなく線材３に塗布される。
【００３５】
塗料槽１８内の塗料２は、その液面レベルが液面センサ２２によって所定時間毎に検出され、出力信号Ｓｓとして制御部２４へ送出される。制御部２４は、出力信号Ｓｓに基づいて、塗料槽１８内の塗料２の液面レベルが所定レベルに保たれるようにポンプ１７Ａ，１７Ｂを制御する。
【００３６】
塗装ダイス１９Ａ〜１９Ｆによって塗料２が塗布された線材３は、焼付炉４を通過する過程で塗料２内の溶剤が蒸発し、焼付けされた塗料２が線材３の表面に固着する。蒸発した溶剤は、触媒装置６によって有害成分及び環境破壊に関与する成分が除去されるとともに、他の気化した成分が排気ダクト７から大気中へ排出される。
【００３７】
（第１の実施の形態の効果）
上記した第１の実施の形態によれば、短時間で変質する２液型の塗料２が、塗料漏れを生じないように取り付けられたチューブ２０Ａ〜２０Ｆを介して自重に基づいて流動することにより短時間によどみなく塗装ダイス１９Ａ〜１９Ｆに供給されるため、線材３への塗装部分における外気との接触を遮断して塗料２の増粘、硬化が防止され、２液型の塗料の長所を活かした塗布が可能になる。なお、塗料２に塵や埃が混入することを防ぐために、塗料槽１８の上部を塗料２の供給に支障がない程度に蓋部材やカバーで覆ってもよい。
【００３８】
［第２の実施の形態］
図５は、本発明の第２の実施の形態に係る塗料塗布装置を示す概略構成図である。
【００３９】
本実施の形態は、第１の実施の形態の塗料塗布装置１０において、チューブ２０Ａ〜２０Ｆに代えてＬ字形状をなす塗料槽３０を直接、塗装ダイスへ接続したものであり、その他の構成は第１の実施の形態と同様である。以下の説明において、第１の実施の形態と同一の構成及び機能を有する部分については同一の符号を付している。なお、本実施の形態においては、Ｌ字形状をなす塗料槽３０を用いたが、これに限定されるものではなく、塗料２がよどむことなく塗装ダイス１９Ａ〜１９Ｆへ供給される形状をなす塗料槽であれば、同様の効果を得ることができる。
【００４０】
図６は、図５に示す塗料槽の平面図であり、図７は、図６に示す塗料槽の線材導入側から見た側面図である。
【００４１】
塗料槽３０は、上部の開口した枡型を成し、側壁３８Ａ，３８Ｂに垂直に組み合わせて底板３７上に設けられている前壁３１には、線材３を通過させるための６つのスリット３２が設けられ、底板３７上に設けられた後壁３３には、塗装ダイス１９Ａ〜１９Ｆの入り側を保持するためのダイス固定ネジ３４を有する。塗料槽３０の内部は、仕切部材３５によって前後（スリット３２が設けられている側を前、塗装ダイス１９Ａ〜１９Ｆが設けられている側を後とする）に分割され、前壁３１と仕切部材３５の間には、線材３を上部開口から所定位置まで挿入できるようにする切り込み３６ａを有するシール部材３６が挿入されている。
【００４２】
本実施の形態においては、線材３はスリット３２及びシール部材３６を通して塗装ダイス１９Ａ〜１９Ｆに通線される。その他の通線経路は、第１の実施の形態と同様である。ミキサー１５から供給される塗料２は塗料槽３０で流動して溜まり、その下部から塗料２が塗装ダイス１９Ａ〜１９Ｆに供給され、線材３に塗布される。
【００４３】
第２の実施の形態によれば、塗装ダイス１９Ａ〜１９Ｆへ塗料２が移動するまでの経路は、必ずしも一方向ではないが塗装ダイス１９Ａ〜１９Ｆの上流側に貯留され、消費量が多ければ、塗料２は殆どよどむことなく塗装ダイス１９Ａ〜１９Ｆへ供給することができる。
【００４４】
また、第２の実施の形態によれば、線材３が塗料槽３０から塗装ダイス１９Ａ〜１９Ｆへ通過する際に線材３の周囲に発生する塗料２の渦により、塗料槽３０内の塗料２を絶えず塗装ダイス１９Ａ〜１９Ｆの方向へ流動させ、塗料２をよどむことなく線材３へ塗布することができる。
【００４５】
なお、塗料槽３０内は、線材３の周囲に発生する塗料２の渦の影響が及ぶ程度の容量を有することが好ましい。例えば、塗装ダイス１９Ａ〜１９Ｆから線材３へ１分間あたりに塗布される塗料量をＴ（ｃｃ／分）とし、塗料２が塗料槽３０へ供給されてから硬化するまでの時間をｔ（分）とした場合、塗料槽３０内は、Ｔ×ｔ（ｃｃ）以下の容量を有することにより、塗料２は、塗料槽３０内で硬化せずに流動することができる。すなわち、塗料２の硬化を抑制して塗料２の流動性を確保することを目的として、塗料槽３０は、Ｔ×ｔ（ｃｃ）以下の容量となるように形成されることが好ましい。
【００４６】
また、塗料槽３０において、隣り合う線材３の間隔ｐは５〜２０ｍｍ、好ましくは５〜１０ｍｍの範囲で調整するのがよい。間隔ｐが２０ｍｍよりも大きいと、線材３の周囲に渦が発生し難くなってしまう場合があり、間隔ｐが５ｍｍよりも小さいと、塗料２が流動し過ぎてしまい塗装ダイスへ安定して供給することが難しくなる場合がある。このときの塗料２の粘度は、０．１〜１０Ｐａ・ｓ、好ましくは１〜３Ｐａ・ｓである。そして、線材３の間隔及び塗料２の粘度が上記範囲であり、かつ、単位時間あたりに線材３が塗料槽３０内を移動する距離を１０〜２００ｍｍの範囲となるよう適宜調整することにより、線材３の周囲に塗料２の渦を発生させることができる。これにより、塗料槽３０内の塗料２は、絶えず塗装ダイス１９Ａ〜１９Ｆの方向へ流動し、よどむことなく塗装ダイス１９Ａ〜１９Ｆへ塗料２を供給することができる。これにより、塗料槽３０内での製造上で問題にならない程度の僅かな硬化はあるものの、長時間運転（例えば、２４時間以上の連続運転）が可能となる。なお、制御部２４は、塗料槽３０が貯える塗料２の液面が、塗料槽３０の底から１０〜２０ｍｍの範囲の高さで一定となるように、液面センサ２２からの信号に基づいてポンプ１７Ａ及びポンプ１７Ｂの動作を制御することが好ましい。
【００４７】
［第３の実施の形態］
図８は、本発明の第３の実施の形態に係る塗料塗布装置の主要部を示す平面図であり、図９は、図８に示す塗料塗布装置の断面図である。なお、図８においては、チューブの一部を破断で示している。
【００４８】
本実施の形態は、第２の実施の形態において、塗料槽３０と塗装ダイス１９Ａ〜１９Ｆとを分割して設け、両者間をチューブ２０Ａ〜２０Ｆで接続するとともに、塗料槽３０の前壁３１及び仕切部材３５を傾斜させたものであり、その他の構成は第１の実施の形態と同様である。なお、塗料塗布装置１０における線材３の通線方法、及び塗装方法については、第２の実施の形態と同様であるので、説明を省略する。
【００４９】
第３の実施の形態によれば、塗料槽３０の後壁３３と塗装ダイス１９Ａ〜１９Ｆの間にチューブ２０Ａ〜２０Ｆを設けたことにより、第２の実施の形態に比べ、塗装ダイス１９Ａ〜１９Ｆに供給される塗料２のよどみを少なくすることができる。
【実施例１】
【００５０】
次に、実施例について説明する。本発明者らは、図１に示した塗料塗布システム１を用いて、以下の条件による実施例の検証を行った。
【００５１】
線材３として導体径０．４０ｍｍの銅線を用いるとともに、混合すると３０分程度で増粘して塗布できなくなる２液型の第１の塗料１１，第２の塗料１３を混合することにより形成した塗料２を用い、線材３に被膜厚０．０１５ｍｍに塗布・焼付けしてエナメル線を製造した。
【００５２】
なお、２液型の第１の塗料１１には、不揮発分７０質量％のイソシアネート基含有ウレタンプレポリマー溶液（オート化学工業社製）を用い、２液型の第２の塗料１３には、不揮発分７０質量％のポリエステルポリオール溶液（オート化学工業社製）を用いた。
【００５３】
また、塗料塗布装置１０の１パス目の塗装ダイス１９Ａの内径を０．４３ｍｍ、２パス目の塗装ダイス１９Ｂを０．４６ｍｍとし、３パス目以降の塗装ダイス１９Ｃ〜１９Ｆも０．０３ｍｍずつ増加する構成とし、塗装速度（＝線材３の搬送速度）は５０ｍ／分とし、焼付温度を３５０℃〜４１０℃の範囲とした。更に、１パス当りの塗料消費量を１．３ｃｃ／ｍｉｎ、塗装ダイス１９Ａ〜１９Ｆ内部の体積を０．１ｃｃ、チューブ内の体積を２．８ｃｃとした。また、６パス用の塗料槽１８の容量を２１．６ｃｃとして塗料塗布装置１０を設計した。
【００５４】
その結果、塗料塗布装置１０は、５分間で塗料２を使い切ることを確認した。更に、２４時間連続運転後も、塗料塗布装置１０内の塗料２が硬化することはなかった。以上のように、本発明に係る塗料塗布システム１によれば、時間とともに変質する２液型の塗料２を用いて線材３に塗装を行っても、塗料２の硬化を招くことなく、安定に塗布できることを確認できた。
【実施例２】
【００５５】
次に、本発明者らは、図５に示した塗料塗布装置１０を備えた塗料塗布システム１にて検証を行った。線材３として導体径０．４０ｍｍの銅線を用いるとともに、不揮発分７０質量％のイソシアネート基含有ウレタンプレポリマー溶液（オート化学工業社製）からなる第１の塗料１１と，不揮発分７０質量％のポリエステルポリオール溶液（オート化学工業社製）からなる第２の塗料１３を混合することにより形成した２液型の塗料２を用い、線材３に被膜厚０．０３２ｍｍに塗布・焼付けしてエナメル線を製造した。
【００５６】
また、実施例２においては、塗料塗布装置１０の１パス目の塗装ダイス１９Ａの内径を０．４３ｍｍ、２パス目の塗装ダイス１９Ｂを０．４４ｍｍとし、３パス目以降の塗装ダイス１９Ｃ〜１９Ｆも０．０１ｍｍずつ増加する構成とし、塗装速度（＝線材３の搬送速度）は５０ｍ／分とし、焼付温度を３５０℃〜４１０℃の範囲とした。更に、１パス当りの塗料消費量を０．５ｃｃ／ｍｉｎ、塗装ダイス１９Ａ〜１９Ｆ内部の体積を０．２５ｃｃとした。また、図６に示した６パス用の塗料槽３０の容量を３６．０ｃｃ（塗料槽３０内の塗料２＝２４．０ｃｃ）とし、隣り合う各線材３の間隔を１０ｍｍとし、塗料２の液面が塗料槽３０の底から２０ｍｍの高さの位置に一定量となるように塗料２を供給する塗料塗布装置１０を設計した。
【００５７】
その結果、実施例２では、塗料塗布装置１０は、塗料槽３０内で塗料２が硬化して流動し難くなることもなく、また、線材３の周囲に安定した渦を発生させることができ、塗料２は、絶えず連続的に塗装ダイスの方向へ流動し、よどむことなく塗装ダイスへ塗料２を供給することができた。２４時間連続運転後も、塗料塗布装置１０内の塗料２が硬化することなく安定して線材３に塗料を塗布することができた。
【実施例３】
【００５８】
次に、本発明者らは、図８及び図９に示した塗料塗布装置を備えた塗料塗布システム１にて検証を行った。線材３として導体径０．４０ｍｍの銅線を用いるとともに、実施例２と同じ２液型の第１の塗料１１，第２の塗料１３を混合することにより形成した塗料２を用い、線材３に被膜厚０．０３２ｍｍに塗布・焼付けしてエナメル線を製造した。
【００５９】
また、実施例３においては、実施例２と同様の容量（３６．０ｃｃ）を持つ塗料槽３０と実施例１と同様の体積（２．８ｃｃ）を持つチューブ２０Ａ〜２０Ｆとを固定具２５にて接続してなる塗料塗布装置を用いた以外は、実施例２と同様の方法にて、線材３に塗料２を塗布・焼付けしてエナメル線を製造した。なお、実施例３における塗料槽３０内の塗料２の量は実施例２と同様に２４．０ｃｃとした。
【００６０】
その結果、実施例３においても、塗料槽３０内で塗料２が硬化して流動し難くなることもなく、また、線材３の周囲に安定した渦を発生させることができ、塗料２は、絶えず連続的に塗装ダイスの方向へと流動し、よどむことなく塗装ダイスへ塗料２を供給することができた。２４時間連続運転後も塗料塗布装置内の塗料２が硬化することなく安定して線材３に塗料２を塗布することができた。
【００６１】
なお、本発明は、上記各実施の形態及び実施例に限定されず、その要旨を変更しない範囲内で種々な変形が可能である。例えば、各実施の形態間の構成要素の組合せは任意に行うことができる。
【００６２】
例えば、上記各実施の形態においては、塗布経路及び焼付炉４の配列が水平（重力の方向に垂直な方向）になる横型の塗料塗布装置１０の構成にしたが、塗布経路及び焼付炉４の配列が垂直（重力の方向に平行な方向）になる縦型塗料塗布装置を形成することもできる。
【００６３】
また、本発明の各実施の形態においては、塗料２に２液型のワニスを使用したが、これに限定されるものではなく、塗料原料Ａ、Ｂに塗料原料Ａ、Ｂとは異なる官能基を有する複数の塗料原料を混合した３液型、４液型、・・・、ｎ液型（ｎは正の整数）のワニスを塗料２に用いることもできる。更に、従来の１液型のワニスも塗料２に使用することができ、この１液型においては、従来の塗料塗布装置で行っていた循環を必要としないので、従来よりも不純物の少ない塗料を塗布、焼付けすることができる。
【００６４】
また、本発明の各実施の形態においては、塗料槽の上方に液面センサを配置して塗料槽内の塗料の液面レベルを検出することにより、塗料槽内の塗料を一定量に制御したが、例えば、荷重センサにより塗料槽の重量を検出する、リミットセンサなどの接触式センサあるいは静電容量や光学的な変化を用いる非接触式センサにより液面レベルを検出する、などの検出方法を用いて、塗料槽が貯える塗料が一定量となるように自動制御することが可能である。
【００６５】
また、本発明の第２の実施の形態、及び第３の実施の形態においては、塗料槽３０内に各線材３を各々に仕切る仕切り部材を設けてもよい。仕切り部材における線材３の進行方向に対して垂直な断面の形状は、特に限定されるものではないが、三角形、矩形などからなる形状のものを用いることができる。また、仕切り部材は、塗料槽３０の底板からの高さが、一定量に保たれた塗料２の液面の高さよりも低いことが好ましい（但し、線材３が位置する高さよりも高い）。このような仕切り部材を設けることによって、塗料２の滞留がより緩和される。
【符号の説明】
【００６６】
１ 塗料塗布システム
２ 塗料
３ 線材
４ 焼付炉
５Ａ〜５Ｄ シーブ（又はローラ）
６ 触媒装置
７ 排気ダクト
１０ 塗料塗布装置
１１ 第１の塗料
１３ 第２の塗料
１２ 第１の塗料タンク
１４ 第２の塗料タンク
１５ ミキサー
１６Ａ，１６Ｂ 配管
１７Ａ，１７Ｂ ポンプ
１８，３０ 塗料槽
１９Ａ〜１９Ｆ 塗装ダイス
２０Ａ〜２０Ｆ チューブ
２０ａ 孔
２１ ダイスホルダ
２２ 液面センサ
２３ 信号線
２４ 制御盤
２５，２６ 固定具
３１ 前壁
３２ スリット
３３ 後壁
３４ ダイス固定ネジ
３５ 仕切部材
３６ シール部材
３６ａ 切り込み
３７ 底板
３８Ａ，３８Ｂ 側壁
【技術分野】
【０００１】
本発明は、線材に塗料を塗布するための塗料塗布装置及びエナメル線の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
エナメル線等の線材の製造においては、塗料が満たされている塗布槽にローラを浸し、このローラの上面に線材を連続的に接触させて線材に塗料を塗布し、その後に焼付炉で塗布した塗料を焼付ける製造装置が用いられている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
また、上端が開口した塗装タンクの１つの側面に、複数のスリットを有する塗料誘導板、保護板、シール板、傾斜板を積層して設け、スリットの所定位置まで塗料を満たすとともにスリット内に線材を通過させてスリットの一部に形成した半割孔に線材を通過させて線材に塗料を塗布する塗料塗布装置も知られている（例えば、特許文献２参照。）。
【０００４】
このような装置は、一般に、塗布槽や塗装タンクに一定量の塗料を供給するとともに回収する塗料循環経路を備え、塗布槽及び塗装タンク内に一定量の塗料を貯留し、塗装が安定に行えるようにしている。
【０００５】
ここで、従来のエナメル線等に対する塗料には、１液型の（ポリ）ウレタンワニスが用いられてきた。この、１液型の（ポリ）ウレタンワニスとは、主成分が異なる官能基を有する２つの塗料原料Ａ、Ｂからなり、加熱すると除去されるマスキングが官能基に施されている塗料原料Ａと上記マスキングが施されていない塗料原料Ｂとを溶剤やブロック剤等とともに混合して１液にしたものである。
【０００６】
この１液型の（ポリ）ウレタンワニスは、塗料原料Ａの官能基にマスキングが完全に施されているので、塗料原料Ｂと混合しても常温においては反応しないが、焼付け時に１００℃前後でマスキングが除去され、２００℃以上の加熱雰囲気で溶剤が蒸発することで、塗料原料Ａと塗料原料Ｂとがウレタン結合する。そのため、焼付け前に塗料を循環させる従来の塗料塗布装置に使用することができる。
【０００７】
しかしながら、１液型の（ポリ）ウレタンワニスの溶剤には、フェノール、クレゾール、キシレンなどの有機溶剤が用いられるが、これらは、環境汚染、生体被毒などが懸念される。また、ナフサの高騰やエネルギー資源の減少などの影響から、近年、溶剤の価格が高騰しており、経済性が悪い。そこで、クレゾールやフェノールなどの有機溶剤やブロック剤等を用いず、アセテート系溶剤などの低沸点溶剤を用いる２液型の（ポリ）ウレタンワニスが注目されている（例えば、特許文献３参照。）。なお、２液型の塗料は、反応が速く硬化性が高いため、絶縁塗料として塗布する場合には、短時間で作業する必要がある。
【０００８】
２液型の塗料は、１液タイプの塗料に比べ、以下の長所を有している。
（１）塗料の溶剤成分が半分以下になり、資源の節約ができる。
（２）焼付炉から排出されるＣＯ2も半分以下になり、環境への負担を軽減できる。
（３）焼付温度を低温化でき、電力の節約ができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特許第３４５５５６４号公報
【特許文献２】特開２００４−２３０３２４号公報
【特許文献３】特開２００６−０４５４８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかし、従来の塗料塗布装置によると、塗布槽や塗装タンクに供給した塗料はすべて通過する線材（走行線）に塗布されるのではなく、塗布されないで余った塗料は塗料循環経路により塗布槽等に循環されるため、循環中に短時間で変質（硬化）してしまう２液型のような塗料には適用できない。
【００１１】
したがって、本発明の目的は、短時間で変質（硬化）するタイプの塗料を用いても支障なく線材に塗料を塗布することが可能な塗料塗布装置及びエナメル線の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は、上記目的を達成するため、塗料を線材に塗布する塗装ダイスと、前記塗料を該塗料の自重によって前記塗装ダイスへ供給する塗料槽と、前記塗料を前記塗料槽へ供給する塗料供給部とを備え、前記塗料槽は、チューブを介して前記塗装ダイスに接続されている塗料塗布装置を提供する。
【００１３】
また、本発明は、上記目的を達成するため、塗料を線材に塗布する塗装ダイスと、前記塗料を該塗料の自重によって前記塗装ダイスへ供給する塗料槽と、前記塗料を前記塗料槽へ供給する塗料供給部とを備え、前記塗料槽は、チューブを介して前記塗装ダイスに接続されている塗料塗布装置を用いて前記線材の表面に前記塗料を塗布して所定の厚さの塗料層を形成する工程と、前記塗料層を焼付けして被膜を形成する工程と、を含むエナメル線の製造方法を提供する。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、短時間で変質（硬化）するタイプの塗料を用いても支障なく線材に塗料を塗布することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】第１の実施の形態に係る塗料塗布システムを示す概略構成図である。
【図２】第１の実施の形態に係る塗料塗布装置を部分的に示す図である。
【図３】図２の塗料槽、チューブ及び塗料ダイスの詳細を示す平面図である。
【図４】図３の構成における塗料槽、チューブ及び塗料ダイスを示す図である。
【図５】本発明の第２の実施の形態に係る塗料塗布装置を示す概略構成図である。
【図６】図５の塗料槽の平面図である。
【図７】図６に示す塗料槽の線材導入側から見た側面図である。
【図８】第３の実施の形態に係る塗料塗布装置の主要部を示す平面図である。
【図９】図８に示す塗料塗布装置の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
［第１の実施の形態］
（塗料塗布システムの構成）
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る塗料塗布システムを示す概略構成図である。
【００１７】
塗料塗布システム１は、２液混合による塗料２を線材３に塗布する塗料塗布装置１０と、線材３に塗布された塗料２を乾燥する焼付炉４と、塗料塗布装置１０及び焼付炉４に線材３を複数回（ここでは６回）パスできるように線材３を搬送する溝を外周面に有したシーブ（又はローラ）５Ａ〜５Ｄと、焼付炉４に取り付けられた触媒装置６と、触媒装置６の排気口に取り付けられた排気ダクト７と有している。
【００１８】
なお、図示を省略しているが、線材３に対する焼付炉４の後段には、図示しない巻取機等が設置されている。また、シーブ５Ａの前段には、図示しない心線送り出し機、焼鈍炉等が設置されている。更に、第１の実施の形態においてはシーブ（又はローラ）５Ａ〜５Ｄを線材３がパスする回数は６回として説明するが、この回数は６回に限られない。
【００１９】
本実施の形態では、塗料として、反応の速い官能基に不完全なマスキングが施されている塗料原料Ａを複数の溶剤を用いて混合した第１の塗料１１と、第１の塗料１１とは異なる官能基を有する塗料原料Ｂを複数の溶剤を用いて混合した第２の塗料１３とを、線材３に塗布する直前でミキサー１５により混合した２液型の（ポリ）ウレタンワニスからなる塗料２を用いる。なお、塗料原料Ｂの官能基に不完全なマスキングが施されていてもよい。
【００２０】
例えば、イソシアネート基含有化合物を有する第１の塗料１１と活性水素含有化合物を有する第２の塗料１３からなる２液反応型ポリウレタン系電気絶縁塗料を用いることができる。
【００２１】
一般に、１液型の塗料を用いる塗料塗布装置は、塗料供給タンクから供給された塗料を塗布ロール等を用いて走行線の表面に塗料を塗布した後、塗装ダイスで塗布した塗料を均一となるよう余分な塗料を取り除き、余分な塗料を塗料供給タンクに戻して再度使用する塗料循環型を用いている。このような１液型用の塗料塗布装置を２液型に適用した場合、塗料供給タンク等において塗料が硬化してしまい、長時間の作業が難しい。したがって、１液型の塗料を用いる塗料塗布装置を、２液型に適用することはできない。
【００２２】
（塗料塗布装置の構成）
図１に示すように、塗料塗布装置１０は、第１の塗料１１が収納された第１の塗料タンク１２と、第２の塗料１３が収納された第２の塗料タンク１４と、所定の位置に配置されて第１の塗料１１，及び第２の塗料１３を混合するミキサー１５と、ミキサー１５と塗料タンク１２，１４を接続する配管１６Ａ，１６Ｂと、配管１６Ａ，１６Ｂの途中に設けられて塗料をミキサー１５に圧送するポンプ１７Ａ，１７Ｂと、ミキサー１５から落下する塗料を受け入れる塗料槽１８と、線材３が挿通される塗装ダイス１９Ａ〜１９Ｆ（塗装ダイス１９Ｂ〜１９Ｆは、塗装ダイス１９Ａの紙面奥方向に設けられている）と、塗料槽１８と塗装ダイス１９Ａ〜１９Ｆを接続するチューブ２０Ａ〜２０Ｆ（チューブ２０Ｂ〜２０Ｆは、ダイスホルダ２１の紙面奥方向に設けられている）と、塗装ダイス１９Ａ〜１９Ｆを保持するダイスホルダ２１とを有する。第１の実施の形態では、第１の塗料タンク１２と、第２の塗料タンク１４と、ミキサー１５と、配管１６Ａ及び１６Ｂとによって塗料供給部を構成している。
【００２３】
図２は、第１の実施の形態に係る塗料塗布装置を部分的に示す図である。
【００２４】
塗料槽１８の上方には、液面センサ２２が配置されており、液面センサ２２の出力信号Ｓｓは信号線２３を介してポンプ１７Ａ，１７Ｂを制御する制御盤（制御部）２４に入力される。液面センサ２２は、接触あるいは非接触で塗料の液面レベルを検出するセンサである。なお、ミキサー１５は、一例として、塗料塗布装置１０内における塗料槽１８の位置よりも高い位置に配置されているが、ミキサー１５は、ポンプ１７Ａ，１７Ｂの圧力を利用するため、塗料槽１８と同じ高さ又は低い位置に配置することもできる。
【００２５】
チューブ２０Ａ〜２０Ｆは、湾曲して配置され、チューブ２０Ａ〜２０Ｆの上下端は、固定具２５，２６によって塗料槽１８及び塗装ダイス１９Ａ〜１９Ｆにそれぞれ固定されている。そして、チューブ２０Ａ〜２０Ｆには、シーブ５Ａを経て搬送される線材３を塗装ダイス１９Ａ〜１９Ｆへ通過させるための孔２０ａが開けられている。この孔２０ａは、例えば、線材３の本数に応じた数の注射針を所定間隔で治具に取り付け、ガイドに沿って複数のチューブ２０Ａ〜２０Ｆの所定位置に差し込むことにより形成される。
【００２６】
線材３は、チューブ２０Ａ〜２０Ｆの外部から孔２０ａを介してチューブ２０Ａ〜２０Ｆ内に導入され、塗装ダイス１９Ａ〜１９Ｆに導かれる。そのため、塗装ダイス１９Ａ〜１９Ｆは、ダイス孔の形成方向と線材３の通過方向とが一直線状となるように設けられることが望ましい。なお、チューブ２０Ａ〜２０Ｆは、塗料槽１８から塗料２を塗料２の自重に基づいて流動させることにより塗料２を一方向（塗料槽１８から塗装ダイス１９Ａ〜１９Ｆ）へ連続的に供給可能に接続されていればよく、湾曲状に接続することに代えて固定具２５から固定具２６に向かって直角状に接続されていてもよい。すなわち、チューブ２０Ａ〜２０Ｆは、固定具２５と固定具２６との間に直線状の部分、又は所定の曲率をもって形成される湾曲状の部分を含んで形成することができる。
【００２７】
チューブ２０Ａ〜２０Ｆは、上記した孔２０ａを形成でき、その形状を維持できる硬さと、内部から塗料２が漏れ出ない弾力性を有し、更に、塗料２に含まれる溶剤によって溶けない特性を有する材料で形成される。このようなチューブ２０Ａ〜２０Ｆとして、例えば、フッ素ゴムチューブ、ポリエチレンチューブ、シリコンチューブ、テフロンチューブ（テフロンは登録商標である）、ナイロンチューブ、ＰＦＡ（テトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体）チューブ、ＦＥＰ（テトラフルオロエチレン・ヘキサフルオロプロピレン共重合体）チューブ、ビニールチューブ等を用いることができる。
【００２８】
（塗料ダイスの構成）
図３は、図２に示す塗料槽、チューブ及び塗装ダイスの詳細を示す平面図である。また、図４は、図３の構成における塗料槽、チューブ及び塗装ダイスを示す図である。なお、図３及び図４においては、一部を破断して示している。
【００２９】
塗装ダイス１９Ａ〜１９Ｆは、ダイスホルダ２１に所定間隔で保持され、それぞれにはチューブ２０Ａ〜２０Ｆの一端が接続されている。チューブ２０Ａ〜２０Ｆの他端は、ダイスホルダ２１とほぼ同一サイズを有する塗料槽１８に接続されている。
【００３０】
（塗料塗布システムの動作）
次に、塗料塗布システムの動作について説明する。
まず。図１に示すように、シーブ５Ａ→塗料塗布装置１０（チューブ２０Ａ→塗装ダイス１９Ａ）→焼付炉４→シーブ５Ｂ→シーブ５Ｃ→シーブ５Ｄ→シーブ５Ａの経路を１パスとして線材３を布線する。
【００３１】
更に、１パスを出た線材３を、シーブ５Ｂ→シーブ５Ｃ→シーブ５Ｄ→シーブ５Ａ→チューブ２０Ｂ→塗装ダイス１９Ｂ→焼付炉４→シーブ５Ｂの経路で通して２パス目を布線する。以後、同様にして、各シーブ、チューブ２０Ｃ〜２０Ｆ、塗装ダイス１９Ｃ〜１９Ｆ及び焼付炉４に線材３を通して３〜６パス目を形成し、塗装ダイス１９Ｆを経てシーブ５Ｂから引き出した線材３を冷却装置（図示せず）へ搬送する。
【００３２】
次に、焼付炉４の運転を開始するとともに、ポンプ１７Ａ，１７Ｂを初期設定に基づいて駆動することにより、第１の塗料タンク１２から第１の塗料１１と、第２の塗料タンク１４から第２の塗料１３をミキサー１５へ供給する。同時に、図示しない駆動機構の運転を開始し、線材３の塗料塗布装置１０への送り出し、搬送、及び巻取機による巻き取りを開始する。
【００３３】
ミキサー１５は、第１の塗料タンク１２から供給される第１の塗料１１と、第２の塗料タンク１４から供給される第２の塗料１３とを混合して塗料２を生成し、この塗料２を自重によって塗料槽１８へ降下させることにより供給する。塗料槽１８に供給された塗料２は、塗料槽１８内に一定の量が溜められるとともに、重力によって所定量がチューブ２０Ａ〜２０Ｆ内を降下することで塗装ダイス１９Ａ〜１９Ｆへ連続的に供給され、塗装ダイス１９Ａ〜１９Ｆの上流側のチューブ２０Ａ〜２０Ｆ内に貯留される。塗装ダイス１９Ａ〜１９Ｆは、チューブ２０Ａ〜２０Ｆ内に貯留された塗料２と線材３とを通過させることによって表面にダイス孔の径に応じた量の塗料２と塗布する。このような塗料の塗布が６回繰り返して行われることにより、塗装ダイス１９Ｆを出た線材３の表面には、６層の塗料層が形成され、焼付炉４において焼付けされることにより被膜となる。
【００３４】
チューブ２０Ａ〜２０Ｆは、固定具２５，２６によって塗料槽１８及び塗装ダイス１９Ａ〜１９Ｆに湾曲状、あるいは直角状をなして接続されることにより、チューブ２０Ａ〜２０Ｆ内の塗料２が外気と遮断され、チューブ２０Ａ〜２０Ｆから漏れることなく一方向（塗料槽１８から塗装ダイス１９Ａ〜１９Ｆの方向）へ送り出される。このように塗料槽１８と塗装ダイス１９Ａ〜１９Ｆとが、チューブ２０Ａ〜２０Ｆ内で塗料２が滞留せずに流動する落差を有して配置されることにより塗料２は硬化することなく線材３に塗布される。
【００３５】
塗料槽１８内の塗料２は、その液面レベルが液面センサ２２によって所定時間毎に検出され、出力信号Ｓｓとして制御部２４へ送出される。制御部２４は、出力信号Ｓｓに基づいて、塗料槽１８内の塗料２の液面レベルが所定レベルに保たれるようにポンプ１７Ａ，１７Ｂを制御する。
【００３６】
塗装ダイス１９Ａ〜１９Ｆによって塗料２が塗布された線材３は、焼付炉４を通過する過程で塗料２内の溶剤が蒸発し、焼付けされた塗料２が線材３の表面に固着する。蒸発した溶剤は、触媒装置６によって有害成分及び環境破壊に関与する成分が除去されるとともに、他の気化した成分が排気ダクト７から大気中へ排出される。
【００３７】
（第１の実施の形態の効果）
上記した第１の実施の形態によれば、短時間で変質する２液型の塗料２が、塗料漏れを生じないように取り付けられたチューブ２０Ａ〜２０Ｆを介して自重に基づいて流動することにより短時間によどみなく塗装ダイス１９Ａ〜１９Ｆに供給されるため、線材３への塗装部分における外気との接触を遮断して塗料２の増粘、硬化が防止され、２液型の塗料の長所を活かした塗布が可能になる。なお、塗料２に塵や埃が混入することを防ぐために、塗料槽１８の上部を塗料２の供給に支障がない程度に蓋部材やカバーで覆ってもよい。
【００３８】
［第２の実施の形態］
図５は、本発明の第２の実施の形態に係る塗料塗布装置を示す概略構成図である。
【００３９】
本実施の形態は、第１の実施の形態の塗料塗布装置１０において、チューブ２０Ａ〜２０Ｆに代えてＬ字形状をなす塗料槽３０を直接、塗装ダイスへ接続したものであり、その他の構成は第１の実施の形態と同様である。以下の説明において、第１の実施の形態と同一の構成及び機能を有する部分については同一の符号を付している。なお、本実施の形態においては、Ｌ字形状をなす塗料槽３０を用いたが、これに限定されるものではなく、塗料２がよどむことなく塗装ダイス１９Ａ〜１９Ｆへ供給される形状をなす塗料槽であれば、同様の効果を得ることができる。
【００４０】
図６は、図５に示す塗料槽の平面図であり、図７は、図６に示す塗料槽の線材導入側から見た側面図である。
【００４１】
塗料槽３０は、上部の開口した枡型を成し、側壁３８Ａ，３８Ｂに垂直に組み合わせて底板３７上に設けられている前壁３１には、線材３を通過させるための６つのスリット３２が設けられ、底板３７上に設けられた後壁３３には、塗装ダイス１９Ａ〜１９Ｆの入り側を保持するためのダイス固定ネジ３４を有する。塗料槽３０の内部は、仕切部材３５によって前後（スリット３２が設けられている側を前、塗装ダイス１９Ａ〜１９Ｆが設けられている側を後とする）に分割され、前壁３１と仕切部材３５の間には、線材３を上部開口から所定位置まで挿入できるようにする切り込み３６ａを有するシール部材３６が挿入されている。
【００４２】
本実施の形態においては、線材３はスリット３２及びシール部材３６を通して塗装ダイス１９Ａ〜１９Ｆに通線される。その他の通線経路は、第１の実施の形態と同様である。ミキサー１５から供給される塗料２は塗料槽３０で流動して溜まり、その下部から塗料２が塗装ダイス１９Ａ〜１９Ｆに供給され、線材３に塗布される。
【００４３】
第２の実施の形態によれば、塗装ダイス１９Ａ〜１９Ｆへ塗料２が移動するまでの経路は、必ずしも一方向ではないが塗装ダイス１９Ａ〜１９Ｆの上流側に貯留され、消費量が多ければ、塗料２は殆どよどむことなく塗装ダイス１９Ａ〜１９Ｆへ供給することができる。
【００４４】
また、第２の実施の形態によれば、線材３が塗料槽３０から塗装ダイス１９Ａ〜１９Ｆへ通過する際に線材３の周囲に発生する塗料２の渦により、塗料槽３０内の塗料２を絶えず塗装ダイス１９Ａ〜１９Ｆの方向へ流動させ、塗料２をよどむことなく線材３へ塗布することができる。
【００４５】
なお、塗料槽３０内は、線材３の周囲に発生する塗料２の渦の影響が及ぶ程度の容量を有することが好ましい。例えば、塗装ダイス１９Ａ〜１９Ｆから線材３へ１分間あたりに塗布される塗料量をＴ（ｃｃ／分）とし、塗料２が塗料槽３０へ供給されてから硬化するまでの時間をｔ（分）とした場合、塗料槽３０内は、Ｔ×ｔ（ｃｃ）以下の容量を有することにより、塗料２は、塗料槽３０内で硬化せずに流動することができる。すなわち、塗料２の硬化を抑制して塗料２の流動性を確保することを目的として、塗料槽３０は、Ｔ×ｔ（ｃｃ）以下の容量となるように形成されることが好ましい。
【００４６】
また、塗料槽３０において、隣り合う線材３の間隔ｐは５〜２０ｍｍ、好ましくは５〜１０ｍｍの範囲で調整するのがよい。間隔ｐが２０ｍｍよりも大きいと、線材３の周囲に渦が発生し難くなってしまう場合があり、間隔ｐが５ｍｍよりも小さいと、塗料２が流動し過ぎてしまい塗装ダイスへ安定して供給することが難しくなる場合がある。このときの塗料２の粘度は、０．１〜１０Ｐａ・ｓ、好ましくは１〜３Ｐａ・ｓである。そして、線材３の間隔及び塗料２の粘度が上記範囲であり、かつ、単位時間あたりに線材３が塗料槽３０内を移動する距離を１０〜２００ｍｍの範囲となるよう適宜調整することにより、線材３の周囲に塗料２の渦を発生させることができる。これにより、塗料槽３０内の塗料２は、絶えず塗装ダイス１９Ａ〜１９Ｆの方向へ流動し、よどむことなく塗装ダイス１９Ａ〜１９Ｆへ塗料２を供給することができる。これにより、塗料槽３０内での製造上で問題にならない程度の僅かな硬化はあるものの、長時間運転（例えば、２４時間以上の連続運転）が可能となる。なお、制御部２４は、塗料槽３０が貯える塗料２の液面が、塗料槽３０の底から１０〜２０ｍｍの範囲の高さで一定となるように、液面センサ２２からの信号に基づいてポンプ１７Ａ及びポンプ１７Ｂの動作を制御することが好ましい。
【００４７】
［第３の実施の形態］
図８は、本発明の第３の実施の形態に係る塗料塗布装置の主要部を示す平面図であり、図９は、図８に示す塗料塗布装置の断面図である。なお、図８においては、チューブの一部を破断で示している。
【００４８】
本実施の形態は、第２の実施の形態において、塗料槽３０と塗装ダイス１９Ａ〜１９Ｆとを分割して設け、両者間をチューブ２０Ａ〜２０Ｆで接続するとともに、塗料槽３０の前壁３１及び仕切部材３５を傾斜させたものであり、その他の構成は第１の実施の形態と同様である。なお、塗料塗布装置１０における線材３の通線方法、及び塗装方法については、第２の実施の形態と同様であるので、説明を省略する。
【００４９】
第３の実施の形態によれば、塗料槽３０の後壁３３と塗装ダイス１９Ａ〜１９Ｆの間にチューブ２０Ａ〜２０Ｆを設けたことにより、第２の実施の形態に比べ、塗装ダイス１９Ａ〜１９Ｆに供給される塗料２のよどみを少なくすることができる。
【実施例１】
【００５０】
次に、実施例について説明する。本発明者らは、図１に示した塗料塗布システム１を用いて、以下の条件による実施例の検証を行った。
【００５１】
線材３として導体径０．４０ｍｍの銅線を用いるとともに、混合すると３０分程度で増粘して塗布できなくなる２液型の第１の塗料１１，第２の塗料１３を混合することにより形成した塗料２を用い、線材３に被膜厚０．０１５ｍｍに塗布・焼付けしてエナメル線を製造した。
【００５２】
なお、２液型の第１の塗料１１には、不揮発分７０質量％のイソシアネート基含有ウレタンプレポリマー溶液（オート化学工業社製）を用い、２液型の第２の塗料１３には、不揮発分７０質量％のポリエステルポリオール溶液（オート化学工業社製）を用いた。
【００５３】
また、塗料塗布装置１０の１パス目の塗装ダイス１９Ａの内径を０．４３ｍｍ、２パス目の塗装ダイス１９Ｂを０．４６ｍｍとし、３パス目以降の塗装ダイス１９Ｃ〜１９Ｆも０．０３ｍｍずつ増加する構成とし、塗装速度（＝線材３の搬送速度）は５０ｍ／分とし、焼付温度を３５０℃〜４１０℃の範囲とした。更に、１パス当りの塗料消費量を１．３ｃｃ／ｍｉｎ、塗装ダイス１９Ａ〜１９Ｆ内部の体積を０．１ｃｃ、チューブ内の体積を２．８ｃｃとした。また、６パス用の塗料槽１８の容量を２１．６ｃｃとして塗料塗布装置１０を設計した。
【００５４】
その結果、塗料塗布装置１０は、５分間で塗料２を使い切ることを確認した。更に、２４時間連続運転後も、塗料塗布装置１０内の塗料２が硬化することはなかった。以上のように、本発明に係る塗料塗布システム１によれば、時間とともに変質する２液型の塗料２を用いて線材３に塗装を行っても、塗料２の硬化を招くことなく、安定に塗布できることを確認できた。
【実施例２】
【００５５】
次に、本発明者らは、図５に示した塗料塗布装置１０を備えた塗料塗布システム１にて検証を行った。線材３として導体径０．４０ｍｍの銅線を用いるとともに、不揮発分７０質量％のイソシアネート基含有ウレタンプレポリマー溶液（オート化学工業社製）からなる第１の塗料１１と，不揮発分７０質量％のポリエステルポリオール溶液（オート化学工業社製）からなる第２の塗料１３を混合することにより形成した２液型の塗料２を用い、線材３に被膜厚０．０３２ｍｍに塗布・焼付けしてエナメル線を製造した。
【００５６】
また、実施例２においては、塗料塗布装置１０の１パス目の塗装ダイス１９Ａの内径を０．４３ｍｍ、２パス目の塗装ダイス１９Ｂを０．４４ｍｍとし、３パス目以降の塗装ダイス１９Ｃ〜１９Ｆも０．０１ｍｍずつ増加する構成とし、塗装速度（＝線材３の搬送速度）は５０ｍ／分とし、焼付温度を３５０℃〜４１０℃の範囲とした。更に、１パス当りの塗料消費量を０．５ｃｃ／ｍｉｎ、塗装ダイス１９Ａ〜１９Ｆ内部の体積を０．２５ｃｃとした。また、図６に示した６パス用の塗料槽３０の容量を３６．０ｃｃ（塗料槽３０内の塗料２＝２４．０ｃｃ）とし、隣り合う各線材３の間隔を１０ｍｍとし、塗料２の液面が塗料槽３０の底から２０ｍｍの高さの位置に一定量となるように塗料２を供給する塗料塗布装置１０を設計した。
【００５７】
その結果、実施例２では、塗料塗布装置１０は、塗料槽３０内で塗料２が硬化して流動し難くなることもなく、また、線材３の周囲に安定した渦を発生させることができ、塗料２は、絶えず連続的に塗装ダイスの方向へ流動し、よどむことなく塗装ダイスへ塗料２を供給することができた。２４時間連続運転後も、塗料塗布装置１０内の塗料２が硬化することなく安定して線材３に塗料を塗布することができた。
【実施例３】
【００５８】
次に、本発明者らは、図８及び図９に示した塗料塗布装置を備えた塗料塗布システム１にて検証を行った。線材３として導体径０．４０ｍｍの銅線を用いるとともに、実施例２と同じ２液型の第１の塗料１１，第２の塗料１３を混合することにより形成した塗料２を用い、線材３に被膜厚０．０３２ｍｍに塗布・焼付けしてエナメル線を製造した。
【００５９】
また、実施例３においては、実施例２と同様の容量（３６．０ｃｃ）を持つ塗料槽３０と実施例１と同様の体積（２．８ｃｃ）を持つチューブ２０Ａ〜２０Ｆとを固定具２５にて接続してなる塗料塗布装置を用いた以外は、実施例２と同様の方法にて、線材３に塗料２を塗布・焼付けしてエナメル線を製造した。なお、実施例３における塗料槽３０内の塗料２の量は実施例２と同様に２４．０ｃｃとした。
【００６０】
その結果、実施例３においても、塗料槽３０内で塗料２が硬化して流動し難くなることもなく、また、線材３の周囲に安定した渦を発生させることができ、塗料２は、絶えず連続的に塗装ダイスの方向へと流動し、よどむことなく塗装ダイスへ塗料２を供給することができた。２４時間連続運転後も塗料塗布装置内の塗料２が硬化することなく安定して線材３に塗料２を塗布することができた。
【００６１】
なお、本発明は、上記各実施の形態及び実施例に限定されず、その要旨を変更しない範囲内で種々な変形が可能である。例えば、各実施の形態間の構成要素の組合せは任意に行うことができる。
【００６２】
例えば、上記各実施の形態においては、塗布経路及び焼付炉４の配列が水平（重力の方向に垂直な方向）になる横型の塗料塗布装置１０の構成にしたが、塗布経路及び焼付炉４の配列が垂直（重力の方向に平行な方向）になる縦型塗料塗布装置を形成することもできる。
【００６３】
また、本発明の各実施の形態においては、塗料２に２液型のワニスを使用したが、これに限定されるものではなく、塗料原料Ａ、Ｂに塗料原料Ａ、Ｂとは異なる官能基を有する複数の塗料原料を混合した３液型、４液型、・・・、ｎ液型（ｎは正の整数）のワニスを塗料２に用いることもできる。更に、従来の１液型のワニスも塗料２に使用することができ、この１液型においては、従来の塗料塗布装置で行っていた循環を必要としないので、従来よりも不純物の少ない塗料を塗布、焼付けすることができる。
【００６４】
また、本発明の各実施の形態においては、塗料槽の上方に液面センサを配置して塗料槽内の塗料の液面レベルを検出することにより、塗料槽内の塗料を一定量に制御したが、例えば、荷重センサにより塗料槽の重量を検出する、リミットセンサなどの接触式センサあるいは静電容量や光学的な変化を用いる非接触式センサにより液面レベルを検出する、などの検出方法を用いて、塗料槽が貯える塗料が一定量となるように自動制御することが可能である。
【００６５】
また、本発明の第２の実施の形態、及び第３の実施の形態においては、塗料槽３０内に各線材３を各々に仕切る仕切り部材を設けてもよい。仕切り部材における線材３の進行方向に対して垂直な断面の形状は、特に限定されるものではないが、三角形、矩形などからなる形状のものを用いることができる。また、仕切り部材は、塗料槽３０の底板からの高さが、一定量に保たれた塗料２の液面の高さよりも低いことが好ましい（但し、線材３が位置する高さよりも高い）。このような仕切り部材を設けることによって、塗料２の滞留がより緩和される。
【符号の説明】
【００６６】
１ 塗料塗布システム
２ 塗料
３ 線材
４ 焼付炉
５Ａ〜５Ｄ シーブ（又はローラ）
６ 触媒装置
７ 排気ダクト
１０ 塗料塗布装置
１１ 第１の塗料
１３ 第２の塗料
１２ 第１の塗料タンク
１４ 第２の塗料タンク
１５ ミキサー
１６Ａ，１６Ｂ 配管
１７Ａ，１７Ｂ ポンプ
１８，３０ 塗料槽
１９Ａ〜１９Ｆ 塗装ダイス
２０Ａ〜２０Ｆ チューブ
２０ａ 孔
２１ ダイスホルダ
２２ 液面センサ
２３ 信号線
２４ 制御盤
２５，２６ 固定具
３１ 前壁
３２ スリット
３３ 後壁
３４ ダイス固定ネジ
３５ 仕切部材
３６ シール部材
３６ａ 切り込み
３７ 底板
３８Ａ，３８Ｂ 側壁
【特許請求の範囲】
【請求項１】
塗料を線材に塗布する塗装ダイスと、前記塗料を該塗料の自重によって前記塗装ダイスへ供給する塗料槽と、前記塗料を前記塗料槽へ供給する塗料供給部とを備え、
前記塗料槽は、チューブを介して前記塗装ダイスに接続されていることを特徴とする塗料塗布装置。
【請求項２】
前記チューブは、内部から前記塗料が漏れ出ない弾力性を有する請求項１に記載の塗料塗布装置。
【請求項３】
前記チューブは、前記塗料に含まれる溶剤に溶けない材料で形成されている請求項１または２に記載の塗料塗布装置。
【請求項４】
前記チューブは、湾曲状あるいは直角状をなして前記塗装ダイスに接続されている請求項１〜３のいずれかに記載の塗料塗布装置。
【請求項５】
前記線材は、前記チューブに形成された孔を介して前記チューブの外部から前記チューブの内部に導入される請求項１〜４のいずれかに記載の塗料塗布装置。
【請求項６】
前記塗料は、異なる官能基を有する複数の塗料原料を混合したものである請求項１〜５のいずれかに記載の塗料塗布装置。
【請求項７】
前記塗料は、反応の速い官能基を有する塗料原料からなる第１の塗料と、前記第１の塗料とは異なる官能基を有する塗料原料からなる第２の塗料とを混合したものである請求項１〜６のいずれかに記載の塗料塗布装置。
【請求項８】
前記塗料槽内への前記塗料の供給量を検出するセンサと、前記センサの検出結果に基づいて前記塗料槽への供給量を制御する制御部とを有する請求項１〜７のいずれかに記載の塗料塗布装置。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか１項に記載の塗料塗布装置を用いて線材の表面に塗料を塗布して所定の厚さの塗料層を形成する工程と、
前記塗料層を焼付けして被膜を形成する工程と、を含むことを特徴とするエナメル線の製造方法。
【請求項１】
塗料を線材に塗布する塗装ダイスと、前記塗料を該塗料の自重によって前記塗装ダイスへ供給する塗料槽と、前記塗料を前記塗料槽へ供給する塗料供給部とを備え、
前記塗料槽は、チューブを介して前記塗装ダイスに接続されていることを特徴とする塗料塗布装置。
【請求項２】
前記チューブは、内部から前記塗料が漏れ出ない弾力性を有する請求項１に記載の塗料塗布装置。
【請求項３】
前記チューブは、前記塗料に含まれる溶剤に溶けない材料で形成されている請求項１または２に記載の塗料塗布装置。
【請求項４】
前記チューブは、湾曲状あるいは直角状をなして前記塗装ダイスに接続されている請求項１〜３のいずれかに記載の塗料塗布装置。
【請求項５】
前記線材は、前記チューブに形成された孔を介して前記チューブの外部から前記チューブの内部に導入される請求項１〜４のいずれかに記載の塗料塗布装置。
【請求項６】
前記塗料は、異なる官能基を有する複数の塗料原料を混合したものである請求項１〜５のいずれかに記載の塗料塗布装置。
【請求項７】
前記塗料は、反応の速い官能基を有する塗料原料からなる第１の塗料と、前記第１の塗料とは異なる官能基を有する塗料原料からなる第２の塗料とを混合したものである請求項１〜６のいずれかに記載の塗料塗布装置。
【請求項８】
前記塗料槽内への前記塗料の供給量を検出するセンサと、前記センサの検出結果に基づいて前記塗料槽への供給量を制御する制御部とを有する請求項１〜７のいずれかに記載の塗料塗布装置。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか１項に記載の塗料塗布装置を用いて線材の表面に塗料を塗布して所定の厚さの塗料層を形成する工程と、
前記塗料層を焼付けして被膜を形成する工程と、を含むことを特徴とするエナメル線の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１２−１３４１６１（Ｐ２０１２−１３４１６１Ａ）
【公開日】平成２４年７月１２日（２０１２．７．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−２１９７５（Ｐ２０１２−２１９７５）
【出願日】平成２４年２月３日（２０１２．２．３）
【分割の表示】特願２００７−２６８０１６（Ｐ２００７−２６８０１６）の分割
【原出願日】平成１９年１０月１５日（２００７．１０．１５）
【出願人】（５９１０３９９９７）日立マグネットワイヤ株式会社 (63)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年７月１２日（２０１２．７．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２４年２月３日（２０１２．２．３）
【分割の表示】特願２００７−２６８０１６（Ｐ２００７−２６８０１６）の分割
【原出願日】平成１９年１０月１５日（２００７．１０．１５）
【出願人】（５９１０３９９９７）日立マグネットワイヤ株式会社 (63)
【Ｆターム（参考）】
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