CN101112131A - 电气绝缘性薄片的除电装置、除电方法和制造方法 - Google Patents

电气绝缘性薄片的除电装置、除电方法和制造方法 Download PDF

Info

Publication number
CN101112131A
CN101112131A CNA2006800035574A CN200680003557A CN101112131A CN 101112131 A CN101112131 A CN 101112131A CN A2006800035574 A CNA2006800035574 A CN A2006800035574A CN 200680003557 A CN200680003557 A CN 200680003557A CN 101112131 A CN101112131 A CN 101112131A
Authority
CN
China
Prior art keywords
electrode
ion
unit
electric
thin slice
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CNA2006800035574A
Other languages
English (en)
Inventor
平井康之
森冈聪子
田中治美
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toray Industries Inc
Original Assignee
Toray Industries Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toray Industries Inc filed Critical Toray Industries Inc
Publication of CN101112131A publication Critical patent/CN101112131A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Electrostatic Separation (AREA)

Abstract

一种电气绝缘性薄片的除电装置,具有相对于电气绝缘性薄片的移动路径,沿该薄片的移动方向间隔设置的至少2个除电单元,该各除电单元具有配置在所述薄片的第1面侧的第1电极单元、与配置在所述薄片的第2面侧的第2电极单元,所述第1电极单元具有第1离子生成电极,所述第2电极单元具有与所述第1离子生成电极相对配置的第2离子生成电极,其中,在所述各除电单元中,所述第1离子生成电极与所述第2离子生成电极具有赋予直流的离子生成电极间电位差的关系,当所述除电单元的总数为n(n为2以上的整数)时,n个所述除电单元中、n/4个以上(小数点以下进位)的所述除电单元中的所述离子生成电极间电位差与其它所述除电单元中的所述离子生成电极间电位差具有彼此成逆极性电位差的关系。

Description

电气绝缘性薄片的除电装置、除电方法和制造方法
技术领域
本发明涉及一种电气绝缘性薄片的除电装置、除电方法和制造方法。
背景技术
塑料薄膜等电气绝缘性薄片中的带电,在加工薄片的工序中会阻碍薄片的加工。结果,有时加工制品的品质无法如期待的那样。例如,在对存在静电放电造成的、称为静电斑痕的局部强带电或放电痕迹的薄片实施印刷或镀膜剂涂布的加工的情况下,得到的加工制品具有墨水或镀膜剂的附着不均匀。在电容器用或包装用等金属覆盖薄膜的制造工序中,在真空淀积或溅射等镀膜加工之后,加工制品中会出现静电斑痕。存在静电斑痕的部分中的强带电导致薄膜由于静电力而紧贴到其它部件,成为产生搬运不良或定位、切片微动不良等各种问题的原因。
为了避免这种问题,以前,使用自放电式除电器,即使接地的刷子状导电体接近带电的电气绝缘性薄片,使刷子顶端发生电晕放电,进行除电;或使用交流式或直流式电压施加式除电器,即向针状电极施加商用频率的高电压或直流高电压,发生电晕放电,进行除电。这些自放电式除电器或电压施加式除电器利用电气绝缘性薄片的带电产生的电场,拉曳电晕放电产生的离子,中和即除去电气绝缘性薄片的带电。由此,可降低带电为高电位的薄片的电位。
但是,电气绝缘性薄片的带电由于薄片上的静电放电等,而多处于在薄片的单面或双面以窄的间距混合存在正极性与负极性带电区域的状态。尤其是在薄片的双面带电的情况下,大多各面逆极性带电。将该状态的带电称为‘双面双极性带电’。具有这种带电的电气绝缘性薄片中的电场仅集中在薄片的内部(厚度方向)或薄片的表面附近。因此,不能从位于稍离开电气绝缘性薄片的位置的除电器的离子生成部分(刷子顶端或针状电极的针尖)拉曳足够的离子,基本上得不到对具有这种细微带电状态的薄片的除电效果。
相反,已知向夹持电气绝缘性薄片间隔配置的离子生成电极与离子吸引电极施加逆相位交流电压的图1所示的薄片除电装置1(参照专利文献1)、和图2所示的薄片除电装置2(参照专利文献2)。
根据专利文献1或专利文献2的除电装置,不依赖于电气绝缘性薄片S的带电所产生的电场,利用离子生成电极1b与离子吸引电极1d之间的电场,或离子生成用电极2b与离子加速用电极2d之间的电场,离子生成用电极2f与离子加速用电极2h的电场,向薄片S强制照射离子,所以即便是具有细微带电状态的薄片中,除电效果也高。
但是,如专利文献1中公开的图1所示的除电装置1所示,在从薄片S的单侧强制地照射离子的情况下,薄片S在强制带电照射的离子的极性上,引起如下的两个问题。
第1问题是薄片S的电位由于强制地照射的离子而上升。薄片S的带电即便仅为1μC/m2级的电荷密度,薄片S在空中搬运的状态下,由于从薄片S的单面侧照射一边的极性的离子,所以薄片S相对于接地构造物的电位上升到数10kV以上。由于与接地构造物的距离越大,薄片S的静电容量越小,即便是相同电荷密度,电位也变高,所以产生该现象。
下面,将薄片S在空中搬运的状态下测定的电位称为‘架空时电位’。若架空时电位上升,则离子由于薄片S的带电,受到基于库仑力的斥力,妨碍离子到达薄片S。换言之,最初仅有些许离子由于强制照射而到达薄片S上,从而薄片S的电位绝对值提高,所以即便继续强制照射相同极性的离子,薄片S也不会接受更多的离子。
即,形成如下状态,即便离子生成电极生成大量的离子,也不向薄片S照射足够的离子。可照射的离子量顶多为1μC/m2左右。该值通常比基于放电痕迹等而双面双极性带电的薄片S中各面的电荷密度小得多。在本发明者的调查中,放电痕迹等部位中的薄片S各面的电荷密度为数10至数100μC/m2左右。
第2问题是由于使用交流电压,沿薄片S的移动方向,在薄片S中产生对应于强制照射离子极性的正负带电不均匀。为了去除该不均匀,在除电装置1的下游还必需直流和交流的除电器1e和1f的情况不少。
在专利文献1的除电装置1中,离子照射的仅是薄片S的单面(除电面)。因此,在薄片S双面双极性带电的情况下,不能对除电面的相反面(非除电面)中存在的电荷进行除电(中和)。该现象由于在电气绝缘性薄片S中、电荷不易沿其厚度方向移动而产生。
通过维持薄片S的非除电面中存在的电荷不变,逆极性的离子以与非除电面的带电相等的量附着在面内方向的位置与非除电面的带电相同部位的相反面(除电面)上。该现象的产生是由于不区别薄片S的表里(除电面与非除电面)的电荷,利用库仑力来拉曳照射的离子。
利用专利文献1的除电装置1执行的除电,最终,即在执行配置于下游的直流和交流的除电器1e和1f的处理之后,得到的薄片S在薄片S的面内方向的位置相同的部位下的、薄片S的双面局部电荷密度之和(外观上的电荷密度)实质上为零。但是,实际上,该状态是电气绝缘性薄片S的面内方向位置相同的部位下的薄片S的双面等量逆极性带电的状态。将这种薄片S的状态称为‘外观上的不带电’状态,将这种除电称为‘外观上的除电’。
在专利文献2公开的图2所示的除电装置2中,向薄片S的双面照射离子。但是,该离子照射不是同时向薄片S的双面、而是交互进行的。因此,当每次照射离子时,与专利文献1公开的除电装置1一样,产生上述第1问题或第2问题。由于存在第1问题,所以到达薄片S上的离子照射量少。结果,就双面双极性带电的薄片S而言,除电装置2基本上没有使薄片S的各面电荷减少的能力。因此,除电装置2与专利文献1公开的除电装置1一样,基本上不能除电薄片S的带电至‘外观上的不带电’的状态之上。
专利文献3中公开图3所示的除电装置3。该除电装置3具有如下构造,在薄片S的单面侧,从薄片S起间隔配置施加正极性直流电压的第1离子生成电极3a,在薄片S的相反面侧,从薄片S起间隔配置施加负极性直流电压的第2离子生成电极3c,从薄片S的双面同时照射逆极性的离子。
尽管专利文献3中未记载,但根据本发明人的见识,在该除电装置3中,与专利文献2公开的除电装置2不同,从薄片S的双面同时照射逆极性的离子,所以难以产生上述第1问题和第2问题。即,在专利文献3的除电装置3中,薄片S的‘架空时电位’不上升,可向薄片S的双面照射充分的离子。
但是,就专利文献3公开的除电装置3而言,向薄片S的单面仅照射正离子,向相反面仅照射负离子。因此,即便仅对第1面100带负电、第2面200带正电的薄片上的部位得到除电效果,对第1面100带正电、第2面200带负电的薄片上的部位也得不到除电效果。并且,确认了如下现象,在薄片S的各面的带电极性与照射到薄片S的各面的离子极性相同的情况下,薄片S的各面的电荷增加。
在专利文献3或专利文献4中,公开图4所示的除电装置4。该除电装置4具有如下构造,在薄片S的双面,从薄片S起间隔配置施加逆极性交流电压的一组离子生成电极4a和4c,向薄片S的双面同时照射极性随时间变化的逆极性离子。
在使用交流电压的情况下,发现乍一看向薄片的第1面100、第2面200各自中照射正负双极性的离子。但是,若观察移动的薄片S的各部,则仅向第1面100照射正离子(向第2面200照射负离子)的部位、与向第1面100照射负离子(向第2面200照射正离子)的部位沿薄片S的移动方向周期地重复。即,即便在理想的情况下,就薄片S的各部位而言,也仅向薄片S的各面照射单极性的离子。
若在薄片S的移动方向的任意位置下的各部位观察,则薄片S的各面带电的极性为逆极性,‘架空时电位’约为零。但是,若在薄片S的移动方向的各部位观察薄片S的各面附着离子,则观察到正离子与负离子周期地交互附着的状态。即,产生离子的附着不均匀。仅此就无法充分除电正负带电混合存在的薄片S的各面,至多仅可实现‘外观上的不带电’。
在专利文献3中,作为配置于薄片S各面的离子生成电极的方式,例如平行于薄片S的移动方向来配置施加同极性直流电压的3条引线电极的方式、或施加交流电压的1条引线电极。但是,这些都不过从薄片S的各面向薄片S的各部位照射单极性的离子。
专利文献3或专利文献4中公开的施加逆极性交流电压的一组离子生成电极相对薄片S间隔配置,向薄片S的双面同时照射极性随时间变化的逆极性离子的除电装置,沿薄片S的移动方向并列设置多个的情况下,各除电装置在薄片S的移动方向的各部位还包含附着离子的极性,发生离子的附着不均匀。因此,由于薄片S的移动速度、交流电压的大小或频率、各除电装置在薄片S的移动方向的并列设置间隔等条件不同,薄片S的各面各部位中的离子附着不均匀增长。
专利文献5中公开如下装置,夹持两片重叠的薄片S,配置施加逆极性直流电压的一组离子生成电极,向薄片S的双面同时照射逆极性的离子,执行薄片S的贴合。但是,就这种薄片S的贴合装置而言,目的仅在于使各个薄片S逆极性带电,根本未研究薄片S各自的除电。
本发明人确认,尽管是这种外观上不带电,但就各面带电的状态的电气绝缘性薄片而言,在其加工时,若在薄片中执行金属淀积或镀膜剂的涂布等,则再次发现最初的带电状态。
对于这种外观上不带电的薄片,若以导电性覆盖加工为目的执行金属淀积,则对于薄片淀积层的电荷,在位于与薄片的界面上的金属淀积膜表面中感应逆极性的电荷,界面上的电位变为零。由于在薄片的非淀积面中存在电荷,所以在薄片的非淀积面附近产生由非淀积面的电荷形成的电场,发现静电斑痕。
在涂布镀膜剂的情况下,作为预备辊,使用导电性辊的金属辊,有时利用该辊对薄片执行镀膜剂的涂布。此时,对于薄片与金属辊的接触面上的薄片上的电荷,在金属辊表面中感应与薄片上的电荷逆极性的电荷,接触面上的电位变为零。由于在薄片的非接触面(镀膜剂的涂布面)中存在电荷,所以在涂布面附近产生由涂布面的电荷形成的电场,引起镀膜剂的涂布不均匀。
如上所述,现有技术均不过对电气绝缘性薄片执行‘外观上的除电’。在现有技术中,无法消除真空淀积或溅射等镀膜加工后的静电斑痕的产生、滑动不良引起的切片的微动不良、或墨水或镀膜剂的附着不均匀等问题。
专利文献1:日本特许第2651476号公报
专利文献2:日本特开2002-313596号公报
专利文献3:日本特开2004-039421号公报
专利文献4:美国专利第3475652号说明书
专利文献5:美国专利第3892614号说明书
非专利文献1:静电气手册、静电气学会编、Ohum出版社,1998年,p.46
发明内容
本发明的目的在于解决上述现有技术的上述问题,提供一种除电装置和除电方法,可容易地去除以窄间距混合存在于电气绝缘性薄片的单面或双面中的正极性与负极性的带电区域。尤其是提供一种可在接受除电处理的薄片的移动速度宽的区域中使用的除电装置和除电方法。
为了实现上述目的,本发明的电气绝缘性薄片的除电装置如下所示。
(1)一种电气绝缘性薄片的除电装置,具有相对于电气绝缘性薄片的移动路径,具有沿该薄片的移动方向间隔设置的至少2个除电单元,该各除电单元具有配置在所述薄片的第1面侧的第1电极单元、与配置在所述薄片的第2面侧的第2电极单元,所述第1电极单元具有第1离子生成电极,所述第2电极单元具有与所述第1离子生成电极相对配置的第2离子生成电极,其中,在所述各除电单元中,所述第1离子生成电极与所述第2离子生成电极之间具有赋予直流的离子生成电极间电位差的关系,当所述除电单元的总数为n(n为2以上的整数)时,n个所述除电单元中、n/4个以上(小数点以下进位)的所述除电单元中的所述离子生成电极间电位差与其它所述除电单元中的所述离子生成电极间电位差具有彼此成逆极性电位差的关系。
这里,在该领域中,由于电位差与电压通常用作同义词,所以也可将电位差改读为电压。
(2)一种电气绝缘性薄片的除电装置,具有相对于电气绝缘性薄片的移动路径,具有沿该薄片的移动方向间隔设置的至少2个除电单元,该各除电单元具有配置在所述薄片的第1面侧的第1电极单元、与配置在所述薄片的第2面侧的第2电极单元,所述第1电极单元具有第1离子生成电极,所述第2电极单元具有与所述第1离子生成电极相对配置的第2离子生成电极,其中,在所述各除电单元中,所述第1离子生成电极与所述第2离子生成电极之间具有通过彼此施加逆极性的直流电压而赋予直流的离子生成电极间电位差的关系,当所述除电单元的总数为n(n为2以上的整数)时,n个所述除电单元中、n/4个以上(小数点以下进位)的所述除电单元中的所述离子生成电极间电位差与其它所述除电单元中的所述离子生成电极间电位差具有彼此成逆极性电位差的关系。
若将本方式中的电位差改读为电压,则本方式如下所述。
一种电气绝缘性薄片的除电装置,对于电气绝缘性薄片的移动路径,具有沿该薄片的移动方向间隔设置的至少2个除电单元,该各除电单元具有配置在所述薄片的第1面侧的第1电极单元、与配置在所述薄片的第2面侧的第2电极单元,所述第1电极单元具有第1离子生成电极,所述第2电极单元具有与所述第1离子生成电极相对配置的第2离子生成电极,其中,就所述各除电单元而言,施加于所述第1离子生成电极的电压与施加于所述第2离子生成电极的电压彼此为逆极性的直流电压,当所述除电单元的总数为n(n为2以上的整数)时,施加于n个所述除电单元中、n/4个以上(小数点以下进位)所述除电单元中的所述第1离子生成电极上的电压与施加于其它所述除电单元中的所述第1离子生成电极上的电压具有为逆极性电压的关系。
(3)一种电气绝缘性薄片的除电装置,具有相对于电气绝缘性薄片的移动路径,具有沿该薄片的移动方向间隔设置的至少2个除电单元,该各除电单元具有配置在所述薄片的第1面侧的第1电极单元、与配置在所述薄片的第2面侧的第2电极单元,所述第1电极单元具有第1离子生成电极,所述第2电极单元具有与所述第1离子生成电极相对配置的第2离子生成电极,其中,在所述各除电单元中,所述第1离子生成电极与所述第2离子生成电极具有通过相对于接地电位彼此施加逆极性的直流电压,或通过向任一边施加接地电压、向另一边施加直流电压,赋予直流的离子生成电极间电位差的关系,当所述除电单元的总数为n(n为2以上的整数)时,n个所述除电单元中、n/4个以上(小数点以下进位)的所述除电单元中的所述离子生成电极间电位差与其它所述除电单元中的所述离子生成电极间电位差具有彼此成逆极性电位差的关系。
(4)一种电气绝缘性薄片的除电装置,具有相对于电气绝缘性薄片的移动路径,具有沿该薄片的移动方向间隔设置的至少2个除电单元,该各除电单元具有配置在所述薄片的第1面侧的第1电极单元、与配置在所述薄片的第2面侧的第2电极单元,所述第1电极单元具有第1离子生成电极,所述第2电极单元具有与所述第1离子生成电极相对配置的第2离子生成电极,其中,在所述各除电单元中,所述第1离子生成电极与所述第2离子生成电极通过相对规定的共同电位彼此赋予逆极性的电位、具有赋予直流的离子生成电极间电位差的关系,当所述除电单元的总数为n(n为2以上的整数)时,n个所述除电单元中、n/4个以上(小数点以下进位)的所述除电单元中的所述离子生成电极间电位差与其它所述除电单元中的所述离子生成电极间电位差具有彼此成逆极性电位差的关系。
(5)上述(1)-(4)之一所述的电气绝缘性薄片的除电装置中,所述n个除电单元中、n/2个(小数点以下舍去)的所述除电单元中的所述离子生成电极间电位差与其它所述除电单元中的所述离子生成电极间电位差具有彼此成逆极性电位差的关系。
(6)上述(1)-(4)之一所述的电气绝缘性薄片的除电装置中,就全部所述除电单元而言,在所述薄片移动方向上邻接的所述除电单元彼此的所述离子生成电极间电位差具有彼此成逆极性电位差的关系。
(7)一种电气绝缘性薄片的除电装置,具有相对于电气绝缘性薄片的移动路径,沿该薄片的移动方向间隔设置的至少2个除电单元,该各除电单元具有配置在所述薄片的第1面侧的第1电极单元、与配置在所述薄片的第2面侧的第2电极单元,所述第1电极单元具有第1离子生成电极,所述第2电极单元具有与所述第1离子生成电极相对配置的第2离子生成电极,其中,
(a)至少一个所述除电单元中的、所述第1电极单元和所述
第2电极单元均为离子生成电极露出型的电极单元,
(b)在所述各除电单元中,在所述第1离子生成电极与所述第2离子生成电极之间具有赋予直流和/或交流的离子生成电极间电位差的关系,
(c)当所述除电单元的总数为n(n为2以上的整数)时,n个所述除电单元中、n/4个以上(小数点以下进位)的所述除电单元中的所述离子生成电极间电位差与其它所述除电单元中的所述离子生成电极间电位差具有彼此成逆极性电位差的关系。
(8)上述(1)-(4)和(7)之一所述的电气绝缘性薄片的除电装置中,就在所述薄片移动方向上邻接的至少1组所述除电单元而言,所述至少1组所述除电单元的所述离子生成电极间电位差具有彼此成逆极性电位差的关系,所述至少1组所述除电单元的除电单元间隔为所述至少1组所述除电单元各自的法线方向电极间距离最大值的0.8倍以上、3.0倍以下。
(9)上述(8)之一所述的电气绝缘性薄片的除电装置中,所述至少1组所述除电单元的除电单元间隔为所述至少1组所述除电单元各自的法线方向电极间距离最大值的0.8倍以上、2.0倍以下。
(10)上述(1)-(4)之一所述的电气绝缘性薄片的除电装置中,所述各除电单元中的所述第1电极单元具有第1屏蔽电极,并且,所述第2电极单元具有第2屏蔽电极,就在所述薄片移动方向上邻接的至少1组所述除电单元而言,所述至少1组所述除电单元的所述离子生成电极间电位差具有彼此成逆极性电位差的关系,所述至少1组所述除电单元的除电单元间隔为所述至少1组所述除电单元各自的宽度尺寸平均值的1.0倍以上、1.5倍以下。
(11)上述(1)-(4)和(7)之一所述的电气绝缘性薄片的除电装置中,就在所述薄片移动方向上邻接的至少1组所述除电单元而言,所述至少1组所述除电单元的所述离子生成电极间电位差具有彼此成同极性电位差的关系,所述至少1组所述除电单元的除电单元间隔为所述至少1组所述除电单元各自的法线方向电极间距离最大值的2.0倍以上。
(12)上述(1)-(4)之一所述的电气绝缘性薄片的除电装置中,所述各除电单元中的所述第1电极单元具有第1屏蔽电极,并且,所述第2电极单元具有第2屏蔽电极,就在所述薄片移动方向上邻接的至少1组所述除电单元而言,所述至少1组所述除电单元的所述离子生成电极间电位差具有彼此成同极性电位差的关系,所述至少1组所述除电单元的除电单元间隔为所述至少1组所述除电单元各自的宽度尺寸平均值的1.5倍以上。
(13)上述(1)-(4)和(7)之一所述的电气绝缘性薄片的除电装置中,赋予所述各除电单元的所述离子生成电极间电位差的电源是脉动率为5%以下的直流电源。
(14)上述(1)-(4)和(7)之一所述的电气绝缘性薄片的除电装置中,具有电位测定部件,配置在比所述各除电单元更靠近所述薄片移动方向的下游侧,边使所述电气绝缘性薄片接触接地导电性部件,边测定该电气绝缘性薄片的与所述接地导电性部件相反侧的表面电位;和控制部件,根据所述电位的测定值,控制所述各除电单元中至少一个中的所述离子生成电极间电位差。
(15)上述(1)-(4)和(7)之一所述的电气绝缘性薄片的除电装置中,具有所述各除电单元中、至少所述薄片移动方向的最下游的除电单元的所述离子生成电极间电位差的绝对值比其它所述除电单元的所述离子生成电极间电位差小的关系。
(16)上述(1)-(4)和(7)之一所述的电气绝缘性薄片的除电装置中,所述各除电单元中、至少所述薄片移动方向的最下游的除电单元的法线方向电极间距离比其它所述除电单元的法线方向电极间距离大。
(17)上述(1)-(4)和(7)之一所述的电气绝缘性薄片的除电装置中,所述各除电单元中、至少所述薄片移动方向的最下游的除电单元的电极错位量比其它除电单元的电极错位量大。
(18)上述(1)-(4)和(7)之一所述的电气绝缘性薄片的除电装置中,在比所述各除电单元更靠近所述薄片移动方向的下游侧,至少具有一个交流除电单元,该交流除电单元具有夹持所述薄片相对配置的第1交流离子生成电极与第2交流离子生成电极,具有向所述第1交流离子生成电极与所述第2交流离子生成电极之间赋予交流电位差的关系。
(19)上述(1)-(4)和(7)之一所述的电气绝缘性薄片的除电装置中,具有如下关系,即从至少一个单一电源,向所述n个除电单元中、至少一个所述除电单元的所述第1离子生成电极、和数量与所述至少一个所述除电单元相同的、与所述至少一个所述除电单元不同的所述除电单元的所述第2离子生成电极,施加正或负的直流电压。
为了实现上述目的,本发明的电气绝缘性薄片的除电方法如下所示。
(20)一种电气绝缘性薄片的除电方法,从正在移动的电气绝缘性薄片的第1面侧和第2面侧向该薄片同时照射极性分别不随时间变化的离子云对,以向两面间赋予电位差,之后,对于所述薄片的第1面和第2面,同时向各个面照射所述电位差的极性与所述照射时反转的、极性分别不随时间变化的离子云对,并且,照射所述离子云,使各个极性的离子量实质上相等。
(21)一种电气绝缘性薄片的除电方法,使用上述(1)-(4)和(7)之一所述的除电装置,执行电气绝缘性薄片的除电,以当相对于所述薄片的移动方向、第m个(m为1以上n以下的整数)所述除电单元中、所述离子生成电极间电位差的时间平均值为Vm[单位:kV]、所述第m个除电单元的法线方向电极间距离为d1-m[单位:mm]、和所述离子生成电极间电位差的脉动率为ym[单位:%]时,
满足由式|Vm|/d1-m>0.26表示的关系,并且
满足由式ym≤5表示的第1关系、和由式|Vm|<16和由式|Vm|/d1-m<0.35表示的第2关系的至少一个关系。
(22)在上述(21)所述的电气绝缘性薄片的除电方法中,施加于所述第m个除电单元中所述第1离子生成电极上的电压与施加于所述第2离子生成电极上的电压之和的振幅为所述第m个除电单元中所述离子生成电极间电位差的时间平均值的绝对值的0.05倍以上、0.975倍以下。
(23)一种电气绝缘性薄片的除电方法,使用上述(1)-(4)和(7)之一所述的除电装置,执行电气绝缘性薄片的除电,以当所述各除电单元中,通过向所述第1离子生成电极与所述第2离子生成电极彼此施加逆极性的直流电压,赋予直流的离子生成电极间电位差,相对于所述薄片的移动方向,施加于第m个(m为1以上n以下的整数)所述除电单元中、所述第1离子生成电极与所述第2离子生成电极的所述直流电压的时间平均值分别为V1-m[单位:kV]、V2-m[单位:kV]、所述第m个除电单元的法线方向电极间距离为d1-m[单位:mm]、施加于所述第m个除电单元中所述第1离子生成电极的所述直流电压的脉动率与施加于所述第2离子生成电极的所述直流电压的脉动率的平均脉动率为xm[单位:%]时,
满足由式|V1-m-V2-m|/d1-m>0.26表示的关系,并且
满足由式xm≤5表示的第1关系、和由式|V1-m|<8、式|V2-m|<8、和式|V1-m-V2-m|/d1-m<0.35表示的第2关系中的至少一个关系。
为了实现上述目的,本发明的已除电电气绝缘性薄片的制造方法如下所示。
(24)一种已除电电气绝缘性薄片的制造方法,从正在移动的电气绝缘性薄片的第1面侧和第2面侧向该薄片同时照射极性分别不随时间变化的离子云对,以向两面间赋予电位差,之后,对于所述薄片的第1面和第2面,同时向各个面照射电位差的极性与所述照射时反转的、极性分别不随时间变化的离子云对,并且,照射所述离子云,使各个极性的离子量实质上相等。
(25)一种已除电电气绝缘性薄片的制造方法,使用上述(1)-(4)和(7)之一所述的除电装置,执行电气绝缘性薄片的除电,以当相对于所述薄片的移动方向、第m个(m为1以上n以下的整数)所述除电单元中、所述离子生成电极间电位差的时间平均值为Vm[单位:kV]、所述第m个除电单元的法线方向电极间距离为d1-m[单位:mm]、所述离子生成电极间电位差的脉动率为ym[单位:%]时,
满足由式|Vm|/d1-m>0.26表示的关系,并且
满足由式ym≤5表示的第1关系、和由式|Vm|<16和由式|Vm|/d1-m<0.35表示的第2关系中的至少一个关系。
(26)在上述(25)所述的已除电电气绝缘性薄片的制造方法中,施加于所述第m个除电单元中所述第1离子生成电极上的电压与施加于所述第2离子生成电极上的电压之和的振幅为所述第m个除电单元中所述离子生成电极间电位差的时间平均值的绝对值的0.05倍以上、0.975倍以下。
(27)一种已除电电气绝缘性薄片的制造方法,使用上述(1)-(4)和(7)之一所述的除电装置,以当所述各除电单元中,通过向所述第1离子生成电极与所述第2离子生成电极彼此施加逆极性的直流电压,赋予直流的离子生成电极间电位差,相对于所述薄片的移动方向,施加于第m个(m为1以上n以下的整数)除电单元中、所述第1离子生成电极与所述第2离子生成电极的所述直流电压的时间平均值分别为V1-m[单位:kV]、V2-m[单位:kV]、所述第m个除电单元的法线方向电极间距离为d1-m[单位:mm]、施加于所述第m个除电单元中所述第1离子生成电极的所述直流电压的脉动率与施加于所述第2离子生成电极的所述直流电压的脉动率的平均脉动率为xm[单位:%]时,
满足由式|V1-m-V2-m|/d1-m>0.26表示的关系,并且
满足由式xm≤5表示的第1关系、和由式|V1-m|<8、式|V2-m|<8、和式|V1-m-V2-m|/d1-m<0.35表示的第2关系的至少一个关系。
适用本发明的电气绝缘性薄片的代表例为塑料薄膜、布帛、纸。在薄片的方式中,有通常以卷成辊状的状态处理的长条薄片、和通常以积层多个的状态处理的片状薄片。
作为塑料薄膜有:聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜、聚萘二甲酸乙二醇酯薄膜、聚丙烯薄膜、聚苯乙烯薄膜、聚碳酸酯薄膜、聚酰亚胺薄膜、聚苯硫醚薄膜、尼龙薄膜、芳族聚酰胺薄膜、聚乙烯薄膜等。通常,塑料薄膜与由其它材料构成的薄片相比,电气绝缘性高。
由本发明提供的除电技术有效用于塑料薄膜的除电,尤其是以窄间距混合存在于薄膜表面的正极性与负极性的带电区域的消失。
在本发明中,所谓‘电气绝缘性薄片的移动路径’是指电气绝缘性薄片为了除电而通过的空间。
在本发明中,所谓‘电气绝缘性薄片的法线方向’是指在将移动路径视为移动中的电气绝缘性薄片不受重力等外力影响、在宽度方向上不松驰的平面,并且,伴随电气绝缘性薄片的移动、薄片的位置在薄片法线方向上有变动的情况下,薄片位于时间上平均的位置时的上述平面(下面称为虚拟平均面)的法线方向。
在本发明中,所谓‘宽度方向’是虚拟平均面的面内方向,是指与电气绝缘性薄片的移动方向正交的方向。另外,‘宽度方向的各位置’的情况意味着实际上有助于除电的范围内的各位置。
在本发明中,所谓‘离子生成电极的顶端’是离子生成电极的各部中、形成生成离子的电场的部位,并且,是指距上述虚拟平均面最近的部位。多数情况下离子生成电极沿宽度方向延伸。此时,在宽度方向的各位置定义离子生成电极的顶端。
例如,在离子生成电极是由沿薄片宽度方向延伸的引线形成的引线电极的情况下,对应于宽度方向各部中距虚拟平均面最近的引线的部位。离子生成电极为在宽度方向上以规定间隔设置的、沿电气绝缘性薄片的法线方向延伸的针电极列的情况下,各针的距所述平面最近的部位(针尖)是其宽度方向位置上的‘离子生成电极的顶端’。就不存在针尖的宽度方向的各位置而言,‘离子生成电极的顶端’如图6G所示,由连结在宽度方向上以规定间隔设置的针尖彼此的折线8aL上的位置定义。将折线8aL称为离子生成电极的顶端的虚拟线。就存在针尖的宽度方向的位置而言,离子生成电极的顶端在虚拟线上的位置与针尖一致。
在本发明中,所谓‘第1和第2离子生成电极相对配置’是指第1和第2离子生成电极夹持薄片移动的路径面对,并且,在轴向各位置,在从第1离子生成电极的顶端起、下降到包含第2离子生成电极的顶端位置、平行于虚拟平均面的平面的垂线脚的位置,与第2离子生成电极的顶端位置之间,不存在屏蔽电极等导体,并且,在从第2离子生成电极的顶端起、下降到包含第1离子生成电极的顶端位置、平行于虚拟平均面的平面的垂线脚的位置,与第1离子生成电极的顶端位置之间,不存在屏蔽电极等导体,第1离子生成电极的顶端与第2离子生成电极的顶端之间在薄片移动方向上的间隔为法线方向电极间距离的10%以内。
在本发明中,所谓‘离子’是指电子、得失电子的原子、具有电荷的分子、分子簇、浮游粒子等各种方式的电荷载体。
在本发明中,所谓‘离子云’是由离子生成电极生成的离子团,是指不停留于特定场所、而像云一样在某个空间边扩散边浮游的离子团。
在本发明中,所谓‘离子生成电极’是指利用施加高电压产生的电晕放电等、在电极顶端附近的空间中生成离子的电极。
在本发明中,所谓‘屏蔽电极’是指配置在离子生成电极附近,向与离子生成电极之间赋予适当的电位差,从而辅助离子生成电极顶端的电晕放电的电极。
在本发明中,所谓‘离子生成电极露出型’的电极单元是指如下电极单元,即如图6D所示,在以电极单元的离子生成电极的顶端为中心、半径为由该电极单元构成的除电单元中法线方向电极间距离d1-m的1/2的三维虚拟球体中,不存在离子生成电极和对其供电的导体以外的、主要是金属等的导体的电极单元。
在本发明中,所谓‘部分电极’是指如图12A或图12B的8a1、8a2、...所示,构成为沿宽度方向区分电极单元的离子生成电极的多个导体集合体8a时的各个导体部分。
在本发明中,所谓‘离子生成电极间电位差’是指从第1离子生成电极的电位减去第2离子生成电极的电位时的电位差。所谓‘直流的离子生成电极间电位差’是指离子生成电极间电位的极性不反转、持续1秒以上维持相同极性的、脉动率为20%以下的电位差。离子生成电极间电位的极性最好维持20秒以上,更好是维持在一个薄片的一次除电操作中不反转。所谓一个薄片的一次除电操作是指例如1卷薄片辊的搬运的最初至最后的除电操作。但是,白噪音等非周期噪音分量引起的极性反转在这里不作为极性反转。离子生成电极间电位差在某个瞬间的直流分量由从该瞬间看过去1秒间的电位差平均值定义。
所谓第m个除电单元中离子生成电极间电位差的脉动率ym是在对于图19A所示的对第1离子生成电极的施加电压波形(施加电压的时间平均值V1-m[单位:kV])与对第2离子生成电极的施加电压波形(施加电压的时间平均值V2-m[单位:kV]),图19B所示的施加电压的差分量ΔV[单位:kV]的绝对值波形中的直流分量为P[单位:kV],周期的变动分量的振幅为Pr[单位:kV]时,由Pr/P=ym/100定义。
在本发明中,所谓‘某个除电单元中的‘离子生成电极间电位差’与其它除电单元中的‘离子生成电极间电位差’彼此为逆极性电位差’是指某个除电单元中的‘离子生成电极间电位差’的极性与其它除电单元中的‘离子生成电极间电位差’的极性彼此为逆极性。
在本发明中,所谓‘规定的共同电位’是构成从高压电源连接到各离子生成电极的电源线电位基准的电位,是指对各除电单元共同定义的电位。通常,将除电装置附近的在地或薄片制造设备等框架的电位作为接地点,将该电位设为0[单位:V],构成规定的共同电位,但是在基准电位具有0[单位:V]以外的电位的情况下,将该电位设为‘规定的共同电位’。
在本发明中,所谓‘带电方式’是指电气绝缘性薄片的至少一部分局部带正和/或负电的状态。
在本发明中,所谓‘外观上的电荷密度’是指电气绝缘性薄片的面内方向的位置相同的部位上的、电气绝缘性薄片双面的局部电荷密度之和。所谓‘局部电荷密度’是指电气绝缘性薄片的面上的、直径约为6mm以下、更好是直径为2mm以下的范围内测定的电荷密度。
在本发明中,所谓‘外观上的不带电’是指在电气绝缘性薄片的面内方向的各部、外观上的电荷密度实质上为零(-2μC/m2以上2μC/m2以下)的状态。
在本发明中,所谓电气绝缘性薄片的第1面的‘背面平衡电位’是指使接地导体紧贴第2面,使接地导体感应电荷,由此,在第2面的电位实质上为零电位的状态下,在充分接近第1面、以使表面电位计的测定探针与第1面的间隔为0.5mm以上2mm以下的程度的状态下,测定的第1面的电位。作为表面电位计的测定探针,使用测定开口部直径为2mm以下的微小探针。作为这种探针,例如有モンロ-エレクトロニクス(株)社制探针、1017(开口部直径:1.75mm)或1017EH(开口部直径:0.5mm)。
在本发明中,所谓‘使电气绝缘性薄片的背面(第2面)紧贴接地导体’是指在电气绝缘性薄片与金属辊的界面间没有明确的空间层的状态之前,使两者紧密接触。该状态通常是两者间残留的空气层的平均厚度为薄片厚度的20%以下、并且为10微米以下的状态。
表面电位计的探针、或使接地导体紧贴在背面(第2面)的状态的薄片之一利用XY工作台等位置可调整的移动部件,在低速(5mm/秒左右)移动的状态下,依次测定背面平衡电位,一维或二维映射得到的数据,从而得到第1面上的背面平衡电位的分布状态。第2面的背面平衡电位也同样测定。
在本发明中,所谓电气绝缘性薄片的‘架空时电位’是指电气绝缘性薄片在空中漂浮的状态下测定的电位。由于薄片的厚度比接地地面的距离小得多,所以该电位变为电气绝缘性薄片的第1面带电与第2面带电总和距接地点的电位。在本发明中,各电位的规定共同电位为接地点、即0[单位:V],除非特别限定。
在本发明中,所谓第m个除电单元的‘法线方向电极间距离d1-m’如图6A所示,是指从薄片移动方向的上游起第m个除电单元SUm的第1电极单元EUdm中第1离子生成电极5dm的顶端、与第2电极单元EUfm中第2离子生成电极5fm的顶端之间的、在薄片法线方向上的距离。在仅使用称为‘第m个除电单元’的表现的情况下,该除电单元指代从薄片移动方向的上游起数第m个(m=1、2、...、n)除电单元。
在本发明中,第p个除电单元与第p+1个除电单元的‘除电单元间隔d2-p’是指图6B所示的、连结第p个除电单元SUp的第1离子生成电极5dp的顶端与第2离子生成电极5fp的顶端的线段中点5xp、与连结第p+1个除电单元SUp+1的第1离子生成电极5dp+1的顶端与第2离子生成电极5fp+1的顶端的线段中点5xp+1之间的、在薄片移动方向上的间隔。
在本发明中,所谓第m个除电单元的‘宽度尺寸Wm’是指在第m个除电单元的第1电极单元EUdm具有第1屏蔽电极5gm、第2电极单元EUfm具有第2屏蔽电极5hm的情况下,如图6C所示,将形成第m个除电单元SUm的第1电极单元EUdm与第2电极单元EUfm的第1和第2离子生成电极5dm、5fm、与第1和第2屏蔽电极5gm、5hm的各部垂直投影到虚拟平均面上的投影图形在薄片移动方向上的最上游点与最下游点之间的、薄片移动方向上的距离。
在本发明中,所谓除电单元的‘电极错位量d0-m’如图6F所示,是指第m个除电单元的第1离子生成电极5dm的顶端与同其相对的第2离子生成电极5fm的顶端之间的、薄片移动方向上的间隔。
在本发明中,所谓‘直流电源’是指输出电压相对于接地点或规定的共同电位、极性不反转、持续1秒以上维持相同极性的、脉动率为20%以下的电源。最好在20秒以上、更好是在一个薄片的一次除电操作中不反转地维持极性。所谓一个薄片的一次除电操作是指例如1卷薄片辊的搬运的最初至最后的除电操作。但是,白噪音等非周期噪音分量引起的极性反转在这里不作为极性反转。这种直流电源在某个瞬间的直流分量由从该瞬间看过去1秒间的电压平均值定义。
所谓‘脉动率’为x%的直流电压是当电压的直流分量为V[单位:kV]、周期的变动分量的振幅为Vr[单位:kV]时,满足式Vr/V=x/100的直流电压。
所谓‘实质上彼此为逆极性的、各自的极性不随时间变化的离子云’是指极性不反转、持续1秒以上维持相同极性的离子云。也称为直流的离子云。通常,最好在20秒以上、更好是在一次除电操作期间不反转地维持离子云的极性。
在本发明中,所谓‘从单一电源提供电压’是指从电源装置的单一输出端子,利用伴随实质上不影响从离子生成电极产生的离子量程度的电位下降的导线,向离子生成电极等提供电压。
发明效果
根据本发明,在薄片表里混合存在正负带电的带电状态的电气绝缘性薄片表面在幅度宽的薄片移动速度范围下,变为‘外观上不带电’的状态,并且,相对于薄片的移动方向,薄片各面的带电不均匀很少,且均匀降低。由此,抑制后加工工序中对薄片的淀积不良或镀膜剂的不均匀附着等缺陷的产生。
附图说明
图1是现有除电装置一例的正面示意图。
图2是现有除电装置另一例的正面示意图。
图3是现有除电装置再一例的正面示意图。
图4是现有除电装置又一例的正面示意图。
图5是本发明除电装置一实施方式的正面示意图。
图6A表示本发明除电装置中使用的除电单元的一例,并且,是表示除电单元中第1电极单元与第2电极单元的位置关系的正面示意图。
图6B是表示图6A所示除电单元中第1电极单元与第2电极单元的另一位置关系、和与邻接的两个除电单元的位置关系的正面示意说明图。
图6C是表示图6A所示除电单元中第1电极单元与第2电极单元的再一位置关系的正面示意说明图。
图6D表示本发明除电装置中使用的除电单元的另一例,并且,是表示除电单元中第1电极单元与第2电极单元的位置关系的正面示意图。
图6E是表示图6A所示除电单元中第1电极单元与第2电极单元的另一位置关系的正面示意图。
图6F表示本发明除电装置中使用的除电单元的再一例,并且,是表示除电单元中第1电极单元与第2电极单元的位置关系的正面示意图。
图6G是表示本发明除电装置中使用的除电单元另一例中第1电极单元或第2电极单元一例在宽度方向上的针电极排列的侧面示意图。
图7是表示本发明除电装置一例的对离子生成电极的施加电压状态的曲线图。
图8是本发明除电装置另一实施方式的正面示意图。
图9是本发明除电装置再一实施方式的正面示意图。
图10是模式表示实施例的除电中使用的带电电气绝缘性薄片(生胶片A-1、和生胶片A-2)的带电状态的平面图。
图11是表示实施例的除电中使用的生胶片A-1的背面平衡电位分布的曲线图。
图12A是本发明除电装置中使用的电极单元一例的立体示意图。
图12B是本发明除电装置中使用的电极单元另一例的立体示意图。
图13是现有除电装置一例的正面示意图。
图14是图13的现有除电装置中使用的电极单元的立体示意图。
图15是本发明除电装置的再一实施方式的正面示意图。
图16是表示使用本发明的除电装置执行薄片除电时的一例中的附着离子量、输出电流与除电单元间隔的关系曲线图。
图17A是表示本发明的除电装置中、使用离子生成电极露出型电极单元时的附着离子量的测定结果一例的曲线图。
图17B是表示本发明的除电装置中、使用离子生成电极露出型电极单元时的输出电流的测定结果一例的曲线图。
图18A是表示本发明的除电装置中、使用非离子生成电极露出型的电极单元时的附着离子量的测定结果一例的曲线图。
图18B是表示本发明的除电装置中、使用非离子生成电极露出型电极单元时的输出电流的测定结果一例的曲线图。
图19A是表示本发明除电装置中对离子生成电极的施加电压状态一例的曲线图。
图19B是表示本发明除电装置中相对配置的离子生成电极间电位差的状态一例的曲线图。
符号说明
1   除电装置
1a  交流电源
1b  离子生成电极
1c  交流电源
1d  离子吸引电极
1e  直流除电器
1f  交流除电器
S   电气绝缘性薄片
2   除电装置
2a  交流电源
2b  离子生成用电极
2c  交流电源(相位与交流电源2a相反)
2d  离子加速用电极
2e  交流电源
2f  离子生成电极
2g  交流电源(相位与交流电源2e相反)
2h  离子加速用电极
100 电气绝缘性薄片的第1面
200 电气绝缘性薄片的第2面
3   除电装置
3a  离子生成电极
3b  直流电源
3c  离子生成电极
3d  直流电源(极性与直流电源3b相反)
3e   引导辊
4    除电装置
4a   离子生成电极
4b   交流电源
4c   离子生成电极
4d   交流电源(相位与交流电源4b相反)
4e   引导辊
5    除电装置
5a   引导辊
5b   引导辊
5ab  薄片移动方向
5c   直流电源
5e   直流电源(极性与直流电源5c相反)
5d1  薄片移动方向第1个除电单元的第1离子生成电极
5f1  薄片移动方向第1个除电单元的第2离子生成电极
5d2  薄片移动方向第2个除电单元的第1离子生成电极
5f2  薄片移动方向第2个除电单元的第2离子生成电极
5dm  薄片移动方向第m个除电单元的第1离子生成电极
5fm  薄片移动方向第m个除电单元的第2离子生成电极
5gm  薄片移动方向第m个除电单元的第1屏蔽电极
5hm  薄片移动方向第m个除电单元的第2屏蔽电极
5dp  薄片移动方向第p个除电单元的第1离子生成电极
5fp  薄片移动方向第p个除电单元的第2离子生成电极
5gp  薄片移动方向第p个除电单元的第1屏蔽电极
5hp  薄片移动方向第p个除电单元的第2屏蔽电极
5i   第1交流离子生成电极
5j   第2交流离子生成电极
5k   交流电源
5l   交流电源(相位与交流电源5k相反)
5m   电位测定部件(电位计)
5n   离子生成电极间电位差的控制部件
5xp  连结薄片移动方向的第p个除电单元的第1离子生成电极的顶端与第2离子生成电极的顶端的线段中点
5xp+1  连结薄片移动方向的第p+1个除电单元的第1离子生成电极的顶端与第2离子生成电极的顶端的线段中点
6    除电装置
6a   引导辊
6b   引导辊
6ab  薄片移动方向
6c   交流电源
6e   交流电源(相位与交流电源6c相反)
7    电极单元
7a   针电极列
7b   屏蔽电极
7d   绝缘材料
8A   离子生成电极露出型电极单元
8B   非离子生成电极露出型的电极单元
8a   针电极列
8a1  构成针电极列的部分电极之一
8a2  构成针电极列的部分电极之一
8b   屏蔽电极
8d   绝缘材料
8e   绝缘材料
8aL  连结在薄片宽度方向上以规定间隔设置的针尖彼此的折线
d5   针电极列的薄片宽度方向的间隔[单位:mm]
Wm   薄片移动方向第m个除电单元的宽度尺寸[单位:mm]
SOgm 薄片移动方向第m个除电单元的第1屏蔽电极开口幅度[单位:mm]
SOhm 薄片移动方向第m个除电单元的第2屏蔽电极开口幅度[单位:mm]
d0-m 薄片移动方向第m个除电单元的电极错位量[单位:mm]
d0-6 薄片移动方向第6个除电单元的电极错位量[单位:mm]
d1-m   薄片移动方向第m个除电单元的法线方向电极间距离[单位:mm]
d2-p   薄片移动方向第p个除电单元与第p+1个除电单元的除电单元间隔[单位:mm]
SU1    薄片移动方向第1个除电单元
SU7    薄片移动方向第7个除电单元
SU8    薄片移动方向第8个除电单元
SUp    薄片移动方向第p个除电单元
SUp+1  薄片移动方向第p+1个除电单元
SUm    薄片移动方向第m个除电单元
SUn    薄片移动方向第n个(最下游)除电单元
EUd1   薄片移动方向第1个除电单元的第1电极单元
EUdp   薄片移动方向第p个除电单元的第1电极单元
EUdp+1 薄片移动方向第p+1个除电单元的第1电极单元
EUdm   薄片移动方向第m个除电单元的第1电极单元
EUdn   薄片移动方向第n个(最下游)除电单元的第1电极单元
EUf1   薄片移动方向第1个除电单元的第2电极单元
EUfp   薄片移动方向第p个除电单元的第2电极单元
EUfp+1 薄片移动方向第p+1个除电单元的第2电极单元
EUfm   薄片移动方向第m个除电单元的第2电极单元
EUfn   薄片移动方向第n个(最下游)除电单元的第2电极单元
V      对离子生成电极的直流施加电压[单位:kV]
ΔV    第1离子生成电极电位与第2离子生成电极电位之差[单位:kV]
t  时间[单位:sec]
V1-m  施加于第m个除电单元中第1离子生成电极上的直流电压的时间平均值[单位:kV]
V2-m  施加于第m个除电单元中第2离子生成电极上的直流电压的时间平均值[单位:kV]
xm  施加于第m个除电单元中第1离子生成电极上的直流电压的脉动率x1-m与施加于第2离子生成电极上的直流电压的脉动率x2-m的平均脉动率[单位:%]
ym  第m个除电单元中离子生成电极间电位差的脉动率[单位:%]
A-A’  周期性带电部的中心线
MD  薄片移动方向
TD  薄片宽度方向
Vf  背面平衡电位波形
I  来自高压电源的输出电流值[单位:mA]
Q  附着在以100m/分移动的薄膜表面的离子的电荷密度[单位:μC/m2]
d20  除电单元间隔[单位:mm]
SP   背面平衡电位的测定数据
I  来自高压电源的输出电流值测定数据
具体实施方式
下面,参照附图来说明本发明的电气绝缘性薄片除电装置的几个实施方式。说明使用塑料薄膜(下面称为薄膜)作为电气绝缘性薄片的情况。但是,本发明不限于这些实例。
图5是本发明除电装置一实施方式的正面示意图。该除电装置5适用于薄膜的除电。图5中,行走的薄膜S穿越引导辊5a与引导辊5b。引导辊5a和引导辊5b分别由电机(未图示)向右旋转。薄膜S由于引导辊5a、5b的旋转,以速度u[单位:mm/秒]沿箭头5ab的方向连续移动。在引导辊5a与引导辊5b之间,沿薄膜S的移动方向(箭头5ab的方向)间隔设置n个(其中,n为2以上的整数)除电单元SU1、...、SUn,由这些除电单元SU1、...、SUn构成除电装置5。
第1个除电单元SU1由第1电极单元EUd1与第2电极单元EUf1构成。第1电极单元EUd1面向薄膜S的第1面100,相对第1面100间隔设置。第2电极单元EUf1面向薄膜S的第2面200,相对第2面200间隔设置。第1电极单元EUd1与第2电极单元EUf1夹持薄膜S彼此面对。
第1个除电单元SU1中,第1离子生成电极5d1连接于第1直流电源5c上,第2离子生成电极5f1连接于第2直流电源5e上。第1直流电源5c与第2直流电源5e彼此具有逆极性的电位。因此,第1离子生成电极5d1与第2离子生成电极5f1连接于彼此输出逆极性电压的直流电源上。
第2个除电单元SU2中,第1离子生成电极5d2连接于第2直流电源5e上,第2离子生成电极5f2连接于第1直流电源5c上。因此,第1离子生成电极5d2与第2离子生成电极5f2连接于彼此输出逆极性电压的直流电源上,并且,第1个除电单元SU1中的第1离子生成电极5d1与第2个除电单元SU2中的第1离子生成电极5d2连接于彼此输出逆极性电压的直流电源上,第1个除电单元SU1中的第2离子生成电极5f1与第2个除电单元SU2中的第2离子生成电极5f2连接于彼此输出逆极性电压的直流电源上。
当m为1以上n以下的整数时,第m个除电单元SUm与第1个除电单元SU1一样,由面向薄膜S的第1面100的第1电极单元EUdm与面向薄膜S的第2面200的第2电极单元EUfm构成。第1电极单元EUdm与第2电极单元EUfm分别相对薄膜S间隔设置,夹持薄膜S彼此面对。第1电极单元EUdm具有第1离子生成电极5dm,第2电极单元EUfm具有第2离子生成电极5fm
在各除电单元SUm中,第1离子生成电极5dm与第2离子生成电极5fm连接于彼此输出逆极性电压的直流电源上。在邻接的第p个与第p+1个除电单元(其中p为1以上n-1以下的整数)中,第p个除电单元SUp中的第1离子生成电极5dp与第p+1个除电单元SUp+1中的第1离子生成电极5dp+1连接于彼此输出逆极性电压的直流电源上。第p个除电单元SUp中的第2离子生成电极5fp与第p+1个除电单元SUp+1中的第2离子生成电极5fp+1连接于彼此输出逆极性电压的直流电源上。
根据图6A说明除电装置5中的除电单元SUm(其中,m为1以上n以下的整数)的构成一例。图6A中,第1电极单元EUdm具有第1离子生成电极5dm、和具有面对第1离子生成电极5dm的开口部SOgm的第1屏蔽电极5gm。第2电极单元EUfm具有第2离子生成电极5fm、和具有面对第2离子生成电极5fm的开口部SOhm的第2屏蔽电极5hm
第1屏蔽电极5gm的开口部SOgm在第1离子生成电极5dm的顶端部附近,面向薄膜S开口,第2屏蔽电极5hm的开口部SOhm在第2离子生成电极5fm的顶端部附近,面向薄膜S开口。第1和第2屏蔽电极5gm、5hm设置成具有当向第1和第2离子生成电极5dm、5fm之间提供适当的电位差时,辅助各个离子生成电极5dm、5fm中的放电的功能。第1离子生成电极5dm与第2离子生成电极5fm夹持薄膜S彼此面对。
为了同时向薄膜S的双面强制照射正负离子,最好向第1和第2离子生成电极之间赋予电位差,使第1和第2离子生成电极间的平均电场强度|Vm|/d1-m比0.26大。这里,d1-m[单位:mm]是法线方向电极间距离,Vm[单位:kV]是离子生成电极间电位差的时间平均值。这是因为若第1和第2离子生成电极间的平均电场强度为该值以上,则引起向薄膜S强制照射离子。该现象由本发明人通过知道放电电流的增加而确认。
即,本发明人发现,当第1和第2离子生成电极间的平均电场强度为0.26以上时,与两个离子生成电极5dm、5fm不面对的状态、即分别单独使用的情况相比,放电电流增加,发现该电流的增加成为对薄膜S强制照射离子的标准。
并且,在相对配置第1电极单元EUdm与第2电极单元EUfm的构成的除电单元SUm中,作为第1电极单元和第2电极单元,通过如图6D、图6F所示,使用不将屏蔽电极5gm、5hm配置在离子生成电极5dm、5fm附近的离子生成电极露出型电极单元EUdm、EUfm,与使用将屏蔽电极5gm、5hm配置在离子生成电极5dm、5fm附近的电极单元EUdm、EUfm的情况相比,确认可使附着在薄膜S表面的离子量增加。
其理由如下所示。在当前业界使用的薄膜除电装置中,不象本发明那样夹持薄膜S相对配置两个电极单元,而是单独一个个地使用电极单元。此时,如图6E所示,屏蔽电极5gm和屏蔽电极5hm分别配置在离子生成电极5dm和离子生成电极5fm的顶端附近,通过接地,从而在屏蔽电极5gm与离子生成电极5dm之间、或屏蔽电极5hm与离子生成电极5fm之间,提供稳定的电位差,生成离子,所以必需屏蔽电极。若没有屏蔽电极,则放电变得不稳定等,不适于实用。
但是,根据本发明人的见解,判断在相对配置第1电极单元EUdm与第2电极单元EUfm的本发明中,由于如后所述,以‘规定的共同电位’为基准,向相对的第1离子生成电极5dm与第2离子生成电极5fm彼此施加逆极性电压,所以在离子生成电极5dm与离子生成电极5fm之间,得到稳定的离子生成电极间电位差,即便没有屏蔽电极也可。
如图6E所示,即便在相对配置具有屏蔽电极的电极单元的情况下,也如上所述,在第1屏蔽电极5gm与第1离子生成电极5dm之间、和第2屏蔽电极5hm与第2离子生成电极5fm之间,得到稳定的电位差。因此,即便使用具有屏蔽电极的电极单元也无妨。但是,此时,从第1和第2离子生成电极生成的离子大致分类为附着在薄膜S各面上的部分与经屏蔽电极泄漏到地面等的部分,后者无助于薄膜S各面的除电。
换言之,生成大量无用的离子。因此,即便就从电源提供给各离子生成电极的输出电流而言,也必需向前者和后者双方提供相当的电流,必需大容量的电源。从而,为了排除这种无用生成的离子,从离子生成电极生成的离子大部分附着在薄膜S的各面上,以小的输出电流,高效地有助于薄膜S各面的除电,最好是将第1和第2电极单元设为离子生成电极露出型电极单元,夹持薄膜S相对配置第1离子生成电极与第2离子生成电极的方式。由此,电源由于输出电流容量小而充分。
这样,照射到薄膜S各面的离子量的绝对值达到30-150μC/m2程度。由此,可实现专利文献1或专利文献2中公开的技术中无法实现的薄膜S各面的电荷的大幅度降低。
本发明人除上述通过施加直流电压、在第1与第2离子生成电极间赋予直流的离子生成电极间电位差的方法外,还研究如下方法,即向各除电单元的第1离子生成电极5d1至5dn与各除电单元的第2离子生成电极5f1至5fn施加逆极性的交流电压,即各除电单元中向第1与第2离子生成电极间赋予交流的离子生成电极间电位差,从而向薄膜S的各面照射时间系列上变化的正负离子云对。
但是,在施加交流电压的情况下,除电单元仅为1个,与专利文献3和专利文献4所述的一样,在高速移动的薄膜S的各部中,仅向薄膜S的各面、沿薄膜S的移动方向周期性地照射单极性的离子,不能除电正负混合存在的带电。因此,即便在施加交流电压的情况下,也必需两个以上的除电单元。
另一方面,除电单元数为2的情况,或以等间隔配置3个以上除电单元的情况如下所述,在薄膜S的特定移动速度下,产生除电能力低的现象。
即,在向各除电单元的第1离子生成电极5d1至5dn施加的交流电压的相位相同的情况下,产生如下状态,即在特定的移动速度下,在薄膜S上,相对于薄膜S的移动方向,周期性地产生从全部除电单元向薄膜S的第1面照射正极性离子的部位(向薄膜S的第2面照射负极性离子的部位)、和从全部除电单元向薄膜S的第1面照射负极性离子的部位(向薄膜S的第2面照射正极性离子的部位)。该状态被称为同步重叠状态。
该状态在施加的交流电压的频率为f[单位:Hz]、全部除电单元间隔d2-1至d2-(n-1)为d20[单位:mm]时,移动速度u[单位:mm/sec]满足式aua=d20·f(其中a为自然数)的关系的速度ua[单位:mm/sec]时产生。
在同步重叠状态下,有时产生如下两个问题。
问题1:由于离子照射在薄膜S上的各部位中偏向单极性,所以难以除电与薄膜S上的各部位中的偏向极性相同极性的电荷。
问题2:由于在薄膜S的各面中,面对薄膜S的移动方向,周期性产生的正负离子的附着状态在每个除电单元中同极性叠加,所以会使薄膜S各面的电荷增加。此时,由于薄膜S各面的电荷为逆极性,所以薄膜S为‘外观上不带电’的状态。
另一方面,在施加交流电压的情况下,在电压变为零的时刻(消弧点)前后,生成的离子量为零或非常少。因此,满足式bub=2d20·f(其中b为自然数)的速度ub[单位:mm/sec]产生如下问题。
问题3:在薄膜S上产生从任一除电单元照射的离子量都少的部位。
在b为偶数的情况下,意味着同步重叠,在离子照射量多的部分,产生上述问题1和问题2,在离子照射量少的部分,产生上述问题3。在b为奇数的情况下,在所谓反同步重叠的状态下,不产生上述问题1和问题2。但是,在薄膜S上,相对于薄膜S的移动方向,以ub/2f[单位:mm]周期,产生正离子、负离子的照射量均多的部分、与上述问题3的正离子、负离子的照射量均少的部分。正离子、负离子的照射量均多的部分的除电能力高,没有问题。另一方面,正离子、负离子的照射量均少的部分的除电能力低。在由这种除电装置进行除电的情况下,装置整体的除电能力中、在薄膜S上以ub/2f[单位:mm]周期出现的、除电能力低的部分为主。即,装置整体的除电能力低。
在将薄膜S的移动速度限制为恒定或窄范围的工序设为除电装置的适用对象的情况下,可选择除电单元间隔d20或施加电压的频率f,使薄膜S的移动速度范围内不包含产生上述同步重叠和反同步重叠问题的移动速度。但是,在包含薄膜S的卷绕的工序中,薄膜S的移动速度从零大大变化至高速、例如数100m/分左右。在将这种工序设为除电装置的适用对象的情况下,当考虑到除电装置的实用范围的尺寸时,有时很难选择除电单元间隔d20或施加电压的频率f,使全部移动速度中不包含产生上述同步重叠和反同步重叠问题的移动速度。
可通过对每个除电单元改变施加的交流电压的相位或频率、或改变除电单元间隔d2-1至d2-(n-1),避免完全的同步重叠。但是,根据本发明人们的见解,即便避免完全的同步重叠,不依赖于薄膜S的移动速度、使正负离子照射量(照射次数)完全平衡也不容易。
这样,在薄膜S的移动速度变化大的工序中,通过向各除电单元的第1与第2离子生成电极施加逆极性的交流电压,在第1与第2离子生成电极之间赋予交流的离子生成电极间电位差的情况下,上述同步重叠和反同步重叠的问题未完全消除。
因此,尤其是在薄膜S的移动速度变化大的工序中,向各除电单元的第1离子生成电极与第2离子生成电极之间赋予直流的离子生成电极间电位差变得重要。在赋予交流的离子生成电极间电位差的情况下,必需对应于薄膜S的移动速度的、除电单元间隔d2-1至d2-(n-1)的设计变更。另一方面,在赋予直流的离子生成电极间电位差的情况下,不必对应于薄膜S的移动速度的除电单元间隔的设计变更。结果,得到可容易构筑简便使用的除电装置的特别好的效果。
作为向第1离子生成电极与第2离子生成电极之间赋予直流的离子生成电极间电位差的方法,如上述的方式所示,除向第1与第2离子生成电极施加相对于接地电位为逆极性的直流电压的方法外,还有向第1与第2离子生成电极施加相对于接地电位为相同极性不同值的直流电压的方法、和以第1或第2之一离子生成电极的电位为接地电位、仅向另一离子生成电极施加直流电压的方法。另外,还有施加在这些直流电压上重叠同相位的交流电压的电压的方法。
但是,在向第1与第2离子生成电极施加相对于接地电位为同极性的直流电压的情况下,施加电压的绝对值小的一侧的离子生成电极生成与施加电压逆极性的离子。即,由于对离子生成电极的施加电压的极性与流过离子生成电极的电流极性不一致,所以必需使用称为四象限型电源或吸入型电源(例如TRek株式会社制交直两用高压放大器MODEL20/20B等)的电源。
在向第1与第2离子生成电极施加重叠同相位的交流电压的直流电压的情况下,也产生同样的问题,所以此时也必需选择电源。
另外,例如在向第1离子生成电极施加相对于‘规定的共同电位’(例如0[单位:V])为正的电压,第2离子生成电极被接地,电位为0[单位:V]的情况下,也会因第1与第2离子生成电极间电位差而使逆极性的离子分别附着在薄膜S的各面上。尤其是在‘规定的共同电位’为0[单位:V]的状态下,在向全部离子生成电极赋予某个电位的情况下,由于产生薄膜S的移动方向上邻接的除电单元的各第1或第2离子生成电极间的电位差,故可使更多的离子附着在薄膜S的各面上。该方式更好。
在离子生成电极的附近配置屏蔽电极的情况下,若相对的离子生成电极间电位差的极性与离子生成电极和配置于其附近的屏蔽电极间的电位差的极性为逆极性,则抑制离子生成。
这例如是第1离子生成电极5d1的电位为+10Kv,第2离子生成电极5f1的电位为+20kV,第1与第2屏蔽电极5g1、5h1的电位为0kV的情况。此时,就第2离子生成电极而言,对于相对的第1离子生成电极的电位差为+10Kv,对于第2屏蔽电极的电位差为+20kV,极性一致,就第1离子生成电极而言,对于相对的第2离子生成电极的电位差为-10Kv,对于第1屏蔽电极的电位差为+10kV,极性不一致,抑制第1离子生成电极中离子的生成。
此时,尽管很少,但从第1离子生成电极照射的正离子比从第2离子生成电极照射的负离子多,作为薄膜整体,带正电。这样,在第1和/或第2离子生成电极附近配置屏蔽电极的情况下,最好屏蔽电极的电位为第1与第2离子生成电极的电位的中间电位。
尤其是为了避免离子生成电极与屏蔽电极之间的火花放电,最好屏蔽电极的电位为第1与第2离子生成电极的平均(在上述例中为+15kV)。但是,在配置屏蔽电极的情况下,从防止向周边构造物放电或附近作业者的安全等的观点看,最好屏蔽电极的电位为接地电位。
因此,向第1和第2离子生成电极施加对于接地电位的绝对值大致相等的逆极性的直流电压、屏蔽电极的电位为接地电位的构成是使用屏蔽电极时的最佳构成。在该构成中,施加于离子生成电极上的电压极性与流过离子生成电极的电流极性也一致。因此,不必在先例举的四象限型电源等特别电源,可使用一般的高压电源,所以从这点看,该方式好。
最好赋予离子生成电极间电位差,使之变为脉动率为5%以下的直流电位差。这是因为若离子生成电极间电位差有某种程度以上的脉动,则离子生成电极的离子生成量和附着于薄膜S各面的离子量随着时间产生不均。此时,产生与赋予交流离子生成电极间电位差的情况一样的问题,即依赖于薄膜S的移动速度,在薄膜S的移动方向上产生离子过剩附着不均匀引起的带电、或正离子、负离子的附着量均少的部分等问题。
就该问题而言,本发明人发现如下现象,在使夹持薄膜S相对的离子生成电极间产生强电场、强制照射离子的本发明中,若相对的离子生成电极间的电场稍变化,则照射到薄膜S各面的离子量中产生大的变化。认为该现象基于下述的原因。
原因A:离子生成量受先行离子的影响。即,若离子生成电极间电位差的绝对值稍低,相对的离子生成电极间的电场强度稍弱,则由于离子生成电极顶端附近存在的、先行离子产生的空间电场的影响,离子生成量大幅度下降。
原因B:在夹持薄膜S相对的离子生成电极间形成强的电场,离子不太扩散,利用离子生成电极间的电场引起的漂移,向薄膜S的各面照射离子。因此,离子生成量的变动基本上不变,仍为对薄膜S的附着离子量的变动。
本发明人发现,在各除电单元中,若脉动率为离子生成电极间电位差的时间平均值的绝对值的5%以上,则引起离子生成量的时间变动的、薄膜S的移动方向上的附着离子量的不均匀度为脉动率的值以上的大小。因此,最好脉动率为离子生成电极间电位差的时间平均值的绝对值的5%以下。尤其是在脉动率为1%以下的情况下,薄膜S的移动方向上的附着离子量的不均匀度实质上视为零,为最好。
在法线方向电极间距离为d1-m[单位:mm],离子生成电极间电位差的时间平均值Vm[单位:kV]的绝对值比16kV小,并且,第1离子生成电极的顶端与第2离子生成电极的顶端之间的平均电场强度|Vm|/d1-m比0.35kV/mm小的情况下,若离子生成电极间电位差的脉动率ym为20%以下,则薄膜S的移动方向上的附着离子量的不均匀很小。
认为这是因为在第1和第2离子生成电极间的平均电场强度|Vm|/d1-m比0.35kV/mm小的情况下,由于依赖于平均电场强度的离子的漂移不足够大,所以离子的扩散影响相对大,即便因脉动率ym的变动,离子生成量多少有变动,附着离子量的不均匀也相对小。但是,若离子生成电极间电位差的时间平均值的绝对值为16kV以上,则由于离子生成电极顶端附近的空间离子的影响显著呈现,所以不好。当脉动率ym为20%以上时,由于附着离子量的不均匀度为脉动率ym的2倍左右以上,所以不好。
但是,通过使用减小离子生成电极间的电场强度的方法、或减小离子生成电极间电位差的时间平均值的绝对值的方法,可减小附着离子量的不均匀,但同时附着离子量自身也变少。因此,在满足平均电场强度|Vm|/d1-m≥0.35的范围内,最好赋予脉动率为5%以下的直流电位差。
第1和第2离子生成电极间的平均电场强度|Vm|/d1-m的上限由向火花放电的移动来确定。根据非专利文献1,负电晕的火花电压、即施加负直流电压时的负电晕放电移动到火花放电的电压的绝对值Vb[单位:kV]与电极间距离d[单位:mm]成正比,约为1.5d。另一方面,正电晕火花电压、即施加正直流电压时的正电晕放电移动到火花放电的电压约为所述绝对值Vb的1/2,即0.75d。
由此,若满足平均电场强度|Vm|/d1-m≥1.5的关系,则无论正负施加电压,均可抑制离子生成电极彼此之间的火花放电。在离子生成电极附近配置屏蔽电极的构成的情况下,在离子生成电极与屏蔽电极之间不发生火花放电的范围中选择电压。
在向第1和第2离子生成电极施加对于接地电位为逆极性的直流电压的情况下,使用的直流电源最好相对于最大额定输出电压,脉动率为5%以下。脉动率为1%以下更好。另一方面,即便直流电源自身的电压输出标准相对于最大额定输出电压超过脉动率5%,也最好在相对于使用电压的脉动率为5%以下的电压设定下使用,更好是脉动率为1%以下。
这是因为若施加于第1离子生成电极的直流电压的脉动率x1-m、与施加于第2离子生成电极的直流电压的脉动率x2-m的平均脉动率xm(=(x1-m+x2-m)/2)为5%以下,则即便脉动量(交流分量)的相位为逆相位,离子生成电极间电位差的脉动率ym也为5%以下。
因此,若与在直流电压上积极重叠同相位的交流电压的情况相区别,施加于第1与第2离子生成电极上的直流电压的脉动率之平均脉动率若为5%以下,则不必关心相位就可简便利用,最好。为了使离子生成电极间电位差的脉动率ym为1%以下,最好施加向第1与第2离子生成电极施加的直流电压的脉动率之平均脉动率为1%以下的直流电压。此时,同样可不关心脉动的相位来使用。
从对薄膜S的附着离子量对不均匀的影响的观点看,电压脉动率的下限尽管不必特别考虑,但实用上脉动率最好为0.01%以上。这是因为即便施加此上的高精度的直流电压,也基本上没有对薄膜S的附着离子量对不均匀的影响,而电源价格变高。
满足这些条件的脉动部的波形可以是三角波,另外,也可以是正弦波、矩形波、锯齿波。图7中示出存在这种三角波变动的直流电压的波形一例。
相反,在交流分量的相位可控制,施加于第1离子生成电极上的电压与施加于第2离子生成电极上的电压中的交流分量的相位为同相位的情况下,即便向各个离子生成电极的施加电压的脉动率为5%以上,离子生成电极间电位差的脉动率只要为5%以下即可。但是,即便离子生成电极间电位差的脉动率ym为5%以下,对第1和第2离子生成电极的施加电压的平均电压极性反转的脉动也不好。
这是因为如上所述,在向第1和第2离子生成电极施加对于接地电位为同极性的电压的情况下,薄膜S有时很少地带电施加电压的极性。因此,最好施加于第1离子生成电极上的电压与施加于第2离子生成电极上的电压之和的振幅为施加于第1离子生成电极上的电压与施加于第2离子生成电极上的电压的电位差时间平均值、即Vm的绝对值的0.975倍以下。
上面,举例说明使用两个除电单元SU1、SU2,第1个除电单元SU1中的离子生成电极间电位差为正、第2个除电单元SU2中的离子生成电极间电位差为负的情况,但离子生成电极间电位差的极性相反也无妨。
除电单元的总数n利用想除电的带电量(电荷密度)或薄膜S的移动速度等,取2以上的任意值。但是,此时,离子生成电极间电位差为正的除电单元的数量与离子生成电极间电位差为负的除电单元的数量最好大致相等。这是因为若例如离子生成电极间电位差为正的除电单元的数量比离子生成电极间电位差为负的除电单元的数量多,则该差数的除电单元大多作用于使薄膜S的第1面移位到正(第2面为负)极性,而非有助于除电。但是,由于此时具有细的带电状态的部分上也选择性地附着大量离子,所以就降低细的带电状态的效果而言,没变化。还保持外观上不带电的状态。
所谓离子生成电极间电位差为正的除电单元的数量与离子生成电极间电位差为负的除电单元的数量大致相等是指设离子生成电极间电位差为正的除电单元的数量为n个除电单元中、满足n/4<k<3n/4的整数、k个。这是因为即便有使薄膜S的各面带电移位到一边极性的除电单元,整体的半数以上的除电单元仍不使薄膜S的各面带电移位到一边的极性,平衡好地照射正负各个离子。
为了平衡最好地照射正负各个离子,例如全部除电单元的n/2个(小数点以下舍去)除电单元中的离子生成电极间电位差的极性与其它除电单元中的离子生成电极间电位差的极性为逆极性的构成。即,若n为偶数,则构成为全部除电单元的半数除电单元的离子生成电极间电位差的极性为正,剩余除电单元中离子生成电极间电位差的极性为负。若n为奇数,则构成为离子生成电极间电位差为正的除电单元数量与离子生成电极间电位差为负的除电单元数量差1。
邻接的除电单元彼此的离子生成电极间电位差如上所述的方式所示,最好彼此为逆极性。这是因为例如在10个除电单元构成的除电装置中,在上游5个除电单元的离子生成电极间电位差为正、下游5个除电单元的离子生成电极间电位差为负的情况下,通过全部除电单元后的薄膜S的第1面移位到负(第2面为正)极性,容易带电。
该带电原因是由于向薄膜S各面的附着离子量受到薄膜S各面的带电量产生的影响。例如,是因为向第1面强带正电的薄膜S照射负离子的情况与向第1面不带电的薄膜S照射负离子的情况相比,倾向于负离子对薄膜S的附着量变多(逆极性的情况下有相同的倾向)。
最好方式构成为如相对薄膜S的移动方向交互照射正负离子那样,邻接的除电单元彼此的离子生成电极间电位差彼此为逆极性的电位差。
在相对于薄膜S的移动方向、邻接的第p个与第p+1个(其中p为1至n-1的整数)除电单元彼此的离子生成电极间电位差彼此取逆极性的电位差的情况下,邻接的第p个与第p+1个除电单元的除电单元间隔d2-p[单位:mm]最好为邻接的第p个与第p+1个除电单元的法线方向电极间距离值d1-p与d1-(p+1)的最大值的0.8倍以上、3.0倍以下,更好是邻接的第p个与第p+1个除电单元的法线方向电极间距离值d1-p与d1-(p+1)的最大值的0.8倍以上、2.0倍以下。
这是因为若离子生成电极间电位差为逆极性的除电单元的邻接距离为法线方向电极间距离值的最大值的2.0倍以下,则由于邻接除电单元中各离子生成电极形成的相互电场,增强针尖附近电场,离子生成量增加。
若离子生成电极间电位差为逆极性的除电单元的邻接距离比法线方向电极间距离值的最大值小,则离子生成量增加,但生成离子容易向邻接的离子生成电极移动,在到达薄片S的表面之前再结合。并且,若除电单元间隔接近法线方向电极间距离值的最大值的0.8倍以下,则离子的再结合比例对应于离子生成量的增加量增加,故到达薄片S的表面的离子量减少。
另一方面,如下考虑邻接的除电单元中、离子生成电极间电位差的极性为同极性的部分。
即,在邻接的第p个与第p+1个(其中p为1至n-1的整数)除电单元彼此的离子生成电极间电位差为同极性的情况下,邻接的第p个与第p+1个除电单元的除电单元间隔d2-p[单位:mm]最好为邻接的第p个与第p+1个除电单元的法线方向电极间距离值d1-p与d1-(p+1)的最大值的2.0倍以上。
这是因为与离子生成电极间电位差彼此为逆极性的除电单元的情况相反,若离子生成电极间电位差为同极性的除电单元的距离比法线方向电极间距离值的最大值的2.0倍小,则由于邻接的离子生成电极间的电场,针尖附近的电场相互减弱,离子生成量减少。若除电单元的邻接距离为法线方向电极间距离值的最大值的2.0倍以上,则即便邻接的除电单元的离子生成电极间电位差均为同极性,也基本上不影响各个离子生成电极的针尖附近电场,离子生成量基本上不减少。
在各除电单元的第1电极单元具有第1屏蔽电极,并且第2电极单元具有第2屏蔽电极,邻接的第p个与第p+1个(其中p为1至n-1的整数)除电单元彼此的离子生成电极间电位差彼此为逆极性电位差的情况下,邻接的第p个与第p+1个除电单元间隔d2-p[单位:mm]最好为邻接的第p个与第p+1个除电单元的宽度尺寸Wp与Wp+1的平均值(Wp+Wp+1)/2[单位:mm]的1.0倍以上、1.5倍以下。
若离子生成电极间电位差为逆极性的除电单元的邻接距离近,则在邻接的离子生成电极之间,由于针尖附近电场相互增强,所以各个离子生成电极中离子生成量增加。因此,最好邻接的第p个与第p+1个除电单元间隔d2-p[单位:mm]为邻接的第p个与第p+1个除电单元的宽度尺寸平均值(Wp+Wp+1)/2[单位:mm]的1.5倍以下。但是,若离子生成电极间电位差为逆极性的除电单元的邻接距离过近,则逆极性的离子彼此在到达薄片S的表面之前再结合。
在各除电单元的各电极单元具有屏蔽电极的情况下,离子不会仅集中在连结第1与第2离子生成电极的线段部分,具有大致匹配于各除电单元宽度尺寸的宽度,照射到薄膜S的表面上。这是因为连结第1与第2离子生成电极的线段周围的法线方向电场因屏蔽电极而变弱。根据该离子的宽度,最好邻接的第p个与第p+1个除电单元间隔d2-p[单位:mm]为邻接的第p个与第p+1个除电单元的宽度尺寸平均值(Wp+Wp+1)/2[单位:mm]的1.0倍以上。
沿薄膜S的移动方向邻接的离子生成电极彼此在相互增强针尖附近电场的情况下,倾向于从邻接的各离子生成电极照射的逆极性的离子量相互平衡。因此,减小每个除电单元的离子生成能力之差,为最理想。
在各除电单元的第1电极单元具有第1屏蔽电极,并且第2电极单元具有第2屏蔽电极,邻接的第p个与第p+1个(其中p为1至n-1的整数)除电单元彼此的离子生成电极间电位差为同极性的情况下,邻接的第p个与第p+1个除电单元间隔d2-p[单位:mm]最好为邻接的第p个与第p+1个除电单元的宽度尺寸平均值(Wp+Wp+1)/2[单位:mm]的1.5倍以上。
理由如下。即,这是因为在各除电单元的各电极单元具有屏蔽电极的情况下,大多离子生成电极与屏蔽电极之间的电场在放电上起支配作用,但若邻接的第p个与第p+1个除电单元间隔d2-p[单位:mm]为邻接的第p个与第p+1个除电单元的宽度尺寸平均值(Wp+Wp+1)/2[单位:mm]的1.5倍以下,则不能忽视邻接的除电单元的离子生成电极间电位差的影响,针尖附近电场相互减弱。
在邻接的第p个与第p+1个除电单元间隔d2-p[单位:mm]比邻接的第p个与第p+1个除电单元的宽度尺寸平均值(Wp+Wp+1)/2[单位:mm]的1.5倍大的情况下,离子生成量与1.5倍的情况基本没变化。
认为薄膜S的移动方向上邻接的除电单元中、离子生成电极间电位差的极性与除电单元间隔的关系即便在薄膜S的宽度方向上的部分电极间,相同的关系也成立。
图12A是本发明除电装置中使用的离子生成电极露出型电极单元一例的立体图,图12B是本发明除电装置中使用的、具有屏蔽电极的电极单元一例的立体图。图12A和图12B中,离子生成电极8a由多个针状电极的部分电极8a1、8a2、..形成。在薄膜S的宽度方向上邻接的各部分电极的间隔d5小的情况下,即满足d5<0.8d1-m的关系的情况下,对于薄膜S的宽度方向上邻接的各部分电极,彼此施加逆极性电压,若赋予大的电位差,则从各部分电极生成的正、负离子容易再结合,中和。结果,附着于薄膜S各面上的离子量减少。
因此,施加于薄膜S宽度方向上邻接的各部分电极上的电压最好相对于‘规定的共同电位’(例如0[单位:V]电位的接地电位)彼此为同极性等,电位差小。由此,抑制正、负离子的再结合、和由此引起的来自电源的输出电流增加,可使用小容量的电源。
在施加于薄膜S宽度方向上邻接的各部分电极上的电压相对于‘规定的共同电位’彼此为逆极性,薄膜S的宽度方向上邻接的各部分电极的间隔d5大的情况下,即满足d5≥0.8d1-m的关系的情况下,抑制生成的正、负离子的结合,但难以相对于薄膜S的宽度方向整个面均匀附着离子。因此,最好是如下方式,薄膜S的宽度方向上邻接的各部分电极的间隔d5具有比除电单元法线方向电极间距离的最大值的0.8倍小的值,向薄膜S的宽度方向上邻接的各部分电极彼此施加同极性的电压。离子生成电极也可不是部分电极的集合体,而是由单一导体构成的引线电极。此时的d5视为零。
即便构成为设离子生成电极间电位差为正的除电单元的数量与离子生成电极间电位差为负的除电单元的数量为大致相同数量,薄膜S的移动方向上邻接的除电单元中的离子生成电极间电位差的极性彼此为逆极性,通过全部除电单元后的薄膜S的各面在正或负之一的极性上也会稍强地带电。作为原因,考虑以下3点。
原因C:相对于薄膜S的移动方向,从最下游的除电单元起,对薄膜S各面的附着离子量如上所述,由于薄膜S各面中存在的带电影响,容易变多,薄膜S的各面在一个极性带电。薄膜S的移动速度越慢,该倾向越强。另外,在电极单元是离子生成电极露出型的情况下,倾向更强。
原因D:各除电单元存在离子生成能力的差。例如,在第1个除电单元中相对于薄膜S各面的离子生成量少,第2个除电单元中相对于薄膜S各面的离子生成量多的情况下,薄膜S的各面受到来自第2个带电单元的离子照射影响,带电。
原因E:电源故障等引起的从各除电单元生成离子的功能停止。在从离子生成的功能已停止的除电单元向薄膜S各面应照射的离子的极性与逆极性上薄膜S的各面带电。在仅输出正电压的直流电源、或输出负电压的直流电源单侧故障的情况下,若向薄膜S的一个面的离子附着停止,则相应地,也抑制向薄膜S的相反面的离子附着,所以薄膜S外观上基本不带电。
由于原因C至E,即便在薄膜S的各面正或负之一的极性带电的情况下,薄膜S也处于外观上不带电状态。薄膜S的各面中基本上没有细致的带电不均匀或周期性带电,薄膜S的各面处于直流地逆极性带电的状态。
即便是具有这种带电状态的薄膜,该带电自身成问题的也较少。这是因为在涂布不均匀或淀积后的静电斑痕的发现等中,大多带电状态等所示的薄膜的局部带电成问题。
图8表示本发明除电装置的另一实施方式。在期望薄膜S各面的带电量较低的情况下,最好使用图8所示的除电装置。图8中,在薄膜S的第2面200与导电性部件(引导辊5b)接触的状态下,由电位计等电位测定部件5m测定除电后(通过全部除电单元后)的薄膜S的第1面100的电位。由离子生成电极间电位差的控制部件5n控制1个以上除电单元中的离子生成电极间电位差,使测定的电位的绝对值小。
例如,若测定的薄膜S的第1面100的电位(第1面100的背面平衡电位)为正,则在施加于第1离子生成电极的电压为正的除电单元中,减小正的施加电压的绝对值,减小正的离子生成电极间电位差。或者,在施加于第1离子生成电极的电压为负的除电单元中,增大负的施加电压的绝对值,增大负的离子生成电极间电位差。由此,通过控制成薄膜S的第1面100的电位接近零,可将薄膜S各面的带电量调整得较低。
这里,举例薄膜S的第1面100的电位为正的情况,但电位为负的情况下,只要执行与上述相反的控制即可,另外,在薄膜S的第1面100与导电性部件接触的状态下,通过测定薄膜S的第2面200的背面平衡电位,可执行同样的控制。
在通过全部除电单元后的薄膜S的各面依赖于最下游除电单元中的离子生成电极间电位差的极性而易带电的情况下,最好事先使最下游、即第n个除电单元SUn中的离子生成电极间电位差的绝对值小于其它除电单元中的离子生成电极间电位差的绝对值。或者,最好使最下游的除电单元SUn的法线方向电极间距离d1-n比其它除电单元的法线方向电极间距离d1-1至d1-(n-1)大。另外,也可使最下游的第n个除电单元的电极错位量d0-n比其它除电单元的大。
并且,在包含最下游的第n个的一个以上除电单元的第1和第2电极单元中,也可不使用图12A的离子生成电极露出型电极单元8A,而使用图12B的在离子生成电极附近具有屏蔽电极的电极单元8B等,减少最下游除电单元中的离子照射量。这些方法既可仅对最下游的除电单元使用,也可从除电单元的上游向下游渐进地使用。
图9示出本发明除电装置的再一实施方式。图9中,除电装置5在多个直流除电单元的下游还具有夹持薄膜S相对配置的交流除电单元,该交流除电单元具有第1交流离子生成电极5i与第2交流离子生成电极5j。
该交流除电单元也可是多个。由交流电源5k、5l向第1交流离子生成电极5i与第2交流离子生成电极5j彼此施加逆极性的交流电压,向第1交流离子生成电极5i与第2交流离子生成电极5j之间赋予交流的离子生成电极间电位差。由此,薄膜S的各面沿薄膜S的移动方向形成正负弱的带电不均匀,薄膜S的各面带电不偏向单极性。
尤其是在薄膜S的移动开始之后或停止之前等,速度变化率大的情况下,最好积极使用交流除电单元。在图5的除电装置中,若薄膜S的移动速度恒定,则对薄膜S各面各部的正负离子照射的平衡不会因移动速度而大地失衡。
但是,在移动开始或停止之前等,薄膜S的速度变化的比例大的部分中,薄膜S通过第1个除电单元之下时的移动速度与通过第2个除电单元之下时的移动速度大不相同。从而,从第1个除电单元向薄膜S各面每单位面积照射的离子量、与从第2个除电单元向薄膜S各面每单位面积照射的离子量产生大的差异。由于产生该大的差异是加速开始、减速之前的很少的时间(数秒左右),所以仅在该期间也可控制成截断或降低施加电压。
由于直流电源的故障等,即便在薄膜S的各面带电单极性的情况下,也由于最下游具备交流除电单元,也可降低薄膜S各面的单极性带电,所以最好在直流除电单元的更下游具备交流除电单元。
尤其是在离子生成电极露出型电极单元的情况下显著,但在各除电单元的第1和第2离子生成电极为针状构造的部分电极的情况下,有时薄膜S的各面中,沿薄膜S的宽度方向产生生成离子的附着不均匀。其理由如下。
理由1:相对配置的第1和第2离子生成电极间的电场强,尤其是相对的针状部分电极正下方的电场强,所以生成的离子容易面向针状部分电极正下方的薄膜S的各面,加速附着。
理由2:在沿薄膜S的宽度方向排列多个的邻接针状部分电极彼此之间的范围中,由于电场比各针状部分电极正下方的弱,所以生成离子的加速力弱,附着离子量变少。
在这种情况下,也由于在最下游具备交流除电单元,可缓和薄膜S的宽度方向的附着离子量的不均匀,所以最好在直流除电单元的更下游具备交流除电单元。
作为下游具备的交流除电单元的电极单元,最好使用图12B的离子生成电极附近具有屏蔽电极的电极单元8B,而非图12A的离子生成电极露出型电极单元8A。这是因为通过使用具有屏蔽电极的电极单元,可相对薄膜S的各面,沿薄膜S的宽度方向,无大的不均匀而均匀附着离子。此时,也可向屏蔽电极赋予接地电位。
为了避免由于电源的故障等、薄膜S的各面带电逆极性,最好将一个除电单元的第1离子生成电极与另一个除电单元的第2离子生成电极连接于单一电源上。若在单一电源上连接第1离子生成电极的除电单元数量与连接第2离子生成电极的除电单元数量相同,则执行这种连接的除电单元的数量不特别限定。这样,例如在一个直流电源故障的情况下,总共的离子照射量减少,但由于照射到薄片S的各面的离子量正负均减少,所以可避免薄膜S各面的过剩带电,得到在故障的情况下、也很少使薄膜S的各面带电单个极性的除电装置。
在本发明的除电装置中,施加于各离子生成电极上的直流电压在大气压中,其绝对值最好为3kV以上15kV以下程度。法线方向电极间距离最好为10mm以上50mm以下。各除电单元的离子生成电极顶端最好完成相对配置,即沿薄膜S的移动方向无错位地相对配置。但是,如上所述,在薄膜S通过全部直流除电单元之后,薄膜S各面中的带电移位到正负之一单极性的情况下,最好积极调整最下游第n个直流除电单元的电极错位量d0-n,使薄膜S各面的正负带电平稳。
下面,使用实施例和比较例,说明使用本发明的除电装置进行薄膜除电的结果。
利用如下方法进行实施例和比较例中除电效果的评价。
薄膜各面的背面平衡电位和电荷密度的测定方法:
使与薄膜的被评价面相反的面紧贴在直径为10cm的硬铬合金电镀辊构成的金属辊上,测定被评价面的电位。作为电位计,使用モンロ-エレクトロニクス(株)社制模型224,作为其传感器,使用具有开口部直径为0.5mm的モンロ-エレクトロニクス(株)社制探针1017EH。将电位计置于薄膜上0.5mm的位置。该位置下的视野根据モンロ-エレクトロニクス(株)社目录,为直径约1mm的范围。使用线性电机,边以约1m/分的低速旋转金属辊,边用电位计测定背面平衡电位Vf[单位:V]。
利用下面的方法求出背面平衡电位分布。即,沿薄膜宽度方向,使电位计扫描对应于电极单元构造的适当距离(例如针宽度方向间隔的2倍左右的距离,通常为20mm左右的距离),确定得到绝对值最大值的宽度方向的位置。接着,固定宽度方向的位置,使电位计沿除电处理薄膜时的薄膜移动方向、即薄膜的长度方向扫描,测定电位。就薄膜面内的背面平衡电位而言,二维测定全部点是理想的,但是,利用所述薄膜长度方向的电位分布,近似薄膜面内的电位分布。
在薄膜宽度超过1m的情况下,在薄膜宽度方向的大致中央部与端部,切出20mm左右,使电位计扫描,搜索得到最大值的场所,之后,沿除电处理薄膜时的薄膜移动方向,使电位计扫描,测定电位。另外,在除电前的薄膜宽度方向的特定位置发现局部强的带电部位的情况下,对除电前、后的薄膜,在其宽度方向位置沿薄膜的移动方向使电位计扫描,测定电位。
利用背面平衡电位Vf[单位:V],根据关系式σ=C×Vf(其中,C为每单位面积的静电容量[单位:F/m2],求出传感器正下方的薄膜被评价面的电荷密度σ[单位:C/m2]。由于薄膜厚度比测定视野小得多,所以每单位面积的静电容量C由平行平板的静电容量C=ε0×εr/df(其中,df为薄膜厚度,ε0为真空中的介电常数8.854×10-12F/m,εr为薄膜的比介电常数)近似。聚对苯二甲酸乙二醇酯的比介电常数εr为3。
当在本发明中判定除电效果时,从以下的两个观点进行判定。
判定1:除电前,薄膜的各面(表面与背面或第1面与第2面)均正负强带电,并且双面逆极性带电的薄膜中,除电后的电荷密度的振幅是否大幅度降低。
在该判定中,使用除电前薄膜的各面以振幅150μC/m2以上的电荷密度逆极性带电的薄膜,按下面的3个阶段进行判定。
‘最好’:除电后的电荷密度的振幅为30μC/m2以下。
‘好’:除电后的电荷密度的振幅为30μC/m2以上,但振幅在除电前后下降30μC/m2以上。
‘不可’:除电前后的电荷密度的振幅下降小于30μC/m2
将电荷密度的振幅基准设为30μC/m2是因为在作为现有除电技术执行的除电的‘外观上除电’中,双面双极性带电的电荷密度下降为零或绝对值最高为1μC/m2,明确可除电比其大的量的电荷。
判定2:除电前,薄膜各面实质上为不带电的薄膜中,除电后的薄膜中是否发生过剩的带电。
在该判定中,使用在除电前薄膜各面的电荷密度绝对值为30μC/m2以下的薄膜,按下面的4个阶段进行判定。
‘最好’:除电后的电荷密度绝对值的最大值为30μC/m2以下,电荷密度的振幅为60μC/m2以下。
‘好’:除电后的电荷密度绝对值的最大值为100μC/m2以下,电荷密度的振幅为60μC/m2以下。
‘比较好’:除电后的电荷密度绝对值的最大值为100μC/m2以下,电荷密度的振幅比60μC/m2大,且为90μC/m2以下。
‘不可’:除电后的电荷密度绝对值的最大值大于100μC/m2,和/或电荷密度的振幅大于90μC/m2
实验1:使用电极单元8B(图12B)(非离子生成电极露出型的电极单元)、邻接除电单元的离子生成电极间电位差为逆极性直流电位差的除电装置,与使用电极单元7(图14)、离子生成电极间电位差为交流电位差的除电装置使用生胶片A-1的比较实验。
实施例1
在图5所示的除电装置5中,使用宽度为300mm、厚度为38微米的2轴延伸的聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜S(东レ株式会社制ルミラ-38S28,称为生胶片A-1),作为电气绝缘性薄片S,使薄膜S以表1所示的速度u[单位:m/分]移动。对生胶片A-1,在除电前,如图10所示,在薄膜S的宽度方向10mm的范围内,沿薄膜S的移动方向实施1.1至1.2mm周期的周期性带电。
图10的箭头TD表示薄膜S的宽度方向,箭头MD表示薄膜S的移动方向。周期性带电部(图10的A-A’部分)的第1面的背面平衡电位分布如图11所示,为沿薄膜S的移动方向、以0V为中心、振幅为270V(各面的电荷密度振幅为190μC/m2)的大致正弦波状,第2面的背面平衡电位分布与第1面的背面平衡电位逆极性,绝对值大致相同。另外,确认带电部分(宽度10mm的部分)以外的薄膜S各面各部的背面平衡电位的绝对值为15V以下,其电荷密度在-10至+10μC/m2范围内,为基本不带电的状态。
使用图12B的电极单元8B(HER型电极-春日电机株式会社制)作为第1和第2电极单元。电极单元8B中的离子生成电极5d1至5dn和离子生成电极5f1至5fn由针电极列8a(部分电极8a1、8a2、..的集合体)构成。各电极单元中的各针电极的间隔d5全部为10mm。针电极列8a与屏蔽电极8b由绝缘材料(氯乙烯)8d、8e彼此绝缘。屏蔽电极8b沿宽度方向连续配置。
在各除电单元中,与薄膜S的移动方向正交地、且与薄膜S的面平行地、夹持薄膜S配置第1和第2电极单元,第1电极单元中的各针电极顶端与第2电极单元中的各针电极的顶端相对配置。除电单元的总数n为8。各除电单元的宽度尺寸W1至W8全部为40mm。
各电极单元中针电极列的针顶端、即各除电单元的各离子生成电极的顶端沿薄膜S的宽度方向直线状排列,电极相对于薄膜S的法线方向和移动方向的松驰小到可以忽视。
法线方向电极间距离d1-1至d1-8全部为40mm,除电单元间隔d2-1至d2-7全部为55mm。各电极单元的屏蔽电极开口幅度SOg1至SOg8和SOh1至SOh8全部为18mm。屏蔽电极8b全部接地。
各除电单元中,向相对的第1离子生成电极与第2离子生成电极彼此施加逆极性的绝对值相等的直流电压。向相对于薄膜S的移动方向、从最上游起第奇数(1、3、5、7)个除电单元中的第1离子生成电极施加正的直流电压,向相对于薄膜S的移动方向、从最上游起第偶数(2、4、6、8)个除电单元中的第1离子生成电极施加负的直流电压。即,第奇数个除电单元中,其离子生成电极间电位差的极性为正,第偶数个除电单元中,其离子生成电极间电位差的极性为负。
施加电压的时间平均值的绝对值全部相同,为电压V0,V0为8kV。各除电单元中的离子生成电极间电位差的绝对值为16kV。在直流电压的施加中,使用由2台(正电压放大用、负电压放大用各1台)高压电源(均为Trek株式会社制MODEL20/20B)放大来自2台(正电压施加用、负电压施加用各1台)信号函数发生器(均为NF电路设计功能块株式会社制信号函数合成器1915)的直流电压输出后的电压。
在由示波器(日本ヒユ-レツトパツカ-ド株式会社54540C)确认电压放大前波形后,直流施加电压的脉动率为0.1%以下。高压电源的放大率为2000倍,精度为0.1%。施加于各除电单元中的第1与第2离子生成电极的直流电压脉动率的平均脉动率全部相同,为脉动率x0,且为0.1%。脉动分量的脉动率对于正的直流电压、负的直流电压均为0.1%以下。
在相对于薄膜S的移动方向、从最上游起第奇数(1、3、5、7)个除电单元中,由离子量测定器(シムコ社制MODEL ICM-1)测定从施加正的直流电压的第1离子生成电极每单位时间生成的离子量的结果,负极性的离子量为零,得到时间上大致恒量的正极性的离子。另一方面,在相对于薄膜S的移动方向、从最上游起第奇数(1、3、5、7)个除电单元中,测定从施加负的直流电压的第2离子生成电极每单位时间生成的离子量的结果,正极性的离子量为零,得到时间上大致恒量的负极性的离子,其绝对值与从第1离子生成电极生成的正极性离子量大致相同。在相对于薄膜S的移动方向、从最上游起第偶数(2、4、6、8)个除电单元中的各离子生成电极中,测定的离子极性不同,但得到与上述第奇数个除电单元一样的结果。由此,对移动的薄膜S的第1面和第2面同时照射极性分别不随时间变化的离子云对,之后,向移动的薄膜S的第1面和第2面同时照射极性与所述照射时反转、极性分别不随时间变化的离子云对,并且,确认各个极性的离子量实质上相等。
屏蔽电极5g1至5g8和5h1至5h8全部接地。薄膜S通过各除电单元中第1和第2离子生成电极间的大致中央。
就除电后的薄膜S的带电分布而言,根据上述测定方法,调查第1面的背面平衡电位的分布,求出电荷密度。表1示出周期性带电部分的电荷密度的振幅和不带电部分(带电部分以外的部分)的电荷密度的范围[单位:μC/m2]以及各自的判定结果。
比较例1
图13所示的除电装置6中,使用实施了与实施例1相同的带电的生胶片A-1,作为电气绝缘性薄片S,以表1所示的速度u[单位:m/分]移动薄膜S。
使用图14所示的针电极列7a为离子生成电极的电极单元7作为第1和第2电极单元。各电极单元中各针电极的间隔d5为12.7mm。针电极列7a与屏蔽电极7b由绝缘材料(特氟纶(注册商标))7d彼此绝缘。各除电单元中,与薄膜S的移动方向正交地、且与薄膜S的面平行地、夹持薄膜S配置第1和第2电极单元,第1电极单元中的各针电极顶端与第2电极单元中的各针电极顶端相对配置。除电单元的总数n为8。
各电极单元中针电极列的针顶端、即各除电单元的各离子生成电极的顶端沿薄膜S的宽度方向直线状排列,电极相对于薄膜S的法线方向和移动方向的松驰小到可以忽视。
法线方向电极间距离d1-1至d1-8全部为25mm,除电单元间隔d2-1至d2-7全部为30mm。
全部除电单元中,施加于第1离子生成电极上的电压全部为同相位,施加于全部除电单元的第2离子生成电极上的电压也全部为同相位。连接于第1和第2离子生成电极上的电源6c、6e使用实效电压为4kV、频率为60Hz的交流电源,切换电源内部的升压变压器的输入,以彼此为逆相位。
全部除电单元的第1和第2电极单元中的屏蔽电极7b全部接地。薄膜S通过各除电单元中第1和第2离子生成电极间的大致中央。
就除电后的薄膜S的带电分布而言,根据上述测定方法,调查第1面的背面平衡电位的分布,求出电荷密度。表1示出周期性带电部分的电荷密度的振幅和不带电部分(带电部以外的部分)的电荷密度的范围[单位:μC/m2]以及各自的判定结果。
实验1的总结
如表1所示,实施例1中,薄膜S各面带电部的电荷密度的振幅降低量在薄膜S的移动速度上升的同时,稍稍减少,但在任一移动速度下,其降低量都大。另外,在薄膜S各面的不带电部中,增加的带电量也很少。在比较例1中,存在薄膜S各面带电部的电荷密度的振幅降低量大的移动速度条件、和薄膜S各面的不带电部中、增加的带电量小的移动速度条件,相反,还存在薄膜S各面的带电部的电荷密度的振幅降低量小的移动速度、和薄膜S各面的不带电部中、增加的带电量非常大的移动速度。因此,在比较例1中,在宽的移动速度范围中,不能同时实现对带电部的电荷密度的降低、与对不带电部的电荷密度增加的抑制。
[表1]
表1
  速度u[m/分] 实施例1
带电部*1 不带电部
    空白     190     -10-+10
    100 最好     0 最好     -20--10
    110 最好     0 最好     -20--10
    150 最好     15 最好     -15--5
    200 最好     25 最好     -15--5
    220     30 最好     -10-0
    300     60 最好     -10-0
    速度u[m/分] 比较例1
带电部*1 不带电部
    空白     190         -10-+10
    100 最好     0 不可         -70-+70
    110 最好     0 不可         -350-+350
    150 最好     20 不可         -50-+50
    200     30 比较好         -40-+40
    220     60、15*2 不可         -50-+50
    300     40         -30-+30
    单位:[μC/m2]
注※1:带电部电位的振幅中不包含不带电部的带电引起的偏移分量。
注※2:比较例1中,在速度220m/分下,带电部分的电荷密度由于振幅大的部位与小的部位以约60mm的周期出现,所以示出振幅大的部位中的振幅与振幅小的部位中的振幅双方的值。
实验2:在使用电极单元8B(图12B)(非离子生成电极露出型的电极单元),将离子生成电极间电位差设为直流电位差的情况下,对邻接的离子生成电极间电位差的极性影响、使用生胶片B、C的比较实验。
实施例2
在图5所示的除电装置5中,使用宽度为300mm、厚度为75微米的2轴延伸的聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜S(东レ株式会社制ルミラ-75T10,称为生胶片B和生胶片C),作为电气绝缘性薄片S,使薄膜S以300m/分移动。
生胶片B是如下薄膜,即实施带电处理,以便最初在薄膜S的第1面中,沿薄膜S的移动方向,以5mm周期交互排列正负带电,背面平衡电位的正负各峰值的绝对值最大为560V(480至560V),即,电荷密度的振幅最大为396μC/m2(340至396μC/m2),在面内方向的位置相同的部位下,薄膜S的第1面极性与第2面极性为逆极性,并且,第1面的背面平衡电位与第2面的背面平衡电位的绝对值相等。
生胶片C是各面的背面平衡电位的绝对值为30V(电荷密度为10μC/m2)以下、事实上整个面不带电的薄膜。
法线方向电极间距离d1-1至d1-8全部相同,为距离d10,d10为30mm。除电单元间隔d2-1至d2-7全部相同,为距离d20,d20为40mm。此外为与实施例1相同的条件。
表2示出生胶片B、C的除电评价结果。在表2的‘生胶片B’栏中,由于示出除电前的电荷密度的振幅小到何种程度,所以表示除电‘生胶片B’后的薄膜S的电荷密度的振幅。
在表2的‘离子生成电极间电位差的极性’栏中,从薄膜S的移动方向上游起按顺序、在该栏中从左向右示出离子生成电极间电位差的极性。例如,‘++++----’的显示是指从薄膜S的移动方向最上游起至第4个除电单元,离子生成电极间电位差为正极性,之后(第5个至第8个)的4个除电单元的离子生成电极间电位差为负极性。
比较例2
向全部除电单元的第1离子生成电极施加正电压(向第2离子生成电极施加负电压),在全部除电单元中,离子生成电极间电位差为正,除此之后与实施例2相同。表2示出生胶片B和生胶片C的除电评价结果。
实施例3
向薄膜S移动方向最上游(第1个)至第6个除电单元的第1离子生成电极施加正电压(向第2离子生成电极施加负电压),离子生成电极间电位差为正,向第7个和第8个除电单元的第1离子生成电极施加负电压(向第2离子生成电极施加正电压),离子生成电极间电位差为负,除此之后与实施例2相同。表2示出生胶片B和生胶片C的除电评价结果。
实施例4
向薄膜S移动方向最上游(第1个)至第4个除电单元的第1离子生成电极施加正电压(向第2离子生成电极施加负电压),离子生成电极间电位差为正,向第5个至第8个离子生成电极施加负电压(向第2离子生成电极施加正电压),离子生成电极间电位差为负,除此之后与实施例2相同。表2示出生胶片B和生胶片C的除电评价结果。
实施例5
向从薄膜S移动方向的上游起第1、2、5、6个除电单元的第1离子生成电极施加正电压(向第2离子生成电极施加负电压),离子生成电极间电位差为正,向第3、4、7、8个除电单元的第1离子生成电极施加负电压(向第2离子生成电极施加正电压),离子生成电极间电位差为负,除此之后与实施例2相同。表2示出生胶片B和生胶片C的除电评价结果。
实验2的总结
从实施例2至5和比较例2可知,在除电单元总数n(在本例为n=8)的1/4以上(在本实施例中为2以上)的除电单元中,离子生成电极间电位差的极性与其它除电单元中的离子生成电极间电位差彼此为逆极性,即,就在薄膜S的相同面侧、存在照射逆极性离子的离子生成电极的除电装置而言,除电效果高。可知尤其是在除电单元数n的1/2个(在本实施例中为4个)除电单元中,邻接的除电单元中的离子生成电极间电位差彼此为逆极性的实施例2的除电装置的除电效果最高。
实验3:使用电极单元8B(图12B)(非离子生成电极露出型的电极单元),基于邻接的除电单元间隔与邻接的离子生成电极间直流电位差的极性的影响的确认实验。
实施例6
除将全部除电单元间隔的值d20设为70mm以外,与实施例2相同。表2示出生胶片B和生胶片C的除电评价结果。
实施例7
就各除电单元间隔d2-1至d2-7而言,除将第奇数个除电单元间隔d2-1、d2-3、d2-5、d2-7设为70mm、将第偶数个除电单元间隔d2-2、d2-4、d2-6设为40mm以外,与实施例5相同。表2示出生胶片B和生胶片C的除电评价结果。
实验3的总结
从实施例2、实施例5至7的结果可知,在邻接的除电单元中的离子生成电极间电位差为逆极性的情况下,邻接距离最好小至一定程度。另一方面,在邻接的除电单元中的离子生成电极间电位差为同极性的情况下,可知邻接距离最好大至一定程度。
实验4:使用电极单元8B(图12B)(非离子生成电极露出型的电极单元),将邻接的离子生成电极间电位差设为逆极性直流电位差和逆极性交流电位差时的比较实验。
比较例3
在各除电单元中,向第1离子生成电极与第2离子生成电极彼此施加逆极性的零峰值为8kV、频率为60Hz的交流电压,并且,对邻接的各除电单元的第1离子生成电极的施加电压彼此为逆相位,除此以外,与实施例2相同。表2示出生胶片B和生胶片C的除电评价结果。
实验4的总结
从实施例2与比较例3的比较结果可知,在利用交流电压施加赋予交流电位差时,在薄膜S的移动方向上产生±45μC/m2的带电不均匀。在比较例3中,由于薄膜S的不带电部中的带电量大幅度增加,所以可知最好利用实施例2的直流电压施加来赋予直流电位差。
[表2]
表2
离子生成电极间电位差的极性   施加方式   除电单元间隔d20[mm]
空白
实施例2   +-+-+-+-     直流     40
比较例2   ++++++++     直流     40
实施例3   ++++++--     直流     40
实施例4   ++++----     直流     40
实施例5   ++--++--     直流     40
实施例6   +-+-+-+-     直流     70
实施例7   ++--++--     直流     70、40
比较例3     交流60Hz     40
    电荷密度[μC/m2]
  生胶片B 生胶片C
空白   396 -10-+10
实施例2   好50 最好-15-+5
比较例2   好220 不可+240-+260
实施例3   好90 最好-15--5
实施例4   好140 好--90--70
实施例5   好90 好--45--35
实施例6   好90 最好--15---5
实施例7   好70 好--45--35
比较例3   好90 不可--45-+45
实验5:使用电极单元8B(图12B)(非离子生成电极露出型的电极单元),离子生成电极间平均电场强度2V0/d0(离子生成电极间直流电位差/法线方向电极间距离)与脉动率x0造成的影响的确认实验。
实施例8
本实施例的说明记载于在后实施例8至26项中。
实施例9
本实施例的说明记载于在后实施例8至26项中。
实施例10
本实施例的说明记载于在后实施例8至26项中。
实施例11
本实施例的说明记载于在后实施例8至26项中。
实施例12
本实施例的说明记载于在后实施例8至26项中。
实施例13
本实施例的说明记载于在后实施例8至26项中。
实施例14
本实施例的说明记载于在后实施例8至26项中。
实施例15
本实施例的说明记载于在后实施例8至26项中。
实施例16
本实施例的说明记载于在后实施例8至26项中。
实施例17
本实施例的说明记载于在后实施例8至26项中。
实施例18
本实施例的说明记载于在后实施例8至26项中。
实施例19
本实施例的说明记载于在后实施例8至26项中。
实施例20
本实施例的说明记载于在后实施例8至26项中。
实施例21
本实施例的说明记载于在后实施例8至26项中。
实施例22
本实施例的说明记载于在后实施例8至26项中。
实施例23
本实施例的说明记载于在后实施例8至26项中。
实施例24
本实施例的说明记载于在后实施例8至26项中。
实施例25
本实施例的说明记载于在后实施例8至26项中。
实施例26
本实施例的说明记载于在后实施例8至26项中。
实施例8至26
除法线方向电极间距离d10、直流电压的时间平均值的绝对值V0和脉动率x0如表3A所示外,与实施例2相同。脉动率由信号函数发生器设定,由示波器确认信号函数发生器的输出波形(电压放大前的波形)。直流电压的脉动部分的相位如图7所示,为逆相位。表3B示出生胶片B和生胶片C的评价结果。
实验5的总结
从实施例8-26的结果可知,若离子生成电极间平均电场强度2V0/d0变小,则生胶片B中的除电能力低,但生胶片C中,基本不受脉动率的影响。另一方面,若离子生成电极间平均电场强度2V0/d0变大,则生胶片B中的除电能力增加,但生胶片C中,若脉动率变大,则附着离子量的振幅变大,可知容易受到脉动率的影响。由此,可知为了均匀地对薄膜S的各面除电,与离子生成电极间平均电场强度2V0/d0的大小无关,脉动率最好为5%以下,在脉动率超过5%的情况下,离子生成电极间平均电场强度2V0/d0的大小最好小于0.35。
[表3A]
表3A
  施加电压的时间平均值的绝对值V0[kV]     脉动率x0[%]   法线方向电极间距离d10[mm]   法线方向电场强度2V0/d10
空白
实施例8     8     0.1     20     0.80
实施例9     8     5     20     0.80
实施例10     8     8     20     0.80
实施例11     8     10     20     0.80
实施例12     8     20     20     0.80
实施例2     8     0.1     30     0.53
实施例13     8     5     30     0.53
实施例14     8     8     30     0.53
实施例15     8     10     30     0.53
实施例16     8     20     30     0.53
实施例17     8     0.1     50     0.32
实施例18     8     5     50     0.32
实施例19     8     8     50     0.32
实施例20     8     10     50     0.32
实施例21     8     20     50     0.32
实施例22     4     0.1     30     0.27
实施例23     4     5     30     0.27
实施例24     4     8     30     0.27
实施例25     4     10     30     0.27
实施例26     4     20     30     0.27
[表3B]
表3B
  电荷密度[μC/m2]
  生胶片B   生胶片C
空白     396 -10-+10
实施例8   好     40   最好 -15-+5
实施例9   好     40   最好 -15-+5
实施例10   好     50   比较好 -25-+10
实施例11   好     60   比较好 -30-+15
实施例12   好     70   比较好 -50--30
实施例2   好     50   最好 -15-+5
实施例13   好     50   最好 -15-+5
实施例14   好     50   比较好 -20-+10
实施例15   好     60   比较好 -25-+15
实施例16   好     70   比较好 -40-+25
实施例17   好     220   最好 -15-+5
实施例18   好     220   最好 -15-+5
实施例19   好     220   最好 -15-+5
实施例20   好     220   最好 -20-+5
实施例21   好     220   最好 -25-+5
实施例22   好     250   最好 -10-+10
实施例23   好     250   最好 -10-+10
实施例24   好     250   最好 -10-+10
实施例25   好     250   最好 -10-+10
实施例26   好     250   最好 -15-+10
实验6:使用电极单元8B(图12B)(非离子生成电极露出型的电极单元),变更最下游除电单元的离子生成电极间直流电位差和最下游除电单元的法线方向电极间距离时的比较实验。
实施例27
将施加于薄膜S的移动方向最下游(第8个)除电单元SU8的第1离子生成电极5d8与第2离子生成电极5f8上的直流电压的时间平均值的绝对值设为5kV、即将离子生成电极间电位差的绝对值设为10kV,除此以外,与实施例2相同。表4示出生胶片B和生胶片C的除电评价结果。
实施例28
仅将薄膜S的移动方向最下游(第8个)除电单元SU8的法线方向电极间距离d1-8设为50mm,除此以外,与实施例2相同。表4示出生胶片B和生胶片C的除电评价结果。
实验6的总结
在使用生胶片C的评价中,与实施例2相比,可知实施例27和28抑制薄膜S各面的不带电部中的带电量增加的效果大。在使用生胶片B的除电评价中,与实施例2相比,可知实施例27和28的除电能力稍差,但仍没问题。
[表4]
表4
  最终单元施加电压(时间平均值的绝对值)|V1-8|、|V2-8|[kV]     最终单元法线方向电极间距离d1-8[mm] 电荷密度[μC/m2]
生胶片B 生胶片C
空白     396 -10-+10
实施例2     8     30 最好     50 最好 -15--5
实施例27     5     30 最好     60 最好 -10-+10
实施例28     8     50 最好     60 最好 -10-+10
实验7:使用电极单元8B(图12B)(非离子生成电极露出型的电极单元),追加最下游具有离子生成电极间电位差的除电单元时的比较实验。
实施例29
在实施例2的除电装置的薄膜S的移动方向更下游,配置具有施加交流电压的第1和第2离子生成电极的交流除电单元。交流除电单元的各电极单元为与实施例2中使用的一样的电极单元。另外,法线方向电极间距离和除电单元间隔与实施例2相同。向交流除电单元的第1和第2离子生成电极施加彼此为逆极性的、4kV(零峰值)、频率为60Hz的交流电压。表5示出生胶片B和生胶片C的除电评价结果。
实验7的总结
在使用生胶片C的评价中,与实施例2相比,可知实施例29抑制薄膜S各面的不带电部中的带电量增加的效果大。从而,可知通过在最下游设置赋予交流电位差的除电单元,具有降低薄膜S各面的带电量的效果。
[表5]
表5
电荷密度[μC/m2]
生胶片B   生胶片C
空白     396 -10-+10
实施例2 最好     50   最好 -15--5
实施例29 最好     50   最好 -10-+10
实验8:实验6的补充实验。
实施例30
将施加于薄膜S的移动方向最下游(第8个)除电单元SU8的第1离子生成电极5d8与第2离子生成电极5f8上的直流电压的时间平均值的绝对值设为5kV、即将离子生成电极间电位差的绝对值设为10kV,除此以外,与实施例4相同。表6示出生胶片B和生胶片C的除电评价结果。
实施例31
仅将薄膜S的移动方向最下游(第8个)除电单元SU8的法线方向电极间距离d1-8设为50mm,除此以外,与实施例4相同。表6示出生胶片B和生胶片C的除电评价结果。
实验8的总结
在实施例30、31中,与实施例4的结果相比,在使用生胶片B的除电评价中,可知除电能力多少恶化,但在使用生胶片C的评价中,电荷密度的绝对值大幅度下降。因此,可知通过抑制从最下游除电单元的离子生成电极附着于薄膜S的各面的离子量,具有抑制薄膜S各面的不带电部的带电量增加的效果。
[表6]
表6
  最终单元施加电压(时间平均值的绝对值)|V1-8|、|V2-8|[kV]     最终单元法线方向电极间距离d1-8[mm] 电荷密度[μC/m2]
生胶片B 生胶片C
空白 396 -10-+10
实施例4     8     30 140 -90--70
实施例30     5     30 160 -40--20
实施例31     8     50 160 -40--20
实验9:离子生成电极间直流电位差的脉动率与除电能力的关系的验证实验。
实施例32
本实施例的说明记载于在后实施例32至34项中。
实施例33
本实施例的说明记载于在后实施例32至34项中。
实施例34
本实施例的说明记载于在后实施例32至34项中。
实施例32至34
除法线方向电极间距离d10、直流电压的时间平均值的绝对值V0和脉动率x0如表7所示外,与实施例2相同。脉动率由信号函数发生器设定,由示波器确认信号函数发生器的输出波形(电压放大前的波形)。直流电压的脉动部分的相位如图19A所示,为同相位。表7示出生胶片B和生胶片C的评价结果。
实验9的总结
在实施例32-34中,与实施例10-12的结果相比可知,在使用生胶片B的除电评价中,除电能力无差别,在使用生胶片C的评价中,电荷密度的振幅大幅度下降。可知即便直流电压的脉动率为5%以上,只要脉动分量为同相位,则相对薄膜S各面的不带电部、沿薄膜S的移动方向排列的周期性带电量没问题。
[表7]
表7
施加电压的时间平均值的绝对值V0[kV] 脉动率x0[%]   法线方向电极间距离d10[mm]   法线方向电场强度2V0/d10
空白
实施例32     8     8     20     0.80
实施例33     8     10     20     0.80
实施例34     8     20     20     0.80
  电荷密度[μC/m2]
  生胶片B   生胶片C
空白   396                   -10-+10
实施例32   好   50   最好                   -15-+5
实施例33   好   60   最好                   -15-+5
实施例34   好   70   最好                   -15-+5
实验10:离子生成电极露出型的电极单元8A(图12A)与非离子生成电极露出型的电极单元8B(图12B)的、薄膜带电部分的除电能力与对薄膜不带电部分的无影响的比较、和使用直流除电单元与交流除电单元时的薄膜带电部分的除电能力与对薄膜不带电部分的无影响的比较。
实施例35
在图15所示的除电装置5中,使用宽度为300mm、厚度为38微米的2轴延伸的聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜S(东レ株式会社制ルミラ-38S28,称为生胶片A),作为电气绝缘性薄片S,使薄膜S以表8所示的速度u[单位:m/分]移动。生胶片A具有实施例1等中使用的生胶片A-1、和带电量大小与生胶片A-1不同的生胶片A-2。
生胶片A-2与生胶片A-1-样,在除电前,如图10所示,在宽度10mm的范围内,周期性带电。生胶片A-2的周期性带电部的带电(图10的A-A’部分)的背面平衡电位以0V为中心,振幅为1080V(各面的电荷密度振幅为760μC/m2)。周期性带电部中的正带电部的背面平衡电位的绝对值峰值部与负带电部的背面平衡电位的绝对值峰值部之间隔与生胶片A-1相同。另外,确认带电部分(宽度10mm的部分)以外的薄膜S部分的背面平衡电位与生胶片A-1一样,生胶片A-2其绝对值也为15V以下,各面的电荷密度在-10至+10μC/m2范围内,基本不带电。
使用图12A和图12B的电极单元8A和电极单元8B(HER型电极-春日电机株式会社制)作为第1和第2电极单元。如图12A和图12B所示,离子生成电极5d1至5dn和离子生成电极5f1至5fn由针电极列8a(部分电极8a1、8a2、..的集合体)构成。并用图12A所示的不具有屏蔽电极的离子生成电极露出型的电极单元8A、和图12B所示的在离子生成电极附近具有屏蔽电极的非离子生成电极露出型的电极单元8B。
该针电极列8a的薄膜S宽度方向的间隔d5对电极单元8A、8B均为10mm,向各电极单元中的全部针电极施加相同电压,具有相同电位。就电极单元8B而言,针电极列8a与屏蔽电极8b由绝缘材料(氯乙烯)8d、8e彼此绝缘。
直流除电单元的总数n为6(若还包含后述的交流除电单元,则总数n为8),在薄膜S的移动方向上游侧的6个除电单元SU1-SU6中,使用离子生成电极露出型的电极单元8A,在下游侧的两个除电单元SU7、SU8中,使用非离子生成电极露出型的电极单元8B。
在各除电单元中,与薄膜S的移动方向正交地、且与薄膜S的面平行地、夹持薄膜S配置第1和第2电极单元,第1电极单元中的各针电极顶端与第2电极单元中的各针电极的顶端相对配置。
其中,仅就配置在薄膜S的移动方向上游侧的除电单元SU1-SU6中、最下游的第6个除电单元SU6而言,沿薄膜S的移动方向错位配置第2电极单元EUf6,使电极错位量d0-6为25mm,配置其它除电单元,使电极错位量d0-k(k=1、2、3、4、5、7、8)为0mm。
各电极单元中针电极列的针顶端、即各除电单元的各离子生成电极的顶端沿薄膜S的宽度方向直线状排列,电极相对于薄膜S的法线方向和移动方向的松驰小到可以忽视。
法线方向电极间距离d1-1至d1-8全部为40mm,除电单元间隔d2-1至d2-4全部为40mm,除电单元间隔d2-5和d2-6为52.5mm,除电单元间隔d2-7为55mm。
在相对薄膜S移动方向配置于上游侧的6个除电单元中,向相对的第1离子生成电极与第2离子生成电极,施加对于规定的共同电位(这里为0[单位:V])彼此为逆极性、其绝对值的差为0.1kV以下的直流电压。
向从薄膜S的移动方向最上游起第奇数(第1、3、5)个除电单元的第1离子生成电极施加正的直流电压,离子生成电极间电位差的极性变为正,向从薄膜S的移动方向最上游起第偶数(第2、4、6)个除电单元的第1离子生成电极施加负的直流电压,离子生成电极间电位差的极性变为负。施加电压的绝对值的时间平均值分别为8kV,即,各除电单元中,离子生成电极间电位差的绝对值变为16kV。
脉动分量是脉动率对于正的直流电压、负的直流电压均为0.1%以下的锯齿波。在直流电压的施加中,使用由2台(正电压放大用、负电压放大用各1台)高压电源(均为Trek株式会社制MODEL20/20B)放大来自2台(正电压施加用、负电压施加用各1台)信号函数发生器(均为NF电路设计功能块株式会社制信号函数合成器1915)的直流电压输出后的电压。
在由示波器(日本ヒユ-レツトパツカ-ド株式会社54540C)确认电压放大前波形后,直流施加电压的脉动率为0.1%以下。高压电源的放大率为2000倍,精度为0.1%。
在相对于薄膜S的移动方向配置于下游侧的2个除电单元SU7、SU8中,从交流高压电源5k和51(图9)(春日电机株式会社制PAD-101型)向相对的第1离子生成电极与第2离子生成电极施加相对于规定的共同电位(这里为0[单位:V])彼此为逆极性的60Hz的交流电压,其实效值为7kV。向沿薄膜S的移动方向邻接的第1离子生成电极5d7、5d8施加彼此逆极性的60Hz的交流电压,其实效值为7kV。
配置于薄膜S移动方向下游侧的两个除电单元SU7、SU8中的各交流电极单元的屏蔽电极5g7、5g8、5h7、5h8全部接地,电位为0[单位:V]。两个交流用除电单元SU7、SU8的各电极单元中的屏蔽电极开口幅度SOg7和SOg8、和SOh7和SOh8全部为18mm,各离子生成电极的顶端与屏蔽电极的最短距离全部为12mm。薄膜S通过各除电单元中的第1和第2离子生成电极间的大致中央。
就除电后的薄膜S的带电分布而言,根据上述测定方法,调查第1面的背面平衡电位,求出电荷密度。表8示出生胶片A-1和生胶片A-2的周期性带电部分的电荷密度的振幅、和生胶片A-2的不带电部分(带电部分以外的部分)的电荷密度的范围[单位:μC/m2]以及各自的判定结果。
比较例4
图13所示的除电装置6中,使用实施例35中使用的生胶片A-2,作为电气绝缘性薄片S,除此以外,以与比较例1相同的条件实施评价。以表8所示的速度u[单位:m/分]移动薄膜S。
就除电后的薄膜S的带电分布而言,根据上述测定方法,调查第1面的背面平衡电位,求出电荷密度。表8示出生胶片A-2的周期性带电部分的电荷密度的振幅、和生胶片A-2的不带电部分(带电部分以外的部分)的电荷密度的范围[单位:μC/m2]以及各自的判定结果。
实施例36
图15所示的除电装置5中,使用与实施例35一样实施带电后的生胶片A-2,作为电气绝缘性薄片S,以表8所示的速度u[单位:m/分]移动薄膜S。其它条件与实施例1相同。就除电后的薄膜S的带电分布而言,根据上述测定方法,调查第1面的背面平衡电位,求出电荷密度。表8示出生胶片A-2的周期性带电部分的电荷密度的振幅、和生胶片A-2的不带电部分(带电部分以外的部分)的电荷密度的范围以及各自的判定结果。
实施例37
沿薄膜S的移动方向错位配置第2电极单元EUf6,使实施例1中使用的除电装置5的第6个除电单元SU6的电极错位量d0-6为25mm,配置其它除电单元,使电极错位量d0-k(k=1、2、3、4、5、7、8)为0mm。在相对于薄膜S的移动方向配置于下游侧的2个除电单元SU7、SU8中,由交流高压电源(春日电机株式会社制PAD-101型)向相对的第1离子生成电极与第2离子生成电极施加彼此为逆极性的60Hz的交流电压,其实效值为7kV。
向沿薄膜S的移动方向邻接的第1离子生成电极5d7、5d8施加彼此逆极性的60Hz的交流电压,其实效值为7kV。其它条件与实施例1一样。
就除电后的薄膜S的带电分布而言,根据上述测定方法,调查第1面的背面平衡电位,求出电荷密度。表8示出生胶片A-1和生胶片A-2的周期性带电部分的电荷密度的振幅、和生胶片A-2的不带电部分(带电部分以外的部分)的电荷密度的范围以及各自的判定结果。
实验10的总结
如表8所示,实施例35中,薄膜S各面带电部的电荷密度的振幅降低量在薄膜S的移动速度上升的同时,稍稍减少,但在任一移动速度下,其降低量都大。另外,在薄膜S各面的不带电部中,增加的带电量也很少。在比较例4中,与比较例1一样,在宽的移动速度范围中,不能同时实现对带电部的电荷密度的降低、与对不带电部的电荷密度增加的抑制。
根据实施例35、36和37的结果可知,实施例35的除电能力高。
认为这是因为由于使用离子生成电极露出型的电极单元,所以防止生成的离子经屏蔽电极泄漏到地面,生成的离子基本上附着在薄膜S的各面上,和与不是离子生成电极露出型的电极单元的情况相比,相对的离子生成电极间的电场变强,生成的离子中,向薄膜S法线方向的加速力变强,大量离子附着于薄膜S的各面。
在实施例35的情况下,从电源向离子生成电极提供的输出电流也是实施例1、36、37时的一半以下。因此,可使用输出电流容量小的小型电源,可大幅度降低设备费用。如实施例1、36、37所示,即便在使用非离子生成电极露出型的电极单元的情况下,除电效果也没问题。另外,在任一情况下,薄膜S各面的不带电部中,增加的带电量都很少。
[表8]
表8
 速度u[m/分]     实施例35 比较例4
生胶片A-1   生胶片A-2 生胶片A-2
带电部*1   带电部*1 不带电部 带电部*1 不带电部
    空白   190   760 -10-+10     760 -10-+10
    100 最好   0   最好   0 最好 -40--30     320 不可 -70-+70
    110 最好   0   最好   0 最好 -40--30     320 不可 -350-+350
    150 最好   0   最好   20 最好 -30--20     360 不可 -50-+50
    200 最好   0   最好   25 最好 -20--10     400 比较好 -40-+40
    220 最好   0   好   40 最好 -20--10     420、490*2 不可 -50-+50
    300 最好   10   好   80 最好 -10-+10     500 -30-+30
    速度u[m/分] 实施例37 实施例36
生胶片A-1   生胶片A-2 生胶片A-2
带电部*1   带电部*1 不带电部 带电部*1 不带电部
    空白   190   760 -10-+10     760 -10-+10
    100 最好   0   好   320 最好 -10-+10     280 最好 -20--10
    110 最好   0   好   320 最好 -10-+10     280 最好 -20--10
    150   50   好   370 最好 -10-+10     340 最好 -15--5
    200   70   好   410 最好 -10-+10     390 最好 -15--5
    220   80   好   430 最好 0-+10     390 最好 -10-0
    300   100   好   480 最好 0-+10     450 最好 -10-0
注※1、注※2与表1的注一样。
实验11:使用电极单元8A(图12A)(离子生成电极露出型的电极单元),邻接的除电单元彼此的离子生成电极间电位差的极性或除电单元间隔对除电能力的影响的验证。
实施例38
在实施例35中使用的除电装置5的离子生成电极露出型电极单元构成的除电单元SU1-SU6中,除电单元间隔d2-1至d2-4全部为30mm,除电单元间隔d2-5和d2-6为42.5mm,此外与实施例35相同。
就除电后的薄膜S的带电分布而言,根据上述测定方法,调查第1面的背面平衡电位,求出电荷密度。表9示出生胶片A-2的周期性带电部分的电荷密度的振幅、和生胶片A-2的不带电部分(带电部分以外的部分)的电荷密度的范围以及各自的判定结果。
实施例39
在实施例35中使用的除电装置5的离子生成电极露出型电极单元构成的除电单元SU1-SU6中,除电单元间隔d2-1至d2-4全部为70mm,除电单元间隔d2-5和d2-6为82.5mm,此外与实施例35相同。
就除电后的薄膜S的带电分布而言,根据上述测定方法,调查第1面的背面平衡电位,求出电荷密度。表9示出生胶片A-2的周期性带电部分的电荷密度的振幅、和生胶片A-2的不带电部分(带电部分以外的部分)的电荷密度的范围以及各自的判定结果。
实验11的总结
从表9所示的实施例35、38、39的比较可知,在薄膜S的移动方向上邻接的离子生成电极间电位差为逆极性,并且,在薄膜S的移动方向上邻接的除电单元间隔比各除电单元法线方向电极间距离的0.8倍小的情况下,从薄膜S的移动方向上邻接的各离子生成电极生成的彼此逆极性的离子彼此结合,各自易中和,所以到达薄膜S各面的离子量减少。因此,可知薄膜S的移动方向上邻接的除电单元间隔比各除电单元的法线方向电极间距离大的除电单元,除电能力高。
如实施例39所示,若增大除电单元间隔,则与实施例35相比,除电能力稍稍降低,但没问题。但是,由于装置整体相对于薄膜S的移动方向的尺寸变大,所以必需充分确保装置的设置空间。另外,在任一情况下,薄膜S各面的不带电部中增加的带电量都很少。
[表9]
表9
速度u[m/分] 实施例35
生胶片A-1     生胶片A-2
带电部*1     带电部*1   不带电部
    空白 190   760 -10-+10
    100 最好 0     最好   0   最好 -40--30
    110 最好 0     最好   0   最好 -40--30
    150 最好 0     最好   20   最好 -30--20
    200 最好 0     最好   25   最好 -20--10
    220 最好 0     好   40   最好 -20--10
    300 最好 10     好   80   最好 -10-+10
    速度u[m/分] 实施例38 实施例39
生胶片A-2 生胶片A-2
带电部*1 不带电部 带电部*1 不带电部
    空白 760         -10-+10   760 -10-+10
    100 300 最好         -0-0 最好   0 最好 -10-0
    110 300 最好         -10-0 最好   30 最好 -10-0
    150 400 最好         -10-0   50 最好 -10-0
    200 460 最好         -10-0   60 最好 -10-0
    220 470 最好         -10-+10   100 最好 -10-+10
    300 630 最好         -0-+10   140 最好 -10-+10
    单位[μC/m2]
实验12:除电单元间隔与法线方向电极间距离的关系对除电能力的影响的验证。
实施例40
在不具有实施例35中使用的除电装置5的屏蔽电极的、离子生成电极露出型电极单元构成的除电单元SU1-SU6中,就SU1、SU2以外的除电单元而言,停止直流电压施加,离子生成电极间电位差为0V。另外,交流除电单元SU7、SU8也停止交流电压施加。其它与实施例35一样。
各电极单元的薄片宽度方向的长度约为500mm,其中,配置离子生成电极的长度约为400mm。在该状态下,作为变动除电单元SU1、SU2的除电单元间隔d2-1的参数,以10m/分的速度使生胶片A-2移动。
图16的曲线示出对于生胶片A-2的不带电部分(带电部分以外的部分),根据上述测定方法,调查第1面的背面平衡电位的结果,和调查附带于使用的直流电源上的输出电流仪的指示值的结果。
实验12的总结
从图16的曲线可知,在除电单元间隔与法线方向电极间距离(40mm)大致相同的情况下,背面平衡电位的绝对值、即薄膜S各面的附着离子量最大。在进一步增大除电单元间隔的情况下,可知背面平衡电位的绝对值稍小,但为基本恒定的背面平衡电位的绝对值。另一方面,可知在减小除电单元间隔的情况下,背面平衡电位的绝对值变小,相反,来自直流电源的输出电流增加,即,对于薄膜S的各面、生成离子的附着效率恶化。
实验13:电极单元8A(图12A)(离子生成电极露出型电极单元)与屏蔽型电极单元8B(图12B)(非离子生成电极露出型电极单元)的离子附着效率的比较。
参考例1
仅使用实施例40中使用的除电装置5中的、离子生成电极露出型电极单元构成的第1个除电单元,向其它除电单元中的各离子生成电极停止施加直流电压,除电单元SU1、SU2的除电单元间隔d2-1为40mm,恒定。各离子生成电极中,向相对的离子生成电极间不存在薄膜S的部位覆盖与薄膜S不同的薄膜。其它与实施例40一样。
图17A的曲线示出在该状态下,以100m/分的速度使生胶片A-2移动,将对第1个除电单元中各离子生成电极的直流施加电压的绝对值的时间平均值作为变动参数,对于生胶片A-2的不带电部分(带电部分以外的部分),根据上述测定方法,调查第1面的背面平衡电位的结果。图17B的曲线示出调查附带于使用的直流电源上的输出电流仪的指示值的结果。
参考例2
由具有屏蔽电极的、非离子生成电极露出型的电极单元构成参考例1中使用的除电装置5的、离子生成电极露出型的电极单元构成的第1个除电单元的各电极单元。屏蔽电极的配置为实施例36所述的配置。其它条件与参照例1一样。
图18A的曲线示出在该状态下,以100m/分的速度使生胶片A-2移动,将对第1个除电单元中各离子生成电极的直流施加电压的绝对值的时间平均值作为变动参数时,对于生胶片A-2的不带电部分(带电部分以外的部分),根据上述测定方法,调查第1面的背面平衡电位的结果。图18B的曲线示出调查附带于使用的直流电源上的输出电流仪的指示值的结果。
实验13的总结
比较图17A、图17B、图18A、图18B各个曲线的情况下,确认如下情况。即,在离子生成电极间电位差的绝对值相同的情况下,当使用由离子生成电极露出型的电极单元构成的除电单元时,来自接地的屏蔽电极的泄漏电流变少,所以从电源向离子生成电极提供的输出电流变小。另外,可增加约30%的背面平衡电位(即薄膜S各面的附着离子量)。结果,可实现向薄膜S各面的离子附着效率的提高和电源容量的小型化。
实验14:各个实施方式中的薄膜不带电部分的残留带电量的比较。
实施例41-1
使用与实施例35一样实施了带电的生胶片A-2,作为电气绝缘性薄片S,停止向实施例35中使用的除电装置5下游侧配置的两个除电单元SU7、SU8中的第1和第2离子生成电极施加交流电压。表10示出在该状态下,以100m/分使薄膜S移动,除电后的生胶片A-2的不带电部分(带电部分以外的部分)的电荷密度范围以及其判定结果。
实施例41-2
使用与实施例35一样实施了带电的生胶片A-2,作为电气绝缘性薄片S,设实施例41-1中使用的除电装置5的薄膜S移动方向上的第6个配置的除电单元SU6的电极错位量d0-6为0mm,除电单元间隔d2-5和d2-6为40mm。其它条件与实施例41-1一样。表10示出在该状态下,以100m/分使薄膜S移动,除电后的生胶片A-2的不带电部分(带电部分以外的部分)的电荷密度范围以及其判定结果。
实施例41-3
使用与实施例35一样实施了带电的生胶片A-2,作为电气绝缘性薄片S,设实施例41-2中使用的除电装置5的薄膜S移动方向的第6个除电单元SU6的第1离子生成电极5d6与第2离子生成电极5f6上施加的直流施加电压绝对值的时间平均值为5kV。其它条件与实施例41-2一样。表10示出在该状态下,以100m/分使薄膜S移动,除电后的生胶片A-2的不带电部分(带电部分以外的部分)的电荷密度范围以及其判定结果。
实施例41-4
使用与实施例35一样实施了带电的生胶片A-2,作为电气绝缘性薄片S,设仅实施例41-2中使用的除电装置5的薄膜S移动方向的第6个除电单元SU6的法线方向电极间距离d1-6为60mm。其它条件与实施例41-2一样。表10示出在该状态下,以100m/分使薄膜S移动,除电后的生胶片A-2的不带电部分(带电部分以外的部分)的电荷密度范围以及其判定结果。
实施例41-5
使用与实施例35一样实施了带电的生胶片A-2,作为电气绝缘性薄片S,设实施例41-2中使用的除电装置5的薄膜S移动方向最上游两个除电单元SU1、SU2的电极单元为没有屏蔽电极的离子生成电极露出型电极单元,其它除电单元SU3至SU8为具有屏蔽电极的非离子生成电极露出型电极单元。其它条件与实施例41-2一样。表10示出在该状态下,以100m/分使薄膜S移动,除电后的生胶片A-2的不带电部分(带电部分以外的部分)的电荷密度范围以及其判定结果。
实施例41-6
使用与实施例35一样实施了带电的生胶片A-2,作为电气绝缘性薄片S,向实施例41-2中使用的除电装置5的薄膜S移动方向下游侧配置的两个除电单元SU7、SU8中的第1和第2离子生成电极施加交流电压,并且,停止向从薄膜S的移动方向最上游起两个除电单元SU1、SU2的各离子生成电极施加直流电压。其它条件与实施例41-2一样。表10示出在该状态下,以100m/分使薄膜S移动,除电后的生胶片A-2的不带电部分(带电部分以外的部分)的电荷密度范围以及其判定结果。
实施例41-7
使用与实施例35一样实施了带电的生胶片A-2,作为电气绝缘性薄片S,停止向实施例35中使用的除电装置5的、从薄膜S的移动方向最上游起两个除电单元SU1、SU2的各离子生成电极施加直流电压。其它条件与实施例35一样。表10示出在该状态下,以100m/分使薄膜S移动,除电后的生胶片A-2的不带电部分(带电部分以外的部分)的电荷密度范围以及其判定结果。
实验14的总结
可使用6个除电单元除电薄膜S的情况下,如实施例41-2所示,可知有时带电变大。相反,如实施例41-1、41-3至41-7所示,可知通过对薄膜S移动方向下游侧的除电单元实施交流电位差的赋予、电极错位量的确保、具有屏蔽电极的非离子生成电极露出型电极单元的配置、直流电位差的降低、法线方向电极间距离的扩大等、抑制向薄膜S各面的附着离子量的对策,可改善薄膜S各面的不带电部分中的带电量的等级。
[表10]
表10
    构成
    电极错位量d0-6[mm]     直流除电单元SU1、SU2电位差[kV]     直流除电单元SU3-SU6电位差[kV]     交流除电单元SU7、SU8   电极间距离d1-6[mm]
空白
实施例41-1     25     ±16      ±16     OFF     40
实施例41-2     0     ↓     ↓     40
实施例41-3     0     ↓     ↓     40
实施例41-4     0     ↓     ↓     60
实施例41-5     0     ↓     ↓     ↓     40
实施例41-6     0     0     ↓     ON     40
实施例41-7     25     0     ↓     ON     40
构成 向不带电部的带电(100m/分)
    SU6电位差[kV]      离子生成电极露出型电极 判定   电荷密度[μC/m2]
空白 最好   -10-+10
实施例41-1     -16      SU1-SU6   -50--40
实施例41-2     -16     ↓   -100--90
实施例41-3     -10     ↓   -40--30
实施例41-4     -16     ↓   -40--30
实施例41-5     ↓     SU1-SU2   -50--40
实施例41-6     ↓     SU1-SU6   -60--40
实施例41-7     ↓     ↓   -40--20
实验15:使用电极单元8A(图12A)(离子生成电极露出型电极单元),基于各除电单元中离子生成电极间电位差的极性选择的除电能力和对薄膜不带电部分的残留带电量的比较。
实施例42-1
向实施例35中使用的除电装置5中、从薄膜S移动方向上游侧起第1、2、3、4个除电单元SU1-SU4的第1离子生成电极施加直流正电压,设离子生成电极间电位差的极性为正,向第5、6个除电单元SU5、SU6的第1离子生成电极施加直流负电压,设离子生成电极间电位差的极性为负,停止向第7个除电单元SU7和第8个除电单元SU8的各离子生成电极施加交流电压。其它条件与实施例35一样。表11示出以100m/分使薄膜S移动时的生胶片A-2的周期性带电部分的电荷密度振幅、和生胶片A-2的不带电部分的电荷密度范围以及各自的判定结果。
实施例42-2
向实施例42-1中使用的除电装置5中、从薄膜S移动方向上游侧起第1、2、5个除电单元SU1、SU2、SU5的第1离子生成电极施加直流正电压,设离子生成电极间电位差的极性为正,向第3、4、6个除电单元SU3、SU4、SU6的第1离子生成电极施加直流负电压,设离子生成电极间电位差的极性为负。其它条件与实施例42-1一样。表11示出以100m/分使薄膜S移动时的生胶片A-2的周期性带电部分的电荷密度振幅、和生胶片A-2的不带电部分的电荷密度范围以及各自的判定结果。
实施例42-3
向实施例42-1中使用的除电装置5中、从薄膜S移动方向上游侧起第1、6个除电单元SU1、SU5的第1离子生成电极施加直流正电压,设离子生成电极间电位差的极性为正,向第2、3、4、5个除电单元SU2、SU3、SU4、SU5的第1离子生成电极施加直流负电压,设离子生成电极间电位差的极性为负。其它条件与实施例42-1一样。表11示出以100m/分使薄膜S移动时的生胶片A-2的周期性带电部分的电荷密度振幅、和生胶片A-2的不带电部分的电荷密度范围以及各自的判定结果。
比较例5
向实施例42-1中使用的除电装置5中、从薄膜S移动方向上游侧起第1-6个除电单元SU1-SU6的第1离子生成电极施加直流正电压,设离子生成电极间电位差的极性为正。其它条件与实施例42-1一样。表11示出以100m/分使薄膜S移动时的生胶片A-2的周期性带电部分的电荷密度振幅、和生胶片A-2的不带电部分的电荷密度范围以及各自的判定结果。
实验15的总结:
从实施例41-1、42-1、42-2、42-3和比较例5可知,在施加直流电压的除电单元的总数n(在本例中n=6)的1/4以上(在本实施例中为2个以上)除电单元中,在离子生成电极间电位差的极性为与其它除电单元中的离子生成电极间电位差具有彼此逆极性电位差的关系的情况下,薄膜S各面的不带电部分中带电的增加量少。
如比较例5所示,可知在各除电单元中,在其离子生成电极间电位差全部为同极性的情况下,薄膜S各面的不带电部分中带电的增加量大。
如实施例41-1所示,可知在薄膜S的移动方向邻接配置的各除电单元中,在离子生成电极间电位差彼此为逆极性的情况下,从薄膜S各面带电部中的带电量的降低效果和薄膜S各面不带电部中的带电量的增加抑制效果上看,最好。认为这在使用电极单元8B(非离子生成电极露出型电极单元)的实验结果(表2)中也一样。
[表11]
表11
  离子生成电极间电位差的极性 带电部(100m/分)   不带电部(100m/分)
判定     电荷密度[μC/m2] 判定     电荷密度[μC/m2]
空白 不可     760   最好     -10-+10
实施例41-1   +-+-+- 最好     30   好     -50--40
实施例42-1   ++++--     50   好     +10-+40
实施例42-2   ++--+-     50   好     -60--50
实施例42-3   +----+     50   好     -120--90
比较例5   ++++++     160   不可     +350-+360
产业上的可利用性
本发明的电气绝缘性薄片的除电装置和除电方法适用于必需去除电气绝缘性薄片、例如塑料薄膜或纸等表面上的带电、或均质化带电状态的情况。适用于必需去除长条薄片、或具有特定长宽尺寸的条状薄片、硅晶片、玻璃基板等表面中的带电、或均质化带电状态的情况。本发明可用作执行对象物的除尘的除尘装置或除尘方法。本发明可用于在将对象物夹持于窄的间隙中的状态下、将对象物的表里带电调整为等量的情况。

Claims (27)

1.一种电气绝缘性薄片的除电装置,具有相对于电气绝缘性薄片的移动路径,沿该薄片的移动方向间隔设置的至少2个除电单元,
该各除电单元具有配置在所述薄片的第1面侧的第1电极单元、与配置在所述薄片的第2面侧的第2电极单元,
所述第1电极单元具有第1离子生成电极,所述第2电极单元具有与所述第1离子生成电极相对配置的第2离子生成电极,其中,
在所述各除电单元中,所述第1离子生成电极与所述第2离子生成电极之间具有赋予直流的离子生成电极间电位差的关系,当所述除电单元的总数为n(n为2以上的整数)时,n个所述除电单元中、n/4个以上(小数点以下进位)的所述除电单元中的所述离子生成电极间电位差与其它所述除电单元中的所述离子生成电极间电位差具有彼此成逆极性电位差的关系。
2.一种电气绝缘性薄片的除电装置,具有相对于电气绝缘性薄片的移动路径,沿该薄片的移动方向间隔设置的至少2个除电单元,
该各除电单元具有配置在所述薄片的第1面侧的第1电极单元、与配置在所述薄片的第2面侧的第2电极单元,
所述第1电极单元具有第1离子生成电极,所述第2电极单元具有与所述第1离子生成电极相对配置的第2离子生成电极,其中,
在所述各除电单元中,所述第1离子生成电极与所述第2离子生成电极之间具有通过彼此施加逆极性的直流电压而赋予直流的离子生成电极间电位差的关系,
当所述除电单元的总数为n(n为2以上的整数)时,n个所述除电单元中、n/4个以上(小数点以下进位)的所述除电单元中的所述离子生成电极间电位差与其它所述除电单元中的所述离子生成电极间电位差具有彼此成逆极性电位差的关系。
3.一种电气绝缘性薄片的除电装置,具有相对于电气绝缘性薄片的移动路径,沿该薄片的移动方向间隔设置的至少2个除电单元,
该各除电单元具有配置在所述薄片的第1面侧的第1电极单元、与配置在所述薄片的第2面侧的第2电极单元,
所述第1电极单元具有第1离子生成电极,所述第2电极单元具有与所述第1离子生成电极相对配置的第2离子生成电极,其中,
在所述各除电单元中,所述第1离子生成电极与所述第2离子生成电极具有通过相对于接地电位彼此施加逆极性的直流电压,或通过向任一边施加接地电压、向另一边施加直流电压,赋予直流的离子生成电极间电位差的关系,
当所述除电单元的总数为n(n为2以上的整数)时,n个所述除电单元中、n/4个以上(小数点以下进位)的所述除电单元中的所述离子生成电极间电位差与其它所述除电单元中的所述离子生成电极间电位差具有彼此成逆极性电位差的关系。
4.一种电气绝缘性薄片的除电装置,具有相对于电气绝缘性薄片的移动路径,沿该薄片的移动方向间隔设置的至少2个除电单元,
该各除电单元具有配置在所述薄片的第1面侧的第1电极单元、与配置在所述薄片的第2面侧的第2电极单元,
所述第1电极单元具有第1离子生成电极,所述第2电极单元具有与所述第1离子生成电极相对配置的第2离子生成电极,其中,
在所述各除电单元中,所述第1离子生成电极和所述第2离子生成电极通过相对于规定的共同电位彼此赋予逆极性的电位,具有赋予直流的离子生成电极间电位差的关系,
当所述除电单元的总数为n(n为2以上的整数)时,n个所述除电单元中、n/4个以上(小数点以下进位)的所述除电单元中的所述离子生成电极间电位差与其它所述除电单元中的所述离子生成电极间电位差具有彼此成逆极性电位差的关系。
5.根据权利要求1-4之一所述的电气绝缘性薄片的除电装置,其特征在于:
所述n个除电单元中、n/2个(小数点以下舍去)的所述除电单元中的所述离子生成电极间电位差与其它所述除电单元中的所述离子生成电极间电位差具有彼此成逆极性电位差的关系。
6.根据权利要求1-4之一所述的电气绝缘性薄片的除电装置,其特征在于:
就全部所述除电单元而言,在所述薄片移动方向上邻接的所述除电单元彼此的所述离子生成电极间电位差具有彼此成逆极性电位差的关系。
7.一种电气绝缘性薄片的除电装置,具有相对于电气绝缘性薄片的移动路径,沿该薄片的移动方向间隔设置的至少2个除电单元,
该各除电单元具有配置在所述薄片的第1面侧的第1电极单元、与配置在所述薄片的第2面侧的第2电极单元,
所述第1电极单元具有第1离子生成电极,所述第2电极单元具有与所述第1离子生成电极相对配置的第2离子生成电极,其中,
(a)至少一个所述除电单元中的、所述第1电极单元和所述第2电极单元均为离子生成电极露出型的电极单元,
(b)在所述各除电单元中,在所述第1离子生成电极与所述第2离子生成电极之间具有赋予直流和/或交流的离子生成电极间电位差的关系,
(c)当所述除电单元的总数为n(n为2以上的整数)时,n个所述除电单元中、n/4个以上(小数点以下进位)的所述除电单元中的所述离子生成电极间电位差与其它所述除电单元中的所述离子生成电极间电位差具有彼此成逆极性电位差的关系。
8.根据权利要求1-4和7之一所述的电气绝缘性薄片的除电装置,其特征在于:
就所述薄片移动方向上邻接的至少1组所述除电单元而言,所述至少1组所述除电单元的所述离子生成电极间电位差具有彼此成逆极性电位差的关系,所述至少1组所述除电单元的除电单元间隔为所述至少1组所述除电单元各自的法线方向电极间距离最大值的0.8倍以上、3.0倍以下。
9.根据权利要求8所述的电气绝缘性薄片的除电装置,其特征在于:
所述至少1组所述除电单元的除电单元间隔为所述至少1组所述除电单元各自的法线方向电极间距离最大值的0.8倍以上、2.0倍以下。
10.根据权利要求1-4之一所述的电气绝缘性薄片的除电装置,其特征在于:
所述各除电单元中所述第1电极单元具有第1屏蔽电极,并且,所述第2电极单元具有第2屏蔽电极,就所述薄片移动方向上邻接的至少1组所述除电单元而言,所述至少1组所述除电单元的所述离子生成电极间电位差具有彼此成逆极性电位差的关系,所述至少1组所述除电单元的除电单元间隔为所述至少1组所述除电单元各自的宽度尺寸平均值的1.0倍以上、1.5倍以下。
11.根据权利要求1-4和7之一所述的电气绝缘性薄片的除电装置,其特征在于:
就所述薄片移动方向上邻接的至少1组所述除电单元而言,所述至少1组所述除电单元的所述离子生成电极间电位差具有彼此成同极性电位差的关系,所述至少1组所述除电单元的除电单元间隔为所述至少1组所述除电单元各自的法线方向电极间距离最大值的2.0倍以上。
12.根据权利要求1-4之一所述的电气绝缘性薄片的除电装置,其特征在于:
所述各除电单元中所述第1电极单元具有第1屏蔽电极,并且,所述第2电极单元具有第2屏蔽电极,就所述薄片移动方向上邻接的至少1组所述除电单元而言,所述至少1组所述除电单元的所述离子生成电极间电位差具有彼此成同极性电位差的关系,所述至少1组所述除电单元的除电单元间隔为所述至少1组所述除电单元各自的宽度尺寸平均值的1.5倍以上。
13.根据权利要求1-4和7之一所述的电气绝缘性薄片的除电装置,其特征在于:
赋予所述各除电单元的所述离子生成电极间电位差的电源是脉动率为5%以下的直流电源。
14.根据权利要求1-4和7之一所述的电气绝缘性薄片的除电装置,其特征在于,具有:
电位测定部件,配置在比所述各除电单元更靠近所述薄片移动方向的下游侧,边使所述电气绝缘性薄片接触接地导电性部件,边测定该电气绝缘性薄片的与所述接地导电性部件相反侧的表面电位;和
控制部件,根据所述电位的测定值,控制所述各除电单元中至少一个中的所述离子生成电极间电位差。
15.根据权利要求1-4和7之一所述的电气绝缘性薄片的除电装置,其特征在于,具有:
所述各除电单元中、至少所述薄片移动方向的最下游的除电单元的所述离子生成电极间电位差的绝对值比其它所述除电单元的所述离子生成电极间电位差小的关系。
16.根据权利要求1-4和7之一所述的电气绝缘性薄片的除电装置,其特征在于:
所述各除电单元中、至少所述薄片移动方向的最下游的除电单元的法线方向电极间距离比其它所述除电单元的法线方向电极间距离大。
17.根据权利要求1-4和7之一所述的电气绝缘性薄片的除电装置,其特征在于:
所述各除电单元中、至少所述薄片移动方向的最下游的除电单元的电极错位量比其它除电单元的电极错位量大。
18.根据权利要求1-4和7之一所述的电气绝缘性薄片的除电装置,其特征在于:
在比所述各除电单元更靠近所述薄片移动方向的下游侧,至少具有一个交流除电单元,该交流除电单元具有夹持所述薄片并相对配置的第1交流离子生成电极与第2交流离子生成电极,并具有向所述第1交流离子生成电极与所述第2交流离子生成电极之间赋予交流电位差的关系。
19.根据权利要求1-4和7之一所述的电气绝缘性薄片的除电装置,其特征在于:
具有如下关系,即从至少一个单一电源,向所述n个除电单元中、至少一个所述除电单元的所述第1离子生成电极和数量与所述至少一个所述除电单元相同的、与所述至少一个所述除电单元不同的所述除电单元的所述第2离子生成电极,施加正或负的直流电压。
20.一种电气绝缘性薄片的除电方法,从正在移动的电气绝缘性薄片的第1面侧和第2面侧,向该薄片同时照射极性分别不随时间变化的离子云对,以向两面间赋予电位差,之后,对于所述薄片的第1面和第2面,同时向各个面照射所述电位差的极性与所述照射时反转的、极性分别不随时间变化的离子云对,并且,照射所述离子云,使各个极性的离子量实质上相等。
21.一种电气绝缘性薄片的除电方法,使用权利要求1-4和7之一所述的除电装置,执行电气绝缘性薄片的除电,以当相对于所述薄片的移动方向、第m个(m为1以上n以下的整数)所述除电单元中、所述离子生成电极间电位差的时间平均值为Vm[单位:kV]、所述第m个除电单元的法线方向电极间距离为d1-m[单位:mm]、和所述离子生成电极间电位差的脉动率为ym[单位:%]时,
满足由式|Vm|/d1-m>0.26表示的关系,并且
满足由式ym≤5表示的第1关系、和
由式|Vm|<16及式|Vm|/d1-m<0.35表示的第2关系中的至少一个关系。
22.根据权利要求21所述的电气绝缘性薄片的除电方法,其特征在于:
施加于所述第m个除电单元中所述第1离子生成电极上的电压与施加于所述第2离子生成电极上的电压之和的振幅为所述第m个除电单元中所述离子生成电极间电位差的时间平均值的绝对值的0.05倍以上、0.975倍以下。
23.一种电气绝缘性薄片的除电方法,使用权利要求1-4和7之一所述的除电装置,执行电气绝缘性薄片的除电,以当所述各除电单元中,通过向所述第1离子生成电极与所述第2离子生成电极彼此施加逆极性的直流电压,赋予直流的离子生成电极间电位差,相对于所述薄片的移动方向,施加于第m个(m为1以上n以下的整数)所述除电单元中所述第1离子生成电极与所述第2离子生成电极的所述直流电压的时间平均值分别为V1-m[单位:kV]、V2-m[单位:kV]、所述第m个除电单元的法线方向电极间距离为d1-m[单位:mm]、施加于所述第m个除电单元中所述第1离子生成电极的所述直流电压的脉动率与施加于所述第2离子生成电极的所述直流电压的脉动率的平均脉动率为xm[单位:%]时,
满足由式|V1-m-V2-m|/d1-m>0.26表示的关系,并且
满足由式xm≤5表示的第1关系、和
由式|V1-m|<8、式|V2-m|<8、及式|V1-m-V2-m|/d1-m<0.35表示的第2关系中的至少一个关系。
24.一种已除电电气绝缘性薄片的制造方法,从正在移动的电气绝缘性薄片的第1面侧和第2面侧向该薄片同时照射极性分别不随时间变化的离子云对,以向两面间赋予电位差,之后,对于所述薄片的第1面和第2面,同时向各个面照射电位差的极性与所述照射时反转的、极性分别不随时间变化的离子云对,并且,照射所述离子云,使各个极性的离子量实质上相等。
25.一种已除电电气绝缘性薄片的制造方法,使用权利要求1-4和7之一所述的除电装置,执行电气绝缘性薄片的除电,以当相对于所述薄片的移动方向、第m个(m为1以上n以下的整数)所述除电单元中、所述离子生成电极间电位差的时间平均值为Vm[单位:kV]、所述第m个除电单元的法线方向电极间距离为d1-m[单位:mm]、所述离子生成电极间电位差的脉动率为ym[单位:%]时,
满足由式|Vm|/d1-m>0.26表示的关系,并且
满足由式ym≤5表示的第1关系、和
由式|Vm|<16及式|Vm|/d1-m<0.35表示的第2关系中的至少一个关系。
26.根据权利要求25所述的已除电电气绝缘性薄片的制造方法,其特征在于:
施加于所述第m个除电单元中所述第1离子生成电极上的电压与施加于所述第2离子生成电极上的电压之和的振幅为所述第m个除电单元中所述离子生成电极间电位差的时间平均值的绝对值的0.05倍以上、0.975倍以下。
27.一种已除电电气绝缘性薄片的制造方法,使用权利要求1-4和7之一所述的除电装置,以当所述各除电单元中,通过向所述第1离子生成电极和所述第2离子生成电极彼此施加逆极性的直流电压,赋予直流的离子生成电极间电位差,并且相对于所述薄片的移动方向,施加于第m个(m为1以上n以下的整数)除电单元中、所述第1离子生成电极和所述第2离子生成电极的所述直流电压的时间平均值分别为V1-m[单位:kV]、V2-m[单位:kV]、所述第m个除电单元的法线方向电极间距离为d1-m[单位:mm]、施加于所述第m个除电单元中所述第1离子生成电极的所述直流电压的脉动率与施加于所述第2离子生成电极的所述直流电压的脉动率的平均脉动率为xm[单位:%]时,
满足由式|V1-m-V2-m|/d1-m>0.26表示的关系,并且
满足由式xm≤5表示的第1关系、和
由式|V1-m|<8、式|V2-m|<8、及式|V1-m-V2-m|/d1-m<0.35表示的第2关系中的至少一个关系。
CNA2006800035574A 2005-01-28 2006-01-24 电气绝缘性薄片的除电装置、除电方法和制造方法 Pending CN101112131A (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2005020932 2005-01-28
JP020932/2005 2005-01-28
JP306684/2005 2005-10-21

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN101112131A true CN101112131A (zh) 2008-01-23

Family

ID=39043170

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CNA2006800035574A Pending CN101112131A (zh) 2005-01-28 2006-01-24 电气绝缘性薄片的除电装置、除电方法和制造方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN101112131A (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102484358A (zh) * 2009-09-09 2012-05-30 3M创新有限公司 静电消除器
CN104576443A (zh) * 2013-10-10 2015-04-29 三星显示有限公司 用于从衬底去除静电的设备和方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102484358A (zh) * 2009-09-09 2012-05-30 3M创新有限公司 静电消除器
CN104576443A (zh) * 2013-10-10 2015-04-29 三星显示有限公司 用于从衬底去除静电的设备和方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Podliński et al. Electrohydrodynamic flow and particle collection efficiency of a spike-plate type electrostatic precipitator
DE69830609T2 (de) Verfahren und vorrichtung zur neutralisierung einer elektrostatisch geladenen oberfläche
CN1953837B (zh) 离子产生方法及设备
JP5029740B2 (ja) 電気絶縁性シートの除電方法、電気絶縁性シートの製造方法、ならびに、電気絶縁性シート
CN101563961B (zh) 除电装置
CN102646930B (zh) 除电装置及方法
JP2002540935A (ja) 空気清浄装置
JP5937918B2 (ja) イオン発生装置およびこれを備えた除電装置
Jaworek et al. Two-stage electrostatic precipitator with co-and counter-flow particle prechargers
CN101873760A (zh) 除电装置
Podliński et al. EHD flow in a wide electrode spacing spike–plate electrostatic precipitator under positive polarity
Bendaoud et al. Experimental study of corona discharge generated in a modified wire–plate electrode configuration for electrostatic process applications
CN101112131A (zh) 电气绝缘性薄片的除电装置、除电方法和制造方法
CN101690417B (zh) 用于调整移动幅材上的静电荷的装置和方法
JP2001035686A (ja) 直流除電器
CN109153024A (zh) 荷电装置、电集尘器、换气装置以及空气净化器
El Dein et al. Experimental and simulation study of V–I characteristics of wire–plate electrostatic precipitators under clean air conditions
US20140092518A1 (en) Method For Suppressing Electrical Discharges Between A Web Exiting An Unwinding Roll And A First Conveyance Roller
Mikropoulos et al. The effect of stranded conductor geometry on DC corona in the coaxial cylindrical electrode arrangement in air
CN104798273A (zh) 离子发生装置和具备其的除电器
US20140078637A1 (en) Apparatus and Method for Neutralizing Static Charge on Both Sides of a Web Exiting an Unwinding Roll
EP1860926A1 (en) Electric-insulating sheet neutralizing device, neutralizing method and production method
JP4904786B2 (ja) 電気絶縁性シートの除電装置、除電方法および製造方法。
JP2007042287A (ja) イオン生成装置
JP2006210159A (ja) 電気絶縁性シートの除電装置および除電方法、ならびに、電気絶縁性シートの製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C02 Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001)
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Open date: 20080123