JP2005081470A - コロナ放電によるフィルムの孔明け方法及び孔明け装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 フィルムに大きな孔をムラなく均一に明けることができると同時に、フィルムを広範囲に改質でき、また電極自体の構造を単純にできるばかりでなく、装置全体の機構も単純化できる、コロナ放電によるフィルムの孔明け方法及び孔明け装置を提供する。
【解決手段】 多数の金属針４を金属胴体の外周面に突設した針ロール２と、外表面を誘電体５としたロール電極３とを離して対向配置し、ロール電極を回転させながら高電圧を印加し、針ロールはアースするとともに自由回転として、その金属針の針先を孔明けしようするフィルム１に密着させた状態で該フィルムを走行させることにより針ロールを回転させながら、ロール電極とこれと対向した金属針との間の空間にコロナ放電を発生させてフィルムを孔明けする。
【選択図】 図１

Description

本発明は、コロナ放電を利用してフィルムに多数の孔を明ける孔明け方法及び孔明け装置に関する。

この分野の技術として特許文献１（特許第２６４３７３０号公報）に記載のものがある。
この従来技術では、鋭い角部を有する多数の天然又は合成のダイヤモンド粒子を表面に付着した第１のロールと、表面を誘電体層で被覆した第２のロールとを用い、これらでフィルムを挟んだ状態にして第１のロールを駆動回転させながらこれに高電圧を印加するとともに、第２のロールを第１のロールとは逆方向に駆動回転させ、ダイヤモンド粒子の鋭い角部をフィルムに食い込ませて多数の微細な凹部を機械的に形成すると同時に、フィルムに食い込んだダイヤモンド粒子の鋭い角部と、これにフィルムを押し付けている第２のロールの表面との間でコロナ放電を起こして、多数の凹部に続くそれよりも小さい多数の孔を明けるとともに、その凹部の内面を改質（濡れ性の改善）するようになっている。

しかし、これによると次のような問題点がある。
（１）高電圧を印加される電極となる第１のロールは、その表面に誘電体である多数のダイヤモンド粒子を付着したものであるため、ダイヤモンド粒子自体が高価であるに加え、製造が面倒で、コストが高い。
（２）第１のロールと第２のロールとでフィルムを挟んで送りながら、すなわち第１のロールのダイヤモンド粒子の鋭い角部をフィルムに食い込ませ、その反対側で第２のロールによりフィルムを押さえ、しかも第１のロールと第２のロールとを互いに逆方向に駆動回転してこれらでフィルムを送りながら、誘電体であるダイヤモンド粒子と表面が誘電体層である第２のロールとの間でコロナ放電を発生させるので、ごく微細な孔しか明けることができない。
（３）同じ理由により、ダイヤモンド粒子の角部の高さが僅かでも不揃いであったり、第２のロールの外表面が不均一であったり、第１又は第２のロールが少しでも偏心していると、放電ムラや放電しないところが生じ、孔の大きさがムラになったり、孔ができないところが生ずる。
（４）ダイヤモンド粒子の角部が食い込む凹部の内面しか改質できない。
（５）第２のロールを押圧する機構、及びその圧力を調節する機構が必要で、装置全体が複雑になる。
特許第２６４３７３０号公報

本発明の課題は、上述したような問題がない、すなわちフィルムに大きな孔をムラなく均一に明けることができると同時に、フィルムを広範囲に改質でき、また電極自体の構造を単純にできるばかりでなく、装置全体の機構も単純化できる、コロナ放電によるフィルムの孔明け方法及び孔明け装置を提供することにある。

本発明の孔明け方法は、多数の金属針を金属胴体の外周面に突設した針ロールと、外表面を誘電体としたロール電極とを離して対向配置し、ロール電極を回転させながら高電圧を印加し、針ロールはアースするとともに自由回転として、その金属針の針先を孔明けしようするフィルムに密着させた状態で該フィルムを走行させることにより針ロールを回転させながら、ロール電極とこれと対向した金属針との間の空間にコロナ放電を発生させてフィルムを孔明けする。

本発明の孔明け装置は、多数の金属針を金属胴体の外周面に突設した針ロールと、外表面を誘電体としたロール電極とが離して対向配置され、ロール電極は回転されながら高周波高圧電源から高周波の高電圧を印加され、針ロールは、アースされているとともに自由回転するように軸受けされていて、その金属針の針先を孔明けしようするフィルムに密着させた状態で該フィルムを走行させることにより回転され、ロール電極とこれと対向した金属針との間の空間にコロナ放電を発生させてフィルムを孔明けするようになっている。

走行するフィルムは、針ロールの下流側と上流側とに配置した押さえガイドロールで針ロールの金属針に押し付けて案内するとよい。

針ロールの金属針は、金属胴体の軸線方向に列をなし、その列が円周方向に並列し、隣接する列同士では軸線方向に食い違う配列関係とすると、孔明けを密に行える。

フィルムの表面をコロナ放電により改質処理する場合、通常は、多数の金属針を突設した針ロールに高電圧を印加する一方、外表面が誘電体のロール電極をアースして、そのロール電極の外表面にフィルムを接触させながら、針ロールの金属針の１本１本を放電電極として、その針先からロール電極の外表面へ向かって放電させている。

本発明では、これとは逆に、多数の金属針を突設した針ロールをアースし、外表面が誘電体のロール電極に高電圧を印加するので、ロール電極の外周面で金属針と対向した面が放電電極となり、ロール電極の外周面と対向した金属針の１本１本がアース電極となって、誘電体を介したコロナ放電が生ずる。このコロナ放電は、ロール電極の外表面となる誘電体表面上で点状に集中することなく、誘電体表面に沿って拡がる沿面放電となり、しかもロール電極が回転されることにより更に拡散する。その沿面放電によって生ずるコロナは、誘電体表面上で濃度が最も高いとともに、広がりも最も広く、アース電極となる金属針の針先へ近づくに従い濃度を徐々に薄くしながら収斂する傾向となるが、火花放電になることはない。そして、このようなコロナ放電が、複数列の金属針の針先がフィルムに突き刺さった状態で複数列同時にフィルムを介して行われるため、フィルムには、各金属針の針先よりも大きい円形の孔が均一のサイズで明けられる。また、上記のような広がりをもったコロナが、複数列の金属針の同時放電により広範囲に生ずるので、フィルムは孔明けと同時に広範囲にムラなく改質される。

針ロールは自由回転するようになっていて、フィルムの走行により回転されるので、金属針がフィルムに突き刺さっても、フィルムに金属針による引っ掻き傷は生じない。また、ロール電極との間で放電タイミングをとる必要はない。

上記のようなことから、本発明は、粘りがあって伸びるフィルムに孔を明けるのに好適である。

また、装置としては、自由回転するアースされた針ロールに、高電圧を印加されながら回転されるロール電極を対向させただけの単純な構造であるため、安価に提供できるとともに、メンテナンスも容易である。

次に、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。

図１に本発明の概要を示す。フィルム（例えば、ポリエチレンフィルム）１は、矢印方向に連続して走行されながら、針ロール２とこれと対向するロール電極３との間を通り抜ける。

針ロール２は、図２及び図３に示すように、金属胴体２ａの外周面に多数の金属針４を軸線方向に間隔をおいて列をなし、その列が円周方向に間隔をおいて並列し、しかも隣接する列同士では針と針とが軸線方向に１本ずつ食い違う配列関係となるように突設している。そして、この針ロール２はアースされているとともに、軸２ｂにより自由回転するように軸受けされている。

これに対してロール電極３は、金属胴体３ａの外周面に、シリコンやセラミックやガラス質による誘電体５を被覆形成していて、高周波高圧電源６により高周波の高電圧を印加されるとともに、図示しない駆動源により駆動回転される。このロール電極３の外径は、フィルムの孔明けのためには小さいほどよい（針ロール２より小さくても構わない）。

針ロール２の下流側と上流側には、ガイドロール７・８が配設されており、フィルム１は、これら押さえガイドロール７・８により針ロール２の金属針４の針先に押し付けられるが、ロール電極３の外表面となる誘電体５表面からは離れている。

従って、自由回転する針ロール２は、フィルム１の走行により回転され、ロール電極３の外周面（誘電体５の表面）と対向する金属針４が順次変わって行く。針ロール２はアースされているのに対し、ロール電極３には高周波の高電圧が印加されるので、ロール電極３の外周面で金属針４と対向した面が放電電極、ロール電極３の外周面と対向した金属針４の１本１本がアース電極となり、金属針４の針先がフィルム１に突き刺さったままの状態で、フィルム１とは離れた誘電体５を介するコロナ放電が生ずる。

このコロナ放電は、ロール電極３の外表面となる誘電体５表面上で点状に集中することなく、誘電体５表面に沿って拡がる沿面放電となり、しかもロール電極３が駆動回転されることにより更に拡散する。その沿面放電によって生ずるコロナは、誘電体５表面上で濃度が最も高いとともに、広がりも最も広く、アース電極となる金属針４の針先へ近づくに従い濃度を徐々に薄くしながら収斂する傾向となるが、火花放電になることはない。そして、このようなコロナ放電が、複数列の金属針４の針先がフィルム１に突き刺さった状態で複数列同時にフィルム１を介して行われるため、フィルム１には、各金属針４の針先よりも大きい円形の孔が均一のサイズで明けられる。また、上記のような広がりをもったコロナが、複数列の金属針４の同時放電により広範囲に生じ、しかもフィルム１は誘電体５表面から離れていて、広い範囲でコロナを浴びるので、フィルム１は孔明けと同時に広範囲にムラなく改質される。

上記の実施例では、ロール電極３を駆動回転させたが、フィルム１の走行により回転される針ロール２の回転を回転伝達機構でロール電極３に伝達して、針ロール２に従動して回転するようにしてもよい。また、ロール電極３としては、誘電体５をシリコンとしたシリコンロールに代えて、クォーツとしたクォーツロールやセラミックとしたセラミックロールでもよい。

本発明の実施例の概要図である。 その要部の斜視図である。 針ロールの平面図である。

符号の説明

１ フィルム
２ 針ロール
２ａ 金属胴体
２ｂ 軸
３ ロール電極
４ 金属針
５ 誘電体
６ 高周波高圧電源
７・８ 押さえガイドロール

Claims (5)

1. 多数の金属針を金属胴体の外周面に突設した針ロールと、外表面を誘電体としたロール電極とを離して対向配置し、ロール電極を回転させながら高電圧を印加し、針ロールはアースするとともに自由回転として、その金属針の針先を孔明けしようするフィルムに密着させた状態で該フィルムを走行させることにより針ロールを回転させながら、ロール電極とこれと対向した金属針との間の空間にコロナ放電を発生させてフィルムを孔明けすることを特徴とする、コロナ放電によるフィルムの孔明け方法。
2. 走行するフィルムを、針ロールの下流側と上流側とに配置した押さえガイドロールで針ロールの金属針に押し付けて案内することを特徴とする請求項１に記載の、コロナ放電によるフィルムの孔明け方法。
3. 多数の金属針を金属胴体の外周面に突設した針ロールと、外表面を誘電体としたロール電極とが離して対向配置され、ロール電極は回転されながら高周波高圧電源から高周波の高電圧を印加され、針ロールは、アースされているとともに自由回転するように軸受けされていて、その金属針の針先を孔明けしようするフィルムに密着させた状態で該フィルムを走行させることにより回転され、ロール電極とこれと対向した金属針との間の空間にコロナ放電を発生させてフィルムを孔明けするようになっていることを特徴とする、コロナ放電によるフィルムの孔明け装置。
4. 針ロールの下流側と上流側とに、走行するフィルムを針ロールの金属針に押し付けて案内する押さえガイドロールが配置されていることを特徴とする請求項３に記載の、コロナ放電によるフィルムの孔明け装置。
5. 針ロールの金属針は、金属胴体の軸線方向に列をなし、その列が円周方向に並列し、隣接する列同士では軸線方向に食い違う配列関係となっていることを特徴とする請求項３又は４に記載の、コロナ放電によるフィルムの孔明け装置。

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