JP2015207478A

JP2015207478A - 電気絶縁性シートの除電装置ならびに電気絶縁シートの除電方法

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Publication number: JP2015207478A
Application number: JP2014087871A
Authority: JP
Inventors: 治美田中; Harumi Tanaka; 裕太塚本; Yuta Tsukamoto
Original assignee: Toray Industries Inc
Current assignee: Toray Industries Inc
Priority date: 2014-04-22
Filing date: 2014-04-22
Publication date: 2015-11-19

Abstract

【課題】電気絶縁性シートの各面が、正あるいは負に逆極性に帯電し、かつ、各面が均一な帯電となっている電気絶縁性シートの除電装置及び除電方法を提供する。【解決手段】電気絶縁性シートＳを移動させながら、このシートに、第１の面の側から、周期的に極性が反転する単一極性ＥＵｄの第１のイオンを照射し、第２の面の側から、第１のイオンと実質的に逆極性の、周期的に極性が反転する単一極性ＥＵｆの第２のイオンを、第１のイオンと同時に照射し、シートの移動方向の各部が、第１および第２のイオンが照射される領域を通過する間に、第１のイオンおよび第２のイオンの極性が１回以上反転するように、第１のイオンおよび第２のイオンの極性を反転させ、第１のイオンおよび／または第２のイオンの、極性が反転する一周期の間に、照射される正極性のイオンの総量と、負極性のイオンの総量とに差を設ける。【選択図】図１

Description

本発明は、電気絶縁性シートの除電装置ならびに除電方法に関する。さらに、本発明は電気絶縁性シートの製造方法に関する。

近年、電気絶縁性シート、たとえば、ポリオレフィンやポリエステルフィルムは耐熱性、耐薬品性、機械的特性において優れた特性を有することから、電気絶縁材料、各種工程紙材料、透明光学材料として多くの用途に用いられている。また、電気絶縁性シートに微小な空孔を含むように網目構造に形成した微多孔膜と呼ばれる電気絶縁性シートがある。

微多孔膜は、種々の分離膜や隔離膜として広く用いられており、具体的用途としては、ろ過膜、透析膜などのフィルターの他、電池やコンデンサー用のセパレータが挙げられる。なかでも、ポリオレフィン微多孔膜は燃料電池や二次電池のセパレータとして広く用いられている。

このような微多孔膜は、連続的に製膜された後、コアに巻かれた捲回体として供給される。電池メーカー等のユーザーではこの微多孔膜捲回体から微多孔膜を巻き出し、正電極と負電極とを交互に挟んで積層し２次電池に加工する。しかしながら、微多孔膜が静電気によって帯電していると、静電気の影響で加工工程でのハンドリング不良や巻き不良の発生が発生しやすい。特に、微多孔膜を巻出した際、微多孔膜は空孔を有するためシートの腰がなく、静電気のクーロン力でシートの折れ曲がりが発生しやすい。また、微多孔膜やポリエステルフィルムは、巻き出した手を離すと微多孔膜が微多孔膜捲回体に引き戻されるなど、作業性が低下するといった不具合の懸念がある。

さらに、ポリオレフィン微多孔膜はその製造工程の摩擦帯電によって、表面と裏面がちょうど逆極性に強く帯電することがあり、微多孔膜捲回体は微多孔膜が何重にも重なった電気二重層を形成し、巻き出しが進むにつれて段々と捲回体リールの電位が高くなり放電が発生するなどの静電気の不都合が起こりやすい（特許文献１）。

特許文献２（対向除電基本）、特許文献３（上書き除電）には、電気絶縁性シートに発生する正電荷と負電荷が混在する帯電模様を除電する除電装置と除電方法が提案されている。特許文献２と特許文献３では、一般に知られているコロナ放電を利用した除電器を、電気絶縁性シートを挟んで対向配置し、各イオン生成電極に互いに逆極性の高電圧を印加して、イオン生成電極からコロナ放電を発生させて、正と負のイオンを同時に強制的に照射することで帯電模様を除去する技術が開示されている。図９を用いて特許文献２の技術を説明する。

電気絶縁性シートＳは、搬送ロール５に架け渡され、矢印の方向に走行する。除電装置１１は、シートＳを挟んで針電極が対向した状態で配置されており、イオンを生成するシートＳ上側の電極ユニットＥｕｄと下側の電極ユニットＥｕｆからなる除電ユニットＳＵが複数個（１〜ｎ個の自然数）配列されている。電極ユニットＥｕｄと下側の電極ユニットＥｕｆのイオン生成電極には、互いに時間的に極性が変化する逆極性の高電圧を印加する。高圧電源１ｃ、１ｄは、商用周波数の交流信号を、昇圧トランスで高電圧に増幅している。イオン生成電極は、交流周波数に従い、正と負のイオンを時間的に交互に生成し、シートＳを挟んで対向した逆極性の針電極と形成する外部電界の作用を受け、正あるいは負のイオンをシートＳの両面に同時に強制的に照射している。これにより、電気絶縁性シートＳの両面には、正と負のイオンがそれぞれ少なくとも１回以上繰り返し照射され、電気絶縁性シートＳの静電荷に逆極性のイオンを付与し中和することで除電する。

特開２０１３−１３９３４０号公報特許４６１７７５７号公報特許４６１７８８９号公報

特許文献１の技術は、微多孔膜捲回体を巻き出したリール電位を上昇させないように、捲回体のリールの内部を含む少なくとも一部に導電性部材有するコアを用いて電位を抑制する技術であり、微多孔膜の表面と裏面の正あるいは負の帯電を減少させるものではない。すなわち、微多孔膜の表面と裏面に存在する静電苛を中和し除電する技術ではなかった。

一方、表裏が互いに逆極性の電気絶縁性シートの帯電は、針電極に高電圧を印加した通常のコロナ放電式の除電器では除電できない。その理由は、電気絶縁性シートＳの表面と裏面の正電荷と負電荷の間で電界が閉じてしまうため、外部に電界が出にくく、除電器が生成したイオンが電気絶縁性シートＳに十分に引き寄せられないためである。そのため、特許文献２あるいは特許文献３の技術が開示されたが、本発明者らの知見によると、特許文献２の技術も、電気絶縁性シートの表面と裏面が互いに逆極性に帯電した状態で、かつ、各面の帯電が均一である場合には除電ができないという問題があった。この理由を、特許文献２の除電の原理とその除電可能な帯電状態とを、図１０、１１を用いて説明する。

図１１の通り、除電ユニットＳＵ１（数字の１は第１番目を示す）は、対向した電極ユニットＥＵｄ−１、ＥＵｆ−１に高電圧を印加する交流高圧電源１ｃ、１ｄが電気的に接続されている。交流高圧電源１ｃ、１ｄの電圧印加状態が図１１中６，７で示されている。横軸は時間で、縦軸は印加電圧で、印加電圧は実効値で３ｋＶ以上８ｋＶ以下の商用周波数の交流信号を印加している。６、７に示す通り、対向した電極ユニットＥＵｄ−１とＥＵｆ−１は位相が１８０度ずれた逆極性となっている。これにより、正あるいは負のイオンを時間的に変化させながら生成する。図１１は、６、７の電圧印加状態の点線部、つまり、上側の電極ユニットＥＵｄ−１の印加電圧が正のピーク、下側の電極ユニットＥＵｆ−１の印加電圧が負のピークとなるときのイオン生成と除電方法を示したものである。

イオンはそれぞれのイオン生成電極にて上側で正イオン３０１、下側で負イオン３０２を生成し、同極性のイオン同士の反発により針先から拡散し始める。この際、対向した電極間にかかる電気力線５００による外部電界が正イオン３０１と負イオン３０２を加速し、この外部電界に沿って強制的にイオンが照射される。そのため、正イオン３０１と負イオン３０２はフィルム近傍まで強制的に照射され、その後、各面の近傍まで到達できた正あるいは負のイオンが、各面に存在する局所電界７００に引かれて選択的（あるいは排他的）に付着し静電荷１０１、１０２、２０１、２０２を中和する原理である。このイオン生成電極が対向した除電空間において、電気絶縁性シートＳはほぼ中央に位置し、その位置での外部電界はほぼ０Ｖとなっている。つまり、外部電界が０Ｖの状態であるので、各面の正あるいは負の静電荷によって形成される局所的な電界７００が最終的に除電イオンを引き寄せるため中和し除電がなされる。なお、時間的に変化するイオン生成電極の印加電圧では、上側と下側のイオンの極性が反転するか、あるいはゼロの状態はあるが、いずれの場合にも電気絶縁性シートＳの近傍の外部電界はほぼ０Ｖとなっている。

ここで、本発明者らの知見によると、本技術で除電可能な電気絶縁性シートＳの帯電状態は図１０ａ、図１０ｂの状態であると考えられる。図１０ａは、電気絶縁性シートＳの上面側に位置する１００の面、反対面の２００の面において、それぞれ正あるいは負の静電荷１０１と１０２、２０１、と２０２が混在しており、その２００の面の静電荷[Ｃ/ｍ^２]の分布状態８は、正、０、負に変化し、静電荷による電位差が発生し微小空間に電界を形成した状態である。図１０ｂにおいても、２００の面の静電荷[Ｃ/ｍ^２]の分布状態８は正と０で静電荷による電位差が発生し微小空間に電界を形成した状態である。すなわち、各面が０の状態と正あるいは負の帯電が混在した状態でなければ、上述した正あるいは負のイオンが選択的（あるいは排他的）に付着し中和除電することができない。

しかしながら、図３で示す帯電状態の場合には、１００の面が負の静電界１０２に、２００の面が正の静電荷にと片側のみの極性になっており、全面が同じ極性でかつ均一に帯電している。この場合、１００、２００の全面に亘り均一な電位となっており、電位差がなく電界が一定である。

このため、各面近傍に強制的に照射された正あるいは負のイオンが各面の正あるいは負の均一帯電に十分に引き寄せないため帯電を中和できないと判った。図１２はこの状態を説明する図である。除電方法の動作は図１１と同様であるが、電気絶縁性シートＳの帯電状態は図３のものである。この場合、外部電界に沿って強制的に照射された上側の正イオン３０１と下側の負イオン３０２は、フィルム近傍の局所電界７００がないことと、この付近での外部電界もほぼ０Ｖであるため、イオンはフィルムにそのまま付着するが、電極ユニットＥＵｄ−１、ＥＵｆ−１には時間的に正と負が交互に繰り返し印加されているので、上側の正イオン３０１の直後には負のイオンが照射され、下側には、同様に、負イオン３０２の直後に正のイオンが照射されている。そのため、正と負のイオンは逆極性のイオンと再結合するため、各面１００と２００が均一に帯電した状態の静電荷１０２、２０１に、中和するための片極性に偏った除電イオンを十分与えることができなかった。すなわち、特許文献１の技術で電気絶縁性シートの表面と裏面が互いに逆極性に均一に帯電した状態のフィルムを除電し、各面の静電荷をゼロあるいはゼロ付近に小さくすることができないでいた。

特許文献２の技術では、各面に強制的に正または負のイオンを多量に照射し、正と負の混在した帯電を塗りつぶすように均一な強い帯電に変化させることで、正と負の混在を解消する技術が開示されている。たとえば、除電後の静電荷量は、７００ｕＣ／ｍ^２〜２０００ｕＣ／ｍ^２に達し、ゼロとなることはなかった。コロナ放電で生成した正または負のイオンで、電気絶縁性シートＳに帯電した静電荷が周囲と同じレベルに飽和するほど強く帯電させるには、対向するイオン生成電極に印加する電圧は時間的に極性が反転しない直流の高電圧を印加して、各イオン生成電極で連続的に生成した単一極性のイオンを用いていた。このため、付着するイオンが単一極性で大きいため、イオン量の制御と調整が困難で、電気絶縁性シートに過剰なイオンを付着させ、かえって逆極性帯電を発生させる場合があった。

そこで本発明が解決しようとする課題は、電気絶縁性シートの各面が正あるいは負に逆極性に帯電し、かつ、各面が均一な帯電となっている電気絶縁性シートの除電方法を提供することにある。これにより、電気絶縁性シート、特に、微多孔膜の巻き出し時に、シートの折れ曲がりや静電気によるハンドリング性の低下が抑えられたシートを提供することにある。

本発明は、かかる問題を解決するために、主として以下の構成からなる。
すなわち、電気絶縁性シートの移動経路に対し、このシートの移動方向に間隔をおいて設けられた少なくとも２個の除電ユニットを有し、前記除電ユニットは、前記シートを挟んで対向して配置された第１の電極ユニットと第２の電極ユニットを有し、前記第１の電極ユニットは、第１のイオン生成電極とこの第１のイオン生成電極の先端近傍に開口部を有する第１のシールド電極とを有し、前記第２の電極ユニットは、第２のイオン生成電極とこの第２のイオン生成電極の先端近傍に開口部を有する第２のシールド電極とを有し、前記第１のイオン生成電極に印加される電圧と前記第２のイオン生成電極に印加される電圧とが、互いに実質的に逆極性の交流電圧を印加する交流電源を備え、かつ、前記第１のイオン生成電極および／または前記第２のイオン生成電極に印加される交流電圧の正と負のピーク電圧値（絶対値）に差を付加する直流電源を前記交流電源に備えた、電気絶縁性シートの除電装置であることを特徴とする。

また、前記直流電源が、時間的に変化する交流電圧の実効値の２０％以内の直流電圧を供給する、請求項１の電気絶縁性シートの除電装置であることを特徴とする。

さらに、電気絶縁性シートを移動させながら、このシートに、このシートの第１の面の側から、周期的に極性が反転する単一極性の第１のイオンを照射し、前記シートの第２の面の側から、前記第１のイオンと実質的に逆極性の周期的に極性が反転する単一極性の第２のイオンを、前記第１のイオンと同時に照射する電気絶縁性シートの除電方法であって、前記シートの移動方向の各部が前記第１および前記第２のイオンが照射される領域を通過する間に、前記第１のイオンおよび前記第２のイオンの極性が１回以上反転するように、前記第１のイオンおよび前記第２のイオンの極性を反転させ、第１のイオンの極性が反転する一周期の間に照射される正極性の第１イオンの総量と負極性の第１イオンの総量とに差を設ける、および／または、第２のイオンの極性が反転する一周期の間に照射される正極性の第２イオンの総量と負極性の第２イオンの総量とに差を設け、このイオンの総量の差による比率が正極性イオンの総量：負極性イオンの総量＝１．０５：０．９５〜１．２：０．８の範囲、又は、正極性イオンの総量：負極性イオンの総量＝０．９５：１．０５〜０．８：１．２の範囲である、電気絶縁性シートの除電方法であることを特徴とする。

電気絶縁性シートの各面が正あるいは負に逆極性に帯電し、かつ、各面が均一な帯電の電気絶縁性シートの除電装置ならびに除電方法を提供することにある。

電気絶縁性シートからなる微多孔膜の巻き出し時に、静電気によるハンドリング性の低下が抑えられた微多孔膜捲回体を提供することができる。

本発明の実施態様の１つである、除電装置を示す概略横断面図である。本発明の実施態様の１つである、塗布工程の除電装置を示す概略図である。本発明で好適に除電される、電気絶縁性シートの帯電状態を示す概略断面図とその静電荷分布状態を示す図である。本発明の実施形態の１つである、表裏が逆極性に均一に帯電した微多孔膜の静電荷の中和方法を示す図である。本発明の実施形態の１つである、表裏が逆極性に均一に帯電した微多孔膜の静電荷の中和方法を示す図である。本発明のイオン生成電極に印加する高圧電源の波形の１例を示す波形図である。本発明のイオン生成電極に印加する高圧電源の波形の１例を示す波形図である。従来技術のイオン生成電極に印加する高圧電源の波形を比較する波形図である本発明の除電装置における除電ユニットの1例を示す、概略斜視図である。本発明の複数の除電ユニットによる除電方法の模式図である。本発明の１実施態様の１つで、実施例１の説明図である。本発明の１実施態様の１つで、実施例１の説明図である。本発明の１実施態様の１つで、実施例１の説明図である。従来技術の除電装置の１例を示す、概略横断面図である。電気絶縁性シートの帯電状態を示す概略断面図とその静電荷分状態を示す図である。電気絶縁性シートの帯電状態を示す概略断面図とその静電荷分布状態を示す図である。従来技術の除電方法の１実施態様を示す、概略図である。従来技術の除電方法の１実施態様を示す、概略図である。

以下、本発明を詳細に説明する。
本発明が適用される電気絶縁性シートの代表的なものはプラスチックフィルムで、ポリエチレンテレフタレートフィルム、ポリエチレンナフタレートフィルム、ポリプロピレンフィルム、ポリスチレンフィルム、ポリカーボネートフィルム、ポリイミドフィルム、ポリフェニレンサルファイドフィルム、ナイロンフィルム、アラミドフィルム、ポリエチレンフィルム等がある。一般に、プラスチックフィルムは、他の材料からなるシートに比べ電気絶縁性が高い。

本発明において、「電気絶縁性シートの移動経路」とは、電気絶縁性シートが除電のために通過する空間をいう。

本発明において、「電気絶縁性シートの法線方向」とは、移動経路を移動中の電気絶縁性シートを幅方向のたるみがない平面とみなしたときのこの平面の法線方向をいう。

本発明において、「幅方向」とは、電気絶縁性シートの移動方向または除電ユニットの所定の配列方向に対して直交する方向で、電気絶縁性シートの幅に沿った方向をいう。

本発明において、「イオン生成電極」とは、高電圧の印加によるコロナ放電等によって、電極先端近傍の空気中において、イオンを生成する電極をいう。

本発明において、「シールド電極」とは、イオン生成電極近傍に配置され、イオン生成電極との間に適当な電位差を与えることで、イオン生成電極先端でのコロナ放電を補助する電極をいう。

本発明において、「イオン生成電極の先端」とは、イオン生成電極の各部のうち、イオンを生成する電界を形成する尖った先端部位である。イオン生成電極は、幅方向に所定間隔に設けられた電気絶縁性シートの法線方向に延在する針電極の列の場合は、幅方向に複数個存在する。

本発明において、「第１および第２のイオン生成電極が対向配置される」とは、第１および第２のイオン生成電極がシート移動の経路を挟んで向かい合っていて、かつ、幅方向各位置において、第１のイオン生成電極の先端から、第２のイオン生成電極の先端の位置との間に、シールド電極などの導体が存在しないことをいう。

本発明において、「イオン」とは、電子、電子を授受した原子、電荷をもった分子、分子クラスター、浮遊粒子等、さまざまな形態の電荷担体をいう。

本発明において、「電気絶縁性シートの各面が均一に帯電した状態」とは、電気絶縁性シートの第１の面と第２の面が、正または負に均一に帯電している状態をいう。均一に帯電している状態とは、各面の電荷密度が、各面の平均値から−１０μＣ／ｍ^２以上１０μＣ／ｍ^２以下の範囲になっている状態をいう。

本発明において、「表裏逆極性帯電」とは電気絶縁性シートの面内方向の位置が同じ部位が、電荷密度の絶対値は実質的に同じで、逆極性になっている状態で、同じ部位の両面の局所的な電荷密度の和が実質的にゼロになっている。この状態は、「見かけ上の無帯電」と呼び、電気絶縁性シートの面内方向の各部において、見かけ上の電荷密度が実質的にゼロ（−２μＣ／ｍ^２以上２μＣ／ｍ^２以下）になっている状態をいう。

このような各面の電荷密度は、以下に述べる背面平衡電位の測定結果から次のように計算される。第１の面の背面平衡電位は、第２の面に接地導体を密着させて、電荷を接地導体に誘導させ、これによって、第２の面の電位を実質的に０電位とした状態において、表面電位計の測定プローブを、第１の面との間隔が０．５ｍｍ以上２ｍｍ以下になるように、第１の面に十分近接させた状態で、測定する。反対面の第２の面は接地導体に密着させる面を反対として同じ方法で測定する。電荷密度Ｑ[Ｃ／ｍ^２]は、背面平衡電位Ｖ［Ｖ］と単位面積あたりの静電容量Ｃ［μＦ／ｍ^２］から、Ｑ＝Ｃ・Ｖの関係式で求める。ここで、単位面積あたりの静電容量Ｃは、平行平板の単位面積あたりの静電容量Ｃ＝ε_０ε_ｒ／ｔ（ただし、ε_０は真空中の誘電率：８．８５４×１０^−１２［Ｆ／ｍ］、ε_ｒはフィルムの比誘電率、ｔは厚み［ｍ］）により求められる。比誘電率は、ポリエチレンからなる微多孔膜では空孔率を考慮して１．５とした。なお、表面電位計の測定プローブとしては、測定開口部直径が、２ｍｍ以下の微小なものが用いられる。このようなプローブとして、例えば、モンロー社製プローブ、１０１７（開口部直径：１．７５ｍｍ）や１０１７ＥＨ（開口部直径：０．５ｍｍ）がある。

第１の面の電荷密度の分布状態は、背面（第２の面）に接地導体を密着させた状態のシートを、ＸＹステージなどの位置調整可能な移動手段を用いて、低速（５ｍｍ／秒程度）で移動させながら、背面平衡電位を順次測定し、得られたデータを、１次元もしくは２次元的にマッピングすることによって得られる。なお、本発明において、各電位は、特に断らない限り、接地点からの電位である。

本発明において、見かけ上の電荷密度とは、第１の面と第２の面の電荷密度の和であって、シートの面内方向の各部位においてゼロである場合、シートは見かけ上の無帯電状態にあるように見え、非ゼロである場合、シートは見かけ上の帯電状態にあるように見える。図３に示すように、シートＳの第１の面１００に負の静電荷１０２のみが、第２の面２００に正の静電荷２０１のみが存在し、各面内に亘り、等量の電荷密度、すなわち、各部位の電荷密度の和が実質的にゼロとなっている状態を、表裏が逆極性に帯電し、かつ、各面が均一な帯電状態と呼ぶ。

本発明において、第１の除電ユニットの「電極ずれ量ｄ_０−１」とは、第１のイオン生成電極５ｄ−１の先端とこれに対向する第２のイオン生成電極５ｆ−１の先端との間のシートの移動方向における間隔をいう。

本発明において、第１の除電ユニットの「法線方向電極間距離ｄ_１−１」とは、第１のイオン生成電極５ｄ−１の先端と第２のイオン生成電極５ｆ−１の先端との間の電気絶縁性シートの法線方向における距離をいう。

本発明において、「除電ユニット間隔ｄ_２−１」とは、第１の除電ユニットの、第１のイオン生成電極５ｄ−１の先端と第２のイオン生成電極５ｆ−１の先端とを結ぶ線分の中点５ｘ−１と、この除電ユニットに隣接する第２の除電ユニットの、第１のイオン生成電極５ｄ−２の先端と第２のイオン生成電極５ｆ−２の先端とを結ぶ線分の中点５ｘ−２との間のシートの移動方向における間隔をいう。

ここで、電気絶縁性シートの各面の電荷密度について説明する。本発明者は、空孔を有する微多孔膜の電荷密度が絶対値で１０から２００μＣ／ｍ^２で、面内方向の位置が同じ部位における両面の電荷密度の和（見かけ上の電荷密度）は実質的にゼロであることを見出した。通常シートの製造工程中におけるシートの摩擦帯電が絶対値で０．１〜１μＣ／ｍ^２にとどまるのと比較して、５０から２００倍程度大きな値であることが判った。この原因は、微多孔膜の表面積が大きく有効接触面積が大きくなって電荷密度が増大すること、特に、製膜工程中の洗浄工程で液体との摩擦帯電が強いことが原因である。

以下、図面を用いて本発明を詳細に説明する。
図１は、本発明の１実施態様を示す。除電装置１は、１個以上の除電ユニットＳＵ１からｎ番（ｎは自然数）を、シートＳの移動経路に配列し、除電ユニットＳＵは電気絶縁性シートＳを挟んで、第１の電極ユニットＥＵｄ−１と第２の電極ユニットＥＵｆ−１の各イオン生成電極が対向した状態となっている。移動方向の法線にシートを挟んで設置される。この説明を第１の除電ユニットＳＵ１で行う。除電ユニットの個数ｎは、１個以上であるが、本発明の主旨に応じて、その数や除電ユニットの間隔が選定される。

第１の電極ユニットＥＵｄ−１と第２の電極ユニットＥＵｆ−１の各イオン生成電極は、高圧電源１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄが電気的に接続されている。ここで、高圧電源１ｃ、１ｄは交流の高圧電源で、１ａ、１ｂは直流の高圧電源である。図１では、１つの交流電源の接地点を挟んだ反対極性の端子に、第１のイオン生成電極５ｄ−１と第２のイオン生成電極５ｆ−１とが接続されているが、図４ａ、図４ｂに例示するように、第１のイオン生成電極５ｄ−１と第２のイオン生成電極５ｆ−１が、それぞれ独立した電源に接続されていても良い。高圧電源１ａ、１ｂは１つの直流電源の接地点を挟んだ反対極性の端子に、第１のイオン生成電極５ｄ−１と第２のイオン生成電極５ｆ−１とが接続されているが、図４ｂに示すように、第１のイオン生成電極５ｄ−１と第２のイオン生成電極５ｆ−１が、それぞれ独立した直流電源に接続されていても良い。第１の電極ユニットＥＵｄ−１と第２の電極ユニットＥＵｆ−１にはそれぞれコロナ放電を補助するシールド電極を有し、シールド電極は電気的に接地されている。図６に除電ユニットＳＵの拡大図を示す。

電極ユニットＥＵｄ−１（１は１番目の意味）とＥＵｆ−１が対向しており、各電極ユニットはシート幅方向に延在したバー状の形態である。シート幅方向に針電極が所定の間隔ｄ５で複数個離散的に並んでいる。針電極がイオン生成電極５ｄ−１あるいは５ｆ−１であり、その先端でコロナ放電によって正あるいは負のイオンを生成することができる。針電極は絶縁部材９ｂで固定され、針電極の近傍に第１のシールド電極４ｄ―１、第２のシールド電極４ｆ―１がシート幅方向に延在し、図６では、外装を兼ねる接地された金属部９がすべてシールド電極となっている。シール電極は接地されている。電極ユニットＥＵｄ−１とＥＵｆ−１が対向する面でイオン生成電極５ｄ−１と５ｆ−１の周囲は、イオンがシートに照射できるように開口部５ｈ−１、５ｉ−１を有する。対向する電極ユニット間のイオン生成電極先端の間の距離ｄ１は２０ｍｍから５０ｍｍが好ましく用いられる。イオン生成電極先端の間の距離ｄ１が近すぎると針電極の直下の除電が過剰になることがあるので２０ｍｍ以上が好ましく、遠すぎると除電の効率が低下するので、おおむね針電極の間隔をもとに、その２．５倍から５倍の５０ｍｍ以下が好ましい。各針電極の所定の間隔ｄ５は１０ｍｍから２０ｍｍが好ましく用いられる。

次に本発明の除電イオンを生成するためのイオン生成電極への高電圧印加について説明する。コロナ放電のための交流（ここでは商用周波数）の高圧電源１ｃ、１ｄからは、実効値が３から７ｋＶの高電圧が時間的に変化するイオン生成電極へ高電圧が印加される。コロナ放電は、イオン生成電極先端の空気を部分放電させてイオンを生成する原理で、コロナ放電は尖った針電極先端に電界が集中して発生する。電界が一定値以上でなければコロナ放電が発生せず、通常、針電極であれば２．５ｋＶから３ｋＶ以上の高電圧を印加することでコロナ放電が発生する。

この高電圧を直流電圧で実施してもコロナ放電を発生させることはできるが、その場合、正または負のイオンが連続して大量に生成されてしまう。これをシートＳに強制的に照射するとかえって逆に強く帯電させてしまう可能性が高い。そこで、本発明者らは、コロナ放電を得るに十分な電圧を交流の高電圧で印加し、直流高圧電源１ａ、１ｂによって交流の高電圧に重畳させる方法が有効であることを見出した。つまり、直流高圧電源１ａ，１ｂから印加する電圧は、交流電源の実効値の２０％以下に制御することで、必要な正あるいは負のイオン３０１と３０２の生成が十分かつ必要量制御できるのである。通常、除電器では、交流の高圧印加に直流の高電圧を重畳すると、正と負のイオンバランスが悪化し逆にシートを帯電させてしまうため実施することはない。本発明の除電装置は、シートを挟んで対向した除電ユニットＳＵを用いて同時に逆極性のイオンをシートＳの両面に強制的に照射するもので、正と負のイオンバランスの不具合を修正でき、シートの表裏が逆極性にかつ均一に帯電した状態を除電する手段として制御可能であることを見出した。なお、直流電圧にリップルとして５％程度の交流電圧を重畳させる技術は知られているが、目的は電源を安定化するためであること、効果としては直流電源を用いた場合と同じく、正あるいは負のイオン量が多量になってしまい過剰な帯電を付与して逆に帯電させてしまいシートの静電荷をゼロに除電することはできない。

図２は、図１の除電装置１を塗布工程に用いた１実施態様である。図２では、ダイヘッドコーターを用いた塗布工程概略図である。図２において、シートＳは、シートＳがロール状に巻き上げられたシートロール体２１から連続して引き出され、コーティング部２２に至る。コーティング部２２には、バックアップロール、および、ダイヘッドが設けられている。ダイヘッドから吐出されるコーティング液がシートＳに塗布されたのち、乾燥オーブン２３で、コーティング液の溶媒が蒸発し乾燥される。コーティング済みのシートＳは、巻取部でロール状に巻き取られ、コーティング済みシートロール体２５となる。ここで、除電装置１は、シートロール体２１から巻き出された後塗布する前に配置される。除電装置１は、搬送ロール５で架け渡されたシートＳを挟んで対向した状態となっている。除電装置１を制御する高圧電源を含む制御盤は、シートが搬送されるラインの横手にあって、高圧ケーブル３で上下の電極ユニットのイオン生成電極と電気的に接続されている。

次に、図４ａと図４ｂ、図５ａ、図５ｂ、図５ｃを用いて本発明の除電方法を説明する。
図４ａで、除電ユニットＳＵ１（数字の１は第１番目を示す）は、対向した電極ユニットＥＵｄ−１に高電圧を印加する交流高圧電源１ｃと直流高圧電源１ａが電気的に直接に接続されている。電極ユニットＥＵｆ−１には高電圧を印加する交流高圧電源１ｄのみが接続されている。２つの高圧電源からの電圧印加状態が図４ａ中６，７で示される。横軸は時間で、縦軸は印加電圧の値である。図４ａ中６、７に示す通り、対向した電極ユニットＥＵｄ−１とＥＵｆ−１に印加される高電圧は、位相が１８０度ずれた逆極性で、かつ、電極ユニットＥＵｄ−１には正の直流電圧が重畳している。この高電圧の印加状態を図５ａに示す。図５ａの直流成分は０．１ｋＶから０．８ｋＶが好ましく、正電位か負電位かはシートＳの帯電状態から選定する。

シートＳの帯電状態が第１のイオン生成電極５ｄ−１を含む第１の電極ユニットＥＵｄ−１側の面が負に均一に帯電している場合には、正のイオン３０１を多く照射できるように、第１のイオン生成電極５ｄ−１に正の直流成分を重畳する。なお、本除電装置でシートＳを除電する目的で付与されるイオンの極性と付着量は、第１のイオン生成電極５ｄと第２のイオン生成電極５ｆに印加される高電圧の電位差によって決まる。たとえば、同じ振幅の交流波形に直流成分を重畳させる場合であって、第１のイオン生成電極５ｄが第２のイオン生成電極の印加電圧より正のピーク電圧が絶対値で大きく、負のピーク電圧が絶対値で小さいとき、第１のイオン生成電極５ｄのシート第１の面には正のイオン３０１が、第２のイオン生成電極５ｆのシート第２の面には負のイオン３０２が付着し除電がなされる。逆に第１のイオン生成電極５ｄが第２のイオン生成電極の印加電圧より正のピーク電圧が絶対値で小さく、負のピーク電圧が絶対値で大きいとき、第１のイオン生成電極５ｄのシート第１の面には負のイオン３０２が、第２のイオン生成電極５ｆのシート第２の面には正のイオン３０１が付着し除電がなされる。このため、第１のイオン生成電極に単独に直流成分のいずれの極性を印加しても良いし、第１と第２のイオン生成電極の両方に直流成分のいずれの極性を印加しても良い。図４ａでは第１のイオン生成電極５ｄに正直流成分を乗せた際の実施態様を、図４ｂには第１のイオン生成電極５ｄと第２のイオン生成電極５ｆに、正と負の互いに反対極性の直流電圧を重畳する場合を示す。

正あるいは負のイオンを時間的に変化させながら生成しているが、図４ａの６、７の電圧印加状態の点線部、つまり、第１のイオン生成電極５ｄの印加電圧が正のピーク、第２のイオン生成電極５ｆの印加電圧が負のピークとなるときのイオン生成と除電の作用を示している。このとき、電極ユニットＥＵｄ−１とＥＵｆ−１の間の除電空間は時間的に先行するイオンが負、正の順番に交互となっている。イオンはそれぞれのイオン生成電極にて正イオン３０１、負イオン３０２を生成し、同極性のイオン同士の反発により針先から拡散し始める。この際、対向した電極間にかかる電気力線５００による外部電界が正イオン３０１と負イオン３０２を加速し、この外部電界に沿って強制的にイオンが照射される。正イオン３０１と負イオン３０２はフィルム近傍まで強制的に照射され、このイオン生成電極が対向した除電空間において、電気絶縁性シートＳはほぼ中央に位置し、その位置での外部電界は正電位となっているため、正のイオン３０１は加速されたままシートＳに付着する。そして、電極ユニットＥＵｄ−１、ＥＵｆ−１には時間的に正と負が交互に繰り返し印加されていても、図５ａに示す通り、正イオン３０１の直後に照射される負のイオンは、正のイオン量よりも少なくなっており、最終的に、第１の面１００に正のイオン３０１を負のイオンより多く付着させる除電が成立する。なお、図５ａは、イオン生成電極に印加する電圧（２周期分）を示し、実線が第１のイオン生成電極、１点点線が第２のイオン生成電極である。コロナ放電でのイオン生成量は一定値以上の値の場合であるが、図５ａを見ると、１周期あたりに生成される正と負のイオンの量は、第１のイオン生成電極（実線）は正に偏っている。図５ｂでは、第１のイオン生成電極(実線)が正に偏り、かつ、第２のイオン生成電極（点線）は負に偏ることが判る。比較のため、図５ｃには直流を重畳しない従来技術である。１周期分の正と負のイオン量に偏りはなく等量となっている。

ここで、交流電圧の１周期分の照射が可能なシート移動速度の範囲を考える。２５ｍｍの距離で４ｋＶ印加した際の対向するイオン生成電極からのイオンの広がりは、実験の結果、針電極の直下を中心に１５ｍｍφ程度である。このことから、たとえば、周波数６０Ｈｚの１周期に相当する０.１６７秒のシート搬送方向の移動距離が１５ｍｍ以内であれば交流１周期が照射できることになる。計算すると、５４ｍ／分以下の速度範囲が条件を満たすことになる。さらに高速に対応するには、イオンの広がりを大きくすることであるが、距離や印加電圧、周波数を選定すればよい。

図４ｂは、時間的に変化するイオン生成電極の交流印加電圧が逆極性で、第１のイオン生成電極に正の直流電圧を、第２のイオン生成電極に負の直流電圧を重畳している。この状態は、図４ｂの６，７に電圧の信号波形を、図５ｂに第１と第２のイオン生成電極に印加した高電圧の印加状態を示す。イオンの極性が反転するか、あるいはゼロの状態はあるが、いずれの場合にも電気絶縁性シートＳの近傍の外部電界はほぼ０Ｖとなっている。この場合でも、電極ユニットＥＵｄ−１、ＥＵｆ−１には時間的に正と負が交互に繰り返し印加されていても、第１の面に照射されるイオン量を考えると、正イオン３０１の直後に照射される負のイオンは、正のイオン量よりも少なくなっており、最終的に、第１の面１００に正のイオン３０１を負のイオンより多く付着させる除電が成立する。第２の面については、第１の面の逆極性のイオンを多く付着させる除電が成立する。

交流成分と直流成分の割合であるが、直流成分が過剰の場合、第１の面１００には、負のイオンに比べて正のイオンが非常に多く照射され付着し、第２の面２００には、正イオンに比べて負イオンが非常に多く照射されて付着することになる。すなわち、フィルムＳの第１の面１００全体が正に、第２の面２００全体が負に帯電することになる。直流成分が不足した場合には、上述のように均一な帯電を除電することができない。発明者らの実験の結果、交流実効値４ｋＶ（ピーク電圧５．６ｋＶ）に対し、０．２ｋＶから０．８ｋＶが制御可能な直流成分であった。このことから、交流実効値に対し、５％以上２０％以内の直流成分が適しているとわかった。イオン生成電極から生成されるイオンの量は、イオン生成電極に印加される交流実効値の大きさと相関がある。例えば、イオン生成電極に正の直流電圧を交流実効値に対して５％の大きさで重畳すると、交流１周期分の間にイオン生成電極から生成される正イオンの総量と負イオンの総量との相対比率は、正イオン：負イオン＝１．０５：０．９５となる。同様にして正の直流電圧を２０％の大きさで重畳すると、正イオン：負イオン＝１．２：０．８となる。つまり、イオン生成電極に重畳する正の直流電圧を交流実効値に対して５％〜２０％の大きさで変化させると、直流電圧の大きさに応じて、交流１周期分の間にイオン生成電極から生成される正イオンの総量と負イオンの総量との相対比率を、正イオン：負イオン＝１．０５：０．９５〜１．２：０．８で変化させることができる。同様にして、イオン生成電極に重畳する負の直流電圧を交流実効値に対して５％〜２０％の大きさで変化させると、直流電圧の大きさに応じて、交流１周期分の間にイオン生成電極から生成される正イオンの総量と負イオンの総量との相対比率を、正イオン：負イオン＝０．９５：１．０５〜０．８：１．２で変化させることができる。

交流の実効値の上限は、第１および第２のイオン生成電極５ｄ−ｋと、５ｆ−ｋとを対向配置する除電器においては、８ｋＶ以下が適する。第１および第２のイオン生成電極の印加電圧を１０ｋＶ以上に上昇させると、第１のイオン生成電極５ｄ−ｋと第２のイオン生成電極５ｆ−ｋとの間の電位差が２０ｋＶ以上となり、火花放電が生じることがある。

シールド電極の役割は、イオン生成電極でのイオン生成を補助する目的であるが、距離が近すぎるとイオン生成電極とシールド電極の間で火花放電が発生しやすく、遠すぎると補助の役目をなさない。イオン生成電極とシールド電極との距離は、好ましくは５ｍｍ以上２０ｍｍ以下程度、より好ましくは、１０ｍｍ以上１５ｍｍ以下程度である。交流電電源の周波数は、３０Ｈｚ以上８０Ｈｚ以下程度が好ましい。特に、商用周波数５０Ｈｚまたは６０Ｈｚが好ましく用いられる。

除電ユニットの数は、除電前のフィルムＳの電荷密度と除電ユニット１つ当たりのイオン照射量とで決まる。イオン照射量が除電前の電荷密度に比べて多ければ、原理的には１つの除電ユニットだけでも除電できる。電荷密度が大きい場合は繰り返し照射して、電荷を重畳させるこが必要であるため複数の除電ユニットを電気絶縁性シートの搬送方向に配列する。

以上のように、表裏が逆極性に帯電した状態で、かつ、各面が均一な電位に帯電したシートを除電する装置は、交流の高圧電源に直流成分として交流実効値の５％以上２０％以下の直流電位差を対向するイオン生成電極間に与え、少なくとも交流の１周期以上を照射して、２個以上の複数の除電ユニットをシート移動方向に配列した除電装置である。この除電装置を用いて、シートＳの帯電量に応じて、交流成分印加電圧、除電に必要な直流の電位差、電極の本数を設計し除電することで、表裏が逆極性に帯電した状態で、かつ、各面が均一な電位に帯電したシートＳを、表裏面ともゼロにすることができる。本除電方法において正または負の逆極性イオンが積極的にシートに付着する原理は、次の２つである。（１）シートが搬送するイオン生成電極間の中点近傍でも直流電位差による電位（正または負）であって、イオンはそのまま加速した状態で付着する。（２）直流の電位差を交流信号に重畳し、１周期あたりの正と負のイオン発生量と照射量に偏りを生じさせ、シートの静電荷に対し中和作用を持つ正あるいは負イオンが均一に付着する。なお、どちらか１つが満足できれば除電効果は得られる。

フィルムＳと第１のイオン生成電極との距離と、フィルムＳと第２のイオン生成電極との距離が同じ場合を考えたが、フィルムＳと第１のイオン生成電極との距離と、フィルムＳと第２のイオン生成電極との距離の比が、２：１程度までずれていても問題ない。

第１のイオン生成電極５ｄ−１と第２のイオン生成電極５ｆ−１の個体差、イオン生成能力差などによるばらつきがある場合について考える。仮に、第２のイオン生成電極５ｆ−１により生成される負イオン３０２の量が、第１のイオン生成電極５ｄ−１により生成される正イオン３０１の量より多いとする。フィルムＳの第２の面２００に、負イオン３０２が多く照射され、フィルムＳに負イオン３０２が過剰に付着すると、この過剰に付着した負イオン３０２によるクーロン力７０１によって、第２の面２００への負イオン３０２の付着が抑制され、第１の面１００への正イオン３０１の付着が促進される。これにより、過剰な負イオン３０２の付着は、速やかに解消され、フィルムＳの第１の面１００と第２の面２００との正負の電荷密度は、等量で逆極性となる。フィルムＳの見かけ上の電荷密度は、ほぼゼロとなる。第１のイオン生成電極５ｄ−１と、第２のイオン生成電極５ｆ−１とのイオン生成能力およびイオン照射能力の差が、５０％以上２００％以下の程度バラツキがあっても、フィルムＳの見かけ上の帯電は、ほぼゼロで保たれる。

本発明の除電方法によると、第１の面と第２の面に付着する正あるは負のイオン量を適切に制御することが必要になる。図７は、複数の除電ユニット、ここでは４個を用いた際の除電状態を示している。図中シートは矢印の方向に搬送されながら、除電装置１を通過する。シートＳは、第１の面１００は負の静電荷１０２で均一に帯電しており、第２の面２００は正の静電荷２０１で均一に帯電している、表裏逆極性かつ均一帯電状態である。除電ユニットＳＵ１の第１の電極ユニットＥＵｄ−１で生成されたイオンは、第１と第２のイオン生成電極が形成した外部電界（電気力線５００で示す）に沿って、イオンがシートＳへ強制的に照射される。このとき、第１の面の高圧電源には直流成分が重畳されており、第１の面に正のイオンを、第２の面に負のイオンを均一に付与する。これによりシートＳの一部の静電荷が中和される。引き続き、除電ユニットＳＵ２でも同様の作用によりシートＳの一部の静電荷が中和され、これを繰り返すことでシートＳの正と負の静電荷は中和し除電される。この段階でゼロになる際に除電を停止しない場合、除電ユニットＳｕ４（図７の第４番目の除電ユニット）に示す通り、シートＳを逆に帯電させてしまう。これにより除電装置１を通過したシートＳは、第１の面に正、第２の面に負の表裏が逆極性に等量帯電した状態となる。この状態は過除電である。このように、本発明の除電装置は除電条件によって制御することが必要であり、通常、本発明の除電装置の上流と下流のいずれにも、あるいは、上流または下流のいずれかでシートＳの帯電状態を測定して直流成分の重畳量（つまり直流電圧のオフセット電位）を決定する。上流と下流での帯電状態の測定は、シートＳが搬送状態でも停止状態でもかまわない。以下実施例に基づき除電方法を詳細に説明する。

以下実施例で除電装置ならびに除電方法を詳細に説明する。測定方法は以下の通りである。

[電気絶縁性シートの第１の面および第２の面の電荷密度の測定方法]
シートＳの第１の面の電荷密度は背面平衡電位の測定から計算により求めた。背面平衡電位は、第２の面を接地したハードクロム金属ロールに密着させながら、第１の面から１ｍｍの距離で表面電位を測定した。表面電位計には、ｍｏｄｅｌ２４４と１０１７ＥＨ（モンロー社製）を用いた。シートの電荷密度Ｑ[Ｃ／ｍ^２]の換算は、背面平衡電位Ｖ［Ｖ］と単位面積あたりの静電容量Ｃ［μＦ／ｍ^２］から、Ｑ＝Ｃ・Ｖの関係式で求める。単位面積あたりの静電容量Ｃは、平行平板の単位面積あたりの静電容量Ｃ＝ε_０ε_ｒ／ｔ（ただし、ε_０は真空中の誘電率：８．８５４×１０^−１２［Ｆ／ｍ］、ε_ｒはフィルムの比誘電率、ｔは厚み［ｍ］）で、比誘電率は１．５とした。第１の面の電荷密度の分布状態は、１軸ステージで低速（５ｍｍ／秒）で移動させながら、背面平衡電位［Ｖ］を順次測定し、得られたデータをマッピングした。

[トナーによる帯電の可視化方法]
シートＳを空中に把持して、紛体のトナーを振り掛け、その付着状態を以下の通り評価した。
良好：シートにトナーが付着しない
不良：トナーが付着する。

[実施例１]
以下に、電気絶縁性シートとしてポリオレフィン微多孔膜を用いた実施例１を示す。ポリエチレン微多孔膜は次のように製膜した。ポリオレフィンの質量平均分子量（Ｍｗ）が１×１０^５〜５×１０^６でのポリエチレン（ＰＥ）を主成分として、超高分子量ポリエチレン、高密度ポリエチレンを数％含んだ原料を用いた。

微多孔膜の製造方法は、ＰＥにリキッドパラフィン（ＬＰ）を溶融混練しダイリップより押し出した後、冷却して厚さ７５０ｕｍのゲル状成形物を形成した。ゲル状成形物を二軸延伸したあと、ＬＰを除去し、さらに、乾燥した膜を再び一軸延伸した。その後、ワインダーで巻き取りミルロールを得た。ミルロールは１次スリット２次スリットを経て所定のシート幅に裁断され製品リールとした。シート表面と裏面の電荷密度は低い方が好ましいが、製造工程上、電荷密度を小さく抑制し制御することは難しい。

微多孔膜の表面を第１の面と呼び、裏面を第２の面と呼ぶことにする。得られた微多孔膜は図３に示すように、第１の面１００が負に帯電し、第２の面２００が正に帯電し、第１の面と第２の面がほぼ同じ電荷密度であった。第１の面と第２の面が逆極性に帯電する過程は、第１の面が負に帯電した状態で、第２の面側から逆極性のイオンを与えて中和し、第２の面を正の逆極性の電荷を付与したことによって形成されたものである。なお、表裏面が等量でない場合には、そのアンバランス分が等量になるまで製膜工程やスリッターに配置された通常の針式除電器で除電されている。

第１の面の電荷密度と第２の面の電荷密度の測定結果を図８ａに示す。実線が第１の面の面、点線が第２の面で、第１の面の電荷密度は＋４５ｕＣ／ｍ^２±５ｕＣ／ｍ^２であった。第２の面の電荷密度は−４５ｕＣ／ｍ^２±５ｕＣ／ｍ^２であった。表裏が逆極性に帯電し、かつ、面内が均一な状態となっていることを確認した。この電荷密度を除電する除電装置を次に示す。

図１に示される除電装置を、図２のシートロール体２１を巻出した後、金属ロールを２本通過した後、本発明の除電装置を用いて除電した。電気絶縁性シートＳとして、幅９００ｍｍ、厚さ１２μｍの２軸延伸されたＰＥ系微多孔膜（東レバッテリーセパレーター株式会社製）を用いた。フィルムＳを速度３０ｍ／分で搬送させながら、除電を行った。

除電装置１は、図６に示される針電極列を備えた除電ユニットを使用した。この針の幅方向の間隔ｄ_５は、１２．７ｍｍであった。この第１および第２の電極ユニットを、フィルムＳの移動方向に対して直交するように、かつ、フィルムＳの面と平行になるように、フィルムＳを挟んで、上下に設置した。第１および第２の電極ユニットにおいて、針の先端の幅方向位置はそれぞれ同じとした。除電ユニットの総数ｎは６とした。除電装置の設定は以下の通りである。
・電極ユニットの構成：ＳＳ５０（シムコジャパン）長さ１．２ｍ長
・イオン生成電極間距離ｄ_１：３０ｍｍ
・法線方向シールド電極間距離：３２ｍｍ
・開口幅：５ｍｍ
・隣接する除電ユニットの間隔：針電極間の距離で３５ｍｍ。全て同じ。
・シートの搬送位置：各除電ユニットにおける第１および第２のイオン生成電極間の中央を通った。イオン生成電極からの距離は各１５ｍｍ
・シールド電極５ｇ、５ｈは、ともに接地した。

次に、イオン生成電極への高電圧の印加方法は次の通りである。第１および第２のイオン生成電極５ｄ、５ｆに接続する交流高圧電源１ｃ、１ｄには、周波数６０Ｈｚ、実効電圧４ｋＶを中心に可変できる交流電源を用い、互いに位相が逆になるＭＰＭ高圧電源（シムコジャパン（株）社製）を２台組み合わせて構成した。

２台の高圧電源の印加電圧が、互いに逆極性になるように位相を制御した。各除電ユニットの第１のイオン生成電極同士は全て同相とし、各除電ユニットの第２のイオン生成電極同士も全て同相とした。直流成分の重畳は２台の電源の印加電圧波形を変更して調整した。
・入力電圧：ＡＣ１００Ｖ
・消費電力：３００ＶＡ以下
・入力周波数範囲：６０Ｈｚ
・印加電圧範囲： ±３．２ｋＶ〜±４．８ｋＶ（実効値）
・非防爆仕様。

以下、シートＳの帯電状態と直流成分の重畳結果について説明する。図８ａには、シートＳのシート幅方向の第１の面および第２の面の電荷密度の測定結果を示す。第１の面１００は＋４５ [Ｃ／ｍ^２]を中心にほぼ均一に正に帯電している。第２の面２００は−４５［Ｃ／ｍ^２］を中心にほぼ均一に負に帯電している。第１の面と第２の面は互いに逆極性に等量帯電した状態となっている。このシートＳを除電するため、除電に先立ち除電条件を決定した。以下にその方法を説明する。

図８ｂは、除電装置の第１の面１００の側のイオン生成電極５ｄに印加する電圧を示している。印加電圧は０Ｖを中心に正または負の電位が時間的に変化するもので周波数は６０Ｈｚであった。図８ｂおいて、逆位相となっているもうひとつの実線が、第２の面２００の側のイオン生成電極５ｆに印加した電圧を示す。図８ｂの２つの実線は、正あるいは負の直流成分の重畳がない場合であって、交流印加のみを対向させたイオン生成電極に印加し、生成したイオンをシートＳに強制的に照射する構成である。図８ｂの点線は、第２の面２００側のイオン生成電極５ｆに、交流実効値４ｋＶに正の直流成分をオフセットした。印加電圧の最大値（すなわち正の極大値）はほぼ同じであるが、最低値（負の極小値）がプラスにオフセットされている。図８ｂでは直流成分を＋０．５ｋＶ印加した。図８ｂの１点点線は、第２の面２００側のイオン生成電極５ｆに、交流実効値４ｋＶに負の直流成分をオフセットした。印加電圧の最大値（すなわち正の極大値）はほぼ同じであるが、最低値（負の極小値）がマイナスにオフセットされている。図８ｂでは直流成分を−０．５ｋＶ印加した。なお、第１の面１００側のイオン生成電極５ｄには直流成分を与えておらず変化していないが、第２の面２００側のイオン生成電極５ｆに直流成分を与えたことから、見かけ上イオン生成電極５ｆに与えた反対極性の電位差がかかった状態となっている。

図８ｃは、本除電装置を用いて除電したシートＳに付着した帯電量を、上述の直流オフセット電圧に対してプロットした、「直流オフセット値」と「シートＳの電荷密度［Ｃ／ｍ^２］との関係図である。左側が第１の面１００での関係を、右側は第２の面２００での関係を示す。直流オフセット電圧と付着する帯電量との関係は、本発明の除電装置の除電条件によって決定される。実施例では、除電前のシートＳは５［Ｃ／ｍ^２］以内の無帯電のシートを用い、シートの搬送速度：３０ｍ／分として、直流成分のオフセット量 −０．５ｋＶから＋０．５ｋＶ（第１と第２のイオン生成電極にはそれぞれ互いに逆極性の直流成分を重畳させた）の範囲で関係式を求めた結果である。

図８ｃから、シートＳの帯電量は直流オフセット量に比例しており、第１の面１００には、＋１００［Ｃ／ｍ^２］から−１００［Ｃ／ｍ^２］の面内に均一な帯電が付着することがわかった。第２の面２００には、−１００［Ｃ／ｍ^２］から＋１００［Ｃ／ｍ^２］の第１の面１００との逆極性の帯電が均一に付着することがわかった。そこで、除電したいシートＳの帯電量に応じて、この関係性を利用して除電条件を決定した。実施例では、図８ａに示すとおり、除電したいシートＳの電荷密度は±４５［Ｃ／ｍ^２］であるので、直流成分のオフセット量は、図８ｃより±０．３５ｋＶと求めた。第１のイオン生成電極と第２のイオン生成電極に直流印加する電圧の極性であるが、第１のイオン生成電極には、除電したいシートＳの第１の面が正に帯電していたので、負のイオンを照射して中和すべく負極性の直流電圧＋０．３５ｋＶとした。同様に、第２の面が負に帯電していたので、正のイオンを照射して中和すべく、正極性の直流電圧＋０．３５ｋＶとした。なお、直流オフセット量は、交流実効値４ｋＶに対して、約１０％であった。

本除電条件を用いて、除電したいシートＳを３０ｍ／分で走行させながら除電を行った。その結果、除電前には±４５［Ｃ／ｍ^２］と帯電していたが、除電後は±５［Ｃ／ｍ^２］以内で全面に渡り均一で無帯電とすることができた。トナーチェックを実施したところ。トナーを振りかけてもトナーはまったく付着せず、良好であった。

本発明に係る微多孔膜捲回体は、ろ過膜、透析膜などの各種分離膜、電池やコンデンサー用のセパレータ等の各種隔離膜として利用可能である。

１、１１除電装置
１ａ、１ｂ直流高圧電源
１ｃ、１ｄ交流高圧電源
４ｄ−１第１のシールド電極
４ｆ−１第２のシールド電極
５搬送ロール
５ｄ−１第１のイオン生成電極
５ｆ−１第２のイオン生成電極
５ｈ−１、５ｉ−１開口部
６、７電圧印加状態
８静電荷[Ｃ/ｍ^２]の分布状態
９接地された金属部
９ｂ絶縁部材
２１、２５シートロール体
２２コーティング部
２３乾燥オーブン
３２電位計
３３捲回体
３４微多孔膜
３５除電器
１００電気絶縁性シートＳの第１の面
１０１電気絶縁性シートＳの第１の面の正の静電荷
１０２電気絶縁性シートＳの第１の面の負の静電荷
２００電気絶縁性シートＳの第２の面
２０１電気絶縁性シートＳの第１の面の正の静電荷
２０２電気絶縁性シートＳの第１の面の負の静電荷
３０１正のイオン
３０２負のイオン
５００対向した電極間にかかる電気力線
７００局所的な電界
７０１クーロン力
ｄ１イオン生成電極先端の間の距離
ｄ５針電極の所定の間隔
ＥＵｄ第１の電極ユニット
ＥＵｆ第２の電極ユニット
Ｓ電気絶縁性シート
ＳＵ除電ユニット

Claims

電気絶縁性シートの移動経路に対し、このシートの移動方向に間隔をおいて設けられた少なくとも２個の除電ユニットを有し、
前記除電ユニットは、前記シートを挟んで対向して配置された第１の電極ユニットと第２の電極ユニットを有し、
前記第１の電極ユニットは、第１のイオン生成電極とこの第１のイオン生成電極の先端近傍に開口部を有する第１のシールド電極とを有し、
前記第２の電極ユニットは、第２のイオン生成電極とこの第２のイオン生成電極の先端近傍に開口部を有する第２のシールド電極とを有し、
前記第１のイオン生成電極に印加される電圧と前記第２のイオン生成電極に印加される電圧とが、互いに実質的に逆極性の交流電圧を印加する交流電源を備え、かつ、前記第１のイオン生成電極および／または前記第２のイオン生成電極に印加される交流電圧の正と負のピーク電圧値（絶対値）に差を付加する直流電源を前記交流電源に備えた、電気絶縁性シートの除電装置。
前記直流電源が、時間的に変化する交流電圧の実効値の２０％以内の直流電圧を供給する、請求項１の電気絶縁性シートの除電装置。
電気絶縁性シートを移動させながら、このシートに、このシートの第１の面の側から、周期的に極性が反転する単一極性の第１のイオンを照射し、前記シートの第２の面の側から、前記第１のイオンと実質的に逆極性の周期的に極性が反転する単一極性の第２のイオンを、前記第１のイオンと同時に照射する電気絶縁性シートの除電方法であって、
前記シートの移動方向の各部が前記第１および前記第２のイオンが照射される領域を通過する間に、前記第１のイオンおよび前記第２のイオンの極性が１回以上反転するように、前記第１のイオンおよび前記第２のイオンの極性を反転させ、
第１のイオンの極性が反転する一周期の間に照射される正極性の第１イオンの総量と負極性の第１イオンの総量とに差を設ける、および／または、第２のイオンの極性が反転する一周期の間に照射される正極性の第２イオンの総量と負極性の第２イオンの総量とに差を設け、このイオンの総量の差による比率が正極性イオンの総量：負極性イオンの総量＝１．０５：０．９５〜１．２：０．８の範囲、又は、正極性イオンの総量：負極性イオンの総量＝０．９５：１．０５〜０．８：１．２の範囲である、電気絶縁性シートの除電方法。