JP4321830B2 - 除塵方法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、除塵ロ−ルを使用して静電的吸着と粘着とにより除塵する方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
除塵方法として、粘着ロ−ルを被除塵物に沿って移動させていくことが知られているが、凹部や出隅コ−ナのように粘着ロ−ル面を接触させ得ない箇所に付着している塵の除去は実質上、不可能である。
而して、本発明者等においては、粘着ロ−ルのロ−ルを加電し、粘着除塵のみならず上記凹部等に付着している塵をも静電的に粘着ロ−ル表面に吸着させることを試みた。
【0003】
この静電・粘着式除塵における除塵効果は、図4において、粘着ロ−ルAと被除塵物Eとの接触箇所cの電位Vsで評価でき、その電位Vsは、ロ−ル1の印加電圧をV0、粘着ロ−ルAにおけるロ−ル1から接触箇所cに至る抵抗(内部抵抗)をRiとし、更に、接触箇所cでの接触抵抗をRc、接触箇所cと大地間の抵抗(接地抵抗)をRgとしてその和(外部抵抗)をReとすれば、
Vs=Re・V0/(Ri+Re) ▲1▼
または、
Vs=(Rg+Rc)・V0/(Ri+Rg+Rc) ▲2▼
で表わされる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、通常、上記の外部抵抗Reが内部抵抗Riに較べて著しく小さく、例えば、ロ−ル印加電圧V0を20kvとしても、接触箇所電位Vsを0.1kv程度にしかなし得ず、この程度の電位では満足な除塵は望めない。
従って、ロ−ル印加電圧V0を高くする必要があるが、この場合は、安全性に問題がある。
そこで、本発明者等は、低い印加電圧V0でも、充分な除塵率を達成すべく鋭意検討した結果、粘着ロ−ル近傍でコロナ放電を発生させ、このコロナ放電に基づく電荷を粘着ロ−ル表面に加電すれば、低い印加電圧のもとでも、上記接触箇所cでの電位を充分に高くして効率よく除塵できることを知った。
【0005】
本発明の目的は、上記検討結果に基づき、被除塵物の除塵を静電吸着と粘着とにより低い印加電圧のもとで効率よく除塵できる方法を提供することにある。
【0006】
〔課題を解決するための手段〕
本発明にに係る除塵方法は、粘着ロール近傍でコロナ放電を発生させ、粘着ロール表面をコロナ電荷で加電しつつ当該粘着ロールを被除塵物上に沿って移動させる方法であり、粘着ロール表面にメッシュ絶縁材からなる補助層を被せることを特徴とする。
【0007】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しつつ本発明の実施の形態を説明する。
図1は本発明において使用する除塵器の一例を示している。
図1において、1はロ−ル、2は取手付きの支持ア−ムであり、水平軸部21にロ−ル1を回転自在に軸支してある。3は粘着テ−プ巻回体であり、片面粘着テ−プ31を巻芯32に粘着面を外側にして巻回し、巻芯においてロ−ルに装着してある。Aはロ−ル1に粘着テ−プ巻回体3を装着してなる粘着ロ−ルを示している。4は粘着ロ−ルAの直上に設けたコロナ放電用電極、5はこの放電用電極の高電圧発生器であり、上記取手内に組込み、取手にはこの高電圧発生器をオン・オフするための押しボタンスイッチを設けてある。
図1において、Eは被除塵物を示している。
【0008】
図1において、放電用電極4でコロナを発生させると、このコロナ電荷で粘着ロ−ルAの表面が加電され、粘着ロ−ル表面に電位が分布される。
この電位分布は、厳密には、表面抵抗と分布容量とからなるRC分布定数回路で与えられるが、概略的には、コロナ放電により供給される電荷が、粘着ロ−ルの表面抵抗Rs、粘着ロ−ルと被除塵物との間の接触箇所cでの接触抵抗Rc、接地抵抗Rgを経て大地に流れる過程での電位分布で把握できる。
【0009】
而して、電極の印加電圧をV0とすれば、粘着ロ−ルが被除塵物上に静止しているときの接触箇所cでの電位V1は、
V1=α(Rg+Rc)・V0/(Rs+Rg+Rc) ▲3▼
で表わすことができる。
また、粘着ロ−ルを回転させると、電位が分布した粘着ロ−ル表面が次々と被除塵物に接触していき、その回転中、粘着ロ−ル表面の表面抵抗Rsやロ−ル回転速度に応じて電位が接触点に達するまでに減少し、その減少電位が接触箇所cに作用することになり、その作用電位V2は
V2=βV0 ▲4▼
で表わすことができる。
従って、図1において、粘着ロ−ルAを被除塵物E上に沿って移動させていくと、粘着ロ−ルと被除塵物との接触箇所cに作用する電位Vcは、
Vc=〔α(Rg+Rc)/(Rs+Rg+Rc)+β〕V0 ▲5▼
で表わすことができる。
ただし、(α+β)≦1であり、粘着ロ−ルの回転速度が速いほど、また、粘着ロ−ルの表面抵抗Rsが大きくなるほど、βが大となる。
【0010】
本発明により除塵を行うには、放電用電極4を加電してコロナ放電を発生させつつ粘着ロ−ルAを被除塵物E上に沿って移動させていく。
この場合、粘着ロ−ルと被除塵物との接触箇所cには、式▲5▼で示す電位Vcが作用し、その接触箇所c近傍の空間に電気力線が作用し、その空間や空間境界に存在する塵が粘着ロ−ル表面に静電的に吸着されていく。従って、粘着ロ−ルに接触させ得ない凹部に付着している塵をも確実に粘着固定できる。
【0011】
上記において、粘着ロ−ルの表面抵抗Rsを余り低くすると、粘着ロ−ル表面の電位分の均一化の点では有利であるが、粘着ロ−ルと被除塵物との接触抵抗Rcが小となってコロナ電荷がア−ス側に逃げ易い点から不利である。他方、粘着ロ−ルの表面抵抗Rsを余り高くすると、後述の実施例から明らかなように、Vc/V0(印加効率)が表面抵抗Rsの増加に伴い小となる。従って、粘着ロ−ルの表面抵抗は109〜1014Ωとされる。
【0012】
上記粘着ロ−ルの表面抵抗Rsを低くしても、そのロ−ル表面に塵の通過を妨げることのない、内部絶縁抵抗の大きい多間隙絶縁材、例えば、メッシュ絶縁材を補助層として被覆すれば、粘着ロ−ル表面での電位の均一分布、粘着ロ−ルによる塵の粘着固定作用を保証しつつ、粘着ロ−ルと被除塵物との間の抵抗Rcを高くし、式3で示す電位V1を増加して印加効率をアップできる。
【0013】
上記において、被除塵物が接地電位面より電気的に充分に絶縁されている場合、例えば、住宅の畳、絨毯、カ−ペットの場合、式▲5▼において接地抵抗Rgが高くなるので、実質的に粘着ロ−ルの表面抵抗Rsの制約なく、印加効率を高くできる。
尤も、後述の実施例から明らかなように、粘着ロ−ルの表面抵抗Rsが1011Ω〜1012Ωの場合、被除塵物の接地抵抗Rgが低くても、印加効率を充分に高くできる。
【0014】
上記除塵ロ−ルにおいては、粘着ロ−ルの前後、または何れか一方において接地ロ−ルを設け、取手付きア−ムを導電性とし、取手内高電圧発生器の負極側を接地ロ−ルでア−スすることが好ましい。
上記高電圧発生器には、電源として電池または100ボルト電源を用いた発生電圧±5〜±50kv好ましくは25kv以下のものが使用され、電源の内部インピ-ダンスまたは外部抵抗の接続により電圧課電時の充電電流を10μ除塵以下とした感電衝撃の小さいタイプを使用することが望ましい。また、省エネルギ−のため断続的に印加するものの選択使用も可能である。更にまた、発生電圧は、塵等の量、重さ或いは被除塵面の凹凸状況等に応じて選定される。
【0015】
また、本発明で使用する除塵器においては、図2に示すように、粘着ロ−ルAを複数箇配設し、コロナ放電電荷による粘着ロ−ル表面の加電極性を交互に異極性とするために、放電用電極4,4の加電極性を交互に、正極性、負極性とすることもできる。図2において、6は接地ロ−ル、7はコロナの極性が互いに異極の空間を仕切る誘電体隔壁、例えば、塩化ビニル樹脂隔壁である。
【0016】
本発明に係る他の除塵方法は、図4で示した、粘着ロ−ルAのロ−ル1を加電しつつ粘着ロ−ルAを被除塵物Eに接触させて移動させる方法において、粘着ロ−ルAにおけるロ−ル1から被除塵物Eとの接触箇所cに至る抵抗Ri、接触箇所cの接触抵抗と被除塵物Eの接地抵抗との和Re及びロ−ル1の印加電圧V0(単位は、kv)との間に、
Ri<Re・V0 ▲7▼
との関係を与えることにより実施される。
この除塵方法においては、Ri<Re・V0の関係と式▲1▼とから、
Vs=Re・V0/(Ri+Re)>V0/(V0+1) ▲8▼
が成立し、例えば、印加電圧V0が20(kv)の場合、Vsを0.95kv以上にでき、充分な印加効率を保証できる。
現に、V0=20(kv)、(Ri+Re)=4×1012Ω、Re=2×1010Ωの場合、Vs=0.1(kv)であり、除塵率は約1割に過ぎなかったが、被除塵物(ステンレス板)を接地電位面より約10mm隔離してReを増し、Ri≒Reの関係を与えたところ、Vs=10(kv)となり、除塵率を約4割に増加できた。
【0017】
上記の内部抵抗Riを減じ、外部抵抗Reを増加するには、図3に示すように、繰り出しロ−ル11から繰り出し、巻き取りロ−ル12で巻き取る粘着テ−プ31の途中を加電用金属ロ−ル10で被除塵物Eに接触させることが有効であり(図3において、6,6は接地用ロ−ル)、現に、被除塵物としてのステンレス板(接地抵抗は1×1012Ω)上に1m2当たり塩化ビニル樹脂パウダ−(粒径100μm〜500μm)と石松子(平均粒径30μm)との混合粉末を約0.1g散布し、印加電圧を20kvとしたところ、粘着テ−プの被除塵物接触箇所近傍で混合粉末が粘着テ−プに向かって飛行し、5往復で粉末の全量をほぼ除塵できた。
【0018】
【実施例】
〔実施例1〕
粘着ロ−ルに表面抵抗Rsが2×1010Ωのものを使用し、被除塵物にステンレス板を使用し接地面より約10mm隔離して絶縁し、被除塵物上に1m2当たり塩化ビニル樹脂パウダ−(粒径100μm〜500μm)を約0.1g散布した。
印加電圧を20kvとし、粘着ロ−ルと被除塵物との接触箇所近傍の粘着ロ−ル表面電位を測定したところ、15kvであり、除塵率はほぼ6割であった。
〔実施例2〕
実施例1に対し、ステンレス板と接地面との間にベ−クライト板を介在させてステンレス板を絶縁した以外、実施例1と同じとした。
粘着ロ−ルと被除塵物との接触箇所近傍の粘着ロ−ル表面電位を測定したところ、20kvであり、除塵率は10割であった。
〔実施例3〕
実施例1に対し、被除塵物として銅箔積層のベ−クライトプリント基板を使用し、このプリント基板に孔を開け、銅箔を上側に向け、塩化ビニル樹脂パウダ−の一部を孔に落し込んだ以外、実施例1と同じとした。
粘着ロ−ルと被除塵物との接触箇所近傍の粘着ロ−ル表面電位を測定したところ、孔内及び基板銅箔上の塩化ビニル樹脂パウダ−を完全に除去できた。
【0019】
〔実施例4〕
除塵器に図2に示すものを使用し、粘着ロ−ルA及び接地ロ−ル6とも半径ほぼ75mmとし、ロ−ル相互間の間隔をほぼ20mmとした。
被除塵物としての厚み3mmの板に縦方向(ロ−ル移動方向)に10mm間隔で20箇、横方向に10mm間隔で15箇の密度で孔を穿孔した。
正極のコロナ放電電極の加電圧は+20kvとし、負極のコロナ放電電極の加電圧は−20kvとした。
被除塵物の接地抵抗Rgを0Ω、1×109Ω、1×1010Ω、1×1012Ωに、粘着ロ−ルの表面抵抗Rsを1×109Ω、3×1011Ω、2×1012Ω、1×1013Ωに調整したそれぞれの場合の正極側粘着ロ−ルの表面電位(被除塵物との接触箇所近傍の正極粘着ロ−ル表面の電位)は第1表の通りであり、負極側粘着ロ−ルの表面電位(被除塵物との接触箇所近傍の負極粘着ロ−ル表面の電位)は第2表の通りであった。
更に、ダミ−塵として、被除塵物上に塩化ビニル樹脂パウダ−(粒径100μm〜500μm)1gを均等に散布し、孔にパウダ−を落し込み、除塵器を5往復させたときの除塵状態を測定したところ、第3表の通りであった。
第3表において、◎は3往復で完全に除塵できたことを示し、○は5往復で完全に除塵できたことを示し、△は5往復でほぼ除塵できたことを示している。
【0020】
【0021】
【0022】
【0023】
上記第3表から、実施例4においては、粘着ロ−ルを接触させ得ない凹部(孔)内の塵もよく除塵できることが明らかである。特に、粘着ロ−ルの表面抵抗Rsが1011Ω〜1012Ωの場合、被除塵物の接地抵抗Rgに左右されることなく、満足に除塵できることも明らかである。
また、第1表及び第2表と第3表との対比から、粘着ロ−ルの表面電位で除塵率を評価することの妥当性が確認できる。
【0024】
〔比較例〕
実施例4の除塵器を両粘着ロ−ルのロ−ルに+20kvを加電して使用した。5往復後での除塵率は5割以下であった。
この比較例と実施例1〜4との対比から、コロナ放電の電荷を粘着ロ−ル表面に加電し、粘着ロ−ル表面に電位を作用させる本発明によれば、高い除塵率で除塵できることが確認できる。
【0025】
【発明の効果】
本発明に係る除塵方法によれば、被除塵物の除塵を静電吸着と粘着とにより低い印加電圧のもとで効率よく除塵でき、粘着ロ−ルによる単なる粘着除塵では除塵し難い凹部や入隅コ−ナの塵も除塵することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明において使用する除塵器の一例を示す図面である。
【図2】本発明において使用する除塵器の上記とは別の例を示す図面である。
【図3】本発明において使用する除塵器の上記とは別の例を示す図面である。
【図4】粘着ロ−ルのロ−ルを加電することによる除塵法を示す図面である。
【符号の説明】
A 粘着ロ−ル
4 コロナ放電用電極
5 高電圧発生器
E 被除塵物
Claims (1)
- 粘着ロール近傍でコロナ放電を発生させ、粘着ロール表面をコロナ電荷で加電しつつ当該粘着ロールを被除塵物上に沿って移動させる方法であり、粘着ロール表面にメッシュ絶縁材からなる補助層を被せることを特徴とする除塵方法。
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