JP6003285B2 - 異物除去装置 - Google Patents

Description

本発明は、紙製品、フィルム製品の加工工程に用いる異物除去技術に関し、特に帯電したウェブに付着した異物を除去する異物除去装置に関する。

紙製品、フィルム製品の加工の工程では、静電気の問題は常に頭痛の種である。
物質同士で、擦れる、あるいは剥離する、といったことがあると、物質間で電子の移動が起き、双方の物質に電荷の偏りが生じる（帯電）。よって、紙製品、フィルム製品の加工の工程では、静電気の発生が避けがたく、帯電による異物の付着や貼り付きなどが品質管理の上で大きな障害となっている。特に連続して走行するウェブ（長尺帯状素材）に印刷や加工を施す工程では、帯電する電荷量が大きく、また連続的に発生し、工程も長いため、帯電による異物の付着は深刻な問題となっている。

これに対し、上記のような加工の工程では、帯電防止や除電のために加湿や除電モールなどが古くから用いられ、また近年では、帯電イオンを吹き付けることにより電荷を中和させるイオナイザーと呼ばれる除電機器も広く用いられている。

特許文献１は、マイナスイオン発生装置を備えた印刷装置に関する発明であり、静電気により用紙が貼り付くなどのジャムを防止する機構について述べている。
また、特許文献２は、静電気除去方法に関する発明であり、コロナ放電により正負のコロナイオンを発生させ、帯電体の静電気を電気的に中和させて除去する方法について述べている。

特開２００３−２７６２７７号公報 特開昭６２−１０５３９８号公報

しかし、これら従来の帯電除去法では、帯電による電荷は中和されても、異物を積極的に排除するには至らず、また、吸着力を失った異物が周囲に散乱し漂うと再度付着することにもなり、特にウェブの加工のように長い工程を持つ加工形態では不都合が多い。

そこで、本発明は、紙、フィルムなどの加工工程において、除電とともに、除電により遊離した異物を除去する異物除去装置を提供することを目的とする。

本発明の異物除去装置は、走行する長尺帯状のウェブに付着した異物を取り除く異物除去装置において、前記ウェブの走行経路を囲うチャンバーと、前記チャンバーの一方の側面に設けられ、走行するウェブの幅方向の端面に向かって帯電粒子を吹き込む除電ブロワと、前記チャンバー内に設けられ、前記ウェブの両面に生ずる帯電粒子に対して圧縮空気を吹き付けるエアノズルと、前記チャンバーの他方の側面に設けられ、前記チャンバー内の空気を外部へ放出する開口と、を少なくとも備えていることを特徴とする。

さらに、前記チャンバーは、前記ウェブの幅方向の間仕切りにより形成される複数の小チャンバーからなることを特徴とする。
また、前記エアノズルは、圧縮空気の噴き出しと停止を繰り返すことによりパルス状の空気波を生成することを特徴とする。
なお、前記チャンバー内の気圧は、前記チャンバー外部の気圧に対して正圧に保たれることが好適である。

本発明の異物除去装置は、走行する長尺帯状のウェブの両面に付着した異物の除去が可能であり、かつ、除去した異物が当該ウェブに再付着することや、浮遊することが防止できる。

本実施形態の異物除去装置を示す透視図 本実施形態の異物除去装置の構成を示す図

図１は、本実施形態の異物除去装置を示す斜視図であり、チャンバーの内部を透視的に表わしている。
異物除去装置1は、ウェブ１０を囲うよう構成されたチャンバー１１を持ち、ウェブ１０はチャンバー１１内を矢印で示した方向に走行する。チャンバー１１の一方の側面には除電ブロワ１２が配置され、他方の側面には吸引口１３が設けられている。なお、ここでは、チャンバー１１の側面とは、ウェブ１０の走行方向に平行、かつ、ウェブ１０の表面に垂直な面を指す。
吸引口１３は、チャンバー１１内の空気を吸い込むための開口であり、チャンバー１１内の空気は、吸引口１３および吸引フード１４を介して集塵装置１８に排出される。

なお、除電ブロワ１２は、コロナ放電等により正または負に帯電させた帯電粒子（ここでは空気の気体分子）を放出するよう構成された除電のための機器であり、この帯電粒子の電荷と帯電体の電荷とが触れ合うことにより、帯電体の電荷が中和（すなわち除電）される。

また、チャンバー１１内には、エアノズル（図示せず）が備えられ、同ノズルはウェブ１０の両面の表面に向かって圧縮空気を吹き付けるよう構成されている。

図２は、本実施形態の異物除去装置の構成を表わし、図２（ａ）はウェブ１０の走行方向の断面図、また、図２（ｂ）はウェブ１０の幅方向の断面図である。
図２（ａ）に示すように、異物除去装置１は、ウェブ１０がチャンバー１１の内部を走行し、エアノズル１６がウェブ１０の両面に圧縮空気を吹き付けるよう構成されている。
なお、チャンバー１１は、その内部が間仕切り１５により小チャンバー２０に区切られてもよく、この場合、それぞれの小チャンバー２０に除電ブロワ１２およびエアノズル１６が割り当てられる。また、ウェブ１０の安定走行のため、支持ローラー２１が必要に応じて配置される。

さらに図２（ｂ）を用いて異物除去装置1の作用について説明を続ける。
除電ブロワ１２から放出された荷電粒子は、吸引口１３に生じた吸引力に引かれ、層流となって吸引口１３の方向へ移動する。この間に除電ブロワ１２からの荷電粒子とウェブ１０の電荷とで反対電荷同士の引き合い、および接触が起こり互いの電荷が中和される。
これにより、異物とウェブ１０との間の吸着力（静電力）が消滅し、異物がウェブ１０から遊離する。さらに異物は層流により吸引口１３の方向に運ばれるが、層流は微弱なため、一部では異物の再付着や浮遊といったことが生じる。

これに対し、エアノズル１６から圧縮空気を吹き付けることにより、異物の遊離を確実なものとしている。なお、エアノズル１６からの圧縮空気をウェブ１０の全幅にわたり満遍なく吹き付けるためには、圧縮空気を吐出する吐出口の形状を、幅方向にスリットを設けたナイフエッジ型とする、あるいは、複数の吐出口を幅方向に配置する、といった構成とすることが好適である。
また、ウェブ１０に対して圧縮空気を吹き付ける角度は略垂直であればよく、発明者の試行によれば、ウェブ１０の走行方向の角度にして０度〜１５度が効果的であった。

さらに、エアノズル１６からの吹き付けを細かく断続的に制御しパルス状の波動とすることにより、異物の遊離をより確実なものとすることができる。すなわち、エアノズル１６から吐出する圧縮空気をパルス状の波動とすることによりウェブ１０に振動が生じるため、異物を叩き落すような効果を付加することができる。このような波動を作るパルスの数は、ウェブ１０の材質、厚さにもよるが、毎秒３〜１０回が効果的であった。

なお、前述のようにチャンバー１１は、図２（ａ）に示すように、間仕切り１５により複数の小チャンバー２０に分割してもよい。このようにチャンバー１１を多段の構成とすることにより、浮遊する異物が他の小チャンバー２０に拡散することなく、順次、異物除去がなされるため、より確実な異物除去が実現できる。
また、チャンバー１１内の気圧を、その外部の気圧に対して正圧なるよう、除電ブロワ１２とエアノズル１６、および集塵装置１８の風量を調整することにより、チャンバー１１の外部からの新たな異物の侵入を防ぐことができる。

以上説明したように、本実施形態の異物除去装置によれば、
（１）チャンバーにより、異物を飛散なく回収でき
（２）チャンバー内を正圧とすることにより、外部からの異物の進入を防ぎ
（３）除電ブロワにより、ウェブに付着した異物を遊離させるとともに
（４）エアノズルからの波動により異物を強制的に引き離し
（５）層流により吸引口に運び、集塵装置が回収する
ことにより確実な異物除去が可能となる。

１ 異物除去装置
１０ ウェブ
１１ チャンバー
１２ 除電ブロワ
１３ 吸引口
１４ 吸引フード
１６ エアノズル
２０ 小チャンバー

Claims (4)

1. 走行する長尺帯状のウェブに付着した異物を取り除く異物除去装置において、
   前記ウェブの走行経路を囲うチャンバーと、
   前記チャンバーの一方の側面に設けられ、走行するウェブの幅方向の端面に向かって帯電粒子を吹き込む除電ブロワと、
   前記チャンバー内に設けられ、前記ウェブの両面に生ずる帯電粒子に対して圧縮空気を吹き付けるエアノズルと、
   前記チャンバーの他方の側面に設けられ、前記チャンバー内の空気を外部へ放出する開口と、
   を少なくとも備えていることを特徴とする異物除去装置。
2. 前記チャンバーは、前記ウェブの幅方向に設けた間仕切りにより形成される複数の小チャンバーからなることを特徴とする請求項１の異物除去装置。
3. 前記エアノズルは、圧縮空気の噴き出しと停止を繰り返すことによりパルス状の空気波を生成することを特徴とする請求項１または２記載の異物除去装置。
4. 前記チャンバー内の気圧は、前記チャンバー外部の気圧に対して正圧に保たれることを特徴とする請求項１〜３いずれか１項に記載の異物除去装置。