JPH07142187A

JPH07142187A - 除電装置

Info

Publication number: JPH07142187A
Application number: JP29047393A
Authority: JP
Inventors: Toshio Kasahara; 敏夫笠原; Mitsugi Aihara; 貢相原
Original assignee: Showa Electric Wire and Cable Co
Current assignee: SWCC Corp
Priority date: 1993-11-19
Filing date: 1993-11-19
Publication date: 1995-06-02

Abstract

(57)【要約】【目的】プラスチックフィルム或いはテープの電荷を
完全に除去する。【構成】プラスチックフィルム１の走行空間に１対の
導電ローラ２、３を配置し、これら導電ローラ２、３間
に交流電源回路４から所定の交流を印加する。導電ロー
ラ２とプラスチックフィルム１との間隔（放電ギャッ
プ）が所定の範囲にあるとき、両者に一定の電位差があ
ると導電ローラ２とプラスチックフィルム１との間で放
電が生じる。導電ローラ２に交流が印加されていると、
所定の放電ギャップの範囲内でこのような放電が繰返さ
れ、放電ギャップの変化に伴いプラスチックフィルム１
の表面電位は０に収束し、無荷電状態となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、プラスチックテープ
或いはフィルムの電荷を除去するための除電装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】プラスチックテープ或いはフィルムは、
優れた絶縁材料であるため各種電気製品に使用されてい
るが、その表面に電荷が蓄積しやすく、静電気帯電によ
るフィルムどうしの付着や静電気放電などの障害が生じ
る。このため、帯電したフィルム表面に除電器によりイ
オンを吹きつけて除電することが行われている。例え
ば、ＣＶケーブルのテープ巻モールドジョイント等で使
用されるプラスチックフィルムは、プラスチックフィル
ムの走行空間にイオナイザーによりイオン化した空気を
放出することにより、プラスチックフィルム表面の電荷
を中和する。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、イオナイザー
による除電はフィルム両面の電荷の代数和がゼロになっ
た状態であり、見掛け上電荷は中和されているが、フィ
ルム両面にそれぞれ正と負の電荷が残っている。これは
両面両極性帯電と呼ばれ、このような両面両極性帯電し
たフィルムをロール状に巻いていくと、図７に示すよう
に最終的には中和できない電荷が増加し、ロールが電気
二重層となってロール表面で強い電界を発生する。即
ち、フィルム外表面の電荷密度が−δ、内側表面の電荷
密度が＋δである両面両極性帯電フィルムを厚さσのロ
ールに巻いた場合、ロールの内表面と外表面以外のフィ
ルム表面にある電荷が打消されて、電気二重層の強さＭ
がＭ＝σδ（Ｃ／ｍ）の円筒になると考えられている
（電気学会論文誌Ａ１１２巻８号平成４年735〜740
頁）。このロール表面の電界によってロール表面のフィ
ルムが逆極性電荷を帯電し、フィルムどうしの付着や静
電気放電を引き起こす。

【０００４】このような静電気放電はフィルムの取扱時
に種々の問題を引き起こす他、このようなフィルムを例
えばＣＶケーブルのテープ巻ジョイント等に用いた場合
にはジョイント部に引き寄せられたゴミやメタル粉が、
ジョイント部の弱点となり破壊電圧を低下させるなどの
悪影響を及ぼす。本発明はこのような従来の難点を解消
し、帯電しやすいプラスチックフィルムの電荷を完全に
除去することが可能である除電装置を提供することを目
的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
る本発明の除電装置は、プラスチックフィルムの一方の
面に接する第１の導電ローラと、プラスチックフィルム
の他方の面に接する第２の導電ローラと、第１及び第２
のローラとの間に交流電圧を印加する手段とを備えたも
のである。第１及び第２のローラは、互いに対をなしプ
ラスチックフィルムを挟持するように配置されていて
も、別個に他のローラとの間にプラスチックフィルムを
挟持するように配置されていてもよいが、特に前者の構
成が好ましい。

【０００６】

【作用】一般に電極にＤＣ電圧に印加して絶縁体（プラ
スチックフィルム）を帯電させる場合、ＤＣにＡＣ電圧
を重畳して印加した場合、±波高値付近で繰返し放電
し、放電は絶縁体の表面電位がＤＣバイアス値に収斂す
るまで持続する。従って、ＤＣ電圧を０としＡＣ電圧を
印加した場合、電極と絶縁体との間で放電を繰返しなが
ら絶縁体の表面電位は０電位に収斂する。即ち絶縁体の
表面電位を無電荷状態とすることができる。

【０００７】一方、電極と絶縁体との間における放電メ
カニズムは、放電開始電圧Ｖｓを縦軸、気圧Ｐ（ｍｍＨ
ｇ）×放電ギャップ（極間距離）ｄ（ｍｍ）を横軸とす
るパッシェンのカーブ（図３）で表わされる。ここで気
圧Ｐを一定とすると特定の距離ｄ_mにおいて放電電圧は
最小値Ｖ_mとなることになる。ここで、電極として回転
する導電ローラを用いるならば、放電ギャップに相当す
るローラと絶縁体との距離ｄは、接触状態である０から
だんだん大きくなり、ｄ_mを通りエッジ状に広がってい
くことになるので、放電は接触点の前後（ｄ＝ｄ_m）で
発生し、その放電電圧は最小値Ｖ_mになることになる。
従って、導電ローラに接しながら走行するプラスチック
フィルムは、導電ローラに印加されるＡＣ電圧によって
最小の放電電圧Ｖ_mで放電を繰返しながら、その表面電
位が無電荷状態になる。

【０００８】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図面を参照して更
に説明する。図１は本発明の除電装置の一実施例を示す
もので、この除電装置は互いに対向配置された１対の導
電ローラ２、３とこれら導電ローラ２、３に交流電圧Ｖ
_ACを印加する電源回路４とを備えており、プラスチック
フィルム或いはテープ１の走行空間に配置され、導電ロ
ーラ２、３間にプラスチックフィルム或いはテープ１が
挟持されて搬送される。尚、プラスチックフィルムの搬
送は図示しない引取ローラ等の機構によって行われるも
のとする。導電ローラ２、３は、引取ローラによるテー
プの走行に従動する構成としてもよいが、それ自体回転
機構を有してもよい。

【０００９】導電ローラ２（３）は、例えば図２に示す
ように鉄、アルミ等の心金２１上に導電層２２、抵抗層
２３及び表面層２４を順次積層して成る。導電層２２は
エチレン・プロピレンゴム、ブチルゴム、スチレンブタ
ジエンゴム、ポリクロロプレンゴム、ブタジエンゴム、
フッ素ゴム、シリコーンゴム等のゴムに、カーボン等の
導電性物質を添加して所望の導電性を付与したものが用
いられる。導電層の抵抗値は１０³〜１０⁵Ω・ｃｍ程度
が好適である。導電層２２はプラスチックフィルム１と
の確実なコンタクトを図ることができ、しかもプラスチ
ックフィルム１に接触することにより形状がくずれない
ような適切な硬さを有することが必要であり、その硬度
はゴムの配合及び軟化剤の添加により調整する。

【００１０】抵抗層２３は、絶縁破壊を防止するもので
例えばエピクロルヒドリンゴム等から成り、抵抗値が１
０⁶〜１０¹⁰Ω・ｃｍ程度のものが用いられる。この抵
抗層２３は、半径方向に安定な抵抗値を示し、軸方向
（半径方向と直交する方向）には高抵抗を示すものが好
ましい。抵抗層２３の抵抗特性をこのようにすることに
よりに半径方向の安定な抵抗から放電させることがで
き、安定した放電を行わせることができる。尚、抵抗層
２３の厚さを薄くすることにより、半径方向に安定した
抵抗値を持ち、軸方向に高抵抗とすることができるが、
この場合放電による抵抗層２３の劣化を防止するために
表面層２４を設ける必要がある。

【００１１】表面層２４は、プラスチックフィルムを傷
つけないような硬度を有し耐摩耗性のある、ウレタン樹
脂やナイロン樹脂等の材料から成り、抵抗層２３と同様
な電気特性を有するとともに繰返し放電が円滑に起こる
ように導電性パーティクルが表面に均等に分布してこと
が好ましい。表面層２４の表面の粗さが放電特性つまり
放電ギャップに強く関わるので、その精度は数μｍのオ
ーダーの精度とする。更に表面層２４は、この表面で放
電が起こるので耐熱性並びに耐放電エロージョン性に優
れていることが好ましい。

【００１２】このように構成される導電ロール２、３
は、それぞれプラスチックフィルム１の両面に接するよ
うに対向配置されるとともに交流電源４に接続され、所
定の交流電圧が印加される。導電ロール２、３間に印加
される交流電圧Ｖ_ACとしては、電圧１．２〜１．５
Ｖ_m、周波数１〜３ＫＨｚ程度のものが用いられる。
尚、最小放電電圧Ｖ_mは、図３のパッシェンカーブの最
低点で起こり、ここで導電ロール２（３）とプラスチッ
クフィルム１とのギャップは６〜７μｍ、最小放電電圧
Ｖ_mは約３８０Ｖ、放電電流はμＡオーダーである。

【００１３】また導電ロール２、３間におけるプラスチ
ックフィルム１の走行速度ｖは、交流電圧の周波数ｆに
よって決定される。即ち、放電は交流電源を用いている
ため間歇的に起こっているので、交流電圧の周波数に比
較して走行速度が早すぎると完全な中和はできない。従
って１回の放電幅を１００μ、周波数をｆ＝２ｋＨｚと
した場合、走行速度は、ｖ＝０．１×ｆ＝０．１×２０００＝２００（mm／se
c）とすることが好ましい。

【００１４】次にこのような除電装置の動作について説
明する。導電ローラ２、３に周波数１〜３ＫＨｚ程度の
交流を印加した状態で、導電ローラ２、３間をプラスチ
ックフィルム１が走行すると、走行に伴い導電ローラ
２、３が回転する。このとき、導電ローラ２、３とプラ
スチックフィルム１との接触点の近傍で両者間の距離ｄ
が所定の距離ｄ_mの部分で、最小放電電圧Ｖ_mで放電が生
じることになる（図４）。

【００１５】一方、導電ローラ２に印加されたＡＣ電圧
Ｖ_ACは図５（ａ）に示すように時間経過とともに変化し
ており、これによってプラスチックフィルム表面の電位
Ｖは例えば時間ｔ＝０ではＶ₀であるが、ＡＣ電圧Ｖ_AC
が加わりＡＣ電圧との差が放電開始電圧Ｖ_s以上になる
と放電し始め、放電開始電圧Ｖ_s（＝最小放電電位Ｖ_m）
の電位差を保ちながら、印加電圧Ｖ_ACに追従する。そし
て印加電圧Ｖ_ACが最大電圧Ｖ_maxに達すると、そこで放
電は止る。印加電圧Ｖ_ACが減少し始めて、プラスチック
フィルム１の表面電位Ｖの方が高くなり、更に導電ロー
ル２の電位Ｖ_ACが低くなってその差が放電開始電圧Ｖ_s
に達すると、今度はプラスチックフィルム１から放電が
起こる。印加電圧Ｖ_ACが最低になると放電は止り、また
このプロセスの最初に戻る。

【００１６】ここで、プラスチックフィルム１上の特定
の１点についてみると、導電ローラ２の回転に伴い導電
ローラ２との放電ギャップｄはその回転とともに変化す
る。放電ギャップｄが変化すると、所定のギャップｄ_m
の前後で放電開始電圧Ｖ_sは増大するように変化し（Ｖ
_s1→Ｖ_s2→Ｖ_s3→Ｖ_s4）、図５（ｂ）に示すようにＶ_ma
_x−Ｖ_min＝２Ｖ_sとなる位置で放電は停止する。Ｖ_max−
Ｖ_min＝０であるから、プラスチックフィルム１の表面
電位は必ず０電位に落着くことになる。即ち、プラスチ
ックフィルム１は無電荷状態となる。このような放電プ
ロセスは導電ローラ３によってプラスチックフィルム１
の裏面においても生じ、両面はいずれも表面電位０とな
る。

【００１７】図６は本発明の除電装置の別の実施例を示
す図で、この実施例では２つの導電ローラ２１、３１は
それぞれ別個に対向ローラ２２、３２との間にプラスチ
ックフィルム１を挟持して、プラスチックフィルム１の
表面及び裏面に接触するように配置されている。これら
導電ローラ２１、３１にはそれぞれ電源４により所定の
交流電圧が印加される。対向ローラ２２、３２は接地さ
れている。このような構成においても、導電ローラ２
１、３１に交流電圧を印加することによりローラ表面と
プラスチックフィルム表面との間で上述したような放電
プロセスが生じ、プラスチックフィルム表面の電位をゼ
ロにすることができる。

【００１８】尚、以上の実施例では３層構造の導電ロー
ラについて説明したが、導電ローラの構造はこれらに限
定されるものではなく任意に変更することができる。ま
た、以上の実施例では２つの導電ローラ間に交流電圧を
印加するようにしたが、各導電ローラに別個に交流を印
加してもよいことは言うまでもない。

【００１９】

【発明の効果】以上の実施例からも明らかなように、本
発明の除電装置によればプラスチックフィルム或いはテ
ープの両面に当接する２つの導電ローラに交流電圧を印
加することにより、これらフィルム或いはテープの表面
電位を０に収束させることができ、これにより両面が無
電荷状態のフィルムとすることができる。このようなフ
ィルムは、ロール状に巻いた場合にも静電気放電やフィ
ルムどうしの付着の問題がなく、またこのようなテープ
を用いてＣＶケーブルを製造する際の作業性を改善する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の除電装置の一実施例の構成を示す図。

【図２】図１の除電装置に用いられる導電ローラを示す
断面図。

【図３】放電距離と放電開始電圧との関係を示すパッシ
ェンの曲線。

【図４】本発明の除電装置の要部を示す図。

【図５】（ａ）及び（ｂ）は本発明の除電装置の作用を
説明するグラフ。

【図６】本発明の除電装置の他の実施例の構成を示す
図。

【図７】両面両極性帯電したプラスチックフィルムのロ
ールを示す図。

【符号の説明】

１・・・・・・プラスチックフィルム或いはテープ２、３、２１、３１・・・・・・導電ローラ４・・・・・・交流電源回路

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】プラスチックフィルムの一方の面に接する
第１の導電ローラと、前記プラスチックフィルムの他方
の面に接する第２の導電ローラと、前記第１及び第２の
ローラとの間に交流電圧を印加する手段とを備えたこと
を特徴とする除電装置。