WO2017159441A1 - 絶縁性シートの除電方法および絶縁性シートの除電装置 - Google Patents

絶縁性シートの除電方法および絶縁性シートの除電装置 Download PDF

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static elimination
conductive member
negative ions
ions
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信輔 三宅
裕太 塚本
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東レ株式会社
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    • H01T19/00—Devices providing for corona discharge
    • H01T19/04—Devices providing for corona discharge having pointed electrodes
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05F—STATIC ELECTRICITY; NATURALLY-OCCURRING ELECTRICITY
    • H05F3/00—Carrying-off electrostatic charges
    • H05F3/04—Carrying-off electrostatic charges by means of spark gaps or other discharge devices
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05F—STATIC ELECTRICITY; NATURALLY-OCCURRING ELECTRICITY
    • H05F3/00—Carrying-off electrostatic charges
    • H05F3/06—Carrying-off electrostatic charges by means of ionising radiation

Definitions

  • the present invention relates to an insulating sheet static elimination method and an insulating sheet static elimination apparatus.
  • An electrostatic charge on an insulating sheet such as a plastic film may cause a problem related to the quality of the product to damage the coating film in the coating process of the sheet.
  • a static mark can cause unevenness of ink or coating agent during printing or coating application in the printing or photographic industry, etc., or evaporation for capacitors and packaging.
  • a static mark appears lightly after vacuum deposition or sputtering.
  • a grounded thin brush-like conductive material is brought close to the insulating sheet to be neutralized, and a corona discharge is generated at the tip of the brush to eliminate the charge.
  • Self-discharge type static eliminators and voltage application type static eliminators such as AC type and DC type that apply corona discharge by applying high voltage or DC high voltage at commercial frequency to the needle electrode were used. .
  • the principle of static elimination of a conventional static eliminator using corona discharge is that positive and negative ions are generated by corona discharge at the electrode, and ions having a polarity opposite to that of the electrostatic charge of a charged body such as an insulating sheet are applied to the charged body. They are attracted by an electric field caused by electric charge to neutralize static electricity of the charged body.
  • insulating sheets such as polyester sheets and polypropylene sheets used for photographic films and capacitor films have high surface resistivity and volume resistivity, so that they have a relatively high charge density of charged charges with different strengths and polarities.
  • Such a region is, for example, a pattern in which a positively charged portion and a negatively charged portion are repeatedly generated at a fine pitch on the same surface of the sheet (hereinafter referred to as a “fine pitch bipolar charged pattern”) or And a pattern in which a positively charged portion and a negatively charged portion are separated on the front and back surfaces of the sheet (hereinafter, referred to as “positive and negative both-surface charging pattern”).
  • Patent Document 1 discloses a static elimination technique for a bipolar electric charge pattern with a fine pitch.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating a conventional static elimination technique, and is a diagram illustrating a configuration of a static elimination device used in the static elimination method of Patent Document 1.
  • the positive / negative ion generation electrode 7 and the ion attraction electrode 8 are arranged to face each other with the traveling insulating sheet 9 interposed therebetween, and the positive / negative ion generation electrode 7 generates positive / negative ions.
  • the insulating sheet 9 is forcibly irradiated by alternately applying a high voltage having a reverse polarity and attracting positive and negative ions generated by the positive and negative ion generation electrodes 7 by the ion suction electrode 8. Positive and negative potentials are alternately induced in the insulating sheet 9, and positive and negative ions from the positive and negative ion generating electrodes 7 are forcibly attracted to the surface of the insulating sheet 9, so that the positive and negative ions separately charge the fine charged pattern. .
  • FIG. 7 is a diagram for explaining a conventional static elimination technique, and is a diagram illustrating a configuration of a static eliminator of another aspect used in the static elimination method of Patent Document 1. In the technique shown in FIG. 7, in order to reduce the size of the static eliminator with respect to the configuration shown in FIG.
  • the electrode that attracts ions is configured by a guide roller 17 that guides the insulating sheet 16.
  • the electrode 15 is an AC positive / negative ion generating electrode.
  • the electrode 151 is a direct-current ion generating electrode that generates only one of positive and negative ions.
  • Patent Document 2 discloses a static eliminating technique for positive and negative bipolar charging patterns.
  • FIG. 8 is a diagram for explaining a conventional static elimination technique, and is a diagram illustrating a configuration of a static elimination device used in the static elimination method of Patent Document 2.
  • the charging device 100 is disposed to face the conductive conveyance roller 130 with the insulating sheet 200 interposed therebetween.
  • the charging device 100 includes a charging electrode 101 and a DC high-voltage power source 102.
  • the static eliminator according to Patent Document 2 includes a charge neutralizing device 110 and a surface potential meter 120.
  • the charge neutralizing device 110 includes an AC high voltage power source 112 and an ion generating electrode 111.
  • the insulating sheet 200 is conveyed by a sheet supply mechanism (not shown), and moves from the left to the right in FIG. 8 in a state where one surface 201 of the insulating sheet 200 is in contact with the conductive conveyance roller 130.
  • the charging device 100 charges the other surface 202 of the insulating sheet 200 to a positive or negative single polarity at the charging portion.
  • the insulating sheet 200 having the surface 202 charged to a positive or negative single polarity by the charge applying device 100 is then subjected to charge neutralization processing by the charge neutralizing device 110. Further, the static eliminator having the same configuration is continuously arranged, and the surface 201 of the insulating sheet 200 is continuously charged and neutralized, thereby eliminating the charges on both sides of the insulating sheet 200. Remove the charge pattern on both sides.
  • an insulating sheet such as a film has different charge patterns on the front and back surfaces by repeating contact peeling with a conveying roller on both the front and back surfaces during the manufacturing and processing steps, and by applying a coating agent or discharging treatment. ing.
  • the insulating sheet when the insulating sheet is neutralized, it should be neutralized from the charged surface. This is because, for example, considering the case where one surface of the insulating sheet is positively charged, the charge removal surface from the opposite surface is negatively charged and an internal electric field is generated in the insulating sheet. Even in such a charged state, since the potential of the insulating sheet is low, it is possible to avoid a limited part of static electricity problems such as the occurrence of electric shock and the adhesion of dust. However, if processing such as photographic film material coating or vapor deposition is performed in the subsequent process, these film materials are affected by the internal electric field, so problems such as inhomogeneous distribution of the film and peeling of the vapor-deposited film should be eliminated. Despite being done, it may occur because of the improper charge removal surface.
  • the present invention is easy to manufacture and install in an insulating sheet with a simple configuration, and can be applied to any insulating sheet that is charged on both sides.
  • Disclosed is a static elimination method and apparatus capable of reliably eliminating static electricity without leaving an internal electric field.
  • the first conductive member is in contact with the second surface of the conveyed insulating sheet in contact with or close to the first conductive member.
  • the first neutralization unit that generates positive ions and negative ions is installed on the first surface side of the insulating sheet on the opposite side of the adjacent range, and the charge neutralization treatment of the first surface is performed.
  • the neutralization treatment of the second surface is performed by irradiating the second surface with positive ions and negative ions on the downstream side in the transport direction from the position where the charge neutralization treatment of the first surface is performed.
  • the static eliminator of the insulating sheet of the present invention that solves the above problems is A first conductive member installed at a position in contact with or close to the second surface of the conveyed insulating sheet; In a range where the first conductive member is in contact with or close to the second surface, positive ions and negative ions are irradiated toward the first surface opposite to the second surface of the insulating sheet.
  • a first static elimination unit installed as follows: And a second static elimination unit installed so as to irradiate positive ions and negative ions toward the second surface on the downstream side of the first static elimination unit in the transport direction.
  • an insulating sheet can be easily manufactured and installed in a processing process with a simple configuration, and an internal electric field is not left for any electrically charged insulating sheet on the front and back sides.
  • An insulating sheet neutralizing method and an insulating sheet neutralizing apparatus capable of reliably performing neutralization are provided.
  • FIG. 1 is a schematic diagram showing a configuration of a static eliminator used in the method for neutralizing an insulating sheet of the present invention.
  • FIG. 2A is a diagram for explaining the movement of electric charge during a static elimination action in the static elimination method of the present invention.
  • FIG. 2B is a diagram for explaining the movement of electric charges during the static elimination action in the static elimination method of the present invention.
  • FIG. 2C is a diagram for explaining the movement of electric charges during the static elimination action in the static elimination method of the present invention.
  • FIG. 3A is a graph showing a voltage waveform applied to the static elimination unit.
  • FIG. 3B is a graph showing a voltage waveform applied to the static elimination unit.
  • FIG. 3C is a graph showing a voltage waveform applied to the static elimination unit.
  • FIG. 3A is a graph showing a voltage waveform applied to the static elimination unit.
  • FIG. 3B is a graph showing a voltage waveform applied to the static elimination unit.
  • FIG. 3C is
  • FIG. 4A is a schematic diagram showing a configuration of a static eliminator of the present invention provided with a surface electrometer.
  • FIG. 4B is a schematic diagram illustrating a configuration of a static eliminator according to another aspect of the present invention including a surface electrometer.
  • FIG. 4C is a schematic diagram illustrating a configuration of a static eliminator according to another aspect of the present invention including a surface electrometer.
  • FIG. 5 is a schematic diagram illustrating a configuration of a static eliminator according to another aspect of the present invention.
  • FIG. 6 is a diagram for explaining a conventional static elimination technique, and is a schematic diagram illustrating a configuration of a static elimination device used in the static elimination method of Patent Document 1.
  • FIG. 6 is a diagram for explaining a conventional static elimination technique, and is a schematic diagram illustrating a configuration of a static elimination device used in the static elimination method of Patent Document 1.
  • FIG. 7 is a diagram for explaining a conventional static elimination technique, and is a schematic diagram showing a configuration of a static eliminator of another aspect used in the static elimination method of Patent Document 1.
  • FIG. 8 is a diagram for explaining a conventional static elimination technique, and is a schematic diagram showing a configuration of a static elimination device used in the static elimination method of Patent Document 2.
  • FIG. 1 is a diagram schematically showing the configuration of a static eliminator used in the method for neutralizing an insulating sheet according to the present invention.
  • the neutralization device shown in FIG. 1 includes a conductive conveyance roller 2 that is a first conductive member that conveys an insulating sheet 1, a first neutralization unit 3, and a second neutralization unit 4.
  • the insulating sheet 1 is moved from the left direction to the right direction in FIG. 1 by a sheet supply mechanism (not shown) in a state where the second surface 12 of the sheet is in contact with the conductive conveyance roller 2.
  • the arrows in the figure are the main directions in which the generated ions move.
  • the insulating sheet 1 may be a glass substrate, paper, or the like, in addition to an insulating film such as a polyethylene terephthalate film or a polypropylene film.
  • the first static elimination unit 3 includes a discharge electrode 31, a high voltage amplifier 32, and a signal waveform generator 33.
  • An example of the signal waveform generator 33 is a function generator.
  • the discharge electrode 31 is disposed so as to face the conductive transport roller 2 with the insulating sheet 1 interposed therebetween, and discharges the first surface 11 of the insulating sheet 1 at the charge removal processing portion.
  • the processing part here is a range where the process is performed by the static eliminator, and generally indicates the part immediately below the discharge electrode (the part of the insulating sheet 1 facing the first static elimination unit 3).
  • the insulating sheet is insulative, the charging of the insulating sheet hardly changes unless discharge or the like occurs.
  • the second static elimination unit 4 includes a discharge electrode 41 and a high voltage power source 42.
  • the high voltage power source 42 may be configured to generate positive and negative ions, and a commercially available AC high voltage power source or DC high voltage power source may be used.
  • the second static elimination unit 4 may be configured by a discharge electrode, a high voltage amplifier, and a signal waveform generator.
  • the signal waveform generator a function generator or the like can be cited as in the case of the signal waveform generator 33 described above.
  • the discharge electrode 41 is installed on the downstream side of the first static elimination unit 3, and neutralizes the second surface 12 of the insulating sheet 1 at the static elimination processing portion.
  • the conductive transport roller 2 may be a metal roller having a surface covered with a conductive rubber or the like in addition to a metal roller.
  • the surface resistance is about 10 4 to 10 12 ⁇ / ⁇ and the thickness is about 0.5 to 3 mm. This is because the charge of the second surface 12 of the insulating sheet 1 is effectively compensated by electrostatic induction, so that the insulating sheet 1 contacts the conductive transport roller 2 without an excessive gap. It is to make it.
  • the first conductive member is not limited to the conveyance roller, and may be a member such as a metal bar. However, the conveyance roller may be used so that the insulating sheet is in contact with or in close proximity to the member without an excessive gap. preferable. Also, the first conductive member is preferably grounded in order to reduce charging of the first conductive member itself and to suppress peeling discharge that may cause further charging problems thereafter.
  • the shortest gap between the second surface 12 of the insulating sheet 1 and the first conductive member is the thickness of the insulating sheet 1 in order to direct the electric field due to the electric charge of the second surface 12 to the surface of the conductive member. It is preferable to make it 1/10 or less. More preferably, the second surface 12 is in contact with the first conductive member.
  • the signal generated by the signal waveform generator 33 is amplified to about several hundred V to several tens kV by the high voltage amplifier 32, and ions are generated from the discharge electrode 31 to which the amplified voltage is applied by corona discharge. Positive ions and negative ions are generated from the discharge electrode 31, and the first surface 11 of the sheet is neutralized. Positive ions and negative ions may be generated simultaneously or alternately.
  • the insulating sheet 1 is subjected to the neutralization process on the second surface 12 by the second neutralization unit 4. At this time, the second surface is conveyed in contact with the conductive conveyance roller 2 downstream of the position where the neutralization treatment of the first surface is performed, and is charged after being peeled off from the conductive conveyance roller 2. Perform neutralization treatment. Alternatively, it is preferable to carry out the charge neutralization treatment from the second surface after transporting in the state close to the conductive transport roller 2 and separating from the conductive transport roller 2.
  • the second static elimination unit 4 is located at about 50 mm toward the point where the insulating sheet 1 is separated or separated from the conductive conveying roller 2.
  • the installation distance of the second static elimination unit 4 may be in a range that can suppress peeling discharge of 10 to 250 mm.
  • positive ions and negative ions are also emitted from the second static elimination unit 4, but the generation ratio is not particularly limited.
  • FIG. 2A to FIG. 2C are diagrams for explaining the movement of electric charges during the static elimination action in the static elimination method of the present invention.
  • FIG. 2A when the first surface 51 of the insulating sheet 5 is disposed in contact with or close to the conductive member 61, the surface of the conductive member 61 is caused by the electric charge of the first surface 51. A charge opposite in polarity to the charge on the first surface 51 is induced, and an electric field is generated between these charges (strictly speaking, the surface of the conductive member 61 is also applied to the charge on the second surface 52.
  • the second surface 52 is far away from the surface of the conductive member 61 as compared with the first surface 51, the influence thereof is very small and is omitted here.
  • the electric field due to the electric charge on the first surface 51 is directed toward the electric charge induced on the surface of the conductive member 61, the internal electric field of the insulating sheet 5 from the electric charge on the second surface 52 toward the electric charge on the first surface 51 is The electric field due to the electric charge of the second surface 52 is relaxed and goes to the outside of the insulating sheet 5.
  • the charge generated by the charge removal processing device 62 has the opposite polarity to the positive and negative charges on the second surface 52. Is attracted to the second surface 52, and the charge on the second surface 52 is neutralized. In this way, by performing the charge removal process by bringing the first surface 51 that is one surface of the insulating sheet 5 very close to the conductive member 61, it is not affected by the charge of the first surface 51, The charge on the second surface 52 can be removed.
  • the insulating sheet 5 thus neutralized does not generate an internal electric field due to electrification between the front and back surfaces, it is possible to reduce static electricity problems during coating and vapor deposition.
  • the first static elimination unit 3 is capable of supplying ions with a balance between positive ions and negative ions to the first surface 11 of the insulating sheet 1. For this purpose, it is necessary to adjust the generation amount of positive and negative ions. There is.
  • the state in which positive ions and negative ions are balanced means that the arrival amount of positive ions on the film surface: the arrival amount of negative ions ⁇ 1: 1.
  • Vac is an alternating voltage.
  • V + in FIG. 3A indicates a positive discharge start voltage
  • V ⁇ indicates a negative discharge start voltage.
  • the generation amount Q 11 of positive ions generated above the discharge start voltage is smaller than the generation amount Q 21 of negative ions generated above the discharge start voltage.
  • the first surface 11 may be negatively charged.
  • Vdc is a DC voltage.
  • the positive ion generation amount Q 12 is substantially equal to the negative ion generation amount Q 22 .
  • a positive application voltage and a negative application voltage are alternately applied in pulses as shown in FIG. 3C, and the ratio of application times ( ⁇ t + / ⁇ t ⁇ ) is set.
  • ⁇ t + is a positive voltage application time
  • ⁇ t ⁇ is a negative voltage application time.
  • the charge amount of positive ions generated per unit length in the width direction and unit time is represented by Q + [ ⁇ C / (m ⁇ s)]
  • the charge amount of negative ions emitted per unit length in the width direction and unit time is Q ⁇ [ ⁇ C / (m ⁇ s)]
  • the electrode of the discharge electrode 31 a general one such as a needle, a tape, a wire, or a blade can be used.
  • the material of the electrode stainless steel such as SUS that is usually used for a static eliminator, tungsten, and the like are suitable. However, depending on the cleanliness required by the object, the generation of contamination due to electrode deterioration is small. 2 , platinum, gold, etc. may be used, or an electrode whose surface is coated with these materials may be used.
  • the first static elimination unit 3 is configured such that a voltage application metal roller having a conductive rubber layer is pressed against an object to be neutralized, for example, as disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 9-22792, so It is also possible to use a roller type static eliminator that eliminates static electricity by a discharge that occurs between the possible small gaps.
  • a soft X-ray static eliminator may be used as the first static elimination unit 3.
  • the soft X-ray static eliminator for example, a photoionizer manufactured by Hamamatsu Photonics Co., Ltd. or a commercial product manufactured by Takasago Thermal Engineering Co., Ltd. can be used.
  • the soft X-ray type static eliminator generates ions by ionizing air in the vicinity of an object to be neutralized with soft X-rays, and supplies the ion to the object. Therefore, in the soft X-ray static eliminator, it is possible to supply ions without generating a new electric field in the vicinity of the insulating sheet that is the object to be neutralized, and the excess of the insulating sheet on the conductive member. Therefore, it is suitable for use in the present invention.
  • the charge density is in the range of ⁇ 50 to +50 ⁇ C / m 2 in order to avoid re-discharge during peeling or separation from the conductive member or subsequent transport.
  • the charged state of the treated surface of the insulating sheet after the charge removal treatment can be easily observed by measuring the potential of the treated insulating sheet on a conductive member with a surface potential meter.
  • the surface potential of the insulating sheet is Vsp
  • the capacitance between the conductive member and the insulating sheet is Cg
  • the capacitance of the insulating sheet is Cf
  • a commonly used rotating sector type or vibration capacity type electrometer can be used.
  • a feedback-type electrometer that is a vibration capacity type and designed to cancel the distance dependence.
  • the electrometer has a wider measurement range as the measurement distance becomes longer, and shows an average value of the potential in that range. Therefore, the closer the electrometer is, the finer the potential distribution can be known.
  • the measurement distance may be determined in relation to the operability during traveling of the insulating sheet. For example, it is preferable to measure at about 1 to 20 mm from the insulating sheet.
  • FIG. 4A is a schematic diagram showing a configuration of a static eliminator of the present invention provided with a surface electrometer.
  • a surface electrometer 20 shown in FIG. 4A is further provided for the above-described configuration.
  • the surface electrometer 20 is located downstream of the first static elimination unit 3 in the conveyance direction, and the second surface 12 of the insulating sheet 1 is in contact with the conductive conveyance roller 2 that is the first conductive member. Or it is provided in a close position.
  • the surface potential meter 20 measures the surface potential of the first surface 11 of the insulating sheet 1.
  • a measurement result by the surface potential meter 20 is output to the arithmetic processing unit 201.
  • the arithmetic processing unit 201 outputs the input measurement result to the first static elimination unit 3 (signal waveform generator 33), or outputs the applied voltage waveform obtained from the measurement result to the first static elimination unit 3.
  • FIG. 4B and FIG. 4C are schematic views showing the configuration of a static eliminator according to another aspect of the present invention provided with a surface electrometer.
  • the second surface 12 of the insulating sheet 1 is arranged on the downstream side of the first static elimination unit 3 and the second static elimination unit 4 in the transport direction.
  • the surface potential meter 20 is used to insulate the insulating sheet 1. It is preferable to measure the surface potential of the first surface 11.
  • the conductive conveyance roller 21 is provided on the downstream side of the conductive conveyance roller 2.
  • the transport roller 22 is provided between the conductive transport roller 2 and the conductive transport roller 21, a configuration without the transport roller 22 may be used.
  • the applied voltage of the signal waveform generator 33 of the first static elimination unit 3 is passed through the arithmetic processing unit 201 so that the surface potential obtained from the surface potential meter 20 becomes a desired value (for example, ⁇ 10 V to +10 V). Feedback control may be performed on the waveform.
  • the arithmetic processing unit 201 in this case corresponds to a second adjustment unit.
  • the signal waveform generator 33 has the same function as the arithmetic processing unit 201, that is, the signal waveform generator 33 as the first adjustment unit may also serve as the second adjustment unit. For example, when the surface potential obtained by the surface potential meter 20 is + 30V, ⁇ Q needs to be reduced in order to obtain a desired ⁇ 10V to + 10V.
  • the waveform of the applied voltage is controlled so as to suppress the generation of positive ions or generate more negative ions.
  • production ratio is not specifically limited.
  • a surface potential meter 20 may be installed upstream of the first static elimination unit 3 in the transport direction to measure the target charge amount.
  • the second surface 12 of the insulating sheet 1 is the first conductive member 2 on the upstream side in the transport direction from the first static elimination system 3 and the second static elimination unit 4.
  • the surface potential of the first surface 11 of the sheet is measured by the surface potential meter 20 at a position in contact with or near the conductive roller 21 that is another second conductive member.
  • the conductive roller 23 is provided on the upstream side of the conductive roller 2.
  • the conveyance roller 24 is provided between the conductive roller 2 and the conductive roller 23, the structure which does not have the conveyance roller 24 may be sufficient.
  • feedforward control is performed to an applied voltage condition in accordance with a predetermined condition.
  • Two-degree-of-freedom control may be combined with the feedback control.
  • the amplitude condition is set as an example of the applied voltage waveform condition.
  • the applied voltage waveform condition is not limited to this, and may be a frequency condition, a bias condition, a duty ratio condition, or a combination thereof.
  • Strongly charged surface A surface that is strongly rubbed with a conveying member or the like.
  • a coating is applied to a resin film or the like, it is often seen that, other than the coating for preventing the antistatic charge, it becomes easier to be charged at the time of friction with the conveying member than the film before the coating. In such a case, neutralization from the coating surface is preferable.
  • the outer surface of the roll is often strongly charged, so it is preferable to discharge the surface.
  • the method of producing an insulating sheet using these static elimination methods or static elimination devices can produce sheets that are unlikely to cause problems caused by static electricity as various base films for printing materials, photographic materials, capacitors, and packaging deposition. Therefore, it can be said that this is a preferred embodiment.
  • the second static elimination unit 4 in the embodiment described above is not limited to the position shown in FIG.
  • FIG. 5 is a schematic diagram illustrating a configuration of a static eliminator according to another aspect of the present invention.
  • the second static elimination unit 4a shown in FIG. 5 includes a discharge electrode 41a and a high voltage power source 42a.
  • the high voltage power source 42a may be any configuration that can generate positive and negative ions, and a commercially available AC high voltage power source or DC high voltage power source may be used.
  • the second static elimination unit 4a may be configured by a discharge electrode, a high voltage amplifier, and a signal waveform generator. Examples of the signal waveform generator include a function generator as described above.
  • the discharge electrode 41a is installed on the downstream side of the first static elimination unit 3 and neutralizes the second surface 12 of the insulating sheet 1 and the second surface 12 near the separation port or the separation point.
  • the neutralization treatment is performed toward the peeling port or the separation point to further suppress the peeling discharge.
  • the static elimination method and apparatus according to the present invention is easy to manufacture and install in an insulating sheet with a simple configuration. It is useful for surely removing static electricity without leaving it.
  • Conductive transport roller (first conductive member) 3 First neutralization unit 4 Second neutralization unit 11, 51 First surface 12, 52 Second surface 15 Electrode 17 Guide roller 20, 120 Surface potential meter 21, 23 Conductive transport roller (second conductive Element) 33 Signal waveform generator (first adjusting means) 61 Conductive member 62 Static elimination processing device 100 Charge imparting device 110 Charge neutralization device 201 Arithmetic processing device (second adjusting means)

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Abstract

本発明の絶縁性シートの除電方法は、搬送される絶縁性シートの第二の面を第一の導電性部材に接触または近接させながら、この第一の導電性部材が接触または近接している範囲の反対側の前記絶縁性シートの第一の面側に正イオンおよび負イオンを発生する第一の除電ユニットを設置し、第一の面の帯電中和処理を行い、次いで、前記第一の面の帯電中和処理を行う位置よりも搬送方向下流側で、前記第二の面に向けて正イオンおよび負イオンを照射して第二の面の帯電中和処理を行う。

Description

絶縁性シートの除電方法および絶縁性シートの除電装置
　本発明は、絶縁性シートの除電方法および絶縁性シートの除電装置に関する。
　プラスチックフィルム等の絶縁性シート上の静電荷はそのシートの被膜加工工程において、被膜を破損させるという製品の品質に係わる問題を生じることがある。一般にスタチックマーク等とよばれる局所的に強い帯電によって、例えば印刷や写真産業等において、印刷や被膜剤塗布などの際にインクや被膜剤のムラができたり、コンデンサ用および包装用等の蒸着フィルムの生産工程では、真空蒸着やスパッタリングなどの後に淡くスタチックマークが現れてしまったりするなどの問題が生じることがある。
　そこで、絶縁性シートの帯電に伴う問題を解決するため、従来から、アースされた細いブラシ状の導電物を除電対象である絶縁性シートに接近させ、ブラシ先端でコロナ放電を発生させて除電する自己放電式除電器や、針状電極に商用周波数の高電圧や直流高電圧を印加してコロナ放電を発生させて除電する、交流式や直流式等の電圧印加式除電器が使用されていた。
　コロナ放電を利用した従来の除電器の除電原理は、電極におけるコロナ放電によって正、負のイオンを発生させ、絶縁シート等の帯電体が持つ静電荷の極性と逆極性のイオンを、帯電体の電荷に起因する電界で引き寄せて、帯電体の静電気を中和するというものである。
　しかし、写真フィルムやコンデンサ用フィルム等に使用されるポリエステルシート、ポリプロピレンシート等の絶縁性シートは、表面固有抵抗および体積固有抵抗が高いため、強度および極性が異なる比較的高い電荷密度の帯電電荷が互いに接近する領域をシート上に有する場合がある。このような領域は、例えば、シートの同じ面に正に帯電した部分と負に帯電した部分が細かいピッチで繰り返して生じているパターン（以後、「細かいピッチの両極性帯電パターン」とする）や、正に帯電した部分と負に帯電した部分がシートの表裏面に分かれたパターン（以後、「正、負の表裏両極性帯電パターン」とする）等がある。このような帯電パターンでは、電気力線が極性の異なる帯電部位の中で閉じてしまうため、帯電体から少し離れた位置では電界が非常に弱く、必要なイオンを引き寄せることができず、絶縁性シート上の電荷を中和することができない。
　細かいピッチの両極性帯電パターンに対する除電技術が特許文献１に開示されている。図６は、従来の除電技術を説明する図であって、特許文献１の除電方法に用いられる除電装置の構成を示す図である。この除電方法では、走行する絶縁シート９を挟んで、正負イオン生成電極７とイオン吸引電極８とを対向配置し、正負イオン生成電極７で正負イオンを生成しながら、イオン吸引電極８に正負が逆極性になる高電圧を交互に印加し、正負イオン生成電極７で生成した正負のイオンをイオン吸引電極８で吸引することによって絶縁シート９に強制的に照射する。絶縁シート９に正負の電位が交互に誘起され、正負イオン生成電極７からの正負のイオンが絶縁シート９の面に強制的に吸引されるので、細かい帯電パターンを正負のイオンが別々に除電する。特許文献１では、上述した正負イオン生成電極７およびイオン吸引電極８に加え、これらよりも弱い除電条件で照射するイオン生成電極７１およびイオン生成電極７２が設けられている。イオン生成電極７１は正負イオンを生成する直流除電器である。イオン生成電極７２は交流式除電器である。また、図７は、従来の除電技術を説明する図であって、特許文献１の除電方法に用いられる別態様の除電装置の構成を示す図である。図７に示す技術では、図６の構成に対して除電装置を小型化するために、イオンを吸引する電極を、絶縁シート１６を案内する案内ローラ１７で構成する。電極１５は交流式の正負イオン生成電極である。なお、電極１５１は正負イオンのいずれか一方のみを生成する直流式のイオン生成電極である。
　また、正、負の表裏両極性帯電パターンに対する除電技術が特許文献２に開示されている。図８は、従来の除電技術を説明する図であって、特許文献２の除電方法に用いられる除電装置の構成を示す図である。帯電付与装置１００が絶縁性シート２００を介して導電性搬送ローラ１３０に対向して配置されている。帯電付与装置１００は帯電付与電極１０１および直流高圧電源１０２により構成されている。また、特許文献２に係る除電装置は、帯電中和装置１１０および表面電位計１２０を備えている。帯電中和装置１１０は交流高圧電源１１２およびイオン生成電極１１１より構成される。絶縁性シート２００は、図示しないシート供給機構により搬送され、導電性搬送ローラ１３０に絶縁性シート２００の一方の面２０１が接触した状態で、図８の左方向から右方向に移動する。帯電付与装置１００は、絶縁性シート２００のもう一方の面２０２を、その帯電処理部分において正または負の単一極性に帯電処理する。帯電付与装置１００により面２０２が正または負の単一極性に帯電処理された絶縁性シート２００は次いで、帯電中和装置１１０により帯電中和処理される。さらに同様の構成の除電装置を連続的に配置して、引き続き絶縁性シート２００の面２０１の帯電処理および帯電中和処理を行うことで、絶縁性シート２００の両面の除電がなされ、正、負の表裏両極性帯電パターンを除電する。
特許第２６５１４７６号公報 特開２００２－２８９３９４号公報
　しかしながら、図７に示す構成では、実際に工程中において上述したローラを設置する場合、既存のローラに電圧印加できるよう大幅な改造を行うか、新たにローラを追加するかをせねばならず、設備設置上の問題は十分解消されない。また、案内ローラ１７に絶縁性シート１６が接触する場合、案内ローラ１７に電圧が印加されていることにより、案内ローラ１７に絶縁性シート１６が近づく場合や、案内ローラ１７から絶縁性シート１６が剥離される際に剥離放電が起こり、かえって絶縁性シート１６を帯電させてしまう。
　さらに、図６、図７に示す除電方法では、絶縁性シートの表裏にわかれた正、負の両極性帯電パターンは十分に除電できない。これはイオンを片面から吸引するためにおこる本質的な問題である。一般に、フィルム等の絶縁性シートはその製造および加工工程中に表裏両面において搬送ローラ等との接触剥離を繰り返し、また塗剤の塗布や放電処理等を行われることで表裏に異なる帯電パターンを持っている。
　また、一般に、絶縁性シートを除電する場合、その帯電面から除電するべきと言われている。これは例えば、絶縁性シートの一面が正に帯電している場合を考えると、逆面からの除電では除電面を負に帯電させ、絶縁性シートに内部電界を発生させてしまうからである。このような帯電状態でも絶縁性シートの電位は低いため、電撃の発生や塵の付着等の静電気問題の限られた一部を回避することは可能である。しかし、後工程において写真被膜材の塗布や蒸着などの加工を行うと、これらの被膜材が内部電界の影響を受けるため、被膜分布の不均質や、蒸着膜のはがれ等の問題は、除電を行っているにもかかわらず、その除電面が不適切であるために発生してしまうことがある。
　図６、図７に示す除電方法では、この問題は考慮されておらず、むしろ除電が強すぎるために、除電面に対する除電と共に、逆面に対する除電も同時に行ってしまうことになり、絶縁性シートに内部電界を発生させてしまう。
　さらには、片面に帯電パターンを持つ絶縁性シートに対し、装置設置上の制約から、帯電面と逆面から除電せざるを得ない場合、上記の問題を助長する場合があることが明らかである。
　一方、図８に示す除電方法では、帯電付与装置１００と帯電中和装置１１０とを近くに配置させておく必要があり、双方の電極間で電界を形成するため、互いの放電が不安定となる。双方の放電が不安定となった場合、所望の除電はできず、さらには、かえって絶縁性シートを帯電させてしまう。
　またイオン発生量については、わずかな周囲の環境変動でも大きく左右されるため、その環境に応じて印加する電圧を調整する必要があるが、図８に示す除電方法ではそのような調整機構はなく、環境変動に弱い構成となっており、かえって絶縁性シートを帯電させてしまう。
　さらには、両極性帯電を除電するためには導電性搬送ローラを連続的に配置することが必要となり、図８に示す除電方法でも、結局のところ、装置が大型化し、生産現場への設置が困難であったり、必要とされる部分に設置できなかったりする。
　本発明は、上記従来技術の問題点に鑑み、簡単な構成で絶縁性シートの製造および加工工程への設置が容易であり、表裏にどのような帯電をしている絶縁性シートに対しても、内部電界を残すことなく確実に除電可能な除電方法および装置を提供する。
　上記課題を解決する本発明の絶縁性シートの除電方法は、搬送される絶縁性シートの第二の面を第一の導電性部材に接触または近接させながら、この第一の導電性部材が接触または近接している範囲の反対側の前記絶縁性シートの第一の面側に正イオンおよび負イオンを発生する第一の除電ユニットを設置し、第一の面の帯電中和処理を行い、
次いで、前記第一の面の帯電中和処理を行う位置よりも搬送方向下流側で、前記第二の面に向けて正イオンおよび負イオンを照射して第二の面の帯電中和処理を行う。
　上記課題を解決する本発明の絶縁性シートの除電装置は、
搬送される絶縁性シートの第二の面に接触または近接する位置に設置された第一の導電性部材と、
前記第一の導電性部材が前記第二の面に接触または近接する範囲で、前記絶縁性シートの第二の面とは反対側の第一の面に向けて正イオンおよび負イオンを照射するように設置された第一の除電ユニットと、
前記第一の除電ユニットよりも搬送方向下流側で、前記第二の面に向けて正イオンおよび負イオンを照射するように設置された第二の除電ユニットと、を有している。
　本発明によれば、簡単な構成で絶縁性シートの製造および加工工程への設置が容易であり、表裏にどのような帯電をしている絶縁性シートに対しても、内部電界を残すことなく確実に除電を行える絶縁性シートの除電方法および絶縁性シートの除電装置が提供される。
図１は、本発明の絶縁性シートの除電方法に用いる除電装置の構成を示す模式図である。 図２Ａは、本発明の除電方法における除電作用時の電荷の動きを説明する図である。 図２Ｂは、本発明の除電方法における除電作用時の電荷の動きを説明する図である。 図２Ｃは、本発明の除電方法における除電作用時の電荷の動きを説明する図である。 図３Ａは、除電ユニットに印加する電圧波形を示すグラフである。 図３Ｂは、除電ユニットに印加する電圧波形を示すグラフである。 図３Ｃは、除電ユニットに印加する電圧波形を示すグラフである。 図４Ａは、表面電位計を備えた本発明の除電装置の構成を示す模式図である。 図４Ｂは、表面電位計を備えた本発明の別態様の除電装置の構成を示す模式図である。 図４Ｃは、表面電位計を備えた本発明の別態様の除電装置の構成を示す模式図である。 図５は、本発明の別態様の除電装置の構成を示す模式図である。 図６は、従来の除電技術を説明する図であって、特許文献１の除電方法に用いられる除電装置の構成を示す模式図である。 図７は、従来の除電技術を説明する図であって、特許文献１の除電方法に用いられる別態様の除電装置の構成を示す模式図である。 図８は、従来の除電技術を説明する図であって、特許文献２の除電方法に用いられる除電装置の構成を示す模式図である。
　以下に本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。なお、本発明はこれに限定されるものではない。
　図１を参照する。図１は、本発明による絶縁性シートの除電方法に用いる除電装置の構成を模式的に示した図である。図１に示す除電装置は、絶縁性シート１を搬送する第一の導電性部材である導電性搬送ローラ２と、第一の除電ユニット３と、第二の除電ユニット４とを備える。図１において絶縁性シート１は、図示しないシート供給機構により、導電性搬送ローラ２にシートの第二の面１２が接触した状態で、図１の左方向から右方向に移動する。図中の矢印は、生成されたイオンが移動する主たる方向である。絶縁性シート１は、ポリエチレンテレフタラートフィルムやポリプロピレンフィルムといった絶縁性フィルムのほか、ガラス基板、紙などであってもよい。
　第一の除電ユニット３は、放電電極３１、高電圧アンプ３２および信号波形生成器３３より構成されている。信号波形生成器３３としてはファンクションジェネレータなどが挙げられる。放電電極３１は、絶縁性シート１を介して、導電性搬送ローラ２と対向して配置され、絶縁性シート１の第一の面１１を、その除電処理部分において除電する。ここでいう処理部分とは除電装置により処理が行われる範囲であり、おおむね放電電極直下（第一の除電ユニット３が対向する絶縁性シート１の部分）を指す。ここで絶縁性シートの帯電は絶縁性シートが絶縁性であるため、特に放電等が起こらない限り、ほとんど変化することがない。
　第二の除電ユニット４は、放電電極４１および高圧電源４２により構成されている。高圧電源４２は、正負のイオンを生成できる構成であればよく、市販の交流高圧電源や直流高圧電源を用いてよい。または、ユニット３同様に、放電電極、高電圧アンプ、信号波形生成器により第二の除電ユニット４を構成してもよい。信号波形生成器としては、上述した信号波形生成器３３と同様に、ファンクションジェネレータなどが挙げられる。放電電極４１は、第一の除電ユニット３より下流側に設置し、絶縁性シート１の第二の面１２を、その除電処理部分において除電する。
　導電性搬送ローラ２は金属ローラの他、表面を導電性ゴム等で被覆した金属ローラなどでもよい。導電性ゴム等で被覆する場合、表面抵抗１０４～１０12Ω／□程度、厚み０．５～３ｍｍ程度とするのが好適である。これは、絶縁性シート１の第二の面１２の電荷に対して静電誘導による電荷補償を効果的に行うためと、絶縁性シート１が過大な空隙なく導電性搬送ローラ２に接触するようにするためである。第一の導電性部材は搬送ローラに限ったものではなく、金属バー等の部材であってもよいが、部材に絶縁性シートが過大な空隙なく接触または近接するように搬送ローラを用いることが好ましい。また、第一の導電性部材自身の帯電を低減し、その後の更なる帯電問題を生じさせ得る剥離放電を抑制するため、第一の導電性部材はアースされていることが好ましい。　
　特に絶縁性シート１の第二の面１２と第一の導電性部材間の最短間隙は、第二の面１２の電荷による電界を導電性部材表面に向けるために、絶縁性シート１の厚みの１／１０以下にすることが好ましい。より好ましくは、第二の面１２が第一の導電性部材に接触した状態にする。　
　信号波形生成器３３により生成された信号は高電圧アンプ３２により数百Ｖ～数十ｋＶ程度に増幅され、増幅された電圧が印加された放電電極３１からはコロナ放電によりイオンが発生される。放電電極３１からは正イオンと負イオンが発生しており、これによりシートの第一の面１１を除電処理する。正イオンと負イオンは同時に発生していてもよいし、交互に発生してもよい。次いで、絶縁性シート１は第二の除電ユニット４によって第二の面１２の除電処理が行われる。この時、前記第一の面の帯電中和処理を行う位置よりも搬送方向下流で、第二の面を導電性搬送ローラ２と接触した状態で搬送し導電性搬送ローラ２と剥離した後に帯電中和処理を実施する。又は導電性搬送ローラ２と近接した状態で搬送し導電性搬送ローラ２と離間した後に第二の面より帯電中和処理を実施するのが好ましい。
　ここでは第二の除電ユニット４は、絶縁性シート１が導電性搬送ローラ２より剥離または離間する点に向け約５０ｍｍに位置しているほうが好ましい。ただし、この第二の除電ユニット４の設置距離は１０～２５０ｍｍの剥離放電を抑制できる範囲であればよい。
　また、第二の除電ユニット４からも正イオンと負イオンが発せられているが、その発生比率は特に限定しない。
　この一連の作用が行われる間の電荷の動きについて、図２Ａ～図２Ｃを参照して説明する。図２Ａ～図２Ｃは、本発明の除電方法における除電作用時の電荷の動きを説明する図である。図２Ａに示すように、絶縁シート５の第一の面５１を導電性部材６１に接触させて配置する、または近くに配置すると、第一の面５１の電荷により、導電性部材６１の表面に第一の面５１の電荷とは逆の極性電荷が誘導され、これらの電荷の間に電界が発生する（厳密には、第二の面５２の電荷に対しても、導電性部材６１の表面に逆極性電荷が誘起されるが、第二の面５２は導電性部材６１の表面に対し、第一の面５１と比較して充分遠いことから、その影響はごく小さくなり、ここでは省略することとする）。第一の面５１の電荷による電界が導電性部材６１の表面に誘導された電荷に向かうことにより、第二の面５２の電荷から第一の面５１の電荷に向かう絶縁シート５の内部電界は緩和され、第二の面５２の電荷による電界は絶縁シート５の外部に向かう。
　この状態で図２Ｂのように、第二の面５２の側から除電処理を行えば、除電処理装置６２により生成された電荷のうち、第二の面５２上の正負の電荷と逆極性の電荷が第二の面５２に引き寄せられ、第二の面５２上の帯電が中和される。このように、絶縁性シート５の片方の面である第一の面５１を導電性部材６１にごく近接して除電処理を行うことで、第一の面５１の電荷に影響されることなく、第二の面５２の帯電を除電することができる。
　ついで、図２Ｃのように第二の面５２を除電処理した絶縁性シート５が導電性部材６１から剥離若しくは離間する際には、第一の面５１の帯電による電界が外部へ発現するため一般的な除電処理により第一の面５１の除電が可能である。これにより、絶縁性シート５などのフィルムの表裏両面の除電処理が可能である。
　こうして除電された絶縁シート５は表裏面間に帯電による内部電界が発生しないため、塗布加工や、蒸着加工時の静電気問題を低減できる。
　次に、図３Ａ～図３Ｃを使って、第一の除電ユニット３への電圧の印加方法について説明をする。第一の除電ユニット３は絶縁性シート１の第一の面１１に対し、正イオンおよび負イオンのバランスが取れたイオンを供給できるもので、そのために正負のイオンの発生量の調整を行う必要がある。ここで正イオンおよび負イオンのバランスが取れている状態とは、フィルム面への正イオンの到達量：負イオンの到達量≒１：１という事である。一般的に放電電極に印加する電圧方式は直流式のものと、交流式のものがある。空間的に正負のバランスの取れたイオンを生成するためには交流式イオン発生装置を用いることが一般的である。しかし、この交流式のイオン発生装置においても、図３Ａに示すように単純に交流電圧を使用するだけでは、正電圧印加時と負電圧印加時の放電形態の違いから、負イオンの方が生成されやすい事が知られている。図３Ａに示す曲線Ｓ11は、電圧Ｖの時間ｔの変化を示しており、Ｖ(t)＝Ｖacで表される。Ｖacは、交流電圧である。ここで、図３Ａ中のＶ+は正の放電開始電圧を示し、Ｖ-は負の放電開始電圧を示している。図３Ａに示すように、放電開始電圧以上において発生する正イオンの発生量Ｑ11は、放電開始電圧以上において発生する負イオンの発生量Ｑ21よりも少ない。例えば、このような除電器を第一の除電ユニット３に採用した場合、かえって第一の面１１を負に帯電させてしまう場合がある。
　このような帯電を防ぐために正イオン、負イオンそれぞれの発生量を制御する必要がある。その方法としては、図３Ｂのように交流電圧に直流電圧を重畳する方法がある。図３Ｂに示す曲線Ｓ12は、電圧の時間変化を示しており、Ｖ(t)＝Ｖac＋Ｖdcで表される。Ｖdcは、直流電圧である。図３Ｂに示すように、正イオンの発生量Ｑ12は、負イオンの発生量Ｑ22とほぼ同等となっている。
　その他にも、正負のイオン発生量を調整する方法として、図３Ｃに示すように正印加電圧と負印加電圧をパルス状に交互に印加し、その印加時間の比（Δｔ+／Δｔ-）を制御するようにしてもよい。ここで、Δｔ+は正の電圧の印加時間、Δｔ-は負の電圧の印加時間である。印加時間の比を制御することによって、正イオンの発生量Ｑ13と、負イオンの発生量Ｑ23とを調整することができる。
　ここで絶縁性シートが速度Ｖs［ｍ／ｓ］にて搬送されているとした場合、幅方向の単位長さおよび単位時間あたりに発せられる正イオンの電荷量をＱ＋［μＣ／（ｍ・ｓ）］、幅方向の単位長さおよび単位時間あたりに発せられる負イオンの電荷量をＱ－［μＣ／（ｍ・ｓ）］、正負のイオン発生量の差分をΔＱ（＝Ｑ＋＋Ｑ－）としたとき、
０≦｜ΔＱ／Ｖs｜≦５０（μＣ／ｍ2）
を満たすようなΔＱとなるように、第一の調整手段である信号波形生成器３３により印加電圧波形を制御することが好ましい。｜ΔＱ／Ｖs｜≦５０となるように調整することで、帯電させることなく、後工程に問題を発生させるレベルの両極性帯電を消去することが出来る。ただし、Ｑ＋≠０、Ｑ－≠０とする。例えば、絶縁性シートが速度１ｍ／ｓで搬送されている場合、Ｑ＋＝５０μＣ／（ｍ・ｓ）、Ｑ－＝－４０μＣ／（ｍ・ｓ）であれば｜ΔＱ／Ｖs｜≦５０μＣ／ｍ2を満たすことができる。
　放電電極３１の電極には針、テープ、ワイヤ、ブレードなど一般的なものを使用することができる。また、電極の材質としては、通常除電器等に使用されるＳＵＳ等のステンレス、タングステン等が好適であるが、対象物の必要とする清浄度に応じて、電極劣化によるコンタミネーション発生の少ないＳｉＯ２、白金、金などを使用したり、これらの材質で表面をコーティングした電極を使用したりすればよい。　
　なお、第一の除電ユニット３は、例えば特開平９－２２７９２号公報に示されるように、除電対象物体に導電性ゴム層を有する電圧印加金属ローラを押しあてて、ローラと除電対象物体間にできる微小ギャップ間で起こる放電により除電するローラ式除電器を使用することもできる。
　その他に、第一の除電ユニット３として軟Ｘ線式除電器を用いてもよい。軟Ｘ線式除電器は、例えば浜松ホトニクス株式会社製フォトイオナイザや高砂熱学工業株式会社製の市販の製品を使用することができる。軟Ｘ線式除電器は、軟Ｘ線により、除電対象物近傍の空気を電離させてイオンを生成し、対象物の除電に供するものである。従って、軟Ｘ線式除電器では除電対象物である絶縁性シートの近傍に新たに電界を発生させずにイオンを供給することが可能であり、導電性部材上の絶縁性シートに対し、過剰なイオンを供給することなく除電を行えるので、本発明に用いるのに好適である。
　除電処理後の帯電については導電性部材からの剥離または離間時や、その後の搬送時に再放電がおこるのをさけるため、帯電電荷密度を－５０～＋５０μＣ／ｍ２の範囲にするのが好ましい。
　除電処理後の絶縁性シートの被処理面の帯電状態は、処理後の絶縁性シートの電位を、表面電位計により導電性部材上にて測定することにより、容易に観測可能である。絶縁性シート表面電位をＶsp、導電性部材－絶縁性シート間の静電容量をＣg、絶縁性シートの静電容量をＣfとすると、被処理面の電荷密度σは、　
σ＝Ｖsp／（１／Ｃf＋１／Ｃg）＝ε0εrＶsp／（ｄ・εr＋δ）
（ただし、ε0：真空中の誘電率、εr：絶縁性シートの比誘電率、ｄ：導電性部材－絶縁性シート間ギャップ、δ：絶縁性シート厚み）
と表現される。
　電位測定には一般に使用される回転セクタ型、振動容量型等の電位計を使用することができる。特に、振動容量型で、距離依存をキャンセルするよう設計されているフィードバック式の電位計を使用するのが精度的に好適である。
　一般に、電位計は測定距離が長くなるにつれて測定範囲が広くなり、その範囲の電位の平均的な値を示すようになる。そのため電位計を近づける方が細かく電位の分布を知ることができる。実際には、絶縁性シート走行時の操作性との関係で測定距離を決めてやればよい。例えば、絶縁性シートから１～２０ｍｍ程度で測定するのが好ましい。
　また、表面電位計を絶縁性シート１が搬送されるライン上に取り付けてもよい。図４Ａは、表面電位計を備えた本発明の除電装置の構成を示す模式図である。その際は、上述した構成に対して、図４Ａに示す表面電位計２０をさらに設ける。表面電位計２０は、第一の除電ユニット３より搬送方向下流側であり、かつ絶縁シート１の第二の面１２が第一の導電性部材である導電性搬送ローラ２に接触している位置または、近い位置に設けられる。表面電位計２０は、絶縁シート１の第一の面１１の表面電位を測定する。表面電位計２０による計測結果は、演算処理装置２０１に出力される。演算処理装置２０１は、入力された測定結果を第一の除電ユニット３（信号波形生成器３３）に出力したり、測定結果から求まる印加電圧波形を第一の除電ユニット３に出力したりする。
　図４Ｂおよび図４Ｃは、表面電位計を備えた本発明の別態様の除電装置の構成を示す模式図である。図４Ａに示す構成のほか、図４Ｂに示すように、第一の除電ユニット３および第二の除電ユニット４より搬送方向下流側において、絶縁性シート１の第二の面１２が、第一の導電性部材である導電性搬送ローラ２とは別の第二の導電性部材である導電性搬送ローラ２１と接触している位置、または近い位置にて、表面電位計２０により絶縁性シート１の第一の面１１の表面電位を測定することが好ましい。なお、導電性搬送ローラ２１は、導電性搬送ローラ２よりも下流側に設けられている。また、導電性搬送ローラ２と導電性搬送ローラ２１との間には、搬送ローラ２２が設けられているが、搬送ローラ２２を有しない構成であってもよい。
　さらには、この表面電位計２０から得られる表面電位が所望の値（例えば－１０Ｖ～＋１０Ｖ）になるように、演算処理装置２０１を通して、第一の除電ユニット３の信号波形生成器３３の印加電圧波形に対してフィードバック制御を実施してもよい。この場合の演算処理装置２０１は、第二の調整手段に相当する。なお、信号波形生成器３３が演算処理装置２０１と同じ機能を備える、つまり、第一の調整手段である信号波形生成器３３が第二の調整手段を兼ねていてもよい。例えば、表面電位計２０に得られた表面電位が＋３０Ｖの場合、所望の－１０Ｖ～＋１０ＶにするためにはΔＱを小さくする必要がある。ΔＱを小さくするために、正イオンの発生を抑制するか、負イオンをより多く発生させるように印加電圧の波形の制御を実施する。これにより、搬送方向に対して帯電ムラを持つ絶縁シートに対しても安定して除電を行うことができる。なお、第二の除電ユニット４は正イオンと負イオンが発せられているが、その発生比率は特に限定しない。
　または、図４Ｃに示すように、第一の除電ユニット３より搬送方向上流側に表面電位計２０を設置し対象の帯電量を測定してもよい。具体的には、第一の除電システム３および第二の除電ユニット４より搬送方向上流側において、絶縁シート１の第二の面１２が、第一の導電性部材である導電性ローラ２とは別の第二の導電性部材である導電性ローラ２１と接触している位置、または近い位置にて表面電位計２０によりシートの第一の面１１の表面電位を測定する。なお、導電性ローラ２３は、導電性ローラ２よりも上流側に設けられている。また、導電性ローラ２と導電性ローラ２３との間には、搬送ローラ２４が設けられているが、搬送ローラ２４を有しない構成であってもよい。
　演算処理装置２０１を通じて、予め定められた条件に合わせて印加電圧条件にフィードフォワード制御をする。上記フィードバック制御と組み合わせ２自由度制御としてもよい。
　ここで、印加電圧波形条件の１例として振幅条件を設定する。ただし、印加電圧波形条件はこれに限らず、周波数条件、バイアス条件、デューティー比条件、あるいはこれらの併用でもよい。
　アンバランスなフィルム表裏での両極性帯電の除電を行う場合、どの面を最初に除電するかについては、以下の面から処理することが好ましい。　
　（１）帯電の強い面：搬送部材等と強く摩擦された面。樹脂フィルム等にコーティングを施した場合、帯電防止のためのコーティング以外では、コーティング前のフィルムよりも搬送部材との摩擦時に帯電しやすくなることがしばしば見られる。このような場合、コーティング面からの除電が好ましい。また、一旦ロール上に巻き取られたシートを巻ほぐしながら除電する場合、ロールの外面が強く帯電していることが多いため、こちらの面を除電するのが好ましい。　
　（２）後工程で金属蒸着など片面に導電層を設ける場合：導電層を設けるのと逆面（非蒸着面）。非蒸着面に帯電パターンが残っていると、導電層との間に内部電界が発生するため、非蒸着面を除電しておくことが好ましい。
　これらの除電方法または除電装置を用いて絶縁性シートを製造する方法は、印刷材料や写真材料、コンデンサ用、包装蒸着用等の各種のベースフィルムとして、静電気起因の問題を引き起こしにくいシートを製造できることから好ましい実施の態様であるといえる。
　上述した実施の形態における第二の除電ユニット４は、図１に示す位置に限らない。図５は、本発明の別態様の除電装置の構成を示す模式図である。図５に示す第二の除電ユニット４ａは、放電電極４１ａおよび高圧電源４２ａにより構成されている。高圧電源４２ａは、正負のイオンを生成できる構成であれば良く、市販の交流高圧電源や直流高圧電源を用いてよい。または、第一の除電ユニット３と同様に、放電電極、高電圧アンプ、信号波形生成器により第二の除電ユニット４ａを構成しても良い。信号波形生成器としては、上述したようなファンクションジェネレータなどが挙げられる。放電電極４１ａは、第一の除電ユニット３より下流側に設置し、絶縁性シート１の第二の面１２であって、剥離口、または離間点付近の第二の面１２を除電する。第二の除電ユニット４ａのように第二の面１２から除電する際に剥離口、または離間点に向け帯電中和処理を実施する事で、より剥離放電を抑制することができ好適である。
　本発明にかかる除電方法および装置は、簡単な構成で絶縁性シートの製造および加工工程への設置が容易な、表裏にどのような帯電をしている絶縁性シートに対しても、内部電界を残すことなく確実に除電するのに有用である。
１、５、９、１３、１６　絶縁性シート
２　導電性搬送ローラ（第一の導電性部材）
３　第一の除電ユニット
４　第二の除電ユニット
１１、５１　第一の面
１２、５２　第二の面
１５　電極
１７　案内ローラ
２０、１２０　表面電位計
２１、２３　導電性搬送ローラ（第二の導電性部材）
３３　信号波形生成器（第一の調整手段）
６１　導電性部材
６２　除電処理装置
１００　帯電付与装置
１１０　帯電中和装置
２０１　演算処理装置（第二の調整手段）

Claims (10)

  1. 　搬送される絶縁性シートの第二の面を第一の導電性部材に接触または近接させながら、この第一の導電性部材が接触または近接している範囲の反対側の前記絶縁性シートの第一の面側に正イオンおよび負イオンを発生する第一の除電ユニットを設置し、第一の面の帯電中和処理を行い、
    　次いで、前記第一の面の帯電中和処理を行う位置よりも搬送方向下流側で、前記第二の面に向けて正イオンおよび負イオンを照射して第二の面の帯電中和処理を行う、絶縁性シートの除電方法。
  2. 　前記絶縁性シートの搬送速度をＶs[ｍ／ｓ]、前記第一の面に照射する正イオンの絶縁性シート幅方向単位長さおよび単位時間当たりの電荷量をＱ＋[μＣ／（ｍ・ｓ）]、前記第一の面に照射する負イオンの絶縁性シート幅方向単位長さおよび単位時間当たりの電荷量をＱ－[μＣ／（ｍ・ｓ）]、並びにイオンバランスをΔＱ（＝Ｑ＋＋Ｑ－）としたとき、０≦｜ΔＱ／Ｖs｜≦５０を満たすように前記第一の面に照射する正イオンおよび負イオンの量を調整する、請求項１に記載の絶縁性シートの除電方法。
  3. 　前記絶縁性シートを、前記第二の面を前記第一の導電性部材に接触または近接させて搬送し、前記第二の面が前記第一の導電性部材から剥離または離間する点に向けて正イオンおよび負イオンを照射して前記第二の面の帯電中和処理を行う、請求項１または２に記載の絶縁性シートの除電方法。
  4. 　前記第一の面の帯電中和処理を行う位置よりも搬送方向下流側で、前記第二の面が前記第一の導電性部材に接触または近接している位置の反対側の前記第一の面の表面電位を測定し、この表面電位の値に応じて、前記第一の面に向けて照射する正イオンおよび負イオンの量を調整する、請求項１～３のいずれかに記載の絶縁性シートの除電方法。
  5. 　前記第一の面の帯電中和処理を行う位置よりも搬送方向上流側または下流側で、前記第二の面を第二の導電性部材に接触または近接させ、前記第二の面が前記第二の導電性部材に接触または近接している位置の反対側の前記第一の面の表面電位を測定し、この表面電位の値に応じて、前記第一の面に向けて照射する正イオンおよび負イオンの量を調整する、請求項１～３のいずれかに記載の絶縁性シートの除電方法。
  6. 　搬送される絶縁性シートの第二の面に接触または近接する位置に設置された第一の導電性部材と、
    　前記第一の導電性部材が前記第二の面に接触または近接する範囲で、前記絶縁性シートの第二の面とは反対側の第一の面に向けて正イオンおよび負イオンを照射するように設置された第一の除電ユニットと、
    　前記第一の除電ユニットよりも搬送方向下流側で、前記第二の面に向けて正イオンおよび負イオンを照射するように設置された第二の除電ユニットと、
    を有する絶縁性シートの除電装置。
  7. 　前記絶縁性シートの搬送速度をＶs[ｍ／ｓ]、前記第一の除電ユニットが照射する正イオンの絶縁性シート幅方向単位長さおよび単位時間当たりの電荷量をＱ＋[μＣ／（ｍ・ｓ）]　、前記第一の除電ユニットが照射する負イオンの絶縁性シート幅方向単位長さおよび単位時間当たりの電荷量をＱ－[μＣ／（ｍ・ｓ）]、並びにイオンバランスをΔＱ（＝Ｑ＋＋Ｑ－）としたとき、０≦｜ΔＱ／Ｖs｜≦５０を満たすように前記第一の除電ユニットの正イオンおよび負イオンの照射量を調整する第一の調整手段を有する、請求項６に記載の絶縁性シートの除電装置。
  8. 　前記第一の導電性部材が、前記第二の面に接触または近接する位置に設置され、
    　前記第二の除電ユニットが、前記第二の面が前記第一の導電性部材から剥離または離間する点に向けて正イオンおよび負イオンを照射するように設置された、請求項６または７に記載の絶縁性シートの除電装置。
  9. 　前記第一の除電ユニットが正イオンおよび負イオンを照射する位置よりも搬送方向上流側または下流側に設置され、前記第二の面が前記第一の導電性部材に接触または近接する位置の反対側の前記第一の面の表面電位を測定するための表面電位計と、
    　前記表面電位計の測定値に応じて、前記第一の除電ユニットが照射する正イオンおよび負イオンの量を調整する第二の調整手段と、を有する請求項６～８のいずれかに記載の絶縁性シートの除電装置。
  10. 　前記第一の導電性部材よりも搬送方向下流側で、前記第二の面に接触または近接する位置に設置された第二の導電性部材と、
    　前記第二の導線性部材の近傍に設置され、前記第二の面が前記第二の導電性部材に接触または近接している位置の反対側の前記第一の面の表面電位を測定するための表面電位計と、
    　前記表面電位計の測定値に応じて、前記第一の除電ユニットが照射する正イオンおよび負イオンの量を調整する第二の調整手段と、を有する請求項６～８のいずれかに記載の絶縁性シートの除電装置。
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