專利名稱:電氣絕緣性薄片的除電裝置、除電方法和制造方法
技術領域:
本發明涉及一種電氣絕緣性薄片的除電裝置、除電方法和制造方法。
背景技術:
塑料薄膜等電氣絕緣性薄片中的帶電,在加工薄片的工序中會阻礙薄片的加工。結果,有時加工制品的品質無法如期待的那樣。例如,在對存在靜電放電造成的、稱為靜電斑痕的局部強帶電或放電痕跡的薄片實施印刷或鍍膜劑涂布的加工的情況下,得到的加工制品具有墨水或鍍膜劑的附著不均勻。在電容器用或包裝用等金屬覆蓋薄膜的制造工序中,在真空淀積或濺射等鍍膜加工之后,加工制品中會出現靜電斑痕。存在靜電斑痕的部分中的強帶電導致薄膜由于靜電力而緊貼到其它部件,成為產生搬運不良或定位、切片微動不良等各種問題的原因。
為了避免這種問題,以前,使用自放電式除電器,即使接地的刷子狀導電體接近帶電的電氣絕緣性薄片,使刷子頂端發生電暈放電,進行除電;或使用交流式或直流式電壓施加式除電器,即向針狀電極施加商用頻率的高電壓或直流高電壓,發生電暈放電,進行除電。這些自放電式除電器或電壓施加式除電器利用電氣絕緣性薄片的帶電產生的電場,拉曳電暈放電產生的離子,中和即除去電氣絕緣性薄片的帶電。由此,可降低帶電為高電位的薄片的電位。
但是,電氣絕緣性薄片的帶電由于薄片上的靜電放電等,而多處于在薄片的單面或雙面以窄的間距混合存在正極性與負極性帶電區域的狀態。尤其是在薄片的雙面帶電的情況下,大多各面逆極性帶電。將該狀態的帶電稱為‘雙面雙極性帶電’。具有這種帶電的電氣絕緣性薄片中的電場僅集中在薄片的內部(厚度方向)或薄片的表面附近。因此,不能從位于稍離開電氣絕緣性薄片的位置的除電器的離子生成部分(刷子頂端或針狀電極的針尖)拉曳足夠的離子,基本上得不到對具有這種細微帶電狀態的薄片的除電效果。
相反,已知向夾持電氣絕緣性薄片間隔配置的離子生成電極與離子吸引電極施加逆相位交流電壓的圖1所示的薄片除電裝置1(參照專利文獻1)、和圖2所示的薄片除電裝置2(參照專利文獻2)。
根據專利文獻1或專利文獻2的除電裝置,不依賴于電氣絕緣性薄片S的帶電所產生的電場,利用離子生成電極1b與離子吸引電極1d之間的電場,或離子生成用電極2b與離子加速用電極2d之間的電場,離子生成用電極2f與離子加速用電極2h的電場,向薄片S強制照射離子,所以即便是具有細微帶電狀態的薄片中,除電效果也高。
但是,如專利文獻1中公開的圖1所示的除電裝置1所示,在從薄片S的單側強制地照射離子的情況下,薄片S在強制帶電照射的離子的極性上,引起如下的兩個問題。
第1問題是薄片S的電位由于強制地照射的離子而上升。薄片S的帶電即便僅為1μC/m2級的電荷密度,薄片S在空中搬運的狀態下,由于從薄片S的單面側照射一邊的極性的離子,所以薄片S相對于接地構造物的電位上升到數10kV以上。由于與接地構造物的距離越大,薄片S的靜電容量越小,即便是相同電荷密度,電位也變高,所以產生該現象。
下面,將薄片S在空中搬運的狀態下測定的電位稱為‘架空時電位’。若架空時電位上升,則離子由于薄片S的帶電,受到基于庫侖力的斥力,妨礙離子到達薄片S。換言之,最初僅有些許離子由于強制照射而到達薄片S上,從而薄片S的電位絕對值提高,所以即便繼續強制照射相同極性的離子,薄片S也不會接受更多的離子。
即,形成如下狀態,即便離子生成電極生成大量的離子,也不向薄片S照射足夠的離子。可照射的離子量頂多為1μC/m2左右。該值通常比基于放電痕跡等而雙面雙極性帶電的薄片S中各面的電荷密度小得多。在本發明者的調查中,放電痕跡等部位中的薄片S各面的電荷密度為數10至數100μC/m2左右。
第2問題是由于使用交流電壓,沿薄片S的移動方向,在薄片S中產生對應于強制照射離子極性的正負帶電不均勻。為了去除該不均勻,在除電裝置1的下游還必需直流和交流的除電器1e和1f的情況不少。
在專利文獻1的除電裝置1中,離子照射的僅是薄片S的單面(除電面)。因此,在薄片S雙面雙極性帶電的情況下,不能對除電面的相反面(非除電面)中存在的電荷進行除電(中和)。該現象由于在電氣絕緣性薄片S中、電荷不易沿其厚度方向移動而產生。
通過維持薄片S的非除電面中存在的電荷不變,逆極性的離子以與非除電面的帶電相等的量附著在面內方向的位置與非除電面的帶電相同部位的相反面(除電面)上。該現象的產生是由于不區別薄片S的表里(除電面與非除電面)的電荷,利用庫侖力來拉曳照射的離子。
利用專利文獻1的除電裝置1執行的除電,最終,即在執行配置于下游的直流和交流的除電器1e和1f的處理之后,得到的薄片S在薄片S的面內方向的位置相同的部位下的、薄片S的雙面局部電荷密度之和(外觀上的電荷密度)實質上為零。但是,實際上,該狀態是電氣絕緣性薄片S的面內方向位置相同的部位下的薄片S的雙面等量逆極性帶電的狀態。將這種薄片S的狀態稱為‘外觀上的不帶電’狀態,將這種除電稱為‘外觀上的除電’。
在專利文獻2公開的圖2所示的除電裝置2中,向薄片S的雙面照射離子。但是,該離子照射不是同時向薄片S的雙面、而是交互進行的。因此,當每次照射離子時,與專利文獻1公開的除電裝置1一樣,產生上述第1問題或第2問題。由于存在第1問題,所以到達薄片S上的離子照射量少。結果,就雙面雙極性帶電的薄片S而言,除電裝置2基本上沒有使薄片S的各面電荷減少的能力。因此,除電裝置2與專利文獻1公開的除電裝置1一樣,基本上不能除電薄片S的帶電至‘外觀上的不帶電’的狀態之上。
專利文獻3中公開圖3所示的除電裝置3。該除電裝置3具有如下構造,在薄片S的單面側,從薄片S起間隔配置施加正極性直流電壓的第1離子生成電極3a,在薄片S的相反面側,從薄片S起間隔配置施加負極性直流電壓的第2離子生成電極3c,從薄片S的雙面同時照射逆極性的離子。
盡管專利文獻3中未記載,但根據本發明人的見識,在該除電裝置3中,與專利文獻2公開的除電裝置2不同,從薄片S的雙面同時照射逆極性的離子,所以難以產生上述第1問題和第2問題。即,在專利文獻3的除電裝置3中,薄片S的‘架空時電位’不上升,可向薄片S的雙面照射充分的離子。
但是,就專利文獻3公開的除電裝置3而言,向薄片S的單面僅照射正離子,向相反面僅照射負離子。因此,即便僅對第1面100帶負電、第2面200帶正電的薄片上的部位得到除電效果,對第1面100帶正電、第2面200帶負電的薄片上的部位也得不到除電效果。并且,確認了如下現象,在薄片S的各面的帶電極性與照射到薄片S的各面的離子極性相同的情況下,薄片S的各面的電荷增加。
在專利文獻3或專利文獻4中,公開圖4所示的除電裝置4。該除電裝置4具有如下構造,在薄片S的雙面,從薄片S起間隔配置施加逆極性交流電壓的一組離子生成電極4a和4c,向薄片S的雙面同時照射極性隨時間變化的逆極性離子。
在使用交流電壓的情況下,發現乍一看向薄片的第1面100、第2面200各自中照射正負雙極性的離子。但是,若觀察移動的薄片S的各部,則僅向第1面100照射正離子(向第2面200照射負離子)的部位、與向第1面100照射負離子(向第2面200照射正離子)的部位沿薄片S的移動方向周期地重復。即,即便在理想的情況下,就薄片S的各部位而言,也僅向薄片S的各面照射單極性的離子。
若在薄片S的移動方向的任意位置下的各部位觀察,則薄片S的各面帶電的極性為逆極性,‘架空時電位’約為零。但是,若在薄片S的移動方向的各部位觀察薄片S的各面附著離子,則觀察到正離子與負離子周期地交互附著的狀態。即,產生離子的附著不均勻。僅此就無法充分除電正負帶電混合存在的薄片S的各面,至多僅可實現‘外觀上的不帶電’。
在專利文獻3中,作為配置于薄片S各面的離子生成電極的方式,例如平行于薄片S的移動方向來配置施加同極性直流電壓的3條引線電極的方式、或施加交流電壓的1條引線電極。但是,這些都不過從薄片S的各面向薄片S的各部位照射單極性的離子。
專利文獻3或專利文獻4中公開的施加逆極性交流電壓的一組離子生成電極相對薄片S間隔配置,向薄片S的雙面同時照射極性隨時間變化的逆極性離子的除電裝置,沿薄片S的移動方向并列設置多個的情況下,各除電裝置在薄片S的移動方向的各部位還包含附著離子的極性,發生離子的附著不均勻。因此,由于薄片S的移動速度、交流電壓的大小或頻率、各除電裝置在薄片S的移動方向的并列設置間隔等條件不同,薄片S的各面各部位中的離子附著不均勻增長。
專利文獻5中公開如下裝置,夾持兩片重疊的薄片S,配置施加逆極性直流電壓的一組離子生成電極,向薄片S的雙面同時照射逆極性的離子,執行薄片S的貼合。但是,就這種薄片S的貼合裝置而言,目的僅在于使各個薄片S逆極性帶電,根本未研究薄片S各自的除電。
本發明人確認,盡管是這種外觀上不帶電,但就各面帶電的狀態的電氣絕緣性薄片而言,在其加工時,若在薄片中執行金屬淀積或鍍膜劑的涂布等,則再次發現最初的帶電狀態。
對于這種外觀上不帶電的薄片,若以導電性覆蓋加工為目的執行金屬淀積,則對于薄片淀積層的電荷,在位于與薄片的界面上的金屬淀積膜表面中感應逆極性的電荷,界面上的電位變為零。由于在薄片的非淀積面中存在電荷,所以在薄片的非淀積面附近產生由非淀積面的電荷形成的電場,發現靜電斑痕。
在涂布鍍膜劑的情況下,作為預備輥,使用導電性輥的金屬輥,有時利用該輥對薄片執行鍍膜劑的涂布。此時,對于薄片與金屬輥的接觸面上的薄片上的電荷,在金屬輥表面中感應與薄片上的電荷逆極性的電荷,接觸面上的電位變為零。由于在薄片的非接觸面(鍍膜劑的涂布面)中存在電荷,所以在涂布面附近產生由涂布面的電荷形成的電場,引起鍍膜劑的涂布不均勻。
如上所述,現有技術均不過對電氣絕緣性薄片執行‘外觀上的除電’。在現有技術中,無法消除真空淀積或濺射等鍍膜加工后的靜電斑痕的產生、滑動不良引起的切片的微動不良、或墨水或鍍膜劑的附著不均勻等問題。
專利文獻1日本特許第2651476號公報
專利文獻2日本特開2002-313596號公報
專利文獻3日本特開2004-039421號公報
專利文獻4美國專利第3475652號說明書
專利文獻5美國專利第3892614號說明書
非專利文獻1靜電氣手冊、靜電氣學會編、Ohum出版社,1998年,p.46
發明內容
本發明的目的在于解決上述現有技術的上述問題,提供一種除電裝置和除電方法,可容易地去除以窄間距混合存在于電氣絕緣性薄片的單面或雙面中的正極性與負極性的帶電區域。尤其是提供一種可在接受除電處理的薄片的移動速度寬的區域中使用的除電裝置和除電方法。
為了實現上述目的,本發明的電氣絕緣性薄片的除電裝置如下所示。
(1)一種電氣絕緣性薄片的除電裝置,具有相對于電氣絕緣性薄片的移動路徑,具有沿該薄片的移動方向間隔設置的至少2個除電單元,該各除電單元具有配置在所述薄片的第1面側的第1電極單元、與配置在所述薄片的第2面側的第2電極單元,所述第1電極單元具有第1離子生成電極,所述第2電極單元具有與所述第1離子生成電極相對配置的第2離子生成電極,其中,在所述各除電單元中,所述第1離子生成電極與所述第2離子生成電極之間具有賦予直流的離子生成電極間電位差的關系,當所述除電單元的總數為n(n為2以上的整數)時,n個所述除電單元中、n/4個以上(小數點以下進位)的所述除電單元中的所述離子生成電極間電位差與其它所述除電單元中的所述離子生成電極間電位差具有彼此成逆極性電位差的關系。
這里,在該領域中,由于電位差與電壓通常用作同義詞,所以也可將電位差改讀為電壓。
(2)一種電氣絕緣性薄片的除電裝置,具有相對于電氣絕緣性薄片的移動路徑,具有沿該薄片的移動方向間隔設置的至少2個除電單元,該各除電單元具有配置在所述薄片的第1面側的第1電極單元、與配置在所述薄片的第2面側的第2電極單元,所述第1電極單元具有第1離子生成電極,所述第2電極單元具有與所述第1離子生成電極相對配置的第2離子生成電極,其中,在所述各除電單元中,所述第1離子生成電極與所述第2離子生成電極之間具有通過彼此施加逆極性的直流電壓而賦予直流的離子生成電極間電位差的關系,當所述除電單元的總數為n(n為2以上的整數)時,n個所述除電單元中、n/4個以上(小數點以下進位)的所述除電單元中的所述離子生成電極間電位差與其它所述除電單元中的所述離子生成電極間電位差具有彼此成逆極性電位差的關系。
若將本方式中的電位差改讀為電壓,則本方式如下所述。
一種電氣絕緣性薄片的除電裝置,對于電氣絕緣性薄片的移動路徑,具有沿該薄片的移動方向間隔設置的至少2個除電單元,該各除電單元具有配置在所述薄片的第1面側的第1電極單元、與配置在所述薄片的第2面側的第2電極單元,所述第1電極單元具有第1離子生成電極,所述第2電極單元具有與所述第1離子生成電極相對配置的第2離子生成電極,其中,就所述各除電單元而言,施加于所述第1離子生成電極的電壓與施加于所述第2離子生成電極的電壓彼此為逆極性的直流電壓,當所述除電單元的總數為n(n為2以上的整數)時,施加于n個所述除電單元中、n/4個以上(小數點以下進位)所述除電單元中的所述第1離子生成電極上的電壓與施加于其它所述除電單元中的所述第1離子生成電極上的電壓具有為逆極性電壓的關系。
(3)一種電氣絕緣性薄片的除電裝置,具有相對于電氣絕緣性薄片的移動路徑,具有沿該薄片的移動方向間隔設置的至少2個除電單元,該各除電單元具有配置在所述薄片的第1面側的第1電極單元、與配置在所述薄片的第2面側的第2電極單元,所述第1電極單元具有第1離子生成電極,所述第2電極單元具有與所述第1離子生成電極相對配置的第2離子生成電極,其中,在所述各除電單元中,所述第1離子生成電極與所述第2離子生成電極具有通過相對于接地電位彼此施加逆極性的直流電壓,或通過向任一邊施加接地電壓、向另一邊施加直流電壓,賦予直流的離子生成電極間電位差的關系,當所述除電單元的總數為n(n為2以上的整數)時,n個所述除電單元中、n/4個以上(小數點以下進位)的所述除電單元中的所述離子生成電極間電位差與其它所述除電單元中的所述離子生成電極間電位差具有彼此成逆極性電位差的關系。
(4)一種電氣絕緣性薄片的除電裝置,具有相對于電氣絕緣性薄片的移動路徑,具有沿該薄片的移動方向間隔設置的至少2個除電單元,該各除電單元具有配置在所述薄片的第1面側的第1電極單元、與配置在所述薄片的第2面側的第2電極單元,所述第1電極單元具有第1離子生成電極,所述第2電極單元具有與所述第1離子生成電極相對配置的第2離子生成電極,其中,在所述各除電單元中,所述第1離子生成電極與所述第2離子生成電極通過相對規定的共同電位彼此賦予逆極性的電位、具有賦予直流的離子生成電極間電位差的關系,當所述除電單元的總數為n(n為2以上的整數)時,n個所述除電單元中、n/4個以上(小數點以下進位)的所述除電單元中的所述離子生成電極間電位差與其它所述除電單元中的所述離子生成電極間電位差具有彼此成逆極性電位差的關系。
(5)上述(1)-(4)之一所述的電氣絕緣性薄片的除電裝置中,所述n個除電單元中、n/2個(小數點以下舍去)的所述除電單元中的所述離子生成電極間電位差與其它所述除電單元中的所述離子生成電極間電位差具有彼此成逆極性電位差的關系。
(6)上述(1)-(4)之一所述的電氣絕緣性薄片的除電裝置中,就全部所述除電單元而言,在所述薄片移動方向上鄰接的所述除電單元彼此的所述離子生成電極間電位差具有彼此成逆極性電位差的關系。
(7)一種電氣絕緣性薄片的除電裝置,具有相對于電氣絕緣性薄片的移動路徑,沿該薄片的移動方向間隔設置的至少2個除電單元,該各除電單元具有配置在所述薄片的第1面側的第1電極單元、與配置在所述薄片的第2面側的第2電極單元,所述第1電極單元具有第1離子生成電極,所述第2電極單元具有與所述第1離子生成電極相對配置的第2離子生成電極,其中, (a)至少一個所述除電單元中的、所述第1電極單元和所述 第2電極單元均為離子生成電極露出型的電極單元, (b)在所述各除電單元中,在所述第1離子生成電極與所述第2離子生成電極之間具有賦予直流和/或交流的離子生成電極間電位差的關系, (c)當所述除電單元的總數為n(n為2以上的整數)時,n個所述除電單元中、n/4個以上(小數點以下進位)的所述除電單元中的所述離子生成電極間電位差與其它所述除電單元中的所述離子生成電極間電位差具有彼此成逆極性電位差的關系。
(8)上述(1)-(4)和(7)之一所述的電氣絕緣性薄片的除電裝置中,就在所述薄片移動方向上鄰接的至少1組所述除電單元而言,所述至少1組所述除電單元的所述離子生成電極間電位差具有彼此成逆極性電位差的關系,所述至少1組所述除電單元的除電單元間隔為所述至少1組所述除電單元各自的法線方向電極間距離最大值的0.8倍以上、3.0倍以下。
(9)上述(8)之一所述的電氣絕緣性薄片的除電裝置中,所述至少1組所述除電單元的除電單元間隔為所述至少1組所述除電單元各自的法線方向電極間距離最大值的0.8倍以上、2.0倍以下。
(10)上述(1)-(4)之一所述的電氣絕緣性薄片的除電裝置中,所述各除電單元中的所述第1電極單元具有第1屏蔽電極,并且,所述第2電極單元具有第2屏蔽電極,就在所述薄片移動方向上鄰接的至少1組所述除電單元而言,所述至少1組所述除電單元的所述離子生成電極間電位差具有彼此成逆極性電位差的關系,所述至少1組所述除電單元的除電單元間隔為所述至少1組所述除電單元各自的寬度尺寸平均值的1.0倍以上、1.5倍以下。
(11)上述(1)-(4)和(7)之一所述的電氣絕緣性薄片的除電裝置中,就在所述薄片移動方向上鄰接的至少1組所述除電單元而言,所述至少1組所述除電單元的所述離子生成電極間電位差具有彼此成同極性電位差的關系,所述至少1組所述除電單元的除電單元間隔為所述至少1組所述除電單元各自的法線方向電極間距離最大值的2.0倍以上。
(12)上述(1)-(4)之一所述的電氣絕緣性薄片的除電裝置中,所述各除電單元中的所述第1電極單元具有第1屏蔽電極,并且,所述第2電極單元具有第2屏蔽電極,就在所述薄片移動方向上鄰接的至少1組所述除電單元而言,所述至少1組所述除電單元的所述離子生成電極間電位差具有彼此成同極性電位差的關系,所述至少1組所述除電單元的除電單元間隔為所述至少1組所述除電單元各自的寬度尺寸平均值的1.5倍以上。
(13)上述(1)-(4)和(7)之一所述的電氣絕緣性薄片的除電裝置中,賦予所述各除電單元的所述離子生成電極間電位差的電源是脈動率為5%以下的直流電源。
(14)上述(1)-(4)和(7)之一所述的電氣絕緣性薄片的除電裝置中,具有電位測定部件,配置在比所述各除電單元更靠近所述薄片移動方向的下游側,邊使所述電氣絕緣性薄片接觸接地導電性部件,邊測定該電氣絕緣性薄片的與所述接地導電性部件相反側的表面電位;和控制部件,根據所述電位的測定值,控制所述各除電單元中至少一個中的所述離子生成電極間電位差。
(15)上述(1)-(4)和(7)之一所述的電氣絕緣性薄片的除電裝置中,具有所述各除電單元中、至少所述薄片移動方向的最下游的除電單元的所述離子生成電極間電位差的絕對值比其它所述除電單元的所述離子生成電極間電位差小的關系。
(16)上述(1)-(4)和(7)之一所述的電氣絕緣性薄片的除電裝置中,所述各除電單元中、至少所述薄片移動方向的最下游的除電單元的法線方向電極間距離比其它所述除電單元的法線方向電極間距離大。
(17)上述(1)-(4)和(7)之一所述的電氣絕緣性薄片的除電裝置中,所述各除電單元中、至少所述薄片移動方向的最下游的除電單元的電極錯位量比其它除電單元的電極錯位量大。
(18)上述(1)-(4)和(7)之一所述的電氣絕緣性薄片的除電裝置中,在比所述各除電單元更靠近所述薄片移動方向的下游側,至少具有一個交流除電單元,該交流除電單元具有夾持所述薄片相對配置的第1交流離子生成電極與第2交流離子生成電極,具有向所述第1交流離子生成電極與所述第2交流離子生成電極之間賦予交流電位差的關系。
(19)上述(1)-(4)和(7)之一所述的電氣絕緣性薄片的除電裝置中,具有如下關系,即從至少一個單一電源,向所述n個除電單元中、至少一個所述除電單元的所述第1離子生成電極、和數量與所述至少一個所述除電單元相同的、與所述至少一個所述除電單元不同的所述除電單元的所述第2離子生成電極,施加正或負的直流電壓。
為了實現上述目的,本發明的電氣絕緣性薄片的除電方法如下所示。
(20)一種電氣絕緣性薄片的除電方法,從正在移動的電氣絕緣性薄片的第1面側和第2面側向該薄片同時照射極性分別不隨時間變化的離子云對,以向兩面間賦予電位差,之后,對于所述薄片的第1面和第2面,同時向各個面照射所述電位差的極性與所述照射時反轉的、極性分別不隨時間變化的離子云對,并且,照射所述離子云,使各個極性的離子量實質上相等。
(21)一種電氣絕緣性薄片的除電方法,使用上述(1)-(4)和(7)之一所述的除電裝置,執行電氣絕緣性薄片的除電,以當相對于所述薄片的移動方向、第m個(m為1以上n以下的整數)所述除電單元中、所述離子生成電極間電位差的時間平均值為Vm[單位kV]、所述第m個除電單元的法線方向電極間距離為d1-m[單位mm]、和所述離子生成電極間電位差的脈動率為ym[單位%]時, 滿足由式|Vm|/d1-m>0.26表示的關系,并且 滿足由式ym≤5表示的第1關系、和由式|Vm|<16和由式|Vm|/d1-m<0.35表示的第2關系的至少一個關系。
(22)在上述(21)所述的電氣絕緣性薄片的除電方法中,施加于所述第m個除電單元中所述第1離子生成電極上的電壓與施加于所述第2離子生成電極上的電壓之和的振幅為所述第m個除電單元中所述離子生成電極間電位差的時間平均值的絕對值的0.05倍以上、0.975倍以下。
(23)一種電氣絕緣性薄片的除電方法,使用上述(1)-(4)和(7)之一所述的除電裝置,執行電氣絕緣性薄片的除電,以當所述各除電單元中,通過向所述第1離子生成電極與所述第2離子生成電極彼此施加逆極性的直流電壓,賦予直流的離子生成電極間電位差,相對于所述薄片的移動方向,施加于第m個(m為1以上n以下的整數)所述除電單元中、所述第1離子生成電極與所述第2離子生成電極的所述直流電壓的時間平均值分別為V1-m[單位kV]、V2-m[單位kV]、所述第m個除電單元的法線方向電極間距離為d1-m[單位mm]、施加于所述第m個除電單元中所述第1離子生成電極的所述直流電壓的脈動率與施加于所述第2離子生成電極的所述直流電壓的脈動率的平均脈動率為xm[單位%]時, 滿足由式|V1-m-V2-m|/d1-m>0.26表示的關系,并且 滿足由式xm≤5表示的第1關系、和由式|V1-m|<8、式|V2-m|<8、和式|V1-m-V2-m|/d1-m<0.35表示的第2關系中的至少一個關系。
為了實現上述目的,本發明的已除電電氣絕緣性薄片的制造方法如下所示。
(24)一種已除電電氣絕緣性薄片的制造方法,從正在移動的電氣絕緣性薄片的第1面側和第2面側向該薄片同時照射極性分別不隨時間變化的離子云對,以向兩面間賦予電位差,之后,對于所述薄片的第1面和第2面,同時向各個面照射電位差的極性與所述照射時反轉的、極性分別不隨時間變化的離子云對,并且,照射所述離子云,使各個極性的離子量實質上相等。
(25)一種已除電電氣絕緣性薄片的制造方法,使用上述(1)-(4)和(7)之一所述的除電裝置,執行電氣絕緣性薄片的除電,以當相對于所述薄片的移動方向、第m個(m為1以上n以下的整數)所述除電單元中、所述離子生成電極間電位差的時間平均值為Vm[單位kV]、所述第m個除電單元的法線方向電極間距離為d1-m[單位mm]、所述離子生成電極間電位差的脈動率為ym[單位%]時, 滿足由式|Vm|/d1-m>0.26表示的關系,并且 滿足由式ym≤5表示的第1關系、和由式|Vm|<16和由式|Vm|/d1-m<0.35表示的第2關系中的至少一個關系。
(26)在上述(25)所述的已除電電氣絕緣性薄片的制造方法中,施加于所述第m個除電單元中所述第1離子生成電極上的電壓與施加于所述第2離子生成電極上的電壓之和的振幅為所述第m個除電單元中所述離子生成電極間電位差的時間平均值的絕對值的0.05倍以上、0.975倍以下。
(27)一種已除電電氣絕緣性薄片的制造方法,使用上述(1)-(4)和(7)之一所述的除電裝置,以當所述各除電單元中,通過向所述第1離子生成電極與所述第2離子生成電極彼此施加逆極性的直流電壓,賦予直流的離子生成電極間電位差,相對于所述薄片的移動方向,施加于第m個(m為1以上n以下的整數)除電單元中、所述第1離子生成電極與所述第2離子生成電極的所述直流電壓的時間平均值分別為V1-m[單位kV]、V2-m[單位kV]、所述第m個除電單元的法線方向電極間距離為d1-m[單位mm]、施加于所述第m個除電單元中所述第1離子生成電極的所述直流電壓的脈動率與施加于所述第2離子生成電極的所述直流電壓的脈動率的平均脈動率為xm[單位%]時, 滿足由式|V1-m-V2-m|/d1-m>0.26表示的關系,并且 滿足由式xm≤5表示的第1關系、和由式|V1-m|<8、式|V2-m|<8、和式|V1-m-V2-m|/d1-m<0.35表示的第2關系的至少一個關系。
適用本發明的電氣絕緣性薄片的代表例為塑料薄膜、布帛、紙。在薄片的方式中,有通常以卷成輥狀的狀態處理的長條薄片、和通常以積層多個的狀態處理的片狀薄片。
作為塑料薄膜有聚對苯二甲酸乙二醇酯薄膜、聚萘二甲酸乙二醇酯薄膜、聚丙烯薄膜、聚苯乙烯薄膜、聚碳酸酯薄膜、聚酰亞胺薄膜、聚苯硫醚薄膜、尼龍薄膜、芳族聚酰胺薄膜、聚乙烯薄膜等。通常,塑料薄膜與由其它材料構成的薄片相比,電氣絕緣性高。
由本發明提供的除電技術有效用于塑料薄膜的除電,尤其是以窄間距混合存在于薄膜表面的正極性與負極性的帶電區域的消失。
在本發明中,所謂‘電氣絕緣性薄片的移動路徑’是指電氣絕緣性薄片為了除電而通過的空間。
在本發明中,所謂‘電氣絕緣性薄片的法線方向’是指在將移動路徑視為移動中的電氣絕緣性薄片不受重力等外力影響、在寬度方向上不松馳的平面,并且,伴隨電氣絕緣性薄片的移動、薄片的位置在薄片法線方向上有變動的情況下,薄片位于時間上平均的位置時的上述平面(下面稱為虛擬平均面)的法線方向。
在本發明中,所謂‘寬度方向’是虛擬平均面的面內方向,是指與電氣絕緣性薄片的移動方向正交的方向。另外,‘寬度方向的各位置’的情況意味著實際上有助于除電的范圍內的各位置。
在本發明中,所謂‘離子生成電極的頂端’是離子生成電極的各部中、形成生成離子的電場的部位,并且,是指距上述虛擬平均面最近的部位。多數情況下離子生成電極沿寬度方向延伸。此時,在寬度方向的各位置定義離子生成電極的頂端。
例如,在離子生成電極是由沿薄片寬度方向延伸的引線形成的引線電極的情況下,對應于寬度方向各部中距虛擬平均面最近的引線的部位。離子生成電極為在寬度方向上以規定間隔設置的、沿電氣絕緣性薄片的法線方向延伸的針電極列的情況下,各針的距所述平面最近的部位(針尖)是其寬度方向位置上的‘離子生成電極的頂端’。就不存在針尖的寬度方向的各位置而言,‘離子生成電極的頂端’如圖6G所示,由連結在寬度方向上以規定間隔設置的針尖彼此的折線8aL上的位置定義。將折線8aL稱為離子生成電極的頂端的虛擬線。就存在針尖的寬度方向的位置而言,離子生成電極的頂端在虛擬線上的位置與針尖一致。
在本發明中,所謂‘第1和第2離子生成電極相對配置’是指第1和第2離子生成電極夾持薄片移動的路徑面對,并且,在軸向各位置,在從第1離子生成電極的頂端起、下降到包含第2離子生成電極的頂端位置、平行于虛擬平均面的平面的垂線腳的位置,與第2離子生成電極的頂端位置之間,不存在屏蔽電極等導體,并且,在從第2離子生成電極的頂端起、下降到包含第1離子生成電極的頂端位置、平行于虛擬平均面的平面的垂線腳的位置,與第1離子生成電極的頂端位置之間,不存在屏蔽電極等導體,第1離子生成電極的頂端與第2離子生成電極的頂端之間在薄片移動方向上的間隔為法線方向電極間距離的10%以內。
在本發明中,所謂‘離子’是指電子、得失電子的原子、具有電荷的分子、分子簇、浮游粒子等各種方式的電荷載體。
在本發明中,所謂‘離子云’是由離子生成電極生成的離子團,是指不停留于特定場所、而像云一樣在某個空間邊擴散邊浮游的離子團。
在本發明中,所謂‘離子生成電極’是指利用施加高電壓產生的電暈放電等、在電極頂端附近的空間中生成離子的電極。
在本發明中,所謂‘屏蔽電極’是指配置在離子生成電極附近,向與離子生成電極之間賦予適當的電位差,從而輔助離子生成電極頂端的電暈放電的電極。
在本發明中,所謂‘離子生成電極露出型’的電極單元是指如下電極單元,即如圖6D所示,在以電極單元的離子生成電極的頂端為中心、半徑為由該電極單元構成的除電單元中法線方向電極間距離d1-m的1/2的三維虛擬球體中,不存在離子生成電極和對其供電的導體以外的、主要是金屬等的導體的電極單元。
在本發明中,所謂‘部分電極’是指如圖12A或圖12B的8a1、8a2、...所示,構成為沿寬度方向區分電極單元的離子生成電極的多個導體集合體8a時的各個導體部分。
在本發明中,所謂‘離子生成電極間電位差’是指從第1離子生成電極的電位減去第2離子生成電極的電位時的電位差。所謂‘直流的離子生成電極間電位差’是指離子生成電極間電位的極性不反轉、持續1秒以上維持相同極性的、脈動率為20%以下的電位差。離子生成電極間電位的極性最好維持20秒以上,更好是維持在一個薄片的一次除電操作中不反轉。所謂一個薄片的一次除電操作是指例如1卷薄片輥的搬運的最初至最后的除電操作。但是,白噪音等非周期噪音分量引起的極性反轉在這里不作為極性反轉。離子生成電極間電位差在某個瞬間的直流分量由從該瞬間看過去1秒間的電位差平均值定義。
所謂第m個除電單元中離子生成電極間電位差的脈動率ym是在對于圖19A所示的對第1離子生成電極的施加電壓波形(施加電壓的時間平均值V1-m[單位kV])與對第2離子生成電極的施加電壓波形(施加電壓的時間平均值V2-m[單位kV]),圖19B所示的施加電壓的差分量ΔV[單位kV]的絕對值波形中的直流分量為P[單位kV],周期的變動分量的振幅為Pr[單位kV]時,由Pr/P=ym/100定義。
在本發明中,所謂‘某個除電單元中的‘離子生成電極間電位差’與其它除電單元中的‘離子生成電極間電位差’彼此為逆極性電位差’是指某個除電單元中的‘離子生成電極間電位差’的極性與其它除電單元中的‘離子生成電極間電位差’的極性彼此為逆極性。
在本發明中,所謂‘規定的共同電位’是構成從高壓電源連接到各離子生成電極的電源線電位基準的電位,是指對各除電單元共同定義的電位。通常,將除電裝置附近的在地或薄片制造設備等框架的電位作為接地點,將該電位設為0[單位V],構成規定的共同電位,但是在基準電位具有0[單位V]以外的電位的情況下,將該電位設為‘規定的共同電位’。
在本發明中,所謂‘帶電方式’是指電氣絕緣性薄片的至少一部分局部帶正和/或負電的狀態。
在本發明中,所謂‘外觀上的電荷密度’是指電氣絕緣性薄片的面內方向的位置相同的部位上的、電氣絕緣性薄片雙面的局部電荷密度之和。所謂‘局部電荷密度’是指電氣絕緣性薄片的面上的、直徑約為6mm以下、更好是直徑為2mm以下的范圍內測定的電荷密度。
在本發明中,所謂‘外觀上的不帶電’是指在電氣絕緣性薄片的面內方向的各部、外觀上的電荷密度實質上為零(-2μC/m2以上2μC/m2以下)的狀態。
在本發明中,所謂電氣絕緣性薄片的第1面的‘背面平衡電位’是指使接地導體緊貼第2面,使接地導體感應電荷,由此,在第2面的電位實質上為零電位的狀態下,在充分接近第1面、以使表面電位計的測定探針與第1面的間隔為0.5mm以上2mm以下的程度的狀態下,測定的第1面的電位。作為表面電位計的測定探針,使用測定開口部直徑為2mm以下的微小探針。作為這種探針,例如有モンロ-エレクトロニクス(株)社制探針、1017(開口部直徑1.75mm)或1017EH(開口部直徑0.5mm)。
在本發明中,所謂‘使電氣絕緣性薄片的背面(第2面)緊貼接地導體’是指在電氣絕緣性薄片與金屬輥的界面間沒有明確的空間層的狀態之前,使兩者緊密接觸。該狀態通常是兩者間殘留的空氣層的平均厚度為薄片厚度的20%以下、并且為10微米以下的狀態。
表面電位計的探針、或使接地導體緊貼在背面(第2面)的狀態的薄片之一利用XY工作臺等位置可調整的移動部件,在低速(5mm/秒左右)移動的狀態下,依次測定背面平衡電位,一維或二維映射得到的數據,從而得到第1面上的背面平衡電位的分布狀態。第2面的背面平衡電位也同樣測定。
在本發明中,所謂電氣絕緣性薄片的‘架空時電位’是指電氣絕緣性薄片在空中漂浮的狀態下測定的電位。由于薄片的厚度比接地地面的距離小得多,所以該電位變為電氣絕緣性薄片的第1面帶電與第2面帶電總和距接地點的電位。在本發明中,各電位的規定共同電位為接地點、即0[單位V],除非特別限定。
在本發明中,所謂第m個除電單元的‘法線方向電極間距離d1-m’如圖6A所示,是指從薄片移動方向的上游起第m個除電單元SUm的第1電極單元EUdm中第1離子生成電極5dm的頂端、與第2電極單元EUfm中第2離子生成電極5fm的頂端之間的、在薄片法線方向上的距離。在僅使用稱為‘第m個除電單元’的表現的情況下,該除電單元指代從薄片移動方向的上游起數第m個(m=1、2、...、n)除電單元。
在本發明中,第p個除電單元與第p+1個除電單元的‘除電單元間隔d2-p’是指圖6B所示的、連結第p個除電單元SUp的第1離子生成電極5dp的頂端與第2離子生成電極5fp的頂端的線段中點5xp、與連結第p+1個除電單元SUp+1的第1離子生成電極5dp+1的頂端與第2離子生成電極5fp+1的頂端的線段中點5xp+1之間的、在薄片移動方向上的間隔。
在本發明中,所謂第m個除電單元的‘寬度尺寸Wm’是指在第m個除電單元的第1電極單元EUdm具有第1屏蔽電極5gm、第2電極單元EUfm具有第2屏蔽電極5hm的情況下,如圖6C所示,將形成第m個除電單元SUm的第1電極單元EUdm與第2電極單元EUfm的第1和第2離子生成電極5dm、5fm、與第1和第2屏蔽電極5gm、5hm的各部垂直投影到虛擬平均面上的投影圖形在薄片移動方向上的最上游點與最下游點之間的、薄片移動方向上的距離。
在本發明中,所謂除電單元的‘電極錯位量d0-m’如圖6F所示,是指第m個除電單元的第1離子生成電極5dm的頂端與同其相對的第2離子生成電極5fm的頂端之間的、薄片移動方向上的間隔。
在本發明中,所謂‘直流電源’是指輸出電壓相對于接地點或規定的共同電位、極性不反轉、持續1秒以上維持相同極性的、脈動率為20%以下的電源。最好在20秒以上、更好是在一個薄片的一次除電操作中不反轉地維持極性。所謂一個薄片的一次除電操作是指例如1卷薄片輥的搬運的最初至最后的除電操作。但是,白噪音等非周期噪音分量引起的極性反轉在這里不作為極性反轉。這種直流電源在某個瞬間的直流分量由從該瞬間看過去1秒間的電壓平均值定義。
所謂‘脈動率’為x%的直流電壓是當電壓的直流分量為V[單位kV]、周期的變動分量的振幅為Vr[單位kV]時,滿足式Vr/V=x/100的直流電壓。
所謂‘實質上彼此為逆極性的、各自的極性不隨時間變化的離子云’是指極性不反轉、持續1秒以上維持相同極性的離子云。也稱為直流的離子云。通常,最好在20秒以上、更好是在一次除電操作期間不反轉地維持離子云的極性。
在本發明中,所謂‘從單一電源提供電壓’是指從電源裝置的單一輸出端子,利用伴隨實質上不影響從離子生成電極產生的離子量程度的電位下降的導線,向離子生成電極等提供電壓。
發明效果 根據本發明,在薄片表里混合存在正負帶電的帶電狀態的電氣絕緣性薄片表面在幅度寬的薄片移動速度范圍下,變為‘外觀上不帶電’的狀態,并且,相對于薄片的移動方向,薄片各面的帶電不均勻很少,且均勻降低。由此,抑制后加工工序中對薄片的淀積不良或鍍膜劑的不均勻附著等缺陷的產生。
圖1是現有除電裝置一例的正面示意圖。
圖2是現有除電裝置另一例的正面示意圖。
圖3是現有除電裝置再一例的正面示意圖。
圖4是現有除電裝置又一例的正面示意圖。
圖5是本發明除電裝置一實施方式的正面示意圖。
圖6A表示本發明除電裝置中使用的除電單元的一例,并且,是表示除電單元中第1電極單元與第2電極單元的位置關系的正面示意圖。
圖6B是表示圖6A所示除電單元中第1電極單元與第2電極單元的另一位置關系、和與鄰接的兩個除電單元的位置關系的正面示意說明圖。
圖6C是表示圖6A所示除電單元中第1電極單元與第2電極單元的再一位置關系的正面示意說明圖。
圖6D表示本發明除電裝置中使用的除電單元的另一例,并且,是表示除電單元中第1電極單元與第2電極單元的位置關系的正面示意圖。
圖6E是表示圖6A所示除電單元中第1電極單元與第2電極單元的另一位置關系的正面示意圖。
圖6F表示本發明除電裝置中使用的除電單元的再一例,并且,是表示除電單元中第1電極單元與第2電極單元的位置關系的正面示意圖。
圖6G是表示本發明除電裝置中使用的除電單元另一例中第1電極單元或第2電極單元一例在寬度方向上的針電極排列的側面示意圖。
圖7是表示本發明除電裝置一例的對離子生成電極的施加電壓狀態的曲線圖。
圖8是本發明除電裝置另一實施方式的正面示意圖。
圖9是本發明除電裝置再一實施方式的正面示意圖。
圖10是模式表示實施例的除電中使用的帶電電氣絕緣性薄片(生膠片A-1、和生膠片A-2)的帶電狀態的平面圖。
圖11是表示實施例的除電中使用的生膠片A-1的背面平衡電位分布的曲線圖。
圖12A是本發明除電裝置中使用的電極單元一例的立體示意圖。
圖12B是本發明除電裝置中使用的電極單元另一例的立體示意圖。
圖13是現有除電裝置一例的正面示意圖。
圖14是圖13的現有除電裝置中使用的電極單元的立體示意圖。
圖15是本發明除電裝置的再一實施方式的正面示意圖。
圖16是表示使用本發明的除電裝置執行薄片除電時的一例中的附著離子量、輸出電流與除電單元間隔的關系曲線圖。
圖17A是表示本發明的除電裝置中、使用離子生成電極露出型電極單元時的附著離子量的測定結果一例的曲線圖。
圖17B是表示本發明的除電裝置中、使用離子生成電極露出型電極單元時的輸出電流的測定結果一例的曲線圖。
圖18A是表示本發明的除電裝置中、使用非離子生成電極露出型的電極單元時的附著離子量的測定結果一例的曲線圖。
圖18B是表示本發明的除電裝置中、使用非離子生成電極露出型電極單元時的輸出電流的測定結果一例的曲線圖。
圖19A是表示本發明除電裝置中對離子生成電極的施加電壓狀態一例的曲線圖。
圖19B是表示本發明除電裝置中相對配置的離子生成電極間電位差的狀態一例的曲線圖。
符號說明 1 除電裝置 1a 交流電源 1b 離子生成電極 1c 交流電源 1d 離子吸引電極 1e 直流除電器 1f 交流除電器 S 電氣絕緣性薄片 2 除電裝置 2a 交流電源 2b 離子生成用電極 2c 交流電源(相位與交流電源2a相反) 2d 離子加速用電極 2e 交流電源 2f 離子生成電極 2g 交流電源(相位與交流電源2e相反) 2h 離子加速用電極 100 電氣絕緣性薄片的第1面 200 電氣絕緣性薄片的第2面 3 除電裝置 3a 離子生成電極 3b 直流電源 3c 離子生成電極 3d 直流電源(極性與直流電源3b相反) 3e 引導輥 4除電裝置 4a 離子生成電極 4b 交流電源 4c 離子生成電極 4d 交流電源(相位與交流電源4b相反) 4e 引導輥 5除電裝置 5a 引導輥 5b 引導輥 5ab 薄片移動方向 5c 直流電源 5e 直流電源(極性與直流電源5c相反) 5d1 薄片移動方向第1個除電單元的第1離子生成電極 5f1 薄片移動方向第1個除電單元的第2離子生成電極 5d2 薄片移動方向第2個除電單元的第1離子生成電極 5f2 薄片移動方向第2個除電單元的第2離子生成電極 5dm 薄片移動方向第m個除電單元的第1離子生成電極 5fm 薄片移動方向第m個除電單元的第2離子生成電極 5gm 薄片移動方向第m個除電單元的第1屏蔽電極 5hm 薄片移動方向第m個除電單元的第2屏蔽電極 5dp 薄片移動方向第p個除電單元的第1離子生成電極 5fp 薄片移動方向第p個除電單元的第2離子生成電極 5gp 薄片移動方向第p個除電單元的第1屏蔽電極 5hp 薄片移動方向第p個除電單元的第2屏蔽電極 5i 第1交流離子生成電極 5j 第2交流離子生成電極 5k 交流電源 5l 交流電源(相位與交流電源5k相反) 5m 電位測定部件(電位計) 5n 離子生成電極間電位差的控制部件 5xp 連結薄片移動方向的第p個除電單元的第1離子生成電極的頂端與第2離子生成電極的頂端的線段中點 5xp+1 連結薄片移動方向的第p+1個除電單元的第1離子生成電極的頂端與第2離子生成電極的頂端的線段中點 6除電裝置 6a 引導輥 6b 引導輥 6ab 薄片移動方向 6c 交流電源 6e 交流電源(相位與交流電源6c相反) 7電極單元 7a 針電極列 7b 屏蔽電極 7d 絕緣材料 8A 離子生成電極露出型電極單元 8B 非離子生成電極露出型的電極單元 8a 針電極列 8a1 構成針電極列的部分電極之一 8a2 構成針電極列的部分電極之一 8b 屏蔽電極 8d 絕緣材料 8e 絕緣材料 8aL 連結在薄片寬度方向上以規定間隔設置的針尖彼此的折線 d5 針電極列的薄片寬度方向的間隔[單位mm] Wm 薄片移動方向第m個除電單元的寬度尺寸[單位mm] SOgm 薄片移動方向第m個除電單元的第1屏蔽電極開口幅度[單位mm] SOhm 薄片移動方向第m個除電單元的第2屏蔽電極開口幅度[單位mm] d0-m 薄片移動方向第m個除電單元的電極錯位量[單位mm] d0-6 薄片移動方向第6個除電單元的電極錯位量[單位mm] d1-m 薄片移動方向第m個除電單元的法線方向電極間距離[單位mm] d2-p 薄片移動方向第p個除電單元與第p+1個除電單元的除電單元間隔[單位mm] SU1薄片移動方向第1個除電單元 SU7薄片移動方向第7個除電單元 SU8薄片移動方向第8個除電單元 SUp薄片移動方向第p個除電單元 SUp+1 薄片移動方向第p+1個除電單元 SUm薄片移動方向第m個除電單元 SUn薄片移動方向第n個(最下游)除電單元 EUd1 薄片移動方向第1個除電單元的第1電極單元 EUdp 薄片移動方向第p個除電單元的第1電極單元 EUdp+1 薄片移動方向第p+1個除電單元的第1電極單元 EUdm 薄片移動方向第m個除電單元的第1電極單元 EUdn 薄片移動方向第n個(最下游)除電單元的第1電極單元 EUf1 薄片移動方向第1個除電單元的第2電極單元 EUfp 薄片移動方向第p個除電單元的第2電極單元 EUfp+1 薄片移動方向第p+1個除電單元的第2電極單元 EUfm 薄片移動方向第m個除電單元的第2電極單元 EUfn 薄片移動方向第n個(最下游)除電單元的第2電極單元 V 對離子生成電極的直流施加電壓[單位kV] ΔV第1離子生成電極電位與第2離子生成電極電位之差[單位kV] t 時間[單位sec] V1-m 施加于第m個除電單元中第1離子生成電極上的直流電壓的時間平均值[單位kV] V2-m 施加于第m個除電單元中第2離子生成電極上的直流電壓的時間平均值[單位kV] xm 施加于第m個除電單元中第1離子生成電極上的直流電壓的脈動率x1-m與施加于第2離子生成電極上的直流電壓的脈動率x2-m的平均脈動率[單位%] ym 第m個除電單元中離子生成電極間電位差的脈動率[單位%] A-A’ 周期性帶電部的中心線 MD 薄片移動方向 TD 薄片寬度方向 Vf 背面平衡電位波形 I 來自高壓電源的輸出電流值[單位mA] Q 附著在以100m/分移動的薄膜表面的離子的電荷密度[單位μC/m2] d20 除電單元間隔[單位mm] SP 背面平衡電位的測定數據 I 來自高壓電源的輸出電流值測定數據
具體實施例方式 下面,參照附圖來說明本發明的電氣絕緣性薄片除電裝置的幾個實施方式。說明使用塑料薄膜(下面稱為薄膜)作為電氣絕緣性薄片的情況。但是,本發明不限于這些實例。
圖5是本發明除電裝置一實施方式的正面示意圖。該除電裝置5適用于薄膜的除電。圖5中,行走的薄膜S穿越引導輥5a與引導輥5b。引導輥5a和引導輥5b分別由電機(未圖示)向右旋轉。薄膜S由于引導輥5a、5b的旋轉,以速度u[單位mm/秒]沿箭頭5ab的方向連續移動。在引導輥5a與引導輥5b之間,沿薄膜S的移動方向(箭頭5ab的方向)間隔設置n個(其中,n為2以上的整數)除電單元SU1、...、SUn,由這些除電單元SU1、...、SUn構成除電裝置5。
第1個除電單元SU1由第1電極單元EUd1與第2電極單元EUf1構成。第1電極單元EUd1面向薄膜S的第1面100,相對第1面100間隔設置。第2電極單元EUf1面向薄膜S的第2面200,相對第2面200間隔設置。第1電極單元EUd1與第2電極單元EUf1夾持薄膜S彼此面對。
第1個除電單元SU1中,第1離子生成電極5d1連接于第1直流電源5c上,第2離子生成電極5f1連接于第2直流電源5e上。第1直流電源5c與第2直流電源5e彼此具有逆極性的電位。因此,第1離子生成電極5d1與第2離子生成電極5f1連接于彼此輸出逆極性電壓的直流電源上。
第2個除電單元SU2中,第1離子生成電極5d2連接于第2直流電源5e上,第2離子生成電極5f2連接于第1直流電源5c上。因此,第1離子生成電極5d2與第2離子生成電極5f2連接于彼此輸出逆極性電壓的直流電源上,并且,第1個除電單元SU1中的第1離子生成電極5d1與第2個除電單元SU2中的第1離子生成電極5d2連接于彼此輸出逆極性電壓的直流電源上,第1個除電單元SU1中的第2離子生成電極5f1與第2個除電單元SU2中的第2離子生成電極5f2連接于彼此輸出逆極性電壓的直流電源上。
當m為1以上n以下的整數時,第m個除電單元SUm與第1個除電單元SU1一樣,由面向薄膜S的第1面100的第1電極單元EUdm與面向薄膜S的第2面200的第2電極單元EUfm構成。第1電極單元EUdm與第2電極單元EUfm分別相對薄膜S間隔設置,夾持薄膜S彼此面對。第1電極單元EUdm具有第1離子生成電極5dm,第2電極單元EUfm具有第2離子生成電極5fm。
在各除電單元SUm中,第1離子生成電極5dm與第2離子生成電極5fm連接于彼此輸出逆極性電壓的直流電源上。在鄰接的第p個與第p+1個除電單元(其中p為1以上n-1以下的整數)中,第p個除電單元SUp中的第1離子生成電極5dp與第p+1個除電單元SUp+1中的第1離子生成電極5dp+1連接于彼此輸出逆極性電壓的直流電源上。第p個除電單元SUp中的第2離子生成電極5fp與第p+1個除電單元SUp+1中的第2離子生成電極5fp+1連接于彼此輸出逆極性電壓的直流電源上。
根據圖6A說明除電裝置5中的除電單元SUm(其中,m為1以上n以下的整數)的構成一例。圖6A中,第1電極單元EUdm具有第1離子生成電極5dm、和具有面對第1離子生成電極5dm的開口部SOgm的第1屏蔽電極5gm。第2電極單元EUfm具有第2離子生成電極5fm、和具有面對第2離子生成電極5fm的開口部SOhm的第2屏蔽電極5hm。
第1屏蔽電極5gm的開口部SOgm在第1離子生成電極5dm的頂端部附近,面向薄膜S開口,第2屏蔽電極5hm的開口部SOhm在第2離子生成電極5fm的頂端部附近,面向薄膜S開口。第1和第2屏蔽電極5gm、5hm設置成具有當向第1和第2離子生成電極5dm、5fm之間提供適當的電位差時,輔助各個離子生成電極5dm、5fm中的放電的功能。第1離子生成電極5dm與第2離子生成電極5fm夾持薄膜S彼此面對。
為了同時向薄膜S的雙面強制照射正負離子,最好向第1和第2離子生成電極之間賦予電位差,使第1和第2離子生成電極間的平均電場強度|Vm|/d1-m比0.26大。這里,d1-m[單位mm]是法線方向電極間距離,Vm[單位kV]是離子生成電極間電位差的時間平均值。這是因為若第1和第2離子生成電極間的平均電場強度為該值以上,則引起向薄膜S強制照射離子。該現象由本發明人通過知道放電電流的增加而確認。
即,本發明人發現,當第1和第2離子生成電極間的平均電場強度為0.26以上時,與兩個離子生成電極5dm、5fm不面對的狀態、即分別單獨使用的情況相比,放電電流增加,發現該電流的增加成為對薄膜S強制照射離子的標準。
并且,在相對配置第1電極單元EUdm與第2電極單元EUfm的構成的除電單元SUm中,作為第1電極單元和第2電極單元,通過如圖6D、圖6F所示,使用不將屏蔽電極5gm、5hm配置在離子生成電極5dm、5fm附近的離子生成電極露出型電極單元EUdm、EUfm,與使用將屏蔽電極5gm、5hm配置在離子生成電極5dm、5fm附近的電極單元EUdm、EUfm的情況相比,確認可使附著在薄膜S表面的離子量增加。
其理由如下所示。在當前業界使用的薄膜除電裝置中,不象本發明那樣夾持薄膜S相對配置兩個電極單元,而是單獨一個個地使用電極單元。此時,如圖6E所示,屏蔽電極5gm和屏蔽電極5hm分別配置在離子生成電極5dm和離子生成電極5fm的頂端附近,通過接地,從而在屏蔽電極5gm與離子生成電極5dm之間、或屏蔽電極5hm與離子生成電極5fm之間,提供穩定的電位差,生成離子,所以必需屏蔽電極。若沒有屏蔽電極,則放電變得不穩定等,不適于實用。
但是,根據本發明人的見解,判斷在相對配置第1電極單元EUdm與第2電極單元EUfm的本發明中,由于如后所述,以‘規定的共同電位’為基準,向相對的第1離子生成電極5dm與第2離子生成電極5fm彼此施加逆極性電壓,所以在離子生成電極5dm與離子生成電極5fm之間,得到穩定的離子生成電極間電位差,即便沒有屏蔽電極也可。
如圖6E所示,即便在相對配置具有屏蔽電極的電極單元的情況下,也如上所述,在第1屏蔽電極5gm與第1離子生成電極5dm之間、和第2屏蔽電極5hm與第2離子生成電極5fm之間,得到穩定的電位差。因此,即便使用具有屏蔽電極的電極單元也無妨。但是,此時,從第1和第2離子生成電極生成的離子大致分類為附著在薄膜S各面上的部分與經屏蔽電極泄漏到地面等的部分,后者無助于薄膜S各面的除電。
換言之,生成大量無用的離子。因此,即便就從電源提供給各離子生成電極的輸出電流而言,也必需向前者和后者雙方提供相當的電流,必需大容量的電源。從而,為了排除這種無用生成的離子,從離子生成電極生成的離子大部分附著在薄膜S的各面上,以小的輸出電流,高效地有助于薄膜S各面的除電,最好是將第1和第2電極單元設為離子生成電極露出型電極單元,夾持薄膜S相對配置第1離子生成電極與第2離子生成電極的方式。由此,電源由于輸出電流容量小而充分。
這樣,照射到薄膜S各面的離子量的絕對值達到30-150μC/m2程度。由此,可實現專利文獻1或專利文獻2中公開的技術中無法實現的薄膜S各面的電荷的大幅度降低。
本發明人除上述通過施加直流電壓、在第1與第2離子生成電極間賦予直流的離子生成電極間電位差的方法外,還研究如下方法,即向各除電單元的第1離子生成電極5d1至5dn與各除電單元的第2離子生成電極5f1至5fn施加逆極性的交流電壓,即各除電單元中向第1與第2離子生成電極間賦予交流的離子生成電極間電位差,從而向薄膜S的各面照射時間系列上變化的正負離子云對。
但是,在施加交流電壓的情況下,除電單元僅為1個,與專利文獻3和專利文獻4所述的一樣,在高速移動的薄膜S的各部中,僅向薄膜S的各面、沿薄膜S的移動方向周期性地照射單極性的離子,不能除電正負混合存在的帶電。因此,即便在施加交流電壓的情況下,也必需兩個以上的除電單元。
另一方面,除電單元數為2的情況,或以等間隔配置3個以上除電單元的情況如下所述,在薄膜S的特定移動速度下,產生除電能力低的現象。
即,在向各除電單元的第1離子生成電極5d1至5dn施加的交流電壓的相位相同的情況下,產生如下狀態,即在特定的移動速度下,在薄膜S上,相對于薄膜S的移動方向,周期性地產生從全部除電單元向薄膜S的第1面照射正極性離子的部位(向薄膜S的第2面照射負極性離子的部位)、和從全部除電單元向薄膜S的第1面照射負極性離子的部位(向薄膜S的第2面照射正極性離子的部位)。該狀態被稱為同步重疊狀態。
該狀態在施加的交流電壓的頻率為f[單位Hz]、全部除電單元間隔d2-1至d2-(n-1)為d20[單位mm]時,移動速度u[單位mm/sec]滿足式aua=d20·f(其中a為自然數)的關系的速度ua[單位mm/sec]時產生。
在同步重疊狀態下,有時產生如下兩個問題。
問題1由于離子照射在薄膜S上的各部位中偏向單極性,所以難以除電與薄膜S上的各部位中的偏向極性相同極性的電荷。
問題2由于在薄膜S的各面中,面對薄膜S的移動方向,周期性產生的正負離子的附著狀態在每個除電單元中同極性疊加,所以會使薄膜S各面的電荷增加。此時,由于薄膜S各面的電荷為逆極性,所以薄膜S為‘外觀上不帶電’的狀態。
另一方面,在施加交流電壓的情況下,在電壓變為零的時刻(消弧點)前后,生成的離子量為零或非常少。因此,滿足式bub=2d20·f(其中b為自然數)的速度ub[單位mm/sec]產生如下問題。
問題3在薄膜S上產生從任一除電單元照射的離子量都少的部位。
在b為偶數的情況下,意味著同步重疊,在離子照射量多的部分,產生上述問題1和問題2,在離子照射量少的部分,產生上述問題3。在b為奇數的情況下,在所謂反同步重疊的狀態下,不產生上述問題1和問題2。但是,在薄膜S上,相對于薄膜S的移動方向,以ub/2f[單位mm]周期,產生正離子、負離子的照射量均多的部分、與上述問題3的正離子、負離子的照射量均少的部分。正離子、負離子的照射量均多的部分的除電能力高,沒有問題。另一方面,正離子、負離子的照射量均少的部分的除電能力低。在由這種除電裝置進行除電的情況下,裝置整體的除電能力中、在薄膜S上以ub/2f[單位mm]周期出現的、除電能力低的部分為主。即,裝置整體的除電能力低。
在將薄膜S的移動速度限制為恒定或窄范圍的工序設為除電裝置的適用對象的情況下,可選擇除電單元間隔d20或施加電壓的頻率f,使薄膜S的移動速度范圍內不包含產生上述同步重疊和反同步重疊問題的移動速度。但是,在包含薄膜S的卷繞的工序中,薄膜S的移動速度從零大大變化至高速、例如數100m/分左右。在將這種工序設為除電裝置的適用對象的情況下,當考慮到除電裝置的實用范圍的尺寸時,有時很難選擇除電單元間隔d20或施加電壓的頻率f,使全部移動速度中不包含產生上述同步重疊和反同步重疊問題的移動速度。
可通過對每個除電單元改變施加的交流電壓的相位或頻率、或改變除電單元間隔d2-1至d2-(n-1),避免完全的同步重疊。但是,根據本發明人們的見解,即便避免完全的同步重疊,不依賴于薄膜S的移動速度、使正負離子照射量(照射次數)完全平衡也不容易。
這樣,在薄膜S的移動速度變化大的工序中,通過向各除電單元的第1與第2離子生成電極施加逆極性的交流電壓,在第1與第2離子生成電極之間賦予交流的離子生成電極間電位差的情況下,上述同步重疊和反同步重疊的問題未完全消除。
因此,尤其是在薄膜S的移動速度變化大的工序中,向各除電單元的第1離子生成電極與第2離子生成電極之間賦予直流的離子生成電極間電位差變得重要。在賦予交流的離子生成電極間電位差的情況下,必需對應于薄膜S的移動速度的、除電單元間隔d2-1至d2-(n-1)的設計變更。另一方面,在賦予直流的離子生成電極間電位差的情況下,不必對應于薄膜S的移動速度的除電單元間隔的設計變更。結果,得到可容易構筑簡便使用的除電裝置的特別好的效果。
作為向第1離子生成電極與第2離子生成電極之間賦予直流的離子生成電極間電位差的方法,如上述的方式所示,除向第1與第2離子生成電極施加相對于接地電位為逆極性的直流電壓的方法外,還有向第1與第2離子生成電極施加相對于接地電位為相同極性不同值的直流電壓的方法、和以第1或第2之一離子生成電極的電位為接地電位、僅向另一離子生成電極施加直流電壓的方法。另外,還有施加在這些直流電壓上重疊同相位的交流電壓的電壓的方法。
但是,在向第1與第2離子生成電極施加相對于接地電位為同極性的直流電壓的情況下,施加電壓的絕對值小的一側的離子生成電極生成與施加電壓逆極性的離子。即,由于對離子生成電極的施加電壓的極性與流過離子生成電極的電流極性不一致,所以必需使用稱為四象限型電源或吸入型電源(例如TRek株式會社制交直兩用高壓放大器MODEL20/20B等)的電源。
在向第1與第2離子生成電極施加重疊同相位的交流電壓的直流電壓的情況下,也產生同樣的問題,所以此時也必需選擇電源。
另外,例如在向第1離子生成電極施加相對于‘規定的共同電位’(例如0[單位V])為正的電壓,第2離子生成電極被接地,電位為0[單位V]的情況下,也會因第1與第2離子生成電極間電位差而使逆極性的離子分別附著在薄膜S的各面上。尤其是在‘規定的共同電位’為0[單位V]的狀態下,在向全部離子生成電極賦予某個電位的情況下,由于產生薄膜S的移動方向上鄰接的除電單元的各第1或第2離子生成電極間的電位差,故可使更多的離子附著在薄膜S的各面上。該方式更好。
在離子生成電極的附近配置屏蔽電極的情況下,若相對的離子生成電極間電位差的極性與離子生成電極和配置于其附近的屏蔽電極間的電位差的極性為逆極性,則抑制離子生成。
這例如是第1離子生成電極5d1的電位為+10Kv,第2離子生成電極5f1的電位為+20kV,第1與第2屏蔽電極5g1、5h1的電位為0kV的情況。此時,就第2離子生成電極而言,對于相對的第1離子生成電極的電位差為+10Kv,對于第2屏蔽電極的電位差為+20kV,極性一致,就第1離子生成電極而言,對于相對的第2離子生成電極的電位差為-10Kv,對于第1屏蔽電極的電位差為+10kV,極性不一致,抑制第1離子生成電極中離子的生成。
此時,盡管很少,但從第1離子生成電極照射的正離子比從第2離子生成電極照射的負離子多,作為薄膜整體,帶正電。這樣,在第1和/或第2離子生成電極附近配置屏蔽電極的情況下,最好屏蔽電極的電位為第1與第2離子生成電極的電位的中間電位。
尤其是為了避免離子生成電極與屏蔽電極之間的火花放電,最好屏蔽電極的電位為第1與第2離子生成電極的平均(在上述例中為+15kV)。但是,在配置屏蔽電極的情況下,從防止向周邊構造物放電或附近作業者的安全等的觀點看,最好屏蔽電極的電位為接地電位。
因此,向第1和第2離子生成電極施加對于接地電位的絕對值大致相等的逆極性的直流電壓、屏蔽電極的電位為接地電位的構成是使用屏蔽電極時的最佳構成。在該構成中,施加于離子生成電極上的電壓極性與流過離子生成電極的電流極性也一致。因此,不必在先例舉的四象限型電源等特別電源,可使用一般的高壓電源,所以從這點看,該方式好。
最好賦予離子生成電極間電位差,使之變為脈動率為5%以下的直流電位差。這是因為若離子生成電極間電位差有某種程度以上的脈動,則離子生成電極的離子生成量和附著于薄膜S各面的離子量隨著時間產生不均。此時,產生與賦予交流離子生成電極間電位差的情況一樣的問題,即依賴于薄膜S的移動速度,在薄膜S的移動方向上產生離子過剩附著不均勻引起的帶電、或正離子、負離子的附著量均少的部分等問題。
就該問題而言,本發明人發現如下現象,在使夾持薄膜S相對的離子生成電極間產生強電場、強制照射離子的本發明中,若相對的離子生成電極間的電場稍變化,則照射到薄膜S各面的離子量中產生大的變化。認為該現象基于下述的原因。
原因A離子生成量受先行離子的影響。即,若離子生成電極間電位差的絕對值稍低,相對的離子生成電極間的電場強度稍弱,則由于離子生成電極頂端附近存在的、先行離子產生的空間電場的影響,離子生成量大幅度下降。
原因B在夾持薄膜S相對的離子生成電極間形成強的電場,離子不太擴散,利用離子生成電極間的電場引起的漂移,向薄膜S的各面照射離子。因此,離子生成量的變動基本上不變,仍為對薄膜S的附著離子量的變動。
本發明人發現,在各除電單元中,若脈動率為離子生成電極間電位差的時間平均值的絕對值的5%以上,則引起離子生成量的時間變動的、薄膜S的移動方向上的附著離子量的不均勻度為脈動率的值以上的大小。因此,最好脈動率為離子生成電極間電位差的時間平均值的絕對值的5%以下。尤其是在脈動率為1%以下的情況下,薄膜S的移動方向上的附著離子量的不均勻度實質上視為零,為最好。
在法線方向電極間距離為d1-m[單位mm],離子生成電極間電位差的時間平均值Vm[單位kV]的絕對值比16kV小,并且,第1離子生成電極的頂端與第2離子生成電極的頂端之間的平均電場強度|Vm|/d1-m比0.35kV/mm小的情況下,若離子生成電極間電位差的脈動率ym為20%以下,則薄膜S的移動方向上的附著離子量的不均勻很小。
認為這是因為在第1和第2離子生成電極間的平均電場強度|Vm|/d1-m比0.35kV/mm小的情況下,由于依賴于平均電場強度的離子的漂移不足夠大,所以離子的擴散影響相對大,即便因脈動率ym的變動,離子生成量多少有變動,附著離子量的不均勻也相對小。但是,若離子生成電極間電位差的時間平均值的絕對值為16kV以上,則由于離子生成電極頂端附近的空間離子的影響顯著呈現,所以不好。當脈動率ym為20%以上時,由于附著離子量的不均勻度為脈動率ym的2倍左右以上,所以不好。
但是,通過使用減小離子生成電極間的電場強度的方法、或減小離子生成電極間電位差的時間平均值的絕對值的方法,可減小附著離子量的不均勻,但同時附著離子量自身也變少。因此,在滿足平均電場強度|Vm|/d1-m≥0.35的范圍內,最好賦予脈動率為5%以下的直流電位差。
第1和第2離子生成電極間的平均電場強度|Vm|/d1-m的上限由向火花放電的移動來確定。根據非專利文獻1,負電暈的火花電壓、即施加負直流電壓時的負電暈放電移動到火花放電的電壓的絕對值Vb[單位kV]與電極間距離d[單位mm]成正比,約為1.5d。另一方面,正電暈火花電壓、即施加正直流電壓時的正電暈放電移動到火花放電的電壓約為所述絕對值Vb的1/2,即0.75d。
由此,若滿足平均電場強度|Vm|/d1-m≥1.5的關系,則無論正負施加電壓,均可抑制離子生成電極彼此之間的火花放電。在離子生成電極附近配置屏蔽電極的構成的情況下,在離子生成電極與屏蔽電極之間不發生火花放電的范圍中選擇電壓。
在向第1和第2離子生成電極施加對于接地電位為逆極性的直流電壓的情況下,使用的直流電源最好相對于最大額定輸出電壓,脈動率為5%以下。脈動率為1%以下更好。另一方面,即便直流電源自身的電壓輸出標準相對于最大額定輸出電壓超過脈動率5%,也最好在相對于使用電壓的脈動率為5%以下的電壓設定下使用,更好是脈動率為1%以下。
這是因為若施加于第1離子生成電極的直流電壓的脈動率x1-m、與施加于第2離子生成電極的直流電壓的脈動率x2-m的平均脈動率xm(=(x1-m+x2-m)/2)為5%以下,則即便脈動量(交流分量)的相位為逆相位,離子生成電極間電位差的脈動率ym也為5%以下。
因此,若與在直流電壓上積極重疊同相位的交流電壓的情況相區別,施加于第1與第2離子生成電極上的直流電壓的脈動率之平均脈動率若為5%以下,則不必關心相位就可簡便利用,最好。為了使離子生成電極間電位差的脈動率ym為1%以下,最好施加向第1與第2離子生成電極施加的直流電壓的脈動率之平均脈動率為1%以下的直流電壓。此時,同樣可不關心脈動的相位來使用。
從對薄膜S的附著離子量對不均勻的影響的觀點看,電壓脈動率的下限盡管不必特別考慮,但實用上脈動率最好為0.01%以上。這是因為即便施加此上的高精度的直流電壓,也基本上沒有對薄膜S的附著離子量對不均勻的影響,而電源價格變高。
滿足這些條件的脈動部的波形可以是三角波,另外,也可以是正弦波、矩形波、鋸齒波。圖7中示出存在這種三角波變動的直流電壓的波形一例。
相反,在交流分量的相位可控制,施加于第1離子生成電極上的電壓與施加于第2離子生成電極上的電壓中的交流分量的相位為同相位的情況下,即便向各個離子生成電極的施加電壓的脈動率為5%以上,離子生成電極間電位差的脈動率只要為5%以下即可。但是,即便離子生成電極間電位差的脈動率ym為5%以下,對第1和第2離子生成電極的施加電壓的平均電壓極性反轉的脈動也不好。
這是因為如上所述,在向第1和第2離子生成電極施加對于接地電位為同極性的電壓的情況下,薄膜S有時很少地帶電施加電壓的極性。因此,最好施加于第1離子生成電極上的電壓與施加于第2離子生成電極上的電壓之和的振幅為施加于第1離子生成電極上的電壓與施加于第2離子生成電極上的電壓的電位差時間平均值、即Vm的絕對值的0.975倍以下。
上面,舉例說明使用兩個除電單元SU1、SU2,第1個除電單元SU1中的離子生成電極間電位差為正、第2個除電單元SU2中的離子生成電極間電位差為負的情況,但離子生成電極間電位差的極性相反也無妨。
除電單元的總數n利用想除電的帶電量(電荷密度)或薄膜S的移動速度等,取2以上的任意值。但是,此時,離子生成電極間電位差為正的除電單元的數量與離子生成電極間電位差為負的除電單元的數量最好大致相等。這是因為若例如離子生成電極間電位差為正的除電單元的數量比離子生成電極間電位差為負的除電單元的數量多,則該差數的除電單元大多作用于使薄膜S的第1面移位到正(第2面為負)極性,而非有助于除電。但是,由于此時具有細的帶電狀態的部分上也選擇性地附著大量離子,所以就降低細的帶電狀態的效果而言,沒變化。還保持外觀上不帶電的狀態。
所謂離子生成電極間電位差為正的除電單元的數量與離子生成電極間電位差為負的除電單元的數量大致相等是指設離子生成電極間電位差為正的除電單元的數量為n個除電單元中、滿足n/4<k<3n/4的整數、k個。這是因為即便有使薄膜S的各面帶電移位到一邊極性的除電單元,整體的半數以上的除電單元仍不使薄膜S的各面帶電移位到一邊的極性,平衡好地照射正負各個離子。
為了平衡最好地照射正負各個離子,例如全部除電單元的n/2個(小數點以下舍去)除電單元中的離子生成電極間電位差的極性與其它除電單元中的離子生成電極間電位差的極性為逆極性的構成。即,若n為偶數,則構成為全部除電單元的半數除電單元的離子生成電極間電位差的極性為正,剩余除電單元中離子生成電極間電位差的極性為負。若n為奇數,則構成為離子生成電極間電位差為正的除電單元數量與離子生成電極間電位差為負的除電單元數量差1。
鄰接的除電單元彼此的離子生成電極間電位差如上所述的方式所示,最好彼此為逆極性。這是因為例如在10個除電單元構成的除電裝置中,在上游5個除電單元的離子生成電極間電位差為正、下游5個除電單元的離子生成電極間電位差為負的情況下,通過全部除電單元后的薄膜S的第1面移位到負(第2面為正)極性,容易帶電。
該帶電原因是由于向薄膜S各面的附著離子量受到薄膜S各面的帶電量產生的影響。例如,是因為向第1面強帶正電的薄膜S照射負離子的情況與向第1面不帶電的薄膜S照射負離子的情況相比,傾向于負離子對薄膜S的附著量變多(逆極性的情況下有相同的傾向)。
最好方式構成為如相對薄膜S的移動方向交互照射正負離子那樣,鄰接的除電單元彼此的離子生成電極間電位差彼此為逆極性的電位差。
在相對于薄膜S的移動方向、鄰接的第p個與第p+1個(其中p為1至n-1的整數)除電單元彼此的離子生成電極間電位差彼此取逆極性的電位差的情況下,鄰接的第p個與第p+1個除電單元的除電單元間隔d2-p[單位mm]最好為鄰接的第p個與第p+1個除電單元的法線方向電極間距離值d1-p與d1-(p+1)的最大值的0.8倍以上、3.0倍以下,更好是鄰接的第p個與第p+1個除電單元的法線方向電極間距離值d1-p與d1-(p+1)的最大值的0.8倍以上、2.0倍以下。
這是因為若離子生成電極間電位差為逆極性的除電單元的鄰接距離為法線方向電極間距離值的最大值的2.0倍以下,則由于鄰接除電單元中各離子生成電極形成的相互電場,增強針尖附近電場,離子生成量增加。
若離子生成電極間電位差為逆極性的除電單元的鄰接距離比法線方向電極間距離值的最大值小,則離子生成量增加,但生成離子容易向鄰接的離子生成電極移動,在到達薄片S的表面之前再結合。并且,若除電單元間隔接近法線方向電極間距離值的最大值的0.8倍以下,則離子的再結合比例對應于離子生成量的增加量增加,故到達薄片S的表面的離子量減少。
另一方面,如下考慮鄰接的除電單元中、離子生成電極間電位差的極性為同極性的部分。
即,在鄰接的第p個與第p+1個(其中p為1至n-1的整數)除電單元彼此的離子生成電極間電位差為同極性的情況下,鄰接的第p個與第p+1個除電單元的除電單元間隔d2-p[單位mm]最好為鄰接的第p個與第p+1個除電單元的法線方向電極間距離值d1-p與d1-(p+1)的最大值的2.0倍以上。
這是因為與離子生成電極間電位差彼此為逆極性的除電單元的情況相反,若離子生成電極間電位差為同極性的除電單元的距離比法線方向電極間距離值的最大值的2.0倍小,則由于鄰接的離子生成電極間的電場,針尖附近的電場相互減弱,離子生成量減少。若除電單元的鄰接距離為法線方向電極間距離值的最大值的2.0倍以上,則即便鄰接的除電單元的離子生成電極間電位差均為同極性,也基本上不影響各個離子生成電極的針尖附近電場,離子生成量基本上不減少。
在各除電單元的第1電極單元具有第1屏蔽電極,并且第2電極單元具有第2屏蔽電極,鄰接的第p個與第p+1個(其中p為1至n-1的整數)除電單元彼此的離子生成電極間電位差彼此為逆極性電位差的情況下,鄰接的第p個與第p+1個除電單元間隔d2-p[單位mm]最好為鄰接的第p個與第p+1個除電單元的寬度尺寸Wp與Wp+1的平均值(Wp+Wp+1)/2[單位mm]的1.0倍以上、1.5倍以下。
若離子生成電極間電位差為逆極性的除電單元的鄰接距離近,則在鄰接的離子生成電極之間,由于針尖附近電場相互增強,所以各個離子生成電極中離子生成量增加。因此,最好鄰接的第p個與第p+1個除電單元間隔d2-p[單位mm]為鄰接的第p個與第p+1個除電單元的寬度尺寸平均值(Wp+Wp+1)/2[單位mm]的1.5倍以下。但是,若離子生成電極間電位差為逆極性的除電單元的鄰接距離過近,則逆極性的離子彼此在到達薄片S的表面之前再結合。
在各除電單元的各電極單元具有屏蔽電極的情況下,離子不會僅集中在連結第1與第2離子生成電極的線段部分,具有大致匹配于各除電單元寬度尺寸的寬度,照射到薄膜S的表面上。這是因為連結第1與第2離子生成電極的線段周圍的法線方向電場因屏蔽電極而變弱。根據該離子的寬度,最好鄰接的第p個與第p+1個除電單元間隔d2-p[單位mm]為鄰接的第p個與第p+1個除電單元的寬度尺寸平均值(Wp+Wp+1)/2[單位mm]的1.0倍以上。
沿薄膜S的移動方向鄰接的離子生成電極彼此在相互增強針尖附近電場的情況下,傾向于從鄰接的各離子生成電極照射的逆極性的離子量相互平衡。因此,減小每個除電單元的離子生成能力之差,為最理想。
在各除電單元的第1電極單元具有第1屏蔽電極,并且第2電極單元具有第2屏蔽電極,鄰接的第p個與第p+1個(其中p為1至n-1的整數)除電單元彼此的離子生成電極間電位差為同極性的情況下,鄰接的第p個與第p+1個除電單元間隔d2-p[單位mm]最好為鄰接的第p個與第p+1個除電單元的寬度尺寸平均值(Wp+Wp+1)/2[單位mm]的1.5倍以上。
理由如下。即,這是因為在各除電單元的各電極單元具有屏蔽電極的情況下,大多離子生成電極與屏蔽電極之間的電場在放電上起支配作用,但若鄰接的第p個與第p+1個除電單元間隔d2-p[單位mm]為鄰接的第p個與第p+1個除電單元的寬度尺寸平均值(Wp+Wp+1)/2[單位mm]的1.5倍以下,則不能忽視鄰接的除電單元的離子生成電極間電位差的影響,針尖附近電場相互減弱。
在鄰接的第p個與第p+1個除電單元間隔d2-p[單位mm]比鄰接的第p個與第p+1個除電單元的寬度尺寸平均值(Wp+Wp+1)/2[單位mm]的1.5倍大的情況下,離子生成量與1.5倍的情況基本沒變化。
認為薄膜S的移動方向上鄰接的除電單元中、離子生成電極間電位差的極性與除電單元間隔的關系即便在薄膜S的寬度方向上的部分電極間,相同的關系也成立。
圖12A是本發明除電裝置中使用的離子生成電極露出型電極單元一例的立體圖,圖12B是本發明除電裝置中使用的、具有屏蔽電極的電極單元一例的立體圖。圖12A和圖12B中,離子生成電極8a由多個針狀電極的部分電極8a1、8a2、..形成。在薄膜S的寬度方向上鄰接的各部分電極的間隔d5小的情況下,即滿足d5<0.8d1-m的關系的情況下,對于薄膜S的寬度方向上鄰接的各部分電極,彼此施加逆極性電壓,若賦予大的電位差,則從各部分電極生成的正、負離子容易再結合,中和。結果,附著于薄膜S各面上的離子量減少。
因此,施加于薄膜S寬度方向上鄰接的各部分電極上的電壓最好相對于‘規定的共同電位’(例如0[單位V]電位的接地電位)彼此為同極性等,電位差小。由此,抑制正、負離子的再結合、和由此引起的來自電源的輸出電流增加,可使用小容量的電源。
在施加于薄膜S寬度方向上鄰接的各部分電極上的電壓相對于‘規定的共同電位’彼此為逆極性,薄膜S的寬度方向上鄰接的各部分電極的間隔d5大的情況下,即滿足d5≥0.8d1-m的關系的情況下,抑制生成的正、負離子的結合,但難以相對于薄膜S的寬度方向整個面均勻附著離子。因此,最好是如下方式,薄膜S的寬度方向上鄰接的各部分電極的間隔d5具有比除電單元法線方向電極間距離的最大值的0.8倍小的值,向薄膜S的寬度方向上鄰接的各部分電極彼此施加同極性的電壓。離子生成電極也可不是部分電極的集合體,而是由單一導體構成的引線電極。此時的d5視為零。
即便構成為設離子生成電極間電位差為正的除電單元的數量與離子生成電極間電位差為負的除電單元的數量為大致相同數量,薄膜S的移動方向上鄰接的除電單元中的離子生成電極間電位差的極性彼此為逆極性,通過全部除電單元后的薄膜S的各面在正或負之一的極性上也會稍強地帶電。作為原因,考慮以下3點。
原因C相對于薄膜S的移動方向,從最下游的除電單元起,對薄膜S各面的附著離子量如上所述,由于薄膜S各面中存在的帶電影響,容易變多,薄膜S的各面在一個極性帶電。薄膜S的移動速度越慢,該傾向越強。另外,在電極單元是離子生成電極露出型的情況下,傾向更強。
原因D各除電單元存在離子生成能力的差。例如,在第1個除電單元中相對于薄膜S各面的離子生成量少,第2個除電單元中相對于薄膜S各面的離子生成量多的情況下,薄膜S的各面受到來自第2個帶電單元的離子照射影響,帶電。
原因E電源故障等引起的從各除電單元生成離子的功能停止。在從離子生成的功能已停止的除電單元向薄膜S各面應照射的離子的極性與逆極性上薄膜S的各面帶電。在僅輸出正電壓的直流電源、或輸出負電壓的直流電源單側故障的情況下,若向薄膜S的一個面的離子附著停止,則相應地,也抑制向薄膜S的相反面的離子附著,所以薄膜S外觀上基本不帶電。
由于原因C至E,即便在薄膜S的各面正或負之一的極性帶電的情況下,薄膜S也處于外觀上不帶電狀態。薄膜S的各面中基本上沒有細致的帶電不均勻或周期性帶電,薄膜S的各面處于直流地逆極性帶電的狀態。
即便是具有這種帶電狀態的薄膜,該帶電自身成問題的也較少。這是因為在涂布不均勻或淀積后的靜電斑痕的發現等中,大多帶電狀態等所示的薄膜的局部帶電成問題。
圖8表示本發明除電裝置的另一實施方式。在期望薄膜S各面的帶電量較低的情況下,最好使用圖8所示的除電裝置。圖8中,在薄膜S的第2面200與導電性部件(引導輥5b)接觸的狀態下,由電位計等電位測定部件5m測定除電后(通過全部除電單元后)的薄膜S的第1面100的電位。由離子生成電極間電位差的控制部件5n控制1個以上除電單元中的離子生成電極間電位差,使測定的電位的絕對值小。
例如,若測定的薄膜S的第1面100的電位(第1面100的背面平衡電位)為正,則在施加于第1離子生成電極的電壓為正的除電單元中,減小正的施加電壓的絕對值,減小正的離子生成電極間電位差。或者,在施加于第1離子生成電極的電壓為負的除電單元中,增大負的施加電壓的絕對值,增大負的離子生成電極間電位差。由此,通過控制成薄膜S的第1面100的電位接近零,可將薄膜S各面的帶電量調整得較低。
這里,舉例薄膜S的第1面100的電位為正的情況,但電位為負的情況下,只要執行與上述相反的控制即可,另外,在薄膜S的第1面100與導電性部件接觸的狀態下,通過測定薄膜S的第2面200的背面平衡電位,可執行同樣的控制。
在通過全部除電單元后的薄膜S的各面依賴于最下游除電單元中的離子生成電極間電位差的極性而易帶電的情況下,最好事先使最下游、即第n個除電單元SUn中的離子生成電極間電位差的絕對值小于其它除電單元中的離子生成電極間電位差的絕對值。或者,最好使最下游的除電單元SUn的法線方向電極間距離d1-n比其它除電單元的法線方向電極間距離d1-1至d1-(n-1)大。另外,也可使最下游的第n個除電單元的電極錯位量d0-n比其它除電單元的大。
并且,在包含最下游的第n個的一個以上除電單元的第1和第2電極單元中,也可不使用圖12A的離子生成電極露出型電極單元8A,而使用圖12B的在離子生成電極附近具有屏蔽電極的電極單元8B等,減少最下游除電單元中的離子照射量。這些方法既可僅對最下游的除電單元使用,也可從除電單元的上游向下游漸進地使用。
圖9示出本發明除電裝置的再一實施方式。圖9中,除電裝置5在多個直流除電單元的下游還具有夾持薄膜S相對配置的交流除電單元,該交流除電單元具有第1交流離子生成電極5i與第2交流離子生成電極5j。
該交流除電單元也可是多個。由交流電源5k、5l向第1交流離子生成電極5i與第2交流離子生成電極5j彼此施加逆極性的交流電壓,向第1交流離子生成電極5i與第2交流離子生成電極5j之間賦予交流的離子生成電極間電位差。由此,薄膜S的各面沿薄膜S的移動方向形成正負弱的帶電不均勻,薄膜S的各面帶電不偏向單極性。
尤其是在薄膜S的移動開始之后或停止之前等,速度變化率大的情況下,最好積極使用交流除電單元。在圖5的除電裝置中,若薄膜S的移動速度恒定,則對薄膜S各面各部的正負離子照射的平衡不會因移動速度而大地失衡。
但是,在移動開始或停止之前等,薄膜S的速度變化的比例大的部分中,薄膜S通過第1個除電單元之下時的移動速度與通過第2個除電單元之下時的移動速度大不相同。從而,從第1個除電單元向薄膜S各面每單位面積照射的離子量、與從第2個除電單元向薄膜S各面每單位面積照射的離子量產生大的差異。由于產生該大的差異是加速開始、減速之前的很少的時間(數秒左右),所以僅在該期間也可控制成截斷或降低施加電壓。
由于直流電源的故障等,即便在薄膜S的各面帶電單極性的情況下,也由于最下游具備交流除電單元,也可降低薄膜S各面的單極性帶電,所以最好在直流除電單元的更下游具備交流除電單元。
尤其是在離子生成電極露出型電極單元的情況下顯著,但在各除電單元的第1和第2離子生成電極為針狀構造的部分電極的情況下,有時薄膜S的各面中,沿薄膜S的寬度方向產生生成離子的附著不均勻。其理由如下。
理由1相對配置的第1和第2離子生成電極間的電場強,尤其是相對的針狀部分電極正下方的電場強,所以生成的離子容易面向針狀部分電極正下方的薄膜S的各面,加速附著。
理由2在沿薄膜S的寬度方向排列多個的鄰接針狀部分電極彼此之間的范圍中,由于電場比各針狀部分電極正下方的弱,所以生成離子的加速力弱,附著離子量變少。
在這種情況下,也由于在最下游具備交流除電單元,可緩和薄膜S的寬度方向的附著離子量的不均勻,所以最好在直流除電單元的更下游具備交流除電單元。
作為下游具備的交流除電單元的電極單元,最好使用圖12B的離子生成電極附近具有屏蔽電極的電極單元8B,而非圖12A的離子生成電極露出型電極單元8A。這是因為通過使用具有屏蔽電極的電極單元,可相對薄膜S的各面,沿薄膜S的寬度方向,無大的不均勻而均勻附著離子。此時,也可向屏蔽電極賦予接地電位。
為了避免由于電源的故障等、薄膜S的各面帶電逆極性,最好將一個除電單元的第1離子生成電極與另一個除電單元的第2離子生成電極連接于單一電源上。若在單一電源上連接第1離子生成電極的除電單元數量與連接第2離子生成電極的除電單元數量相同,則執行這種連接的除電單元的數量不特別限定。這樣,例如在一個直流電源故障的情況下,總共的離子照射量減少,但由于照射到薄片S的各面的離子量正負均減少,所以可避免薄膜S各面的過剩帶電,得到在故障的情況下、也很少使薄膜S的各面帶電單個極性的除電裝置。
在本發明的除電裝置中,施加于各離子生成電極上的直流電壓在大氣壓中,其絕對值最好為3kV以上15kV以下程度。法線方向電極間距離最好為10mm以上50mm以下。各除電單元的離子生成電極頂端最好完成相對配置,即沿薄膜S的移動方向無錯位地相對配置。但是,如上所述,在薄膜S通過全部直流除電單元之后,薄膜S各面中的帶電移位到正負之一單極性的情況下,最好積極調整最下游第n個直流除電單元的電極錯位量d0-n,使薄膜S各面的正負帶電平穩。
下面,使用實施例和比較例,說明使用本發明的除電裝置進行薄膜除電的結果。
利用如下方法進行實施例和比較例中除電效果的評價。
薄膜各面的背面平衡電位和電荷密度的測定方法 使與薄膜的被評價面相反的面緊貼在直徑為10cm的硬鉻合金電鍍輥構成的金屬輥上,測定被評價面的電位。作為電位計,使用モンロ-エレクトロニクス(株)社制模型224,作為其傳感器,使用具有開口部直徑為0.5mm的モンロ-エレクトロニクス(株)社制探針1017EH。將電位計置于薄膜上0.5mm的位置。該位置下的視野根據モンロ-エレクトロニクス(株)社目錄,為直徑約1mm的范圍。使用線性電機,邊以約1m/分的低速旋轉金屬輥,邊用電位計測定背面平衡電位Vf[單位V]。
利用下面的方法求出背面平衡電位分布。即,沿薄膜寬度方向,使電位計掃描對應于電極單元構造的適當距離(例如針寬度方向間隔的2倍左右的距離,通常為20mm左右的距離),確定得到絕對值最大值的寬度方向的位置。接著,固定寬度方向的位置,使電位計沿除電處理薄膜時的薄膜移動方向、即薄膜的長度方向掃描,測定電位。就薄膜面內的背面平衡電位而言,二維測定全部點是理想的,但是,利用所述薄膜長度方向的電位分布,近似薄膜面內的電位分布。
在薄膜寬度超過1m的情況下,在薄膜寬度方向的大致中央部與端部,切出20mm左右,使電位計掃描,搜索得到最大值的場所,之后,沿除電處理薄膜時的薄膜移動方向,使電位計掃描,測定電位。另外,在除電前的薄膜寬度方向的特定位置發現局部強的帶電部位的情況下,對除電前、后的薄膜,在其寬度方向位置沿薄膜的移動方向使電位計掃描,測定電位。
利用背面平衡電位Vf[單位V],根據關系式σ=C×Vf(其中,C為每單位面積的靜電容量[單位F/m2],求出傳感器正下方的薄膜被評價面的電荷密度σ[單位C/m2]。由于薄膜厚度比測定視野小得多,所以每單位面積的靜電容量C由平行平板的靜電容量C=ε0×εr/df(其中,df為薄膜厚度,ε0為真空中的介電常數8.854×10-12F/m,εr為薄膜的比介電常數)近似。聚對苯二甲酸乙二醇酯的比介電常數εr為3。
當在本發明中判定除電效果時,從以下的兩個觀點進行判定。
判定1除電前,薄膜的各面(表面與背面或第1面與第2面)均正負強帶電,并且雙面逆極性帶電的薄膜中,除電后的電荷密度的振幅是否大幅度降低。
在該判定中,使用除電前薄膜的各面以振幅150μC/m2以上的電荷密度逆極性帶電的薄膜,按下面的3個階段進行判定。
‘最好’除電后的電荷密度的振幅為30μC/m2以下。
‘好’除電后的電荷密度的振幅為30μC/m2以上,但振幅在除電前后下降30μC/m2以上。
‘不可’除電前后的電荷密度的振幅下降小于30μC/m2。
將電荷密度的振幅基準設為30μC/m2是因為在作為現有除電技術執行的除電的‘外觀上除電’中,雙面雙極性帶電的電荷密度下降為零或絕對值最高為1μC/m2,明確可除電比其大的量的電荷。
判定2除電前,薄膜各面實質上為不帶電的薄膜中,除電后的薄膜中是否發生過剩的帶電。
在該判定中,使用在除電前薄膜各面的電荷密度絕對值為30μC/m2以下的薄膜,按下面的4個階段進行判定。
‘最好’除電后的電荷密度絕對值的最大值為30μC/m2以下,電荷密度的振幅為60μC/m2以下。
‘好’除電后的電荷密度絕對值的最大值為100μC/m2以下,電荷密度的振幅為60μC/m2以下。
‘比較好’除電后的電荷密度絕對值的最大值為100μC/m2以下,電荷密度的振幅比60μC/m2大,且為90μC/m2以下。
‘不可’除電后的電荷密度絕對值的最大值大于100μC/m2,和/或電荷密度的振幅大于90μC/m2。
實驗1使用電極單元8B(圖12B)(非離子生成電極露出型的電極單元)、鄰接除電單元的離子生成電極間電位差為逆極性直流電位差的除電裝置,與使用電極單元7(圖14)、離子生成電極間電位差為交流電位差的除電裝置使用生膠片A-1的比較實驗。
實施例1 在圖5所示的除電裝置5中,使用寬度為300mm、厚度為38微米的2軸延伸的聚對苯二甲酸乙二醇酯薄膜S(東レ株式會社制ルミラ-38S28,稱為生膠片A-1),作為電氣絕緣性薄片S,使薄膜S以表1所示的速度u[單位m/分]移動。對生膠片A-1,在除電前,如圖10所示,在薄膜S的寬度方向10mm的范圍內,沿薄膜S的移動方向實施1.1至1.2mm周期的周期性帶電。
圖10的箭頭TD表示薄膜S的寬度方向,箭頭MD表示薄膜S的移動方向。周期性帶電部(圖10的A-A’部分)的第1面的背面平衡電位分布如圖11所示,為沿薄膜S的移動方向、以0V為中心、振幅為270V(各面的電荷密度振幅為190μC/m2)的大致正弦波狀,第2面的背面平衡電位分布與第1面的背面平衡電位逆極性,絕對值大致相同。另外,確認帶電部分(寬度10mm的部分)以外的薄膜S各面各部的背面平衡電位的絕對值為15V以下,其電荷密度在-10至+10μC/m2范圍內,為基本不帶電的狀態。
使用圖12B的電極單元8B(HER型電極-春日電機株式會社制)作為第1和第2電極單元。電極單元8B中的離子生成電極5d1至5dn和離子生成電極5f1至5fn由針電極列8a(部分電極8a1、8a2、..的集合體)構成。各電極單元中的各針電極的間隔d5全部為10mm。針電極列8a與屏蔽電極8b由絕緣材料(氯乙烯)8d、8e彼此絕緣。屏蔽電極8b沿寬度方向連續配置。
在各除電單元中,與薄膜S的移動方向正交地、且與薄膜S的面平行地、夾持薄膜S配置第1和第2電極單元,第1電極單元中的各針電極頂端與第2電極單元中的各針電極的頂端相對配置。除電單元的總數n為8。各除電單元的寬度尺寸W1至W8全部為40mm。
各電極單元中針電極列的針頂端、即各除電單元的各離子生成電極的頂端沿薄膜S的寬度方向直線狀排列,電極相對于薄膜S的法線方向和移動方向的松馳小到可以忽視。
法線方向電極間距離d1-1至d1-8全部為40mm,除電單元間隔d2-1至d2-7全部為55mm。各電極單元的屏蔽電極開口幅度SOg1至SOg8和SOh1至SOh8全部為18mm。屏蔽電極8b全部接地。
各除電單元中,向相對的第1離子生成電極與第2離子生成電極彼此施加逆極性的絕對值相等的直流電壓。向相對于薄膜S的移動方向、從最上游起第奇數(1、3、5、7)個除電單元中的第1離子生成電極施加正的直流電壓,向相對于薄膜S的移動方向、從最上游起第偶數(2、4、6、8)個除電單元中的第1離子生成電極施加負的直流電壓。即,第奇數個除電單元中,其離子生成電極間電位差的極性為正,第偶數個除電單元中,其離子生成電極間電位差的極性為負。
施加電壓的時間平均值的絕對值全部相同,為電壓V0,V0為8kV。各除電單元中的離子生成電極間電位差的絕對值為16kV。在直流電壓的施加中,使用由2臺(正電壓放大用、負電壓放大用各1臺)高壓電源(均為Trek株式會社制MODEL20/20B)放大來自2臺(正電壓施加用、負電壓施加用各1臺)信號函數發生器(均為NF電路設計功能塊株式會社制信號函數合成器1915)的直流電壓輸出后的電壓。
在由示波器(日本ヒユ-レツトパツカ-ド株式會社54540C)確認電壓放大前波形后,直流施加電壓的脈動率為0.1%以下。高壓電源的放大率為2000倍,精度為0.1%。施加于各除電單元中的第1與第2離子生成電極的直流電壓脈動率的平均脈動率全部相同,為脈動率x0,且為0.1%。脈動分量的脈動率對于正的直流電壓、負的直流電壓均為0.1%以下。
在相對于薄膜S的移動方向、從最上游起第奇數(1、3、5、7)個除電單元中,由離子量測定器(シムコ社制MODEL ICM-1)測定從施加正的直流電壓的第1離子生成電極每單位時間生成的離子量的結果,負極性的離子量為零,得到時間上大致恒量的正極性的離子。另一方面,在相對于薄膜S的移動方向、從最上游起第奇數(1、3、5、7)個除電單元中,測定從施加負的直流電壓的第2離子生成電極每單位時間生成的離子量的結果,正極性的離子量為零,得到時間上大致恒量的負極性的離子,其絕對值與從第1離子生成電極生成的正極性離子量大致相同。在相對于薄膜S的移動方向、從最上游起第偶數(2、4、6、8)個除電單元中的各離子生成電極中,測定的離子極性不同,但得到與上述第奇數個除電單元一樣的結果。由此,對移動的薄膜S的第1面和第2面同時照射極性分別不隨時間變化的離子云對,之后,向移動的薄膜S的第1面和第2面同時照射極性與所述照射時反轉、極性分別不隨時間變化的離子云對,并且,確認各個極性的離子量實質上相等。
屏蔽電極5g1至5g8和5h1至5h8全部接地。薄膜S通過各除電單元中第1和第2離子生成電極間的大致中央。
就除電后的薄膜S的帶電分布而言,根據上述測定方法,調查第1面的背面平衡電位的分布,求出電荷密度。表1示出周期性帶電部分的電荷密度的振幅和不帶電部分(帶電部分以外的部分)的電荷密度的范圍[單位μC/m2]以及各自的判定結果。
比較例1 圖13所示的除電裝置6中,使用實施了與實施例1相同的帶電的生膠片A-1,作為電氣絕緣性薄片S,以表1所示的速度u[單位m/分]移動薄膜S。
使用圖14所示的針電極列7a為離子生成電極的電極單元7作為第1和第2電極單元。各電極單元中各針電極的間隔d5為12.7mm。針電極列7a與屏蔽電極7b由絕緣材料(特氟綸(注冊商標))7d彼此絕緣。各除電單元中,與薄膜S的移動方向正交地、且與薄膜S的面平行地、夾持薄膜S配置第1和第2電極單元,第1電極單元中的各針電極頂端與第2電極單元中的各針電極頂端相對配置。除電單元的總數n為8。
各電極單元中針電極列的針頂端、即各除電單元的各離子生成電極的頂端沿薄膜S的寬度方向直線狀排列,電極相對于薄膜S的法線方向和移動方向的松馳小到可以忽視。
法線方向電極間距離d1-1至d1-8全部為25mm,除電單元間隔d2-1至d2-7全部為30mm。
全部除電單元中,施加于第1離子生成電極上的電壓全部為同相位,施加于全部除電單元的第2離子生成電極上的電壓也全部為同相位。連接于第1和第2離子生成電極上的電源6c、6e使用實效電壓為4kV、頻率為60Hz的交流電源,切換電源內部的升壓變壓器的輸入,以彼此為逆相位。
全部除電單元的第1和第2電極單元中的屏蔽電極7b全部接地。薄膜S通過各除電單元中第1和第2離子生成電極間的大致中央。
就除電后的薄膜S的帶電分布而言,根據上述測定方法,調查第1面的背面平衡電位的分布,求出電荷密度。表1示出周期性帶電部分的電荷密度的振幅和不帶電部分(帶電部以外的部分)的電荷密度的范圍[單位μC/m2]以及各自的判定結果。
實驗1的總結 如表1所示,實施例1中,薄膜S各面帶電部的電荷密度的振幅降低量在薄膜S的移動速度上升的同時,稍稍減少,但在任一移動速度下,其降低量都大。另外,在薄膜S各面的不帶電部中,增加的帶電量也很少。在比較例1中,存在薄膜S各面帶電部的電荷密度的振幅降低量大的移動速度條件、和薄膜S各面的不帶電部中、增加的帶電量小的移動速度條件,相反,還存在薄膜S各面的帶電部的電荷密度的振幅降低量小的移動速度、和薄膜S各面的不帶電部中、增加的帶電量非常大的移動速度。因此,在比較例1中,在寬的移動速度范圍中,不能同時實現對帶電部的電荷密度的降低、與對不帶電部的電荷密度增加的抑制。
[表1] 表1 注※1帶電部電位的振幅中不包含不帶電部的帶電引起的偏移分量。
注※2比較例1中,在速度220m/分下,帶電部分的電荷密度由于振幅大的部位與小的部位以約60mm的周期出現,所以示出振幅大的部位中的振幅與振幅小的部位中的振幅雙方的值。
實驗2在使用電極單元8B(圖12B)(非離子生成電極露出型的電極單元),將離子生成電極間電位差設為直流電位差的情況下,對鄰接的離子生成電極間電位差的極性影響、使用生膠片B、C的比較實驗。
實施例2 在圖5所示的除電裝置5中,使用寬度為300mm、厚度為75微米的2軸延伸的聚對苯二甲酸乙二醇酯薄膜S(東レ株式會社制ルミラ-75T10,稱為生膠片B和生膠片C),作為電氣絕緣性薄片S,使薄膜S以300m/分移動。
生膠片B是如下薄膜,即實施帶電處理,以便最初在薄膜S的第1面中,沿薄膜S的移動方向,以5mm周期交互排列正負帶電,背面平衡電位的正負各峰值的絕對值最大為560V(480至560V),即,電荷密度的振幅最大為396μC/m2(340至396μC/m2),在面內方向的位置相同的部位下,薄膜S的第1面極性與第2面極性為逆極性,并且,第1面的背面平衡電位與第2面的背面平衡電位的絕對值相等。
生膠片C是各面的背面平衡電位的絕對值為30V(電荷密度為10μC/m2)以下、事實上整個面不帶電的薄膜。
法線方向電極間距離d1-1至d1-8全部相同,為距離d10,d10為30mm。除電單元間隔d2-1至d2-7全部相同,為距離d20,d20為40mm。此外為與實施例1相同的條件。
表2示出生膠片B、C的除電評價結果。在表2的‘生膠片B’欄中,由于示出除電前的電荷密度的振幅小到何種程度,所以表示除電‘生膠片B’后的薄膜S的電荷密度的振幅。
在表2的‘離子生成電極間電位差的極性’欄中,從薄膜S的移動方向上游起按順序、在該欄中從左向右示出離子生成電極間電位差的極性。例如,‘++++----’的顯示是指從薄膜S的移動方向最上游起至第4個除電單元,離子生成電極間電位差為正極性,之后(第5個至第8個)的4個除電單元的離子生成電極間電位差為負極性。
比較例2 向全部除電單元的第1離子生成電極施加正電壓(向第2離子生成電極施加負電壓),在全部除電單元中,離子生成電極間電位差為正,除此之后與實施例2相同。表2示出生膠片B和生膠片C的除電評價結果。
實施例3 向薄膜S移動方向最上游(第1個)至第6個除電單元的第1離子生成電極施加正電壓(向第2離子生成電極施加負電壓),離子生成電極間電位差為正,向第7個和第8個除電單元的第1離子生成電極施加負電壓(向第2離子生成電極施加正電壓),離子生成電極間電位差為負,除此之后與實施例2相同。表2示出生膠片B和生膠片C的除電評價結果。
實施例4 向薄膜S移動方向最上游(第1個)至第4個除電單元的第1離子生成電極施加正電壓(向第2離子生成電極施加負電壓),離子生成電極間電位差為正,向第5個至第8個離子生成電極施加負電壓(向第2離子生成電極施加正電壓),離子生成電極間電位差為負,除此之后與實施例2相同。表2示出生膠片B和生膠片C的除電評價結果。
實施例5 向從薄膜S移動方向的上游起第1、2、5、6個除電單元的第1離子生成電極施加正電壓(向第2離子生成電極施加負電壓),離子生成電極間電位差為正,向第3、4、7、8個除電單元的第1離子生成電極施加負電壓(向第2離子生成電極施加正電壓),離子生成電極間電位差為負,除此之后與實施例2相同。表2示出生膠片B和生膠片C的除電評價結果。
實驗2的總結 從實施例2至5和比較例2可知,在除電單元總數n(在本例為n=8)的1/4以上(在本實施例中為2以上)的除電單元中,離子生成電極間電位差的極性與其它除電單元中的離子生成電極間電位差彼此為逆極性,即,就在薄膜S的相同面側、存在照射逆極性離子的離子生成電極的除電裝置而言,除電效果高。可知尤其是在除電單元數n的1/2個(在本實施例中為4個)除電單元中,鄰接的除電單元中的離子生成電極間電位差彼此為逆極性的實施例2的除電裝置的除電效果最高。
實驗3使用電極單元8B(圖12B)(非離子生成電極露出型的電極單元),基于鄰接的除電單元間隔與鄰接的離子生成電極間直流電位差的極性的影響的確認實驗。
實施例6 除將全部除電單元間隔的值d20設為70mm以外,與實施例2相同。表2示出生膠片B和生膠片C的除電評價結果。
實施例7 就各除電單元間隔d2-1至d2-7而言,除將第奇數個除電單元間隔d2-1、d2-3、d2-5、d2-7設為70mm、將第偶數個除電單元間隔d2-2、d2-4、d2-6設為40mm以外,與實施例5相同。表2示出生膠片B和生膠片C的除電評價結果。
實驗3的總結 從實施例2、實施例5至7的結果可知,在鄰接的除電單元中的離子生成電極間電位差為逆極性的情況下,鄰接距離最好小至一定程度。另一方面,在鄰接的除電單元中的離子生成電極間電位差為同極性的情況下,可知鄰接距離最好大至一定程度。
實驗4使用電極單元8B(圖12B)(非離子生成電極露出型的電極單元),將鄰接的離子生成電極間電位差設為逆極性直流電位差和逆極性交流電位差時的比較實驗。
比較例3 在各除電單元中,向第1離子生成電極與第2離子生成電極彼此施加逆極性的零峰值為8kV、頻率為60Hz的交流電壓,并且,對鄰接的各除電單元的第1離子生成電極的施加電壓彼此為逆相位,除此以外,與實施例2相同。表2示出生膠片B和生膠片C的除電評價結果。
實驗4的總結 從實施例2與比較例3的比較結果可知,在利用交流電壓施加賦予交流電位差時,在薄膜S的移動方向上產生±45μC/m2的帶電不均勻。在比較例3中,由于薄膜S的不帶電部中的帶電量大幅度增加,所以可知最好利用實施例2的直流電壓施加來賦予直流電位差。
[表2] 表2 實驗5使用電極單元8B(圖12B)(非離子生成電極露出型的電極單元),離子生成電極間平均電場強度2V0/d0(離子生成電極間直流電位差/法線方向電極間距離)與脈動率x0造成的影響的確認實驗。
實施例8 本實施例的說明記載于在后實施例8至26項中。
實施例9 本實施例的說明記載于在后實施例8至26項中。
實施例10 本實施例的說明記載于在后實施例8至26項中。
實施例11 本實施例的說明記載于在后實施例8至26項中。
實施例12 本實施例的說明記載于在后實施例8至26項中。
實施例13 本實施例的說明記載于在后實施例8至26項中。
實施例14 本實施例的說明記載于在后實施例8至26項中。
實施例15 本實施例的說明記載于在后實施例8至26項中。
實施例16 本實施例的說明記載于在后實施例8至26項中。
實施例17 本實施例的說明記載于在后實施例8至26項中。
實施例18 本實施例的說明記載于在后實施例8至26項中。
實施例19 本實施例的說明記載于在后實施例8至26項中。
實施例20 本實施例的說明記載于在后實施例8至26項中。
實施例21 本實施例的說明記載于在后實施例8至26項中。
實施例22 本實施例的說明記載于在后實施例8至26項中。
實施例23 本實施例的說明記載于在后實施例8至26項中。
實施例24 本實施例的說明記載于在后實施例8至26項中。
實施例25 本實施例的說明記載于在后實施例8至26項中。
實施例26 本實施例的說明記載于在后實施例8至26項中。
實施例8至26 除法線方向電極間距離d10、直流電壓的時間平均值的絕對值V0和脈動率x0如表3A所示外,與實施例2相同。脈動率由信號函數發生器設定,由示波器確認信號函數發生器的輸出波形(電壓放大前的波形)。直流電壓的脈動部分的相位如圖7所示,為逆相位。表3B示出生膠片B和生膠片C的評價結果。
實驗5的總結 從實施例8-26的結果可知,若離子生成電極間平均電場強度2V0/d0變小,則生膠片B中的除電能力低,但生膠片C中,基本不受脈動率的影響。另一方面,若離子生成電極間平均電場強度2V0/d0變大,則生膠片B中的除電能力增加,但生膠片C中,若脈動率變大,則附著離子量的振幅變大,可知容易受到脈動率的影響。由此,可知為了均勻地對薄膜S的各面除電,與離子生成電極間平均電場強度2V0/d0的大小無關,脈動率最好為5%以下,在脈動率超過5%的情況下,離子生成電極間平均電場強度2V0/d0的大小最好小于0.35。
[表3A] 表3A [表3B] 表3B 實驗6使用電極單元8B(圖12B)(非離子生成電極露出型的電極單元),變更最下游除電單元的離子生成電極間直流電位差和最下游除電單元的法線方向電極間距離時的比較實驗。
實施例27 將施加于薄膜S的移動方向最下游(第8個)除電單元SU8的第1離子生成電極5d8與第2離子生成電極5f8上的直流電壓的時間平均值的絕對值設為5kV、即將離子生成電極間電位差的絕對值設為10kV,除此以外,與實施例2相同。表4示出生膠片B和生膠片C的除電評價結果。
實施例28 僅將薄膜S的移動方向最下游(第8個)除電單元SU8的法線方向電極間距離d1-8設為50mm,除此以外,與實施例2相同。表4示出生膠片B和生膠片C的除電評價結果。
實驗6的總結 在使用生膠片C的評價中,與實施例2相比,可知實施例27和28抑制薄膜S各面的不帶電部中的帶電量增加的效果大。在使用生膠片B的除電評價中,與實施例2相比,可知實施例27和28的除電能力稍差,但仍沒問題。
[表4] 表4 實驗7使用電極單元8B(圖12B)(非離子生成電極露出型的電極單元),追加最下游具有離子生成電極間電位差的除電單元時的比較實驗。
實施例29 在實施例2的除電裝置的薄膜S的移動方向更下游,配置具有施加交流電壓的第1和第2離子生成電極的交流除電單元。交流除電單元的各電極單元為與實施例2中使用的一樣的電極單元。另外,法線方向電極間距離和除電單元間隔與實施例2相同。向交流除電單元的第1和第2離子生成電極施加彼此為逆極性的、4kV(零峰值)、頻率為60Hz的交流電壓。表5示出生膠片B和生膠片C的除電評價結果。
實驗7的總結 在使用生膠片C的評價中,與實施例2相比,可知實施例29抑制薄膜S各面的不帶電部中的帶電量增加的效果大。從而,可知通過在最下游設置賦予交流電位差的除電單元,具有降低薄膜S各面的帶電量的效果。
[表5] 表5 實驗8實驗6的補充實驗。
實施例30 將施加于薄膜S的移動方向最下游(第8個)除電單元SU8的第1離子生成電極5d8與第2離子生成電極5f8上的直流電壓的時間平均值的絕對值設為5kV、即將離子生成電極間電位差的絕對值設為10kV,除此以外,與實施例4相同。表6示出生膠片B和生膠片C的除電評價結果。
實施例31 僅將薄膜S的移動方向最下游(第8個)除電單元SU8的法線方向電極間距離d1-8設為50mm,除此以外,與實施例4相同。表6示出生膠片B和生膠片C的除電評價結果。
實驗8的總結 在實施例30、31中,與實施例4的結果相比,在使用生膠片B的除電評價中,可知除電能力多少惡化,但在使用生膠片C的評價中,電荷密度的絕對值大幅度下降。因此,可知通過抑制從最下游除電單元的離子生成電極附著于薄膜S的各面的離子量,具有抑制薄膜S各面的不帶電部的帶電量增加的效果。
[表6] 表6 實驗9離子生成電極間直流電位差的脈動率與除電能力的關系的驗證實驗。
實施例32 本實施例的說明記載于在后實施例32至34項中。
實施例33 本實施例的說明記載于在后實施例32至34項中。
實施例34 本實施例的說明記載于在后實施例32至34項中。
實施例32至34 除法線方向電極間距離d10、直流電壓的時間平均值的絕對值V0和脈動率x0如表7所示外,與實施例2相同。脈動率由信號函數發生器設定,由示波器確認信號函數發生器的輸出波形(電壓放大前的波形)。直流電壓的脈動部分的相位如圖19A所示,為同相位。表7示出生膠片B和生膠片C的評價結果。
實驗9的總結 在實施例32-34中,與實施例10-12的結果相比可知,在使用生膠片B的除電評價中,除電能力無差別,在使用生膠片C的評價中,電荷密度的振幅大幅度下降。可知即便直流電壓的脈動率為5%以上,只要脈動分量為同相位,則相對薄膜S各面的不帶電部、沿薄膜S的移動方向排列的周期性帶電量沒問題。
[表7] 表7 實驗10離子生成電極露出型的電極單元8A(圖12A)與非離子生成電極露出型的電極單元8B(圖12B)的、薄膜帶電部分的除電能力與對薄膜不帶電部分的無影響的比較、和使用直流除電單元與交流除電單元時的薄膜帶電部分的除電能力與對薄膜不帶電部分的無影響的比較。
實施例35 在圖15所示的除電裝置5中,使用寬度為300mm、厚度為38微米的2軸延伸的聚對苯二甲酸乙二醇酯薄膜S(東レ株式會社制ルミラ-38S28,稱為生膠片A),作為電氣絕緣性薄片S,使薄膜S以表8所示的速度u[單位m/分]移動。生膠片A具有實施例1等中使用的生膠片A-1、和帶電量大小與生膠片A-1不同的生膠片A-2。
生膠片A-2與生膠片A-1-樣,在除電前,如圖10所示,在寬度10mm的范圍內,周期性帶電。生膠片A-2的周期性帶電部的帶電(圖10的A-A’部分)的背面平衡電位以0V為中心,振幅為1080V(各面的電荷密度振幅為760μC/m2)。周期性帶電部中的正帶電部的背面平衡電位的絕對值峰值部與負帶電部的背面平衡電位的絕對值峰值部之間隔與生膠片A-1相同。另外,確認帶電部分(寬度10mm的部分)以外的薄膜S部分的背面平衡電位與生膠片A-1一樣,生膠片A-2其絕對值也為15V以下,各面的電荷密度在-10至+10μC/m2范圍內,基本不帶電。
使用圖12A和圖12B的電極單元8A和電極單元8B(HER型電極-春日電機株式會社制)作為第1和第2電極單元。如圖12A和圖12B所示,離子生成電極5d1至5dn和離子生成電極5f1至5fn由針電極列8a(部分電極8a1、8a2、..的集合體)構成。并用圖12A所示的不具有屏蔽電極的離子生成電極露出型的電極單元8A、和圖12B所示的在離子生成電極附近具有屏蔽電極的非離子生成電極露出型的電極單元8B。
該針電極列8a的薄膜S寬度方向的間隔d5對電極單元8A、8B均為10mm,向各電極單元中的全部針電極施加相同電壓,具有相同電位。就電極單元8B而言,針電極列8a與屏蔽電極8b由絕緣材料(氯乙烯)8d、8e彼此絕緣。
直流除電單元的總數n為6(若還包含后述的交流除電單元,則總數n為8),在薄膜S的移動方向上游側的6個除電單元SU1-SU6中,使用離子生成電極露出型的電極單元8A,在下游側的兩個除電單元SU7、SU8中,使用非離子生成電極露出型的電極單元8B。
在各除電單元中,與薄膜S的移動方向正交地、且與薄膜S的面平行地、夾持薄膜S配置第1和第2電極單元,第1電極單元中的各針電極頂端與第2電極單元中的各針電極的頂端相對配置。
其中,僅就配置在薄膜S的移動方向上游側的除電單元SU1-SU6中、最下游的第6個除電單元SU6而言,沿薄膜S的移動方向錯位配置第2電極單元EUf6,使電極錯位量d0-6為25mm,配置其它除電單元,使電極錯位量d0-k(k=1、2、3、4、5、7、8)為0mm。
各電極單元中針電極列的針頂端、即各除電單元的各離子生成電極的頂端沿薄膜S的寬度方向直線狀排列,電極相對于薄膜S的法線方向和移動方向的松馳小到可以忽視。
法線方向電極間距離d1-1至d1-8全部為40mm,除電單元間隔d2-1至d2-4全部為40mm,除電單元間隔d2-5和d2-6為52.5mm,除電單元間隔d2-7為55mm。
在相對薄膜S移動方向配置于上游側的6個除電單元中,向相對的第1離子生成電極與第2離子生成電極,施加對于規定的共同電位(這里為0[單位V])彼此為逆極性、其絕對值的差為0.1kV以下的直流電壓。
向從薄膜S的移動方向最上游起第奇數(第1、3、5)個除電單元的第1離子生成電極施加正的直流電壓,離子生成電極間電位差的極性變為正,向從薄膜S的移動方向最上游起第偶數(第2、4、6)個除電單元的第1離子生成電極施加負的直流電壓,離子生成電極間電位差的極性變為負。施加電壓的絕對值的時間平均值分別為8kV,即,各除電單元中,離子生成電極間電位差的絕對值變為16kV。
脈動分量是脈動率對于正的直流電壓、負的直流電壓均為0.1%以下的鋸齒波。在直流電壓的施加中,使用由2臺(正電壓放大用、負電壓放大用各1臺)高壓電源(均為Trek株式會社制MODEL20/20B)放大來自2臺(正電壓施加用、負電壓施加用各1臺)信號函數發生器(均為NF電路設計功能塊株式會社制信號函數合成器1915)的直流電壓輸出后的電壓。
在由示波器(日本ヒユ-レツトパツカ-ド株式會社54540C)確認電壓放大前波形后,直流施加電壓的脈動率為0.1%以下。高壓電源的放大率為2000倍,精度為0.1%。
在相對于薄膜S的移動方向配置于下游側的2個除電單元SU7、SU8中,從交流高壓電源5k和51(圖9)(春日電機株式會社制PAD-101型)向相對的第1離子生成電極與第2離子生成電極施加相對于規定的共同電位(這里為0[單位V])彼此為逆極性的60Hz的交流電壓,其實效值為7kV。向沿薄膜S的移動方向鄰接的第1離子生成電極5d7、5d8施加彼此逆極性的60Hz的交流電壓,其實效值為7kV。
配置于薄膜S移動方向下游側的兩個除電單元SU7、SU8中的各交流電極單元的屏蔽電極5g7、5g8、5h7、5h8全部接地,電位為0[單位V]。兩個交流用除電單元SU7、SU8的各電極單元中的屏蔽電極開口幅度SOg7和SOg8、和SOh7和SOh8全部為18mm,各離子生成電極的頂端與屏蔽電極的最短距離全部為12mm。薄膜S通過各除電單元中的第1和第2離子生成電極間的大致中央。
就除電后的薄膜S的帶電分布而言,根據上述測定方法,調查第1面的背面平衡電位,求出電荷密度。表8示出生膠片A-1和生膠片A-2的周期性帶電部分的電荷密度的振幅、和生膠片A-2的不帶電部分(帶電部分以外的部分)的電荷密度的范圍[單位μC/m2]以及各自的判定結果。
比較例4 圖13所示的除電裝置6中,使用實施例35中使用的生膠片A-2,作為電氣絕緣性薄片S,除此以外,以與比較例1相同的條件實施評價。以表8所示的速度u[單位m/分]移動薄膜S。
就除電后的薄膜S的帶電分布而言,根據上述測定方法,調查第1面的背面平衡電位,求出電荷密度。表8示出生膠片A-2的周期性帶電部分的電荷密度的振幅、和生膠片A-2的不帶電部分(帶電部分以外的部分)的電荷密度的范圍[單位μC/m2]以及各自的判定結果。
實施例36 圖15所示的除電裝置5中,使用與實施例35一樣實施帶電后的生膠片A-2,作為電氣絕緣性薄片S,以表8所示的速度u[單位m/分]移動薄膜S。其它條件與實施例1相同。就除電后的薄膜S的帶電分布而言,根據上述測定方法,調查第1面的背面平衡電位,求出電荷密度。表8示出生膠片A-2的周期性帶電部分的電荷密度的振幅、和生膠片A-2的不帶電部分(帶電部分以外的部分)的電荷密度的范圍以及各自的判定結果。
實施例37 沿薄膜S的移動方向錯位配置第2電極單元EUf6,使實施例1中使用的除電裝置5的第6個除電單元SU6的電極錯位量d0-6為25mm,配置其它除電單元,使電極錯位量d0-k(k=1、2、3、4、5、7、8)為0mm。在相對于薄膜S的移動方向配置于下游側的2個除電單元SU7、SU8中,由交流高壓電源(春日電機株式會社制PAD-101型)向相對的第1離子生成電極與第2離子生成電極施加彼此為逆極性的60Hz的交流電壓,其實效值為7kV。
向沿薄膜S的移動方向鄰接的第1離子生成電極5d7、5d8施加彼此逆極性的60Hz的交流電壓,其實效值為7kV。其它條件與實施例1一樣。
就除電后的薄膜S的帶電分布而言,根據上述測定方法,調查第1面的背面平衡電位,求出電荷密度。表8示出生膠片A-1和生膠片A-2的周期性帶電部分的電荷密度的振幅、和生膠片A-2的不帶電部分(帶電部分以外的部分)的電荷密度的范圍以及各自的判定結果。
實驗10的總結 如表8所示,實施例35中,薄膜S各面帶電部的電荷密度的振幅降低量在薄膜S的移動速度上升的同時,稍稍減少,但在任一移動速度下,其降低量都大。另外,在薄膜S各面的不帶電部中,增加的帶電量也很少。在比較例4中,與比較例1一樣,在寬的移動速度范圍中,不能同時實現對帶電部的電荷密度的降低、與對不帶電部的電荷密度增加的抑制。
根據實施例35、36和37的結果可知,實施例35的除電能力高。
認為這是因為由于使用離子生成電極露出型的電極單元,所以防止生成的離子經屏蔽電極泄漏到地面,生成的離子基本上附著在薄膜S的各面上,和與不是離子生成電極露出型的電極單元的情況相比,相對的離子生成電極間的電場變強,生成的離子中,向薄膜S法線方向的加速力變強,大量離子附著于薄膜S的各面。
在實施例35的情況下,從電源向離子生成電極提供的輸出電流也是實施例1、36、37時的一半以下。因此,可使用輸出電流容量小的小型電源,可大幅度降低設備費用。如實施例1、36、37所示,即便在使用非離子生成電極露出型的電極單元的情況下,除電效果也沒問題。另外,在任一情況下,薄膜S各面的不帶電部中,增加的帶電量都很少。
[表8] 表8 注※1、注※2與表1的注一樣。
實驗11使用電極單元8A(圖12A)(離子生成電極露出型的電極單元),鄰接的除電單元彼此的離子生成電極間電位差的極性或除電單元間隔對除電能力的影響的驗證。
實施例38 在實施例35中使用的除電裝置5的離子生成電極露出型電極單元構成的除電單元SU1-SU6中,除電單元間隔d2-1至d2-4全部為30mm,除電單元間隔d2-5和d2-6為42.5mm,此外與實施例35相同。
就除電后的薄膜S的帶電分布而言,根據上述測定方法,調查第1面的背面平衡電位,求出電荷密度。表9示出生膠片A-2的周期性帶電部分的電荷密度的振幅、和生膠片A-2的不帶電部分(帶電部分以外的部分)的電荷密度的范圍以及各自的判定結果。
實施例39 在實施例35中使用的除電裝置5的離子生成電極露出型電極單元構成的除電單元SU1-SU6中,除電單元間隔d2-1至d2-4全部為70mm,除電單元間隔d2-5和d2-6為82.5mm,此外與實施例35相同。
就除電后的薄膜S的帶電分布而言,根據上述測定方法,調查第1面的背面平衡電位,求出電荷密度。表9示出生膠片A-2的周期性帶電部分的電荷密度的振幅、和生膠片A-2的不帶電部分(帶電部分以外的部分)的電荷密度的范圍以及各自的判定結果。
實驗11的總結 從表9所示的實施例35、38、39的比較可知,在薄膜S的移動方向上鄰接的離子生成電極間電位差為逆極性,并且,在薄膜S的移動方向上鄰接的除電單元間隔比各除電單元法線方向電極間距離的0.8倍小的情況下,從薄膜S的移動方向上鄰接的各離子生成電極生成的彼此逆極性的離子彼此結合,各自易中和,所以到達薄膜S各面的離子量減少。因此,可知薄膜S的移動方向上鄰接的除電單元間隔比各除電單元的法線方向電極間距離大的除電單元,除電能力高。
如實施例39所示,若增大除電單元間隔,則與實施例35相比,除電能力稍稍降低,但沒問題。但是,由于裝置整體相對于薄膜S的移動方向的尺寸變大,所以必需充分確保裝置的設置空間。另外,在任一情況下,薄膜S各面的不帶電部中增加的帶電量都很少。
[表9] 表9 實驗12除電單元間隔與法線方向電極間距離的關系對除電能力的影響的驗證。
實施例40 在不具有實施例35中使用的除電裝置5的屏蔽電極的、離子生成電極露出型電極單元構成的除電單元SU1-SU6中,就SU1、SU2以外的除電單元而言,停止直流電壓施加,離子生成電極間電位差為0V。另外,交流除電單元SU7、SU8也停止交流電壓施加。其它與實施例35一樣。
各電極單元的薄片寬度方向的長度約為500mm,其中,配置離子生成電極的長度約為400mm。在該狀態下,作為變動除電單元SU1、SU2的除電單元間隔d2-1的參數,以10m/分的速度使生膠片A-2移動。
圖16的曲線示出對于生膠片A-2的不帶電部分(帶電部分以外的部分),根據上述測定方法,調查第1面的背面平衡電位的結果,和調查附帶于使用的直流電源上的輸出電流儀的指示值的結果。
實驗12的總結 從圖16的曲線可知,在除電單元間隔與法線方向電極間距離(40mm)大致相同的情況下,背面平衡電位的絕對值、即薄膜S各面的附著離子量最大。在進一步增大除電單元間隔的情況下,可知背面平衡電位的絕對值稍小,但為基本恒定的背面平衡電位的絕對值。另一方面,可知在減小除電單元間隔的情況下,背面平衡電位的絕對值變小,相反,來自直流電源的輸出電流增加,即,對于薄膜S的各面、生成離子的附著效率惡化。
實驗13電極單元8A(圖12A)(離子生成電極露出型電極單元)與屏蔽型電極單元8B(圖12B)(非離子生成電極露出型電極單元)的離子附著效率的比較。
參考例1 僅使用實施例40中使用的除電裝置5中的、離子生成電極露出型電極單元構成的第1個除電單元,向其它除電單元中的各離子生成電極停止施加直流電壓,除電單元SU1、SU2的除電單元間隔d2-1為40mm,恒定。各離子生成電極中,向相對的離子生成電極間不存在薄膜S的部位覆蓋與薄膜S不同的薄膜。其它與實施例40一樣。
圖17A的曲線示出在該狀態下,以100m/分的速度使生膠片A-2移動,將對第1個除電單元中各離子生成電極的直流施加電壓的絕對值的時間平均值作為變動參數,對于生膠片A-2的不帶電部分(帶電部分以外的部分),根據上述測定方法,調查第1面的背面平衡電位的結果。圖17B的曲線示出調查附帶于使用的直流電源上的輸出電流儀的指示值的結果。
參考例2 由具有屏蔽電極的、非離子生成電極露出型的電極單元構成參考例1中使用的除電裝置5的、離子生成電極露出型的電極單元構成的第1個除電單元的各電極單元。屏蔽電極的配置為實施例36所述的配置。其它條件與參照例1一樣。
圖18A的曲線示出在該狀態下,以100m/分的速度使生膠片A-2移動,將對第1個除電單元中各離子生成電極的直流施加電壓的絕對值的時間平均值作為變動參數時,對于生膠片A-2的不帶電部分(帶電部分以外的部分),根據上述測定方法,調查第1面的背面平衡電位的結果。圖18B的曲線示出調查附帶于使用的直流電源上的輸出電流儀的指示值的結果。
實驗13的總結 比較圖17A、圖17B、圖18A、圖18B各個曲線的情況下,確認如下情況。即,在離子生成電極間電位差的絕對值相同的情況下,當使用由離子生成電極露出型的電極單元構成的除電單元時,來自接地的屏蔽電極的泄漏電流變少,所以從電源向離子生成電極提供的輸出電流變小。另外,可增加約30%的背面平衡電位(即薄膜S各面的附著離子量)。結果,可實現向薄膜S各面的離子附著效率的提高和電源容量的小型化。
實驗14各個實施方式中的薄膜不帶電部分的殘留帶電量的比較。
實施例41-1 使用與實施例35一樣實施了帶電的生膠片A-2,作為電氣絕緣性薄片S,停止向實施例35中使用的除電裝置5下游側配置的兩個除電單元SU7、SU8中的第1和第2離子生成電極施加交流電壓。表10示出在該狀態下,以100m/分使薄膜S移動,除電后的生膠片A-2的不帶電部分(帶電部分以外的部分)的電荷密度范圍以及其判定結果。
實施例41-2 使用與實施例35一樣實施了帶電的生膠片A-2,作為電氣絕緣性薄片S,設實施例41-1中使用的除電裝置5的薄膜S移動方向上的第6個配置的除電單元SU6的電極錯位量d0-6為0mm,除電單元間隔d2-5和d2-6為40mm。其它條件與實施例41-1一樣。表10示出在該狀態下,以100m/分使薄膜S移動,除電后的生膠片A-2的不帶電部分(帶電部分以外的部分)的電荷密度范圍以及其判定結果。
實施例41-3 使用與實施例35一樣實施了帶電的生膠片A-2,作為電氣絕緣性薄片S,設實施例41-2中使用的除電裝置5的薄膜S移動方向的第6個除電單元SU6的第1離子生成電極5d6與第2離子生成電極5f6上施加的直流施加電壓絕對值的時間平均值為5kV。其它條件與實施例41-2一樣。表10示出在該狀態下,以100m/分使薄膜S移動,除電后的生膠片A-2的不帶電部分(帶電部分以外的部分)的電荷密度范圍以及其判定結果。
實施例41-4 使用與實施例35一樣實施了帶電的生膠片A-2,作為電氣絕緣性薄片S,設僅實施例41-2中使用的除電裝置5的薄膜S移動方向的第6個除電單元SU6的法線方向電極間距離d1-6為60mm。其它條件與實施例41-2一樣。表10示出在該狀態下,以100m/分使薄膜S移動,除電后的生膠片A-2的不帶電部分(帶電部分以外的部分)的電荷密度范圍以及其判定結果。
實施例41-5 使用與實施例35一樣實施了帶電的生膠片A-2,作為電氣絕緣性薄片S,設實施例41-2中使用的除電裝置5的薄膜S移動方向最上游兩個除電單元SU1、SU2的電極單元為沒有屏蔽電極的離子生成電極露出型電極單元,其它除電單元SU3至SU8為具有屏蔽電極的非離子生成電極露出型電極單元。其它條件與實施例41-2一樣。表10示出在該狀態下,以100m/分使薄膜S移動,除電后的生膠片A-2的不帶電部分(帶電部分以外的部分)的電荷密度范圍以及其判定結果。
實施例41-6 使用與實施例35一樣實施了帶電的生膠片A-2,作為電氣絕緣性薄片S,向實施例41-2中使用的除電裝置5的薄膜S移動方向下游側配置的兩個除電單元SU7、SU8中的第1和第2離子生成電極施加交流電壓,并且,停止向從薄膜S的移動方向最上游起兩個除電單元SU1、SU2的各離子生成電極施加直流電壓。其它條件與實施例41-2一樣。表10示出在該狀態下,以100m/分使薄膜S移動,除電后的生膠片A-2的不帶電部分(帶電部分以外的部分)的電荷密度范圍以及其判定結果。
實施例41-7 使用與實施例35一樣實施了帶電的生膠片A-2,作為電氣絕緣性薄片S,停止向實施例35中使用的除電裝置5的、從薄膜S的移動方向最上游起兩個除電單元SU1、SU2的各離子生成電極施加直流電壓。其它條件與實施例35一樣。表10示出在該狀態下,以100m/分使薄膜S移動,除電后的生膠片A-2的不帶電部分(帶電部分以外的部分)的電荷密度范圍以及其判定結果。
實驗14的總結 可使用6個除電單元除電薄膜S的情況下,如實施例41-2所示,可知有時帶電變大。相反,如實施例41-1、41-3至41-7所示,可知通過對薄膜S移動方向下游側的除電單元實施交流電位差的賦予、電極錯位量的確保、具有屏蔽電極的非離子生成電極露出型電極單元的配置、直流電位差的降低、法線方向電極間距離的擴大等、抑制向薄膜S各面的附著離子量的對策,可改善薄膜S各面的不帶電部分中的帶電量的等級。
[表10] 表10 實驗15使用電極單元8A(圖12A)(離子生成電極露出型電極單元),基于各除電單元中離子生成電極間電位差的極性選擇的除電能力和對薄膜不帶電部分的殘留帶電量的比較。
實施例42-1 向實施例35中使用的除電裝置5中、從薄膜S移動方向上游側起第1、2、3、4個除電單元SU1-SU4的第1離子生成電極施加直流正電壓,設離子生成電極間電位差的極性為正,向第5、6個除電單元SU5、SU6的第1離子生成電極施加直流負電壓,設離子生成電極間電位差的極性為負,停止向第7個除電單元SU7和第8個除電單元SU8的各離子生成電極施加交流電壓。其它條件與實施例35一樣。表11示出以100m/分使薄膜S移動時的生膠片A-2的周期性帶電部分的電荷密度振幅、和生膠片A-2的不帶電部分的電荷密度范圍以及各自的判定結果。
實施例42-2 向實施例42-1中使用的除電裝置5中、從薄膜S移動方向上游側起第1、2、5個除電單元SU1、SU2、SU5的第1離子生成電極施加直流正電壓,設離子生成電極間電位差的極性為正,向第3、4、6個除電單元SU3、SU4、SU6的第1離子生成電極施加直流負電壓,設離子生成電極間電位差的極性為負。其它條件與實施例42-1一樣。表11示出以100m/分使薄膜S移動時的生膠片A-2的周期性帶電部分的電荷密度振幅、和生膠片A-2的不帶電部分的電荷密度范圍以及各自的判定結果。
實施例42-3 向實施例42-1中使用的除電裝置5中、從薄膜S移動方向上游側起第1、6個除電單元SU1、SU5的第1離子生成電極施加直流正電壓,設離子生成電極間電位差的極性為正,向第2、3、4、5個除電單元SU2、SU3、SU4、SU5的第1離子生成電極施加直流負電壓,設離子生成電極間電位差的極性為負。其它條件與實施例42-1一樣。表11示出以100m/分使薄膜S移動時的生膠片A-2的周期性帶電部分的電荷密度振幅、和生膠片A-2的不帶電部分的電荷密度范圍以及各自的判定結果。
比較例5 向實施例42-1中使用的除電裝置5中、從薄膜S移動方向上游側起第1-6個除電單元SU1-SU6的第1離子生成電極施加直流正電壓,設離子生成電極間電位差的極性為正。其它條件與實施例42-1一樣。表11示出以100m/分使薄膜S移動時的生膠片A-2的周期性帶電部分的電荷密度振幅、和生膠片A-2的不帶電部分的電荷密度范圍以及各自的判定結果。
實驗15的總結 從實施例41-1、42-1、42-2、42-3和比較例5可知,在施加直流電壓的除電單元的總數n(在本例中n=6)的1/4以上(在本實施例中為2個以上)除電單元中,在離子生成電極間電位差的極性為與其它除電單元中的離子生成電極間電位差具有彼此逆極性電位差的關系的情況下,薄膜S各面的不帶電部分中帶電的增加量少。
如比較例5所示,可知在各除電單元中,在其離子生成電極間電位差全部為同極性的情況下,薄膜S各面的不帶電部分中帶電的增加量大。
如實施例41-1所示,可知在薄膜S的移動方向鄰接配置的各除電單元中,在離子生成電極間電位差彼此為逆極性的情況下,從薄膜S各面帶電部中的帶電量的降低效果和薄膜S各面不帶電部中的帶電量的增加抑制效果上看,最好。認為這在使用電極單元8B(非離子生成電極露出型電極單元)的實驗結果(表2)中也一樣。
[表11] 表11 產業上的可利用性 本發明的電氣絕緣性薄片的除電裝置和除電方法適用于必需去除電氣絕緣性薄片、例如塑料薄膜或紙等表面上的帶電、或均質化帶電狀態的情況。適用于必需去除長條薄片、或具有特定長寬尺寸的條狀薄片、硅晶片、玻璃基板等表面中的帶電、或均質化帶電狀態的情況。本發明可用作執行對象物的除塵的除塵裝置或除塵方法。本發明可用于在將對象物夾持于窄的間隙中的狀態下、將對象物的表里帶電調整為等量的情況。
權利要求
1.一種電氣絕緣性薄片的除電裝置,具有相對于電氣絕緣性薄片的移動路徑,沿該薄片的移動方向間隔設置的至少2個除電單元,
該各除電單元具有配置在所述薄片的第1面側的第1電極單元、與配置在所述薄片的第2面側的第2電極單元,
所述第1電極單元具有第1離子生成電極,所述第2電極單元具有與所述第1離子生成電極相對配置的第2離子生成電極,其中,
在所述各除電單元中,所述第1離子生成電極與所述第2離子生成電極之間具有賦予直流的離子生成電極間電位差的關系,當所述除電單元的總數為n(n為2以上的整數)時,n個所述除電單元中、n/4個以上(小數點以下進位)的所述除電單元中的所述離子生成電極間電位差與其它所述除電單元中的所述離子生成電極間電位差具有彼此成逆極性電位差的關系。
2.一種電氣絕緣性薄片的除電裝置,具有相對于電氣絕緣性薄片的移動路徑,沿該薄片的移動方向間隔設置的至少2個除電單元,
該各除電單元具有配置在所述薄片的第1面側的第1電極單元、與配置在所述薄片的第2面側的第2電極單元,
所述第1電極單元具有第1離子生成電極,所述第2電極單元具有與所述第1離子生成電極相對配置的第2離子生成電極,其中,
在所述各除電單元中,所述第1離子生成電極與所述第2離子生成電極之間具有通過彼此施加逆極性的直流電壓而賦予直流的離子生成電極間電位差的關系,
當所述除電單元的總數為n(n為2以上的整數)時,n個所述除電單元中、n/4個以上(小數點以下進位)的所述除電單元中的所述離子生成電極間電位差與其它所述除電單元中的所述離子生成電極間電位差具有彼此成逆極性電位差的關系。
3.一種電氣絕緣性薄片的除電裝置,具有相對于電氣絕緣性薄片的移動路徑,沿該薄片的移動方向間隔設置的至少2個除電單元,
該各除電單元具有配置在所述薄片的第1面側的第1電極單元、與配置在所述薄片的第2面側的第2電極單元,
所述第1電極單元具有第1離子生成電極,所述第2電極單元具有與所述第1離子生成電極相對配置的第2離子生成電極,其中,
在所述各除電單元中,所述第1離子生成電極與所述第2離子生成電極具有通過相對于接地電位彼此施加逆極性的直流電壓,或通過向任一邊施加接地電壓、向另一邊施加直流電壓,賦予直流的離子生成電極間電位差的關系,
當所述除電單元的總數為n(n為2以上的整數)時,n個所述除電單元中、n/4個以上(小數點以下進位)的所述除電單元中的所述離子生成電極間電位差與其它所述除電單元中的所述離子生成電極間電位差具有彼此成逆極性電位差的關系。
4.一種電氣絕緣性薄片的除電裝置,具有相對于電氣絕緣性薄片的移動路徑,沿該薄片的移動方向間隔設置的至少2個除電單元,
該各除電單元具有配置在所述薄片的第1面側的第1電極單元、與配置在所述薄片的第2面側的第2電極單元,
所述第1電極單元具有第1離子生成電極,所述第2電極單元具有與所述第1離子生成電極相對配置的第2離子生成電極,其中,
在所述各除電單元中,所述第1離子生成電極和所述第2離子生成電極通過相對于規定的共同電位彼此賦予逆極性的電位,具有賦予直流的離子生成電極間電位差的關系,
當所述除電單元的總數為n(n為2以上的整數)時,n個所述除電單元中、n/4個以上(小數點以下進位)的所述除電單元中的所述離子生成電極間電位差與其它所述除電單元中的所述離子生成電極間電位差具有彼此成逆極性電位差的關系。
5.根據權利要求1-4之一所述的電氣絕緣性薄片的除電裝置,其特征在于
所述n個除電單元中、n/2個(小數點以下舍去)的所述除電單元中的所述離子生成電極間電位差與其它所述除電單元中的所述離子生成電極間電位差具有彼此成逆極性電位差的關系。
6.根據權利要求1-4之一所述的電氣絕緣性薄片的除電裝置,其特征在于
就全部所述除電單元而言,在所述薄片移動方向上鄰接的所述除電單元彼此的所述離子生成電極間電位差具有彼此成逆極性電位差的關系。
7.一種電氣絕緣性薄片的除電裝置,具有相對于電氣絕緣性薄片的移動路徑,沿該薄片的移動方向間隔設置的至少2個除電單元,
該各除電單元具有配置在所述薄片的第1面側的第1電極單元、與配置在所述薄片的第2面側的第2電極單元,
所述第1電極單元具有第1離子生成電極,所述第2電極單元具有與所述第1離子生成電極相對配置的第2離子生成電極,其中,
(a)至少一個所述除電單元中的、所述第1電極單元和所述第2電極單元均為離子生成電極露出型的電極單元,
(b)在所述各除電單元中,在所述第1離子生成電極與所述第2離子生成電極之間具有賦予直流和/或交流的離子生成電極間電位差的關系,
(c)當所述除電單元的總數為n(n為2以上的整數)時,n個所述除電單元中、n/4個以上(小數點以下進位)的所述除電單元中的所述離子生成電極間電位差與其它所述除電單元中的所述離子生成電極間電位差具有彼此成逆極性電位差的關系。
8.根據權利要求1-4和7之一所述的電氣絕緣性薄片的除電裝置,其特征在于
就所述薄片移動方向上鄰接的至少1組所述除電單元而言,所述至少1組所述除電單元的所述離子生成電極間電位差具有彼此成逆極性電位差的關系,所述至少1組所述除電單元的除電單元間隔為所述至少1組所述除電單元各自的法線方向電極間距離最大值的0.8倍以上、3.0倍以下。
9.根據權利要求8所述的電氣絕緣性薄片的除電裝置,其特征在于
所述至少1組所述除電單元的除電單元間隔為所述至少1組所述除電單元各自的法線方向電極間距離最大值的0.8倍以上、2.0倍以下。
10.根據權利要求1-4之一所述的電氣絕緣性薄片的除電裝置,其特征在于
所述各除電單元中所述第1電極單元具有第1屏蔽電極,并且,所述第2電極單元具有第2屏蔽電極,就所述薄片移動方向上鄰接的至少1組所述除電單元而言,所述至少1組所述除電單元的所述離子生成電極間電位差具有彼此成逆極性電位差的關系,所述至少1組所述除電單元的除電單元間隔為所述至少1組所述除電單元各自的寬度尺寸平均值的1.0倍以上、1.5倍以下。
11.根據權利要求1-4和7之一所述的電氣絕緣性薄片的除電裝置,其特征在于
就所述薄片移動方向上鄰接的至少1組所述除電單元而言,所述至少1組所述除電單元的所述離子生成電極間電位差具有彼此成同極性電位差的關系,所述至少1組所述除電單元的除電單元間隔為所述至少1組所述除電單元各自的法線方向電極間距離最大值的2.0倍以上。
12.根據權利要求1-4之一所述的電氣絕緣性薄片的除電裝置,其特征在于
所述各除電單元中所述第1電極單元具有第1屏蔽電極,并且,所述第2電極單元具有第2屏蔽電極,就所述薄片移動方向上鄰接的至少1組所述除電單元而言,所述至少1組所述除電單元的所述離子生成電極間電位差具有彼此成同極性電位差的關系,所述至少1組所述除電單元的除電單元間隔為所述至少1組所述除電單元各自的寬度尺寸平均值的1.5倍以上。
13.根據權利要求1-4和7之一所述的電氣絕緣性薄片的除電裝置,其特征在于
賦予所述各除電單元的所述離子生成電極間電位差的電源是脈動率為5%以下的直流電源。
14.根據權利要求1-4和7之一所述的電氣絕緣性薄片的除電裝置,其特征在于,具有
電位測定部件,配置在比所述各除電單元更靠近所述薄片移動方向的下游側,邊使所述電氣絕緣性薄片接觸接地導電性部件,邊測定該電氣絕緣性薄片的與所述接地導電性部件相反側的表面電位;和
控制部件,根據所述電位的測定值,控制所述各除電單元中至少一個中的所述離子生成電極間電位差。
15.根據權利要求1-4和7之一所述的電氣絕緣性薄片的除電裝置,其特征在于,具有
所述各除電單元中、至少所述薄片移動方向的最下游的除電單元的所述離子生成電極間電位差的絕對值比其它所述除電單元的所述離子生成電極間電位差小的關系。
16.根據權利要求1-4和7之一所述的電氣絕緣性薄片的除電裝置,其特征在于
所述各除電單元中、至少所述薄片移動方向的最下游的除電單元的法線方向電極間距離比其它所述除電單元的法線方向電極間距離大。
17.根據權利要求1-4和7之一所述的電氣絕緣性薄片的除電裝置,其特征在于
所述各除電單元中、至少所述薄片移動方向的最下游的除電單元的電極錯位量比其它除電單元的電極錯位量大。
18.根據權利要求1-4和7之一所述的電氣絕緣性薄片的除電裝置,其特征在于
在比所述各除電單元更靠近所述薄片移動方向的下游側,至少具有一個交流除電單元,該交流除電單元具有夾持所述薄片并相對配置的第1交流離子生成電極與第2交流離子生成電極,并具有向所述第1交流離子生成電極與所述第2交流離子生成電極之間賦予交流電位差的關系。
19.根據權利要求1-4和7之一所述的電氣絕緣性薄片的除電裝置,其特征在于
具有如下關系,即從至少一個單一電源,向所述n個除電單元中、至少一個所述除電單元的所述第1離子生成電極和數量與所述至少一個所述除電單元相同的、與所述至少一個所述除電單元不同的所述除電單元的所述第2離子生成電極,施加正或負的直流電壓。
20.一種電氣絕緣性薄片的除電方法,從正在移動的電氣絕緣性薄片的第1面側和第2面側,向該薄片同時照射極性分別不隨時間變化的離子云對,以向兩面間賦予電位差,之后,對于所述薄片的第1面和第2面,同時向各個面照射所述電位差的極性與所述照射時反轉的、極性分別不隨時間變化的離子云對,并且,照射所述離子云,使各個極性的離子量實質上相等。
21.一種電氣絕緣性薄片的除電方法,使用權利要求1-4和7之一所述的除電裝置,執行電氣絕緣性薄片的除電,以當相對于所述薄片的移動方向、第m個(m為1以上n以下的整數)所述除電單元中、所述離子生成電極間電位差的時間平均值為Vm[單位kV]、所述第m個除電單元的法線方向電極間距離為d1-m[單位mm]、和所述離子生成電極間電位差的脈動率為ym[單位%]時,
滿足由式|Vm|/d1-m>0.26表示的關系,并且
滿足由式ym≤5表示的第1關系、和
由式|Vm|<16及式|Vm|/d1-m<0.35表示的第2關系中的至少一個關系。
22.根據權利要求21所述的電氣絕緣性薄片的除電方法,其特征在于
施加于所述第m個除電單元中所述第1離子生成電極上的電壓與施加于所述第2離子生成電極上的電壓之和的振幅為所述第m個除電單元中所述離子生成電極間電位差的時間平均值的絕對值的0.05倍以上、0.975倍以下。
23.一種電氣絕緣性薄片的除電方法,使用權利要求1-4和7之一所述的除電裝置,執行電氣絕緣性薄片的除電,以當所述各除電單元中,通過向所述第1離子生成電極與所述第2離子生成電極彼此施加逆極性的直流電壓,賦予直流的離子生成電極間電位差,相對于所述薄片的移動方向,施加于第m個(m為1以上n以下的整數)所述除電單元中所述第1離子生成電極與所述第2離子生成電極的所述直流電壓的時間平均值分別為V1-m[單位kV]、V2-m[單位kV]、所述第m個除電單元的法線方向電極間距離為d1-m[單位mm]、施加于所述第m個除電單元中所述第1離子生成電極的所述直流電壓的脈動率與施加于所述第2離子生成電極的所述直流電壓的脈動率的平均脈動率為xm[單位%]時,
滿足由式|V1-m-V2-m|/d1-m>0.26表示的關系,并且
滿足由式xm≤5表示的第1關系、和
由式|V1-m|<8、式|V2-m|<8、及式|V1-m-V2-m|/d1-m<0.35表示的第2關系中的至少一個關系。
24.一種已除電電氣絕緣性薄片的制造方法,從正在移動的電氣絕緣性薄片的第1面側和第2面側向該薄片同時照射極性分別不隨時間變化的離子云對,以向兩面間賦予電位差,之后,對于所述薄片的第1面和第2面,同時向各個面照射電位差的極性與所述照射時反轉的、極性分別不隨時間變化的離子云對,并且,照射所述離子云,使各個極性的離子量實質上相等。
25.一種已除電電氣絕緣性薄片的制造方法,使用權利要求1-4和7之一所述的除電裝置,執行電氣絕緣性薄片的除電,以當相對于所述薄片的移動方向、第m個(m為1以上n以下的整數)所述除電單元中、所述離子生成電極間電位差的時間平均值為Vm[單位kV]、所述第m個除電單元的法線方向電極間距離為d1-m[單位mm]、所述離子生成電極間電位差的脈動率為ym[單位%]時,
滿足由式|Vm|/d1-m>0.26表示的關系,并且
滿足由式ym≤5表示的第1關系、和
由式|Vm|<16及式|Vm|/d1-m<0.35表示的第2關系中的至少一個關系。
26.根據權利要求25所述的已除電電氣絕緣性薄片的制造方法,其特征在于
施加于所述第m個除電單元中所述第1離子生成電極上的電壓與施加于所述第2離子生成電極上的電壓之和的振幅為所述第m個除電單元中所述離子生成電極間電位差的時間平均值的絕對值的0.05倍以上、0.975倍以下。
27.一種已除電電氣絕緣性薄片的制造方法,使用權利要求1-4和7之一所述的除電裝置,以當所述各除電單元中,通過向所述第1離子生成電極和所述第2離子生成電極彼此施加逆極性的直流電壓,賦予直流的離子生成電極間電位差,并且相對于所述薄片的移動方向,施加于第m個(m為1以上n以下的整數)除電單元中、所述第1離子生成電極和所述第2離子生成電極的所述直流電壓的時間平均值分別為V1-m[單位kV]、V2-m[單位kV]、所述第m個除電單元的法線方向電極間距離為d1-m[單位mm]、施加于所述第m個除電單元中所述第1離子生成電極的所述直流電壓的脈動率與施加于所述第2離子生成電極的所述直流電壓的脈動率的平均脈動率為xm[單位%]時,
滿足由式|V1-m-V2-m|/d1-m>0.26表示的關系,并且
滿足由式xm≤5表示的第1關系、和
由式|V1-m|<8、式|V2-m|<8、及式|V1-m-V2-m|/d1-m<0.35表示的第2關系中的至少一個關系。
全文摘要
一種電氣絕緣性薄片的除電裝置,具有相對于電氣絕緣性薄片的移動路徑,沿該薄片的移動方向間隔設置的至少2個除電單元,該各除電單元具有配置在所述薄片的第1面側的第1電極單元、與配置在所述薄片的第2面側的第2電極單元,所述第1電極單元具有第1離子生成電極,所述第2電極單元具有與所述第1離子生成電極相對配置的第2離子生成電極,其中,在所述各除電單元中,所述第1離子生成電極與所述第2離子生成電極具有賦予直流的離子生成電極間電位差的關系,當所述除電單元的總數為n(n為2以上的整數)時,n個所述除電單元中、n/4個以上(小數點以下進位)的所述除電單元中的所述離子生成電極間電位差與其它所述除電單元中的所述離子生成電極間電位差具有彼此成逆極性電位差的關系。
文檔編號H01T19/00GK101112131SQ20068000355
公開日2008年1月23日 申請日期2006年1月24日 優先權日2005年1月28日
發明者平井康之, 森岡聰子, 田中治美 申請人:東麗株式會社