JP5162993B2 - ELECTRIC INSULATION ROLL, SHEET ROLL BODY OF ELECTRIC INSULATING SHEET, METHOD FOR PRODUCING ELECTRIC INSULATING SHEET, AND METHOD FOR CHARGING TREATMENT OF ELECTRIC INSULATING SHEET - Google Patents
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Description
本発明は、帯電付与ロール、電気絶縁性シートのシートロール体および電気絶縁性シートの製造方法に関する。 The present invention relates to a charge imparting roll, a sheet roll body of an electrically insulating sheet, and a method for producing an electrically insulating sheet.
電気絶縁性シートを大気圧中で搬送したり、巻き取るときに、シートが蛇行したり、巻きずれを起こすことがよくある。そのような不都合を生ずる原因には、シート側の原因として、シートの厚み斑、シート表面の摩擦係数不足等があり、また、装置側の原因として、搬送ローラの速度や搬送張力、搬送ローラの平行度、機械的振動等がある。従来は、これらを最適化することで上述の不具合を回避しようとしてきたが、近年、シート搬送の高速化や長尺化等が進んできたため、これらの対応では困難となってきた。 When an electrically insulating sheet is conveyed or taken up at atmospheric pressure, the sheet often meanders or causes winding slippage. Causes of such inconvenience include sheet thickness unevenness, insufficient coefficient of friction on the sheet surface, etc., and causes on the apparatus side include the speed and conveyance tension of the conveyance roller, the conveyance roller There are parallelism and mechanical vibration. Conventionally, it has been attempted to avoid the above-mentioned problems by optimizing these, but in recent years, the sheet conveyance has become faster and longer, and it has become difficult to cope with them.
このような問題に対して、電気絶縁性シートの幅方向一部に、処理を施すことが知られている。この処理としては、エンボス加工、縞状の凸部形成、静電気力を利用する帯電付与方法などがある。これらの処理により、電気絶縁性シートの表面の摩擦係数が増大し、電気絶縁性シートとの密着性が高くなり、電気絶縁性シートの蛇行や、巻き取り時の巻きずれを防止することができる。 In order to solve such a problem, it is known to perform treatment on a part of the electric insulating sheet in the width direction. Examples of this process include embossing, formation of striped convex portions, and a charging method using electrostatic force. By these treatments, the coefficient of friction of the surface of the electrically insulating sheet is increased, the adhesion with the electrically insulating sheet is increased, and the electrically insulating sheet can be prevented from meandering and winding deviation at the time of winding. .
ここで、静電気力を利用する応用技術に関しては、電気絶縁性シートの表面をあらかじめシート製造工程内で帯電させておき、静電気力によって搬送ローラや巻取ロールに密着させ、滑りにくくし、蛇行を防止するという方法である。また、連続するシートをロール状に巻き上げて成るシートロール体においては、電気絶縁性シート層間の密着力を高くし、シートロール体の巻きずれや飛び出しを防止するという方法である。このような技術には、例えば、特許文献1や特許文献2が知られている。
Here, with regard to applied technology that uses electrostatic force, the surface of the electrical insulating sheet is charged in advance in the sheet manufacturing process, and is brought into close contact with the transport roller and take-up roll by electrostatic force, making it difficult to slip, and meandering. It is a method of preventing. Moreover, in the sheet roll body formed by winding up continuous sheets into a roll shape, the adhesion force between the electrically insulating sheet layers is increased, and the sheet roll body is prevented from being unwound and popping out. For example,
特許文献1には、図9に示すように、一方の面を接地導電性ロール5の部位に密着させたシートSに、もう一方の面側から放電電極20を接触または近接させて、シートSを帯電させた後、シートSを接地導電性ロール5面より剥離させることにより、シートの両面を逆極性に帯電させることが開示されている。
In
また、特許文献2には、シート層間に噛み込まれた空気が、シートの端部から逃げることを妨げないように、シートとシートの層間に随伴した空気を適度に逃がすことができる帯電処理方法が開示されている。特許文献2には、電気絶縁性シートに接触させながら帯電を付与する装置として、リング状のロールを用いる方法が記載されている。電気絶縁性シートに帯電を付与するリング状の帯電付与ロールには、ステンレスなどの金属製の芯金の表面に被覆層を設け、その被覆層には導電性のゴムが用いられている。特許文献2に記載のリング状の帯電付与ロールを図10に示す。リング状の芯材13に、導電性ゴム14が一様に被覆されている。図10のリング状の放電電極(帯電付与ロール)を、図9のシートSが密着した接地導電性ロール5の部位に、シートSを挟んで圧着して、シートの移動によりリング状の帯電付与ロールを回転させている。リング状の帯電付与ロールによる方法では、接地された導電性ローラ5(シートが密着されている)と放電部位との距離をゼロから帯電付与ロールの半径まで連続的に滑らかに変化させられるので、数10μmの微小な放電ギャップを確保し、安定な放電を連続的に行うことが可能である。
しかしながら、従来の技術では、シートの幅方向に対し、10mmから20mm程度の比較的広い範囲に帯電を付与していた。つまり、シート幅方向の比較的広い範囲に、正極性帯電と負極性帯電とが複雑に混在した帯電斑を形成していた。図10の放電電極20は、リング電極に導電性ゴム14が一様に被覆された構成で、導電性ゴム14から接地導電性ロール5との間で微小ギャップの放電が発生する。放電による付与された帯電の極性は、印加した極性に一致し、帯電幅は、導電性ゴム端部で幅方向に発生した放電痕のため、導電性ゴム14の幅より広い部分をランダムに帯電させている。さらに、この状態でシートが接地導電性ロール5から剥離する際には、剥離放電が発生し、シートには逆極性の放電痕が形成されている。このようなシート表面の帯電状態は、後工程で塗布抜けや滑り不良等の欠点を起こす場合があるという問題があった。さらに、従来の技術では、強い帯電が広い範囲に付与されてしまうため、特に薄いシート、たとえば数μmの厚みのシートに適用した場合、巻き取られたロール状のシートロール体からシートを順次巻き出す際に、シートとシートの密着力が強すぎて、シートが破れる場合があるという問題があった。なお、シートの密着力は、付与された帯電の強さ(電荷密度)の二乗と帯電面積に比例する。
However, in the conventional technique, charging is applied to a relatively wide range of about 10 mm to 20 mm with respect to the width direction of the sheet. That is, charging spots in which positive charge and negative charge are mixed in a relatively wide range in the sheet width direction are formed. The
リング状の帯電付与ロールは、シートの搬送速度の増大に伴い、高速で回転する。高速回転する際、走行の安定性を確保するためには、シートとの接触幅がある程度大きい必要があった。リング状の帯電付与ロールの接触幅が小さくなると、走行中に帯電付与ロールが左右に振れやすくなってしまい、帯電付与ロールが振動してしまう。このため、安定な帯電を電気絶縁性シートに付与することができないという課題があった。 The ring-shaped charging roller rotates at a high speed as the sheet conveyance speed increases. When rotating at high speed, the contact width with the sheet needs to be large to some extent in order to ensure the stability of traveling. When the contact width of the ring-shaped charge imparting roll becomes small, the charge imparting roll easily swings left and right during traveling, and the charge imparting roll vibrates. For this reason, there existed a subject that stable electrification could not be given to an electric insulation sheet.
つまり、シートの蛇行や巻きずれ等が発生しないように電気絶縁性シートに帯電を付与する際、シートの幅方向に対して、たとえば後工程では使用されないシートの最端部のごく狭い範囲にのみに、小面積の帯電を付与することが好ましいが、リング状の帯電付与ロールの走行安定性と両立することができないでいた。 In other words, when charging the electrically insulating sheet so as not to cause meandering or winding deviation of the sheet, it is only in a very narrow range at the end of the sheet that is not used in the subsequent process, for example, in the width direction of the sheet. In addition, it is preferable to impart a small area of charge, but it cannot be compatible with the running stability of the ring-shaped charge imparting roll.
本発明の目的は、かかる従来技術の課題を解消し、製品のごく端部の狭い範囲に小面積の帯電を付与することができる電気絶縁性シートの帯電付与ロールを提供する。これにより、端面ずれや蛇行を効果的に防止し、破れ等の問題が生じにくくするとともに、安定した品質の電気絶縁性シートロール体の製造方法を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a charge imparting roll for an electrically insulating sheet that can solve the problems of the prior art and can impart a small area of charge to a narrow range at the very end of a product. Accordingly, it is an object of the present invention to provide a method for manufacturing an electrically insulating sheet roll body with stable quality while effectively preventing end face deviation and meandering, making it difficult to cause problems such as tearing.
上記課題を解決するための本発明の構成は以下の通りである。すなわち、
本発明によれば、電気絶縁性シートの幅方向の端部に帯電を付与する帯電付与ロールであって、導電性を有する芯材と、該芯材の表面を被覆するゴム被覆層とを有し、該ゴム被覆層が異なる体積抵抗率の複数の領域を含み、前記ゴム被覆層の表面部の体積抵抗率は、前記帯電付与ロールの軸方向の両端部における体積抵抗率が中央部よりも高く、かつ、前記中央部が電源と電気的に接続されていることを特徴とする帯電付与ロールが提供される。
The configuration of the present invention for solving the above-described problems is as follows. That is,
According to the present invention, there is provided a charge imparting roll that imparts a charge to an end portion in the width direction of an electrically insulating sheet , and has a conductive core material and a rubber coating layer that covers the surface of the core material. The rubber coating layer includes a plurality of regions having different volume resistivity, and the volume resistivity of the surface portion of the rubber coating layer is such that the volume resistivity at both ends in the axial direction of the charging roller is higher than that of the central portion. There is provided a charge imparting roll which is high and has a central portion electrically connected to a power source .
また、本発明の好ましい形態によれば、前記ゴム被覆層の前記帯電付与ロールの軸方向の両端部の体積抵抗率R1と、中央部の体積抵抗率R2との比、R1/R2が103以上106以下であることを特徴とする帯電付与ロールが提供される。 Further, according to a preferred embodiment of the present invention, the ratio of the volume resistivity R1 at both ends in the axial direction of the charge applying roll of the rubber coating layer to the volume resistivity R2 at the center, R1 / R2 is 10 3. There is provided a charge imparting roll characterized by being 10 6 or less.
また、本発明の好ましい形態によれば、前記ゴム被覆層の中央部における体積抵抗率が前記帯電付与ロールの周方向において変化するように構成されていることを特徴とする帯電付与ロールが提供される。また、本発明の好ましい形態によれば、軸方向の幅が10[mm]から30[mm]であることを特徴とする帯電付与ロールが提供される。また、本発明の別の形態によれば、電気絶縁性シートの一方の面を接地導電性ロールに密着、他方の面の端部を上記帯電付与ロールに密着させた状態において、前記帯電付与ロールに電圧を印加して、前記電気絶縁性シートの他方の面に帯電処理を施す電気絶縁性シートのシートロール体の製造方法が提供される。 Further, according to a preferred embodiment of the present invention, there is provided a charging roll characterized in that a volume resistivity at a central portion of the rubber coating layer is configured to change in a circumferential direction of the charging roll. The Moreover, according to the preferable form of this invention, the width | variety of an axial direction is 10 [mm] to 30 [mm], The charge provision roll characterized by the above-mentioned is provided. According to another aspect of the present invention, in the state where one surface of the electrical insulating sheet is in close contact with the ground conductive roll and the end of the other surface is in close contact with the above-described charge applying roll, the charge applying roll There is provided a method for producing a sheet roll body of an electrically insulating sheet in which a voltage is applied to the other surface of the electrically insulating sheet to perform charging treatment.
また、本発明の別の形態によれば、上記製造方法によりロール状に巻いた電気絶縁性シートのシートロール体であって、少なくとも幅方向の一部に1[mm]以上5[mm]以下の幅の帯電部を有することを特徴とする電気絶縁性シートのシートロール体が提供される。 According to another aspect of the present invention, there is provided a sheet roll body of an electrically insulating sheet wound into a roll shape by the above manufacturing method , and at least a part in the width direction is 1 [mm] or more and 5 [mm] or less. There is provided a sheet roll body of an electrically insulating sheet characterized by having a charging portion having a width of 5 mm.
また、本発明の好ましい形態によれば、前記帯電部が、シートロール体の端部から前記ロール体の幅方向の長さの1%以下の範囲であることを特徴とする電気絶縁性シートのシートロール体が提供される。 Further, according to a preferred embodiment of the present invention, the charging portion is in the range of 1% or less of the length in the width direction of the roll body from the end of the sheet roll body. A sheet roll body is provided.
また、本発明の別の形態によれば、電気絶縁性シートの一方の面を接地導電性ロールに密着、他方の面の端部を上記の帯電付与ロールに密着させた状態において、前記帯電付与ロールに電圧を印加して、前記電気絶縁性シートの他方の面に帯電処理を施す電気絶縁性シートの帯電処理方法が提供される。 According to another aspect of the present invention, in the state where one surface of the electrically insulating sheet is in close contact with the ground conductive roll and the end portion of the other surface is in close contact with the above-described charge applying roll, the charging application An electrical insulating sheet charging method is provided in which a voltage is applied to a roll to charge the other surface of the electrical insulating sheet .
本発明が適用される電気絶縁性シートの代表的なものは、プラスチックシート、布帛、紙である。シートの形態には、通常、ロール状に巻かれた状態で取り扱われる長尺シートと、通常、多数枚積層された状態で取り扱われる枚葉シートがある。プラスチックシートとしては、ポリエチレンテレフタレートシート、ポリエチレンナフタレートシート、ポリプロピレンシート、ポリスチレンシート、ポリカーボネートシート、ポリイミドシート、ポリフェニレンサルファイドシート、ナイロンシート、アラミドシート、ポリエチレンシート等がある。一般に、プラスチックシートは、他の材料からなるシートに比べ、電気絶縁性が高い。電気絶縁性シートとしては、あらかじめ片面に金属などの導電性薄膜がコーティングされたものや、易接着性材や帯電防止材がコーティングされたものも、他方の面の電気絶縁性が保たれていれば、本発明における電気絶縁性シートたりうる。 Typical examples of the electrically insulating sheet to which the present invention is applied are a plastic sheet, a fabric, and paper. There are two types of sheets: a long sheet that is usually handled in a rolled state, and a sheet that is usually handled in a state where a large number of sheets are stacked. Examples of the plastic sheet include a polyethylene terephthalate sheet, a polyethylene naphthalate sheet, a polypropylene sheet, a polystyrene sheet, a polycarbonate sheet, a polyimide sheet, a polyphenylene sulfide sheet, a nylon sheet, an aramid sheet, and a polyethylene sheet. In general, a plastic sheet has higher electrical insulation than a sheet made of other materials. As for the electrical insulating sheet, the one coated with a conductive thin film such as metal on one side, or the one coated with an easy-adhesive material or antistatic material on the other side can maintain the electrical insulation on the other side. For example, it can be an electrically insulating sheet in the present invention.
本発明において、「導電性ゴム」とは体積抵抗率が109[Ω・cm]以下のゴムからなる部材をいう。ゴムとは、室温においてゴム弾性を有する固体高分子物質あるいはその材料からなる固体である。ゴム弾性とは、弾性率が金属より10-5桁小さいが破断伸度が200%以上である弾性体である。室温でゴム弾性を示す固体高分子物質は、多数の架橋点の間が柔軟なひも状の分子で結合された網目構造を有し、柔軟で繰り返し伸び縮みする物質である。 In the present invention, “conductive rubber” refers to a member made of rubber having a volume resistivity of 10 9 [Ω · cm] or less. The rubber is a solid polymer substance having rubber elasticity at room temperature or a solid made of the material. Rubber elasticity is an elastic body whose elastic modulus is 10 −5 orders of magnitude smaller than that of metal but has a breaking elongation of 200% or more. A solid polymer material exhibiting rubber elasticity at room temperature is a material that has a network structure in which a large number of cross-linking points are bonded with flexible string-like molecules, and is flexible and repeatedly stretches and contracts.
本発明において、「ゴム被覆層の体積抵抗率」は、次の方法により求める。まず、芯材に導電性ゴムが被覆された帯電付与ロールにアルミニウムシートを接触させ、アルミニウムシートと芯材との間に100Vの電圧を印加して流れる電流を測定する。次に、アルミニウムシートと芯材との径方向の距離を測定する。次に、印加した電圧(100V)を測定した電流で除した値を抵抗値とし、得られた抵抗値にアルミニウムシートの面積を掛け、さらにアルミニウムシートと芯材との径方向の距離で除して、単位体積あたりに換算し体積抵抗率(単位[Ω・cm])を得る。これは、被測定物体を1辺が1cmの立方体に充填し、その相対する両面間に電圧を加えた場合の両面間の電気抵抗に相当する。測定温度は、25℃、相対湿度は50%RHとする。 In the present invention, the “volume resistivity of the rubber coating layer” is determined by the following method. First, an aluminum sheet is brought into contact with a charge imparting roll whose core material is coated with conductive rubber, and a current flowing by applying a voltage of 100 V between the aluminum sheet and the core material is measured. Next, the radial distance between the aluminum sheet and the core material is measured. Next, the value obtained by dividing the applied voltage (100 V) by the measured current is taken as the resistance value, the obtained resistance value is multiplied by the area of the aluminum sheet, and further divided by the radial distance between the aluminum sheet and the core material. Thus, volume resistivity (unit [Ω · cm]) is obtained by converting per unit volume. This corresponds to the electrical resistance between both surfaces when the object to be measured is filled in a cube having a side of 1 cm and a voltage is applied between the opposing surfaces. The measurement temperature is 25 ° C. and the relative humidity is 50% RH.
本発明において、「異なる体積抵抗率の複数の領域」とは、隣接するゴム被覆層において、少なくとも、一方の領域が、隣接する領域の体積抵抗率と比較して、体積抵抗率で103以上異なっている領域となっていることをいう。体積抵抗率は、導電性の芯材とゴム被覆層の間の体積抵抗率である。 In the present invention, “a plurality of regions having different volume resistivity” means that at least one region in the adjacent rubber coating layer has a volume resistivity of 10 3 or more compared to the volume resistivity of the adjacent region. It is a different area. The volume resistivity is a volume resistivity between the conductive core material and the rubber coating layer.
本発明において、「帯電付与ロールの軸方向の両端」とは、帯電付与ロールの軸方向のゴム被覆層の最端部から、ゴム被覆層のロール軸方向の長さの1/5以上2/5以下の長さ分、内側に入った部分をいう。 In the present invention, “both ends in the axial direction of the charging roll” means from 1/5 or more of the length in the roll axial direction of the rubber coating layer to the end of the rubber coating layer in the axial direction of the charging roll. The part which entered inside by the length of 5 or less.
本発明において、「帯電付与ロールの軸方向の中央部」とは、帯電付与ロールの軸方向のゴム被覆層において、両端部以外の場所をいう。 In the present invention, “the central portion in the axial direction of the charging roller” refers to a portion other than both ends in the axial rubber coating layer of the charging roller.
本発明によれば、シートの幅方向に対する帯電付与範囲を最小限に制御し、後加工で製品化されない最端部に、安定は帯電を付与することができる。これによって、シート製造プロセスに応じて、シートの蛇行や巻きずれを防止することができるとともに、後工程で塗布抜けなどの原因となる強い帯電斑を防止できる。さらに、本発明の製造方法で巻き取られたシートロール体は適度な密着力をもち、たとえば、蒸着機での真空引き時にずれにくいなど、シートロール体としてハンドリング性の優れた製品を提供することができる。 According to the present invention, the charge application range in the width direction of the sheet can be controlled to a minimum, and the charge can be stably applied to the outermost end portion that is not commercialized by post-processing. Thereby, according to the sheet manufacturing process, meandering and winding deviation of the sheet can be prevented, and strong charging spots that cause application omission in a subsequent process can be prevented. Furthermore, the sheet roll body wound up by the manufacturing method of the present invention has an appropriate adhesion force, and provides a product having excellent handling properties as a sheet roll body, for example, being difficult to shift when evacuated in a vapor deposition machine. Can do.
以下、本発明の電気絶縁性シートの帯電付与ロールの好ましい実施形態例を図面を参照しながら説明する。電気絶縁性シートとしてプラスチックフィルム(以下、単に、フィルムともいう。シートロール体をフィルムロール体とも呼ぶ)を用いる場合を例にとって説明する。本発明は、これらの例に限られるものではない。 Hereinafter, preferred embodiments of the charge imparting roll of the electrical insulating sheet of the present invention will be described with reference to the drawings. A case where a plastic film (hereinafter also simply referred to as a film. A sheet roll body is also referred to as a film roll body) is used as an example of the electrical insulating sheet will be described. The present invention is not limited to these examples.
図3は、本発明のシートロール体の製造方法の一実施形態における帯電付与工程を示す。 FIG. 3 shows a charge imparting step in one embodiment of the method for producing a sheet roll body of the present invention.
シートSは、次の2つの方法のいずれかにより、帯電付与工程へと供給される。第1の方法は、溶融した樹脂を図示しない口金から押し出し冷却ロールに吐出し、除冷してシート状に成形した後、延伸により厚みの薄いシートを製膜する製膜工程から、シートを、帯電付与工程へ直接供給する方法である。その後、帯電が付与されたシートは、巻き取り工程へ搬送されロール状に巻き取られる。第2の方法は、シートが上記の製膜工程を経て、一旦ロール状に巻き取られシートロール体が形成された後、シートロール体からシートを巻き出し、巻き出されたシートを、帯電付与工程へと供給する方法である。巻き出された幅の広いシートは、所定の幅にスリットされたのち、巻き取り工程へ搬送され再びロール状に巻き取られる。通常、スリットされたシートロール体が製品ロールとなり、客先に供給される。 The sheet S is supplied to the charging process by one of the following two methods. The first method is to extrude a molten resin from a base (not shown), discharge it to a cooling roll, and after cooling and forming it into a sheet shape, from the film forming step of forming a thin sheet by stretching, the sheet, This is a method of supplying directly to the charging step. Thereafter, the charged sheet is conveyed to a winding process and wound into a roll. In the second method, the sheet is wound up into a roll shape through the above-described film forming step to form a sheet roll body, and then the sheet is unwound from the sheet roll body, and the unwound sheet is charged. It is a method of supplying to the process. The wide sheet that has been unwound is slit to a predetermined width, and then is conveyed to a winding process and wound into a roll again. Usually, the slit sheet roll body becomes a product roll and is supplied to the customer.
図3において、シートSは、金属ローラを含む複数のガイドロール6などにより図を左方向から右方向へ搬送され、シートロール体9として巻き取られる。この図において、シートは、接地された導電性ロール5の一部に密着して走行する。シートが被覆された接地導電性ロール5上に、シートを挟んで帯電付与ロール1が圧着されている。圧着は、図示しない、エアシリンダーなどで行われる。帯電付与ロール1は、金属などからなる導電性を有するリング状の芯材に導電性ゴムの被覆層を設けられている。帯電付与ロール1は、高圧電源10に電気的に接続されている。接地導電性ロールやガイドロールは、通常、接地されている。シートSが図の左から右に走行すると、シートの走行に伴って帯電付与ロール1は図の反時計まわりに高速で回転する。このとき、帯電付与ロール1には高圧電源10から所定の電圧が印加され、帯電付与ロール1とシートSの微小なギャップで放電が発生し、シートSに帯電が付与される。その後、シートSが接地導電性ロール5より剥離される際、シートSと接地導電性ロール5との間で剥離放電が発生し、シートの両面が互いに逆極性に帯電する。引き続き、シートSは巻きとり工程まで走行され、接圧ロール7で圧着されたコア8に巻き取られ、シートロール体9となる。シートSの移動に伴って接圧ロール7は時計回りに、コア8は反時計回りに回転する。コア8には順次シートが巻き取られていくため、シートロール体9は次第に巻き太り、直径が増大する。除電装置12はシートロール体9に向けて設置されており、シートロール体の電位を低く抑える為に用いられる。除電装置12としては、交流式、直流式、交流高周波式、送風式などの電圧印加式静電気除去装置や、導電性繊維やカーボンブラシを用いた自己放電式除電装置などを挙げることができる。図3の実施形態では針電極が交流式高電圧電源に接続された交流式針除電器を用いた。
In FIG. 3, the sheet S is conveyed from the left to the right in the drawing by a plurality of guide rolls 6 including metal rollers, and is wound up as a
本実施形態の帯電付与ロール1は、シートSを安定に帯電できればよく、リング状の導電性を有する芯材に寸法上の制約はないが、特に大きすぎても放電ギャップ部のクリアランスを取り難くなるおそれがあるため、リング状の芯材の外径は50〜200mm程度で、帯電付与ロール1の外径は70〜220mm程度が好ましい。高圧電源10からの電圧印加は、連続的に電圧を印加する動作を行ってもよいし、周期的にオンとオフを繰り返す、間欠的な電圧印加を行ってもよい。
The
ここで、本実施形態の電気絶縁性シートに狭い幅で均一に安定な帯電を付与する帯電付与ロールを図1に示す。図1は、図3の帯電付与ロール1と接地された導電性ロール5による帯電処理部の拡大図で、シートの走行方向から見た概略正面図である。シートSは、紙面を手前から奥に一定の速度で走行する。帯電付与ロール1は、シートの移動に伴って、高速で回転している。帯電付与ロール1の被覆層は、複数の体積抵抗率のゴム材料から構成されており、体積抵抗率が帯電付与ロールの軸方向において変化するように構成してある。すなわち、帯電付与ロール1の表面には体積抵抗率の低い帯電処理部2と体積抵抗率の高い非帯電処理部3との2つの領域が設けられている。リング状の帯電付与ロール1は、支持部4で回転が阻害されないような状態で装置のフレーム等に固定される(図示せず)。なお、リング状の導電性を有する芯材13(図では見えない)には電圧を印加するため、支持部4とは電気的に絶縁しておく。電気的に絶縁しておくとは、アースとの接地抵抗が1GΩを超える状態である。リング状の芯材13は、高圧ケーブル11で高圧電源10に電気的に接続される。リング状の芯材に体積抵抗率の低いゴム被覆層が形成された帯電処理部2は、電気的に高圧電源10と接続される。
Here, FIG. 1 shows a charge imparting roll that imparts a uniform and stable charge with a narrow width to the electrical insulating sheet of the present embodiment. FIG. 1 is an enlarged view of a charging processing unit using a charging
図4に、図1の実施形態の帯電付与ロール1の正面図を示す。帯電付与ロールの軸方向に、中央部と両端部が異なる体積抵抗率のゴムが、段差がない表面状態で被覆され、両端部の体積抵抗率は中央部よりも低くなっている。ゴム被覆層の内部は、表面と同じ体積抵抗率を有することが好ましい。被覆層の内部も表面も同じ体積抵抗率で構成するほうが容易であるからである。ここでいう内部とは、高圧電源と電気的に接続されたリング状の芯材から、帯電を付与したいシートに接する部位の直下までをいう。帯電付与ロールの軸方向における中央部は、導電性を有し、電気的に接続された高圧電源10によって高電圧が印加されている。このため、帯電付与ロールの軸方向における中央部は、接地導電性ロール5との間で放電により電荷がシートS面に付与される、帯電処理部2となっている。
FIG. 4 shows a front view of the
一方、帯電付与ロールの軸方向における両端部は、導電性が低く帯電を付与することができない、非帯電処理部3となっている。帯電処理部2の体積抵抗率R1と非帯電処理部3の体積抵抗率R2との比:R1/R2は、103以上106以下の範囲が好ましく用いられる。比が103未満となると、帯電処理部2と非帯電処理部3との違いが小さくなり、非帯電処理部3からもシートSに帯電が少なからず付与される場合があるため、103以上とするのが好ましい。逆に、比が106を超えると、ゴム材質の特性の違いが大きくなりすぎて、ゴム加工時に引きつりや割れが生じやすくなったり、帯電処理部2と非帯電処理部3の磨耗量が違いすぎて、劣化しやすくなってしまうことがあるので、体積抵抗率の比は103以上106以下が好ましい。
On the other hand, both end portions in the axial direction of the charge applying roll are
なお、この範囲内の比であれば、帯電処理部2の体積抵抗率の絶対値に制限はないが、本発明の好ましい実施形態においては、体積抵抗率が104 以上108 以下[Ω・cm]の導電性ゴムが好ましく用いられる。
If the ratio is within this range, the absolute value of the volume resistivity of the charging
次に、金属などの導体物質と比較して、体積抵抗率がある程度大きい導電性ゴムの効果を説明する。シートにピンホールがあるとき、ピンホールの部分で空気の絶縁破壊が起き、帯電付与ロール1から接地導電性ロール5に通ずる導電路が形成され、異常放電が発生する。また、シートが破れた時、帯電付与ロール1が接地導電性ロール5と直接導通する、いわゆる短絡が発生する。このような場合、帯電付与ロール1および接地導電性ロール5の表面は局部への集中電流によって破損する。
Next, the effect of conductive rubber having a relatively large volume resistivity compared to a conductor material such as metal will be described. When there is a pinhole in the sheet, dielectric breakdown of air occurs in the pinhole portion, a conductive path leading from the charging
導電性ゴムは、接地導電性ロール5に通ずる導電路が形成しても大きな電流が流れない役目をはたす。すなわち、ゴム被覆層の体積抵抗率がある値以上、104 [Ω・cm]以上が好ましい。一方、連続して安定に放電させるためには、帯電付与ロール1での電圧降下が小さい方がよい。帯電付与ロール1の電圧降下は、ゴム被覆層の体積抵抗率に比例するので、体積抵抗率は小さい方がよい。すなわち、帯電処理部2には体積抵抗率は104 以上108 以下[Ω・cm]の導電性ゴムが好ましく用いられる。
The conductive rubber serves to prevent a large current from flowing even if a conductive path communicating with the ground
本発明の帯電付与ロール1の好ましい実施形態例の製造方法の例について説明する。帯電付与ロールは芯材と表面のゴム被覆層で構成されている。芯材は芯がね、または、ロール芯とも呼ばれ、荷重に十分耐えるものが好ましい。芯材の材質は、SUSやステンレスなどの金属やカーボンファイバーを含む複合樹脂材料などを使用することができる。
An example of a manufacturing method of a preferred embodiment of the charging
ゴム被覆層の厚みの好ましい範囲は、1mmから15mm程度であるが、リング電極のシート走行に伴う回転を阻害せず、安定に回転するのであれば、この限りではない。ただし、1mm以下になると、ゴム本来の柔軟性が得られにくくなり、シートへの圧着状態が不安定になることもあるため、1mm以上が好ましい。 A preferable range of the thickness of the rubber coating layer is about 1 mm to 15 mm, but is not limited as long as the rotation of the ring electrode is not hindered and the rotation is stably performed. However, when the thickness is 1 mm or less, the inherent flexibility of the rubber becomes difficult to obtain, and the pressure-bonded state to the sheet may become unstable.
芯材13を被覆するゴムは、素練りを経た原料ゴムに加硫剤、促進剤、老化防止剤、補強剤、充填剤、可塑剤、粘着剤、着色剤などを配合して練り混むことが多い。この時に導電性カーボンブラックを所定量配合すると、均一に分散して好ましい。混合したコンパウンドを数日間熟成した後、カレンダーで厚さ1〜3mmのシート状に押し出しゴムシートを加工する。得られたゴムシートの表面に溶剤を塗布し粘着化させ、接着剤を塗布した芯材に巻き付け、周囲を固めた後、加硫を開始する。このとき、帯電付与ロールの軸方向に異なる電気的特性等を有するゴムシートをあらかじめ巻き付けておく。複数のゴム基材は同じゴム材質を含むものであれば、熱による収縮や機械的強度などの特性が基質となるゴム材質でほぼ一致させることができ、好ましい。このようにした帯電付与ロールの軸方向に表面の帯電処理部2と非帯電処理部3を形成するゴムシートを巻き付けた帯電付与ロールを一度で加硫する。加硫は、加硫用の容器にいれて120℃から170℃に加熱し、ゴムと加硫剤を化学的に結合しゴム弾性体を得る。その後、研磨機でゴム表面を研磨する。ゴム表面粗さはRzで5μm程度以下にすると、絶縁性シートをスムーズにハンドリングできるため好ましい。ここで、Rzとは、JISB601における、十点平均粗さである。ゴム硬度としては、30度〜80度(JIS K6253 タイプAに規定する測定法により行なう。この規格で規定されたJISスプリング式硬さ試験器を、軸方向を水平に静置したロールの上に水平に載せ、9.8Nの荷重をかけ測定する)の範囲が好ましいが、あまり低硬度のゴムを使用するとゴムが削れやすく耐久性に問題が生じやすい。
The rubber
導電性ゴムの種類としは、EPDM(エチレンプロピレンゴム)、CR(クロロプレンゴム)、シリコンゴム、アクリルニトリル−ブタジエンゴム、スチレン−ブタジエンゴム、ウレタンゴムなどが好ましく使用される。これらのゴムは単独で用いても良く、数種のゴム種をブレンドして用いてもかまわない。ゴム材料の導電性は、導電性カーボンブラックをゴム基材に対して10重量%以下の割合で分散させたものが代表的であるが、導電性フィラーなどの導電性物質や、第4級アンモニウム塩などのイオン性の化合物をゴム基材に添加するのも好ましく用いられる。導電性と適当な弾性を有する素材ならば特に限定されない。また、ゴムには、必要に応じて難燃剤、熱安定剤、可塑剤、補強剤、充填剤、酸化防止剤、帯電防止剤、顔料、ワックス、オイルなどを配合しても良く、これら二種以上を適宜配合しても良い。 As the kind of conductive rubber, EPDM (ethylene propylene rubber), CR (chloroprene rubber), silicon rubber, acrylonitrile-butadiene rubber, styrene-butadiene rubber, urethane rubber and the like are preferably used. These rubbers may be used alone or may be used by blending several kinds of rubber. The conductivity of the rubber material is typically one in which conductive carbon black is dispersed at a ratio of 10% by weight or less with respect to the rubber base material. However, a conductive material such as a conductive filler, quaternary ammonium, etc. It is also preferable to add an ionic compound such as a salt to the rubber base material. The material is not particularly limited as long as the material has conductivity and appropriate elasticity. In addition, the rubber may contain a flame retardant, a heat stabilizer, a plasticizer, a reinforcing agent, a filler, an antioxidant, an antistatic agent, a pigment, wax, oil, etc., if necessary. You may mix | blend the above suitably.
帯電処理部2と非帯電処理部3を合わせた帯電付与ロールの軸方向の幅は、10mm〜30mm、特に10〜15mm程度とするのが好ましい。直径は、外径が70mmφから220mmφとするのが好ましい。帯電付与ロールの軸方向の幅が10mm以上あれば、高速で回転する帯電付与ロールが左右に振れることなく、走行が安定であるので、放電も均一化でき、シートへの帯電付与が良好であるからである。本実施形態では、帯電処理部2と非帯電処理部3の幅方向の割合は、特に限定されないが、帯電を付与したい幅に合わせて、帯電処理部2の幅を決めればよい。たとえば、3mmの幅で帯電が付与したい場合には、帯電処理部2の幅は3mmとし、両側に5mmの幅で非帯電処理部3を形成して、合計13mm幅の帯電付与ロールを用いればよい。シートに帯電が付与される幅は、帯電処理部2が接触した部分と一致するので、帯電処理部1の軸方向の幅が帯電処理幅となる。
The width in the axial direction of the charging roller including the charging
なお、シートに付与された帯電の幅や状態は、プリンタやコピー機に使用されるトナーなどの帯電する部分に密着する粉末や液体をふりかけることにより、可視化して確認することができる。シートに付与された帯電の幅は、トナー付着量によって見極めることができる。トナーが付着しない部分と付着する部分の境目から、シートに付与された帯電部の幅の最大幅や最小幅、長さ方向の周期が測定できる。 Note that the width and state of the charge applied to the sheet can be visualized and confirmed by sprinkling powder or liquid that adheres to a charged portion such as toner used in a printer or a copier. The width of the charge applied to the sheet can be determined by the toner adhesion amount. From the boundary between the portion where the toner does not adhere and the portion where the toner adheres, the maximum width and minimum width of the charging portion applied to the sheet, and the period in the length direction can be measured.
図2は、本発明の別の帯電付与ロール1を用いた実施形態の一例を示している。シートSは、左から右に矢印の方向に移動しながら走行している。図2では帯電付与ロール1の縦断面図を示している。実際には、帯電付与ロールは、図5に示すように、導電性を有する芯材13を被覆するゴム材質において、軸方向において一部だけに帯電処理部2を形成し、かつ、リング周方向において一部だけに帯電処理部2が形成されている。非帯電処置部3は、帯電処理部2を取り囲むように形成され、帯電付与ロール1の表面に所望のパターンが形成されている。
FIG. 2 shows an example of an embodiment using another
図2を用いて、シートを帯電させる工程を詳細に説明する。シートを帯電させる工程は、帯電付与ロール1によるシート上面の帯電と、シートが接地導電性ロール5から剥離される際に起きるシート下面の帯電の2つからなる。図2に示す実施形態では、正の直流電圧が帯電付与ロール1に印加されており、帯電処理部2は正の高電位となっている。そのため、帯電処理部2と接地導電性ロール5の電界が強くなり、シートSの間で微小放電が起きるので、シートSの上面(帯電付与ロールの側の面)が正に帯電する(図2のQ)。引き続き、シートが接地導電性ロール5から剥離された際に両者の間に剥離放電が起き、シートSの下面(接地導電性ロールの側の面)が負に帯電する(図2のQ)。すなわち、シートの上面と下面は逆極性に帯電する。
The step of charging the sheet will be described in detail with reference to FIG. The process of charging the sheet includes two processes: charging of the upper surface of the sheet by the charging
帯電付与ロール1はシートの走行に伴って回転し、非帯電処理部3がシート面に接触すると、非帯電処理部3は帯電処理部2と比較して絶縁性が高いため、微小放電が起きにくく、シートの上面(帯電付与ロールの側の面)は帯電しない。そのため、シートが接地導電性ロール5から剥離された際にも剥離放電が発生せず、シートの下面(接地導電性ロールの側の面)も帯電しない。図2において、シートSは帯電処理部2と接触した部分で帯電が付与され、非帯電処理部3と接触した部分は帯電が付与されない。図2は、説明がわかりやすいようにリング周方向に帯電処理部2と非帯電処理部3が形成された状態で動作を説明したが、リング軸方向においても同様の作用で帯電が付与される。よって、リング軸方向の長さを走行が安定するまで十分大きくとっても、必要な狭い幅で、小面積の帯電付与が可能となる。
When the charging
シートに帯電させることが可能な電圧は、シートの厚さtや比誘電率εrによって決まる放電開始電圧より十分高い電圧である。値としては、放電開始電圧の2〜10倍程度が好ましい。なお、放電開始電圧は理論的に以下の2つの式から求めることができる。リング状の帯電付与ロールにおける帯電処理部2とシート間の空隙(放電ギャップ)にかかる電圧Vgの式
Vg=(Va−Vc)Z/(t/εr+Z) (1)
(ただし、Vaは印加電圧、Vcはシート表面の帯電電位、Zは放電ギャップである。)空隙における放電破壊電圧Vbのパッシェン則による一次近似式
Vb=312+6.2Z (2)
放電開始電圧は、式(1)、(2)においてVg=Vbとしたとき定まるVa−Vcの値として求められる。シートの帯電電位の影響を無視すれば印加電圧は下式で求められる。
The voltage capable of charging the sheet is sufficiently higher than the discharge start voltage determined by the sheet thickness t and the relative dielectric constant εr. The value is preferably about 2 to 10 times the discharge start voltage. The discharge start voltage can theoretically be obtained from the following two equations. Formula of voltage Vg applied to the gap (discharge gap) between the charging
(However, Va is the applied voltage, Vc is the charging potential of the sheet surface, and Z is the discharge gap.) First-order approximate expression according to Paschen's law of the discharge breakdown voltage Vb in the air gap Vb = 312 + 6.2Z (2)
The discharge start voltage is obtained as a value of Va−Vc determined when Vg = Vb in the equations (1) and (2). If the influence of the charging potential of the sheet is ignored, the applied voltage can be obtained by the following equation.
Va=312+6.2t/εr+88√(t/εr) (3)
具体的には、400V〜2,500Vの範囲の直流電圧が好ましい範囲である。また、実効値400V〜2,500Vの範囲の交流電圧、または400V〜2,500Vの範囲の直流電圧に400V〜2,500Vの範囲の交流電圧を加えた脈動電圧の印加が好ましい範囲である。厚みが小さいシートの場合、シートの絶縁破壊電圧(シートの材質や、環境の温度によって異なるが)である、数100V/μmのオーダを考慮して、印加電圧を調整すればよい。さらに、シートの走行速度や蛇行や巻きずれの状態から、印加電圧を調整すればよい。
Va = 312 + 6.2t / εr + 88√ (t / εr) (3)
Specifically, a DC voltage in the range of 400V to 2500V is a preferred range. Moreover, the application of the pulsation voltage which added the alternating voltage of the range of 400V to 2,500V to the alternating voltage of the range of the effective value 400V to 2,500V or the direct current voltage of the range of 400V to 2,500V is a preferable range. In the case of a sheet having a small thickness, the applied voltage may be adjusted in consideration of the order of several hundred V / μm, which is the dielectric breakdown voltage of the sheet (which varies depending on the sheet material and the environmental temperature). Furthermore, the applied voltage may be adjusted based on the running speed of the sheet, the state of meandering, or the winding deviation.
以上のように、リング状の帯電付与ロールの幅が大きくても、表面に帯電処理部2と非帯電処理部3をパターン化して、シートの帯電付与部の幅をコントロールできる。帯電付与部の幅は、帯電付与ロールの帯電処理部2の幅とほぼ同じとなり、帯電付与部の幅を小さくできる上、幅の変動を小さくすることができるので、安定した帯電処理ができる。また、軸方向の両側端部に形成された非帯電処理部3は、電界が集中しやすい端部での異常放電が発生しにくく、放電を安定化する利点もある。さらに、リング状の帯電付与ロールの側面に、非帯電処理部3で使用した、高い電気抵抗値をもつ絶縁体を被覆されていることが好ましい。
As described above, even if the width of the ring-shaped charge imparting roll is large, the width of the charge imparting portion of the sheet can be controlled by patterning the
次に、本発明のシートロール体について説明する。帯電を付与したシートはコア8に巻き取られシートロール体9をなす。図6と図7は本発明の好ましいシートロール体9を示している。図6は、シートの全幅:Aに対して、後工程で製品として使用されないエッジ部分:B、帯電を付与した帯電付与部:Cを示す。Bは、図3で帯電が付与された部分に相当する。図6、図7では、シート幅の両端部に帯電付与部が存在するが、シートの製造方法によっては、いずれか片側に帯電付与部が存在するだけで良い場合もある。後加工の非製品部の幅は、製品を使用するユーザーや製品の用途によって異なるが、シート端から10mm、より好ましくは5mm以下であれば非製品部内となり場合がほとんどである。たとえば、Aが500mm以上で、Bが10mm以下、Cが5mm以下であれば、帯電付与部分は非製品部分にとどまる。つまり製品全幅に対して、帯電処理部の幅がエッジから1%以内であればよい。
Next, the sheet roll body of the present invention will be described. The charged sheet is wound around the
図6は、おもに、図3で高圧電源10として直流電源を使用し、図4に示す帯電付与ロールを使用することで、シート長さ方向に連続的に帯電を付与している実施形態である。図7は、おもに次の2つの方法による実施形態である。1つ目の方法は、図3で高圧電源10として直流電源を使用し、図5に示す帯電付与ロールを使用することで、シート長さ方向に間欠的に帯電を付与する。もうひとつの方法は、図3で高圧電源10として周期的に印加電圧を変更できる高圧電源を使用し、図4に示す帯電付与ロールを使用することで、シート長さ方向に間欠的に帯電を付与する。本実施形態のシートロール体は、シートの両面が逆極性に帯電しているために、シートが上下に重なったときにシートどうしの間に静電気力が生じる。このため、シートロール体のずれや飛び出しを防止する効果がある。
FIG. 6 is an embodiment in which a DC power source is mainly used as the high-
本実施形態のシートロール体は、適切な面積で、たとえば狭い幅の帯電を均一に安定して付与してある。帯電を付与する位置は、付与した帯電が後工程で製品欠陥(帯電斑による蒸着ムラや塗布ムラなど)を発生することを防止するよう、後工程で邪魔にならない部分が適しており、後工程の蒸着時にミミと呼ばれる部分や塗布時の塗布端といった製品に無関係な部分であって、端部から10mm以下、より好ましくは、5mm以下の部分に帯電を付与している。 The sheet roll body of the present embodiment has a suitable area, for example, a narrow-width charge applied uniformly and stably. In order to prevent the applied charge from causing product defects (e.g., uneven deposition due to charging spots or uneven coating) in the post-process, the position that does not interfere with the post-process is suitable. These are portions unrelated to the product, such as a portion called “mimi” at the time of vapor deposition and a coating end at the time of coating, and charging is imparted to a portion of 10 mm or less, more preferably 5 mm or less from the end.
また、帯電付与部を小さい面積に制御することで、静電気力を弱めることができるので、巻出しを行う際の剥離時に、帯電による密着過多を防止しシートの蛇行やしわ、引きつり、シート破れの発生を回避することができる。 In addition, since the electrostatic force can be weakened by controlling the charging unit to a small area, it prevents excessive adhesion due to charging during peeling when unwinding, preventing sheet meandering, wrinkling, pulling, and sheet tearing. Can be avoided.
本実施形態のシートロール体は、製膜工程のシートやスリット工程のシートに好ましく適用されるが、さらに、磁気テープやコンデンサ、包装材料や回路基板などの、塗布あるいは印刷加工、蒸着加工、他種シートとのラミネート加工等の2次加工が施されたシートにも好ましく適用することができる。 The sheet roll body of the present embodiment is preferably applied to a film forming process sheet or a slit process sheet, but further, coating or printing processing, vapor deposition processing, etc., such as magnetic tape, capacitor, packaging material, circuit board, etc. It can be preferably applied to a sheet subjected to secondary processing such as laminating with a seed sheet.
以下に、実施例を挙げて本発明を具体的に説明する。なお、以下の実施例及び比較例における評価方法は次の通りである。シートにはポリエステルシートを用いた。
(1)帯電処理部の幅
帯電が付与された部分をトナーで可視化した上で、帯電部分の幅を測定し次の基準により評価した。後加工の非製品部の幅は製品を使用するユーザーや製品の用途によって異なるが、ここではシート端から5mm以下であれば非製品部のなかに収まるとして評価を行った。幅の測定は定規を用いた。
帯電処理部分の幅を以下の3段階で評価した。
Hereinafter, the present invention will be specifically described with reference to examples. In addition, the evaluation methods in the following examples and comparative examples are as follows. A polyester sheet was used as the sheet.
(1) Width of electrification processing portion After the charged portion was visualized with toner, the width of the charged portion was measured and evaluated according to the following criteria. The width of the post-processed non-product part varies depending on the user who uses the product and the application of the product, but here, the evaluation was performed assuming that it is within the non-product part if it is 5 mm or less from the sheet edge. A ruler was used to measure the width.
The width of the charged portion was evaluated in the following three stages.
最良:3mm以下
良好:3mmを超え5mm以下
不良:5mm以上
(2)帯電処理部の電荷密度の測定
シートの反対の面(背面)に接地導体に密着させ(シートの厚みの20%または10μmのいずれか小さい方よりも近く近接させるか密着させる)、背面のシート電荷と等量逆極性の電荷を上記接地導体に誘導させ、これによって上記背面の電位を実質的に電位0Vとした状態において、表面電位計の測定プローブを、被測定面から0.5から1[mm]程度までシートに十分近接させた状態で電位vを測定した。なお、表面電位計の測定プローブとしては、モンロー社製1017EH、開口部直径0.5[mm]を用いたる。帯電の分布状態は、表面電位計のプローブ、または、背面に接地導体を密着させた状態のシートのいずれか一方を、XYステージなどの位置調整可能な移動手段を用いて、低速(5[mm/秒]程度)で移動させながら順次測定し、得られたデータを2次元的にマッピングすることで得られる。長さ方向に一定の帯電量の場合は、1軸方向にスキャンするだけでよい。電荷密度σ(単位は[C/m2])は、シート上の単位面積[m2]当たりに存在する電荷の量のことで、上述の電位vの測定により帯電電荷密度を、関係式σ=C・vから求める。シートの単位面積当たりの静電容量C[μF/m2]は、平行平板の単位面積当たりの静電容量の関係式C=ε0εr/tにより求める。ここで、ε0は、真空中の誘電率であり、その値は8.854×10−12[F/m]とする。εrは、シートの比誘電率である。tは、シートの厚み[m]である。
(3)シートロール体の端面のズレ幅(飛出し幅)を次の3段階で評価した。
Best: 3 mm or less Good: Over 3 mm and 5 mm or less Defect: 5 mm or more (2) Measurement of the charge density of the charged portion The sheet is in close contact with the ground conductor on the opposite surface (back surface) (20% or 10 μm of sheet thickness) In the state where the charge on the back surface is substantially equal to 0 V by inducing a charge of the opposite polarity to the sheet charge on the back surface to the ground conductor. The potential v was measured in a state where the measurement probe of the surface potentiometer was sufficiently close to the sheet from about 0.5 to 1 [mm] from the surface to be measured. As a measurement probe for the surface electrometer, 1017EH manufactured by Monroe and an opening diameter of 0.5 [mm] are used. The distribution state of the charge is determined by using either a surface potentiometer probe or a sheet with a ground conductor in close contact with the back surface using a moving means such as an XY stage that can adjust the position at a low speed (5 mm). It is obtained by sequentially measuring and moving the obtained data and mapping the obtained data two-dimensionally. When the charge amount is constant in the length direction, it is only necessary to scan in one axis direction. The charge density σ (unit: [C / m 2 ]) is the amount of charge existing per unit area [m 2 ] on the sheet. = Calculated from C · v. The capacitance C [μF / m 2 ] per unit area of the sheet is obtained by the relational expression C = ε 0 εr / t of the capacitance per unit area of the parallel plate. Here, ε 0 is a dielectric constant in a vacuum, and its value is 8.854 × 10 −12 [F / m]. εr is the relative dielectric constant of the sheet. t is the thickness [m] of the sheet.
(3) The deviation width (projection width) of the end face of the sheet roll body was evaluated in the following three stages.
再良:0.5mm以下
良好:0.5mmを超え〜2mm以下
不良:2mmを超える。
(4)シートロール体を巻出したときに発生するしわや引きつりの有無を次の2段階で評価した。
Good again: 0.5 mm or less Good: Over 0.5 mm to 2 mm or less Defect: Over 2 mm.
(4) The presence or absence of wrinkles or pulling that occurred when the sheet roll body was unwound was evaluated in the following two stages.
最良:しわや引きつりの発生なし。 Best: No wrinkling or pulling.
良好:しわや引きつりの発生はあるが程度が弱く、製品して問題ないレベル。 Good: Wrinkles and pulling are generated, but the level is weak and there is no problem with the product.
不良:しわや引きつりの発生あり。
(5)真空機内でのずれ量
シートロール体を真空釜に入れ、真空排気を行う。排気中、あるいは排気が完了した時点で、シートロール体の表層が5mm以上端面から飛び出してしまいずれが発生するか、発生有無を目視で確認し、次の2段階で評価した。
良好:表層ズレの発生なし
不良:表層ズレの発生あり
[実施例1〜2、比較例1〜3]
図3、図1に例示したシート製造工程で、幅670mm、厚さ6.3μmのポリエチレンテレフタレートシートに帯電付与を行い、シートロール体を製造した。実施例1〜2と比較例1〜3では、製膜工程で一旦巻き上げられたシートロール体から再びシートを巻出しスリットする工程で帯電付与を行った。シート速度は180m/分で20000mの長さまで巻き取った。帯電付与ロールは、巻き取り部より上流にある接地したHCrロール上にシートを介して圧着した。このとき、シートの両端スリットエッジから2mmの位置に帯電付与ロールをそれぞれ設置した。
Defect: Wrinkles or pulling may occur.
(5) Deviation amount in the vacuum machine Place the sheet roll body in the vacuum pot and evacuate. At the time of exhausting or when exhausting was completed, the surface layer of the sheet roll body jumped out of the end face by 5 mm or more, and it was confirmed whether it occurred or not, and evaluated in the following two stages.
Good: No occurrence of surface layer displacement Defective: Generation of surface layer displacement [Examples 1-2, Comparative Examples 1-3]
In the sheet manufacturing process illustrated in FIGS. 3 and 1, charging was performed on a polyethylene terephthalate sheet having a width of 670 mm and a thickness of 6.3 μm to manufacture a sheet roll body. In Examples 1 and 2 and Comparative Examples 1 to 3, charging was performed in the process of unwinding and slitting the sheet again from the sheet roll once wound up in the film forming process. The sheet speed was 180 m / min and wound up to a length of 20000 m. The charge imparting roll was pressure-bonded via a sheet on a grounded HCr roll upstream of the winding unit. At this time, the charging rolls were respectively installed at
実施例1の帯電付与ロール1は、図4の形状で、直径100mm、幅10mmで、ゴム厚さ4mmとした。帯電処理部2の体積抵抗率は2×106[Ω・cm]の導電性ネオプレンゴム層、非帯電処理部3の体積抵抗率は1×1010[Ω・cm]の導電性ネオプレンゴム層を被覆した。帯電処理部2の幅は3mmとし、両側に非帯電処理部3を各3.5mm形成し、帯電付与ロールの軸方向の幅の合計を10mmとした。ゴム被覆層の表面から内部まで同じ体積抵抗率の導電性ネオプレンゴムを使用した。
The
この帯電付与ロールに、直流高圧電源KHV−15(春日電機株式会社製)を電気的に接続し、印加電圧+1.2kV、電流値0.12mAとし、帯電処理を行った。結果を表1に示す。シートロール体のずれもなく製品は良好に使用できた。帯電付与部は後加工の非製品部にとどまり、後加工で帯電ムラ発生の問題はなかった。 A direct current high voltage power supply KHV-15 (manufactured by Kasuga Denki Co., Ltd.) was electrically connected to the charge applying roll, and the applied voltage was +1.2 kV and the current value was 0.12 mA. The results are shown in Table 1. The product could be used satisfactorily without any deviation of the sheet roll body. The charge imparting part remained in the post-processed non-product part, and there was no problem of uneven charging during post-processing.
なお、図8に帯電電荷密度の測定結果の概略図を示す。図8は、帯電付与ロールに接触した上面の、片側エッジからの距離と帯電電荷密度の関係を示している。Cの幅はほぼ3mmであった。 FIG. 8 shows a schematic diagram of the measurement result of the charged charge density. FIG. 8 shows the relationship between the distance from one edge of the upper surface in contact with the charge applying roll and the charged charge density. The width of C was approximately 3 mm.
実施例2の帯電付与ロール1は、図5の形状で、直径100mm、幅10mmで、ゴム厚さ4mmとした。帯電処理部2の体積抵抗率は1×106[Ω・cm]の導電性ネオプレンゴム層、非帯電処理部3の体積抵抗率は1×1011[Ω・cm]の導電性ネオプレンゴム層を被覆した。帯電処理部2の幅は3mmとし、両側に非帯電処理部3を各3.5mm形成し、帯電付与ロールの軸方向の幅の合計を10mmとした。リング周方向の帯電処理部2の長さは150mmとし、非帯電処理部3と帯電処理部2はほぼ1/2とした。ゴム被覆層の表面から内部まで同じ体積抵抗率の導電性ネオプレンゴムを使用した。
The
この帯電付与ロールに、直流高圧電源KHV−15(春日電機株式会社製)を電気的に接続し、印加電圧+1.2kV、電流値0.09mAとし、帯電処理を行った。結果を表1に示す。シートロール体のずれもなく製品は良好に使用できた。エア噛みこみ量は実施例1より少なく、シートロール体の硬度は実施例1より高かった。帯電付与部は後加工の非製品部にとどまり、後加工で帯電ムラ発生の問題はなかった。 A direct current high voltage power supply KHV-15 (manufactured by Kasuga Denki Co., Ltd.) was electrically connected to the charge applying roll, and the applied voltage was +1.2 kV and the current value was 0.09 mA. The results are shown in Table 1. The product could be used satisfactorily without any deviation of the sheet roll body. The air biting amount was less than that of Example 1, and the hardness of the sheet roll body was higher than that of Example 1. The charge imparting part remained in the post-processed non-product part, and there was no problem of uneven charging during post-processing.
比較例1は、実施例1の帯電付与ロールに電圧を印加しない状態で、印加電圧0V、電流値0mAで行った。結果を表1に示す。シートロール体には1.5mmのずれがあり、真空槽で排気したときにシートロール体の表層が20mm飛び出した。 Comparative Example 1 was performed at an applied voltage of 0 V and a current value of 0 mA in a state where no voltage was applied to the charge imparting roll of Example 1. The results are shown in Table 1. There was a shift of 1.5 mm in the sheet roll body, and the surface layer of the sheet roll body jumped 20 mm when evacuated in a vacuum chamber.
比較例2の帯電付与ロールは、リング軸方向がすべて帯電処理部2であるロールを用いた。直径100mm、幅10mmで、ゴム厚さ4mmとした。帯電処理部2の体積抵抗率は2×106[Ω・cm]の導電性ネオプレンゴム層を被覆した。ゴム被覆層の表面から内部まで同じ体積抵抗率の導電性ネオプレンゴムを使用した。
As the charge imparting roll of Comparative Example 2, a roll in which the ring axis direction is the
この帯電付与ロールに、直流高圧電源KHV−15(春日電機株式会社製)を電気的に接続し、印加電圧+1.0kV、電流値0.17mAとし、帯電処理を行った。結果を表1に示す。帯電幅は10mm以上あり、帯電付与ロールを接触した部分を越えて周囲にも帯電が付与された。巻き上げたシートロール体に巻きずれはなかったが、シートロール体から巻きだす際に、局所的に静電気力で密着した部分でシートの剥離が困難で、巻き出したシートにはしわが発生した。 A direct current high voltage power supply KHV-15 (manufactured by Kasuga Denki Co., Ltd.) was electrically connected to the charge applying roll, and the applied voltage was +1.0 kV and the current value was 0.17 mA. The results are shown in Table 1. The charge width was 10 mm or more, and charge was imparted to the surroundings beyond the portion where the charge imparting roll contacted. Although the wound sheet roll body was not unwound, when it was unwound from the sheet roll body, peeling of the sheet was difficult at the part that was locally adhered by electrostatic force, and wrinkles occurred on the unrolled sheet.
比較例3の帯電付与ロールは、リング軸方向がすべて帯電処理部2であるロールを用いた。狭い幅、小面積に帯電付与するために、直径100mm、幅4mmで、ゴム厚さ4mmとした。帯電処理部2の体積抵抗率は1×106[Ω・cm]の導電性ネオプレンゴム層を被覆した。ゴム被覆層の表面から内部まで同じ体積抵抗率の導電性ネオプレンゴムを使用した。
As the charge imparting roll of Comparative Example 3, a roll in which the ring axis direction is all the
この帯電付与ロールに、直流高圧電源KHV−15(春日電機株式会社製)を電気的に接続し、印加電圧+1.0kV、電流値0.07mAとし、帯電処理を行った。しかしながら、シートの走行中に、帯電付与ロールが傾き振動してしまったので、走行を途中で停止した。 A direct current high voltage power supply KHV-15 (manufactured by Kasuga Denki Co., Ltd.) was electrically connected to this charging roller, and the applied voltage was +1.0 kV and the current value was 0.07 mA. However, while the sheet was traveling, the charging roller was tilted and vibrated, so the traveling was stopped halfway.
[実施例3〜4、比較例4]
図3、図1に例示したシート搬送工程で、幅300mm、厚さ6.3μmのポリエチレンテレフタレートシートに帯電付与を行い、シートロール体を製造した。実施例3〜4、比較例4では、スリット工程で一旦巻き上げられたシートロール体から再びシートを巻出して帯電付与を行った。本実験は、帯電付与ロールの有効な体積抵抗率を調べるために行った。シート速度は180m/分で2000mの長さまで巻き取った。帯電付与ロールは、巻き取り部より上流にある接地したHCrロール上にシートを介して圧着した。300mmの中央位置に帯電付与ロールを1個設置した。
[Examples 3 to 4, Comparative Example 4]
In the sheet conveying process illustrated in FIGS. 3 and 1, charging was applied to a polyethylene terephthalate sheet having a width of 300 mm and a thickness of 6.3 μm to produce a sheet roll body. In Examples 3 to 4 and Comparative Example 4, the sheet was unwound again from the sheet roll body once wound up in the slitting process and charged. This experiment was conducted to investigate the effective volume resistivity of the charge imparting roll. The sheet speed was 180 m / min and wound up to a length of 2000 m. The charge imparting roll was pressure-bonded via a sheet on a grounded HCr roll upstream of the winding unit. One charge imparting roll was installed at a central position of 300 mm.
実施例3の帯電付与ロール1は、図4の形状で、直径100mm、幅10mm、ゴム厚さ4mmとした。帯電処理部2の体積抵抗率は1×106[Ω・cm]の導電性ネオプレンゴム層、非帯電処理部3の体積抵抗率は5×109[Ω・cm]の導電性ネオプレンゴム層を被覆した。ゴム被覆層の表面から内部まで同じ体積抵抗率の導電性ネオプレンゴムを使用した。帯電処理部2の幅は3mmとし、両側に非帯電処理部3を各3.5mm形成し、帯電付与ロールの軸方向の幅の合計を10mmとした。この帯電付与ロールに、直流高圧電源KHV−15(春日電機株式会社製)を電気的に接続し、印加電圧+1.0kV、電流値0.12mAとし、帯電処理を行った。その結果、帯電処理部2の幅と一致する3mm帯電付与部が良好に形成できた。
The
実施例4の帯電付与ロール1は、実施例3の非帯電処理部3の体積抵抗率を1×1011[Ω・cm]として被覆した。他の条件は実施例3と同様である。その結果、帯電処理部2の幅と一致する3mm帯電付与部が良好に形成できた。
The
比較例4は、実施例3の非帯電処理部3の体積抵抗率を3×107[Ω・cm]として被覆した。他の条件は実施例3と同様である。その結果、帯電処理部2の幅より広範囲に帯電が付与され、狭い幅での帯電付与ができなかった。
In Comparative Example 4, the volume resistivity of the non-charge treated
本発明は、電気絶縁性シート表面への帯電付与ロールとして使用を限られることなく、シリコンウエハーやガラス基板、プラスティック基材などの製造工程においても、帯電を付与する装置をして応用することができる。 The present invention is not limited to use as a charge imparting roll to the surface of an electrically insulating sheet, and can be applied as a device for imparting charge even in the production process of a silicon wafer, a glass substrate, a plastic substrate, and the like. it can.
後工程での影響を最小限に抑えるために、狭い面積で帯電を付与できる帯電付与ロールを提供したが、微小は物体に小面積で帯電を付与する場合にも利用することができる。 In order to minimize the influence in the post-process, a charge imparting roll capable of imparting a charge in a small area has been provided. However, a minute charge can also be used for imparting a charge to an object in a small area.
1:帯電付与ロール
2:帯電処理部
3:非帯電処理部
4:支持部
5:接地導電性ロール
6:搬送ロール
7:接圧ロール
8:コア
9:シートロール体
10:高圧電源
11:高圧ケーブル
12:除電装置
13:導電性を有する芯材
14:導電性ゴム
15:絶縁物
20:放電電極
A:シート幅方向の幅
B:製品ミミ部
C:帯電処理された部分
S:シート
Q:帯電付与された電荷
1: Charging roll 2: Charging processing unit 3: Non-charging processing unit 4: Supporting unit 5: Grounding conductive roll 6: Conveying roll 7: Contact pressure roll 8: Core 9: Sheet roll body 10: High voltage power source 11: High voltage Cable 12: Static eliminator 13: Conductive core 14: Conductive rubber 15: Insulator 20: Discharge electrode A: Width in the sheet width direction B: Product edge portion C: Charged portion S: Sheet Q: Charged charge
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