JP3602710B2 - ラミネート鋼板の静電気除去方法およびそれに用いる静電気除去装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明はラミネート鋼板の静電気除去方法およびそれに用いる静電気除去装置に関する。さらに詳しくはラミネート層のピンホール検出をするばあいなどに帯びるラミネート鋼板の静電気を効率よく除去することができ、かつラミネート鋼板を疵つけないラミネート鋼板の静電気除去方法およびそれに用いる静電気除去装置に関する。
【0002】
【従来の技術および発明が解決しようとする課題】
従来より、灯油缶などのスチール缶は、鋼板が内容物によって腐食しないように、缶内部に樹脂製の袋を拡げ、この袋の内部に内容物を充填している。しかし、袋を拡げる手間がかかるため、最近では樹脂フィルムがラミネートされてなるラミネート鋼板を用いて缶を製造することにより、袋の装填作業を省略することが行なわれている。
【0003】
ラミネート鋼板の製造方法として、まず鋼板を200℃程度に予熱し、そののち鋼板とロールとのあいだに溶融させたポリエチレンテレフタレート樹脂(以下、PET樹脂という)を流し込むことによって鋼板の表面にラミネート層を形成することにより、連続的にラミネート鋼板を製造する方法がある。
【0004】
以上のようにして製造されたラミネート鋼板では、PET樹脂が鋼板部分の表面全体に塗布されずにピンホールが生じることがある。もし、ピンホールを有するラミネート鋼板で製缶すれば、かかるピンホールを通して灯油などの内容物が鋼板部分に接触して鋼板部分を腐食させるという問題がある。
【0005】
そこで、従来より、図6に示されるようなピンホール検出装置を用いて、製缶前にラミネート鋼板Aのピンホールを検出している。ラミネート層Lに負電圧、鋼板部分S側に正電圧の直流高圧電圧(1〜2kV)を印加してピンホールPの検出を実施している。図6に示されるピンホール検出装置では、ラミネート層Lの上面に対して負電極であるブラシ21の金属線21aが接触し、鋼板部分Sの下面に対して金属ロール22が転がりながら接触し、前記ブラシ21と金属ロール22とのあいだに直流電源23が接続されている。ブラシ21の金属線21aがラミネート層Lの上面に接触しているときには、PET樹脂などからなるラミネート層Lは電気を通さないため、検出装置内部には電気が流れない。一方、金属線21aがピンホールPを通して鋼板部分Sに接触しているときには、電気が流れることにより、ピンホールPを検出することができる。
【0006】
この直流高電圧を印加するピンホール検査によって、ラミネート鋼板は、ラミネート層の内外面において相当量の静電気が残る。静電気が残留すれば、異物がラミネート鋼板に付着したり、搬送不良が生じて缶送りの爪による板曲りが発生するなどの品質不良を発生させる。
【0007】
そこで、ピンホール検査などによって静電気を帯びたラミネート鋼板の静電気を除去する方法として、種々の方法が提案されている。
【0008】
特開昭57−180899号公報記載のシート状物の静電気除去方法は、紙、合成繊維または合成ゴムなどからなるシート状物に帯電した静電気を除去する方法であって、シート状物の一方の面(たとえば上面)に交流電源に接続された通電端子を押し当てることにより、シート状物の静電気を除去する。
【0009】
しかし、シート状物の一方の面に端子を押し当てる方法では、ラミネート鋼板のようなフィルムと鋼板とをはりあわせた2層構造(または多層構造)のものには適さない。しかも、移動中の鋼板の一方の面に一対の通電端子を接触させても端子間で若干の電荷の移動が生じるだけで鋼板全体の帯電量はほとんど変化せず、静電気除去の効果はほとんどない。
【0010】
また、特開平5−42647号公報に記載された食缶用フィルムラミネート鋼板の製造方法は、スズメッキが施された鋼帯に接着剤を介してナイロンフィルムを貼り付ける際に、鋼帯と接着剤との温度を最適範囲に管理するとともにフィルムの静電気を除去することにより、極薄の厚さのフィルムを連続して安定的に貼りつけることができる製造方法である。ここで、静電気を除去する方法としては、コロナ放電を利用したイオン風と静電気除去テープを使用している。
【0011】
しかし、コロナ放電を利用したイオン風または静電気除去テープを用いた方法は、ラミネート鋼板の静電気除去には適用が困難であり、効率がよくない。コロナ放電を利用したイオン風のばあい、1分程度イオン風をラミネート鋼板にかけないと静電気除去効果がない。
【0012】
さらに、帯電したラミネート鋼板を導電性ブラシによってブラッシングによって静電気を除去する方法があるが、数十回程度ブラッシングしないと静電気除去効果がないため、効率がわるいとともにラミネート鋼板を疵つけるという問題がある。
【0013】
本発明はかかる問題を解消するためになされたものであり、ラミネート層のピンホール検出をするばあいなどに帯びるラミネート鋼板の静電気を効率よく除去することができ、かつラミネート鋼板を疵つけないラミネート鋼板の静電気除去方法およびそれに用いる静電気除去装置を提供することを目的とする。
【0014】
【課題を解決するための手段】
本発明のラミネート鋼板の静電気除去方法は、鋼板部分の一方の面に樹脂からなるラミネート層が形成されてなるラミネート鋼板が帯びる静電気を除去する方法であって、ラミネート層上面または下面で負の電荷の移動を生じさせ、前記ラミネート層の他面に静電気中和用の電荷を隙間なく供給できる周波数を選定して、前記静電気の電圧と同程度の交流電圧を前記ラミネート層の外面と前記鋼板部分の外面とのあいだに印加することにより、前記静電気を除去することを特徴とする。
【0015】
前記ラミネート鋼板に印加される交流電圧が5kV以下程度であるのが好ましい。
【0016】
本発明の静電気除去装置は、前記静電気除去方法に用いる静電気除去装置であって、前記ラミネート鋼板のラミネート層に接触する導電性ブラシと、前記ラミネート鋼板の鋼板部分に接触する導電性ロールと、前記導電性ブラシと導電性ロールとのあいだに、ラミネート層上面または下面で負の電荷の移動を生じさせ、前記ラミネート層の他面に静電気中和用の電荷を隙間なく供給できる周波数を選定した交流電圧を印加する交流電源とからなる。
【0017】
本発明の静電気除去方法は、交流高電圧を用いてラミネート鋼板の表と裏から静電気を中和することに主たる特徴がある。すなわち、ラミネート鋼板が帯電した静電気の電圧と同程度の交流電圧を前記ラミネート層の外面と前記鋼板の外面とのあいだに印加することにより、ラミネート鋼板に蓄えられた正電荷および負電荷の両方が短時間で中和される。したがって、効率よく静電気を除去することができ、しかも過度のブラッシングによってラミネート鋼板を疵つけることがない。
【0018】
【発明の実施の形態】
つぎに、図面を参照しながら本発明のラミネート鋼板の静電気除去方法およびそれに用いる静電気除去装置を詳細に説明する。図1は静電気が帯電されたラミネート鋼板の初期状態を示す断面説明図、図2〜3は本発明の静電気除去装置の一実施の形態を示す断面説明図であり、当該装置を用いた静電気除去方法の一例を示す断面説明図でもある。
【0019】
図1には、静電気が帯電されたラミネート鋼板の一例として、直流方式のオンラインピンホール検出装置(図6参照)によるピンホール検出工程を終えたのちのラミネート鋼板Aが示されている。
【0020】
ラミネート鋼板Aは、厚さ0.2〜0.3mm程度の鋼板部分Sの上面に、ポリエチレンなどからなる厚さ15〜100μm程度のラミネート層Lが形成されたものである。
【0021】
図1に示されるように、ラミネート鋼板Aにおける電荷の分布をみたばあい、ラミネート鋼板Aのラミネート層Lの外面と内面とのあいだに一種の双極子をなすため、正電荷と負電荷とのあいだで引き合うクーロン力により、容易に静電気を除去することができない。しかも、ラミネート層Lの厚さが薄くなれば、正電荷と負電荷とのあいだのクーロン力が強くなるため、さらに静電気の除去が困難になる。本発明はこのように除去が困難なラミネート鋼板中の静電気を効率よく取り除くことができる。
【0022】
図2に示される静電気除去装置1は、ラミネート鋼板Aのラミネート層Lに接触する導電性ブラシ2と、前記ラミネート鋼板Aの鋼板部分Sに接触する導電性ロール3と、前記導電性ブラシ2と導電性ロール3とのあいだに交流電圧を印加するための交流電源4とから構成されている。
【0023】
導電性ブラシ2は、ラミネート層Lを損傷させない柔らかいもので、しかも導電性を有するものであれば、いかなるものでも採用できる。とくに、アモルファスブラシを採用すれば、引張強度が強く、毛が抜けにくいので、好ましい。
【0024】
静電気除去装置1を用いてラミネート鋼板Aの静電気除去を行なうばあい、図2〜3に示されるように、ラミネート鋼板Aに帯電する静電気の電圧と同程度の交流電圧を前記ラミネート層Lの外面と前記鋼板部分Sの外面(ラミネート層Lの内面)とのあいだに印加することにより、前記静電気を除去する。
【0025】
具体的には、図2に示されるように、導電性ブラシ2に負、鋼板部分Sに接触する導電性ロール3に正の電位が印加されたときには、ラミネート層Lの下面での負の電荷の移動が生じ、鋼板部分Sを通して、ラミネート層Lの上面で正負の電荷が中和され、消滅する。
【0026】
一方、図3に示されるように、導電性ブラシ2に正、導電性ロール3に負の電位が印加されたときには、ラミネート層Lの上面での負の電荷の移動が生じ、鋼板部分Sを通して、ラミネート層Lの下面で正負の電荷が中和され、消滅する。
【0027】
印加される交流電圧は、ラミネート層Lの絶縁破壊電圧が5〜6kV程度であることを考慮して、5kV以下程度(好ましくは、4kV以下程度、とくに好ましくは0.5〜3kV程度)に設定されるのが好ましい。たとえば、ラミネート層Lが薄いばあい(15μm程度)には、印加される交流電圧として、0.5kV程度を採用し、ラミネート層Lが厚いばあい(100μm程度)には3kV程度が採用される。
【0028】
また、印加される交流電圧の周波数は、とくに限定されないが、静電気除去が可能な周波数と鋼板の搬送速度とはほぼ比例関係があるため、周波数を増やせば搬送速度を上げることができる。
【0029】
たとえば、搬送速度が20m/分程度で33Hzで静電気除去ができる。この関係に基づいて、1Hzあたりの鋼板の進行長さを計算すると
20(m/分)÷60=0.33m
0.33m÷33Hz=1(cm/Hz)
のようにして求めることができる。
【0030】
また、導電性ブラシと鋼板との接触長さは、鋼板の進行方向で1cm程度なので、このことから、鋼板の進行方向に対して静電気中和用の電荷を隙間なく供給できる搬送速度および周波数を選定すれば、静電気除去が可能になる。
【0031】
つぎに、本発明の静電気除去方法における交流印加電圧の大きさを変化させたばあいの除電動作の回数と残留する静電気の電圧(荷電圧)との関係を図4のグラフに示す。ここで、測定条件は、交流電圧が印加される導電性ブラシが4段であり、鋼板の搬送速度が60m/分である。
【0032】
図4に示されるように、交流印加電圧を0.5、1.0、1.5、2.0および3.0(kV)の順に変化させたばあい、1.0〜3.0kVの範囲ではラミネート鋼板の静電気除去効果があった。とくに3.0kVのばあい、わずか1回の除電動作で荷電圧が鋼板に対し異物の付着や搬送不良などの悪影響が生じない程度のレベルである−0.25kV以下にまで低下することができる。
【0033】
また、導電性ブラシが1段でも充分な除電動作が可能であるため、導電性ブラシを1段にすることにより、本実施の形態の静電気除去装置をラミネート鋼板の製造ラインの最終のせん断工程に容易に設置できる。
【0034】
一方、比較例として、図5に示されるように、電圧が印加されない導電性ブラシを1段だけ用いて鋼板の搬送速度が60m/分で除電動作を行なったばあい、荷電圧が−0.25kV以下になるまで、20回以上ブラシでラミネート鋼板を擦る必要がある。したがって、ラミネート鋼板を疵つけるだけでなく、導電性ブラシの磨耗が早くなる。また、導電性ブラシを20段設ければ、1回の除電動作で−0.25kV以下になるが、鋼板の押え過ぎによってラミネート面に疵を付けるばかりでなく、鋼板の搬送にも影響(蛇行など)を与えることになる。
【0035】
【発明の効果】
本発明によれば、ラミネート鋼板の厚さ方向に高圧交流電圧を印加することで、ラミネート層内の正電荷および負電荷を中和するため、短時間で効率よく静電気を除去することができる。
【0036】
しかも、導電性ブラシがラミネート鋼板に接触する回数が少なくてすむため、導電性ブラシがラミネート鋼板を疵つけない。それとともに導電性ブラシの磨耗も抑えることができるため、導電性ブラシの寿命を延ばすことができる。
【0037】
また、導電性ブラシが1段であっても所望の静電気除去効果がえられるため、せん断工程などにおける狭いスペースに本発明の静電気除去装置を取り付けることができる。
【0038】
本発明の静電気除去方法および装置は、ピンホール検査時に帯電したばあい以外にも、たとえばラミネート鋼板と搬送テーブル、ベルトまたはロールなどとのスリップなどによって帯電したばあいでも、ラミネート鋼板の静電気を除去することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】静電気が帯電されたラミネート鋼板の初期状態を示す断面説明図である。
【図2】本発明の静電気除去装置の一実施の形態を示す断面説明図であり、当該装置を用いた静電気除去方法の一例を示す断面説明図でもある。
【図3】本発明の静電気除去装置の一実施の形態を示す断面説明図であり、当該装置を用いた静電気除去方法の一例を示す断面説明図でもある。
【図4】本発明の静電気除去方法における交流印加電圧の大きさを変化させたばあいの除電動作の回数と残留する静電気の電圧との関係を示すグラフである。
【図5】比較例である電圧が印加されない導電性ブラシを用いて除電動作を行なったばあいの除電動作の回数と残留する静電気の電圧との関係を示すグラフである。
【図6】従来より用いられるピンホール検出装置を模式的に示した図である。
【符号の説明】
1 静電気除去装置
2 導電性ブラシ
3 導電性ロール
4 交流電源
A ラミネート鋼板
L ラミネート層
S 鋼板部分
Claims (3)
- 鋼板部分の一方の面に樹脂からなるラミネート層が形成されてなるラミネート鋼板が帯びる静電気を除去する方法であって、
ラミネート層上面または下面で負の電荷の移動を生じさせ、前記ラミネート層の他面に静電気中和用の電荷を隙間なく供給できる周波数を選定して、前記静電気の電圧と同程度の交流電圧を前記ラミネート層の外面と前記鋼板部分の外面とのあいだに印加することにより、前記静電気を除去することを特徴とするラミネート鋼板の静電気除去方法。 - 前記ラミネート鋼板に印加される交流電圧が5kV以下である請求項1記載の静電気除去方法。
- 請求項1または2記載のラミネート鋼板の静電気除去方法に用いる静電気除去装置であって、
前記ラミネート鋼板のラミネート層に接触する導電性ブラシと、前記ラミネート鋼板の鋼板部分に接触する導電性ロールと、前記導電性ブラシと導電性ロールとのあいだに、ラミネート層上面または下面で負の電荷の移動を生じさせ、前記ラミネート層の他面に静電気中和用の電荷を隙間なく供給できる周波数を選定した交流電圧を印加する交流電源とからなるラミネート鋼板の静電気除去装置。
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