JP3602710B2

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

Info

Publication number: JP3602710B2
Application number: JP02578498A
Authority: JP
Inventors: 康弘真弓; 藤和村本; 宏二三好
Original assignee: Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1998-02-06
Filing date: 1998-02-06
Publication date: 2004-12-15
Anticipated expiration: 2018-02-06
Also published as: JPH11223621A

Description

【０００１】
【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

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。