JP4246819B2 - 静電気除去方法及び装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、静電気除去方法及び装置に係り、より詳細には、ペットボトル等の樹脂製中空容器に発生する静電気を除去するための静電気除去方法及び装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
樹脂製の中空容器等の製造ラインにおいては、ライン上で搬送されている間に中空容器が帯電する場合がある。このため、中空容器へのゴミの付着や、静電気反発による整列時の不揃い、または放電による放電跡が生じる場合がある。このため、従来から、中空容器等の製造ラインにおいては、例えば特開平１−１８２２２４号公報に開示されるように、静電気を除去するためのコロナ放電式イオナイザが利用されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前述した従来の公報に記載の方法では、コロナ放電式イオナイザを用いているため、以下のような問題点を有していた。
【０００４】
即ち、コロナ放電式イオナイザを用いる従来の方法では、フィルムのような凸凹のない形状のものに対しては比較的均一に除電可能であるが、凸凹を持つ複雑な形状の中空容器の場合、帯電した中空容器の内部において電界強度の大きい部分と小さい部分が生じ、中空容器の内面全体を均一に除電することが不可能となる。
【０００５】
また、コロナ放電式イオナイザには、ＤＣ駆動、ＡＣ駆動のものがあるが、いずれの場合もイオンバランスが均一でないため、除電効果が持続しない。更に、ペットボトル等の中空容器の内部にまで除電のためのイオンを運ぶことは極めて難しく、内部が帯電したままとなり、帯電した中空容器を十分に除電することができない。
【０００６】
また、ベルトコンベア等の搬送ラインで搬送中に帯電した中空容器を除電しようとすると、容器の内部にもイオンを吹き付ける必要があるが、大量生産を行っている搬送工程中の容器の内部に短時間で効率よくイオンを吹き付け、イオンを容器の内面全体に行き渡らせることは困難である。ここで、各容器の全体に万遍なくイオンを吹き付ける場合、搬送速度を遅くして各容器内にイオン搬送用ホースを差し込むことも考えられるが、この場合、作業効率が著しく悪くなる。特に、ＰＥＴボトルのような口が狭く容積の大きい、即ち内面の面積が大きい中空容器に対しては顕著となる。
【０００７】
また、ＰＥ，ＰＰ製の中空容器などは軽量であるため、送風にてイオンを運ぶことは製品の転倒や列ずれなどを引き起こす場合があり、搬送ラインを頻繁に停止することとなるので、搬送効率が低下する。
【０００８】
そこで、本発明は、上記事情に鑑み、帯電した樹脂製中空容器を効率よく均一に除電し、中空容器の搬送効率を向上させることができる静電気除去方法及び装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、鋭意検討した結果、樹脂製中空容器は主としてＣ、Ｈ、Ｏなどの元素で構成されてＸ線の透過能が高いことから、帯電した樹脂製中空容器の除電にＸ線が適しており、このＸ線を帯電した中空容器に照射することにより効率よく均一に除電できることを見い出した。
【００１０】
即ち、本発明の静電気除去方法は、少なくとも１つの樹脂製中空容器の静電気を除去する静電気除去方法において、中空容器をガイド部に沿って搬送する搬送工程と、中空容器が所定位置に配置されるときに、中空容器の搬送方向に対して斜め方向から中空容器に、中空容器を透過可能なＸ線を照射するＸ線照射工程とを含むことを特徴とする。
【００１１】
この構成によれば、中空容器がガイド部に沿って搬送され、所定位置に配置されるときに、中空容器全体にＸ線を照射すると、Ｘ線が中空容器を透過する。このとき、中空容器の内面及び外面近傍の気体がイオン化され、帯電した中空容器の形状に無関係にイオンが生成される。このため、中空容器の内面及び外面が一括かつ均一に除電される。
【００１２】
また、上記方法は、Ｘ線照射工程において、中空容器が所定位置に配置されるタイミングに合わせてＸ線をパルス的に出射することが好ましい。この場合、中空容器にＸ線を連続的に照射する場合に比べてＸ線発生に要する消費電力が低減される。
【００１３】
また、上記方法においては、中空容器が開口を有する場合に、Ｘ線が中空容器の開口を通過するようにＸ線を照射することが好ましい。この場合、中空容器に対しその開口を通過するようにＸ線を照射すると、Ｘ線が中空容器の内部に直接入り込み、内部の気体が直接にイオン化されるので中空容器の内部でイオンが発生しやすくなる。
【００１４】
更に、上記方法においては、中空容器の搬送方向に対して斜め方向から中空容器にＸ線を照射することが好ましい。この場合、中空容器の搬送方向に対して斜め方向から中空容器にＸ線を照射すると、Ｘ線の照射範囲が広がりＸ線は複数の中空容器に照射されることとなる。このため、帯電した複数の中空容器が一括に除電され、ひいては中空容器の搬送スピードを高めることができる。
【００１５】
また、本発明の静電気除去装置は、少なくとも１つの樹脂製中空容器の静電気を除去する静電気除去装置において、中空容器を搬送するガイド部を有する搬送装置と、ガイド部によって所定位置に配置される中空容器に、中空容器の搬送方向に対して斜め方向から中空容器を透過可能なＸ線を照射する少なくとも１つのＸ線源とを備えることを特徴とする。この構成の装置は、上記方法を実施するのに有用である。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、図面と共に本発明の静電気除去装置の好適な実施形態について詳細に説明する。
【００１７】
図１は、本発明の静電気除去装置の実施形態を示す概略平面図、図２は、図１のＩＩ−ＩＩ線に沿った断面図である。図１に示すように、静電気除去装置５は、搬送装置としてのベルトコンベア２を備えており、ベルトコンベア２は、平坦面４ａをもったガイド部としてのベルト４を有している。ベルト４の平坦面４ａ上には、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）からなりかつ上部に開口３ａを有するボトル（以下、「ＰＥＴボトル」という）３が少なくとも１つ載置されている。ＰＥＴボトル３は、ベルト４の中央部に沿って一列に整列されている。ここで、ベルトコンベア２が作動すると、ベルト４が一定方向に移動し、それに伴ってＰＥＴボトル３が一定方向に搬送されるようになっている。
【００１８】
本実施形態では、ＰＥＴボトル３の除電について説明を進めるが、本発明はＰＥＴボトル３の除電だけに限らず、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレン（ＰＥ）等の樹脂からなる帯電した中空容器を除電することもできる。
【００１９】
上述した静電気除去装置５は、図２に示すように、搬送中に帯電するＰＥＴボトル３を除電するため、ＰＥＴボトル３にＸ線を照射しかつ帯電したＰＥＴボトル３を除電するためのＸ線源としてのＸ線照射装置７を備えている。ここで、Ｘ線照射装置７の構成について説明する。図３に示すように、Ｘ線照射装置７は、保護ケース８を有し、保護ケース８内には、軟Ｘ線を発生させるＸ線管９と、Ｘ線管９に電圧を供給する電源部１０が配置されている。このＸ線管９は、円筒状バルブ１１を有し、バルブ１１の開口端１２には、円筒状の出力窓保持部１３が融着接続され、この出力窓保持部１３には、円板状の出力窓１４が固定され、出力窓１４の内面側には、ベリリウムからなるターゲット１５が蒸着されている。更に、バルブ１１内には、所定の電圧で電子ビームを放出するフィラメント１６が設けられている。
【００２０】
このＸ線照射装置７の動作原理は次のようである。即ち、電源部１０からＸ線管９のフィラメント１６に電位を供給すると、フィラメント１６から接地電位を有するターゲット１５に向けて電子ビームが照射される。このとき、電子ビームの衝突によりターゲット１５からＸ線が放射され、このＸ線が出力窓１３を透過し、出射口１７を通してＸ線管９の外部に出射される。
【００２１】
このＸ線照射装置７は、図２に示すように、後述するＸ線遮蔽カバー６の上壁部１８に取り付けられている。Ｘ線照射装置７の出射口１７は、ベルト４の中央部の上方位置に、Ｘ線照射装置７の光軸２１がベルト４の平坦面４ａにほぼ直交するように配置されている。ここで、ＰＥＴボトル３は、ベルト４の中央部に配置されているため、Ｘ線照射装置７の出射口１７は、ＰＥＴボトル３の開口３ａの真上に位置されることになる。
【００２２】
なお、Ｘ線照射装置７は、上記構成の装置に限定されず、上記構成以外のＸ線照射装置を用いることもできる。例えば、工業用非破壊検査に広く利用されている反射型タイプのＸ線照射装置などを用いることができる。
【００２３】
また、静電気除去装置５は、Ｘ線の外部への漏れを防止するＸ線遮蔽カバー６を備えている。Ｘ線遮蔽カバー６は、ベルトコンベア２にまたがるように設置され、ＰＥＴボトル３を通過させることができるように前後にそれぞれ通過口６ａを有している。ここで、Ｘ線遮蔽カバー６は、例えば鉄、塩化ビニル、アルミニウム、ガラス、アクリルなどで構成されている。更に、静電気除去装置５は、Ｘ線をパルス的に出射させるようにＸ線照射装置７を制御するための制御装置１９を備えている。この制御装置１９は、ベルトコンベア２に電気的に接続されており、ベルトコンベア２に連動してＸ線照射装置７を制御する。
【００２４】
次に、前述した構成を有する静電気除去装置５を用いた静電気除去方法について説明する。
【００２５】
ベルトコンベア２を作動し、ベルト４を回転させて、ＰＥＴボトル３を一定方向に搬送する（搬送工程）。そして、ＰＥＴボトル３がＸ線遮蔽カバー６の通過口６ａを通してＸ線遮蔽カバー６の内部の所定位置２０に配置されるときに、ＰＥＴボトル３全体にわたって上方からＸ線を照射する（Ｘ線照射工程）。
【００２６】
このとき、図４に示すように、Ｘ線２６がＰＥＴボトル３の外面３ｂの近傍の気体をイオン化し、イオン２４を生成する。ここで、イオン２４は、ＰＥＴボトル３の外面３ｂの形状に無関係に均一に生成される。このため、このイオン２４がＰＥＴボトル３の外面３ｂに帯電した電荷２５と結合すると、外面全体が均一に除電されることになる。更に、Ｘ線２６はＰＥＴボトル３を透過してＰＥＴボトル３の内面３ｃの近傍の気体をもイオン化し、イオン２４を生成する。ここで、イオン２４は、ＰＥＴボトル３の内面３ｃの形状に無関係に均一に生成される。このため、このイオン２４がＰＥＴボトル３の内面３ｃに帯電した電荷２５と結合すると、内面３ｃ全体が均一に除電されることになる。このようにして、ＰＥＴボトル３の内面３ｃ及び外面３ｂが一括して除電される。従って、ＰＥＴボトル３の除電が短時間で行われることになり、ＰＥＴボトル３の搬送効率を向上させることができる。
【００２７】
特に、ＰＥＴボトル３の開口３ａと、Ｘ線照射装置７の出射口１７とが対向すると、Ｘ線は、ＰＥＴボトル３の開口３ａを通過する。このため、Ｘ線によりＰＥＴボトル３の内部の気体が直接にイオン化されるのでＰＥＴボトル３の内部でイオンが発生しやすくなり、その結果、除電効率が高まることになる。
【００２８】
このようにして除電されたＰＥＴボトル３は、ベルト４によって搬送され、次の工程に進められる。ここで、ＰＥＴボトル３は既に除電されているので、プラスチック製の熱収縮性ラベルをＰＥＴボトル３に貼る場合には、このときに貼ることが好都合である。即ち、ＰＥＴボトル３に熱収縮性ラベルを貼るときに帯電により熱収縮性ラベルが所定位置からずれることがなく、従って、熱収縮性ラベルが熱収縮時にしわになることもない。
【００２９】
上述した静電気除去装置１においては、帯電したＰＥＴボトル３を除電する場合にＸ線を用いるので、コロナ放電式イオナイザを用いて除電する場合のように、ＰＥＴボトル３に対して送風する必要がない。このため、ＰＥＴボトル３が倒れることがなく、結果としてＰＥＴボトル３の搬送効率を向上することができる。
【００３０】
また、Ｘ線遮蔽カバー６の内部に次々と配置されるＰＥＴボトル３にＸ線を照射する場合、ＰＥＴボトル３がＸ線遮蔽カバー６の内部の所定位置２０に配置されるタイミングに合わせてＸ線をパルス的に出射するように、制御装置１９によりＸ線照射装置７を制御することが好ましい。ここで、所定位置２０は、Ｘ線遮蔽カバー６の内部であれば特に限定されないが、例えばＸ線照射装置７の出射口１７がＰＥＴボトル３の開口３ａと対向する位置２０である。この場合、ＰＥＴボトル３にＸ線を連続的に照射する場合に比べてＸ線照射装置７の消費電力が低減されることになる。
【００３１】
次に、本発明の静電気除去装置の第２実施形態について説明する。なお、第１実施形態と同一又は同等の構成要素については、同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
【００３２】
図５は、本発明の静電気除去装置の第２実施形態の要部を示す側面図であり、Ｘ線遮蔽カバー６は省略してある。図５に示すように、この静電気除去装置２２においては、Ｘ線照射装置７がベルト４の平坦面４ａの上方に配置され、かつＸ線照射装置７の光軸２１がベルト４の平坦面４ａ又はＰＥＴボトル３の搬送方向Ａに対して斜めになっている。搬送方向Ａと光軸２１とのなす角は、特に制限されないが、好ましくは３０°〜９０°である。この静電気除去装置２２においては、ＰＥＴボトル３の搬送方向Ａに対して斜めとなるようにＰＥＴボトル３にＸ線を照射すると、Ｘ線の照射範囲が広がり、Ｘ線は複数個（図５では６個）のＰＥＴボトル３に同時に照射されることとなる。このため、帯電した複数のＰＥＴボトル３が一括に除電され、複数個のＰＥＴボトル３を極めて短時間で除電することができる。従って、ＰＥＴボトル３の搬送スピード、即ちベルト４の回転速度を高めることができ、ひいてはＰＥＴボトル３の搬送効率がアップする。
【００３３】
次に、本発明の静電気除去装置の第３実施形態について説明する。なお、第１実施形態と同一又は同等の構成要素については、同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
【００３４】
図６は、本発明の静電気除去装置の第３実施形態の要部を示す平面図であり、Ｘ線遮蔽カバー６は省略してある。図６に示すように、この静電気除去装置２３は、Ｘ線照射装置７を２台備えており、これらＸ線照射装置７は、ベルトコンベア２の両側に１つずつ対称的に配置されている。更に、Ｘ線照射装置７の光軸２１は、ＰＥＴボトル３の搬送方向Ａに対して斜めになっている。この静電気除去装置２３において、Ｘ線照射装置７のそれぞれからＸ線を出射すると、Ｘ線は、ＰＥＴボトル３の両側から照射されることとなるので、ＰＥＴボトル３を均一に除電することが可能となる。
【００３５】
なお、本発明は、前述した実施形態に限定されるものではない。例えば、前述した実施形態では、ガイド部としてのベルト４によりＰＥＴボトル３を搬送する搬送装置を用いたが、本発明は、例えばＰＥＴボトル３の搬送路の両側にそれぞれ、一対のプーリにより回転するガイド部としての無端状のベルトを設け、それらベルトによりＰＥＴボトル３の胴部を把持する構成の搬送装置を使用することもできる。また、上記搬送装置において、ベルトに代えてガイド部としての無端状チェーンを用い、このチェーンによりＰＥＴボトル３のボトルネック部を把持する搬送装置も使用可能である。
【００３６】
また、上述した実施形態では、開口３ａを有するＰＥＴボトル３を例にして説明したが、本発明は、図７に示すように、開口３ａを有しない密閉型の中空容器３や、図８に示すように、内面に凸部２７及び凹部２８を有する中空容器３にも適用することができる。
【００３７】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば、中空容器がガイド部に沿って搬送されて所定位置に配置されるときに、中空容器にＸ線を照射することにより、帯電した中空容器の内面及び外面が一括にかつ均一に除電されるので、中空容器の搬送効率を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の静電気除去装置の一実施形態を示す平面図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線に沿った断面図である。
【図３】静電気除去装置の一部を構成するＸ線照射装置の内部を示す断面図である。
【図４】帯電したＰＥＴボトルにＸ線を照射した状態を示す概略図である。
【図５】本発明の静電気除去装置の別の実施形態を示す側面図である。
【図６】本発明の静電気除去装置の更に別の実施形態を示す平面図である。
【図７】本発明の静電気除去装置による静電気除去の対象となる中空容器の変形例を示す断面図である。
【図８】本発明の静電気除去装置による静電気除去の対象となる中空容器の別の変形例を示す断面図である。
【符号の説明】
２…ベルトコンベア（搬送装置）、３…ＰＥＴボトル（中空容器）、３ａ…開口、４…ベルト（ガイド部）、５，２２，２３…静電気除去装置、６…Ｘ線遮蔽カバー（カバー）、７…Ｘ線照射装置（Ｘ線源）、１９…制御装置、２０…所定位置、Ａ…搬送方向。

Claims (9)

1. 少なくとも１つの樹脂製中空容器の静電気を除去する静電気除去方法において、
   前記中空容器をガイド部に沿って搬送する搬送工程と、
   前記中空容器が所定位置に配置されるときに、前記中空容器の搬送方向に対して斜め方向から前記中空容器に、前記中空容器を透過可能なＸ線を照射するＸ線照射工程と、を含むことを特徴とする静電気除去方法。
2. 前記Ｘ線照射工程において、前記中空容器が前記所定位置に配置されるタイミングに合わせて前記Ｘ線をパルス的に出射することを特徴とする請求項１に記載の静電気除去方法。
3. 前記中空容器が開口を有する場合に、前記Ｘ線が前記中空容器の前記開口を通過するように前記Ｘ線を照射することを特徴とする請求項１又は２に記載の静電気除去方法。
4. 少なくとも１つの樹脂製中空容器の静電気を除去する静電気除去装置において、
   前記中空容器を搬送するガイド部を有する搬送装置と、
   前記ガイド部によって所定位置に配置される前記中空容器に、前記中空容器の搬送方向に対して斜め方向から前記中空容器を透過可能なＸ線を照射する少なくとも１つのＸ線源と、を備えることを特徴とする静電気除去装置。
5. 前記搬送装置と前記Ｘ線源とに接続され、前記中空容器が前記搬送装置によって前記所定位置に配置されるタイミングに合わせて前記Ｘ線をパルス的に出射するように前記Ｘ線源を制御する制御装置を更に備えることを特徴とする請求項４に記載の静電気除去装置。
6. 前記中空容器が開口を有する場合に、前記中空容器の前記開口を通過するように前記Ｘ線を照射することが可能な位置に前記Ｘ線源が配置されていることを特徴とする請求項４又は５に記載の静電気除去装置。
7. 前記Ｘ線源が前記ガイド部に対向する位置に設けられることを特徴とする請求項４〜６のいずれか一項に記載の静電気除去装置。
8. 前記Ｘ線源が前記ガイド部の両側にそれぞれ１つずつ設けられることを特徴とする請求項４〜６のいずれか一項に記載の静電気除去装置。
9. 前記Ｘ線源を固定すると共に、前記中空容器を通過させるカバーを更に備えることを特徴とする請求項４〜８のいずれか一項に記載の静電気除去装置。

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