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静電気の発生原因と対策

摩擦によって場所を問わず発生する静電気ですが、精密機器にとっては脅威ともいえる存在です。場合によっては破壊にもつながるため、工場などでは静電気対策が欠かさず行われています。具体的な対策方法と、静電気が発生する原因についてみていきましょう。

静電気が発生する原因とは?

静電気には、剥離帯電と摩擦帯電と呼ばれる代表的な2種類の静電気があります。剥離帯電とは触れ合っている2つのものが離れるときに発生する静電気です。代表的なものでいえば、シートを剥がしたり、イスから立ち上がったりする場合に発生する静電気などがあります。 摩擦帯電は2つの物がこすれ合う時に発生する静電気です。下敷きで頭をこすったときに発生する静電気はこれに当たります。

上記の2つの静電気以外にも種類があり、粉砕帯電や流体帯電、粉体帯電、化学反応による帯電などです。とくに粉砕帯電や粉体帯電などは細かな粉体を扱う工場などでは災害の危険性もあるため、静電気対策はかなり重要なものとなっています。

また、精密機器などは静電気によるダメージを受けやすく、パソコンの中にあるハードディスクやUSBメモリーなどのデータ消失、はたまた、可燃物(セルフ式のガソリンスタンドでは必ず絶縁体に触れてから給油しますよね)への静電気による発火など、大きな災害となるケースもあるのが静電気の恐ろしいところです。

工場内で主に発生することが多いのは、剥離帯電と摩擦帯電といわれています。特に摩擦帯電は、ありとあらゆる場所で発生する静電気のためトラブルの原因となりやすいです。

静電気対策

精密機器などを扱う工場などでは上記のような大きな災害やダメージを引き起こす静電気対策が必須となってきます。これは、対策を怠ると製造工程で発生した静電気が製品不良を引き起こすことがあるためです。

静電気は、人と機械、材料などの摩擦や剥離によって発生します。たとえば人であれば化学繊維で作れられた作業着の摩擦、靴と床の摩擦、手と腋の摩擦、歩く際の股下での摩擦などからも静電気が発生しているのです。

また、人以外でも稼働している機械(ベルトコンベアーやローラー、裁断機など)の摩擦などからも静電気は発生しますし、材料を移動することでの摩擦や分離、ラッピング材の摩擦も発生につながります。

静電気対策の一部を下記で紹介するので見ていきましょう。

  1. 静電気帯電防止服の着用
  2. 静電気を逃がすリストバンドの着用
  3. 静電気帯電防止靴の利用
  4. 静電気帯電防止手袋の着用
  5. 床面を大地とアースする
  6. 作業着には化繊ではなく、静電気の発生しにくい綿などの自然由来の素材のものを使用する
  7. 工場内の湿度管理を行い、乾燥を避ける
  8. 静電気除去機を利用する

静電気除去機は制電破壊や機器の誤作動など、トラブルの原因となる静電気をイオンで中和し徐電を行う装置です。イオンを発生する方式は2通りあり、DC方式とAC方式があります。 方式によってイオンバランスや徐電スピードの差、若干臭いが気になるオゾンの発生度合いなどがそれぞれ違うため、導入の際には注意しましょう。

イオンを発生させる方式【DC方式】

・放電針に直流電圧を印加
・(+)か(-)どちらかのイオンのみを発生

  • 周波数
  • DC方式
  • 電極芯…2本(プラス用マイナス用の専用電極芯)
  • イオンバランス…○
  • 除電スピード…◎
  • オゾン発生…少ない
イオンを発生させる方式【AC方式】

・放電針に直流電圧を印加
・(+)と(-)のイオンを交互に発生

  • 周波数
  • 高周波方式(数kHz)
  • 電極芯…1本
  • イオンバランス…◎
  • 除電スピード…△
  • オゾン発生…△ やや多い

  • 周波数
  • 低周波方式(数十kHz)
  • 電極芯…1本
  • イオンバランス…◎
  • 除電スピード…○
  • オゾン発生…×多い

静電気は目に見えない分どのような対策を行えばよいか分からないもの。とくに精密機器などを扱う工場などでは、静電気対策は欠かせないものとなっています。 静電気対策の基本は、作業台を必ずアースし、アースできない場合は電位差を作らないよう帯電する可能性のあるものと静電気に弱い機器を短絡したり、静電容量を大きくしたりすることです。それでも効果が出なかったときには、静電気除去機の導入を検討しましょう。

<まとめ>

今回は静電気の発生原因と対策をご紹介していきました。特に精密機器を扱う工場などではこの静電気対策より大きく作業効率が変わってきます。安心して作業に取り組めるようにするためにも、しっかりと静電気対策を行った環境を整えることが大切です。