静電気

よく耳にする除湿について、空気の基礎から分かりやすく解説し、除湿の目的・理由、製造プロセスにおける除湿用途、代表的な除湿方法を説明します。

静電気とは？

静電気の電位はどのくらい？

静電気による人体へのショックのことを電撃と呼びますが、体に感じる電撃の強さと電撃の電位（電圧）と表すと以下のようになります。
冬場のドアノブを触った瞬間の激痛をともなう青白い火花の静電気が、約10kVAなんですね。雷も静電気の放電現象と同じ原理ですが、雷の場合は1～100万kVAとなり、さらに電流も数万Aになると言われています。

静電気が発生する仕組み

そもそも、物体には電気的特性があります。その理由は、物体は原子でできており、原子は原子核と電子からできているからです。
原子核の中の陽子はプラスの電荷をもち、電子はマイナスの電荷はもっています。普段はプラスの電荷とマイナスの電荷は同数で、電気的にバランスがとれた中性状態になっています。そのため、触っても電気が流れないのです。
しかし、接触や摩擦によって2つの物体の片方から、もう片方にマイナス電荷の電子が移動することで電荷のバランスが崩れ、それぞれの物体が電気的に偏った状態になります。
マイナス電荷が奪われた方はプラスが強くなり、マイナス電荷を奪った方はマイナスが強くなります。
この状態を静電気と呼び、それぞれプラスの静電気、マイナスの静電気を帯びていることを帯電と呼んでいます。この帯電した状態の物体に金属（導体）が触れると、一気に電気が放電（＝ESD）されるのです。

帯電列と静電気の発生しやすさ

静電気には、プラスの静電気とマイナスの静電気がありますが、物質によってプラスに帯電しやすいものとマイナスに帯電しやすいものがあります。この帯電のしやすい物質の順番を示したものを帯電列と呼んでいます。
２つの物体を擦り合わせた場合、プラス側の物がプラスに帯電しやすく、マイナス側の物がマイナスに帯電しやすいのです。
発生する静電気は、２つの物体の帯電列が離れているほど大きくなります。

静電気の種類

静電気はみな同じに見えますが、発生状況により「接触帯電」「摩擦帯電」「剥離帯電」の3種類に分かれます。

生産現場での静電気の弊害

化学業界などの可燃物が多い業種では、静電気の放電を原因とする爆発・火災は年間で100件前後発生しているそうです。
特に、トナーやカーボンなどの爆発性粉塵を扱う工場では過去に何度も静電気による大規模な粉じん爆発が発生しています。また静電気の放電による半導体などの電子部品やシステム機器が破壊される事例も数え切れません。
生産現場での静電気の弊害には、以下のようなものがあります。

代表的な静電気対策

接地（アース）を接続

金属などの導体の場合は、接地（アース）を接続することで、静電気は大地に流れます。
しかし、ゴムやガラスなどの絶縁体の場合は、接地（アース）を接続しても効果がありません。

リストバンド、アースマット

作業者も帯電している場合が多いため、アース付きのリストバンドやアースマットを敷設した上での作業により、静電気を逃がすことができます。

帯電防止材料

絶縁体の場合は、表面に帯電防止材料を塗布するなどで帯電を抑制することができます。

導電性材料

表面に導電性材料を塗布することで静電気が逃げやすくなり、帯電を和らげることができます。
また、樹脂などに導電性材料を練り込むことで静電気が逃げやすくなり、帯電しにくくなります。

除電器･イオナイザー

帯電している対象物の電荷を逆の電荷を注いで、電気的に中和させることで除電することができます。

湿度管理（加湿）

静電気は、下表の通り湿度が高くなると帯電しにくくなります。
一般的には相対湿度が60％を超えてくると、帯電電圧は急激に下がってくるので、適切な加湿による湿度管理も非常に有効な静電気対策となります。

下左図のように、静電気は湿度が高くなると、短時間で散乱し解消することが分かっています。
また下右図のように、湿度が高くなると電気抵抗が小さくなることから、静電気の散乱時間も短くなるのです。

アピステPAUシリーズで、静電気が発生しにくい環境作り

アピステの精密空調機PAUシリーズは、液晶・フラットパネルディスプレイ製造工程、電子部品の製造工程、高機能フィルム・医療品製造工程などの幅広い製造工程で静電気対策として導入いただいています。

とくに、PAU-GR-HCシリーズは、温度・湿度を最適な条件に調整できるのが特長です。