わかりやすい 現場実践 静電気除去 マニュアル

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材料の導電化

帯電する材料を導電化できれば,その材料の一端を接地することによって容易に電荷を除去することができるから,導電化は重要な帯電防止手法である。静電気の帯電を防止する目的では,金属のような伝導性は必要ない。導電化の方法としては,材料の表面を導電化する方法と,体積内部を導電化する方法に分かれる。

表面導電化

材料の表面のみの導電化は,その材料の機械的性質などを変えずに帯電防止できるから,最も広く利用されている方法である。

金属皮膜の形成

高分子材料表面に金属の薄膜を形成すれば,表面のみ導電化できる。この方法には,化学めっき,真空蒸着,スパッタリングなど,種々の方法がある。どの方法でも金属層の電気伝導性は極めて良いから,静電気を漏洩させるには十分すぎる特性を持つ。

導電性塗料

塗料に導電性材料の微粉を混入した導電性塗料がある。導電性材料としては,カーボンブラックや銀の粒子が用いられている。導電性塗料の塗装面は金属皮膜に比べると電気伝導性は劣るが,電荷を漏洩させる目的としては十分な特性を持っている。しかし,色とコスト,作業性などの問題点から静電気障害除去の目的にはあまり利用されてはいない。

表面の親水化

高分子材料の表面を何らかの処理によって,親水化する方法もある。たとえば,ポリェチレンを酸で処理する方法が試されたこともある。プラズマによる表面処理も有効であるといわれている。高分子材料のプラズマ処理は印刷適性の向上などを目的に以前から行われているが,処理によって親水性が増し,その結果水分の表面吸着が促進され,電荷漏洩が早くなる。しかし,プラズマ処理の結果は多くの場合永続性が悪く,処理後の時間経過に伴って処理前の状態
に戻ってくる傾向を持っている。

体積的導電化

高分子材料の体積的な導電性を増すための最も一般的な方法は,導電性材料を高分子材料中へ混入することである。導電性材料としては,金属粉,カーボンブラック,カーボン繊維などが用いられる。粒子状の物体より繊維状の物体の方が比較的少ない混入量で導電性を増すことができるが,それでもかなりの量を混入しないとなかなか導電性が向上しない。これは,導電体どうしの接触が必要なためである。この方法では,帯電防止に必要な程度の導電性(多くの
場合,10-8[S/m](S:ジーメンス,導電性の単位で1/Ω)程度の導電率と言われている)を得ることはむしろ難しく,必要以上の導電性になってしまうことが普通である。

導電性と強度の両方を増すためにウイスカ(髭のような単結晶)を混入した例もある。力-ボン繊維が得られるようになってから,ウイスカのメリットはほとんど無くなったものと思われる。

導電性材料の必要な混入量を減らすためには,一定の大きさのペレット状の高分子材料を作り,その表面に導電性材料を付着させた後これを用いてホットプレスで成形する方法がある。この方法では,成形された高分子材料が導電性の殼で構成されたセルに分かれ,各セルが接触し合っている構造になる。セル内の体積を導電化しなくとも全体としては導電性となり,良好な帯電防止性を得ることができる。導電性材料の必要量は,体積全体を導電化するよりもかな
り減らすことができる。
混入量の問題があるとしても,導電性材料を混入すれば確実に高分子材料を導電性にすることができる。この方法の欠点は,材料の不透明性と色の変化である。

『制電対策の実例』

制電対策の基本

①静電気を発生させない。→発生しても静電気の量を極力、低く抑える。

②静電気を帯電させない。→発生してしまった静電気をできるだけ速く漏洩させ、滞留させない。

③静電気を放電させない。→特定の場所で火花放電させない。

④シールドする。→帯電体が接近したり、ESDが発生してもデバイスが影響を受けないようにシールドする。

 静電気対策の基本ルール

①作業環境の整備→静電気に敏感な部品は、静電気対策区域で取り扱う。

②人体の除電→静電気に敏感な部品は人体の帯電を除去して行う。

③運搬、保管時の→静電気に敏感な部品の保管、輸送は電荷の容器類の整備たまらない状況下で行う。

④作業マニュアル等→作業者の教育とメンテナンスのルール化をソフト面の整備行う。

静電気対策の手順

①静電気に敏感な部品のリストの作成

②部品の静電気敏感度のチェツクとランク付け

③静電気対策区域の指定

④静電気対策区域内の静電気対策方法の決定

⑤作業マニュアルの作成

⑥作業者の教育、訓練

⑦静電気対策品の定期点検

作業環境の静電対策

湿度管理    (不導体の帯電防止策)

相対湿度が低いと電荷の拡散が減少し、静電気の発生が多くなる。冬場は乾燥するので加湿器 などにより相対湿度を55±25%に管理している。

(湿度管理により帯電電圧は約1/10に減少する)

おすすめ:ナノイー搭載加湿器

品番:Panasonic FE-KXMシリーズ FE-KXM05シリーズ

2006年9月15日販売されたナノイー搭載加湿器は除電効果は勿論、抗カビ、抗ウイルス効果あり、また脱臭効果もあり、価格も除電器から比較すると安い。

特に食品工場での除電に向いている。

ナノイーについては下記のサイトを参考にしてください。

ナノイー効果 説明サイト

 

関連記事:除電用加湿器の使い方、選び方

イオンブロアー(除電器)

静電気の発生を抑えるのが困難な工程は局所的な除電対策としてイオンブロアーを使用。 イオンブロアーはエリアに存在する静電気を中和する為に能動的にイオンを発生させる装置です。

おすすめ イオンブロアー

直流送風式除電器 KD-740B-1AS ONE(アズワン)

関連記事:イオナイザーの正しい選び方、使い方

静電防止床

作業工程全てに帯電防止床材を設置し、静電気によりトラブルを防止。

表面電気抵抗値は1×107MΩ以下と低く、定期的に静電防止床材の測定を実施している。


関連記事:静電気防止床材の選び方、使い方 

静電特別エリアの指定

レーザーダイオードの破壊を防止する為、調整工程は静電特別エリアとして指定し 関係者以外の立ち入りを拒否し、徹底した静電対策を実施。


アース端子の取り付け

計測器、治具等のアース線が確実に接続され、一目で接続状態がわかるように図のようなステン レス板の接続板を作成してアース線を固定。



作業椅子対策

作業椅子の一部に、静電床に常に接触するような長さのチェーンを取り付けて静電気の発生を防止



モニター対策

ブラウン管から発生する高電圧(1~2kV)の静電気を透明導電シートにて遮断。

糸半田のアース対策

半田ロールが回転することによる静電気を図のような治具を取り付けることにより、静電気を アースに落とし、帯電気を防止。


作業指導書・透明ケース

帯電防止用スプレーを定期的に塗布して、作業指導書の透明プラッチック板等の静電発生を阻止。


半田ゴテリーク対策

半田ゴテのリーク電流による半導体デバイスの破壊を防止する為に図のように半田コテ部に アース線を接続してリーク電流による破壊を防止。


半田煙・吸煙器

半田煙・吸煙器のノズル先端で発生する静電気を導電シートを取り付けることのより静電気を遮断。


設備用アース線とアースバンドアース線の分離

①アースバンド用接地線 ②設備用接地線(検査器、治具用、半田ゴテ等)


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閲覧、有難うございます。クレインテクノの門眞と申します。
現在、仙台市を拠点に中小企業の工場を対象として品質改善&設備改善のコンサルをしています。
又、液晶工場で学んだ知識およびノウハウを活用して静電気対策およびゴミ対策のコンサルの支援もしております。静電気でお困りの方は遠慮なく、『問い合わせ』のボタンから連絡してください。下記の会社のサイトをクリックしてください。

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