初心者向けの静電気除去シートの使用ガイドとして下記のポイントをメインに解説しています。
・静電気除去シートの原理、材質、仕組み
・静電気除去シートの種類、用途、メーカー比較
・静電気除去シートの効果、アースの取り方
・静電気除去シート おすすめネット通販商品、ランキング、口コミ
工場等の帯電防止にお役に立ててください。(^^)/
静電気除去シートとは？｜導電性マット｜卓上導電マット
導電性マットとは、導電性の高い素材を用い、電気を流す作用があるマットのこと。静電気対策マット、制電マットも同義。人体に帯電した静電気を除去し、半導体、精密機器の静電気破壊を抑止する。また、クリーンルームへのホコリの持込みを防ぐ働きもある。
ESDSが接触する恐れのある面にはESD対策が必要。作業表面は勿論のこと、デバイスの保管棚の表面、大型機械周辺の一時置場も対策。
静電気除去シートの仕組み、原理
静電気除去シートは、人体に溜まった静電気を、火花を発生させることなく確実に逃がすアースの入り口です。
人体に溜まった静電気を例えば金属製の蛇口を手で握ることにより逃がすことができることは、よく知られたところです。
人体に溜まった静電気は、常に人体の外に流れ出ようとしており、その電位は１万Ｖに達することもあります。
よって、近くに導電体があると、人体が直接触れなくても、人体とその物体との間の空気を絶縁破壊して人体から物体に静電気が流れ出ていく事態が起き、空気を破る際に火花を発生させます。
ただ、通常の静電気は高くても数千Ｖであり、また電気の量が圧倒的に少ないため、火花が発生しても「パチッ！」で済むわけです。
このように火花を発生させるのは、人体が触れようとする物体があまりに電流を流しやすくなっていることに起因します。
そこで、人為的に電流の流れやすさ（抵抗値の大小）を加減して、人体が触れない限り電流が流れないが、人体が触れると必ず電流が流れるようにした物体が、静電気除去シートなのです。
ガソリンスタンドでは、ガソリンが蒸発して気体となった燃料蒸気が発生することが少なくありません、とりわけ、給油口には燃料蒸気が発生しやすいため、静電気の火花により燃料蒸気が引火しないように、静電気除去シートによる静電気の除去が必要になります。
現在の静電気除去シートは、形状を保持する基材に導電性を付与する機能材を組み合わせて構成されているものが多いです。
例えば基材がゴムシートであれば機能材として導電性粉体を混入させ、基材が樹脂織物又は編物であれば機能材として導電性糸を織り込む又は編み込みます。
人体から静電気除去シートに流れ出た静電気は、更にシートが取り付けられた金属面に流れ出て、拡散の過程で空気中に放電されたり、前記金属面が接する又はアース線が降ろされた地中に放電されます。
静電気防止シート、マットと静電気防止床材の違い
静電気防止シート、マット、静電気防止床材は、いずれも静電気を抑制するためのものですが、それぞれ特徴や用途が異なります。
静電気防止シート
- 特徴: 薄くて柔軟性があり、様々な場所に貼り付けることができます。
- 用途: 電子部品や精密機器の包装、作業台や棚への貼り付け、衣類や布製品への貼り付けなど。
- 材質: 導電性ビニール、導電性ポリエステル、導電性不織布など。
- 例:
- 電子部品を静電気から守るために、包装袋の内側に貼り付ける。
- 作業台に貼り付けて、作業中の静電気発生を抑制する。
- カーペットの下に敷いて、歩行時の静電気を軽減する。
静電気防止マット
- 特徴: シートよりも厚みがあり、床に敷いて使用することが多いです。
- 用途: 工場や研究所、オフィスなどの床に敷いて、歩行時や作業時の静電気発生を抑制する。
- 材質: 導電性ゴム、導電性ビニール、導電性カーペットなど。
- 例:
- コンピューター室の床に敷いて、機器の誤作動を防ぐ。
- 作業員の立ち作業場所に敷いて、疲労軽減と静電気対策を同時に行う。
静電気防止床材
- 特徴: 床材自体に静電気防止機能を持たせたものです。
- 用途: 工場や研究所、病院の手術室など、静電気対策が特に重要な場所に使用されます。
- 材質: 導電性タイル、導電性ビニル床シートなど。
- 例:
- 半導体工場のクリーンルームに、静電気による製品の不良を防ぐために使用される。
- 病院の手術室で、医療機器の誤作動を防ぐために使用される。
違いをまとめると
| 項目 | 静電気防止シート | 静電気防止マット | 静電気防止床材 |
|---|---|---|---|
| 形状 | 薄くて柔軟 | シートより厚みがある | タイル状やシート状 |
| 用途 | 物や場所に貼り付ける | 床に敷く | 床材として施工する |
| 適用範囲 | 比較的狭い範囲 | ある程度の広さ | 部屋全体 |
| 耐久性 | シートの種類による | マットの種類による | 高い |
| コスト | 安価 | シートより高価 | 最も高価 |
それぞれの特性を理解して、用途に合わせて適切なものを選ぶことが重要です。
帯電防止高分子材料 ｜導電マット
導電化した帯電しない材料として，以下のような帯電防止高分子材料が市販されている。
表面に金属皮膜を形成した高分子材料
アルミや金，亜鉛などの金属は，真空蒸着やスパッタリングなどによって極めて薄い膜を形成することができる。表面の比抵抗は膜の厚さに依存するが，これは製膜時に制御できる。金属膜を形成した高分子材料はその金属の色になり，本来の色や透明性は失われるから，その面で用途が限られる。またコストや被膜のはく離が問題になることがあるといわれている。
導電性高分子を使用した帯電防止高分子材料
親水性の高分子材料をＡＢＳ樹脂などに混合したポリマーアロイ形の帯電防止樹脂が作られ，効果の持続する永久帯電防止樹脂として販売されるようになった。 ＡＢＳ以外にポリスチレン，アクリル樹脂，ポリオレフィンなどの永久帯電防止樹脂が発売されている。このような帯電防止1生樹脂に混合して導電性を与える材料も帯電防止剤（高分子型帯電防止剤）と呼ばれることがある。
導電性高分子は種々開発されているが，その多くは強度や柔らかさ，曲げやすさなど機械的性能が劣る。このため，導電性高分子を薄い膜にして高分子シートなどの表面に張りつけた製品が販売されている。 ＰＥＴの表面をポリピロール系導電性ポリマーで被覆した最近の製品では，シートの表面抵抗は105～1012Ω程度であって，十分な帯電防止効果を有するものが得られている。
帯電防止剤による導電性高分子材料
帯電防止剤処理した高分子材料は，空気中の水分を吸着し適度な伝導性を持つから，帯電による障害を防止することができる。しかし，空気が極度に乾燥している場合には十分な伝導性が得られない場合がある。また，表面用帯電防止剤(塗布するタイプ)で処理したものは，洗浄などの影響を受けてその効果が低減する。
力－ボンブラックを混入した導電性高分子材料 ｜導電ゴム
カーボンブラックの混入量と抵抗率の関係は，図１のようになる。カーボンブラックの混入量の少ない領域では抵抗率の変化が少なく，ある一定の混入量を越えると急激に抵抗率が増大し，その後は混入量を増やしても抵抗率が変化しなくなり，カーボンブラック自身の抵抗率に近くなる。静電気障害防止の目的に必要な抵抗率の領域では混入量に対する抵抗率の変化が急で，安定性がむしろよくない。そこで一般の製品では，抵抗率を必要な値よりずっと下げ，101から104［ｎｍ］程度の値にしたものが製作され，市販されている。
高分子にカーボンブラックを混入した場合の体積抵抗率の変化の例
カーボンブラックを用いた導電性高分子材料は，カーボンブラックの安定性によって耐久性の高い製品ができるが，透明性が無く，色が黒色のみである点が用途によっては欠点になる。また，力－ボンブラックそのものが匂いやガスなどの吸着性が高いことから，これを混入した高分子材料表面にカーボンブラックが露出するようなことがあると，表面が汚染しやすいという指摘もあるようである。しかし，その導電性は帯電防止剤のように湿度依存性があるわけではなく，またきわめて安定であるため，多方面で利用されている。
力－ボンブラック混入高分子材料は射出成形や押出成形品，フィルムやシートなどの形で製造され，高分子材料の種類もＰＶＣ，ＰＰ，PS，ＡＢＳなど種々ある。用途としては，電子回路の基板や電子部品などを入れる袋，ICマガジン，ICの端子を短絡して保存するための発泡性ICフォーム，パーツキャビネットなど電子部品関係に多い。
カーボンブラック混入による不透明化をいくぶんでも回避するために，カーボンブラックの混入部分を高分子材料の表面に限り，細いストライプ状（あるいは格子状）に形成する方法がある（図２）。
この方法では，摩擦された高分子材料は力－ボンブラックが無い部分では当然帯電するが，その帯電部分から出る電気力線はカーボンブラックが混入されて導電化したストライプに向い，外部に出るものが少なくなるため，表面近くの電界は弱くなる。その結果，表面の電位は低く押さえられ，静電気障害を起こしにくくなる。
こうして，帯電はするが表面に強い電界を作らない材料がこの方法によって作られる。ただ，例えば表面に接触したほこり粒子など，表面に極めて近くに存在する物体には表面電荷が強い電界を作用させる為に完全な帯電防止材料とはならない。
＊日常生活で発生する静電気にメカニズムについては下記の記事を参照してください。
関連記事：日常の静電気と静電除去グッツ
静電気除去シートの効果と測定方法
静電気除去シートの効果と測定方法について説明します。
静電気除去シートの効果
静電気除去シートは、その名の通り、物体に帯電した静電気を除去するためのシートです。主な効果は以下の点が挙げられます。
- 電子機器の保護: 静電気は電子機器の誤動作や故障の原因となることがあります。静電気除去シートを使用することで、電子機器を静電気から保護し、信頼性を向上させることができます。
- 火災・爆発の防止: 静電気は可燃性物質に引火し、火災や爆発を引き起こす可能性があります。静電気除去シートは、このようなリスクを低減する効果があります。
- 作業効率の向上: 静電気による部品の吸着や反発は、作業効率を低下させる要因となります。静電気除去シートを使用することで、作業効率を向上させることができます。
- 人体への静電気ショックの防止: 静電気による人体へのショックは、不快感や痛みを与えるだけでなく、場合によっては感電事故につながる可能性もあります。静電気除去シートは、このような事故を防止する効果があります。
静電気除去シートの測定方法
静電気除去シートの効果を測定する方法はいくつかありますが、代表的なものとしては以下の方法が挙げられます。
-
表面抵抗率の測定
- シートの表面抵抗率を測定することで、静電気を逃がす能力を評価します。
- 表面抵抗率計を用いて、シートの表面に電圧をかけ、流れる電流を測定することで抵抗値を求めます。
- 一般的に、表面抵抗率が低いほど静電気除去効果が高いとされます。
-
静電気減衰時間の測定
- 帯電した物体をシートに接触させ、静電気がどの程度の時間で減衰するかを測定します。
- 静電気測定器を用いて、シートに接触させる前後の物体の電位を測定し、その減衰時間を求めます。
- 減衰時間が短いほど静電気除去効果が高いとされます。
-
帯電電位の測定
- シートに帯電させた物体を接触させ、シートにどの程度の電荷が移動するかを測定します。
- 静電電位計を用いて、シートに接触させる前後の物体の電位差を測定します。
- 電位差が大きいほど静電気除去効果が高いとされます。
測定時の注意点
- 測定環境の温度や湿度によって測定結果が変わる可能性があるため、一定の環境下で測定を行う必要があります。
- シートの材質や表面状態によって測定結果が変わる可能性があるため、同じ条件で測定を行う必要があります。
- 測定器の種類や測定方法によって測定結果が変わる可能性があるため、適切な測定器と測定方法を選択する必要があります。
静電気除去シートは、様々な環境で使用されており、その効果を適切に測定することで、最適なシートを選択し、効果的に静電気対策を行うことができます。
関連記事：静電気測定方法【図解】
静電気除去シートの選び方 ｜メーカー比較
エンジニア 静電作業マット 600×900mm ZC-80
【用途】電子部品の組立作業や、静電気対策がされていない作業台などの使用に最適。
HOZAN(ホーザン) 導電性カラーマットグリーン F-703
●良質のゴムにカーボン粉を均一に混入させたことにより、優れた導電性をもち、静電気を確実にアースラインへ逃します。
TRUSCO スパークガード100×100
●車・一般家庭・事務所等のドアをはじめ、あらゆる金属部分に貼り付け、触れるだけで体に溜まった静電気を除去します。
TRUSCO 静電気除去テープ ブラック SDT255
アマゾン 人気 商品
静電気軽減 シート パチカット 2枚組 (大×1、小×1) FP-218
導電、静電マット ネット通販サイト 価格比較
静電気防止シート、導電、静電マットの販売で現在、成長しているのが、インターネット通販です。
総合通販サイトの中では『Amazon』『楽天市場』『Yahoo!ショッピング』など様々な通販サイトが静電気防止シート、導電、静電マットを販売しています。
インターネット通販の利点は、価格の安さ、アクセサリを含む豊富な品揃え、そしてランキング、評価、商品レビュー（口コミ）の存在です。特に商品レビューについては、実際に使用したユーザーからの具体的な使用感が得られるなど、カタログスペックだけではわかりにくい静電気防止シート、導電、静電マットの情報が得られるのは大きなメリットとなっています。
下記はアマゾン、Yahoo!ショッピング、楽天等の現在の売れ筋の静電気防止シート、導電、静電マットです。
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2024年 Yahoo!ショッピング 人気 導電、静電マット
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導電、静電マット モノタロウ
兵庫県尼崎市に本社を置く、事業者向け工業用間接資材の通信販売会社、モノタロウでも導電、静電マットを販売しています。
静電気除去シートの用途と使用シーン
静電気除去シートは、物体に帯電した静電気を除去するためのシートです。様々な場所で使用されており、その用途と使用シーンは多岐に渡ります。
主な用途
- 電子機器の保護: 静電気は電子機器の故障や誤作動の原因となるため、製造工程や保管、輸送時に静電気除去シートが使用されます。
- 例：半導体、精密機器、電子部品の製造工場、クリーンルーム
- 例：半導体、精密機器、電子部品の製造工場、クリーンルーム
- 火災・爆発の防止: 静電気による火花は、可燃性物質や爆発性雰囲気において火災や爆発を引き起こす可能性があります。
- 例：ガソリンスタンド、化学工場、花火工場
- 例：ガソリンスタンド、化学工場、花火工場
- 印刷物の品質向上: 印刷工程で静電気が発生すると、紙詰まりや印刷不良の原因となります。
- 例：印刷工場、コピー機
- 例：印刷工場、コピー機
- ホコリの付着防止: 静電気はホコリを吸着しやすいため、静電気除去シートを使用することでホコリの付着を防ぎます。
- 例：OA機器、ディスプレイ、家具、車内
- 例：OA機器、ディスプレイ、家具、車内
- 不快な静電気の防止: 冬場など乾燥した環境では、ドアノブや衣類に触れた際に静電気が発生し不快な思いをすることがあります。静電気除去シートを使用することで、そのような不快感を軽減できます。
- 例：家庭、オフィス、自動車内
使用シーン
- 作業台: 電子部品の組み立てや精密機器の修理など、静電気が発生しやすい作業台に敷いて使用します。
- 床: クリーンルームや静電気を嫌う場所の床に敷いて使用します。
- 壁: 静電気を発生させる可能性のある壁に貼って使用します。
- 衣類: 静電気を帯びやすい衣類に貼って使用します。
- ドアノブ: ドアノブに触れる前に、静電気除去シートに触れて静電気を除去します。
- 車: 車に乗り込む際、シートに触れる前に静電気除去シートに触れて静電気を除去します。
静電気除去シートは、様々な素材や形状で販売されています。用途や使用シーンに合わせて適切なものを選ぶことが重要です。
静電気除去シートの効果的な使用法
静電気除去シートの効果を最大限に引き出すためには、いくつかのポイントを押さえる必要があります。
1. 使用前に確認
- シートの劣化: 静電気除去シートは、使用回数や保管状態によって劣化し、効果が低下することがあります。シートの表面に汚れや破損がないか確認し、劣化している場合は新しいシートに交換しましょう。
- 対象物の材質: 静電気除去シートは、対象物の材質によって効果が異なります。金属やプラスチックなど導電性のある素材には効果的ですが、木材や布など絶縁性の高い素材には効果が limited な場合があります。
- 接地: 静電気除去シートの中には、効果的に静電気を除去するために接地が必要なものがあります。シートの取扱説明書をよく読み、必要に応じて接地を行いましょう。
2. 使用時のポイント
- 十分な接触: 静電気除去シートを対象物にしっかりと接触させましょう。軽く触れるだけでは十分な効果が得られない場合があります。
- 広い面積で接触: 可能であれば、シートの広い面を対象物に接触させましょう。接触面積が広いほど、効果的に静電気を除去できます。
- ゆっくりと剥がす: シートを対象物から剥がす際は、ゆっくりと行いましょう。急激に剥がすと、静電気が再発生することがあります。
- 繰り返し使用する: 静電気は、一度除去しても再び発生することがあります。必要に応じて、静電気除去シートを繰り返し使用しましょう。
- 保管方法: 使用後は、直射日光や高温多湿を避けて保管しましょう。また、ホコリや汚れが付着しないように、清潔な場所に保管してください。
使用シーン別のポイント
- 給油時: 給油前に、静電気除去シートに必ず触れてください。シートに触れることで、体に帯電した静電気を除去し、火災の発生を防ぐことができます。
- 電子機器: 電子機器を扱う際は、静電気除去シートを作業台に敷いたり、手に持って使用することで、静電気による故障や誤作動を防ぐことができます。
- 印刷: 印刷前に、静電気除去シートで紙を拭くことで、紙詰まりや印刷不良を防ぐことができます。
- 衣類: 静電気が気になる衣類には、静電気除去シートを貼ったり、着用前にシートで衣類を拭くことで、静電気を抑えることができます。
静電気除去シートは、正しく使用することで、静電気による様々なトラブルを防ぐことができます。上記のポイントを参考に、効果的にご活用ください。
静電気除去シートのメンテナンス
静電気除去シートのメンテナンス方法は、シートの種類や用途によって異なります。
一般的な静電気除去シートのメンテナンス
多くの静電気除去シートは、定期的な清掃と適切な保管を行うことで、効果を長く維持できます。
清掃:
柔らかい布で乾拭きし、ほこりや汚れを取り除きます。
汚れがひどい場合は、中性洗剤を薄めた水で湿らせた布で拭き、その後乾いた布で拭いてください。
洗浄後は、完全に乾燥させてから使用してください。
一部のシートは水洗いできるものもありますが、必ず製品の取扱説明書を確認してください。
保管:
直射日光や高温多湿を避けて保管してください。
シートを折り曲げたり、重いものを載せたりしないでください。
導電性マット・シートのメンテナンス
導電性マット・シートは、表面抵抗値を測定することで性能評価を行い、定期的な交換が必要です。
清掃:
乾拭きでほこりを取り除きます。
汚れがひどい場合は、水や専用のクリーナーで拭き取ります。
性能評価:
表面抵抗計や電極を使って定期的に抵抗値を測定します。
抵抗値が1×10^9Ωを超える場合は交換時期です。
参考記事：表面抵抗、漏洩抵抗測定器
その他
静電気除去シートは、消耗品です。効果が低下してきたと感じたら、新しいシートに交換してください。
シートの種類によっては、専用のクリーナーやメンテナンス方法が指定されている場合があります。必ず製品の取扱説明書を確認してください。
静電気除去シートの効果を長持ちさせるためにシートを清潔に保ち、定期的に清掃してください。
直射日光や高温多湿を避けて保管してください。
シートを折り曲げたり、重いものを載せたりしないでください。
効果が低下してきたと感じたら、新しいシートに交換してください。
静電気除去シートの今後の展望
静電気除去シートは、エレクトロニクス産業やその他の分野で広く使用されており、その重要性はますます高まっています。ここでは、静電気除去シートの今後の動向と展望について、いくつかのポイントをご紹介します。
1. 高機能化
- より高い静電気除去性能: ナノテクノロジーや新素材の開発により、より高い静電気除去性能を持つシートが登場すると予想されます。
- 多機能化: 静電気除去だけでなく、電磁波シールド、断熱、防汚などの機能を併せ持つシートの開発が進んでいます。
- 環境への配慮: 環境負荷の低い材料を使用したり、リサイクル可能なシートの開発が求められています。
2. 用途の拡大
- エレクトロニクス産業: 半導体製造工程における静電気対策はますます重要性を増しており、高性能な静電気除去シートの需要が高まっています。
- 自動車産業: 電気自動車や自動運転技術の発展に伴い、車載 electronics の静電気対策に静電気除去シートが活用されると期待されます。
- 医療分野: 医療機器の静電気対策、手術室での静電気防止など、医療分野での利用も拡大すると考えられます。
- その他: 静電気による粉塵の付着防止、衣類の静電気防止など、様々な分野での応用が期待されます。
3. 技術開発
- 新素材の開発: カーボンナノチューブ、グラフェンなどの新素材を応用した静電気除去シートの開発が進んでいます。
- 表面処理技術の向上: シートの表面処理技術の向上により、静電気除去性能の向上、耐久性の向上などが期待されます。
- 製造プロセス innovation: より効率的で低コストな製造プロセスの開発が求められています。
静電気除去シートの進化
LSIの小型化に対応するため、静電気除去シートも進化しています。
- 高性能化: より高い静電気除去性能を持つシートが開発されています。
- 薄型化: LSIの小型化に伴い、より薄い静電気除去シートが求められています。
- 柔軟性: 曲げたり折り曲げたりしやすいシートが開発され、様々な形状のLSIに対応できるようになっています。
これらの動向を踏まえ、静電気除去シートは今後、より高機能化、多様化し、様々な分野で活用されることが期待されます。
関連記事：静電気対策グッズ、用品の選び方、使い方
＊さらに詳しい内容は下記の文献を参考に願します。
静電気除去 参考文献
トコトンやさしい静電気の本
実務で使う静電気対策の理論と実践: 事例で解説!
静電気を科学する
まとめ
静電気除去シートは、私たちの生活や産業を支える、重要な役割を担っており、最近ではウェアラブルデバイス、車載用、医療分野など用途が拡大しています。
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