静電気発生の原因とは?メカニズムや防止対策・除去方法を紹介します

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最近、静電気が
ひどくて困っています。

良い対策案ないですか?

除電器は
設置してますか?

設置してますが

効果がありません。

ちょっと見せて下さい。

お願いします。

除電器のすぐ近くに、
大きい金属板が

ありますね。

ダメですか?

金属板は、
アースの代わりになって
除電器のイオンを
引き付けてしまいます。

そうなんですか!

しかも、ここに設置しても

意味がありません。

どういうことですか?

この場所だと、
除電した後すぐに

摩擦によって、
また静電気が発生します。

言われてみると・・・。

どこに置くといいですか?

この位置に除電器を
変更してみて下さい。

良くなった気がします。

しばらく様子を見てみます。

というやりとりがありました。

テーマ

今回は、静電気について
簡単に分かりやすく
紹介していきたいと思います。

 
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静電気とは?

そもそも、
静電気って何ですか?

うーん、
説明が難しいですね。

まず、電気が

2種類あることは

知っていますか?

2種類ですか?

教えて下さい。

電気には、

Point
  • 動電気
  • 静電気
 

があります。

動電気ですか・・・。

初めて聞きました。

文字通り

Point
  • 移動する電気が動電気
  • 動かない電気が静電気
 

と思ってもらえれば

問題ないです。

普段使う電気のことを

『動電気』
と言い

ひとつの場所から
動かない電気のことを

『静電気』
と言うんですね。

そうです。

静電気は、動かない電気
だということは
分かりました。

電気を流していないのに
電気が発生するのは

なぜですか?

静電気は、

Point

『摩擦電気』とも呼ばれ、
二つの物質間の摩擦によって
接触面に電気が発生する

 

からなんです。

静電気は、物質と物質が

接触することで発生する

んですか。

静電気が

発生する原因に

Point
  • 摩擦
  • 剥離
  • 圧縮
  • 接触
  • 転がり
 

等があります。

製品を搬送する際、
どのタイミングでも

『静電気が発生する!』

ということなんですね。

静電気とは?
  • 電気には、動く電気『動電気』と
    動かない電気『静電気』がある。

  • 静電気は、『摩擦電気』
    とも呼ばれ、物質間の
    摩擦によって発生する。

  • 静電気が発生する原因に『摩擦』
    『剥離』『圧縮』『接触』
    『転がり』等がある。

  • 製品を搬送する際、いつでも
    静電気が発生する可能性がある。

 

静電気発生のメカニズム

静電気が摩擦によって
発生することは
分かりました。

なんで、摩擦で電気を
帯びるんですか?

それは、

Point

すべての物質は、
原子が集まって構成されている

 

からなんです。

原子・・・。
中学生の時に
習った気がします。

その原子は、

Point
  • 原子核(陽子・中性子)
  • 電子
 

によって
構成されています。

原子核と電子ですね。

もっと詳しく紹介すると

Point
  • +の電気を持つ陽子
  • 電荷をもたない中性子
  • -の電気を持つ電子
 

となります。

原子は、電気の性質を
もっているんですね。

ただし、

Point

原子の中の
陽子と電子の数が等しいと
電気的に中性なんです。

 

どうすれば、

電気が発生するんですか?

それは、

Point

2つの物質が摩擦したり
剥離したりすることで
電子が原子間を移動し
静電気が発生します。

 

なるほど。

静電気は、電子の移動で

発生するんですね。

そうなんです。

Point
  • 電子の数が
    陽子より少ないと+に帯電
  • 電子の数が
    陽子より多いと-に帯電
 

していると言われています。

+や-にはどんなものが
あるんですか?

例えば、

Point
  • 人体・ガラスなどは+
  • フッ素樹脂・PVCなどは-

参考:Panasonic-静電気の特性(帯電列)

 

に帯電すると
言われています。

へー。

人体は『+』なんですね。

電子と陽子の数が
違うことにより

Point

数を元に戻そうとする動きが発生し
物質間に電流が流れる『放電』が
発生します。

 

放電が、バチッとくる

正体だったんですね。

ドアノブやセーターを脱ぐ
ときに発生する静電気は、

数を元に戻そうとして
発生していたんです。

静電気発生のメカニズム
  • すべての物質は、原子が集まって
    構成されている。

  • 原子は、
    原子核(陽子・中性子)と電子
    によって構成されている。

  • +の電気を持つ陽子と
    -の電気を持つ電子の数が
    等しいと電気的に中性。

  • 2つの物質が摩擦・剥離
    することで電子が原子間を
    移動し静電気が発生する。

  • 電子の数が陽子より少ないと+
    電子の数が陽子より多いと-に
    帯電する。

  • 電子と陽子の数を元に戻そう
    とする動きが、物質間に電流が
    流れる『放電』の正体。

 

静電気が発生しやすい条件とは?

静電気が発生しやすい条件
とかあるんですか?

基本的に、

Point

プラスチックや化学繊維といった
絶縁体に静電気は帯電します。

 

絶縁体は、
電気が流れないため

静電気が
たまりやすいんですね。

そうです。

なぜ人体は、導電体なのに

静電気が帯電するんですか?

それは、履物や床などの

絶縁体によって

大地に電気が流れないので

帯電してしまうんです。

だから、

ガソリンスタンドに

『静電気除去シート』

があるんですね。

そうです。

Point

導電率が高い金属でも
大地と接地させる
『アース』をとらないと
帯電物質になる

 

ので注意が必要です。

冬によく『バチッ』っと
なるのは、なぜですか?

 

静電気が起こりやすい
原因の一つに
湿度があります。

湿度が静電気に
関係するんですか?

実は、関係あるんです。

Point

人体にたまった静電気は、
知らない間に、
空気中の水分を通して、
少しづつ放電されます。

 

空気が乾燥すると
どうなるんですか?

空気が乾燥すると

Point

空気中の水分が少なくなり、
放電されにくくなり
静電気がたまりやすくなります。

 

だから、ドアノブなどに
触ると『バチッ』と

放電するんですね。

どのくらいの湿度だと

静電気は発生しないん
ですか?

湿度が80%以上になると

帯電しにくいと
言われています。

湿度80%以上になると

カビやサビ・結露など

他の問題がでませんか?

そうなんです。

なので、

Point

50%~60%の適度な湿度を保ち
静電気対策を行う必要があります。

 

また、湿度80%以上でも

『静電気が起こりにくい』
というだけで、
静電気は0にならないので

注意して下さい。

静電気対策が

重要なんですね。

静電気が発生しやすい条件とは?
  • プラスチックや化学繊維などの
    絶縁体に静電気は帯電しやすい。

  • 導電率が高い金属でもアースを
    とらないと帯電物質になる。

  • 静電気は空気中の水分を通して
    少しづつ放電される。

  • 乾燥すると放電されにくくなり
    静電気がたまりやすくなる。

  • 50%~60%の適度な湿度を保ち
    静電気対策を行う必要がある。

 

静電気の除去方法

静電気対策が重要だと
いうことは分かりました。

静電気を除去する
良い方法はありますか?

静電気対策には、

Point
  • アースをとる
  • 導電物質に変更
  • 導電膜の形成
  • 加湿
  • 自己放電
  • 除電器
 

などの方法があります。

まず、『アースをとる』

から教えて下さい。

導電性のある対象物に

アースをつなげて帯電を

除去する方法です。

今さらですが、
アースって何ですか?

電子レンジや冷蔵庫に
ついている線ですよね?

アースとは、

Point

『接地』のことで、地面に電気が
流れるようにすること

 

を言います。

アースをつないでおくと

人体よりアースの方に
電気が流れてくれるんです。

感電しないように

大きな家電にアースが

あるんですね。

絶縁体にアースをつないでも

静電気は残ってしまうので

注意して下さい。

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次は、『導電材に変更』

ですね。

絶縁物の表面は、
静電気が帯電しやすいので

Point

導電材が練りこまれた素材に
変更して静電気を
帯電させないようにします。

 

アースはつけたほうが
良いですよね?

アースは、
ついてたほうが良いですが、
つながってなくても

静電容量が大きくなるので

放電しにくくなります。

導電材が練りこまれた素材は、

『黒色しかない』
と言われたことがあるんですが
なぜですか?

それは、導電材にカーボンが

使用されることが多いので

黒色になってしまうんです。

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次の『導電膜の形成』と

何が違うんですか?

導電膜を形成は、

Point

プラスチックなどの絶縁物の表面に、
導電性物質を塗布し、
導電膜をつくることで
静電気を帯電させない方法

 

です。

表面をコートして

静電気対策する方法
なんですね。

一般的に利用されているのが

界面活性剤を使った

帯電防止です。

界面活性剤が帯電防止剤に

なるんですか?

界面活性剤が空気中の
水分を吸着するので

帯電防止の効果を
得ることが出来ます。

表面をコートするだけなので

黒色以外もできますね。

そうなんです。

ただし、表面が剥げると

帯電防止効果が得られない
ので注意して下さい。

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次は『加湿』ですね。

 

乾燥すると
放電されにくくなり
静電気の帯電量が
増えてしまいます。

Point

加湿を行い、空気中の水分量を
増やすことで放電が促され、
帯電防止効果が得られます。

 

だから、乾燥する冬は

静電気が発生しやすい
んですね。

乾燥しないように
湿度を目一杯上げると

どうなりますか?

湿度が高くなればなるほど

帯電しにくくなりますが

結露やカビ・サビといった

他の問題が発生します。

そうでした!
湿度を管理しつつ

他の静電対策を行う

必要があるりますね。

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次は、『自己放電』

って何ですか?

自己放電とは、

Point

除電ブラシのような電源が無くても
ブラシ自体がコロナ放電効果によって
静電気を中和してくれる方法

 

を言います。

すごいですね。

ただ、静電気が減ってくると

自己放電をやめてしまうので

静電気が残ってしまいます。

効果がない

ということですか?

というより、
残留する静電気の電圧で
使用できる分野と
できない分野に
分かれてしまいます。

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最後に除電器の説明を

お願いします。

いわゆる
イオナイザーと言われる

イオンを使った

除電方法です。

イオナイザーですか。

イオナイザーは、

Point

静電気が帯電しているものに
+と-のイオンを放出し
静電気を中和させる機器

 

のことを言います。

空気に導電性を
持たせることで

静電気を空気中に
放電させるんですね。

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静電気の除去方法
  • 導電性のある対象物に
    アースをつなげて帯電を
    除去する方法。

  • 絶縁物から導電材が
    練りこまれた素材に変更して
    帯電を除去する方法。

  • プラスチックなどの絶縁物の
    表面に、導電膜形成させ
    帯電防止効果を得る方法。

  • 加湿すると、
    空気中の水分量が増え、
    放電が促されることで
    帯電防止効果が得られる。

  • 自己放電とは、
    除電ブラシのような細かい繊維で
    静電気を中和する方法。

  • 除電器とは、帯電しているものに
    +と-のイオンを放出し静電気を
    中和させる機器。

 

まとめ

私たちの身の回りには、

静電気を帯びたものがたくさんあります。

 
静電気は、『バチッ』となる不快感や
製品不良の原因だけでなく
爆発や火災といった事故を
引き起こす可能性がある危険なものです。
 
静電気に対する正しい知識を持つことで
災害や問題を未然に防ぐことが
出来るかもしれません。
 
あなたが静電気を除去する方法の
参考になれば嬉しいです。
 
ありがとうございました。