静電気 — 静電気とは何なのか、どのように発生するのか、そして静電気に関連する問題について
静電気とは何ですか
静電気は、電子の出入りにより原子内または分子内の平衡が崩れたときに発生します。通常、原子は同数の正負の粒子 (陽子と電子) によって平衡状態にあります。電子はある原子から別の原子へ簡単に移動できます。同時に、それらは正（電子がない場合）または負（単一の電子または余分な電子を含む原子）イオンを形成します。このバランスが崩れると静電気が発生します。
詳細については、ここを参照してください。 写真の静電気について
電子の電荷 — ( -) 1.6 x 10-19 ペンダント。同じ電荷を持つ陽子はプラスの極性を持ちます。クーロン単位の静電荷は、電子の過剰または不足に直接比例します。不安定イオンの数。
ペンダントは静電荷の基本単位であり、1 アンペアで 1 秒間にワイヤの断面を通過する電気の量を定義します。
正イオンは電子を 1 つ持たないため、負に帯電した粒子から電子を容易に受け取ります。陰イオンは、単一の電子である場合もあれば、多数の電子を含む原子/分子である場合もあります。どちらの場合も、正電荷を中和できる電子が存在します。
静電気が発生するしくみ
静電気の主な原因:
- 2 つの材料間の接触と相互の分離 (摩擦、回転/巻き戻しなどを含む)。
- 温度の急激な低下 (たとえば、材料をオーブンに置いたとき)。
- 高エネルギー放射線、紫外線、X 線、強電界 (産業用途では一般的ではありません)。
- 裁断作業 (裁断機や紙裁断機など)。
- マニュアル（静電気発生）。
ロールフィルムやプラスチックシート業界における静電気の最も一般的な原因は、おそらく材料の表面接触と分離です。静電荷は、材料の巻き戻し/巻き戻し中、または材料の異なる層の相互移動中に発生します。
このプロセスは完全には明らかではありませんが、この場合の静電気の発生の最も正確な説明は、プレートが分離されるときに機械エネルギーが電気エネルギーに変換されるフラット コンデンサーから類推することで得られます。
結果として生じる応力 = 初期応力 x (最終プレート間隔 / 初期プレート間隔)。
合成フィルムが送り出し・巻き取りローラーに接触すると、材料からローラーに微量の電荷が流れアンバランスが生じ、材料がシャフトとの接触面を越えると、同様に電圧が上昇します。コンデンサプレートが分離された瞬間。
実際には、隣接する材料間のギャップ、表面の導電性、その他の要因で発生する電気的破壊により、結果として生じる電圧の振幅が制限されることがわかっています。接触領域からフィルムが出る部分で、わずかなパチパチという音が聞こえたり、火花が発生したりすることがよくあります。これは、静電気が周囲の空気を破壊するのに十分な値に達した瞬間に起こります。
ロールと接触する前、合成フィルムは電気的に中性ですが、移動および供給面との接触の過程で、電子の流れがフィルムに向けられ、フィルムをマイナスに帯電させます。シャフトが金属で接地されている場合、その正電荷はすぐに放電します。
ほとんどの機器には多くのシャフトがあるため、充電量とその極性は頻繁に変化する可能性があります。静電気を制御する最良の方法は、問題のある領域の直前の領域で静電気を正確に測定することです。電荷の中和が早すぎると、フィルムがこの問題領域に到達する前に電荷が回復する可能性があります。
物体に大量の電荷を蓄積する能力があり、高電圧がある場合、静電気はアーク放電、静電気の反発/吸引、人体への感電などの重大な問題を引き起こす可能性があります。
極性を充電する
静電荷は正または負の場合があります。直流 (AC) およびパッシブ リミッター (ブラシ) の場合、通常、充電極性は重要ではありません。
静電気の問題
電子機器における静電気放電
この問題は、最新の制御および測定装置で使用される電子ブロックやコンポーネントを扱うときによく発生するため、注意する必要があります。
エレクトロニクスでは、静電気に関連する主な危険は、帯電した人から発生するものであり、無視すべきではありません。放電電流により熱が発生し、接続の破損、接点の破損、微細回路トレースの破損につながります。高電圧は、電界効果トランジスタやその他のコーティングされた要素上の薄い酸化膜も破壊します。
コンポーネントが完全に故障しないこともよくありますが、誤動作はすぐに現れるのではなく、デバイスの動作中の予期しない瞬間に現れるため、さらに危険であると考えられます。
原則として、静電気に敏感な部品やデバイスを扱う場合は、身体に蓄積された電荷を中和するための措置を常に講じる必要があります。
静電引力・反発力
これはおそらく、プラスチック、紙、繊維および関連業界で最も一般的な問題です。それは、材料が独立してその挙動を変えるという事実に現れます。材料が互いにくっついたり、逆に反発したり、機器にくっついたり、ほこりを引き寄せたり、受信装置に不規則な風が吹いたりするなどです。
引力・斥力は二乗の逆の原理に基づくクーロンの法則に従って発生します。最も単純な形式では、次のように表現されます。
引力または反発力 (ニュートン単位) = 電荷 (A) x 電荷 (B) / (物体間の距離 2 (メートル単位))。
したがって、この効果の強さは、静電荷の振幅と、引力または反発する物体間の距離に直接関係します。引力と斥力は電力線の方向に発生します。
2 つの電荷が同じ極性を持っている場合、それらは反発します。逆の場合、それらは互いに引き付けます。物体の 1 つが帯電している場合、引力が発生し、中性の物体に帯電の鏡像が作成されます。
火災の危険性
火災のリスクは、すべての業界に共通する問題ではありません。しかし、可燃性溶剤を使用する印刷業やその他の事業では、火災が発生する可能性が非常に高くなります。
危険区域では、最も一般的な発火源は、接地されていない機器や可動ワイヤです。危険場所で作業者が運動靴や非導電性ソールの靴を履いている場合、その人の体が溶剤に発火する可能性のある電荷を生成する危険性があります。機械の接地されていない導電部分も危険です。危険ゾーン内のすべてのものは適切に接地されなければなりません。
以下の情報は、可燃性環境における静電気の発火の可能性について簡単に説明したものです。経験の浅いトレーダーは、そのような状況で使用するデバイスの選択で間違いを避けるために、事前にデバイスの種類を認識することが重要です。
放電が火災を引き起こすかどうかは、次のような多くの変数によって決まります。
- 処分の種類。
- 放電電力。
- 放電源。
- 放電エネルギー。
- 可燃性環境（気相中の溶媒、粉塵または可燃性液体）の存在。
- 可燃性媒体の最小点火エネルギー (MEW)。
放電の種類
主にスパーク ブラシ、ブラシ ブラシ、スライド ブラシの 3 種類があります。この場合、冠状放電はあまり活発ではなく、非常にゆっくりと起こるため、考慮されません。コロナ放電は一般に無害であり、火災や爆発の危険性が非常に高い地域でのみ考慮する必要があります。
誠実な退院
それは主に、適度に導電性があり、電気的に絶縁された物体から生じます。それは人体であったり、機械や工具の一部であったりします。電荷のエネルギーはすべてスパークの瞬間に散逸すると考えられます。エネルギーが溶媒蒸気の MEW より高い場合、発火する可能性があります。
火花エネルギーは次のように計算されます: E (ジュール単位) = 1/2 C U2。
手からの分泌物
ブラシ放電は、機器の鋭利な部分が誘電体表面に電荷を集中させ、その絶縁特性により電荷が蓄積されるときに発生します。ブラシ放電は火花放電よりもエネルギーが低いため、発火の危険性が低くなります。
スライドブラシで伸ばします
スライディング ブラシ スプレーは、ウェブの各面で電荷密度が増加し、異なる電荷極性を持つ高抵抗合成材料のシートまたはロール上で行われます。この現象は、粉体塗装をこすったりスプレーしたりすることによって発生する可能性があります。この影響はフラットコンデンサの放電に匹敵し、火花放電と同じくらい危険な場合があります。
力とエネルギーの源
電荷分布のサイズと形状は重要な要素です。体の体積が大きくなればなるほど、より多くのエネルギーが含まれます。鋭い角は電界強度を高め、放電を維持します。
放電電力
エネルギーを持った物体がうまく動作しない場合 電気たとえば人体の場合、物体の抵抗により射出が弱まり、危険が軽減されます。人体については、基本的なルールがあります。体内に含まれるエネルギーは 2 ～ 3 倍にもなるにもかかわらず、内部最小発火エネルギーが 100 mJ 未満のすべての溶媒は発火できると仮定します。
最小点火エネルギー MEW
溶剤の最小発火エネルギーと危険領域での溶剤の濃度は非常に重要な要素です。最小着火エネルギーが放電エネルギーよりも低い場合、火災の危険があります。
電気ショック
産業企業における静電気ショックのリスクの問題にますます注目が集まっています。これは、労働安全衛生の要件が大幅に増加しているためです。
静電気による感電は通常、特に危険ではありません。それはただ不快であり、しばしば重度の反応を引き起こします。
静電気ショックの一般的な原因は 2 つあります。
誘導電荷
人が電場にいて、フィルムのリールなどの帯電した物体を持っている場合、身体が帯電する可能性があります。
オペレータが絶縁底の靴を履いている場合、接地された機器に触れるまでは電荷がオペレータの体内に残ります。電荷は地面に流れ落ち、人に当たります。これは、オペレータが帯電した物体や物質に触れたときにも発生します。絶縁靴のせいで、体内に電荷が蓄積します。作業者が機器の金属部分に触れると、電荷が放電して感電する可能性があります。
合成カーペットの上を歩くと、カーペットと靴の接触によって静電気が発生します。ドライバーが車から降りるときに受ける感電は、立ち上がるときにシートと衣服の間に蓄積された電荷によって引き起こされます。この問題の解決策は、シートから立ち上がる前に、ドアフレームなどの車の金属部分に触れることです。これにより、電荷は車体とタイヤを通って安全に地面に排出されます。
機器による感電
このような感電の可能性はありますが、その物質によって引き起こされる損傷よりも発生頻度ははるかに低いです。
巻き取りリールがかなりの電荷を持っている場合、オペレータの指によって電荷が限界点に達し、放電が発生する程度に集中することが起こります。また、接地されていない金属物体が電界にある場合、誘導電荷によって帯電する可能性があります。金属物体は導電性があるため、その物体に触れた人の体内にモバイルの電荷が放電します。