冬到来！静電気対策の新常識 データロガーで見える化
静電気の基礎知識
私たちの日常生活では衣服のパチパチという音や、ドアノブに触れた時の小さな放電ショックとして体験する程度ですが、実は製造現場や電子機器にとっては深刻な脅威となっています。特に冬季の乾燥期には要注意。目に見えないこの現象が、どのように発生し、どんな影響をもたらすのか、そしてなぜ対策が必要なのか、基礎から理解していきましょう。
–静電気が発生するメカニズム
静電気は、物体が電気的に中性の状態から、プラスの電荷とマイナスの電荷が不均衡になることで発生する現象です。この不均衡な状態を「帯電」と呼びます。静電気が発生する主なメカニズムは、異なる物質がこすり合うことで電子が移動する「摩擦帯電」、接触と分離の際に電子が移動する「接触帯電」、帯電した物体に近づけることで電荷が移動する「誘導帯電」の3つに分類されます。
–日常生活での静電気の例
冬に静電気が起こりやすいのは、乾燥した空気で電荷が逃げにくく、厚手の衣類の摩擦で静電気が発生しやすくなるためで、セーターを脱ぐ際のパチッとする音やドアノブ、車のドアでのショックなどが身近な例です。
–静電気が電子機器の故障や製品品質への悪影響を引き起こす問題
静電気が引き起こす目に見えない影響は、電子機器や製品品質に多大なトラブルをもたらし、産業界全体に深刻な課題を投げかけています。以下、その詳細を解説します。
1. 静電気が電子機器に与える影響
静電気が電子機器に影響を及ぼすと、僅か100Vでも、半導体デバイスやマイクロプロセッサに深刻なダメージを受ける可能性があります。半導体内部の微細な回路パターンが焼損・断線し、直ちに故障を引き起こすだけでなく、長期的な信頼性低下の原因となるでしょう。また、マイクロプロセッサでは内部回路の絶縁破壊により、誤動作や処理速度の低下が生じ、データの損傷や消失などの問題が懸念されます。
2 .製造工程での静電気の問題
塗装のムラや異物の付着による見た目の悪さ、プラスチック成形品のしわや変形などが代表的な問題です。そして、組み立て作業では静電気の影響で部品がずれやすくなったり、基板に部品を取り付ける際に部品がはずれることがあり、作業効率が大幅に低下します。これにより、製造過程全体の信頼性が損なわれます。
3. 品質管理と検査工程への影響
測定値が狂ったり、センサーが正常に動かなくなることがあります。そして、検査装置そのものが壊れるリスクも高まります。その結果、間違った判断が頻繁に起こり、製品の品質管理が難しくなるだけでなく、生産コストが増加し、納期が遅れる可能性があります。
4. 深刻な二次的影響
メモリーデータの破損やプログラムの書き込みエラー、制御システムの異常といったデータ関連の問題が発生するほか、製品寿命の低下や予期せぬ動作不良が進行することで、顧客からの信頼が損なわれる恐れがあります。
5. 産業別の具体例
電子機器製造業ではプリント基板の焼損や部品の特性劣化、通信機能の低下が問題となり、精密機器製造では光学製品の性能低下や計測器の精度低下、化学製品製造では原料の付着ムラや異物混入、製品変質が発生します。これらの問題が複合的に影響を与えることで、生産効率や製品品質が大きく低下します。
6. 経済的損失
不良品の発生や製造ラインの停止、製品回収にかかる直接的なコストに加え、顧客信頼の低下や市場シェアの減少、保証対応にかかる間接的なコストも膨らみます。これらは企業にとって大きな負担となり、競争力の低下を招く要因となります。
静電気対策を適切に実施することで、これらの問題を未然に防ぎ、製品品質と企業の信頼性を向上させることが可能です。静電気の影響を正しく理解し、そのリスクを最小限に抑える取り組みが、企業の成長と持続可能な発展に不可欠と言えるでしょう。
データロガーによる静電気環境測定
温度と湿度を測定することは、静電気対策において非常に有効な手段です。測定されたデータに基づいて、最適な対策を立案し、静電気によるトラブルを防止することができます。
–温度・湿度を数値で把握しよう
静電気は物体表面に電荷が蓄積することで発生する現象で、その発生には周囲の温度と湿度が密接に関わっています。温度が高い環境では空気中の分子が活発に動き、電荷が拡散しやすくなるため静電気は発生しにくく、反対に低温環境では分子の動きが抑制され、電荷が蓄積しやすくなります。また、湿度は静電気対策の要となる重要な要素です。湿度が高ければ空気中の水分が電荷を中和してくれますが、乾燥した環境では電荷が逃げ場を失い、物体表面に蓄積されやすくなります。
このような温度と湿度の影響を正確に把握し、適切な環境管理を行うことが静電気トラブルの予防には不可欠です。特に冬季など乾燥しやすい時期には、データロガーを使用して温度・湿度を数値で管理することで、効果的に静電気リスクを低減することができます。
–測定データを対策効果の検証で活用
データロガーを活用して温度と湿度を測定することには、多くのメリットがあります。まず、静電気発生の原因を特定しやすくなる点が挙げられます。温度や湿度の変化が静電気発生にどのように関与しているかを分析することで、問題の根本を把握しやすくなります。更に取得した測定データを活用することで、加湿器の導入や空調設定の見直しなど、具体的かつ効果的な静電気対策を立案することが可能です。
また、データロガーで長期間にわたって環境データを収集することで、季節や設備の影響による環境変化を把握し、実施した対策の効果を定量的に評価することができます。
データロガーから考える効果的な静電気対策
データロガーを活用した静電気対策は、多岐にわたる場面で効果を発揮しています。具体的に何が行えるのか詳しくみていきましょう。
–環境管理による対策
データロガーで継続的に温湿度を監視し、理想的な作業環境を維持します。室内の相対湿度を50～60%に保ち、温度は20～25℃前後に管理します。季節や時間帯による変動が大きい場合は、加湿器や除湿器、空調設備を活用して安定した環境を確保します。静電気トラブルが発生しやすい条件を特定し、重点的な対策を講じることができます。製造現場では、組み立てラインで静電気が原因となる製品不良が発生している場合、データロガーで温度と湿度を測定することで作業環境を詳細に把握し、最適な空調設定を行うことで静電気の発生を抑えられるでしょう。
–設備面での対策
データロガーで定期的に検証する内容として、導電性マットの設置、イオナイザーの戦略的配置、アース配線の適切な設計、作業台への導電性素材の使用などが含まれます。これらの対策の効果は、必要に応じて配置や設定を最適化します。電子部品の保管においては、保管庫内の湿度を一定に保つことで、静電気による部品の破損リスクを軽減することが可能です。
–作業者の対策
データロガーのモニタリング結果を基に総合的に管理することで、帯電防止作業着の着用（特に湿度の低い時期）、リストストラップの確実な装着、導電性の作業靴の使用、作業手順の適正化（急な動きを避ける、除電装置の使用タイミングなど）など、より効果的な静電気対策ができます。
データロガー使用時の注意点
データロガーを使用する際には、測定器自体の静電気対策も十分に行う必要があります。またどのようなデータロガーが最適なのかご紹介します。
–測定器自体の静電気対策
静電気が測定器に蓄積されるとノイズが発生し、センサーが誤動作することがあります。これにより、測定誤差が発生し、正確な結果を得ることが困難になります。また、静電気は電子部品に悪影響を与え、機器の損傷を引き起こす可能性もあります。静電気対策の一環として、静電気防止服を着用し、静電気の発生源となる衣類を避けることが重要です。測定器を移動する際は慎重に行い、急激な動きや衝撃を避けるように注意しましょう。
–正確な測定のためのポイント
データロガーを選ぶ際には、測定範囲が目的に合っているか確認し、次に精度が高いものを選びます。静電気対策には正確なデータが重要です。記録間隔が調整可能であれば、必要な頻度でデータを取得できます。データ保存機能があり、長期間のデータ保持ができることも大切です。
株式会社藤田電機製作所の”WATCH LOGGER”は創業95周年の測定器メーカーが手掛けたデータロガーです。高精度な温湿度センサーを搭載し、長時間の連続記録が可能で、コンパクトで持ち運びやすい設計が特徴です。さらに、ユーザーフレンドリーな機能として、見やすい液晶画面表示、シンプルな操作性、NFC・USB接続による簡単なデータ回収、そして"データの可視化・分析が容易なソフトウェア"も無料でダウンロード可能です。現場ニーズにもしっかり応え、アラーム機能を搭載して異常値を迅速に検知できます。防水・防塵性能があり、コンパクトなので、さまざまな環境で使用できます。
まとめ
静電気対策は冬の季節において特に重要であり、データロガーを活用した「見える化」はその効果的な手段です。
–継続的なモニタリングの重要性
静電気は製造現場での品質低下や生産性の減少など深刻な影響を及ぼす問題であり、特に冬季においてそのリスクはさらに高まります。データロガーを使用することで、静電気の発生状況を把握し、静電気トラブルの実態を明らかにしていきましょう。
