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除電器・イオナイザの種類と選び方|4つのポイントで早わかり!

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製造現場の静電気対策で使用する除電器・イオナイザの種類と選定のポイントをまとめました。

|AC・パルスAC(交流)除電器|超ニッチAC除電器|パルスDC(直流)イオナイザ|高周波ACイオナイザ|除電ブラシ|除電ひも|

いろいろな静電気対策製品の中から適した除電器を見つける ヒント を掲載したページです。




 目 次


||除電器・イオナイザの種類
||除電器は用途別に4つに分類できる
||除電器の製品紹介

A)エアーブローせず静電気を除去したい

 <パルスDCイオナイザ>
 スマートイオン(バー型)
 スマートイオンSPM(小型)
B)エアーブローしながら静電気を除去したい
 <AC型・パルスAC型>
 デルタブロア
 高速エアナイフ
 ハンディ・コードレスAC除電器
 <超ニッチ!AC除電器>
 超ロングAC除電バー
 曲げて使うAC除電器
 ビンの中を除電する
 搬送パイプ専用AC除電器
 えっ⁉除電器って洗って良いの?
  滅菌消毒できるAC除電器
 回転パルスエアー+除電ブロー 
C)ESD用途
 <高周波ACイオナイザ>
 スポット型高周波ACイオナイザ
 高周波AC搭載 パルスエアーノズル
 高周波AC搭載 3Dクリーナー

D)とにかく低予算で静電気対策したい
 <除電ひも・除電ブラシ>
 除電ブラシ
||静電気対策・異物対策としての非接触ハンドリング
||関連情報






除電器・イオナイザの種類


製造現場の静電気対策は、大きく5つに分類できます。

A)電圧印加型 除電器
B)自己放電型 除電製品
C)放射線による除電方法
D)静電気除去液
E)湿度管理

(参照:静電気を除去する方法 でも詳しく取り上げています)

本サイトでは(A)電圧印加型と(B)自己放電型を取り上げています。


<電圧印加型>
◆ACイオナイザ
◆パルスACイオナイザ
◆高周波ACイオナイザ
◆パルスDCイオナイザ

<自己放電型>
◆除電紐
◆除電ブラシ

これらを分類して整理します。

用途に適した静電気対策製品を選定する ヒント にご参照ください。

最後の章に

◆静電気対策・異物対策としての非接触ハンドリング技術

を記載します。

 

除電器は用途別に4つに分類できる


静電気対策製品は4つに分類できます。

A)エアーブローせず静電気を除去したい 
 →エアーフリーパルスDCイオナイザ   

B)エアーブローしながら静電気を除去したい
 →AC・パルスACイオナイザ
  (クリーンエアーブロー式)
  (ファン式)

C)ESD用途
 →高周波ACイオナイザ

D)とにかく低予算で静電気対策したい
 →除電ブラシ・除電ひも
 

(A)~(D)の中から、用途に適した除電器を絞りこんでいきます。

次の章で、具体的な除電製品を取り上げていきます。





除電器の製品紹介


A)エアーブローせず静電気を除去したい


パルスDCイオナイザ

パルスDC型は、直流をパルスで放電針へ印加します。針先で空気中の分子をイオン化して、基材へ放射して静電気を除去することができます。
パルスDC型除電器は、針先で生成できるイオン濃度が高く、そして プラスイオンマイナスイオンをパルス化して放射します。この方式で、気流やエアーブローが無い条件下で、除電器から遠くまでイオンを輸送することが可能です。動力源にコンプレッサー(圧縮機)は不要です。電源だけを接続して運転します。

パルスDCは、AC型除電器と比べイオン供給量が豊富なので、高帯電物の静電気除去する用途で絶大な除電能力を発揮することができます。

パルスDCイオナイザに適した用途:

◆イオン供給量が豊富なので、高帯電物の除電に有利
 (例:樹脂・プラスチック・成形品・ガラス・ガラス繊維・紙)
◆クリーン環境での静電気対策
 (パルスDCは、エアーフリー(無風)です)
◆エアーを嫌う製品の除電
 (生地・繊維・不織布・枚葉フィルム・カットした紙・風で動く軽量製品)
◆コンプレッサー(圧縮機)の電気代を節約したい工場
◆工場の消費電力を低減して排出CO2削減に取り組む工場



<スマートイオン>

写真1:
エアフリー パルスDCイオナイザ スマートイオン
巻取り前でフィルムの静電気を除去
SI100winder.png
フィルムをロールへ巻き取ると、巻いたロールに静電気がどんどん蓄積されていきます。ロールが静電気でゴミ・ホコリを吸着したり、次工程で巻きだすときに、強烈な剥離帯電でスパークして、表面のコーティングを傷付けるようなトラブルの原因になります。巻取り前に、パルスDCイオナイザを設置して、強い静電気をインラインで除電します。コンプレッサー(圧縮機)への依存から脱却した、エアフリー除電技術のパルスDCイオナイザは、フィルムのような高帯電物の静電気除去用途に最適です。パルスDCイオナイザは、エアーブローしないので、ゴミやホコリを基材へ吹き付けるリスクはありません。



写真2:
エアフリー パルスDCイオナイザ スマートイオン
射出成形後、コンベヤ搬送・収集容器で静電気除去
moldionizer3SI.png
成形後のプラスチック製品は、静電気を帯びています。コンベヤ搬送中に、静電気で小さなゴミ・ホコリを吸着してしまうことがあります。また、コンベヤから落下するプラスチック製品を入れる収集箱は、プラスチック製品の静電気がどんどん蓄積していくので、パルスDCイオナイザ スマートイオンで、遠くからイオンを放射して除電します。スマートイオンは、エアーフリー除電技術なので、空気中に浮遊している微小なホコリをエアーで製品へ吹き付けてしまうことはありません。エアーブローせず、無用な静電気だけをしっかり除電します。



写真3:
エアフリー パルスDCイオナイザ スマートイオン
クリーンルームの天井にスマートイオンを設置
sicleanroom.png
クリーンルームでも、いつまでも落下しないで浮遊している微小なホコリがあります。作業台で、静電気を帯びた製品があると、浮遊して売る微小なホコリが静電気で引き寄せられて 製品にくっつくことがあります。クリーンルームの天井にスマートイオンを設置するのは、浮遊している塵埃を除電することと、作業台で静電気を帯びた製品の除電することの2つです。スマートイオンは、エアフリー除電技術により、無用な " 風 " をおこさずに、イオンだけを広範囲に放射することができます。そして、たった1本のスマートイオンで除電ができるので、とてもシンプルな設計です。スマートイオンを複数並べて設置して、より広い空間で静電気対策することもできます。
 クリーンブースでも、同じように天井に設置して、下に位置する作業台の静電気対策へ使用することができます。



<スマートイオンSPM>

写真4:
スマートイオSPM
エアフリー パルスDCイオナイザ
SI-SPM.png
名刺サイズ大の小さなパルスDCイオナイザ。設備や自動機の中に取り付けて使用します。




B)エアーブローしながら静電気を除去したい


<AC型・パルスAC型除電器>


交流除電器は、日本で最も普及している除電器の一つです。バータイプのACイオナイザや、ファンを付けたイオナイザ、などがあります。
AC型除電器は、気流が無い条件で使用する場合、放電針から基材表面までの距離が近ければ静電気を除去することができます。AC型除電器から、離れた位置にある基材表面へイオンを放射するためには、イオンを気流に乗せて輸送する方法があります。そのため、針先からシールドエアー・クリーンエアーを使ってイオンを放射することで広範囲へイオンを運び、静電気を除去することができます。また、ファンを使ってイオンを風に乗せて放射する除電器もあります。

多くの場合、エアーの動力は、コンプレッサー(圧縮機)を使います。工場エアがエア配管でいきわたっている場合、そこからエアーを引いてきて除電器に接続して、エアー式ACイオナイザを運転することができます。

AC除電器でも、エアレスまたは無風にして運転することもできます。しかし、エアレス運転は、エアー消費を節約できる一方、必然的に有効除電エリアが縮小・除電能力の低下につながります。目的の用途に応じて、適切な運転エア圧と除電効果の確認をしてからエアレス運転を行います。

AC型・パルスAC型は、汎用的に様々な用途に適用できます。
静電気除去だけでなく、一緒にエアーブローして基材にくっついた小さなゴミやホコリを吹き飛ばしたい、という時はエアー式ACイオナイザを選定します。

この他、ACイオナイザはニッチな用途にカスタマイズした専用機があります。例えば、

◆医薬品工場用途の滅菌消毒対応ACイオナイザ
◆曲げて使用できるACイオナイザ
◆パイプ除電用のリング状イオナイザ

など。



<デルタブロア>

写真5:デルタブロア
AC静電気除去バー
パーツフィーダ―でプラスチック製品の静電気を除電
deltablowertwo.png

パーツフィーダ―では、らせん状の振動コンベヤで小さな樹脂製品を搬送します。樹脂製品が微振動しながら擦れ合い、静電気を帯びていきます。デルタブロアは、扇形の除電ユニットに放電針を並べて、針先からのシールドエアーにイオンを乗せて放射します。イオンは、すり鉢状のパーツフィーダ―へ広がるように拡散されて、小さな樹脂製品の静電気を除電します。




<高速エアナイフ ジェットブレード>

写真6:高速エアナイフ ジェットブレード
ハンガーコンベヤのバンパーを塗装前に除電
塗装不良防止・ブツ防止。
ゴミ・異物の静電気付着防止
2020jetblademini.png

ジェットブレードは、AC除電バーを高速エアナイフの気流に乗せて広範囲を除電します。外付けのブロアでエアー供給するシステムなので、コンプレッサー(圧縮機)は不要です。バンパーの塗装ラインでは、静電気を帯びたバンパーに小さなゴミやホコリが付着すると、塗装後の表面に隆起した " ブツ " が発生することがあります。塗装不良・外観不良の原因になります。塗装前のバンパーは、作業者が粘着性ガーゼやIPAで清掃作業しますが、ジェットブレードはハンガーコンベヤで流れてくるバンパーをインラインで除電エアーブローして、ゴミやホコリを吹き飛ばします。 



<ハンディ・コードレスAC除電器>

写真7:
ジェットファン搭載ガン型イオナイザ!
アキュ ジェットファン
accujetfansmall.png

バッテリー駆動式。完全コードレスのハンディイオナイザです。ジェットファンを搭載しているので、コードレス・ガン型イオナイザの中では、除電エリア・除電能力は業界最強クラスです。



<超ニッチ!AC除電器>

AC除電器の中には、個別の用途にカスタマイズしたニッチな専用機があります。


<超ロングAC除電バー>

写真8:
AC除電バーEI-RN
EI-RN.jpg
(独)ハウグ社が制作しているAC除電バーEI-RN。日本の除電器メーカー様の除電バーは、有効長3m以下のモデルがほとんどですが、ハウグ社は、有効幅150mm~4,500mmの超ロング除電バーも標準で制作できます。二軸延伸や原反の広幅フィルムや紙の製造工程で使用します。





<曲げて使うAC除電器>

写真9:
フレキシブル静電気除去装置 EI FORM
eiform_04.jpg

これもAC除電器です。一つ一つのセグメントに放電針が付いていて、くねくね蛇のように曲げて設置することができます。フラットでない基材に這わせて設置するのに適しています。




<ビンの中を除電するAC除電器>


写真10:
スタティックエアーピン
sapin.png
棒状の電極の先端が放電針とエアーブロー放射用ノズルになっています。
棒状電極をビンや筒状の製品に挿入して、中を除電ブローします。静電気でくっついていた小さなゴミやホコリは除電ブローされて、ビンの口から排出します。





<搬送パイプ専用AC除電器>

写真11:
搬送パイプ専用イオナイザ EI RIF
EIRIFinstallation.png


パイプやホースの中に粉体やペレット状の材料を空送するプロセスがあります。
パイプやホースの中で、材料は激しく静電気を帯びるので、ホースにくっついて塊になったり、詰まらせることがあります。そして、ホースも静電気を帯びていくので帯電したホースに手で触れると”パチッ”と不快な静電気ショックを受けることがあります。静電気放電でホースが破れることもあります。EI-RIFは、パイプの間に接続して、パイプの中の材料を直接イオンで除電します。
(※ 爆発性・可燃性がある原料や、湿気がある原材料を除電する用途には使用できません。)





<滅菌消毒できるAC除電器>
えっ!?除電器って洗って良いの?
  

写真12:
滅菌消毒対応除電バー EI-VAC
EIVAC.jpg

医薬品工場や食品工場では、室内の除染のために過酸化水素ガス(H2O2)で除染することがあります。
除電バーEI-VACは、過酸化水素ガスで丸ごと除染できます。除染作業のため、除電器を取付・取外しする必要がありません。



<回転パルスエアー+除電ブロー>

写真13:
回転パルスエアー+除電ブロー
タイフンクリーンコンパクト
TC_Compact2.jpg
リング状のACイオナイザの中央に回転ジェットノズルを搭載しています。回転ジェットノズルは高速パルスエアーをブローします。イオンをパルスエアーの気流に乗せて静電気でくっついたゴミやホコリを吹き飛ばします。
連続エアーブローと比べて、パルスエアーの除電ブローは、付着異物に微振動と衝撃を与えることにより表面から引きはがす効果が高まります。
回転ジェットノズルは、KIST+ESCHERICH社が、10年以上の歳月を費やしてたどり着いたデザインです。スムーズでなめらかな回転は、長寿命で高い安定性があります。



C)ESD用途


<高周波ACイオナイザ>


高周波ACイオナイザの用途は、半導体・電子部品・液晶のようなESD用途です。この分野では、電気に脆弱な製品の静電気を除電する用途があります。
不適切なイオナイザを使用すると除電後の残留電位が高いため、デバイスが静電気破壊する原因になります。高周波ACイオナイザは、イオンバランスが高いので製品を低残留電圧にして除電することができます。静電気破壊のリスクを防止して、無用な静電気を除去することができます。

高周波ACイオナイザは、気流が無い環境下では、近距離の除電ができます。クリーンエア等の気流に乗せてイオンの放射エリアを広げることができます。


<スポット型高周波ACイオナイザ>

写真14:
高周波ACイオナイザ
スマートイオンプレシジョン

SIprecision.png

半導体・デバイス・液晶用途の専用の高周波ACイオナイザです。
高周波ACイオナイザは、送風エアー無しでは近距離除電することができます。
除電エリアを広げるにはエアーやファンの気流に乗せてイオンを放射します。




<高周波AC搭載 パルスエアーノズル>

写真15:
高周波AC搭載 パルスエアーノズル
タイフンクリーンコンパクト
TCCSIP設置例.png

高周波ACイオナイザが放射するイオンをリング状の配管から放射します。リングの中央に回転ジェットノズルを搭載しています。回転ジェットノズルは高速パルスエアーをブローします。イオンをパルスエアーの気流に乗せて静電気でくっついたゴミやホコリを吹き飛ばします。

連続エアーブローと比べて、パルスエアーの除電ブローは、付着異物に微振動と衝撃を与えることにより表面から引きはがす効果が高まります。回転ジェットノズルは、KIST+ESCHERICH社が10年以上の歳月を費やしてたどり着いたデザインです。スムーズでなめらかな回転は、長寿命で高い安定性があります。電気に脆弱な電子部品や半導体部品にくっついた微小異物の除去に使います。

写真では、作業者も静電気防止手袋と、帯電防止用リストストラップを手首にはめてます。電子部品をタイフンクリーンコンパクトにかざして、低残留電位でクリーニングします。




<高周波AC搭載 3Dクリーナー>

写真16:
高周波AC搭載 3Dクリーナー
タイフンクリーン

tc015sipre.png

3Dクリーナー タイフンクリーン 高周波ACイオナイザを搭載したモデルです。広幅基材に対して、高イオンバランスの高周波ACイオナイザをパルスエアーブローの気流に乗せて、基材の静電気を除電します。タイフンクリーンには、集塵除去機能も付いているので、周辺にゴミやホコリを吹き飛ばさずに、集塵除去することができます。





D)とにかく低予算で静電気対策したい
 

<除電ひも・除電ブラシ>

除電ひも・除電ブラシともに、”自己放電型”の静電気除去方法です。静電気を帯びた基材に近接して、除電ひも・ブラシはアースに落とします。すると電位を帯びた基材がアースへ放電して表面の静電気が中和されます。
自己放電型は、帯電した基材と除電ひも・ブラシの間に”電位差”がある必要があります。電位差が小さくなるほど放電しなくなります。また、基材との距離が広がると放電しにくくなるので、できるだけ近づけて設置する必要があります。

除電ひも・除電ブラシともに除電の原理は同じですが、ひもは、屈曲性があり、丸めることもできます。設置する時は、しっかりテンションを張ります。たるんでしまうと走行している製品に引っ掛かり、巻き込まれてしまいます。除電ブラシは、固いフレーム状になっている製品であれば、製品へ巻き込まれるリスクは低いですが、やはりできるだけ基材に近づけて接触しないように設置します。



<除電ブラシ>

写真17:除電ブラシDB35
除電ブラシでフィルムの静電気除去
最小限のコストで樹脂シートやフィルムの静電気を除去します
db35application.png
DBC35は、カーボンブラシ。
DBS35はステンレスブラシです。
カーボンブラシは汎用用途で使います。ステンレスブラシは、食品工場のようにブラシ材質にステンレスが必要な用途に使います。




静電気対策・異物対策としての非接触ハンドリング


製品を ”非接触”でハンドリングする異物対策があります。
生産ラインで、製品を取り扱う場合、作業者が手で持つにしてもロボットやトレーで搬送するにしても、”接触 ”しないことには、製品をハンドリングできません。
しかし、接触する人の手や治具に異物がくっついていると、接触によって異物が製品へ転写するリスクがあります。

静電気の発生は、" 接触 " に起因しています。接触により静電気が発生して、微小なゴミやホコリを引き寄せる可能性があります。

製品に触れずに取り扱うことができれば、接触に起因する異物付着リスクを低減でき、また接触・剥離による静電気の発生を防止することができます。

㈱ケー・ブラッシュ商会では、超音波非接触浮上搬送装置を取り扱っています。
表面がフラットな基材を非接触で浮上搬送したり、非接触チャックする技術です。

超音波非接触浮上搬送装置の用途:

電池用電極箔を超音波非接触チャック
電池用金属電極を非接触浮上・搬送
非接触超音波浮上搬送を検査工程へ導入
半導体ウェーハを超音波非接触チャック
非接触ガイドロールで不良対策・静電気対策
小さなレンズを超音波非接触チャック
ICチップ・積層チップを超音波非接触チャック
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フラットパネル(FPD)の非接触浮上搬送
非接触超音波浮上コンベヤ






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