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新潟県工業技術総合研究所は、工業系の技術支援機関です。

【依頼試験・機器貸付】静電気測定(摩擦帯電圧測定)



写真1(※1) スカートのまつわりつき
(立ち上がったり、他の衣服と擦れたときに発生)


 涼しく爽やかな季節になりましたが、嫌なことがひとつあります。

 カラッと爽やかに(=湿度が低く)なるほどに静電気が発生しやすくなっています。

 身近には、セーターを脱いだときの”パチパチ”やストッキングとスカートとの”まつわりつき”などで静電気を感じるものですが、電子機器を破壊するやっかいな代物でもあります。

 静電気は、誘電体(=絶縁物)の表面に電荷が偏在化(偏って集まっていること)している状態ですが、この偏った電荷が反対の電荷を引き寄せたり(スカートのまつわり)、火花放電(パチパチ)を引き起こしたりします。

 静電気は静電誘導(誘電分極)や圧電効果、焦電効果などでも発生しますが、もっとも身近なものは摩擦帯電によるものです。

 髪の毛を下敷きで擦って逆立てる遊びを誰もが経験しているのではないでしょうか。

【摩擦帯電】
 異なる素材(誘電体)を擦り合わせることで、電子を離しやすい素材から他方の素材に電子が移動し、擦り合わせた素材同士を引き離すとき(急激な静電容量の減少により)高い電圧が生じる現象が摩擦帯電です。(※2

 髪の毛と下敷き(素材:塩化ビニル、PP、PETなど)の組み合わせでは、髪の毛の方が下敷きより電子を離しやすく、下敷きは髪の毛から電子を受け取って負(-)に帯電します。
 電子の離しやすさで素材(誘電体)を並べた序列表を帯電列(表1)といいます。

 摩擦によって正負のどちらに帯電するのかは相対的なもので、摩擦する素材の組み合わせによって異なります。

 表2に摩擦する素材別による帯電状態を示しますが、絹(試料)をナイロンや綿(摩擦物)で擦った場合、絹は負に帯電しますが、アセテートやポリエチレン(摩擦物)では正に帯電します。

 表1で右側に位置する素材ほど電子を出しやすく正電荷を帯びる訳です。

表1 帯電列(出典:繊維学会編、繊維便覧[原料編] 丸善(1968))


表2 摩擦帯電(出典:繊維学会編、繊維便覧[原料編] 丸善(1968))


【摩擦帯電圧測定】
 素材応用技術支援センターでは、JIS L1094,5.2に規定する方法で摩擦帯電圧を測定することが出来ます。(試料サイズ:50*80mm)

 静電気発生は湿度の影響が強く出るため(図1)、JISでは20℃40%RHで計測することが基準となっていますが、企業の要望によっては、JIS規定以外の温湿度下(恒温恒湿槽の制御範囲)での計測も可能です。

 また、摩擦布もJISでは、綿と毛を用いますが、これ以外のもので摩擦することも可能です。

依頼試験手数料
3,950円(恒温恒湿槽使用)
2,460円(恒温恒湿槽不使用)
機器貸付料
静電気測定器  1,340円/hr
恒温恒湿槽   200円/hr


※1 
写真1は、http://www.photolibrary.jp/img42/220_124188.html(著作権フリー)からのものです。

※2 V[電圧]=Q[電荷]/C[静電容量] の式において、Cの↓によりVが↑となります。


   

 お問い合わせ
 新潟県工業技術総合研究所  素材技術支援センター
   TEL 0258-62-0115



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