工場・屋内の加湿・静電気対策用ミスト

冬季や空気の乾燥した状態では、静電気が発生しやすくなります。
静電気対策は様々ありますが、加湿により空気中の湿度を上げることは、静電気の発生を抑える有効な手段のひとつです。

加湿の方法も様々ありますが、シルキーファインミスト二流体加湿システムは微細なミストにより空気中の湿度を効果的に上げることが出来るソリューションです。蒸気ボイラーなど従来の加湿手段と比較して消費エネルギーを大幅に削減できるのが特徴です。

SMTラインでのミスト加湿の様子
パナソニックコネクト株式会社佐賀工場
撮影：青木柊野

静電気が発生するメカニズム

静電気は、2つの物質が摩擦したり剥離したりすることにより電子がそれぞれの物質を移動することで帯電し、元に戻ろうとすることで放電します。

電気的に中性（プラスとマイナスの電荷が等量）な物体A、B

金属同士の接触では、仕事関数が小さい方から大きい方へ電子が移動する

物体A：マイナスの電荷、物体B：プラスの電荷が過剰になる

物体Aにはマイナスの静電気が、物体Bにはプラスの静電気が発生する

引用：一般財団法人日本電子部品信頼センター　ESDコーディネーター資格認証セミナー資料

乾燥すると表面の水の分子からの放電がなくなり、物質自体に帯電する量が増えてしまうため、静電気が発生しやすくなります。
加湿をすることで、空気中の水分が帯電物から周囲の物体や地面へ放電する経路を形成します。
放電経路が形成されることで、静電気の蓄積を抑える効果があります。

実際に湿度と静電気（電位）に関係性があるのか調査するため、下記のような実験を行いました。

温度湿度条件による物体表面からの空間放電特性の調査

工場ラインの環境条件を模擬する条件として、気温２０℃で相対湿度を１０～７０％まで変化させた時の、金属プレート表面からの放電特性を調査しました。周囲から絶縁された金属プレートに試験開始時に約１１００Vの帯電電位を印加し、その１０分後のプレート電位を測定することで空間への放電特性を観察しました。

恒温槽の中に置かれたプローブ

実験設備全体

試験装置：恒温恒湿器：PDR-3J　エスペック㈱
試験実施庫内温度：20℃
計測装置：エアーイオンモニター：NK-7001　春日電機㈱

相対湿度が高まるにつれて、計測開始時のプレート帯電電位の１０分後に低下する幅が大きくなりました。特に相対湿度４０％を超える条件から降下電位の幅が顕著に大きくなり７０％の条件では開始時の電位から１/１０の電位までさがる状況が確認できました。

この試験より、環境条件によって、空間へ電荷が放電される特性が変わることが確認され、かつその放電特性は、空間に対する放電効果が相対湿度４０RH％を超える条件以降で顕著に現れることが観察できました。

ミストによる加湿は、ボイラーによる加湿よりも圧倒的に省エネで、「濡れない」加湿が可能です。
また、スポット除電に適したイオナイザーとの併用も可能です。

燃料＋電気を使用する蒸気加湿に比べ、ミスト加湿の消費エネルギーは電気のみ。パナソニックの省エア流量のミストノズルを使用すればさらに省エネ。

蒸気レスとミストの微細化技術の進化によって、生産物や生産設備機械を濡らさずに加湿・静電気対策が可能です。

ミスト加湿は静電気の発生させないための「予防」、イオナイザーは発生した静電気を中和させるための「対処」としての側面があります。これらを組み合わせることにより、より静電気の影響が発生しにくい製造現場が実現できます。

ミスト加湿には工場側のエア源、水源の活用が可能です。配管ルートを変えるだけで簡単にレイアウト変更ができ、設備レイアウト変更に対応しやすいのも特徴です。

ミスト加湿は、生産ライン上で加湿を行っていることが一目で分かるので顧客からの信頼性が向上した、というお話もあります。

副次的な効果として、ミストの気化熱による冷却効果で冷房負荷を軽減。空調にかかるランニングコストを低減します。

パナソニックのシルキーファインミスト二流体加湿システムは、独自開発の省エア低圧ミストノズルにより圧倒的省エネ性を実現。
電極式ボイラーを使用した場合と比較して約90％の省エネが可能です。

液加圧方式

液体を加圧して2流体ノズルに供給する方式

水の加圧や流量調整が必要であるが、空気と水両方に圧力を加えるので、空気のみに圧力をかけるサクション式より省エネ。（空気に圧力を加えるのに必要なエネルギーは、水に圧力を加えるのに必要なエネルギーよりも大きいため）
供給するエアの圧力と水圧とのバランスで粒子径や噴霧流量が決定するため、調整範囲は広い。

サクション方式

圧縮空気の力で液体を吸い上げて噴霧する方式