静電気帯電防止作業服の正しい選び方、使い方 

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クリーンルーム服

静電気帯電防止作業服とは?

英語:Anti-Static Work Clothing

IEC規格では静電気帯電防止作業服は表面抵抗値が1.0×10の12乗(Ω)以下であることが求められており、電子部品等の製造物に対する静電気の影響を少なくすることを目的にしています。

日本工業規格JIS T 8118では静電気帯電防止作業服を下記のように定義しています。

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JIS T 8118 解説概要

『作業服の静電気帯電に起因して発生する災害・障害を防止するため,生地に帯電防止織編物を使用して縫製した静電気帯電防止作業服(上衣,ズボン,つなぎ服,防寒服など,以下,帯電防止服という。』

素材については、導電糸を一部に使用した帯電防止繊維を裏地も含めて使用すること、やむを得ず補強のための裏地やポケット裏地で帯電防止素材でない生地を使用するときは、その面積が帯電防止作業服の表面又は裏面露出面積のそれぞれ20%を越えないものとすることと定められています。

裏地付き帯電防止服(わた入りの防寒服など)の生地は、表地及び裏地についても帯電防止織編物を使用し、原則として裏毛生地(ボア)は使用しないこと。やむを得ず、襟、袖口などに帯電防止織編物でない生地を使用する場合は、その面積が帯電防止服の表面又は裏面露出面積のそれぞれ20%を越えないものとする。
金属製付属品(ボタン、ファスナを掛けた状態)においては直接外側に露出しない構造にすること。

静電気帯電防止作業服 JIS性能

1.帯電防止服の性能は,洗濯試験によって試験したとき,1 点 当たりの帯電電荷量が 0.6 µC 以下でなけ ればならない。

2.帯電防止作業服の生地に使用する帯電防止織編物は,『帯電防止織編物の試験』によって試験したとき,帯電電荷量が 7 µC/m 2 以下のものでなければならない。

その他のT 8118 静電気帯電防止作業服の詳細は下記のサイトを参考にして下さい。

JIS  T 8118   静電気帯電防止作業服 日本工業規格

JISC日本工業標準調査会サイト

静電気帯電防止作業服の日本工業規格はJIS T 8118 です。JISC日本工業標準調査会サイト内のJIS検索から内容が閲覧可能です。(但し印刷不可)

*現在はIEインターネット エクスプローラーのみ閲覧可。

kikakurui.com |JIS規格票をHTML化したサイト

静電気帯電防止作業服の日本工業規格はJIS T 8118が全文、閲覧、印刷可能です。(但し図、イラスト含まず)

JIS T 8118 静電気帯電防止作業服

豆丁 |中国の資料閲覧サイト

静電気帯電防止作業服の日本工業規格はJIS T 8118が全文、閲覧、可能です。(但し図、イラスト含む、ダウンロードは有料)

JIS-T-8118-2001 静电气带电防止作业

何故、静電気帯電防止作業服が必要?

静電気と衣類には密接な関係があります。生活するうえで欠かせない衣類が静電気発生の原因の1つになっているためです。私たちが身に付けている衣類の多くは、石油を原料とするナイロン、ポリェステル、アクリルなどの合成繊維でできています。これらは木綿、絹、麻などの天然繊維よりも丈夫で、アイロンがけの手間が省けるなど便利な半面、天然繊維に比べて静電気が発生しやすく、その静電気が人体に帯電されます。

合成繊維製品がほとんどなかった戦前は、静電気を感じる人は少なかったともいわれます。
自然素材の繊維は静電気を起こしにくいため、感電しやすい人や電子工場に勤務する人の中には、自主的に木綿の肌着を着用する人もいるようです木綿のほか、麻、レーヨンなども帯電しにくい繊維として知られています。

ポリェステルなど同じ種類の合成繊維の摩擦でも静電気は発生しますが、とくに種類の異なる合成繊維が摩擦すると静電気は大きく発生することも分かっています。帯電列の項目でも述べましたが、衣類の素材によってはプラスに帯電しやすいものもあれば、マイナスに帯電しやすいものもあります。

半導体工場で用いる服に無塵衣とか、防塵服と呼ばれるものがあります。
これは人体からでるホコリを防止するものですが、同時に静電気対策でもあります。繊維中に細かい金属繊維が織り込んであり、これが導電性を帯びています。
そして人体が静電気を発電しても、衣服がそれを外部に漏洩させ、帯電しないようにし、半導体を静電気から守っているのです。

静電気帯電防止作業服の分類

静電気帯電防止作業服には、①使い捨てと②そうでないものがあります。一般に、作業自体が非常にクリティカルなものに、使い捨て仕様が採用されています。

したがって、仕様書により使用回数、使用目的が明確にされたもので、複数回使用する場合には、作業開始時の検査が非常に重要な要綱となります。また、このタイプの作業服に帯電防止剤を処理した作業着を含める場合もあります。これは、クリーニング時の再処理とその検査を上着の洗浄企業に委託しておけば、上着の物理的な劣化と共に管理することができるので比較的経済的です。

ただし、帯電防止剤の処理は、帯電防止剤の特性に依存するために、湿度依存性や発塵性などを考慮する必要があります。なお、衣服の場合には、すべてのタイプに共通なタックやラベルなどで、購入日や再処理日、再検査日、使用している繊維の種類と、できれば導電性のタイプなどを細かく仕様書に規定し、現場レベルで簡単に見分けがっくようにしておきたいものです。

次に、帯電防止あるいは導電繊維で作成された生地を使用して作成した作業服について説明します。

導電性繊維 |静電服の仕組み

繊維の導電化には以下の方法が用いられている。

繊維表面を導電化する方法

絶縁性の繊維の表面に,真空蒸着やスパッタリングなどの方法により,金属被膜を形成する方法が用いられている。繊維の電気抵抗は静電気障害を除く目的には十分過ぎる程度に低くなり,静電シールドなどの用途にも使用できるものも作れる。

被膜の形成により透明性は失われ,色が被膜の素材によって決まってしまうから一般的な衣類向きではなく,装飾用などに用いられている。

繊維に導電性物体を混入する方法

カーボンブラック,カーボン繊維,金属繊維などを繊維に混入する。カーボン繊維は強度を増すために良く用いられている。カーボンブラックを混入した繊維は黒色になるため,衣類用などには一般的ではない。

繊維に混入する導電性物体として導電性高分子を使用したものは,衣類用の目的に用いられて成功している。導電性高分子は電流は流すが強度などの物性が繊維の用途には向いていないものが多い。そこで導電性高分子を細い繊維にして,帯電防止性を持たせたい繊維の中に入れる方法があり,効果を発揮している。

導電性高分子の混入法には,繊維の中心部分を導電性高分子にする方法,微粒子状にして均一分散させる方法,表面のコーテイングに用いる方法な,さまざまなバリエーションがある。

放電現象を利用した帯電防止材料|静電服の仕組み

布に帯電防止性を持たせるためには導電性繊維を用いて布を作ればよいが,布そのものを導電性にしなくても,通常の素材で作られた布に導電性繊維を混紡することによって,帯電防止性を持たせることができる。

この方法は,発生した静電気をその素材を通じて漏洩させる方法ではなく,微弱な放電で除くことを原理としている。布に一定の間隔で導電性繊維を平行か,あるは縦横の碁盤の目状に入れる。布への混紡量は,普通0.2から1%程度,導電性繊維の間隔は10mm前後で十分な帯電防止性を発揮することができる。

布が帯電した場合,導電性繊維の回りの電界が強くなり,放電が起こる。この放電は主にコロナ放電である思われるが,実際にこの布を帯電させて調べた結果では,火花放電特有の電荷模様が見られる場合がある。しかし,その放電模様は小さく,コロナ放電の一種(ストリーマコロナ)か,火花放電としてもかなり弱い放電であると考えられる(図1)。実用上は可燃性ガスヘ着火する,ような放電にはならないといわれている。

導電性繊維(SA-7)を混紡した帯電防止性布地

(a)マイナス帯電             (b)ブラス帯電
  図1  導電性繊維(SA-7)を混紡した帯電防止性布地
      の放電状態
  縦横12mm間隔で導電性繊維を混紡した布地表面では,
 導電性繊維の周囲に放電跡が見られる

放電を利用することを原理とする方法では,布が摩擦され,発生した電荷量がある限界値より少ない間は放電が起こらないために電荷量の変化はない。しかし放電が起こる限界を越えると電荷量が低下しだす。布が表面電位で1.5~21kV]程度に帯電すると放電が起こりはじめる。この放電によって電荷密度は通常の10-5[C/m2]の程度から,大体1桁低い10-6[C/m2]の程度になる。この程度の電荷密度では,条件にもよるが,放電による着火・爆発事故などが極めて起こりにくいとされている。

この方法による布地は,帯電防止剤処理のものなどとは違い,洗浄による特性の劣化が原理的にない。しかし,これはもちろん使用されている導電性繊維の特性に依存することである。実際には長年の使用によって導電性繊維の断線や脱落が起こる場合があり,特性劣化につながる。

一般に基材の繊維に対して,できるだけこれに近い物性を持つ導電性繊維を使用する方が,耐久性も高いと言われている。そこで導電性繊維としては,初期には極細の金属繊維が用いられたこともあるが,現在は多くの場合は導電性高分子繊維が用いられている。

この帯電防止布は,防爆作業服,防塵作業服,帯電防止手袋,帯電防止カーペット,帯電防止バグフィルタなどに使用されている。

静電気帯電防止作業服の洗濯 |クリーニング

図1は、洗濯回数による上着の特性劣化を示したものです。縦軸には、減衰時間、横軸は洗濯回数を示しました。図中の直線がESD管理画時の劣化予想曲線で、この例では、1種類のみが合格していました。

試験方法については、測定上着を絶縁性のハンガーにつるして、5000Vを加えた後の接地後の減衰時間を測定したものです。この減衰測定の秒数および劣化の許容範囲などは、作業により異なるためにさまざまなデータの蓄積が必要になります。

静電服 洗濯

図1 静電服 洗濯

静電服の選び方|メーカー 価格比較

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関連記事:わかりやすい 現場実践 静電気除去 マニュアル

参考文献:
1.図解 静電気管理入門 著者:二澤 正行 工業調査会
2.静電気の基礎と帯電防止技術 著者:村田雄司 日刊工業新聞社
3.静電気の本 著者:高柳 真   日刊工業新聞社

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