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エアシャワー+「CS-JJ」で静電気付着しているゴミを対策する

クリーンエア+イオン発生器=除塵&除電。「CS−JJ」。
CS−JJ搭載エアシャワーでの除電実験についてご紹介します。

☆「CS−JJ」とは?
プラス・マイナスの各イオン発生器とコントロールユニットからなるイオン発生器です。CS−CUTEのようなFFU、またはエアシャワーなどのクリーンエアの風を利用することで除塵と除電を同時に行うことができます。
CS-JJ
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除電も重要なエアシャワー

吹きだし風速25m/秒と台風並みの風速があるエアシャワーの風の前にはほとんどのゴミが吹飛ばされそうに思いますが、実はそうではありません。
写真のように樹脂フィルムを軽くハンカチで擦った上に髪の毛を10本を貼り付けたものをエアジェットで20秒間吹いても飛んでいきませんでした。
これは静電気が原因でフィルムにゴミが吸着しているもので、ESA(Electrostatic attraction)と言われています。
シュリンク包装などの樹脂系の包装材やテフロンなどの樹脂製の治具、フィルムなどのワークでよくこの現象を見かけます。
次にCS−JJで静電気対策をしたエアシャワーでは同条件ですべての髪の毛を吹飛ばすことができました。
【実験動画 エアシャワーと髪の毛の付着】
【実験の結果と考察】

画質の問題で少し、見えづらいのですが、静電気対策をしない場合は10/10本が残るという、非常にショッキングな結果になります。逆に除電を行うと残0本と完全に除去できるので、静電気が頑固な付着の原因であることは間違いありません。エアシャワーの目的はクリーンルーム内へのゴミの持ち込みの軽減なのですが、結果から静電気対策も怠ってはならないことがうかがえます。
※撮影の技術上の問題で髪の毛がかなり見えにくいのでご了承ください。左の上の方に数本かたまってあります。
【実験動画 CS−JJによる静電気除去時間(減衰時間)】
【除電装置ONの場合】

除電ユニットCS−JJをセットしたエアシャワー(動画のエアシャワーはCAS−201ーEJV※CS−JJ標準装備)は静電気対策に有効です。 CPM(チャージプレートモニター)に1000Vをチャージさせ、エアシャワーを起動 させるとわずか1.8秒で100V以下に静電気は減衰します。
【除電装置OFFの場合】

除電装置「CS−JJ」をOFFの状態でエアシャワーのみを動作させました。この場合 、エアシャワーの風だけでは、ほとんど静電気を除去することはできません。※湿度など の条件で結果は異なります。
よって、静電気付着すたゴミを除去する能力は劣ることになります。
◆クリーンルームにおける 静電気によるゴミ(粗大粒子)の付着と対策 

ところで、クリーンルームにおけるワークの表面への粗大粒子の付着原因としては、重力・気流がもっとも多いと思われます。1μmより大きな粗大粒子は気流に沿って挙動しますが、滞留域では空気の粘性によりゆっくりと落下していきますが、速い気流があると再び、舞い上がります。図1はそのイメージです。右からクリーン機器がない場所での浮遊ゴミの落下、真ん中は作業員からの発塵・歩行による床のゴミの舞いあがり、左は床の反跳気流が壁などを沿ってゴミを舞い上げワークに落下させる例を示しています。*1

このような場合、適切なクリーン機器の配置、ワーク・作業員の動線と区域分け、気流の改善などのクリーン化対策によってゴミの付着を防ぐことができます。

ところが、静電気によるゴミの付着はこうした対策だけではなかなか防ぐことができません。そうした事例をあげてみましょう。

1)段ボール+ラップ包装と2重包装されて納品されたワーク(もしくは副資材など)をクリーンルームに入れる場合。通常、前室・開梱室などでラップを剥がしてから入室させます。このとき、「ラップを剥がす」という作業が強い剥離帯電を引き起こし、もともとはラップ包装の表面についていたゴミがワーク表面へ移ってしまう原因となります。図2

2)パレットに乗ったフィルムロールのようなワークを外梱包を外し、台車の乗せて移動させる。この場合にも、静電気により床の砂塵などが多く付着します。図3

2つの例はいずれも梱包材を剥がすときや乗せ替え作業時、台車に載せて移動する間の振動などで発生する静電気が原因となっており、周囲環境により再現性にばらつきがあるため、原因として分かりにくいのが特徴です。図4にばらつきの要因をまとめてみました。
図1 粗大粒子の落下
図2 前室開梱作業中に静電付着
図3 フィルムロール移送時の付着
図4 静電気の発生しやすさ
上記例の対応策としてすぐに頭に浮かぶのがエアシャワーですが、実は風による摩擦で静電気はより強くなってしまうこともあり、簡単には除去できないのが実情です。そこで、エアシャワーにイオン発生器「CS−JJ」を取り付けた実験のビデオが上記のものです。
【参考ページ】
*1 粒子の大きさ・気流について 排気のある工程でのクリーン化について
【髪の毛対策について】

ある食品加工メーカーの品質保証のご担当の方からお聞きした話ですが、クリーンルーム内で見つかる髪の毛のすべてが抜けてすぐの状態ではないそうです。そうすると、髪の毛は人の頭から抜け落ちるものばかりではなく、すでに抜け落ちた髪の毛が何かに付着して持ち込まれる可能性があるということです。シーズシーでは詳しく調べたわけではありませんが、静電気が発生しやすいプラスチック製のツールやフィルムなどに付着した髪の毛が脱落して混入する可能性もあるのでは?と疑っています。そんな場合には静電気対策のエアシャワーが有効です
CS−JJデモ機でぜひ、ご確認をしてみてください。
同様に静電気で付着しやすい繊維くずなどの除去にも有効だと考えています。こちらは具体的なデータはまだ収集中ですが、気になる方はデモ機でお試しください。
【メルマガ会員ページ クリーン化ソリューションページより】(ユーザーの声を聞きました 第2弾!)


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ご協力頂いたのは埼玉県にある食品メーカー様
約130名の作業者が昼・夜勤の2交代制で作業をされます。食品メーカー様ゆえに徹底した衛生管理を
されております。調査には「IVYキャッチャー30」を使用。
エアシャワー内に貼る吸着シートで、内部のゴミが付着することで「見える化」が可能になります。
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