電気の性質

帯電列

2つの物質が接触や摩擦によって帯電するときに、物質はその性質によってプラスに帯電するのか、マイナスに帯電するのかが決まります。2つの物質を摩擦して、どちらかの物質がどちらかの極性に帯電するかをまとめたものが、下表で「帯電列」といいます。

表中の左に位置する物質がプラスに、右に位置する物質がマイナスに帯電します。左部にある物質は、右部にある物質に比べて、自由電子を多く持っているので、摩擦により左部の物質内の電子が右部の物質に移動することで、帯電すると考えられます。

例えば、ガラス板と木綿を接触させると、ガラス板は表の左部にあるのでプラスに、木綿は右部なのでマイナスに帯電します。また、木綿とテフロン板を接触させると、今度は木綿が左部になるのでプラスに、テフロン板がマイナスに帯電することになります。

このように、静電気の極性は2つの物質の関係で決まります。例えば、電荷の発生を抑制する必要があり、物質同士が接触、摩擦の可能性がある場合などは、帯電列上できるだけ接近した位置にある材料を選ぶようにします。逆に、帯電列中の位置関係が遠い物質の摩擦は、帯電量が大きくなる傾向があります。

ただし、この帯電列の順位は必ずしも再現性のあるものではなく、湿度や温度、摩擦するものの形状や表面状態によって変化するので、実際の使用には注意が必要です。

帯電例

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電気の特性

帯電している物体同士が近づくと、ちょうど磁石のN極とS極と同じように、同じ極性の静電気は反発し合い、違う極性の静電気は引き付け合うというような力が働きます。このような力のことを「クーロン力」といい、この「クーロン力」は、静電気を帯びているものには必ず働く力で、そのためにトラブルの要因になることが多いのです。

例えば、製造現場におけるフィルムや板ガラスなどの吸着ミスで貼り付いたりするのは、電荷が異符号なために起こる引力によるものです。また、帯電同士が同極に帯電していると、反発しあうため、決まった位置にうまくモノを運べなかったり、部品を跳ね飛ばしたりすることがあり、それが原因で製品の欠陥や配送ミスにつながります。

また、空中に漂っているゴミやホコリも、トラブルの大きな原因となっています。
これは、ゴミやホコリのほとんどが、プラスかマイナスに帯電していることにあります。大気中には、プラスやマイナスに帯電しているゴミやホコリは無数にあるため、帯電したあらゆる物質に付着するのです。例えば、塗装、蒸着、ノリの塗布などが必要な製造現場では特に、ゴミやホコリの付着を原因とする外観不良につながります。

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