이물질 부착

도체의 이물질 부착

도체는 전기가 잘 통하고 도체 내부에서 전하가 자유롭게 이동합니다.
플러스로 대전된 이물질이 도체 주변에 접근하면 도체의 표면은 마이너스가, 반대로 마이너스로 대전된 이물질이 접근하면 도체의 표면은 플러스가 됩니다. 마치 자석의 N극과 S극이 서로 끌어당기는 상태처럼, 도체의 표면은 이물질과 반대 극성의 정전기를 띠는 상태가 됩니다.

이처럼 접근하는 물질이 반대 극성의 정전기를 띤 도체 표면으로 끌려가는 현상을 「정전 유도」라고 합니다.
「정전 유도」가 일어나면 이물질과 도체 사이에 쿨롱의 힘이 작용해 도체로 이물질이 끌려가 부착됩니다.

이때 아무리 도체 측을 제전해도 전하의 이동이 자유로운 도체 내부의 특성상 정전 유도가 일어나기 때문에, 대전된 이물질과 도체 사이에서 쿨롱의 힘은 없어지지 않습니다. 따라서 이물질 자체를 제전하지 않으면 이물질 부착을 방지할 수 없습니다.

절연체의 이물질 부착

절연체에 대한 이물질 부착은 이물질과 절연체 양쪽이 대전된 경우에 발생합니다. 대전된 절연체와 반대 극성으로 대전된 이물질이 접근하면 둘 사이에 쿨롱의 힘이 작용하여 이물질이 부착됩니다.

이 경우는 절연체나 이물질 중 한쪽을 제전하여 정전기를 제거하면 쿨롱의 힘이 작용하지 않게 되므로 이물질 부착을 방지할 수 있습니다.

떠도는 장소별 대책

제조 현장에서 문제가 되는 것은 주로 다음 장소에서 떠도는 이물질입니다.

• 넓은 공간에서 광범위하게 떠도는 이물질
• 제품 근처에서 국소적으로 떠도는 이물질

각각 어떤 대책을 취하는지 소개하겠습니다.
두 경우 모두 제전기(이오나이저)를 사용하여 대책을 취할 수 있습니다.

넓은 공간을 떠도는 이물질 대책

이물질이 부유하는 공간에 대해 바 타입 제전기(이오나이저)를 사용하여 방 전체를 광범위하게 제전합니다. 이물질 자체를 제전함으로써 정전기로 인한 이물질 부착을 방지합니다.

제품 근처에서 국소적으로 떠도는 이물질 대책

대상 물체가 플라스틱이나 고무 등의 절연체고 정전기 발생 장소가 명확한 경우는 국소적으로 제전하면 이물질 부착 대책을 취할 수 있습니다.
넓은 범위를 제전하는 경우에 비하면 제전기의 사용 수량을 줄여도 효과를 기대할 수 있습니다.

도체·절연체별 대책

앞서 말씀드렸듯이 도체인 경우는 이물질 자체를 제전하여, 절연체인 경우는 이물질이나 절연체 중 한쪽을 제전하여 대책을 취할 수 있습니다.
즉 대상 근처의 공간을 제전해두면 이물질과 대상 모두 제전되므로 대상이 도체건 절연체건 대책의 효과가 나타납니다. 반드시 큰 공간 전체를 제전할 필요는 없습니다.

사람의 대전 대책

한편 넓은 공간의 제전이 필요한 경우가 있습니다. 그것은 사람에 관한 대전 대책입니다.
사람은 움직이면 항상 대전이 계속되므로 이물질을 끌어당기거나 대전된 먼지를 발생시킵니다. 곳곳을 돌아다니는 사람을 끊임없이 제전하고, 또 사람에게 이물질이 부착되지 않게 하려면 넓은 공간을 광범위하게 제전해둘 필요가 있습니다.

다음 그래프는 사람이 걸으면 얼마나 대전이 이루어지는지 조사한 결과입니다. 한 발짝 나아가는 동안에도 대전량이 계속 변화한다는 것을 알 수 있습니다.

사람의 대전량은 걷기만 해도 크게 변화합니다. 그 영향도 크기 때문에 넓은 범위를 제전할 수 있는 제전기(이오나이저)를 설치해 공간 전체를 제전해야 합니다.

넓은 공간을 제전하려면 이온을 멀리까지 운반할 필요가 있습니다. 제전기(이오나이저)에는 플러스 이온과 마이너스 이온을 만드는 주기(주파수)를 변경할 수 있는 모델이 있습니다. 주파수를 낮추면 같은 극성의 이온을 방출하는 시간이 길어지므로 서로에게 반발하여 이온이 퍼지기 쉽습니다. 반면에 주파수를 높이면 짧은 시간만에 플러스와 마이너스가 전환되므로 이온이 서로 끌어당겨 멀리까지 도달하지 못합니다. 넓은 공간을 제전할 때는 주파수 설정을 낮추는 것이 포인트입니다.

전극

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