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2014.02/17 パーコレーション転移(8)

帯電防止の実技テストの一つ、タバコの灰付着テストとは、温度と湿度などテスト環境が定まったところでフィルム表面をゴムでこする。そして帯電したこのフィルムをテスト直前にタバコを吸い発生した灰を集めた上にかざす。2mほど上から徐々に帯電したフィルムをおろしてゆき、タバコの灰がフィルムにつき始めた距離を測定する。

 

テスト方法からわかるように帯電しやすく放電しにくいフィルムの場合にはこの距離が長くなる。帯電しやすくても放電もしやすいフィルムの場合には、タバコの灰との距離を縮めてゆく過程で徐々に放電するので灰付着距離は短くなる。

 

帯電防止処理された写真フィルムの場合には0となる。帯電防止性能が悪くなるに従い、その距離は伸びる。すなわち帯電防止性能が悪いフィルムの場合には、遠い距離からタバコの灰を吸い寄せる傾向がある。

 

まったく帯電防止されていない絶縁体フィルムの場合には、低湿度の環境でこの実験を行うと2mの高さでもタバコの灰を吸い寄せる。初めてこの実験をしたときには、帯電現象のあまりの能力にびっくりした。

 

さて、帯電防止性能があがると灰付着距離は短くなり、0となった場合には帯電防止性能に優劣をつけられなくなる。表面比抵抗が10の10乗Ω程度で0となる場合もあれば、10の9乗Ωでも0とならない場合がある。この理由がよく分かっていなかった。だから帯電防止フィルムの開発において実技テストを欠かすことができなかった。

 

すなわち市場品質を再現できる科学的手法が20年前に知られていなかったのだ。経験を積んだ技術者であれば、表面比抵抗や誘電緩和、電荷減衰速度その他の帯電防止に関する電気的評価から市場品質の推定ができたようだ。しかし、実技テストの結果と相関する電気パラメーターが見つかれば、実技テストが不要になる。

 

インピーダンスの評価はそのような狙いで始めた。最初からパーコレーション転移との関係を調べるために開発したのではない。しかし、インピーダンスが増加すると灰付着距離が短くなる現象に若い人が疑問を持ち質問にきた。インピーダンスは交流の抵抗なのに、なぜ抵抗が上昇すると帯電防止性能が向上することになるのか、という疑問である。

 

ちょうど福井大学客員教授のお話を頂けたときなので、A先生と共同で帯電防止性能とインピーダンスとの関係について研究を始めた。(続く)

 

 

カテゴリー : 一般 連載 電気/電子材料 高分子

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