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低粒子濃度空間における浮遊粒子の荷電数計測手法に関する基礎検討

藤岡 友美^＊１・遠藤 哲夫^＊１

粒子の付着による汚染を防止するため, クリーンルーム等では積極的な静電気対策が行われている。また, 荷電粒子の発生機構やその性状, 荷電数は静電気対策にとって重要な情報である。しかし, クリーンルーム環境下においてそれらを測定評価する方法がいまだ確立されていない。さらに, 製造プロセス中などで発生する比較的粗大な粒子の荷電制御に関する実験的検討例は少ない。本研究では, 単分散の荷電粒子を容易に生成する方法を検討し, 多価荷電粒子の中和過程を明らかにすることを目的とした。さらに, ハンドリングに優れた計測システムを開発した。検討の結果, 単分散・多価荷電の粒子が生成でき, DMAを利用することで単分散粒子が荷電数ごとに分級可能であることを示した。また, 従来のエアロゾル荷電理論に基づいた平衡帯荷電分布と中和後の荷電分布を比較すると, 分布形状はおおむね一致した。また, 粒子の荷電数を計測するシステムを考案し, 大気における粒子の帯電量を測定した。

＊１ 技術センター 建築技術開発部 ニューフロンティア技術開発室

Measuring the Electrical Charges of Particles in Areas with Low Particle Concentrations

Tomomi FUJIOKA^*1 and Tetsuo ENDO^*1

Various measures are taken in clean rooms to prevent contamination from statically charged particles. Countermeasures must take into consideration the generating mechanism, characteristics, and electrical charge of the charged particles. However, a method for measuring and evaluating charged particles in clean rooms has not been established. Moreover, few studies have been done on how to control the charge of these particles; those that have been done are relatively coarse and relate to manufacturing processes. This paper proposes a method for generating singly dispersed and multi-charged particles and clarifies the neutralization process for multi-charged particles. A system for measuring a particle’s electrical charge that can be utilized in existing clean rooms is also presented. The proposed method can produce singly dispersed and multi-charged particles and, by employing a DMA, can classify multi-charged particles by their charges. The distribution of particle electrical charges after neutralization corresponds well with that of equilibrated charges evaluated using the aerosol theory. The distribution of particle electrical charges in the atmosphere is also shown and is measured using the proposed method.