브러쉬로 정전기를 없앤다고?
1970년대 오디오 열풍이 불고, 좋은 음질로 음악을 듣고 싶어하는 매니어들이 많이 있었습니다.
얇은 레코드 판에 먼지가 쌓이면 노이즈가 발생하게 되죠.
특히 얇은 플라스틱 소재인 레코드는 정전기가 자주 발생하여, 먼지가 들러붙어 잘 떨어지지 않았어요.
그때, 매니어들의 눈길을 사로잡은 정전기를 무력화시키는 신병기가 등장하는데,
그것이 바로 브러쉬였습니다.
플라스틱 재질의 합성섬유는 전기가 흐르지 않아 정전기가 쌓이는데,
도전성이 있는 탄소섬유재질의 카본 브러쉬는 이를 해결해 주었죠.
플라스틱 제품의 확산과 정전기
플라스틱이 일상 전반에 널리 쓰이면서 정전기 문제가 함께 대두되었습니다.
위에 예를 들은 레코드의 경우, 개인의 취미생활의 불편함에 국한 될 수 있지만 제조현장에서의 정전기 문제는 산업에 심각한 지장을 초래하기도 합니다.
- 사람에게 느껴지지 않을 정도의 미세 방전으로도 반도체 IC 손상·파괴가 발생할 수 있습니다.
- 가연성 가스나 분진이 존재하는 구역에서는 방전에 의한 점화로 화재·폭발 위험이 있습니다.
- 전기력으로 인해 얇은 시트 제품을 다루는 공정에서 시트끼리 달라붙어(블로킹) 작업 효율이 크게 저하됩니다.
- 전기력이 발생하여 공중의 먼지·분진이 끌려와 표면에 부착·혼입되어 품질이 저하됩니다.
제조업, 특히 전자부품·반도체 공정에서는 정전기가 발생하지 않도록 설계·관리하고, 발생하면 즉시 해소해야만 합니다.
기본적으로 정전기는 전하가 흐르지 못해 쌓여서 발생하는 것이기 때문에 해소하는 방법은 도전성이 있는 재질의 브러쉬를 사용하는 것입니다.
정전기에서 방전이란, 일반 전기 방전과는 달리, 순간적으로 한 번에 터지는 전하 이동을 말합니다. 이경우에 스파크가 일어날 수 있습니다.
제전은 그러한 급속한 방전에 의해 스파크가 일어나지 않도록 전하를 안전하게 줄이는 것도 중요합니다.
참고로 현장에서는 “정전브러쉬”라는 말을 쓰는데 관용적으로 정전기 방지 및 제전 기능의 의미가 포함되어 쓰이고 있습니다.
단, 공용문서 등 정확성을 요구할 때는 제전 브러쉬 또는 정전기 방지용 브러쉬 등으로 표기하는 것이 바람직합니다.
어권에서는 Anti-static brush, ESD-safe brush이란 말로 통용됩니다.
재질에 따른 제전 브러쉬 특성
1) 천연모 (말모·탐피코 등)
특성: 습도에 따라 정전 소산성 발현
장점: 자연 소재, 부드러운 접촉
한계: 건조 환경에서는 재현성 낮음 / 불안정
용도: 제전의 보조적 기능 (과거 레코드, 정밀 기기 보조용)
2) 금속 와이어 (스테인리스·황동 등)
특성: 높은 도전성, 빠른 방전
장점: 내열·내화학 강함
한계: 스크래치, 스파크 가능성 (민감 표면/방폭 환경 부적합)
용도: 금속 부품, 거친 표면 제전·세정
3) 카본 섬유 (탄소섬유 브러쉬)
특성: 빠른 방전, 미세먼지 제거 탁월 (도전 저항이 강해 방전 속도를 완만하게 함)
장점: 높은 신뢰성, 다양한 산업 적용
용도: 레코드, 사진/영화 필름, 산업용 필름·웹 (핸드 브러시, 설비 장착형 스트립)
4) 카본 충진 합성모 (PBT/PA 기반)
특성: 정전 소산 영역 설계
장점: 내마모성, 형상 안정성 우수
용도: 프린터, 롤러, 컨베이어, 필름 라인 등 장착형 스트립 브러시
5) 정전소산성 특화 섬유의 개발(예: 썬더론 Thunderon®)
특성: 아크릴·나일론 기반에 황화구리를 화학적으로 결합시켜 미세 도전층 처리
장점: 부드럽고 안정적 정전 소산
용도: 광학 부품, PCB, 클린룸 등 민감 공정
- Thunderon® (니혼 산모 염색, 일본)
*정전소산성이란 정전기를 스파크 없이 서서히 소산시키는 물성을 말합니다.
역사적으로는 천연/금속 → 카본 섬유 → 정전소산 특수섬유로 진화해 왔으나,
각각의 특성에 따라 지금도 병행되어 사용됩니다.
산업 라인에선 카본 충진 합성모가 표준 옵션으로 자리 잡았고,
거친·고온 환경은 금속 와이어가 1선에 활약,
민감 표면에선 카본 섬유 및 썬더론이 주로 선택됩니다.
