Światowy lider w kontroli statyki

Czym jest ładunek elektrostatyczny

Statyczny oznacza nieruchomy. Ładunek elektrostatyczny jest ładunkiem elektrycznym, który się nie porusza. Wszystkie materiały złożone są z atomów. Atom jest najmniejszą cząstką materiału, która nadaje mu właściwości. Każdy atom składa się z dodatnio naładowanego jądra otoczonego przez ujemnie naładowane elektrony. W stanie równowagi dodatni ładunek jest równy ładunkowi ujemnemu elektronów krążących wokół tych samych jąder atomowych. Dlatego ładunek jest neutralny (patrz rysunek 1). Kiedy atomy wytracą lub przyłączają do siebie elektrony następuje utrata równowagi. Atom który stracił jeden lub więcej elektronów staje się dodatnio naładowany, a atom który przyłączył do siebie jeden lub więcej elektronów staje się ujemnie naładowany. Takie atomy nazywane są jonami (patrz rysunek 2). Istnieją tylko dwa rodzaje ładunków: dodatni i ujemny. Atomy o tym samym rodzaju ładunku odpychają się od siebie, podczas gdy o różnych rodzajach ładunku przyciągają.

Rysunek 1
Rysunek 1
Rysunek 2
Rysunek 2

Jak się wytwarza ładunek elektrostatyczny

Elektryzowanie się jest zjawiskiem powierzchniowym i wytwarzane jest kiedy dwie lub więcej powierzchni wchodzą w kontakt ze sobą, po czym zostają od siebie ponownie odseparowane (patrz rysunek 3). Przyczynia się to do oddzielania lub przenoszenia elektronów z jednego atomu do drugiego. Poziom naładowania (siła pola) zależny jest od różnych współczynników: materiału, właściwości fizycznych oraz elektrycznych, temperatury, wilgotności oraz ciśnienia powietrza, a także szybkości separacji powierzchni. Zwiększenie ciśnienia otoczenia lub szybkości separacji powoduje zwiększenie poziomu naładowania.

Rysunek 3
Rysunek 3

Skłonność do elektryzowania zwiększa się podczas miesięcy zimowych zależnie od obniżenia wilgotności powietrza. Kiedy wilgotność powietrza jest duża, pewne materiały mogą chłonąć wilgoć w rezultacie czego stać się czymś w rodzaju półprzewodnika. W następstwie zachowania powierzchni jak półprzewodnik ładunek elektrostatyczny będzie resztkowy lub całkowicie zniknie.

Skłonność materiałów do elektryzowania się zostały wyszczególnione w szeregu tryboelektrycznym (patrz rysunek 4). W wyniku tarcia, materiały te zyskują dodatni lub ujemny ładunek. Magnetyzm i polaryzacja ładunku zależy od pozycji w szeregu.


Konduktywne i nieprzewodzące materiały (izolatory)

Materiały mogą być przydzielone do dwóch podstawowych grup: przewodników i izolatorów. W przewodnikach elektrony mogą poruszać się swobodnie. W zasadzie, przewodnik który ułożony jest w izolowanej drodze może przyciągać ładunki elektrostatyczne. Te ładunki mogą być łatwo wyeliminowane przez uziemienie przewodnika (patrz rysunek 5).

Rysunek 5
Rysunek 5
Rysunek 6
Rysunek 6

Materiały nieprzewodzące mogą gromadzić ładunki elektrostatyczne przez długi czas, nawet posiadając różną polaryzację w rożnych miejscach na tej samej powierzchni. Dzieje się tak ponieważ elektrony nie mogą przemieszczać się w nich swobodnie. To wyjaśnia dlaczego materiały przyciągają się w pewnych miejscach, a odpychają w innych. Uziemienie nie eliminuje problemu ponieważ materiał posiada nieprzewodzące właściwości (patrz rysunek 6).Rozwiązanie problemu oferuje wyłącznie aktywna jonizacja.


Jaki jest efekt elektrostatyki

W procesie produkcji, często mogą być wytwarzane silne ładunki elektrostatyczne, co oznacza że materiał może przylgnąć do części maszyny lub innego produktu. Istnieje prawdopodobieństwo porażenia elektrycznego operatora. Jest to nieprzyjemne doznanie. Ładunki elektrostatyczne mogą przyciągać pył z przestrzeni otoczenia. W niektórych przypadkach w strefach zagrożonych eksplozją, ładunki elektrostatyczne mogą powodować iskrę, która może przerodzić się w ogień lub nawet eksplozję.


Jak elektrostatyka może być kontrolowana

Neutralizowanie ładunków elektrostatycznych materiałów nieprzewodzących, może być wywoływana dzięki aktywnej jonizacji. Simco-Ion jest znanym na świecie producentem sprzętu jonizacyjnego i oferuje produkty rozwiązujące problemy z elektrostatyką. Sprzęt ten dzięki elementom wytwarzającym wysokie napięcie rozdziela molekuły powietrza na dodatnie oraz ujemne jony. Ładunek elektrostatyczny produktu przyciąga jony o przeciwnej polaryzacji powodując neutralizację elektrostatyczną materiału.

Simco-Ion posiada szeroki zakres oferowanego sprzętu w zależności od zapotrzebowania dla danego procesu produkcyjnego lub aplikacji. W niektórych aplikacjach elektrostatyka może być także pomocna. Używając wysokiego napięcia, materiały mogą być ładowane ładunkiem elektrostatycznym, co powoduje przylgnięcie produktu do poprzedniego lub elementu roboczego maszyny, ułatwiając tym proces produkcji.

Aby ułatwić użytkowanie i dobór produktów Simco-Ion, firma proponuje także urządzenia pomiarowe oraz do kontrolowania elektrostatyki.


Metody ładowania elektrostatycznego

Direct voltage opposite earth

Bezpośrednie ładowanie naprzeciw uziemienia

Elektroda ładująca położona jest naprzeciw uziemionej płyty lub rolki. Z powodu wystąpienia pola elektrostatycznego wstęga materiału będzie tymczasowo przylegać do uziemienia.

Direct voltage opposite an anti-static bar (

Bezpośrednie ładowanie naprzeciw listwy antystatycznej ("wirtualne" uziemienie)

Są warunki, których możliwość łączenia elektrostatycznego może odbywać się bez uziemienia. Jony o różnej polaryzacji przywierają do siebie, co powoduje to że izolator (np. taśma) przyczepia się tymczasowo do materiału o odmiennym ładunku.

Bipolar direct voltage

Dwupolowego ładowania bezpośrednie

Jest to najefektywniejsza metoda. Ujemne jony z górnej elektrody przyciągają dodatnie jony z dolnej elektrody, tworząc maksymalną adhezję między górną a dolną warstwą i pośrednim nośnikiem.

IML charging (patented)

Ładowanie IML (patentowe)

Ładunek elektrostatyczny może być użyty do ciasnego przyczepienia etykiet do powierzchni formy wtryskowej. Jakość produktu finalnego przy użyciu techniki IML jest dużo wyższa niż w przypadku klasycznego etykietowania. Etykieta nie ześlizgnie się ani nie zmieni pozycji w formie. Metoda ładowania IML Simco-Ion dostarcza prostej konstrukcji elektrod ładujących.

Używa ona spienionego materiału antystatycznego który dostarcza pełen kontakt z etykietą nawet promieniującą ładunkiem elektrostatycznym.

Simplified IML charging

Uproszczone ładowanie IML

Uproszczona metoda ładowania IML używa spienionego materiału antystatycznego jako podstawy. Zamiast podawania napięcia bezpośrednio na elektrodę etykieta zostanie naładowana elektrostatycznie naprzeciw pianki. Następnie etykieta może być przetransportowana do formy.