Wie wird statische Ladung erzeugt?

Die häufigste Methode der Ladungserzeugung ist die triboelektrische Aufladung. Wann immer Materialien in engen Kontakt gebracht werden, kann es zu einem Ladungsaustausch zwischen den Oberflächen der beiden Materialien kommen. Das Ausmaß dieses Ladungsaustauschs hängt von einer Reihe von Faktoren ab, aber das Ergebnis sind zwei entgegengesetzt geladene Objekte, wenn die Materialien getrennt werden. Die zweite gängige Methode zur Erzeugung statischer Ladung ist die induktive Aufladung. Dabei wird eine Ladung auf einem isolierten leitfähigen Gegenstand „induziert“, der in das Feld gebracht wird, das durch die Ladung eines anderen Gegenstands entsteht.

Was ist ein Ion?

Luftionen sind Moleküle aus einem oder mehreren der Gase, aus denen die Luft besteht (Stickstoff, Sauerstoff, Kohlendioxid usw.), die Elektronen gewonnen oder verloren haben. Wenn sie Elektronen verlieren, haben die Moleküle eine positive Nettoladung und sind „positive Ionen“. Wenn sie Elektronen gewinnen, sind die Moleküle negativ geladen und sind negative Ionen. Luftionen sind ein normaler Bestandteil der Außenluft, aber der natürliche Ionengehalt ist zu gering, um statische Aufladung in Innenräumen zu neutralisieren.

Wie wirkt sich die Luftfeuchtigkeit auf die statische Aufladung aus?

Der Feuchtigkeitsgehalt der Luft beeinflusst die Leitfähigkeit bestimmter Isoliermaterialien und deren Fähigkeit, statische Aufladung zu halten. Je höher die relative Luftfeuchtigkeit (>50 %), desto höher ist die Leitfähigkeit dieser Materialien. Umgekehrt gilt: Je niedriger die Luftfeuchtigkeit (<30 %), desto isolierender sind diese Materialien und desto mehr Ladung können sie speichern. Daraus folgt, dass eine hohe Luftfeuchtigkeit ein wirksames Mittel zur Kontrolle der statischen Aufladung ist. Doch auch bei hoher relativer Luftfeuchtigkeit kann eine unannehmbare statische Aufladung entstehen und über lange Zeiträume bestehen bleiben. Außerdem kann eine hohe Luftfeuchtigkeit zu anderen Problemen wie Oxidation und Lötproblemen beitragen. Die Verwendung hoher Luftfeuchtigkeit als Mittel zur Kontrolle statischer Aufladung ist langsam, unangenehm, teuer und oft unwirksam.

Wie wirkt sich Staub auf die statische Aufladung aus?

Der Staub in der Umgebung wird von der statischen Elektrizität angezogen, und haftet an Oberflächen, die eine Ladung oder statische Elektrizität aufweisen. Dies kann dazu führen, dass der Prozess gestört wird. Um den Staub zu entfernen, ist eine Ionisierung erforderlich, um das Material und den Staub zu entladen und die Oberfläche mit Luft, einem Gebläse oder einem Anti-Staub-Reinigungsgerät zu reinigen. Sie können die Anziehung von Staub auch dadurch verhindern, dass Sie an verschiedenen strategischen Stellen des Produktionsprozesses ein Antistatikgerät anbringen.

Statische Elektrizität in Produktionsprozessen

In Produktionsprozessen kann statische Elektrizität oft eine schwere Störung darstellen, da sie dazu führt, dass Materialien an Maschinenteilen oder aneinander haften bleiben, das so genannte statische Kleben. Bediener und anderes Personal, das mit den Maschinen arbeitet, bekommen ungern einen Stromschlag. Ein direkter Funke kann von einem Objekt auf eine Person überspringen, was unangenehm und manchmal sogar gefährlich ist. Eine andere Möglichkeit besteht darin, dass Arbeiter einen Stromschlag bekommen, wenn sie sich in der Nähe des geladenen Objekts aufhalten.

In Explosions- oder Gefahrenzonen (ATEX) kann statische Elektrizität einen Funken verursachen, der je nach Umgebung einen Brand oder sogar eine Explosion auslösen kann. Simco-Ion bietet eine breite Palette von Lösungen für Ionisierungsprodukte und industrielle Entladungsgeräte für Explosionsgefährdete Umgebungen.

Darüber hinaus schädigt statische Aufladung das Material. Durch die Reibung zwischen Leerlaufrollen und Folie entsteht eine Ladung, die mehrere Kilovolt betragen kann. Wenn die statische Aufladung ein bestimmtes Niveau überschreitet, kann es zu spontanen Entladungen und Funkenbildung kommen, die das Material oder elektronische Geräte in der Nähe beschädigen. Aufgrund der statischen Aufladung der Folie, die Sie im Produktionsprozess verwenden, haften die Schichten außerdem aneinander, was beim Versuch, die Schichten zu trennen, zu Problemen führt. Dies führt dazu, dass die Kunden Probleme mit Ihren Materialien bekommen.

Wie kann ich die elektrostatischen Aufladung in meiner Einrichtung kontrollieren?

Es gibt keine Universallösung zur Kontrolle aller statischen Probleme. Die meisten statischen Probleme lassen sich durch den richtigen Einsatz von Geräten und Abhilfemaßnahmen beheben.

Erdung:

Die statische Aufladung eines Leiters kann kontrolliert werden, wenn das Objekt geerdet ist. Durch die Erdung wird ein Weg geschaffen, auf dem die Ladung zur Erde wandern kann, wodurch die Ladung effektiv neutralisiert wird. Die Erdung eines Isolators funktioniert jedoch nicht, da Ladungen auf Isolatoren nicht abwandern können.

Antistatische oder statisch ableitende Materialien:

Isolierende Materialien, in der Regel Kunststoffe, die durch den Zusatz von Kohlenstoff- oder Metallfüllungen leitfähig gemacht werden. Die leitfähige Dispersion kann je nach der Menge der hinzugefügten Füllungen so eingestellt werden, dass der Widerstand ableitend bis vollständig leitend ist.

Ionisierung:

Luftionisatoren arbeiten, indem sie die Atmosphäre mit positiven und negativen Ionen überfluten. Diese Ionen werden von Ionen der entgegengesetzten Polarität auf einer geladenen Oberfläche angezogen. Auf diese Weise wird die statische Elektrizität, die sich auf Produkten, Geräten und Oberflächen aufgebaut hat, neutralisiert.

Ausbildung:

Die Schulung des Personals und dessen Sensibilisierung für elektrostatische Probleme und die Notwendigkeit von antistatischen Handschuhen, Anzügen, Kitteln und Hand-/Fußschlaufen kann die Anzahl der in einer Produktionsstätte auftretenden Probleme erheblich verringern.

Welche Art von Ionisator brauche ich für meine Anwendung?

Es gibt keine „beste Ionisatortechnologie“ für alle Anwendungen. Die Anwendung bestimmt, welcher Typ verwendet wird.

Dies hängt von den folgenden Faktoren ab:

  • Ladungsneutralisierung. Wie wirksam ist der Ionisator bei der Reduzierung statischer Aufladung?
  • Auswirkung auf statische Probleme. Trägt der Ionisator zur Verringerung oder Beseitigung des statischen Problems bei?
  • Umweltaspekte. Gibt es in der Umgebung einen laminaren, turbulenten oder gar keinen Luftstrom?
  • Überlegungen zur Installation: Entfernung, Stromverteilung und Steuerung.
  • Betrieb: Sicherheitsüberlegungen, Wartung, Zuverlässigkeit und Garantie, Kosten.

Wo soll ein statisches Kontrollgerät montiert werden?

Wenn es zu weit „stromaufwärts“ angebracht wird, kann die Ladung durch Walzen oder andere statische Prozesse regeneriert werden.

Wie weit vom Material entfernt? Dies hängt von der Art des Statik-Eliminators ab – es gibt Statik-Eliminatoren mit kurzer Reichweite und solche mit langer Reichweite. Unabhängig davon, welchen Typ Sie verwenden, ist die Lebensdauer der erzeugten ionisierten Luft begrenzt, und im Allgemeinen gilt der Grundsatz „je näher, desto besser“, wobei der vom Hersteller angegebene Mindestabstand einzuhalten ist.

Das Material sollte sich in freier Luft befinden. Dies ist eine sehr wichtige Regel, die oft nicht beachtet wird. Wenn ein Material einen anderen Gegenstand, z. B. eine Walze, berührt, verbindet sich die statische Aufladung mit diesem Gegenstand und kann nicht mehr gemessen oder neutralisiert werden. Wenn Sie einen Ionensprühstab anbringen, um den Film zu neutralisieren, während er über eine Walze läuft, wird er nicht wirksam sein. Dies ist wahrscheinlich der häufigste Fehler bei der Installation von Geräten zur Kontrolle statischer Aufladung.

Es können auch Statik-Eliminatoren eingesetzt werden, die die statische Elektrizität kontrollieren und bis zu einem gewünschten Niveau aufladen. Für diese und andere Probleme kann eine breite Palette von Ionisierungsprodukten, Antistatikgeräte und Ionisierungsstäben eingesetzt werden. Simco-Ion verfügt über eine erweiterte Serviceabteilung und viele lokale Händler und Distributoren, die Ihnen bei der Lösung von Problemen in Ihrer Produktion oder Maschine helfen können. Wir bieten eine breite Palette von industriellen Antistatikgeräten in verschiedenen Größen und Konfigurationen an, wie z.B. Ionensprühstäbe mit 24 V DC oder Ionisationsgebläse, Luftmesser, und Luftdüsen, die Ihnen helfen statische Elektrizität zu beseitigen.