Głównymi przyczynami elektryczności statycznej są:
- Kontakt i separacja między dwoma materiałami (w tym tarcie, przemieszczanie się po rolkach itp.)
- Szybka zmiana ciepła (np. materiał przechodzący przez piec)
- Promieniowanie wysokoenergetyczne, UV, rentgen, intensywne pola elektryczne (niezbyt powszechne w przemyśle)
- Cięcie (np. krajarka lub krajarka do arkuszy)
- Indukcja (stojąc w polu elektrycznym generowanym przez ładunek statyczny)
1. Kontakt i separacja
Kontakt i separacja to prawdopodobnie najczęstsza przyczyna ładunków elektrostatycznych w przemyśle, w którym przetwarzane są folie i arkusze. Dzieje się tak, gdy materiał rozwija się lub przechodzi przez wałek. Proces ten nie jest w pełni zrozumiały, ale najwyraźniejszym wyjaśnieniem, w jaki sposób generowany jest ładunek elektrostatyczny, jest analogia z kondensatorem płytkowym, w którym energia mechaniczna oddzielająca płytki kondensatora jest przekształcana w energię elektryczną:
Napięcie początkowe x Wynikowa odległość między płytami
Wynikowe napięcie = ———————————————————–
Odległość początkowa między płytami
Kiedy materiał dotyka walca, niewielki ładunek przepływa z materiału do walca, powodując brak równowagi. Gdy materiał opuszcza rolkę, napięcie jest zwiększane jak płytki oddzielające kondensatora.
Wielkość powstałego napięcia jest w praktyce ograniczona przez wytrzymałość na przebicie otaczających materiałów, przewodnictwo powierzchniowe itp. Często słychać małe trzaski lub wyładowania statyczne, gdy materiał opuszcza walec. W tym miejscu ładunki statyczne osiągają siłę przebicia otaczającego powietrza.
W kategoriach teoretycznych ładunek statyczny można przedstawić za pomocą prostego obwodu elektrycznego:
C to funkcja kondensatora, która przechowuje ładunek, podobnie jak bateria. Zwykle jest to powierzchnia materiału / produktu.
R to zdolność materiału / układu do relaksacji ładunku – zwykle mały przepływ prądu. Jeśli materiał jest przewodzący, ładunek ucieknie na ziemię i nie stanie się problemem. Jeśli materiał nie przewodzi, ładunek nie może uciec i może stać się problemem.
Iskrownik (Spark Gap) jest ograniczeniem wzrostu napięcia.
Prąd ładowania to ładunek generowany przez działanie produktu na rolkę itp.
Prąd ładowania ładuje kondensator (tj. Produkt), zwiększając jego napięcie V. Wraz ze wzrostem napięcia prąd przepływa przez rezystor R. Równowaga zostanie osiągnięta, gdy prąd ładowania będzie równy prądowi przepływającemu przez rezystor.
(Obowiązuje tu prawo Ohma: napięcie = prąd x rezystancja)
Problem statyczny pojawia się, gdy produkt jest w stanie przechowywać znaczny ładunek i występuje wysokie napięcie. Problem statyczny objawi się w postaci iskry, elektrostatycznego odpychania / przyciągania lub wstrząsów dla operatorów.
Biegunowość ładunku
Ładunek statyczny może być dodatni lub ujemny. W przypadku eliminatorów ładunków elektrostatycznych prądu przemiennego i wyładowań pasywnych (szczotek) polaryzacja ładunku zwykle nie jest ważna.
2. Szybka zmiana ciepła
Piroelektryczność to termin używany do opisania zdolności niektórych materiałów do generowania ładunków elektrostatycznych podczas ich ogrzewania lub chłodzenia. Wypraski z tworzyw sztucznych są szczególnie podatne na powstawanie ładunku statycznego podczas chłodzenia po formowaniu lub późniejszej obróbce cieplnej.
Wyrób z tworzywa sztucznego nie jest stabilny elektrycznie, dopóki nie jest względnie chłodny: 40–50 ° C to typowa wartość docelowa stabilności elektrycznej.
3. Promieniowanie o wysokiej energii
Chociaż nie jest to tak powszechne w przemyśle, ekspozycja na promieniowanie UV, promieniowanie rentgenowskie lub intensywne pola elektryczne może powodować rozwój ładunku statycznego. Folie z tworzyw sztucznych, które zostały poddane obróbce koronowej w celu poprawy drukowności, często wykazują niepożądane poziomy elektryczności statycznej.
4. Cięcie
Procesy cięcia lub cięcia wzdłużnego i okrawania będą generować ładunek statyczny. W przypadku pojedynczego arkusza może to nie stanowić większego problemu, ale gdy wiele arkuszy lub elementów jest ułożonych w stos, „efekt baterii” może powodować znaczny i problematyczny ładunek elektrostatyczny.
5. Indukcja
Jeśli operator, ubrany w buty izolacyjne, stanie w polu statycznego procesu generacyjnego, a następnie odsunie się i dotknie uziemionej konstrukcji, może doświadczyć niewygodnego, ale ogólnie nieszkodliwego wyładowania elektrostatycznego.
Może to być niebezpieczne nie z powodu samego porażenia prądem, ale z powodu niekontrolowanej reakcji „odrzutu” operatora.
