• Over statische elektriciteit
Figuur 1
Figuur 2

Wat is statische elektriciteit?

Statisch betekent stilstaan. Statische elektriciteit is een stilstaande elektrische lading. Alle materialen zijn opgebouwd uit atomen. Een atoom is het kleinste deeltje van een materiaal dat nog de eigenschappen van het materiaal bevat. Elk atoom bestaat uit een positief geladen kern waaromheen één of meerdere negatieve elektronen bewegen.

In rusttoestand is de positief geladen kern gelijk aan de som van de negatieve lading van de elektronen die rond dezelfde kern bewegen. De lading is dus neutraal (zie figuur 1).

Het verliezen of verkrijgen van elektronen door de kern veroorzaakt een onbalans. Een atoom dat één of meerdere elektronen heeft verloren heeft dan een positieve lading, een atoom dat één of meerdere elektronen erbij heeft gekregen heeft een negatieve lading en wordt ion genoemd (zie figuur 2).

Er zijn slechts twee soorten ladingen; positief en negatief. Gelijksoortige ladingen stoten elkaar af en ongelijksoortige ladingen trekken elkaar aan.
 

Statische lading door wrijving
Figuur 3
Figuur 4

Hoe ontstaat statische elektriciteit?

Statische elektriciteit is een oppervlakteverschijnsel en ontstaat zodra twee of meer oppervlakken met elkaar in aanraking komen en weer worden gescheiden. Hierdoor vindt er een soort splitsing plaats, oftewel een overdracht van negatieve elektronen van de ene atoom naar de andere. De hoogte van de lading (de veldsterkte) is afhankelijk van meerdere factoren: het materiaal, en haar fysieke en elektrische eigenschappen, temperatuur, luchtvochtigheid, druk en snelheid van scheiding. Hoe hoger de druk of de snelheid van scheiding, hoe hoger de lading (zie figuur 3).

Statische lading is hoger gedurende de wintermaanden als gevolg van een lage luchtvochtigheid. Als de relatieve luchtvochtigheid hoog is, kunnen sommige materialen vocht absorberen waardoor het oppervlak halfgeleidend kan worden.

De statische lading zal dan laag blijven of zelfs geheel verdwijnen als gevolg van het (half)geleidend oppervlak.Een aantal materialen staat in de tribo-elektrische reeks weergegeven (zie figuur 4).

Deze materialen zullen als gevolg van wrijving een positieve of negatieve lading aannemen. De hoogte en de polariteit van de lading is afhankelijk van de positie in de reeks.

Figuur 5
Figuur 5
Figuur 6
Figuur 6

Geleidende en niet geleidende (isolerende) materialen

Materiaal wordt in twee basisgroepen ingedeeld: geleiders en isolatoren. In een geleider kunnen de elektronen vrij bewegen. Een geïsoleerd opgestelde geleider kan in principe een statische lading aannemen. Deze lading kan eenvoudig worden weggenomen door de geleider met aarde te verbinden (zie figuur 5). Niet-geleidend materiaal kan gedurende lange tijd statische lading vasthouden, zelfs van tegenovergestelde polariteiten op verschillende plaatsen. De elektronen kunnen zich niet vrij bewegen. Dit verklaart waarom in sommige zones materialen worden aangetrokken en in andere zones kunnen worden afgestoten. Met aarde verbinden heeft geen zin omdat het materiaal isolerende eigenschappen heeft (zie figuur 6). Alleen actieve ionisatie biedt hiervoor een oplossing.

Wat is het gevolg?

In productieprocessen vormt statische lading vaak een ernstig storende factor doordat materialen aan elkaar of aan machinedelen blijven kleven. Het bedieningspersoneel zal elektrische schokken niet waarderen. Het stof in de omgeving wordt door statische lading aangetrokken. In explosiegevaarlijke ruimtes kan een vonk, veroorzaakt door statische ontlading, een brand of zelfs een explosie veroorzaken.

Hoe is statische elektriciteit te beheersen

Het neutraliseren van statische lading op niet-geleiders wordt bereikt door actieve ionisatie. SIMCO is wereldwijd bekend als producent van ionisatie-apparatuur. Aan de emitterpunten van deze apparatuur worden luchtmoleculen opgesplitst in positieve en negatieve ionen. De statische lading op het product trekt de ionen van tegenovergestelde polariteit aan, waardoor het materiaal weer neutraal wordt. SIMCO heeft een breed scala aan apparatuur waaruit kan worden bepaald welk type het meest geschikt is voor bepaalde productieprocessen of toepassingen. Maar van statische elektriciteit kan ook gebruikt gemaakt worden: met hoogspanning kan er statische elektriciteit op materialen aangebracht worden waardoor ze tijdelijk aan elkaar blijven kleven, waardoor productieprocessen vereenvoudigen.

Kortom, SIMCO maakt apparatuur om statische elektriciteit te meten én te beheersen.

Hoe statische ladingen productieprocessen hinderen

  • Converting: opbouw van statische lading resulteert in stof en vuilaantrekking op de baan. Materiaal wordt afgewezen.
  • Verpakking: opbouw van statische lading trekt verontreinigende stoffen aan, zodat etiketten niet plakken. Productie neemt af.
  • Kunststof: spuitgegoten delen trekken contaminanten aan en geven personeel schokken tijdens de verwerking als gevolg van statische ladingen. De efficiëntie daalt.
  • Textiel: statische ladingen veroorzaken problemen tijdens het afwikkelen van garen van de spoelen en op de opboommachine, met stilstand van de machine tot gevolg.
  • Non-wovens: trimsystemen raken verstopt als gevolg van toenemende statische lading op materialen in pneumatische transporteurs. Hierdoor is verhoogd onderhoud nodig.
  • Drukken: de inleg en uitleg van vellen bij vellendruk is lastig als gevolg van statische elektriciteit. Levering is hierdoor niet op tijd.
  • Graphic Arts: de opbouw van statische lading tijdens het produceren van folie resulteert in retoucheren of remakes wat erg duur is. Klanten worden ontevreden.
  • De productie van medische hulpmiddelen: statische ladingen zorgen ervoor dat kleine kunststof onderdelen, voorafgaand aan het verpakken, verontreinigingen aan trekken. Verminderde kwaliteit.
  • Elektronica: destructieve elektrostatische ontlading (ESD) zorgt ervoor dat latent aanwezig is schade aan een elektronische schakeling kan ontstaan.

 

Hoe SIMCO-ionisatieapparatuur productieprocessen verbetert

  • Converting: geneutraliseerd materiaal blijft vrij van stof en vuil tijdens het terugspoelen. Minder uitval.
  • Verpakking: eliminatie van statische ladingen op etiketten en / of flessen zorgt voor een succesvolle toepassing van product labels. Verhoging van de productie.
  • Kunststof: dankzij neutralisatie, plakken spuitgegoten onderdelen niet aan elkaar terwijl ze getransporteerd worden. Lijn efficiëntie neemt toe.
  • Textiel: garens lopen soepel door creels en de kammen draaien op een optimale snelheden zonder al te veel onderhoud. Geen onnodige stilstand.
  • Nonwovens: trim systemen draaien zonder onderbreking dankzij het neutraliseren van statische ladingen voor het binnengaan in de cycloon. Verhoging van de productie.
  • Drukken: de vellen komen schoon uit de inleg en worden tot een nette stapel gevormd die zonder aanpassingen klaar is voor de binderij. Op tijd levering.
  • Graphic Arts: geproduceerde folie blijft stofvrij, waardoor de noodzaak voor remakes weggenomen wordt. Tevreden klanten.
  • De productie van medische hulpmiddelen: het verontreinigingsvrij verpakken van kleine kunststof onderdelen dankzij het neutraliseren van statische ladingen op onderdelen en verpakkingsmaterialen. Verhoogde kwaliteit.
  • Elektronica en halfgeleidende materialen: bescherming tegen ESD tijdens montage werk zorgt ervoor dat er aan kwaliteitsnormen wordt voldaan. Minder uitval van het product.

 

 

 

Volg ons