不导电的网面转换器,如压敏胶(PSA)胶带,需要时刻警惕控制静电。高水平的静电电荷是危险的,中等水平的静电电荷可以永久地破坏粘合剂系统,造成生产过程的污染和堵塞,并损坏成品。

新技术允许更快的生产速度,加剧了与静态相关的问题。为了减少静电,操作员有时会故意放慢生产过程——这确实是一种代价高昂的做法!

原因:接触和分离

静电是电荷在表面上的积聚。电荷的极性可能是电子过多(负电荷)或电子缺乏(正电荷)的结果。电荷会在纸张或塑料薄膜等非导电材料表面积聚,也会在机器零件、人体等不接地的导电材料上积聚。

当表面相互接触时,电子就会发生转移。摩擦、压力和腹板速度会加速这种转移。分离时,获得电子的表面带负电,而失去电子的表面带正电。

这一过程被称为摩擦起电或摩擦充电,在PSA胶带从辊上散开时,当它与托辊、夹辊和印刷或涂层辊等表面接触和分离时,会在其表面产生静电荷。静电荷的积累是一个累积的过程,每次纤维网接触另一个表面时,静电荷就会增加。因此,PSA胶带在通过与几个托辊接触的运输系统时,会积累高电荷。

在非导电材料上,如用于PSA胶带的纸张和薄膜,电荷不会均匀地在表面积聚。单个连续表面可能在某些区域积累正电荷,而在其他区域积累负电荷或不带电。电荷的强度也会有很大的变化。例如,一个30千伏的正电荷“岛”可能与一个500伏特的正电荷“岛”共存12英寸,与一个2.5千伏的负电荷“岛”共存18英寸。

的影响

我们都熟悉由所谓的静电放电(ESD)事件引起的电击或火花。在小范围内,当你走过地毯后触摸门把手时,你会以火花的形式感受到静电。在更大的范围内,当闪电风暴照亮天空时,你会观察到ESD。当静电场超过一定的阈值时,就会发生静电放电,导致空气中形成电离导电通道,这是大自然对平衡的渴望。

个人安全
ESD会引起疼痛,导致烧伤、心脏问题甚至死亡。除了接触电流对健康的直接影响外,操作人员还会因电击而突然退缩,并因跌倒在危险的机器上而受伤。

爆炸及设备损坏
静电放电是火花。有易燃液体或气体的区域,如溶剂,必须始终保持无火花。静电放电可以有足够的能量在涂层头和凹印操作中点燃危险的蒸汽。ESD事件还会破坏plc和传感设备中的逻辑,导致处理错误和昂贵的停机时间。

粘接系统损坏
静电积聚和ESD事件会损坏正在解开的产品的PSA释放衬里。当硅胶涂层被静电干扰时,它将不再在受放电影响的区域发挥释放系统的作用。胶粘剂会在释放衬垫的两侧“分裂”。另外,尾管可能在损坏的地方无法释放,因此很难按照设计拆除尾管。

设备堵塞
即使ESD事件没有发生,静电电荷的积累也会引起问题。如果静电荷没有被中和,材料薄片就会粘在一起,在下游过程中造成堵塞。

产品损坏
静电场还会吸引灰尘颗粒、纤维、虫子和头发,导致表面污染。这在印刷、涂层和覆膜方面造成了明显的质量问题,以及医疗PSA应用的清洁度问题。此外,静电会导致涂层不均匀和墨水“吸汗”,带静电的压敏胶带会损坏敏感的电子元件。

常用静态控制方法

为了控制镀膜和转换机器上的静电,有两种一般类型的电离器-被动电离器和主动电离器。被动电离器,也称为感应电离器和非永久性静态控制装置,包括静态金属丝和静态串,这是简单的接地发射器平行放置和靠近带电材料。带电材料的电能会激发被动电离器,使其产生相反极性的空气离子。如果放置得当,被动电离器可以成功地减少静电荷。

主动电离器(也称为永久静态控制装置),如高输出静态中和棒和静态鼓风机,由外部电源供电。另外,放射性物质也可用作离子源。主动电离器相对较高的购买成本限制了其在转换行业的使用。

金属丝,也被称为花环,相对便宜,仍然是最广泛使用的控制静电的方法之一。然而,防静电金属箔是由铜组成的,这种柔软的金属碎片会脱落并污染产品。



Adchem工程师的广泛测试

为了解决这一问题,Adchem公司的工程师测试了多种被动电离器产品,以确定这些方法是否可以提供与金属丝相同或更好的静态控制,而不存在金属丝污染产品的风险。

在Adchem位于纽约Riverhead的20万平方英尺工程和制造工厂进行了并排评估。测试了五种不同的被动电离器产品:防静电金属丝、静态弹性、静态线和两种类型的静态线。每一种防静电产品都是事先准备好的,然后依次安装在生产线上的静电“热点”上。

在生产运行开始10分钟后,在自由空间(与任何滚轮保持足够距离)中测量静态水平。用手持式静电场计精确测量了自由跨度腹板表面的静电荷。

测试过程重复了五种不同的PSA产品,这些产品的非导电网表面由各种材料组成。



“止静电”管柱性能优越

试验结果表明,替代的被动电离器方法比金属丝具有更好的静态控制效果。事实上,一个产品,静态字符串来自Stop Static,一个Alpha创新的Marblehead, MA的部门,为所有五个测试的网页表面提供了明显更好的静态控制。静态管柱产品的静态电压始终低于Albert E. Seaver在1993年制定的“5000伏规则”,该规则被普遍接受为行业安全标准。Alpha Innovation的静态线产品优于其他被动电离器产品,包括另一家制造商的类似线产品。

静态字符串产品的一个优点是,当安装在距离网页0.25到2.0英寸的地方时,它是有效的。因为它不需要与网接触,所以减少了网损、涂层损坏或污染的可能性。静态管柱产品也被发现相对容易安装和拆卸,特别是与金属丝相比。

结论

Adchem的测试表明,在正确安装的情况下,Static String在迄今为止测试的所有产品中都能将电荷降低到期望的5kV以下。Adchem已将其所有涂层和转换机器上的金属丝替换为静态线。因此,在所有机器上测量的静态水平都降低了。此外,Adchem工厂已经消除了铜箔片污染产品的风险。因此,Adchem公司可以保证更高水平的质量控制。