Statische Aufladung
Statische Elektrizität ist ein potenziell gefährliches Problem für Fabriken. Sie kann zu körperlichen Beschwerden bei den Mitarbeitern führen und Brände auslösen, was kostspielige Produktschäden oder Schlimmeres zur Folge haben kann.
Um sich vor dieser Art von elektrostatischer Entladung zu schützen, empfiehlt Ikeuchi die Installation eines Luftbefeuchters als Teil einer umfassenderen ESD-Präventionslösung, die antistatische Kleidung, Matten und Papier umfasst. Die erhöhte Luftfeuchtigkeit in einer Umgebung reduziert die statische Aufladung, indem sie die Leitfähigkeit der Luft erhöht und so potenzielle Gefahren durch elektrische Entladungen verringert.
Dieser Artikel erklärt Ihnen genauer, wie statische Elektrizität entsteht und warum die Luftfeuchtigkeitsregulierung eine wichtige Maßnahme zu ihrer Verhinderung ist.
Definition von statischer Elektrizität
Es wird angenommen, dass alle Elemente, die in ihrem natürlichen Zustand auf der Erde vorkommen, immer statische Elektrizität erzeugen. Dies kann nicht nur bei festen Elementen, sondern auch bei Flüssigkeiten und Gasen auftreten.
Elemente, die miteinander interagieren, können gleich oder unterschiedlich sein (fest, flüssig oder gasförmig), und es wird dennoch statische Elektrizität erzeugt.
Blitze zum Beispiel sind statische Elektrizität, die durch die Reibung von gefrorenen Wasserdampfpartikeln in Wolken entsteht.
Auch wenn Gas oder Flüssigkeit mit hoher Geschwindigkeit durch Rohre oder Schläuche strömt, entsteht statische Elektrizität.
Eine statische elektrische Ladung kann immer dann entstehen, wenn zwei Oberflächen miteinander in Kontakt kommen und sich wieder trennen. Mindestens eine der Oberflächen muss einen hohen Widerstand gegen elektrischen Strom aufweisen.
Wir alle haben schon einmal eine elektrostatische Entladung (oder einen Stromschlag) erlebt, die zu einem „Schockgefühl”, einem leisen Geräusch einer Funkenbildung und manchmal sogar zu einer sichtbaren Funkenbildung führt.
Was verursacht statische Elektrizität?
Das Phänomen der statischen Elektrizität erfordert eine Trennung von positiven und negativen Ladungen.
Alle Substanzen bestehen aus Atomen und Atomverbindungen. Die Atome enthalten einen Kern, der aus polaren Elektronen (-) und polaren Protonen (+) besteht.
Normalerweise ist die Anzahl der Elektronen am negativen Pol und die Anzahl der Protonen am positiven Pol gleich, sodass ein elektrisch neutraler, stabiler Zustand (0 V) aufrechterhalten wird.
Damit eine Substanz ein Ungleichgewicht zwischen Elektronen und Protonen aufweist, gibt es zwei Phänomene, die zur Erzeugung statischer Elektrizität beitragen:
- Kontaktladung
- Reibungsladung
Kontaktladung
Kontaktladung ist ein Phänomen, bei dem sich zwei Objekte annähern und miteinander in Kontakt kommen, wodurch eine Substanz zum + oder – Pol aufgeladen wird.
Mit anderen Worten, die Elektronen in jedem Atom beginnen sich durch den Kontakt zu bewegen:
- Das Elektron (-) springt aus einer Substanz heraus und das Atom ist nun zum positiven Pol aufgeladen;
- Das herausgesprungene Elektron wird auf die andere kontaktierende Substanz übertragen und wird zum negativen Pol.
Daher wird das Atom mit einem Überschuss an positiver Ladung aufgeladen. Dies ist die Erzeugung von statischer Elektrizität.
Mechanismus der Elektronenübertragung
Die Elektronen bewegen sich vom Körper mit der stärksten negativen Ladung zum Körper mit der geringsten negativen Ladung, und die Ladungstrennung findet an der Kontaktfläche statt (Mechanismus der Elektronenübertragung). Auf diese Weise kommt es immer dann, wenn zwei Objekte in Kontakt kommen, zu einer Ladungstrennung und es wird statische Elektrizität erzeugt.
Die durch Kontaktladung erzeugte statische Ladung ist geringer als bei der Reibungsladung, aber in der Realität kann es auch aufgrund dieses Kontaktladungsphänomens zu elektrostatischer Aufladung kommen.
Beispielsweise wird ein Produkt, das während des Kunststoffspritzgusses in engem Kontakt mit einer Form steht, stark aufgeladen. In dem Moment, in dem es von der Form getrennt wird, kommt es zu einer elektrostatischen Entladung. Wenn das geformte Produkt eine elektrostatische Entladung erzeugt, sind daher Spuren der Entladung auf der Oberfläche zu sehen. Dies geschieht, wenn die elektrostatische Entladung auftritt und sich Staub aus der Luft daran anlagert.
Reibungsladung
Das Phänomen der Reibungsaufladung tritt auf, wenn Materialien nicht nur miteinander in Kontakt kommen, sondern auch aneinander reiben. Das Material lädt sich zum + oder – Pol auf und es entsteht statische Elektrizität.
Das Prinzip des Elektronentransfermechanismus bleibt dasselbe wie beim Kontaktladungsphänomen.
Reibungsladung und Abblätterungsladung erzeugen eine größere elektrostatische Entladung als Kontaktladung.
Dies kann zu verschiedenen Vorfällen führen, wie z. B. Explosionsunfällen während der Reinigung, Ausfällen, die die Produktionseffizienz im Produktionsprozess verringern, Halbleitern usw.
Folgen elektrostatischer Entladungen für Hersteller
Elektrostatische Vorfälle wie die Zerstörung von Geräten oder die Entzündung von Bränden sind allgegenwärtig.
Für Hersteller haben diese Vorfälle Auswirkungen auf die Produktionseffizienz (Maschinenzerstörung, Brandausbruch usw.) und das Qualitätsmanagement (Produktfehler, Montagefehler usw.).
Die Investition in antistatische Ausrüstung sollte für sensible Arbeitsumgebungen und Fabriken Priorität haben.
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Optimale Bedingungen zur Vermeidung statischer Aufladung herrschen bei hoher Luftfeuchtigkeit, wie beispielsweise im Badezimmer. Statische Elektrizität entweicht durch die Feuchtigkeit in die Atmosphäre, ohne sich auf Oberflächen von Gegenständen anzusammeln und aufzuladen. Daher empfehlen wir ein Luftbefeuchtungssystem, um die Luftfeuchtigkeit (absolute relative Luftfeuchtigkeit) zu erhöhen.
Unser AKIMist® Luftbefeuchter ist eine einzigartige japanische Erfindung von Ikeuchi Japan, die eine optimale Feuchtigkeitsregulierung in Fabriken ermöglicht. Es handelt sich um einen adiabatischen Luftbefeuchter, der die Luftfeuchtigkeit durch Zugabe von kaltem Wasser erhöht. AKIMist ist bekannt für seine nicht benetzenden Eigenschaften, da die Tröpfchengröße weniger als 7,5 μm beträgt. Das bedeutet, dass die Tröpfchen so klein sind, dass sie von jeder Oberfläche abprallen, ohne zu zerplatzen. Hierdurch besteht keine Gefahr von Leckagen oder Kondensation. Diese Eigenschaft ist in Fabriken mit teuren Maschinen und Materialien, die weder Wasser noch Kondenswasser ausgesetzt werden dürfen, von großem Vorteil.
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