کنترل جرقه‌های الکتریسته ساکن برای حفاظت از پوشش‌های حساس

جرقه‌های الکتریسیته ساکن باعث آسیب حرارتی شده و منجر به ایجاد حفره‌ها یا خلاهایی در پوشش‌های نازک می‌شود.در عملیات‌های تولیدی، نیاز به کنترل سطح‌های مختلف الکتریسیته ساکن به دلایل سه‌گانه مهم است: ایمنی، کیفیت محصول و قابلیت اطمینان عملیاتی. جرقه‌های الکتریسیته ساکن می‌توانند بخارات قابل اشتعال را مشتعل کرده و اپراتورها را دچار شوک کنند. این جرقه‌ها می‌توانند به پوشش‌های حساس آسیب برسانند و شارژهای ساکن می‌توانند باعث بروز نقص‌های پوششی در پوشش‌های حساس شوند. همچنین، در عملیات‌های برش یا فرم دهی، شارژها می‌توانند باعث چسبیدن و گیر کردن مواد شوند که منجر به توقف ماشین‌آلات خواهد شد.

Dr. Kelly Robinson

خطرات الکتریسیته ساکن برای کیفیت محصول به‌ویژه برای محصولات حساس مانند لاینرهای سیلیکونی بسیار مهم است. لایه جداشونده در شکل 1 معمولا دارای ضخامت پوشش در بازه 0.1 میکرومتر تا 1.0 میکرومتر است که بسیار نازک است. این لایه به چسب حساس به فشار (PSA) کمک می‌کند تا به‌طور قابل‌اعتمادی از لایه جدا شود.

پوشش‌های نازک در برابر آسیب حرارتی ناشی از جرقه‌های الکتریسیته ساکن آسیب‌پذیر هستند که منجر به ایجاد حفره‌ها یا خلاها می‌شود. حفره در لایه جداشونده در شکل 1 ممکن است ناشی از جرقه الکتریسیته ساکن در حین تولید آن در هر زمانی پس از کوتینگ لایه باشد. جرقه‌های الکتریسیته ساکن تنها یکی از چندین علت اصلی برای ایجاد حفره در کوتینگ لایه است. سایر علل اصلی شامل حباب‌ها یا کف در محلول پوشش، آلودگی‌ها در محلول‌های پوشش، آلودگی‌ها روی پشتیبان لایه و غلطک‌های  کثیف است. تولید لایه‌های آزاد کننده با کیفیت بالا نیازمند عملیات تولید تمیز است.

کنترل عالی الکتریسیته ساکن برای محصولات نوآورانه و پیشرفته با ویژگی‌های شیمیایی و الکتریکی جدید مانند نشانگرهای عمر مفید (حسگرهای اکسیژن، حسگرهای رطوبت) و اجزای مدار پوشش‌داده شده (ً دیودها، ترانزیستورها) ضروری است. علاوه بر آسیب حرارتی، جرقه‌های الکتریسیته ساکن می‌توانند شیمی پوشش حساس را تغییر دهند که منجر به شکست عملکردی می‌شود. یک جرقه الکتریسیته ساکن مانند یک عملیات کرونا است که در بین دیگر کارها، یک نقطه کوچک را در وب اکسید می‌کند. نقص در محصول می‌تواند حتی بدون آسیب فیزیکی مشهود مانند حفره، خلا یا علامت سوختگی رخ دهد.

برای جلوگیری از ایجاد جرقه‌های الکتریسیته ساکن که می‌توانند به لایه سیلیکونی پوشیده شده در شکل 2 آسیب برسانند، کنترل الکتریسیته ساکن مناسب را در نقاط حساس از روکش زن تا رول جمع کن پیاده‌سازی کنید. سطح‌سنج الکتروستاتیک (ESFM) را در ناحیه سبز کم‌استاتیک زیر ±5 کیلوولت بر اینچ نگه دارید تا جرقه‌های الکتریسیته ساکن که می‌توانند لایه جداشونده را آسیب بزنند، مهار شوند.

کوتر در شکل 2 کنترل الکتریسیته ساکن خوبی در بالادست دستگاه پوشش‌دهنده دارد تا وب بدون شارژ وارد 5 رول روکش زن شود. چندین خوانش کلیدی ESFM، از جمله E1coat تا E6roll ، با استفاده از یک دستگاه اندازه‌گیری دستی را بررسی کنید تا تصمیم بگیرید که آیا عملکرد کنترل الکتریسیته ساکن مناسب است یا نیاز به بهبود دارد.

خوانش ESFM E1coat در شکل 2 به ما می‌گوید که آیا دستگاه پوشش‌دهنده مقدار قابل توجهی شارژ الکتریکی به وب اضافه می‌کند یا خیر. اگر E1coat بیش از ±5 کیلوولت بر اینچ است، نوار الکتریسیته ساکن SD1coat را که از کوتر خارج می‌شود و به سمت سطح غیرپوشش داده شده وب قرار دارد، نصب کنید.

نوار الکتریسیته ساکن SD1coat به دلیل آلودگی ناشی از مه دستگاه پوشش‌دهنده به شکست دچار می‌شود. نصب SD1coat به سمت سطح غیرپوشش داده شده وب کمک می‌کند تا مقدار مه آلوده‌کننده نزدیک نوار الکتریسیته ساکن کاهش یابد. نوار الکتریسیته هوامحور و هوای فیلتر شده که از داخل محفظه پخش‌کننده خارج می‌شود و بر روی پین‌های یونیزه‌کننده جریان دارد، نصب کنید. این هوای فیلتر شده به تمیز نگه‌داشتن پین‌های یونیزه‌کننده کمک کرده و عمر مفید پخش‌کننده الکتریسیته ساکن را افزایش می‌دهد.

خوانش ESFM E2dry در شکل 2 به ما می‌گوید که آیا خشک‌کن مقدار قابل توجهی شارژ الکتریکی به وب اضافه می‌کند یا خیر. E2dry را زیر ±5 کیلوولت بر اینچ نگه‌دارید. در صورت نیاز، نوار الکتریسیته ساکن SD2dry را که از خشک‌کن خارج می‌شود و به سمت سطح غیرپوشش داده شده وب قرار دارد، نصب کنید زیرا اینجا جایی است که شارژ با تماس با غلطک‌های هرزگرد خشک‌کن به وب منتقل می‌شود.

خوانش ESFM E3chill در شکل 2 به ما می‌گوید که آیا غلطک سرد مقدار قابل توجهی شارژ الکتریکی به وب اضافه می‌کند یا خیر. E3chill را زیر ±5 کیلوولت بر اینچ نگه‌دارید. در صورت نیاز، نوار الکتریسیته ساکن SD3chill را که از غلطک سرد خارج می‌شود و به سمت سطح غیرپوشش داده شده وب قرار دارد نصب کنید زیرا اینجا جایی است که شارژ با تماس با غلطک سرد به وب منتقل می‌شود.

خوانش ESFM E41st roller در شکل 2 به ما می‌گوید که آیا اولین غلطکی که با پوشش تازه خشک شده تماس می‌یابد مقدار قابل توجهی شارژ الکتریکی به وب اضافه می‌کند یا خیر. این اولین غلطک که با لایه تازه خشک شده یا پخته شده تماس می‌یابد، معمولا مقدار قابل توجهی شارژ اضافه می‌کند. E41st roller را زیر ±5 کیلوولت بر اینچ نگه‌دارید. در صورت نیاز، نوار الکتریسیته ساکن SD41st roller را که از اولین غلطک که به پوشش تازه خشک شده تماس می‌یابد، نصب کنید و به سمت سطح پوشش داده شده وب قرار داشته باشد زیرا اینجا جایی است که شارژ با تماس با غلطک به وب منتقل می‌شود.

خوانش ESFM E5wind در شکل 2 به ما می‌گوید که آیا ناحیه کشش مقدار قابل توجهی شارژ الکتریکی به وب اضافه می‌کند یا خیر. E5wind را بسیار پایین، زیر ±2 کیلوولت بر اینچ، نگه‌دارید زیرا وب ورودی به رول جمع کن باید شارژ بسیار پایینی داشته باشد. در صورت نیاز، نوار الکتریسیته ساکن SD5wind را که از ناحیه کشش خارج می‌شود و به سمت سطح وب که به غلطک کششی لاستیکی یا پلیمری تماس یافته، نصب کنید زیرا اینجا جایی است که شارژ با تماس ناحیه کشش به وب منتقل می‌شود.

خوانش ESFM E6roll در شکل 2 به ما می‌گوید که چقدر شارژ الکتریکی بر روی رول پیچشی ذخیره شده است. E6roll را زیر ±5 کیلوولت بر اینچ نگه‌دارید. اگر خوانش بسیار بالا است، SD6roll را که به سمت رول پیچشی از غلطک لایه‌گذاری خارج می‌شود، نصب کنید. از آنجا که این پخش‌کننده به فریم غلطک لایه‌گذاری نصب شده است، این پخش‌کننده الکتریسیته ساکن به دلیل لرزش مستعد شکست است. از پخش‌کننده‌ای استفاده کنید که از نظر مکانیکی مقاوم باشد. به دنبال طراحی نوار الکتریسیته ساکن باشید که دارای اجزای اپوکسی‌ریزی شده در کانال‌های فیبر شیشه‌ای باشد.

نوار الکتریسیته ساکن SD7roll را در یک موقعیت ثابت خارج از ناحیه چرخش برج پیچشی نصب کنید. نوار الکتریسیته ساکن SD7roll باید نوار الکتریسیته ساکن با برد بلند باشد که کارایی خنثی‌سازی معقولی را در ابتدای رول جدید با فقط چند دور بر روی هسته پیچشی حفظ کند. به طور مشترک، SD6wind و SD7roll به طور مؤثری شارژ را بر روی رول پیچشی پراکنده می‌کنند.

برای حفاظت از محصولات حساس با نگه‌داشتن خوانش‌های دستگاه اندازه‌گیری الکتریسیته ساکن زیر ±5 کیلوولت بر اینچ، جرقه‌های الکتریسیته ساکن را مهار کنید. در صورت نیاز، کنترل الکتریسیته ساکن را با استفاده از بهترین شیوه‌ها بهبود دهید. برای پخش‌کننده‌های الکتریسیته ساکن نصب شده در نزدیکی دستگاه‌های پوشش‌دهنده برای لایه‌های آزاد کننده سیلیکونی، از نوارهای الکتریسیته ساکن با کمک هوا استفاده کنید که هوا و فیلتر شده از داخل محفظه پخش‌کننده خارج شده و بر روی پین‌های یونیزه‌کننده جریان دارد.