Statisk elektricitet och dammproblem

     Av Reinhold Rutks. Swedish Electro Static AB

I förra årets utgåva av Nordisk Emballage- Marknad gavs en introduktion till statisk elektricitet inom industrin i artikeln "Statisk elektricitet - vän eller fiende?". Här kommer en fortsättning där vi inriktar oss p?att studera problem med oönskade partiklar och hygienproblem som hänger samman med statisk elektricitet.
Det kan kanske låta lite konstigt att statisk elektricitet skulle kunna utgöra grunden till damm och hygienproblem, eller om man s?vill, problem med oönskade partiklar. Alla känner vi dock till tydliga exempel p?problemet, men det är kanske inte många som gjort kopplingen? Visst har Du ständigt återkommande damm p?TV-rutan därhemma!
Vi har tidigare konstaterat att statisk elektricitet kan vålla problem där man bearbetar eller hanterar minst en ingående komponent som är en isolator. Detta är lite av en definitionssak - man kan nämligen åstadkomma damm och/eller hygienproblem även med ledande material, men d?handlar det istället om oönskade partiklar som är isolatorer.

Varför fastnar smutsen?
Tv?ytor som laddats med olika elektrostatisk laddning, dvs har olika elektrisk potential, utövar en elektrostatisk attraktionskraft p?varandra. Storleken p?attraktions-kraften bestäms av potentialskillnaden och avståndet mellan ytorna. Detta innebär att attraktions-kraften ökar med ökande potentialskillnad och vid minskande avstånd mellan ytorna.

Några praktiska exempel när man vill att partiklarna skall fastna:
Vid elektrostatisk pulvermålning jordar man objektet som skall målas och skjuter ut laddat pulver ur en speciell pistol. Det laddade pulvret

attraheras av det jordade objektet, med tillräcklig potentialskillnad, s?effektivt att man kan lackera även baksidan av t.ex ett runt bordsben. Rökgasrening görs ofta med elektrostatiska filter för att kunna avskilja partiklar. Här använder man en teknik där rökgaserna först får passera en uppladdningszon där partiklarna laddas upp med en polaritet, för att sedan passera en s.k kollektorzon där oftast ett större antal kollektorplattor hålls laddade till en motsatt potential. Genom att av-passa gashastighet, fysiska dimensioner och kollektor-ernas potential kan man n?en förutbestämd avskilj-ningsgrad. Känner man till gällande förutsättningar är allts?möjligt att kontrollera "smutsen".

Vad vill vi diskutera?
Nu vill vi inte använda oönskade partiklar, vi vill bli av med dem! Det gäller allts?att försöka först?med vilka medel man kan undvika att produkten fungerar "som en magnet" p?damm och oönskade partiklar.
För att något avgränsa vår diskussion bör vi nu i huvudsak hålla oss till problem som är förknippade med emballage och dess hantering såsom tillverkning, konvertering, tryckning och packmomentet.
När en "smutsig" vara når kunden kan orsaken naturligtvis st?att finna p?en mängd olika platser i produktionskedjan. Även om emballaget är rent och av fullgod kvalitet kan slutresultatet bli undermåligt om emballaget inte är tätt nog för att hindra inträngning av partiklar eller om produkten som packas i sig är smutsig. Det kan allts?i många fall vara nödvändigt att ladda av och renblåsa detaljer före packning, men ett aldrig s?rent emballage kan inte lösa problemet att packa en smutsig produkt.

- sida 1 -

Packning av smutsiga produkter
Med mängder av produkter utgår man som en självklarhet ifrån att de skall vara rena när de packas upp. Det kan vara färdiga produkter eller komponenter som kommer från en underleve- rantör. Problem med plastdetaljer som skall hålla hög ytfinish i den färdiga produkten är vanliga. Några typiska exempel utgör inrednings- och karosseridetaljer till bilar, kåpor och display- fönster till mobiltelefoner, kanyler,ventiler och förpackningar för sjukvård och läkemedelsindustri mm.

Några typer av förpackningsproblem
Vid fyllning av torrvaror såsom kaffe, chokladpulver, socker och andra livsmedel eller kemikalier och läkemedel mm kan kombination- en förpackning och materialet som skall packas ställa till med svåra dammproblem.
I speciellt olyckliga fall kan man drabbas av en förpackning som blir laddad med olika polaritet p?in- och utsidan, varvid ett pulver med samma polaritet som förpackningens insida skall fyllas. Resultatet blir att en viss del av pulvret som fylls kommer att repelleras av förpackningens insida och stötas ut ur förpackningen varefter det attraheras av förpackningens utsida som ju har motsatt polaritet. Samma typ av problem kan förekomma även vid fyllning av tuber med krämer, pastor och vätskor, men med den skillnaden att förpackningen inte kan renblåsas eller dammsugas ren eftersom ytan blivit kladdig/våt.
Vid fyllning av öl eller läsk i plåtburkar utgör statiskt attraherade partiklar p?burkens insida ett problem.

Kvalitetsproblem vid förpackningsproduktion
Oönskade partiklar såsom damm, fibrer, spånor mm är ofta anledningen till reklamationer av förpackningar såsom kartonger, flaskor, burkar, folier, påsar och mycket annat. Vid formningen av produkten kan "smuts" ställa till med problem genom att avsätta märken i produkten via form verktyg, laminerings- och präglingsvalsar etc.
I bearbetningsmoment som rullskärning, arkning, stansning mm genereras både statisk uppladdning och en mängd oönskade partiklar. De verktyg som används behöver underhållas men kommer även vid gott underhåll generera partiklar.
Kvaliteten p?tryckta ytor kan vara mycket svår att upprätthålla. Vid screentryckning kan damm

förutom att ge upphov till tydliga märken i trycket leda till att screenduken sätts igen varvid tryckkvaliteten gradvis försämras och slutligen leder till produktions-stopp och rengöring. Vid tampongtryckning är problemet likartat.
Ett idag allt större problem utgör tryckning av kartong. Med allt högre kvalitetskrav och fler och mer komplicerade tryck blir det problem med fibrer, skärdamm och smuts ofta s?svåra att man måste stanna för rengöring efter tryckning av s?lite som 25 ark. Det är helt uppenbart att kostnaderna blir enorma och produktionsplaneringen mycket vansklig.
Etikettryckning är ett annat område med ökande problem beroende p?högre produktionshastighet, högre kvalitetskrav och nya etikettmaterial vilka är mer benägna att laddas upp statiskt. Det räcker inte idag att åstadkomma tillräcklig kontrast i streckkoden, nu måste etiketten ocks?förmedla ett mervärde och göra produkten mer attraktiv och säljande.

Hur kan man tackla problem med oönskade partiklar?
Som framgår av ovan finns det inte en enkel standard-lösning som löser alla problem. S?snart man kunnat formulera problemet gäller det att systematiskt följa upp alla tänkbara källor till problemet. Ofta måste det till en kombination av åtgärder för att man skall n?en fullgod lösning. Den allmänna nivån p?hygienen inom anlägg- ningen är en grundläggande faktor. Kör man dieseldrivna truckar förbi känsliga maskiner? Flyger fåglar in och ut ur lokalerna i jakt p?flugor? Följer personalen uppgjorda rengörings- rutiner och är dessa i s?fall tillräckliga?
För att lösa problemen kan dessa grundläggan-de frågor lämpligen redas ut först, lite sunt förnuft kan inte skada. Därefter kommer man att ha kvar ett antal problemställningar som kräver en annan insats.

Aktiv problemlösning?
I många fall kan problemet lösas genom användande av antistatutrustning varvid det känsliga materialet laddas av - om det inte finns någon laddning kommer inte heller materialet dra till sig mer damm eller smuts än omgivning en. De flesta problem av typen inpackning av smutsiga produkter kan undvikas om man laddar av detaljerna i samband med exempelvis

- sida 2 -

formsprutning, montering osv. Med en bibehållen laddning kommer annars detaljerna ackumulera partiklar till dess de packas.
Ett intressant problem utgör uppackning av dammkänsliga komponenter, där komponenter- na packats som rena och dammfria, men där de laddats upp av vibrationer och rörelser under transporten. Vid uppackningen är d?ofta emballaget smutsigt och detaljerna som packas upp har blivit statiskt uppladdade s?att de drar till sig smuts från emballaget och den nya omgivningen.
Man kan allts?fråga sig om det är absolut nödvändigt att produktion som idag görs i renrum alltid måste göras där, kanske är det fullt tillräckligt med en god hygien och kontinuerlig avladdning av produkten? Jonisering, (dvs antistatutrustning) har vid studier visat sig kunna förbättra renheten i lägre renrumsklasser s?mycket att man har sluppit bygga om renrummen när kraven skärpts, och p?motsvarande vis kan troligen viss hantering som man befarat skall göras i renrum kunna klaras utan.
För de fall d?man måste hantera en "dammig" produkt lönar det sig ofta att aktivt avladda och renblåsa produkten eller i många fall avladda
och dammsuga produkten ren.

Några typiska praktikfall
Här kommer en kort beskrivning av några vanliga typfall;

• Vid tillverkning och tryckning av kartong bildas alltid stora mängder damm som följer med kartongen till tryckningen. Genom avladdning och dammsugning i wellmaskinen fås en bättre totalmilj?i övriga anläggningen, men vid hög- kvalitativa tryck måste kartongarken åter laddas av och dammsugas. För att n?ett gott resultat behöver man göra avladdning, renblåsning och dammsugning integrerat i en enhet.

• Tryckning av plastflaskor och burkar är känslig för damm och smuts. Med hjälp av en integrerad avladdning, renblåsning och dammsugning kan man n?en bättre kvalitet och färre stopp för rengöring.

• Vid fyllning av kryddor i plastburkar hamnar kryddorna p?burkens utsida. Genom renblåsning med joniserad luft (avladdning) och damm- sugning fås burkar som är rena innan etiketten anbringas - produktionsstörningar försvinner och kvaliteten ökar.

Statisk elektricitet är inte bara sådant som sprakar - det kan ställa till med svåra problem som är lätta att åtgärda när man förstått sambandet.

- sida 3 -