Khái niệm & Tiêu chuẩn của vật liệu chống tĩnh điện

Các vật liệu chống tĩnh điện được thiết kế, sản xuất nhằm ngăn chặn việc tạo ra hay tích tụ điện (xảy ra khi hai vật liệu chạm vào nhau và chuyển điện tử). Vật liệu cách điện ngăn dòng điện tử, còn vật liệu chống tĩnh điện ngăn không để chúng tích tụ hay tích tụ trên bề mặt sản phẩm.

1. Chống tĩnh điện

Chống tĩnh điện là việc dùng các vật liệu dẫn điện có điện trở cho phép từ khoảng 10^4 – 10^9 ohm, làm tiêu tán các điện tích hoặc đưa nó xuống hệ thống và nối đất, bảo vệ sản phẩm khỏi các tác nhân gây chập, cháy, nổ,…

Tại sao phải chống tĩnh điện?

Khi hoạt động – làm việc và việc ma sát sẽ sinh ra điện từ (điện tích – +) nó sẽ bám vào các vật liệu không dẫn điện; điện tích này sẽ chờ khi có một vật khác mang điện tích trái dấu (- hoặc +) lại gần nó; chúng sẽ phóng điện vào nhau và trung hòa.

Ví dụ: Nhà máy lọc dầu phóng điện sẽ gây ra chập cháy, ở gần kho thuốc chúng sẽ gây ra chập nổ, gần các linh kiện điện tử sẽ gây ra chập và hư hỏng linh kiện điện tử.

Chính vì thế, để đảm bảo an toàn cho con người cũng như sản phẩm tránh khỏi sự phóng điện thì trong hệ thống quản lý chất lượng toàn diện TQM (Total quality management) chống tĩnh điện được quan tâm, chú trọng hàng đầu.

Trong sản xuất, tĩnh điện có tác hại như thế nào ?

Tĩnh điện trên bề mặt của bất kỳ vật thể nào đó, khi nó lớn đến mức độ thích hợp (khoảng 3000V) sẽ tạo ra một từ trường tĩnh điện, từ trường này sẽ tác động gây ra sự phân cực giữa các vật thể, khi những vật thể lọt vào trường tĩnh điện, việc này tạo ra lực hút Cu-lông đủ để hút cưỡng bức các vật thể vào bề mặt của vật mang tĩnh điện.

Hiện tượng hút bụi bẩn trên sẽ ảnh hưởng không hề nhỏ đến chất lượng các quá trình sản xuất cần sạch bề mặt, ví dụ như: In ấn, lắp đặt, đóng gói thực phẩm, dược phẩm, sơn, xi mạ và các quy trình sản xuất điện tử …v.v..

Chính vì thế, trong sản xuất thường gặp phải các vấn đề như:

• Màng phim, chai lọ, các sản phẩm bị bám dính bụi, tích điện, từ đó làm giảm chất lượng sản phẩm.
• Bao bì làm ra không xếp được ngay hàng
• Tĩnh điện cao sẽ gây ra tia lửa điện, dẫn đến cháy nổ
• Mực in bị lem
• Người lao động bị điện giật – gây tai nạn lao động

Và nhiều vấn đề khác.

2. Vật liệu chống tĩnh điện

Các vật liệu chống tĩnh điện được thiết kế, sản xuất nhằm ngăn chặn việc tạo ra hay tích tụ điện (xảy ra khi hai vật liệu chạm vào nhau và chuyển điện tử). Vật liệu cách điện ngăn dòng điện tử, còn vật liệu chống tĩnh điện ngăn không để chúng tích tụ hay tích tụ trên bề mặt sản phẩm.

Tiêu chuẩn của các vật liệu chống tĩnh điện

Vật liệu chống tĩnh điện cần có những tiêu chí cơ bản sau:

• Không sản sinh bụi bẩn, không lưu trữ bụi trên bề mặt sản phẩm,..
• Các vật liệu đó phải được làm từ những chất liệu có tác dụng chống tĩnh điện (chứa carbon, chất phân tán điện tích)
• Điện trở bề mặt đạt trong khoảng 10^6- 10^9 Ω

Nếu đưa vào sử dụng trong dây chuyền sản xuất những vật liệu chống tĩnh điện mà không bảo đảm thì sẽ gây ra những hậu quả rất lớn cho quá trình sản xuất, chất lượng sản phẩm sẽ bị ảnh hưởng, gây ra nhiều tổn thất về hàng hóa, uy tín, mất đơn hàng,…

Giải quyết vấn đề tĩnh điện

Những chất liệu khác nhau thì sẽ có những giải pháp giải quyết khác nhau. Nối đất trực tiếp là phương pháp phổ biến đối với chất liệu dẫn điện.

Những chất liệu không dẫn tĩnh điện như vật liệu tự nhiên, hỗn hợp thì chỉ có một giải pháp duy nhất là dùng ionizer. Nó là phương pháp tạo ra các ion trung hoà những vùng bị tĩnh điện (nếu không tĩnh điện mất đi sẽ chậm).

Các thiết bị chống tĩnh điện có thể khử được các ion bằng cách trung hoà chúng. Ví dụ như: thanh khử tĩnh điện, vòi phun chống tĩnh điện, súng chống tĩnh điện, quạt ion, vòng tay tĩnh điện, dây nối đất… (antistatic bar, air knife, ionizing nozzle, ionizing gun,…).

Trong quá trình sơn để chống tĩnh điện, người ta dùng quạt ion hoặc thanh khử tĩnh điện gắn ở vị trí gần chỗ phun sơn để các thiết bị này khử ion trong các hạt sơn. Các hạt sơn bám chắc vào bề mặt cần sơn, tạo nên lớp sơn thẩm mỹ…do không bị nhiễm tĩnh điện.