Hoe maak je folie antistatisch?

Het antistatisch maken van kunststoffen / folies wordt door veel bedrijven regelmatig gevraagd. Gezien deze terugkerende hulpvraag geven wij hier graag wat extra informatie over.

Wat is statische elektriciteit?

Statische elektriciteit is de benaming voor de opbouw van elektrische lading op een oppervlakte van een slecht geleidend materiaal; er vindt opname of afgifte plaats van elektrisch geladen deeltjes, maar omdat er geen ruimte wordt geboden voor een elektrische stroom in het materiaal ontstaat een spanningsverschil in het materiaal zelf, maar ook tussen het materiaal en omliggende oppervlaktes.

De lading die zich in het materiaal bevindt kan positief of negatief zijn. Positieve lading ontstaat door een tekort aan negatief geladen deeltjes (elektronen), negatieve lading ontstaat door een overmaat aan elektronen.

Het spanningsverschil dat ontstaat heeft een aantal nadelige consequenties voor u als gebruiker. Die zullen wij later in dit artikel nader toelichten.

Wanneer ontstaat statische elektriciteit?

Statische elektriciteit is een oppervlakteverschijnsel en ontstaat zodra twee of meer oppervlakken met elkaar in aanraking komen en weer worden gescheiden. Hierdoor vindt er een soort splitsing plaats, oftewel een overdracht van negatieve elektronen van het ene oppervlak naar het andere. De hoogte van de lading (de veldsterkte) is afhankelijk van meerdere factoren: het materiaal en haar fysieke en elektrische eigenschappen, temperatuur, luchtvochtigheid, druk en snelheid van scheiding. Hoe hoger de druk of de snelheid van scheiding, hoe hoger de lading.

Die lading kan pas wegvloeien zodra contact wordt gemaakt met een anders geladen oppervlak (spanningsverschil). Dat kan metaal zijn, water, maar ook geladen (geïoniseerde) lucht.

Wat maakt kunststof zo kwetsbaar voor het ontstaan van statische lading?

De meeste kunststoffen (waaronder polyethyleen) staan bekend om hun slechte geleidbaarheid. Ze hebben een hoge zogenaamde oppervlakteweerstand. Hoe hoger de weerstand, hoe meer energie nodig is voor een elektron om er door te komen. Als het elektron onvoldoende energie heeft, blijft het lekker zitten en zal zich pas in beweging zetten als het een uitweg vindt die minder weerstand biedt.

Er zijn materialen met een veel betere geleidbaarheid. Koper is daarvan een goed voorbeeld. Dergelijke materialen worden gebruikt in elektriciteitsdraden om zodoende een goede elektrische stroom te creëren. Water (vocht) is ook een materiaal dat goed stroom geleidt. Daar kunnen wij ons voordeel mee doen in sommige gevallen. Hier komen wij later op terug.

Of een oppervlak liever positief of negatief wordt, verschilt per materiaal. Polyethyleen dreigt negatief geladen te worden, terwijl bijvoorbeeld lucht en onze huid bij elektronenuitwisseling positiever geladen worden. Hoe groter het verschil in elektrische voorkeur, hoe makkelijker de uitwisseling van elektronen, hoe sneller de statische lading zal opbouwen. Luchtstromen in het proces zijn daarom niet zelden de onderschatte oorzaak van het ontstaan van statische lading. In het dagelijks leven is het statisch opladen van haar (+) tijdens het uittrekken van een wollen trui (-) een bekend voorbeeld. In de winter zal dit effect door de lage luchtvochtigheid erger zijn. Water is immers een goede geleider en (droge) lucht niet.

Wat is het gevolg van statische lading?

In principe zouden er geen problemen hoeven te ontstaan. Twee slecht geleidende oppervlaktes komen in aanraking met elkaar, wisselen wat elektronen uit, krijgen statische lading, en gaan weer uit elkaar. Zolang die situatie zo zou blijven, is het geen probleem. Echter, de oppervlaktes zullen wellicht weer met elkaar in contact komen of in contact komen met een ander materiaal.

Met statische lading werkt dit in principe hetzelfde als met magnetisme. Oppervlaktes die dezelfde lading (- – of ++) hebben, stoten elkaar af. Oppervlakten met een verschillende polariteit (+/-) trekken elkaar aan.

Indien één van beide materialen goed geleidt, zal bij aanraking de elektrische lading wegvloeien. Bij aanraking van uw huid met een statisch geladen oppervlak uit zich dat door een elektrisch schokje. Na het schokje is het spanningsverschil weg en zal de statische lading minder zijn.

Positief geladen folie kun je door die aantrekkingskracht beschouwen als een soort stofzuiger. Het trekt allerlei rond dwarrelende neutrale of negatief geladen materialen uit de omgeving aan. U kunt hierbij denken aan stofdeeltjes, papiersnippers, zaagsel enz.

Omdat statische lading in folie heel lokaal kan plaatsvinden, kan er ook spanningsverschil in de folie zelf ontstaan. Dit uit zich bijvoorbeeld door het plakken van verschillende opeenvolgende lagen folie op elkaar.

Als u zeker wilt weten of een folie last heeft van statische lading, kunt u dit testen door de lagen uit elkaar te blazen. Indien de lagen weer dichtgaan na het openblazen, heeft u waarschijnlijk te maken met statische folie. Een andere manier is om rustig met de achterkant van uw hand over de folie te wrijven. Als de donshaartjes door de folie worden aangetrokken is er waarschijnlijk sprake van (enige vorm) van staticiteit. Er bestaat ook handzame meetapparatuur om dit aan te tonen, zogenaamde “electrostatic field meters.”

Problemen als gevolg van statische folie voor u als gebruiker

Statische elektriciteit is niet alleen vervelend doordat gebruikers van de folie vervelende elektrische schokjes kunnen ervaren, het kan er ook voor zorgen dat onderstaande problemen worden veroorzaakt:

• Statische folie kan er voor zorgen dat stof of ander vuil aangetrokken wordt aan de folie; hierdoor kan de voedselveiligheid in het gedrang komen.
• Nadelige gevolgen tijdens het sealing-proces doordat er zich vuil verzameld op de plaats waar de seal zal worden aangebracht
• De folie kan aan elkaar kleven waardoor het niet gemakkelijk opent
• De foliebaan zal zich anders gaan gedragen in de machine, of losse zakken worden niet goed in machine verder geleid.
• Onveilige situaties in omgevingen met brandbare- of explosiegevoelige stoffen; bijv. inkt of stof
• Daarnaast zorgt veel statische elektriciteit voor een kortere levensduur van kostbare elektronica op bijvoorbeeld uw verpakkingsmachines.

Welke factoren hebben invloed op statische folie?

• Luchtvochtigheid;
  Een lage luchtvochtigheid zorgt voor een kleiner geleidingsvermogen. Tijdens de wintermaanden wil de lucht nog wel eens droog zijn wat voor een toename aan statische lading kan zorgen.
• Wrijving in het productieproces;
  Walsen in de machine die ruw zijn geworden (vies) of minder soepel bewegen, dit kan extra wrijving veroorzaken waardoor de statische elektriciteit zal toenemen.
• Luchtstromingen in het productieproces;
  Lucht is een tegenpool van elektrische lading. Lucht wil graag + worden en folie wil – worden.
• Temperatuur verschillen;
  Temperatuur verschillen tussen productielocatie en een koudere opslaglocatie kan de folie statisch opladen. Vandaar dat wij onze klanten altijd adviseren om de folie op zijn minst 24u van te voren op de omgevingstemperatuur te bewaren.
• Voorbehandeling;
  Corona-behandeling van de folie kan invloed hebben op de statische lading.

Hoe zorg ik er voor om geleverde statische folie antistatisch te maken?

Reeds geproduceerde folie eigenhandig ontdoen van statische elektriciteit is ingewikkeld. Klanten zouden ionisatiebalken kunnen aanschaffen om elektrische lading op de folie te blazen tijdens het productieproces. Een simpelere oplossing om de folie antistatisch te maken is om de folie te ontaarden. Er kan een aardingsdraad tegen de folie aangehouden worden om middels een metalen object de elektriciteit naar de aarde te geleiden. Een laatste, niet bepaald elegante manier bij kant-en-klare zakken is om een bundel zakken op de grond te slaan als een mattenklopper.

Dit soort noodoplossingen zijn niet altijd effectief en zouden niet nodig zijn indien de folie in beginsel spanningsloos worden aangeleverd.

Hoe voorkomt KIVO dat folie statisch is?

Folie kun je antistatisch maken door in het productieproces diverse ionisatiebalken te monteren die de eventuele opbouw van statische elektriciteit in de folie neutraliseren. KIVO Plastic Verpakkingen maakt hier ook gebruik van. Deze balken worden frequent onderhouden om de werking te garanderen.

Daarnaast kun je folie antistatisch maken door vernevelaars te gebruiken die er voor zorgen dat de luchtvochtigheid in de productielocatie op een adequaat niveau blijven, veilig en gezond. De juiste luchtvochtigheid zorgt ervoor dat de opbouw van statische elektriciteit beperkt blijft.

Verder kun je folie antistatisch maken door gebruik te maken van additieven. Deze additieven zorgen er voor dat de oppervlakte weerstand van de folie verlaagd wordt. Een lager oppervlakteweerstand zorgt voor een betere geleiding van de elektrische deeltjes. Dit resulteert uiteindelijk in een lagere statische opleiding. De elektronen dienen in beweging te blijven om te statische lading te voorkomen.

Verschillende type additieven

1. 1. Snelwerkende antistatica;
      24u na productie functioneel doordat zij snel migreren naar de oppervlakte van de folie. Deze antistatica werken pas bij een bepaalde luchtvochtigheid.

 

• Permanente antistatica;
  Hebben minder neiging tot migreren waardoor zij minder snel en minder goed functioneren op de korte termijn máár wel langer functioneel zijn dan de snelwerkende antistatica.

 

 

• “Carbon Black” antistatica;
  Voordeel van deze antistatica is dat het niet afhankelijk is van de luchtvochtigheid. Het migreert namelijk niet, het zit in de folie en verplaatst zich niet naar de oppervlakten. Voor het tegengaan van statische lading is dit het beste additief. Deze zijn toepasbaar in omgevingen met een extreem hoog gevaar op explosie- en brandgevaar. Eén nadeel van deze additief is dat hij zwart van kleur is, esthetisch dus niet een elegante oplossing. Dit additief wordt dan ook uitsluitend toegepast wanneer het echt niet anders kan.

 

Zijn deze additieven voedselveilig?

De additieven die binnen KIVO gebruikt worden om folie antistatisch te maken zijn voedselveilig. Deze additieven kunnen naar behoefte worden toegevoegd aan de receptuur voor het extruderen van de folie.

Vragen omtrent het voorkomen van statische folie?

Heeft u nog vragen naar aanleiding van dit artikel of heeft u zelf ook wel eens last van statische folie en bent u op zoek naar een oplossing? Neem dan eens vrijblijvend contact op met een van onze experts, zij gaan graag met u in gesprek.