Sistemi di carica
Generalità
Servono per generare cariche elettrostatiche sulle superfìci dielettriche.
Lo scopo è di creare un “incollaggio” elettrostatico, molto utile in numerosi campi di applicazione. L’energia è fornita da un generatore in corrente continua ad alta tensione, fino a 60.000 V fìssa o regolabile.
I principali settori industriali di applicazione sono i seguenti:
- Stampaggio materie plastiche (etichette interno stampo; in-mouldlabeling)
- Protezione lastre metalliche con film plastici
- Industria del legno
- Imballo di libri, riviste e oggetti con film plastico
I generatori contengono essenzialmente trasformatori e raddrizzatori di corrente, più eventuali sistemi di regolazione e monitoraggio.
Possono avere 1, 2 o più uscite per altrettante barre di carica. Le barre di carica sono costituite da conduttori annegati in resina e dalle punte di carica. Un cavo di alta tensione opportunamente schermato collega barra e generatore. Le barre agiscono a circa 50 mm dalla superfìcie, sotto la quale deve essere disposto un controelettrodo messo a terra. Le barre di carica non sono sicure al tocco, e bisogna anzi evitare di disporle in posizione facilmente raggiungibile dagli operatori. Infatti l’energia può cortocircuitare attraverso una parte del corpo umano generando un arco elettrico.
La scarica che ne deriva non procura danni gravi ma è dolorosa. La corrente continua, variabile da 25000 a 60000 V, alimenta il conduttore intemo alla barra a cui sono elettricamente collegate le punte di carica. Tra barra e controelettrodo si genera un campo elettrico stazionario con linee di forza parallele che vanno dalle punte al controelettrodo. Interponendo in questo campo elettrico una superfìcie dielettrica, le molecole superficiali si polarizzano. Se vi sono due superfìci a contatto, la polarizzazione realizza un incollaggio elettrostatico. È importante che le punte non si affaccino direttamente sul controelettrodo altrimenti si realizza un corto circuito con arco elettrico e la barra non funziona. La polarizzazione delle molecole non ha una durata infinita, per cui nel tempo la carica tende a ridursi soprattutto in presenza di umidità nell’aria o nel materiale da trattare (es. carta).
In generale l’umidità ambientale riduce fortemente le cariche elettrostatiche presenti sui materiali.
Per “incollare” elettrostaticamente due film si utilizza una barra di carica collegata au un generatore ad alta tensione. Sotto la barra occorre posizionare un controelettrodo metallico messo a terra. L’efficienza della carica aumenta se a monte si installa una barra ionizzante per rendere neutra la superficie.
Sistemi di carica disponibili
I componenti di base sono:
- un generatore di carica di alta tensione;
- una barra od elettrodo di carica;
- un cavo di alta tensione;
Si raccomanda vivamente di rendere neutro il materiale scaricandolo elettrostaticamente prima di sottoporlo alla carica. Sono disponibili vari tipi di elettrodi e barre di carica, ma è importante sapere che necessitano sempre di un controelettrodo. Se non è disponibile un controelettrodo metallico messo a terra, si può utilizzare per questa funzione una barra di scarica.
Generatori di carica
Sono generatori che forniscono una tensione di uscita positiva o negativa, di varie potenze e dispositivi a seconda dei modelli. Si usano in congiunzione con le barre di carica HAUG e relativi controelettrodi per ottenere una adesione elettrostatica tra due materiali. Tipiche applicazioni sono quelle nell’industria dell’imballaggio, nei rivestimenti plastici, nel vetro e nell’industria elettrica.
Barre di carica ALS
La carica elettrostatica viene applicata per mezzo di barre od elettrodi di carica. Tale carica può essere positiva o negativa a seconda del generatore a cui la barra è collegata. Il cavo di alta tensione collegato con il generatore può avere una connessione assiale o radiale. Esistono modelli per alte temperature (fino a +130C).
Sistemi di carica a triode Tristat TR25
Questo generatore di carica può essere collegato ad elettrodi o barre di carica aventi la tecnologia a triode. Ha 1 uscita di max 22Kvolt (positiva o negativa), la tensione è regolabile in uscita, ha il display analogico. La carica può essere comandata ad impulsi. La caratteristica principale è di lavorare con una tensione di uscita molto stabile, e di avere una corrente molto elevata che permette una installazione dell’elettrodo molto vicina alla superficie da trattare senza che si verifichino dannosi sparks. L’elettrodo a triode ha 2 placchette metalliche laterali collegate a terra attraverso la connessione con il generatore, e ciò permette una scarica particolarmente concentrata ed efficace.
Sistemi di carica a triode Tristat TR15
Questo generatore di carica può essere collegato ad elettrodi o barre di carica aventi la tecnologia a triode. Ha 1 uscita di max 22Kvolt positiva o negativa. La caratteristica principale di questa tecnologia è di lavorare con una tensione di uscita molto stabile, e di avere una corrente molto elevata che permette una installazione dell’elettrodo molto vicina alla superficie da trattare senza che si verifichino dannosi sparks. L’elettrodo a triode ha 2 placchette laterali metalliche collegate a terra attraverso la connessione con il generatore, e ciò permette una scarica particolarmente concentrata ed efficace.
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Domande frequenti
Che cos’è l’elettrostatica?
L’elettrostatica studia i campi elettrici stazionari, cioè generati da cariche statiche disposte su superfici dielettriche.
Cosa si può fare con i sistemi elettrostatici?
Si può eliminare la carica indesiderata o si può generare una carica.
Cosa si intende per ionizzazione?
Equivale all’eliminazione della carica elettrostatica. Una barra produce ioni che eliminano le cariche sulla superficie.
In quali casi occorre caricare una superficie?
Il caso più tipico è quello di fare aderire la superficie ad un’altra, realizzando una sorta di “incollaggio” elettrostatico.
Scarica e carica sono processi tecnicamente differenti?
Sì, una barra di scarica (ionizzante) genera ioni mentre una barra di carica genera un campo elettrico stazionario.
Se voglio scaricare un film posso usare una sola barra ionizzante?
No, dato che le cariche su un dielettrico sono stazionarie occorre scaricare entrambe le facce del film tramite due barre contrapposte.
Perché non usare più semplicemente una spazzola antistatica?
Questa è un’ottima soluzione per RIDURRE la carica, ma se occorre ELIMINARE la carica si deve utilizzare una barra ionizzante.
Fino a quale distanza agisce una barra di scarica?
20-30 mm. Però con l’ausilio di opportuni sistemi ad aria compressa o ventilata è possibile arrivare a 500 mm e oltre.
Esistono rischi di infortunio nell’utilizzo di sistemi elettrostatici?
Le barre di scarica (ionizzanti) sono sicure al tatto e non danno alcun problema (escluso casi particolari segnalati). Le barre di carica invece non devono essere toccate durante il funzionamento, anzi devono essere schermate.
Come posso verificare l’efficacia di un trattamento elettrostatico?
Sono disponibili a catalogo numerosi sistemi di misura della carica elettrostatica, ma in genere il risultato si vede immediatamente dopo il trattamento.
