정전기 충전

정전기 충전

정전기 충전은 연속적인 전류가 흐르지 않으면서 물체 표면에 전하가 축적되는 현상을 말한다. 전형적인 원인은 두 물질의 접촉과 그에 따른 분리(접촉 또는 마찰 전기화)이다. 이 과정에서 전자가 한 물질에서 다른 물질로 전달된다: 전자 공여체는 양전하를, 전자 수락체는 음전하를 띤다.

물체의 전하량은 전기적 전하 Q로 설명할 수 있다:

Q = n · e

Q: 전하 [쿨롱]
n: 과잉 또는 결핍된 전자의 수
e: 기본 전하 (1.602 × 10⁻¹⁹ C)

관련 전기장 E는 전하와 거리에 따라 달라집니다. 진공 상태에서 점 전하의 경우 대략 다음과 같습니다:

E = (1 / (4 · π · ε_0)) · (Q / r^2)

E: 전기장 강도 [V/m]
ε₀: 전기장 상수
r: 적재물과의 거리 적재물과의 거리

산업 현장에서 벌크 재료를 다룰 때 정전기 충전은 핵심적인 문제입니다. 분말과 과립을 운반, 계량, 혼합하고 특히 충전 및 포장할 때 제품 입자와 설비 부품(배관, 운반 장치, 혼합기, 충전구, 필름 호스) 사이에 강렬한 접촉 및 분리 과정이 발생합니다. 관련 재료의 전도성이 낮고 대기 건조도가 높을수록 벌크 재료 흐름에 더 강한 정전기가 발생할 수 있습니다.

위험은 전하 자체보다는 갑작스러운 방전(정전기 방전, ESD)에서 비롯됩니다. 충분히 높은 전계 강도를 초과할 경우 스파크가 발생할 수 있습니다. 이러한 스파크는

가연성 분진-공기 혼합물 또는 용제 증기를 점화시켜 폭발 위험을 초래할 수 있습니다.
민감한 센서나 전자 부품을 손상시킬 수 있으며
또한 이송 경로, 체 및 충전구에서 부착물, 다리 형성 또는 막힘이 발생할 수 있습니다.

벌크 제품을 포장할 때 여러 효과가 동시에 발생합니다: 제품이 포장 필름과 마찰하고, 필름이 성형 숄더, 인출 벨트 및 리디렉션 롤과 마찰하며, 동시에 패키지는 높은 사이클 속도로 이동됩니다. 이는 높은 하중 수준을 유발합니다. 전형적인 현상은 다음과 같습니다:

분말 입자의 필름 및 시야창 부착
열 때 가벼운 입자가 날아감,
정확한 도징이 어려운 이유는 제품이 벽, 용접부 또는 센서에 달라붙기 때문입니다.
또한 봉지나 트레이에 대한 원치 않는 흡착 또는 반발이 발생할 수 있습니다.

정전기 충전 현상에 기술적으로 영향을 미치기 위해 여러 제어 변수를 사용할 수 있습니다.•

재료 선택: - 제품과 접촉하는 부품에 전도성 또는 방전성 재료 사용,
적합한 토양
전위 평형.
공기 조절: 공정실의 공기 습도를 높이면 일반적으로 최대 충전량이 감소합니다.
공정 설계: 낙하 높이, 속도 및 충격 에너지 제한과 함께 전환부, 유입구 및 유출구 설계.
능동적 방전: 이온화봉, 송풍식 이온화기 또는 방전 시스템은 충전 및 포장 기계 영역, 특히 필름 인입 영역에서 사용됩니다.