S elektrostatickým nábojem se setkáváme každý den, ale zatímco při česání vlasů nám víceméně nevadí, odlišná situace je v procesu výroby. Nejčastěji se s výskytem statické elektřiny v obalové technice setkáváme v procesu výroby materiálu, při tisku a následně v procesu balení. Zatímco v některých oblastech lidského konání se vývoj ubírá směrem, jak elektrostatický výboj lépe využít, ve výrobě obalů se ho snažíme z nejrůznějších důvodů naopak eliminovat. I když i zde existují výjimky.

Obecně za elektrostaticky nabitý materiál považujeme jakýkoli substrát, který obsahuje elektrický náboj, ať kladný anebo záporný, v nerovnováze. Statická elektřina je tedy označením pro jevy, které jsou způsobeny nashromážděním elektrického náboje na povrchu různých těles a předmětů a jejich výměnou při vzájemném kontaktu. Pokud materiál obsahuje elektrický náboj (ať už kladný nebo záporný), je elektrostaticky nabitý. Náboj se poté může předat z jednoho tělesa na druhé dotykem či výbojem.
Podobně jako i některé další fyzikální jednotky je i elektrostatika značně relativní pojem, neboť hodnota náboje se v závislosti na čase obvykle mění. Elektrostatický náboj může vzniknout různými způsoby (např. třením – často nastává při posuvu přes váleček dopravníku, separací materiálu při odvíjení, indukcí, některými chemickými reakcemi apod.). Existuje i řada faktorů, které mají na tvorbu náboje vliv. Mezi ně patří především typ materiálu, vlhkost, náhlá změna teploty (materiál či produkt projíždí skrz pec), dělení materiálu (stříhání, řezání, třídění) či bateriový efekt (nastává např. u plastových archů s relativně nízkým povrchovým nabitím, kde se mohou vytvářet extrémně vysoká napětí v případě, že jsou skladovány spolu). Elektrostatický náboj může způsobit nejen velké škody ve výrobě, ale ohrozit výbojem i obsluhu zařízení. V prašném prostředí může vést až k nebezpečí vzniku požáru.

Nežádoucí náboj při výrobě obalů
Vedle tisku se s potřebou upravovat elektrostatický náboj setkáváme i při výrobě materiálů (především plastů a papíru). Nežádoucí náboj může způsobovat problémy s oddělováním archů a jejich průchodem v nakladači nebo naopak nepřesné stohování archů ve vykladači. Při tisku patří k hlavním problémům přilnavost barvy, přesnost soutisku, zdvojený tisk, obtah atd. V tiskovém stroji však elektrostatický náboj zdaleka nevzniká pouze v tiskové jednotce. Dalšími exponovanými místy jsou opět odvíjení a navíjení. Komplikovaná situace je někdy při potisku a následném zpracování vícevrstvých materiálů, kde mohou dokonce vznikat rozdílné náboje na vrchní a spodní straně.
Elektrostatiku je potřeba řešit i při konstrukčně-materiálovém návrhu obalového konceptu. Dnešní obaly včetně lepenkových využívají často k zafixování produktu excelentních vlastností pěnových plastů, především PE či PUR. V případě balení elektroniky musí být tyto pěny pro výrobu fixací elektrostaticky upravovány. Pro zjednodušení jsou PE pěny s elektrostatickou úpravou obvykle dodávány v růžové barvě.

Eliminátory elektrostatického náboje
Neutralizovat statickou energii lze pasivně či aktivně. Mezi nejběžnější pasivní eliminátory patří antistatické kartáče. Aktivní elektrické statické eliminátory generují ionizovaný vzduch pomocí vysokého napětí na emitory. Při své činnosti využívají AC nebo DC vysoké napětí. Oba systémy mají své výhody a nevýhody. Pasivní eliminátory patří k finančně méně náročnému řešení, výhodou je i jednoduchá instalace či implementace do stroje. Jsou vhodné pro velké statické výboje a rychlosti. Nevýhodou je, že kvůli účinnosti (která stejně nedosahuje 100 %) je nutné mít kartáč či podobný typ zařízení velmi blízko upravovanému povrchu. Účinnost se rovněž snižuje zašpiněním štětin. Navíc už jejich konstrukce napovídá, že tyto eliminátory jsou vhodné pouze pro ploché materiály (role, archy). Dražší aktivní eliminátory se vyznačují delším doletem náboje i zvýšenou účinností (blíží se 100 %). V této kategorii existuje velmi široký sortiment výrobků s dlouhou životností, které jsou vhodné pro široké spektrum aplikací. U některých není potřeba řešit ani nebezpečí, které s sebou ve výrobě přináší prašné prostředí (odstraňují prach).

K pasivní eliminaci náboje pomohou šňůry
Velmi širokou nabídku eliminátorů obou typů má společnost FRASER Anti-Static, kterou na našem trhu zastupuje EXIM – TECH. Pasivní eliminátory dodává firma v podobě kartáčů či šňůr z různých vláken. Kartáče mohou být z karbonového, ocelového či akrylového vlákna. Např. pro variabilní použití při manipulaci s papírem, v procese balení, štítkování a tisku je v nabídce typ 660 s ocelovým vláknem, které nepoškrábe povrch. Mezi efektivní metody pasivní eliminace náboje patří i šňůry (včetně měděných), které jsou dokonce v některých případech vhodnější alternativou než kartáč.
Aktivní eliminátory firma dodává s krátkým (do 150 mm) i dlouhým (do 1500 mm) dosahem. Ionizační bezkontaktní lišty s krátkým dosahem se vyznačují pevnou konstrukcí a dlouhou životností. V této kategorii existují i konstrukční varianty pro medicínské a potravinářské aplikace. Pro prostředí, kde by mohlo hrozit poškození kabelů, byly vyvinuty lišty s odnímatelným kabelem.
Pro balicí stroje, kde hrozí nalepování filmu na dopravníky, je vhodná vzduchová ionizační lišta 1250 AB s dlouhým dosahem. Při odvíjení plastových fólií z kotouče je možné instalovat lištu 3024L, která se vyznačuje vysokou účinností. Jedná se o kompaktní lištu s vestavěným VN napájením (až 11 kV) pro pracovní vzdálenost 100–500 mm.
Vedle uvedených eliminátorů existují i další antistatické odstraňovače náboje a prachu. Mezi ně patří především zařízení využívající pro svou činnost stlačený vzduch (ionizační pistole, dýzy či nože). Výhodou těchto zařízení je i možnost eliminace náboje na 3D předmětech. V elektrotechnickém, medicínském a farmaceutickém prostředí se lze setkat i s ionizačními ventilátory.

Před potiskem fólií pomůže koróna i plazma
Pro úpravu povrchového napětí fólií z polymerů, hliníkových fólií, ale někdy i některých typů papíru a kartonů před potiskováním, laminováním nebo povlakováním, se používá již řadu let klasická korónová úprava. Korónový výboj je vytvářen pomocí ionizace vzduchu mezi dvěma elektrodami. Na elektrody je přiváděno vysoké napětí, výboj proudu o vysoké frekvenci na fólii vytváří ve stejný okamžik světélkující záření. Tato úprava povrchu zvyšuje přilnavost mezi vrstvami při laminování i přilnavost povlaků a inkoustů k materiálu. Použitím korónové úpravy dochází ke zvýšení celkové kvality produktu i rychlosti výroby. Novější alternativou ke korónové úpravě je plazma. Plazmatická úprava využívá pro svou činnost řízenou atmosféru směsi plynů, nikoli vzduchu jako v případě koróny. Excelentní přilnavost přináší řadu dalších doprovodných výhod (není třeba nanášet primer, barva či lak mohou být nanášeny ve velmi tenké vrstvě, redukují se náklady, nedochází k poškození okrajů materiálu, systém je vhodný prakticky bez omezení tloušťky substrátu, dlouhodobá skladovatelnost apod.). Jak korónové, tak i plazmové systémy mají ve svém portfoliu např. společnosti Vetaphone A/S či SOFTAL Corona & Plasma GmbH. Podle různých technických prognóz se do budoucnosti potenciál plazmových technologií nebude soustřeďovat jen na tisk, ale především na tištěnou elektroniku, optoelektroniku a fotovoltaiku.

Náboj jako velké téma při balení elektrotechniky
Všeobecně známým faktem je, že na elektrostatický náboj je elektronika velmi citlivá. S rozvojem automatizace však rostou i objemy balení pro elektrotechnický průmysl, kde je nutné použití antistatických obalových materiálů. Mnozí výrobci a dodavatelé dodávají antistatické pěny, transparentní, zabarvené, metalizované i bublinkové fólie, etikety a další sortiment. Velmi zajímavým řešením jsou metalické sáčky Highshield s úpravou ESD, které u nás dodává společnost Rajapack. Sáčky Highshield disponují několika vrstvami, jako je vnitřní a vnější lak pro odvod náboje, polyesterový nosič, hliníková vrstva a polyetylenový nosič. Vytvářejí pravou Faradayovu klec, a tím spolehlivě ochrání vloženou elektroniku před statickým nábojem. Dokonalé stínicí sáčky chrání zboží také před vlhkostí a nečistotou.
I společnost PPO GROUP CZ balí velmi široký sortiment a mezi její zákazníky patří i elektrotechnický segment. Z hlediska fixací nabízí společnost materiály s antistatickou úpravou nejen z oblasti pěnových plastů, ale i textilií či pevných plastů (např. kartonplast z extrudovaného PP).
Společnost TART má ve své nabídce unikátní bariérovou fólii BUFO barrier. Bublinková fólie je vyrobena z nízkohustotního polyetylenu a skládá se z 10 mikrovrstev, přičemž střední speciální vrstva tvoří nanobariéru, která zabraňuje úniku vzduchu i při dlouhodobějším zatížení fólie. Využití tohoto materiálu je opravdu široké a kromě jiných sortimentů nachází uplatnění i při balení elektrotechnických produktů. Pro tyto účely existuje speciální mutace materiálu – BUFO antistatická.
Velice progresivním řešením pro balení (nejen elektroniky) je systém Korrvu (Sealed Air). Tento koncept využívá silnou, vysoce pružnou, neklouzavou fólii vlepenou v přířezovém rámu z vlnité lepenky. Systém poskytuje naprostou ochranu před rázy a vibracemi, jeho další výhodou je snadné skladování a manipulace. Díky transparentnosti fólie obal slouží nejen jako ochranný, ale může se u prodejce stát i efektní ukázkou obsahu.

Jana Žižková