Témata
Reklama

Antistatické licí podlahoviny a zajištění svodového odporu

S rozvojem mnoha nových výrobních odvětví vznikly požadavky na tvorbu specializovaných povrchových úprav, které by zajišťovaly odstraňování elektrostatických nábojů z pracovního, resp. výrobního prostoru. Zejména v průmyslových oborech, které zapracovávají do svých výrobků výkonné, ale současně i citlivé elektronické součástky, je požadováno účinné odstínění nebo odvedení elektrostatických nábojů, tvořících se v umělých vnitřních atmosférách často ve značných kvantech.

Nejčastějším řešením této v úvodu nastíněné problematiky je zhotovení podlahy, která je kromě základních funkcí (bezprašnost, otěruvzdornost, barevná stálost, odolnost k běžným čisticím prostředkům apod.) schopna odvádět elektrostatický náboj.
Do vnitřních prostor se na vrchní povlaky nejčastěji používají dvousložkové epoxidové pryskyřice. Jako tvrdidel se používají i netěkavá rozpouštědla, která jednak umožní natužené směsi dostatečnou tekutost a která zároveň chemickými reakcemi pryskyřici zesíťují. Takové přípravky se označují jako licí podlahoviny s doplňujícím rozlišením, zda jde o elektrovodivé, elektrostaticky vodivé nebo antistatické podlahoviny. Licí podlahoviny jsou navrhovány jako samonivelační tekuté směsi, které po rozlití a rozhrnutí na podlahu snadno vytvoří rovnoměrnou a hladkou vrstvu s vysokými užitnými vlastnostmi.
Reklama
Reklama
Reklama

Skladba litých podlahovin pro odvádění elektrostatického náboje

Nejčastější skladba licí podlahoviny, která slouží k odvádění elektrostatických nábojů, se skládá z několika vrstev - nejčastěji ze čtyř až pěti, z nichž každá má svou vlastní funkci. První vrstvou bývá penetrace betonového podkladu, která zajišťuje zpevnění vrchních vrstev podkladového betonu a slouží i jako adhezní můstek pro další vrstvy. V případě kvalitního a soudržného betonu a v případech, kdy beton bude namáhán jen málo, např. chůzí osob, se penetrace může vynechat. Druhou vrstvou bývá vyrovnávací stěrka, kterou se podkladový beton vyrovná do plochy s požadovaným stupněm rovinnosti. Touto operací se zejména šetří spotřeba drahých materiálů, aplikovaných v dalších etapách. Třetí vrstvou je elektrovodivá vrstva s nízkým svodovým odporem, obvykle se nanáší na plochu štětcem nebo válečkem. Je to nejčastěji opět dvousložková, převážně epoxidová nátěrová hmota, vysoce pigmentovaná elektrovodivým pigmentem, sazemi nebo grafitem. Proto bývá třetí vrstva dobře odlišena od ostatních, neboť má sytě tmavý, černý odstín. Čtvrtá vrstva se obvykle na třetí vrstvu lepí a jsou to nejčastěji měděné tenké pásky, které se elektricky propojují s uzemňovací soustavou objektu. Poslední, pátou a vrchní vrstvou jsou samonivelační licí podlahoviny. Z důvodu zajištění různých barevných odstínů dle požadavků odběratelů nemohou být tyto hmoty plněny sazemi nebo grafitem. K zajištění požadovaného stupně elektrické vodivosti licích podlahovin jsou převážně používána elektrovodivá vlákna, nejčastěji uhlíková o různé délce v řádu jednotek milimetrů a různém průměru v řádu jednotek až desítek mikrometrů.

Licí podlahoviny s požadovanými elektrickými vlastnostmi

Nabídka licích podlahovin s prezentovanými elektrickými vlastnostmi je dostatečná a lze si vybírat z mnoha hotových kompozic. Častým požadavkem uživatelů na licí podlahoviny je, aby jejich svodový odpor měl hodnotu v požadovaném rozmezí 5x 104 až 106 Ω. Tímto rozpětím jsou dle ČSN 34 1382 definovány elektrostaticky vodivé a částečně i antistatické materiály: 5x 104 Ω ≤ Rsvodový ≤ 106 Ω. Podíváme-li se podrobněji na skladbu licích podlahovin, zjistíme, že jejich výsledný svodový odpor je dán součtem mnoha odporů řazených sériově i paralelně.
Měřením lze zjistit, že výsledný svodový odpor vykazuje celou řadu funkčních závislostí. Svodový odpor podlahoviny je závislý na tlaku, který je na podlahovinu vyvíjen. Tato závislost vykazuje další vnořenou závislost, kterou je stupeň vytvrzení, resp. stupeň vyzrálosti pryskyřičné kompozice. Je proto jasné, že s dobou zrání licí podlahoviny se tyto závislosti mění - vykazují nelineární charakter s různou mírou hystereze.
Svodový odpor licích podlahovin vykazuje závislost na velikosti zkušebního napětí, druhu zkušebního napětí a současně značnou závislost na teplotě. Proto je normativně stanoveno použití stejnosměrného zkušebního napětí o takové velikosti, aby materiál v době měření byl tepelně namáhán ne více, než je ekvivalent rovnající se ztrátovému výkonu na měřeném vzorku do max. hodnoty 3 W. Nedodržení tohoto pokynu může vést až k destrukci vzorku.
Svodový odpor licí podlahoviny je dále úměrný podílu elektrovodivých vláken, rozptýlených ve hmotě pryskyřice. Elektrovodivá uhlíková vlákna rozptýlená v pryskyřici vykazují různé délky od zlomků vzniklých drcením vláken - desetiny milimetru až po jednotky milimetru -, nejčastěji 1 až 4 mm. Různá délka vláken přispívá různou měrou k celkovému svodovému odporu. Příspěvek délky vlákna k hodnotě svodového odporu je nepřímo úměrný, tj. čím delší vlákno, tím nižší svodový odpor.
Zásadní vliv na velikost svodového odporu.má orientace vláken ve ztuhlé pryskyřici. Vodorovná orientace vláken bude mít největší vliv na zvýšení svodového odporu, nakloněná menší vliv a kolmá orientace vláken bude mít vliv nejmenší. Orientace vláken v pryskyřici se dá do určité míry ovlivnit způsobem zpracování licí směsi. Proto se na závěr provádí tzv. odvzdušňování licí podlahoviny plastovými rotačními ježky. Touto operací je tekutá pryskyřice přetvářena mnohonásobným mechanickým kombinovaným působením zasunutí/vysunutí plastového trnu, čímž dochází k odvzdušňování pryskyřice a k reorientaci uhlíkových vláken v tekuté pryskyřici.
Dalším parametrem, který bude ovlivňovat celkovou hodnotu svodového odporu licí podlahoviny, je smáčivost elektrovodivých vláken vůči pryskyřici. Bude-li smáčivost vysoká, bude sice zajištěna vysoká pevnost spojení vlákna s pryskyřicí, ale může se to výrazně projevit na zvýšení svodového odporu. Svodový odpor je zároveň ovlivněn měrnou spotřebou licí podlahoviny, vyjadřované v jednotkách kg.m-2, a to tím více, čím větší je poměr mezi tloušťkou vrchní vrstvy a délkou vodivých vláken. Jen zhruba lze tvrdit, že čím nižší je měrná spotřeba a tedy i tloušťka vrstvy licí podlahoviny, tím nižší je svodový odpor a naopak. Proto každý výrobce předepisuje měrnou spotřebu s povolenou tolerancí.

Příklad z praxe

Z uvedeného je zřejmé, že není snadné vyrobit licí podlahovinu, která by zajišťovala hodnoty svodového odporu v užším rozmezí. V praxi tak dochází i k případům, kdy nedodržení požadovaných hodnot svodového odporu u zhotovené licí podlahoviny má za následek nepřevzetí stavebního díla.
Aplikační firma za účelem zhotovení zakázky objednala licí podlahovinu s výslovným uvedením svodového odporu v rozmezí 5x 104 až 106 Ω. Před vlastní akcí provedla zhotovení zkušebního vzorku. Po proměření svodového odporu za účasti dodavatele byla objednána licí podlahovina (asi 5000 kg, což po zpracování odpovídalo přibližně 4200 m2 hotové antistatické podlahy). Při měření svodového odporu hotové vytvrzené podlahoviny bylo zjištěno, že požadovaný parametr svodového odporu v rozmezí 5x 104 až 106 Ω nebyl dosažen a stavební dílo nebylo převzato. Nastala zvláštní situace tím, že svodový odpor zhotovené podlahoviny nebyl vyšší, ale naopak byl výrazně nižší než požadovaný. Z tohoto pohledu byl stav pro uživatele velmi příznivý, protože podlaha s nižším svodovým odporem bude lépe odvádět elektrostatický náboj a chránit tak citlivou elektroniku při montáži před poškozením. Proč tedy nebyla kvalitní antistatická podlahovina převzata? Důvodem je, že bezpečnost provozu je posuzována komplexně. Bylo konstatováno, že příliš nízký svodový odpor podlahoviny znamená zároveň i její nízký izolační odpor, čímž zhotovená podlahovina nesplnila všechna předepsaná kritéria. Při ochraně lidského zdraví je nutné dodržovat principy ochrany před nebezpečnými účinky elektrického proudu. V tomto duchu byla vystavena zpráva o revizi elektrického zařízení - lité podlahoviny, ve které bylo konstatováno, že izolační odpor měřené podlahoviny nevyhovuje čl. 612.5 ČSN 33 2000-4-41 a čl. 413.3 ČSN 33 2000-4-41, čímž zmíněnou podlahovinu nelze považovat za nevodivé prostředí. Po důkladném a pečlivém zkoumání laboratorních vzorků zhotovených ze shodného materiálu se dospělo k jednoznačnému závěru, že licí podlahovina byla koncipována jako příliš vodivá, tzn. že po jejím vytvrzení nebylo dosaženo fyzikální charakteristiky "elektrostaticky vodivá", ale jiné fyzikální charakteristiky "elektricky vodivá" se svodovým odporem výrazně nižším, než je spodní hranice pro elektrostaticky vodivé materiály 5x 104 Ω.
Ing. Lubomír Mindoš
Všechny obrázky, tabulky a grafy naleznete v tištěné podobě časopisu.
Reklama
Vydání #4
Kód článku: 50420
Datum: 13. 04. 2005
Rubrika: Odborná příloha / Povrchové úpravy
Autor:
Firmy
Související články
Perfektní povrchová úprava

Ten, kdo vytváří povlaky, může dosáhnout bezvadných výsledků pouze důkladnou předpřípravou povlakovaného povrchu. Také za tímto účelem investovala firma Bot Oberflächentechnik z Kulmbachu do nového zařízení – a dosáhla tak nakonec fascinujících výsledků.

Vakuové odpařování - technologie budoucnosti

Vakuové odpařování je v České republice poměrně málo používaná technologie. Má však velký potenciál pro budoucí rozšíření. Tato technologie nachází využití v povrchových úpravách, chemickém, strojírenském, potravinářském a farmaceutickém průmyslu. Firma Kovofiniš je jednou z prvních českých firem, která nabízí vlastní vakuové odparky.

Komplexní způsob kontroly procesu odmaštění

Článek pojednává o možnostech komplexní kontroly procesu odmaštění v průmyslových aplikacích, tj. především o možnostech kontroly stavu povrchu výrobků před procesem odmaštění a po něm a o kontrole stavu odmašťovacích kapalin pomocí UV-VIS spektroskopie.

Související články
Předúprava oceli nízkoteplotním plazmatem pro zvýšení pevnosti lepeného spoje

V příspěvku jsou shrnuty výsledky výzkumu vlivu plazmochemické předúpravy vzorků oceli DC01 na výslednou pevnost lepeného spoje. Pro předúpravu povrchu vzorků oceli byla použita RF štěrbinová tryska generující plazma. Jako pracovní plyn byl použit argon a argon v kombinacích s dusíkem nebo kyslíkem. Vliv plazmové předúpravy na povrch oceli byl vyhodnocen pomocí měření kontaktních úhlů a výpočtu volné povrchové energie. Po slepení vzorků oceli pomocí běžně užívaného lepidla Weicon Flex 310M HT200 byly testovány výsledné vlastnosti lepeného spoje pomocí standardních mechanických odtrhových testů podle ČSN EN 1465.

Reklama
Reklama
Reklama
Reklama
Související články
Kompozitní povlaky jako možná náhrada za povlaky na bázi CrIV

Tento příspěvek se týká oblasti povrchových úprav, zejména elektrolyticky vyloučených kovových povlaků, a to způsobu vytvoření kompozitní povrchové úpravy na bázi niklu s vysokou odolností proti opotřebení. Výsledkem provedeného výzkumu je technologický postup závěsového pokovení pro nový kompozitní povlak NiP-XLS, který by mohl nahradit povlaky na bázi CrIV.

Zvýšení výkonu u tribo stříkání

Stříkání práškových barev systémem tribo je založeno na fyzikálních principech, které do značné míry určují výsledné parametry stříkacího zařízení. Výrobce stříkacích pistolí je postaven před úkol navrhnout optimální konstrukci, která bude poskytovat nejlepší možný výstup, jakým je dostatečně nabitý prášek, který vystupuje v požadovaném množství a s použitelnou rychlostí z ústí nabíjecí trubice. Jak název napovídá, nabíjení prášku tribo je založeno na principu tření.

Stříkání a lakování - trendy jsou nepochybné

Nutnost zvyšovat technicko-ekonomickou úroveň firmy je na denním pořádku. Inovace zvyšují podnikovou konkurenceschopnost, kterou lze spatřovat zejména ve flexibilitě, tvorbě přidané hodnoty, efektivnosti a kvalitě. Také v oboru povrchových úprav je trendem automatizace a robotizace.

Ako zvýšiť kvalitu povrchových úprav

Dokonale čistý a odmastený povrch dielov je základnou črtou pre všetky povrchové úpravy, ktorý má veľký vplyv na výslednú kvalitu produktu. Predovšetkým rôzne spôsoby nanášania kovov si vyžadujú starostlivú prípravu povrchu, aby sa zabránilo vzniku škvŕn, ktoré vznikajú v dôsledku povrchovej kontaminácie počas tvárnenia kovov.

Šetrné a účinné čištění těžko dostupných míst

Klasické postupy čištění ve vodě se dostávají na hranice svých možností, když jde například o kapilární struktury nebo komplexní geometrie. Za takové situace se nově na scénu dostávají tzv. CNP technologie (Cyclic Nucleation Process). Tato technologie pracuje na principu cyklické nukleace (tvorby krystalových zárodků z přesycených roztoků).

Kompaktní řešení Zapoj a spusť

Surffinisher je inovační metoda inline omílání vysoce kvalitních, geometricky složitých součástí během výrobního cyklu , která otevírá nové možnosti pro automatizované, vysoce přesné obrábění definovaných ploch jednotlivých součástí. Kompaktní omílací systém Zapoj a spusť lze snadno integrovat do výrobních linek.

Vývoj epoxidových barev na konstrukce

Trendem dnešní doby je snižování nákladů na nátěrové systémy na konstrukce. Tyto systémy jsou ve většině případů složeny ze základní nátěrové hmoty (NH) epoxidového typu a vrchního polyuretanového emailu. V rámci úspory nákladů byla vyvinuta NH, která plní funkci obou těchto nátěrových hmot, to znamená, že má antikorozní vlastnosti, splňuje funkci vrchní NH a je možné ji aplikovat pouze v jedné vrstvě.

Jak zefektivnit proces stříkání práškovými barvami?

Jak již název článku uvádí, bude se v něm pojednávat o aplikaci práškových barev. Konkrétně se jedná o méně známou a využívanou možnost automatizace a mechanizace stříkání, kterou jsou postřikové stěny.

Čištění energetických zařízení

Vnitřní povrchy otopných a chladicích systémů jsou během svého provozu postupně pokrývány, vlivem chemických a fyzikálně chemických reakcí, pevnými úsadami nečistot, minerálů a korozních produktů. Vzniklé látky jsou tepelným izolantem a brání přestupu tepla. To má za následek omezení účinnosti systémů, zvýšení energetických a tlakových ztrát ale i omezení možnosti regulace a celkově snížení účinnosti těchto systémů.

Plazmová předúprava povrchu - povrchová energie versus adheze

V oblasti úprav povrchů materiálů je obecně přijímáno, že povrchová energie je jedno z rozhodujících kritérií pro adhezi nátěrových hmot, barev, lepidel nebo speciálních povlaků. Čím vyšší je povrchová energie, tím lepší by měla být přilnavost. Na základě získaných výsledků z oblasti předúpravy povrchu plazmatem nebo ionizací však nebyla prokázána přímá korelace mezi volnou povrchovou energií materiálů povrchově upravených různými technologiemi a výslednou adhezí nátěrové hmoty nebo lepidla.

Reklama
Předplatné MM

Dostáváte vydání MM Průmyslového spektra občasně zdarma na základě vaší registrace? Nejste ještě členem naší velké strojařské rodiny? Změňte to a staňte se naším stálým čtenářem. 

Proč jsme nejlepší?

  • Autoři článků jsou špičkoví praktici a akademici 
  • Vysoký podíl redakčního obsahu
  • Úzká provázanost printového a on-line obsahu ve špičkové platformě

a mnoho dalších benefitů.

... již 25 let zkušeností s odbornou novinařinou

      Předplatit