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Conoscenza della pulizia delle superfici / rimozione della polvere

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Fatti interessanti

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La particella
La particella, che si presenta in diverse forme e dimensioni, è un oggetto indesiderato che influisce negativamente sul processo di produzione. Il particolato si genera principalmente durante la produzione e il taglio del substrato. Intrappolata sulla superficie, si ritrova nella produzione finale, dove iniziano a verificarsi problemi imprevisti. In rapporto al peso, la particella ha una superficie molto grande. Ciò rende ancora più facile per la particella essere attratta dalla forza elettrostatica o essere catturata e trasportata nello strato limite sulla superficie del substrato.

Le particelle sciolte possono essere facilmente rimosse dalla superficie del substrato ancora in piedi con un sistema di pulizia senza contatto. Per rimuovere le particelle e le fibre leggermente attaccate è necessaria una forza aggiuntiva oltre al vuoto o all'aria pressurizzata, come spazzole ferme o rotanti. Se si considerano le particelle sulla superficie del substrato, che sono influenzate dalla forza elettrostatica o dall'alta velocità del nastro, che le intrappola nello strato limite, diventa necessaria una tecnologia di pulizia sofisticata per ottenere risultati efficienti in termini di tasso di rimozione.


Lo strato limite
Osserviamo da vicino la superficie del substrato a una velocità del nastro di 500 m/min. Lo strato limite cresce di spessore in modo esponenziale rispetto alla velocità del nastro. Anche le particelle che si trovano leggermente al di sopra della superficie del substrato e che quindi non sono in contatto con essa, vengono catturate da questo strato limite e trasportate attraverso il processo di produzione fino a quando si verifica un contatto meccanico e la particella viene strappata dallo strato limite per terminare bruscamente il suo percorso. Questo contatto può essere costituito da un rullo folle, da un filtro, da un rullo di stampa o da una piastra di stampa, oppure può rimanere sul prodotto finale. La dimensione di queste particelle è di enorme importanza, poiché le particelle più grandi di 30 micron sono quelle che creano più problemi e sono inoltre visibili a occhio nudo, il che è un fattore determinante per la qualità del prodotto finale.


Per rimuovere queste particelle dalla superficie del substrato è necessario rompere lo strato limite e neutralizzare le cariche elettrostatiche prima del processo di pulizia. Esistono diverse tecnologie oggi disponibili per raggiungere questo obiettivo. Per tutte è necessario rimuovere le particelle utilizzando un sistema di aspirazione e di filtraggio. Una lama d'aria può fare il suo lavoro per rompere lo strato limite, ma distribuisce anche le particelle nell'ambiente circostante, dove vengono nuovamente catturate dal substrato più avanti nella linea di produzione.
I sistemi di rimozione della polvere, che lavorano con una fessura geometricamente semplice in un tubo a vuoto, sono molto inefficienti non appena si raggiungono velocità del nastro più elevate. Questa piccola forza del vuoto non è in grado di rompere lo strato limite. Solo un ugello aerodinamico, montato in prossimità della superficie del substrato sopra un rullo di supporto, può generare un flusso d'aria ad alta velocità abbastanza potente da rompere efficacemente lo strato limite anche alle velocità più elevate del nastro. Allo stesso tempo, è necessario garantire che questo flusso d'aria abbia un volume sufficiente per rimuovere tutte le particelle, compreso il volume d'aria che arriva con il substrato a causa dello strato limite.


Carica elettrostatica
In molti casi la carica elettrostatica sul substrato è il fattore principale che aumenta la contaminazione e le difficoltà di rimozione. È noto che i materiali isolanti come la carta, la pellicola o il foglio generano cariche statiche per attrito. Queste cariche fanno sì che le particelle già presenti sulla superficie del substrato vi si attacchino ancora meglio e che vengano raccolte altre particelle provenienti dall'ambiente circostante.


Più piccolo è lo spazio tra la particella e la superficie del substrato, maggiore è la forza del campo elettrostatico che trattiene la particella. Per questo motivo, prima del processo di pulizia è necessario installare un sistema di controllo statico che garantisca la neutralizzazione della superficie del substrato e quindi una rimozione efficace di tutte le particelle.

Tecnologia di pulizia
L'obiettivo finale della procedura di pulizia è quello di rimuovere tutte le particelle prima del processo di produzione sensibile alla contaminazione. I requisiti possono variare da particelle di dimensioni superiori a 50 micron per le applicazioni di stampa e imballaggio a particelle di dimensioni inferiori a 2 micron per le applicazioni di film, pellicole o camere bianche. Purtroppo non è economico sviluppare un sistema che soddisfi tutti i requisiti. Uno stampatore di etichette non investirà in un sistema di pulizia senza contatto, in grado di pulire fino a 2 micron di dimensione delle particelle. Il ritorno dell'investimento non è giustificato rispetto al costo/necessità di questa tecnologia sofisticata.

Conclusioni
Il mercato odierno offre una varietà di sistemi di pulizia che utilizzano tecnologie e approcci risolutivi diversi. Ogni sistema presenta vantaggi e svantaggi. Per questo motivo è necessario chiarire i seguenti punti prima di investire in un sistema di pulizia delle superfici/rimozione della polvere:

Quali sono le dimensioni delle particelle da rimuovere?

Che tipo di strato limite esiste durante il processo?

La carica elettrostatica ha una grande influenza sull'applicazione?

Quale problema deve essere risolto con la pulizia del substrato?

Quale budget esiste?

Seguendo questi criteri, si può iniziare la ricerca di un sistema di pulizia delle superfici. L'obiettivo viene raggiunto quando l'investimento ha un breve tempo di ammortamento grazie ai risparmi ottenuti dal suo utilizzo nel processo produttivo e allo stesso tempo il sistema di pulizia è sufficientemente efficiente per risolvere il problema.

I nostri ingegneri sono pronti ad assistervi nella ricerca della soluzione migliore.