Wie statische Elektrizität entsteht …

Abbild Düsenausfertigung

Bild 2: Düsenausfertigung (Quelle: SMC)

Statische Elektrizität entsteht immer dann, wenn Objekte in Kontakt kommen oder voneinander getrennt werden. Der Grund sind wandernde Elektronen an den Kontaktflächen. In welchem Umfang das geschieht und welche Richtung die Elektronen dabei einschlagen, hängt von der Austrittsarbeit sowie den materialspezifischen Eigenschaften ab. Darüber gibt die triboelektrische Reihe (siehe Kasten) Auskunft. Je größer der Abstand zwischen den gelisteten Materialien, desto höher ist das Potenzial der Materialpaarungen, statische Elektrizität auszubilden. Trennt man Objekte mit Potenzialdifferenz, entsteht durch den Überschuss oder Mangel an Elektronen auf beiden Seiten die statische Elektrizität. Dabei können nicht nur feste oder sichtbare Objekte aufgeladen werden. Auch Luft oder Dampf kann den Effekt auslösen.

… und wie man sie in den Griff bekommt

Aufgrund dieser materialspezifischen Eigenschaften lässt sich statische Elektrizität nicht verhindern. Der Fokus in der industriellen Praxis liegt vielmehr darauf, sie wirksam zu kontrollieren oder zu beseitigen. Am einfachsten gelingt das bei der Entladung elektrischer Leiter. Werden die an ein Erdungskabel angeschlossen, ist die Gefahr gebannt – eine kostengünstige und einfache Maßnahme. Sie funktioniert allerdings nicht bei Isolatoren. Denen kann man leitfähiges Material wie Kohlenstoff oder Metallpartikel zusetzen, sodass sie ebenfalls elektrisch leitfähig werden und sich durch Erdung schützen lassen. Ein solcher Eingriff in die Komponentenzusammensetzung ist allerdings längst nicht bei allen Produkten möglich. Dann rückt eine weitere Alternative ins Blickfeld: die Anhebung der relativen Luftfeuchte.
Hohe Luftfeuchten verhindern die elektrostatische Aufladung. Leider stehen dieser recht einfach umzusetzenden Maßnahme handfeste Nachteile gegenüber: So können hohe Luftfeuchten zur Korrosion oder Schäden an den Anlagen führen. Auch unter hygienischen Gesichtspunkten sind
hohe Luftfeuchten eher mit Risiken verbunden. Gleichzeitig ist es technisch aufwendig und schwierig, die Luftfeuchte in einer größeren Umgebung konstant zu halten. Eine kontrollierte Entladung statischer Elektrizität ist daher kaum möglich.
In fast allen Fällen lassen sich Ionisierer einsetzen. Bei ihnen wird durch das Anlegen einer Hochspannung an eine Metallspitze die Koronaentladung erzeugt. Aus den Molekülen in der Luft entstehen dabei positive Ionen, die neutralisiert werden, wenn sie sich einem negativ geladenen Objekt nähen. Nach dieser Methode lassen sich elektrostatische Entladungen für beliebige Objekte präzise durchführen. Gleichgültig, ob es sich dabei um elektrische Leiter oder Isolatoren handelt.

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