Leitfähige Bodenbeschichtungen schützen Mensch und Produkt

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 Elektrostatische Entladung – gefährlich und kostspielig

In vielen Produktionsbetrieben – insbesondere in der Elektronikfertigung – ist der Schutz vor elektrostatischen Entladungen ein wesentlicher Faktor des Personenschutzes und für fehlerfreie Endprodukte. Solch sensible Produktionsbereiche werden unter anderem mit einer leitfähigen Bodenbeschichtung ausgerüstet. Ihre Aufgabe besteht darin, elektrostatische Potentiale zuverlässig an die Erdung abzuleiten. Dafür müssen alle Komponenten perfekt aufeinander abgestimmt sein: Grundierung, Leitebene und Deckschicht. StoCretec bietet hier verschiedene Lösungen an, die sowohl den Explosions- als auch den ESD-Schutz sicherstellen.

Die Hindenburg – wer kennt sie nicht? Mit einer Länge von 245 Metern und einem Durchmesser von 41 Metern war sie das größte je erbaute Luftschiff. Ihr Gasinhalt: 200.000 Kubikmeter leicht entzündlicher Wasserstoff. Am 6. Mai 1937 ging die Hindenburg beim Landeanflug auf Lakehurst in Flammen auf. Die Ursache: Ein Funke als Folge elektrostatischer Entladung. Doch wie kommt es dazu? Statische Elektrizität ist eine elektrische Ladung in Ruhestellung. Sie entsteht meist durch Reibung und anschließende Trennung. Reibung verursacht Wärme, welche die Moleküle eines Materials in Bewegung versetzt. Bei der Trennung zweier Materialien findet ein Elektronenübergang zwischen diesen statt. Dies führt zu einem Unter- oder Überschuss an Elektronen (= Ladungen) und damit zu statischer Elektrizität. Je nachdem, ob Materialien Ladungen leicht oder nicht so leicht austauschen, spricht man von Leitern (z.B. Metalle, Kohlenstoff) oder Isolatoren (z.B. Plastik, Glas, Luft). Kommt ein elektrostatisch geladener Körper mit einem geerdeten Leiter in Kontakt, entlädt er sich – meist unter Funkenbildung.

Auswirkungen elektrostatischer Entladungen

Elektrostatische Entladungen können, wie das Beispiel Hindenburg zeigt, schlimme Folgen haben. Das bewusste Vermeiden elektrostatischer Aufladungen kann dies verhindern. Besonders Industrieunternehmen legen immer mehr Wert auf den Schutz vor elektrostatischen Entladungen. Unterschieden wird dabei zwischen dem Schutz von Elektronik (ESD-Schutz) und dem Explosionsschutz.

Der ESD-Schutz spielt vor allem in der Elektronikfertigung, aber auch in Reinräumen oder OP-Sälen eine sehr wichtige Rolle. Beispielsweise ziehen elektrostatische Potenziale kleine Partikel wie Stäube an. Im Reinraum können diese Stäube Verunreinigungen verursachen. Die Elektronikfertigung beklagt jedoch meist die höchsten finanziellen Einbußen. Sehr häufig führen elektrostatische Entladungen, sofern sie nicht kontrolliert werden, zu irreparablen Schäden an elektronisch sensiblen Bauteilen.

In Fabriken oder Lagern mit einer lösemittel- oder staubhaltigen Atmosphäre, wie etwa Lösungsmittel- und Düngemittellager, Munitionsfabriken oder Getreidemühlen, ist ein Explosionsschutz unabdingbar. Die bei elektrostatischer Entladung entstehenden Funken können sonst gefährliche Explosionen auslösen.

Leitfähiger Boden: Schutz mit System

Die Hersteller sensibler Bauteile verfügen im Regelfall über elektrostatisch geschützte Arbeitsplätze. Zu deren Ausstattung gehört neben ableitfähigen Stühlen, Tischen, Schuhen, Handgelenkerdungsbändern oder Ionisatoren ebenfalls eine leitfähige Fußbodenbeschichtung. Diese leitet den Großteil der durch Personen oder Transportgegenstände generierten elektrostatischen Potenziale zuverlässig an die Erdung ab. Alle Systemkomponenten müssen perfekt aufeinander abgestimmt sein, um zuverlässig und dauerhaft die Funktionsfähigkeit der Beschichtung sicherzustellen.

Die Grundierung: Als Haftvermittler zwischen Untergrund und Beschichtung verschließt sie außerdem die im Untergrund befindlichen Poren. Ist der Boden rau und uneben, sollte eine Ausgleichsspachtelung vorgenommen werden. Warum? Der Ableitwiderstand eines leitfähigen Beschichtungssystems resultiert zum Teil aus der Dicke der Deckschicht. Diese muss also gleichmäßig sein, um über die gesamte Fläche einen einheitlichen Widerstand zu erhalten.

Die Leitebene: Durch sie fließen die elektrostatischen Ladungen mit konstantem Widerstand zur Erde ab. Die Zwischenschicht besteht in der Regel aus einer ruß- oder graphitgefüllten wässrigen Epoxidharzdispersion. Ruß oder Graphit bewirken dabei eine gute elektrische Leitfähigkeit. Die Verbindung der Leitebene zur Erdung wird mit selbstklebenden Kupferbändern oder den stabileren Leitsets hergestellt. Diese Sets bestehen aus Dübeln, die fest mit dem Untergrund verbunden werden. Über einen Kabelschuh erfolgt die Kopplung zur Erdung.

Die Deckschicht: Je nach Einsatzbereich kommen Epoxid- oder Polyurethanharze zur Anwendung. Ihre Funktion ist der vertikale Ladungstransport zur Leitebene. Konventionelle Systeme erhalten ihre leitfähigen Eigenschaften durch die Zugabe von Kohlenstofffasern. Jedoch erfüllen diese nur die Anforderungen an den Explosionsschutz, nicht die ESD-Normen. Eine zusätzliche leitfähige Versiegelung ist notwendig, um auch den ESD-Schutz zu gewährleisten. Die moderneren volumenleitfähigen Deckbeschichtungen hingegen sind mit speziellen Leitfüllstoffen versehen. Sie garantieren sowohl den Explosions- als auch den ESD-Schutz ohne die Notwendigkeit einer zusätzlichen Versiegelung. Eine rutschhemmende Ausführung erhält man durch Zugabe leitfähiger Siliciumcarbide oder gecoateter Quarzsande.

Ein Blick in die Zukunft

Schutzsysteme, die heute noch funktionieren, reichen voraussichtlich in Zukunft nicht mehr aus. Die rasante Entwicklung der Mikroelektronik führt dazu, dass elektronische Bauteile immer kleiner werden. Dies bedeutet eine fortlaufende Reduzierung der mikroskopisch kleinen Abstände zwischen Isolatoren und Stromkreisen, was die Anfälligkeit gegenüber elektrostatischer Entladung verschärft. StoCretec hat sich dieser Herausforderung gestellt und arbeitet stetig an der Weiterentwicklung seiner Produkte, um auch in Zukunft die optimale Systemlösung bieten zu können.

Sicher und zuverlässig: ESD-Böden verhindern elektrostatische Entladungen. Die Oberfläche lässt sich entsprechend der jewei-ligen Anforderung in der geforderten Rutschhemmungsklasse ausführen. Fotos: StoCretec

Sicher und zuverlässig: ESD-Böden verhindern elektrostatische Entladungen. Die Oberfläche lässt sich entsprechend der jewei-ligen Anforderung in der geforderten Rutschhemmungsklasse ausführen. Fotos: StoCretec

Praktisch: StoCretec liefert das komplette Leitset in einer handlichen Box. Fotos: StoCretec

Praktisch: StoCretec liefert das komplette Leitset in einer handlichen Box. Fotos: StoCretec

www.stocretec.de

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