Úvod

Zpracovatelé vědí, že jen čistý pás je pás produktivní. Odstraněním kontaminace, která vzniká provozem vysokorychlostních pásů, mohou systémy čistění povrchu pásu významně zvýšit produktivitu, snížit prostoje potřebné k údržbě a zmetkovitost. 

Výhod čistění povrchu pásu je široce využíváno od produktů z oblasti automotive, k solárním panelům, balení potravin, farmaceutických a medicínských produktů a jinde. Nicméně neexistuje jediné řešení, které by fungovalo pro všechny výrobce stejně. Zpracovatelské linky pracují s různými materiály, při různých rychlostech a tahových silách. Druhy a stupně kontaminace se taktéž liší, stejně tak jako důvody pro samotné čistění povrchů pásů. Jedná se tedy principiálně o požadavek zákazníků? Či je to problém údržby? Vezmeme-li v úvahu, že systém čištění povrchu pásu musí vhodně  zapadnout do již existující linky, jak to ovlivní jeho výběr?

Všechny výše zmíněné a další faktory zcela jistě ovlivní konečný výběr. Abychom dokázali seřadit faktory od nejdůležitějšího po ty méně důležité, je třeba nejdříve pochopit základy kontaminace pásu – proč vzniká a jak si s ní poradit.

Existují dva hlavní důvody, proč pás přitahuje různé druhy kontaminace ve formě prachu a jiných částic: mezní vrstva vzduchu vznikající pohybem jakéhokoliv pásu a generování statického náboje. Efektivní systém čištění povrchu pásu musí zvládnout odstranit obě příčiny.

Statická elektřina může být generována třením nebo oddělením dvou objektů od sebe. Vzniká tak elektrický náboj na povrchu materiálu, který přitahuje nežádoucí částice. Mezní vrstva vzniká pohybem okolního vzduchu, který pás svým pohybem rozhýbává. Tímto pohybem vzduchu se částice dostávají na substrát, buď jsou uvězněny pod vrstvou vzduchu (tedy na povrchu pásu) nebo zůstanou ve vrstvě vzduchu. Čím pomaleji se pás pohybuje, tím tenčí je vrstva mezního vzduchu. Pokud se pás zrychluje, tak i vrstva mezního vzduchu nabývá na tloušťce.

Kontaktní nebo bezkontaktní čištění?

Existují dva základní způsoby/technologie čištění pásu, pro narušení mezní vrstvy vzduchu – kontaktní a bezkontaktní. Který z nich se hodí pro jakou výrobní linku závisí na zpracovávaném materiálu, aplikaci, flexibilitě a samozřejmě pořizovacích nákladech.

Kontaktní systémy čistění povrchu pásu obvykle zastupují jeden z dvou přístupů: vakuová (vysávací) technologie nebo lepivé válce. Existují ale i druhy vakuových systémů. Například, jeden používá komponent čistícího potrubí s nízkým třecím odporem – vyleštěnou ocelovou čelní desku. Díky ní se podaří „rozbít“ mezní vrstvu vzduchu, a tak uvolnit  kontaminaci, která je následně odsána pryč.

Ostatní kontaktní vakuové  systémy používají kartáče, které uvolňují nečistoty před samotným odsátím. Tento přístup je efektivnější, pokud je třeba odstranit velké částice. V případech, kdy je třeba odstranit jemnější částice z citlivějších materiálů, může tento postup být příliš drsný. A to i přesto, že některé systémy mají zatahovací kartáče, které zabraňují oděru. Navíc odstraňování částic z kartáčů zvyšuje možnost opětovné kontaminace. Kartáčové systémy také mají vyšší pořizovací cenu.

Systémy s lepivými válci z pravidla používají dva elastomerní válce. Tyto válce jsou v kontaktu s pásem v celé jeho šíři, narušují tak mezní vrstvu vzduchu a sbírají nežádoucí částice z povrchu pásu. Částice se následně přesunou z prvního válce na druhý válec s vysoce lepivým povrchem. Tento druhý válec na sebe nalepí kontaminace z prvního válce, a tím zabrání opětovné kontaminaci pásu. Systémy s lepivými válci jsou ideální na odstraňování drobných částic (do 0,5 mikronu), nicméně nejsou určeny pro aplikace kde dochází k velké kontaminaci, jelikož by se lepivé válce velmi rychle znečistily. Z tohoto důvodu je třeba častější kontrola systému obsluhou, než je tomu u jiných systémů. Dalším limitem těchto systémů je rychlost stroje - standardně jsou limitovány do rychlosti pásu 250 metrů za minutu, což může být u některých aplikací problém.

Pokud si vybíráte mezi bezkontaktními systémy, jsou tu dva možné přístupy. Buď vzduchové systémy s odsáváním nebo systémy pracující v mezní vrstvě. Vzduchové systémy s odsáváním používají vzduchových nožů z obou stran pásu, aby odstranily jak mezní vrstvu, tak i kontaminanty z povrchu pásu. Přítomnost odsavačů vzduchu zajistí zachycení a odstranění kontaminantů. Jedná se o velmi účinný způsob čištění povrchu pásu. Navíc jsou tyto systémy kompaktní, a tudíž i jejich integrace do výrobní linky poměrně jednoduchá.

Systémy pracující v mezní vrstvě jsou relativně novým vynálezem. Vysokorychlostní, bezkontaktní válce rotují ve vzdálenosti mezi 0,5 a 1 mm od povrchu pásu proti směru běhu pásu. Konstrukce válce je navržena tak, že válec vytváří svou vlastní vysokorychlostní mezní vrstvu vzduchu, která je silnější než mezní vrstva vzduchu běžícího pásu, a tím ji narušuje. Tímto velmi účinným způsobem se daří zachytit i ty nejmenší částice. Válce tak vytvářejí na pásu oblast s podtlakem a vysokou rychlostí vzduchu, ze které se díky právě kombinaci těchto faktorů částice dostanou do vakuové odsávací komory.

Řízení statického náboje

Aby byla zajištěna čistota pásu, je třeba, aby byl systém čistění povrchu pásu vybaven efektivním systémem pro eliminaci statického náboje. Statický náboj je totiž mnoha případech důvodem kontaminace pásů.

Statický náboj se objevuje zejména při separaci (odvíjení pásu) nebo při tření (pás pohybující se ve styku  nevodivých válců). Statika se zpravidla objevuje při zpracovávání plastových pásů. Pokud nedojde k její neutralizaci, tak dochází k přitahování nežádoucích částic ze vzduchu na povrchu pásu. Statický náboj může být buď kladný nebo záporný, papír bývá nabitý kladně, kdežto plastový film záporně.

Aktivní řízení statického náboje je nejúčinnější druhem eliminace statického náboje. Tato technologie využívá ionizace. Napětí je vedeno do řady emisních hrotů na ionizační tyči. Emisní hroty vytvářejí „oblak“ plný kladných a záporných iontů. Jakýkoliv povrch, který se projde tímto oblakem iontů, je velmi rychle zneutralizován. 

Závěr

Na počátku jsme zmínili, že díky současnému pokroku bude v blízké budoucnosti velká poptávka po zpracovávání nejrůznějších materiálů v celé řadě aplikací. Zpracovatelé musí být schopní dodržet nejrůznější požadavky zákazníků a stále mít z výroby zisk. Instalací systému čištění povrchu pásu se zvýší produktivita a výrobky budou mít požadovanou vysokou kvalitu. Výběr správného systému čištění povrchu pásu vyžaduje vzít v úvahu více faktorů – od zanalyzování zdroje kontaminace až po pochopení, jak se budou zákazníkovy požadavky nejspíše vyvíjet do budoucna. Teprve pak se můžete rozhodnout pro správný systém, který bude plně odpovídat vaším požadavkům a potřebám.