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Antistatische Beutel und Folienschläuche
- Gefahr durch elektrostatischeEntladung vermeiden
Antistatische Beutel und Folienschläuche aus Polyethylen (PE) sind essentielle Produkte für dieHerstellung, Lagerung und den Transport von elektronischen Bauteilen. Diese speziellen,
ableitfähigen Verpackungsmaterialien dienen dazu, elektrostatische Entladungen (ESD, engl. für„electrostatic discharge“) und somit potentielle Schäden an elektronischen Komponenten zu
verhindern. Doch wie kommt es eigentlich zu derartigen elektrostatischen Aufladungen, welcheRisiken bringen sie mit sich und auf welche Weise können ableitfähige Umverpackungen Bauteile
davor schützen?

Die Gefahr durch elektrostatische Entladung (ESD)
Viele haben beim Stichwort Elektrostatik im ersten Moment wohl nicht die damit verbundenen
Gefahrenpotentiale vor Augen. Man denkt vielleicht eher an die allseits bekannten
Alltagsphänomene, etwa den „Schlag“, den man manchmal beim Berühren einer Türklinke bekommt,
die abstehenden Haare nach Ausziehen eines Kleidungsstücks aus Polyester oder das Anhaftenabgezogener Schutzfolien an der Haut. Während solche Fälle schlimmstenfalls als unangenehm
empfunden werden dürften, vermag der Schaden im Betrieb oder chemischen Labor völlig andere
Ausmaße anzunehmen. So kann in entsprechenden Umgebungen eine elektrostatische Entladung
mittels Funkenbildung sogar zu einem Explosionsfall oder Brand führen. Aber auch für den Menschen
unmerkliche Entladungen haben das Potential, empfindliche elektrische Komponenten nachhaltig zu
schädigen.

Das Prinzip der elektrostatischen Aufladung
Einer elektrostatischen Entladung geht die Ansammlung von elektrischer Ladung auf der Oberfläche
eines Materials voraus. Ursachen für die elektrostatische Aufladung sind vielfältig – vonsynthetischen Materialien bis hin zu Umwelteinflüssen.
Eine der häufigsten Ursachen ist die sogenannte Kontaktaufladung. Kommen zwei Materialien
miteinander in Kontakt, kann ein durch Reibung ausgelöster Elektronenübergang an ihrer
gemeinsamen Grenzfläche stattfinden. In der Folge entsteht auf einer der Oberflächen eine Schicht
negativer Ladung, auf der anderen wiederum verbleibt eine positive Überschussladung. Wird diesesUngleichgewicht der Ladungen bei anschließender Trennung der geladenen Oberflächen nicht wieder
restlos aufgehoben, verbleiben zwei Ladungen entgegengesetzter Polarität auf den beiden
Gegenständen, was auch als triboelektrischer Effekt bezeichnet wird. Durch häufiges Reiben derGegenstände aneinander läuft dieser Vorgang mehrfach hintereinander ab. Besonders zwischenisolierenden Stoffen, zu denen die meisten Kunststoffe zählen, können sich so große
Ladungsdifferenzen aufbauen, da die Reibungselektrizität nicht abfließen kann.

Dieser Prozess kann beispielsweise in der Kunststoffverarbeitung, bei der Herstellung vonVerpackungsmaterialien wie Kunststoff-Folien oder Beuteln oder bei der Handhabung vonelektronischen Bauteilen auftreten.

Gefahrenpotentiale im chemischen Labor
An dieser Stelle ist festzuhalten, dass sich dieses Phänomen nicht nur auf Feststoffe beschränkt,sondern an allen Grenzflächen zwischen festen und/oder flüssigen Phasen auftreten kann. So lassensich in manchen Fällen auch bei der Förderung von Flüssigkeiten in aufladbaren Schläuchen durch
Eigenreibung innerhalb des Mediums sowie durch dessen Reibung am Schlauchinnerenelektrostatische Aufladungen beobachten. Dies lässt sich durch den Einsatz elektrisch ableitfähiger,sogenannter antistatischer Schläuche, unterbinden.
Selbst in weniger kritischen Arbeitssituationen, etwa dem Befüllen von Laborbehältern wie Kanisternoder Fässern, kann dies zur ernsthaften Gefahr werden. Auch für solche Anwendungen stehen
antistatische Laborkanister und ableitfähige Ablasshähne zur Verfügung.
Elektrostatische Entladungen sind dazu im Stande, explosionsfähige Gemische aus Gasen, Dämpfen,Nebeln oder Stäuben zu entzünden. Zu ihrer Kategorisierung, ihrer Vermeidung und hinsichtlich zu
treffender Schutzmaßnahmen wurden in der EU eine Reihe von Vorschriften und Richtlinien
erarbeitet, die als ATEX-Leitlinien bekannt sind. Die Bezeichnung ATEX ist dabei ein Akronym für den
französischen Begriff „ATmosphères EXplosives“ und bezieht sich sowohl auf Produkte als auch auf
den Umgang mit ihnen im Betrieb.

Wie können Anlagen und elektronische Bauteile vor elektrischer Entladung undFunkenbildung geschützt werden?
Wie in vielen anderen Fällen gilt auch hier: Die beste Schutzmaßnahme ist, Gefahren gar nicht erst
entstehen zu lassen. Durch die Auswahl geeigneter und korrekt geerdeter Komponenten, welche dasAbleiten elektrostatischer Ladung ermöglichen, anstatt diese anzuhäufen, lässt sichReibungselektrizität adäquat vorbeugen.
Eine wichtige Kennzahl solcher Materialien ist ihre Leitfähigkeit, welche umgekehrt proportional zu
ihrem Widerstand ist. Besonders von Bedeutung ist der sogenannte spezifische
Oberflächenwiderstand, dem Maß, dem auf der Oberfläche eines Materials fließenden elektrischen
Strom zu widerstehen, sowie der spezifische Durchgangswiderstand. Je nach Höhe dieses
Widerstands bezeichnet man ein Material als isolierend, elektrisch ableitend oder leitfähig, wobeiäußerliche Faktoren wie Luftfeuchtigkeit und Temperatur einen Einfluss auf die elektrostatischen
Eigenschaften eines Materials haben können.
Isolatoren oder Nichtleiter wie beispielsweise Keramiken, Glas, Diamant oder die meisten Kunststoffe
weisen einen hohen Widerstand von mehr als 109 Ohm auf. Sie leiten Ladungen also nur schlecht abund sind deswegen zur Vermeidung von elektrostatischer Aufladung nicht geeignet. Ihr Gegenstückbilden leitfähige und ableitfähige Materialien. Als ableitfähig bezeichnet man Materialien mit einem
Oberflächenwiderstand zwischen 105 bis 109 Ohm, ab einem Widerstand kleiner als 105 Ohm gelten
Materialien als elektrisch leitfähig. Beide sind in der Lage, elektrische Ladungen abzuführen und somit
das Gefahrenpotential explosions- bzw. brandgefährdeter Stoffe zu reduzieren. Jedoch garantiert die
bloße Verwendung von Werkstoffen letzterer Klassen nicht automatisch die Vermeidung gefährlicher
elektrostatischer Entladungen! Erst durch die geeignete Erdung der jeweiligen Elemente ist man auf
der sicheren Seite.

Antistatische Beutel und Folienschläuche als ESD-Produkte
Suchen Anwender nach Materialien oder Gegenständen, die eine Prävention vor elektrostatischen
Entladungen bieten sollen, ist die Bezeichnung „antistatisch“ ein guter Orientierungspunkt. Sozeichnen sich etwa in der Verpackungsindustrie antistatische Beutel und antistatische Folienschläuche
durch bestimmte Merkmale aus, die sie von herkömmlichen Verpackungsmaterialien unterscheiden.
Wie „gewöhnliche“ Folien schützen Folienschläuche und Verpackungsbeutel Waren vor Nässe,Schmutz und anderen äußeren Einflüssen, bieten jedoch zusätzlich einen effektiven Schutz vor
elektrostatischen Entladungen.
Antistatische Beutel und Folienschläuche bestehen zumeist aus Massenkunststoffen wie Polyethylen(PE) oder Polypropylen (PP). Beide Werkstoffe sind gleichzeitig robust und flexibel, was ihre
Anwendung in den verschiedensten industriellen Anwendungen erlaubt. Allerdings gelten sie auch als
klassische Isolatoren – durch welchen „Kniff“ werden sie also zu ableitfähigen Produkten?

Von nichtleitend zu ableitfähig
Prinzipiell gibt es verschiedene Ansätze zur Herstellung ableitfähiger Antistatikverpackungen. Eine
Möglichkeit besteht darin, das Verpackungsmaterial mit einer leitfähigen Beschichtung zu versehen.
Diese kann auf verschiedene Weise aufgetragen werden, zum Beispiel durch Auftragen von leitfähigen
Lösungen und anschließender Trocknung. Auch lässt sich die Verpackung mit einer dünnen
metallisierten Schicht überziehen, was durch Aufdampfen des Metalls oder Aufbringen metallisierter
Folien gelingt. Die Beschichtung auf der Oberfläche des Materials bewirkt dann das Ableiten derelektrostatischen Ladungen.
Ein anderer Weg besteht darin, dem Basispolymer mittels Compoundieren leitfähige Additive wie
Ruß, Kohlefasern, metallische Partikel aus Kupfer und Aluminium oder leitfähige organische
Verbindungen zuzumischen. Durch Blasextrusion oder andere nachgelagerte Verarbeitungsschritte
erhält man dann Folien und Beutel mit entsprechenden elektrisch ableitenden Eigenschaften.
Die Wahl des geeigneten Verfahrens hängt von den spezifischen Anforderungen der Anwendung undden Materialeigenschaften ab. Um eine effektive Ableitung von elektrostatischen Ladungensicherzustellen, ist jedoch immer wichtig, dass die leitfähige Beschichtung homogen aufgebracht wirdbzw. die Füllstoffe im Polymer gleichmäßig verteilt sind.
Die Größe und Form von antistatischen Beuteln und Folienschläuchen können je nach den
Anforderungen der verpackten Produkte variieren. Es gibt sie in verschiedenen Ausführungen, vonkleinen Beuteln für mikroelektronische Bauteile, wie Platinen, Leiter, Grafikkarten oder
Speichersteine, bis hin zu großen Folienschläuchen für den Transport empfindlicher elektronischerGeräte.
Als Spezialist für ESD-Anwendungen in der Mikroelektronik führt Reichelt Chemietechnik neben
Standardfolien auch ESD-Folienbeutel sowie ESD-Folienschläuche zum Schutz elektrostatischgefährdeter Bauteile (EGB) im Sortiment. Sie sind aus einem modifizierten, permanent antistatischen
Polyethylen mit einem Oberflächenwiderstand von ca. 104 Ohm gefertigt, durchgängig leitfähig undverschweißbar. Aminfreie Folienschläuche und Folienbeutel sind transluzent und rosa eingefärbt. DieFarbe Rosa ist dabei für einen ESD-Grundschutz festgelegt. Antistatisches Verpackungsmaterial dieses
Farbtons reicht in vielen Fällen bereits aus, um elektrostatisch gefährdete Leiterplatten und anderenelektronischen Baugruppen zuverlässig zu verpacken.
Die Elektroleit-Verpackungsbeutel und die Elektroleit-Folienschläuche sind dagegen schwarz
eingefärbt, ihnen wurde zur Erhöhung der Leitfähigkeit Rußpartikel beigesetzt. ESD-Verpackungen mit
dieser Farbgebung bieten einen noch höheren Schutz gegen elektrostatische Entladungen. Fürbesonders empfindliche Waren sind sie das Mittel der Wahl.

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versiegelt werden.
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Pressestelle der Reichelt Chemietechnik GmbH & Co.