A contaminação de superfícies por partículas é um grande fator de risco para a qualidade do produto final. Apesar dos esforços para se obter o melhor acabamento das peças, por exemplo mantendo o ambiente limpo, sempre restam partículas em suspensão, que são atraídas para a superfície das peças, podendo resultar na rejeição do produto.

O conhecimento básico sobre adesão de partículas é muito importante para descobrir a melhor maneira de se garantir a qualidade de um produto. O termo adesão se refere a partículas presas a superfície. A adesão partícula-partícula é chamada aglomeração. As aglomerações são encontradas mais freqüentemente do que as partículas individuais.

As partículas criadas mecanicamente pelo processo de abrasão costumam ser muito grandes, maiores do que 01 mícron de diâmetro. As partículas geradas por reações químicas e processo de combustão, por sua vez, são geralmente muito pequenas, menores que 0,5 mícron de diâmetro.

É difícil descrever como ocorre a adesão de partículas porque a força de adesão é uma somatória de variações e combinações das forças físicas e químicas e também das propriedades mecânicas das matérias. Além disso, as teorias sobre o assunto ainda estão em evolução, devido às dificuldades para se produzir aparelhos de medição de força adesiva de partículas muito pequenas.

A força eletrostática não somente faz o trabalho importante na interfase de adesão entre a partícula e a superfície, como também tem grande influência nos movimentos das partículas em suspensão neutras ou carregadas de carga eletrostática.

A polarização das partículas não carregadas em suspensão ocorre quando as partículas entram na área de influência do campo elétrico produzido pela superfície carregada de carga eletrostática.

Na figura 2, quando as partículas entram no campo elétrico, ficam induzidas em dois pólos e são atraídas pela superfície carregada (eletrizada), que tem intensidade mais alta do que o campo elétrico.

As partículas carregadas (eletrizadas) em suspensão recebem a força que puxa ou repele para fora da superfície carregada, dependendo da polaridade das superfícies e das partículas.

Antes de discutir a neutralização das cargas estáticas na superfície dos plásticos, é necessário esclarecer a concepção da distribuição das cargas elétricas nos materiais condutores e isolantes

Se a superfície do isolante é friccionada de maneira não uniforme e examinada, as potências diferentes da carga elétrica e dos pólos positivos e negativos podem ser vistas nas várias áreas da mesma superfície, como mostra a figura 3.

Algumas áreas que não foram friccionadas não ficam carregadas com carga elétrica (não ficam eletrizadas). Esta separação das cargas elétricas é uma típica evidência de que não existe nenhum fluxo de cargas eletrostáticas nos materiais isolantes.

Se a superfície do condutor isolada da Terra fica carregada (eletrizada) da mesma maneira, não uniforme, somente a mesma polaridade e a mesma potência da carga estática ficam distribuídas em todas as áreas da superfície. Veja figura 4. Não existe a separação de cargas eletrostáticas nos condutores, uma vez que as cargas eletrostáticas terem liberdade de movimento.

Se ligarmos isolantes e condutores, ambos carregados com carga estática a Terra, não há nenhuma mudança na superfície do isolante. Já no caso dos condutores, a carga estática fica neutralizada (descarregada) instantaneamente. Veja figura 4.

No processo de acabamento do material plástico, é recomendável, portanto, pintar as superfícies dos plásticos com primer condutivo (fundo condutivo). Quando estes plásticos tratados ficam pendurados nos ganchos de trilhos bem ligados a Terra, e preparados para ter boa e constante passagem elétrica entre os ganchos e o primer condutivo, a carga estática nunca será acumulada na superfície.

O problema da carga estática nas superfícies de materiais isolantes fica resolvido neste caso, mas o problema total da carga estática com relação a adesão das sujeiras na superfície, devido a força eletrostática, não está totalmente eliminado.

Como foi mostrado anteriormente, a superfície dos corpos é condutiva (plásticos revestidos de primer condutivo) e a adesão das partículas à superfície é influenciada pela força eletrostática forte, causada pelas partículas carregadas (eletrizadas) em suspensão que caem na superfície e criam cargas estáticas imaginárias.

Identificar a carga estática e avaliar sua eletricidade estática requer uma medição confiável e exata do potencial da carga. Isto será resolvido pelo instrumento chamado Fieldmeter eletrostatic. Este equipamento é operado manualmente e não precisa ter contato com o objeto, sendo necessário apenas apontar para a superfície carregada com a carga estática, na distância pré-determinada.

O campo elétrico associado às cargas estáticas produz o sinal, a partir da força do campo elétrico exercida no ponteiro. O Fieldmeter é uma ferramenta essencial para acabamento final de material plástico, ajudando no controle eletrostático e medindo sua eficiência. Vários outros materiais também podem ser testados para determinar o nível de carga estática e a porcentagem de neutralização.

Se os elétrons perdidos podem ser recolocados nas superfícies carregadas positivamente, ou se a superfície carregada negativamente consegue atrair íons carregados positivamente, a superfície pode ser neutralizada. Este processo tornou-se possível através do processo de ionização, ou seja, a criação de moléculas de ar chamadas de íons carregadas positivamente ou negativamente.

O aparelho de ionização emite os íons positivos ou negativos, nas proximidades da superfície carregada de carga estática. Como as cargas opostas se atraem, a superfície carregada atrai os íons negativos ou positivos, dependendo da necessidade, até todas as cargas ficarem completamente neutralizadas.

Este aparelho de ionização também funciona como fornecedor infinito dos íons positivos e negativos. Existem três maneiras básicas de ionização: high voltage corona discharge (descarga elétrica de alta voltagem), nuclear e indução.

O ionizador elétrico contém um ou mais pontos de emissão de íons, agulhas metálicas que ficam aplicadas a alta voltagem, e perto dos corpos aterrados (ligados a Terra). Quando a alta voltagem atravessa a pequena abertura entre o ponto da agulha e da Terra, causa estresses elétricos no ar ao redor deste ponto. Estes estresses criam íons positivos e negativos, os quais são conhecidos como high voltage corona discharge (descarga elétrica de alta voltagem).

Geralmente a voltagem AC (corrente contínua) é aplicada na ponta da agulha emissora, para os pulsos alternados dos íons positivos e negativos, que serão projetados no ar, a fim de neutralizar ambas cargas estáticas positivas e negativas. Os íons são formados na ponta da agulha metálica emissora. Quando a voltagem da ponta é positiva, repele ou projeta íons positivos, e quando a voltagem da ponta alterna para negativa, esta repele os íons negativos.

O equipamento de neutralização de carga estática está disponível em várias e diferentes configurações. É selecionado dependendo das condições e necessidade de cada aplicação. Tipicamente, a pistola de ar ionizada, bico e ventilador de ar ionizado, são usados na área de acabamento final.

A pistola de ar ionizada contém ionizador e opera com ar comprimido, que oferece ar de alta velocidade e se destina a remover as partículas e distribuir os íons. Elas são operadas manualmente, limpam e neutralizam a superfície ao mesmo tempo.

Os bicos de ar ionizados são bicos de ar comprimidos, equipados com a unidade ionizadora. Eles fornecem o fluxo de ar ionizado removendo as partículas e neutralizando as cargas da superfície. Eles são especialmente apropriados para tratamento final das peças, ou materiais em linha automática e alto volume de operação.

O bico individual pode ser usado para tratar uma parte muito pequena da superfície. Os conjuntos de alguns bicos podem ser montados em uma ou mais linha de ar comprimido, para tratar os objetos grandes, tais como automóveis, caminhões ou ônibus.

Os bicos devem ser localizados geralmente depois do tack-off e bem antes da sala de pintura. Eles devem ser posicionados o mais perto possível do objeto, para ganhar o máximo benefício de fluxo de ar ionizado de alta velocidade.

O ventilador de ar ionizado consiste no ventilador centrífugo, ou ventilador tangencial de alta velocidade, e unidade ionizadora elétrica. O ventilador força a entrada de um maior volume de ar ambiente, que passando pelo ionizador, distribui ar ionizado. Os objetos são neutralizados, segurando ou passando dentro fluxo de ar ionizado.

O ventilador de ar ionizado e o neutralizador são muito versáteis. Eles podem ser montados em várias posições e o modelo do ventilador tangencial tem a capacidade de neutralizar cargas estáticas em distâncias acima de 3 metros. Apesar dos ventiladores serem projetados originalmente para neutralizar as cargas estáticas, algumas unidades equipadas com o ventilador de alta velocidade de ar na saída podem ser usados na limpeza de impurezas leves e semileves da superfície, quando o ventilador é colocado perto da superfície do objeto (10-120 cm), para aproveitar a vantagem da alta velocidade de ar.

As cargas estáticas (positiva e negativa) são facilmente geradas nas superfícies de quase todos os plásticos. A superfície carregada de carga estática atrai poeira, sujeiras e partículas flutuantes que geram uma camada de tinta irregular, resultando em péssima qualidade de acabamento; As cargas estáticas altamente carregadas podem se tornar muito perigosas.

As partículas em suspensão podem ser carregadas eletrostaticamente e atrair materiais condutivos ligados a Terra, como as peças plásticas com primer condutivo; As cargas estáticas nos materiais isolantes (não condutivos) não podem ser neutralizadas pelo aterramento, mas é possível neutralizá-las por meio de equipamento de ionização.

Uma vez que as cargas estáticas ficam neutralizadas, as peças tornam-se mais fáceis de limpar, e como não existe a atração eletrostática de partículas em suspensão, melhora a qualidade do acabamento final.

A carga estática é criada simplesmente pelo contato, separação ou atritos de duas superfícies. Algumas vezes, o processo de geração da carga estática pode começar durante a fabricação das peças. Injection molding (moldagem por injeção), vacum forming (formação por vácuo), extrusão, usinagem mecânica e polimentos podem criar altíssimos níveis de carga elétrica estática.

A carga estática é criada simplesmente pelo contato, separação ou atritos de duas superfícies. Algumas vezes, o processo de geração da carga estática pode começar durante a fabricação das peças. Injection molding (moldagem por injeção), vacum forming (formação por vácuo), extrusão, usinagem mecânica e polimentos podem criar altíssimos níveis de carga elétrica estática.