Un rivestimento aggiunto a un materiale che da solo trattiene la carica
Lo strato anti-elettrostatico è una soluzione costruttiva: una mano di rivestimento stesa su un supporto perché quel supporto, così com’è, accumulerebbe elettricità statica e non saprebbe liberarsene. Non è una proprietà del materiale, è un pezzo aggiunto che porta la proprietà dove serve.
La distinzione conta perché la stessa proprietà si può ottenere in modi diversi. Si può caricare la massa di un polimero con nerofumo o fibre conduttive, e allora il pezzo intero conduce; si può miscelare un additivo che migra verso la superficie; oppure si può lasciare il supporto esattamente com’è e trattarne una faccia sola. Quando il supporto deve restare quello che è, e la carta deve restare carta, cioè stampabile, opaca, tagliabile e poco costosa, la strada praticabile è la terza.
Dove sta lo strato anti-elettrostatico in una carta termica
Una carta termica è una pila di strati con compiti separati. Sotto c’è la carta di base. Sopra viene stesa una mano di fondo che fa da isolante termico, rende la superficie liscia e uniforme e fa da aggrappante per lo strato successivo. Poi c’è lo strato termosensibile, dove convivono un colorante leuco incolore, un rivelatore acido e un sensibilizzante che fonde intorno ai cento gradi mettendo in contatto i primi due: è la reazione che annerisce la carta dove la testina scalda. Sopra ancora può esserci una mano protettiva contro acqua, oli, solventi, umidità e graffi.
Il rivestimento sul retro è un quarto elemento, dichiarato dai produttori come sede di tre funzioni: il controllo dell’arricciamento, il trattamento anti elettrostatico e la barriera verso gli adesivi. Lo strato che ci interessa sta quindi sulla faccia che non viene stampata, cioè quella che struscia contro i rulli e i piani di scorrimento.
La collocazione non è una scelta di comodo. La faccia stampata deve restare esattamente ciò che è, perché la testina lavora per contatto diretto e ogni mano interposta fra il riscaldatore e lo strato termosensibile allontana il calore dal punto in cui deve arrivare, allargando il segno e alzando la temperatura necessaria. Il retro invece non ha compiti ottici, e su di esso si può aggiungere qualcosa senza pagare nulla in resa di stampa.
Perché una carta che scorre si carica
Il meccanismo è l’effetto triboelettrico applicato a un nastro che non sta mai fermo. Il rotolo si svolge, e a ogni svolgimento due strati di carta che erano a contatto si separano; il nastro striscia sulle guide, sui rulli di trascinamento e sulla testina; ogni contatto seguito da separazione sposta cariche. La carta è un dielettrico con resistenza superficiale alta, quindi la carica resta dov’è nata e si somma metro dopo metro invece di distribuirsi e defluire.
Due circostanze peggiorano il conto. La prima è il calore: la testina lavora scaldando, e l’aria calda a contatto con il nastro abbassa l’umidità locale proprio dove servirebbe la pellicola d’acqua che farebbe defluire la carica. La seconda è la velocità, perché la quantità generata cresce con la rapidità della separazione. Le conseguenze si vedono prima sul foglio, che attira polvere sullo strato sensibile e tende ad appiccicarsi al successivo, e poi sulla macchina, dove una scarica trova come strada l’elettronica di pilotaggio della testina, che lavora a pochi volt.
Come è fatto uno strato anti-elettrostatico
La formulazione segue le due vie note. La più diffusa su carta è quella igroscopica: un composto con una parte affine all’acqua che richiama umidità dall’aria e forma una pellicola conduttiva; costa poco, non altera l’aspetto e si stende con le stesse macchine delle altre mani, ma il suo effetto segue l’umidità dell’ambiente. L’alternativa è un rivestimento caricato con particelle conduttive, indipendente dal clima ma più visibile e più caro.
In entrambi i casi l’obiettivo non è azzerare la resistenza. Serve una superficie abbastanza conduttiva da scaricare le cariche mentre nascono e abbastanza resistiva da non comportarsi come un conduttore: è la stessa fascia dissipativa che si cerca sui piani di lavoro. La grammatura in gioco è minima, frazioni di grammo per metro quadrato, perché la proprietà è di superficie e non di massa: non è lo spessore a farla, è la continuità del film.
Le altre due funzioni della stessa mano sul retro
L’arricciamento nasce da un’asimmetria: una carta rivestita su una faccia sola si contrae in modo diverso sui due lati mentre l’acqua di stesura evapora, e il foglio si incurva verso il lato più teso. Una mano sul retro riequilibra il ritiro e tiene il foglio piano, il che su una stampante a rotolo non è un dettaglio estetico ma la differenza fra un foglio che entra e uno che si accartoccia.
La terza funzione riguarda le carte adesive: il retro fa barriera al passaggio dei plastificanti e dei componenti dell’adesivo, che migrando fino allo strato termosensibile lo farebbero annerire da soli. Tre compiti diversi sulla stessa mano di rivestimento, il che spiega perché sulla stessa scheda tecnica quel medesimo strato compaia con tre nomi.
Uno strato dichiarato non è una misura
Le carte per videostampanti ecografiche, per elettrocardiografo, per spirometro e per cardiotocografo dichiarano spesso quel trattamento fra le caratteristiche. La dichiarazione dice come il prodotto è costruito, cioè che una faccia è stata trattata; non dice quanto vale la resistenza superficiale che ne risulta, a quale umidità è stata misurata e con quale metodo.
Non esiste una norma dedicata al termine applicato alla carta termica, e il riferimento generale sul controllo delle scariche elettrostatiche riguarda le aree protette, i componenti e le procedure, non un rivestimento steso su un nastro. La lettura onesta di quella riga è quindi una sola: è un’informazione sulla costruzione, e il numero, se serve, va chiesto a parte.
Vale infine la pena separare due cose che la stessa scheda tende a confondere. Un rivestimento anti elettrostatico agisce sulla carta e sul suo scorrimento; le precauzioni contro le scariche che riguardano l’apparecchio, la sua messa a terra e chi lo tocca, sono un altro capitolo, e nessuno dei due sostituisce l’altro. Una bobina trattata montata su una macchina non collegata a terra lascia intatta la parte di problema che non le compete.
