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任何兩種內部結構中電荷載體的能量分布不同的物質相互接觸或摩擦時，在它們的表面都會發(fā)生電荷的重新分配，而當這兩種物質分離后，每一種物質就都會帶有比其接觸或摩擦前過量的正（或負）電荷，這種現(xiàn)象稱之為靜電現(xiàn)象。在印刷過程中導致靜電產生的因素有多種，例如塑料薄膜和印刷油墨的種類；空氣和塑料薄膜的摩擦與剝離；塑料薄膜和導向輥、壓輥之間的摩擦；印刷車間的環(huán)境狀況；印刷加工設備的接地狀態(tài)；印刷速度的大小以及油墨的粘度等。在印刷過程中，有時會出現(xiàn)紙張或印品相互吸附粘連在一起，好像紙面有很強的真空吸力，難以分離，這種現(xiàn)象就是印刷靜電。在氣候干燥的冬季，印刷紙張帶靜電尤為突出，輕則給輸紙、收紙和齊紙造成障礙，重則無法自動輸紙或頻繁出現(xiàn)雙張、空張、收紙紊亂、損耗增加等不良后果，既降低生產效率又影響產品質量。所以，正確認識印刷靜電和掌握應對方法，對促進生產具有積極的意義。紙張是絕緣體，導電性能差，在干燥的冬季，紙張受到摩擦和壓力作用，失去電子后，很難補充失去的電子，當電荷在形成區(qū)域穩(wěn)定后便產生了靜電。在輸紙過程中，紙張受到毛刷、壓輪、線帶的摩擦，在印刷過程中紙張受到壓印滾筒和橡皮布滾筒擠壓，由于紙張緊密接觸、重力擠壓、強烈摩擦，表面的溫度升高，分子的熱運動加劇，造成電荷遷移，一些物體失去電子帶正電，而另一些物體得到電子帶負電，這樣紙張就產生了靜電。溫濕度影響產生靜電，紙張存放在紙庫以及車間中，由于溫濕度變化的差異太大，紙張的含水量變化同樣很明顯。一旦空氣相對濕度下降到一定程度（40％以下），就容易產生靜電。當環(huán)境溫度上升時，紙張受到摩擦，電荷運動加快，使得靜電量的產生并積累增加。溫度與濕度是互相聯(lián)系的，當溫度升高時，空氣干燥，相對濕度下降，加劇了靜電的產生。當溫度下降時，空氣又干燥，紙張、印刷機上的塑料附件等絕緣體表面就不會有水膜凝結，印刷中產生的靜電不能及時消除，反而加劇靜電的積累。紙張在剝離的同時，紙張與滾筒之間產生電荷遷移。剝離力的大小，由橡皮布的粘附力和油墨的黏性所決定，剝離越大，電荷的遷移越多，產生的靜電量也越大。油墨產生靜電，油墨在墨斗、墨輥、印版的高速運轉過程中，由于分離和摩擦，被拉成細絲，又斷為墨滴，這種油墨微滴，帶有電荷，彼此間互相排斥，產生靜電，形成霧狀的“飛墨”，飛散在車間里，污染半成品和設備，對人體健康也有損害。張紙在印刷前和印刷后都需要裁切，裁切后的紙張，堆放過高，在拖移的外力作用下，產生靜電，吸附在紙張邊緣的紙屑一旦進入印刷機，就會產生類似掉毛的故障。為了保持紙張清潔，紙堆翻轉系統(tǒng)應具有通風功能，在撞紙機和升壓輥上還要采用非離子“空氣流”消除靜電的裝置。卷筒紙產生靜電，紙張表面的電阻隨著水分的增減會有較大的變化，在膠印輪轉印刷中，當紙張經過干燥后，水分降低到1%～2％時，其導電性能大大降低，電阻將提高到10～18Ω以上，電阻越大，摩擦產生的靜電也越大。紙張從干燥裝置出來后，經過幾道輥子的摩擦，到達裁紙機或折頁機，產生了相當高的靜電，這樣就不能正常將紙張輸出，因此，一般應在干燥裝置后再配置消靜電裝置。紙張化工原料配比不當，在造紙過程中，經過烘干、壓光處理，在特定的情況下產生靜電，靜電停留在紙機干燥部末端紙頁上，并在超級壓光時，可能達到高電壓。造紙加工中由于摩擦的作用，在紙頁上也會產生電荷，這樣就形成印刷靜電現(xiàn)象。各種紙張或同類紙張的不同批次，所帶的靜電大小并不相同，電壓高低也不一樣。另外，紙張堆放時間、堆放環(huán)境，也會使紙張的水分不能夠達到平衡狀態(tài)，也可能產生靜電。
二、印刷靜電產生的原因
印刷靜電的產生，主要受到工藝、設備、原材料及環(huán)境四大因素的影響。工藝方面的因素：紙張受到印版與滾筒的強力擠壓，同時紙張與滾筒、印版及油墨產生劇烈摩擦，摩擦使以上零部件表面溫度升高，容易產生分子的熱運動，從而造成電子的重新分配，導致靜電的產生；在印刷中，紙張與線帶，導紙輪與油墨迅速地接觸和分離，特別是當紙張被叼紙牙咬住后，迅速地繞于滾筒表面，在印刷之后，紙張又迅速地從滾筒表面剝離，滾筒的表面有橡皮布、棉布、牛皮紙等纏裹的包襯，因此，會讓印刷后的紙張與滾筒包襯上產生靜電；當印刷機速度增加時，紙張與印版、油墨的摩擦速度以及紙張與滾筒的接觸與剝離速度都加快了，使得電子運動加劇，電荷遷移的能量加大，最后導致靜電的增加。例如，印刷報紙的卷筒紙凸版印刷機的機速很高，所產生的靜電電位也是很高的，即使印刷出的報紙經分發(fā)、傳遞送到讀者手中，報紙印張仍由于大量靜電的存在而互相粘連在一起，可見機速對靜電產生的影響之大。設備和原材料的因素：材料性質包括材料內在的化學組成，物質內部結構、應力應變力學特征、材料形狀和導電性等。材料的導電性對靜電具有雙重作用，如果材料為導體，則電荷在其表面上是自由移動的，電荷在其表面上是均勻分布的，而不是停留在產生電荷的局部位置，這種電荷表面上的分布只能引起較低的電壓。導電材料任何部分同地面接觸就立刻會將電荷傳到地面。而絕緣材料則與導體不同，像大部承印材料中的紙、塑料薄膜等，產生靜電就形成較高的電壓，也不能通過接地來消除。印刷機的印版、滾筒等版材或機件，由于多為金屬物體，而金屬體的最外層電子容易脫離原子核的吸引而成為自由電子，因而金屬物體有迅速傳導電荷的能力。在印刷中，紙張、包襯、線帶等的摩擦起電，主要是表面效應，其表面狀況對靜電產生有很大影響。若表面平整光滑，產生的靜電荷則少，相反，若表面粗糙或有被氧化腐蝕的地方及粘有污物，則產生的靜電荷會增多。另外，由于紙張的構造成分不同，吸濕性也不同，有的紙張在生產過程中就產生了靜電，這些對印刷靜電的產生都有很大的影響。環(huán)境因素：周圍環(huán)境條件包括接觸物體周圍氣體的組成與壓力、溫度、濕度等，種類不同材料間的摩擦作用，會產生不同極性的靜電，不同材料附有不同的靜電強度，印刷場所的空氣溫度與濕度，對印刷靜電的影響也很顯著。印刷機件、材料在相互擠壓摩擦時，引起分子的熱分解及熱電效應，使帶電粒子增加或電極化，從而使印刷機件與材料帶電。當印刷場所的空氣溫度上升時，使得以上各種效應更為劇烈，從而使得靜電量的積累大大增加。在夏季時，由于空氣相對濕度大，所以靜電產生不多，而在空氣相對濕度較小的春、秋、冬季里，因印刷靜電產生后不能迅速釋放，會積累大量的靜電荷。溫度和濕度是相互聯(lián)系的，溫度升高會使空氣變得干燥，空間的相對濕度下降，濕度對靜電的影響比溫度大得多。機械作用情況包括兩種材料接觸的類型、接觸時間、接觸面積、分離速度以及材料作用力的性質等，一般情況下，兩種材料接觸越緊密或分離速度越快，產生的靜電就越大。
三、印刷靜電的危害
由于靜電的影響，紙張在輸紙線帶上位置歪斜，到達收紙臺時不易下落，在收紙臺上紙張互相吸引而貼合在一起，齊紙裝置無法將其理齊，這將給下工序折頁工作帶來一定影響。由于紙張相互粘貼，經常產生雙張故障，紙張在輸紙板上不易行走，還會引起前規(guī)故障，造成套印不準，產生重影、圖文發(fā)花等現(xiàn)象。另外，帶有靜電的紙張吸咐了很多雜質和粉塵，使得印品墨跡不清。在印刷中，油墨由墨輥、墨臺、印版進行高速的傳遞和壓勻，其間高速的接觸分離和摩擦會使油墨產生靜電，即產生飛墨，有的直接飛向印刷品，使印品濺臟，有的飛向印版、橡皮布后轉印到印刷品上，這叫轉印浮臟，常常形成相對固定的淺色墨斑，直到將印版或橡皮布上的飛墨去除后，才會消失。這不但影響印品質量，同時也污染了設備。印刷工人在生產操作中是很容易帶上靜電的，如在干燥的春、秋季節(jié)，衣服一般穿得較多，而且多為化纖產品，工作中人體與衣服、衣服與衣服間的摩擦都會產生靜電，而且鞋底與地面的摩擦也會使人體帶電。在另一方面，一般人所穿的布鞋、皮鞋的電阻值都在10Ω以上，若是塑料或橡膠底鞋，則電阻值會更高。所以，人體與衣服上的靜電很難釋放（帶靜電的人體釋放靜電時，鞋底電阻應在10gΩ以下），于是產生靜電積累使人體帶電體。靜電感應可使不帶電的導體感應起電，從而變成帶電的導體，人體對于靜電也相當于導體，人體在靜電場里也會感應起電。印刷工人操作時，經常與帶電的紙張、紙堆接觸，人體在紙張、紙堆靜電場的作用下感應起電，由于人體與大地絕緣良好，因而成為獨立的帶電體。人體積累靜電后，當操作中的手指觸及到印刷機外殼或金屬部件時，由于機器外殼是接地的，所以人體靜電都會從手指對接觸機殼處放電，使靜電泄入地面，因而人體會受到電擊。當人體沒有積累靜電，穿著絕緣電阻很小的鞋站在地面上時，若用手觸及電位很高的紙或收紙堆，同樣會受到電擊，其原因是人體與地面形成良好接地，為靜電釋放提供了通路。印刷靜電對人的電擊是靜電放電造成的瞬間沖擊性電擊，放電電流只在微安級別，盡管靜電電壓高到幾千伏或幾萬伏，但對人構不成致命危害。值得注意的是：突然電擊給人帶來針刺及麻電感覺，使人精神緊張，影響印刷工人的操作，嚴重時可造成事故。在高速卷筒紙的印刷中，產生的靜電電位很高，很容易發(fā)生火花放電，當放電火花量達到汽油、酒精的最小點燃能量時，就有引起火災和爆炸的危險。
四、印刷靜電的消除途徑和控防方法
防止印刷靜電的發(fā)生，首先要從源頭上進行控制。對帶有靜電的紙張可以暫緩使用，適當延長庫存時間。采用晾紙的辦法除去紙張靜電，當急用紙張時，可采用晾紙機對帶靜電的紙張進行吊晾。為避免靜電的危害，保證印刷的正常進行，一方面必須對紙張包襯、線帶上等已帶靜電進行消除，更重要的是以預防為主，即防止或盡量減少靜電的產生。紙張由于在造紙時就產生了靜電，運輸到印刷廠時就應該進行晾紙?zhí)幚?，以減少紙張的靜電量。目前晾紙的方式有：自然吊晾法就是指把紙張吊晾在印刷車間或與車間溫濕度相近的晾紙間，稱為自然吊晾法。吊晾時間一般在2天以上，吊晾時間越長，調濕效果越好，印刷過程中紙張伸縮率越??；另一種是機械吊晾法，使用專用晾紙機的方法叫機械吊晾法，通用的有圓形晾紙機和橋式晾紙機；卷筒紙的調濕處理，只能用靜置的方法，調濕時間需數月之久。單張紙的吊晾，不僅能調節(jié)紙張的溫濕度，還能使紙張含水量均勻，這樣，可使紙張平整，避免印刷過程中因紙張含水量不勻造成的打皺，另外，紙張經吊晾后，可以去除表面浮塵和異物。由于紙張原料構成及制造工藝的影響，使得紙張所含雜質與表面光滑度等有所不同，印刷時應當選擇雜質少、表面光滑的紙張，以減少紙張由于摩擦、剝離而產生的靜電。另外，紙張的原料構成影響到其吸濕性，從減少靜電的角度來講，應選擇吸濕性強的紙張，使紙張表面電阻得以迅速下降，加快紙張靜電的釋放。消除靜電的途徑，從源頭上抑制靜電的產生。塑料薄膜供應商通常會在塑料薄膜內加入抗靜電劑如胺類抗靜電劑、非離子季胺化合物、吡啶衍生物或羥基酸胺等，以從源頭上抑制靜電的產生。這些抗靜電劑是各種類型的表面活性物質，其抗靜電作用機理為：一方面抗靜電劑分子結構中含有的離子基團緩慢擴散到塑料薄膜表面，在塑料薄膜表面形成連續(xù)相，增加表面的離子濃度提高其導電性，擴散所需時間隨材料種類的不同而不同，從數小時到數天不等，注意抗靜電劑不能加入過量，否則塑料薄膜會出現(xiàn)表面“發(fā)汗或噴霜”現(xiàn)象。另一方面，由于表面的定向作用，抗靜電劑分子的親水端將傾向于伸向塑料薄膜表面，使塑料薄膜能吸收水分。由于水相對于高分子材料來說有較高的導電性，而且導電性又會因所溶解離子數的增加而增加，從而起到泄去電荷的作用。安裝溫濕度調節(jié)裝置控制車間環(huán)境溫濕度是十分必要的，使紙張含水量達到平衡狀態(tài)。有些企業(yè)沒有條件安裝恒濕設備，可以在印刷車間的地面上灑一些水或安裝簡易式噴霧器，這種方法可以解決靜電故障，但是如果處理不當，會造成相對濕度過高，引起紙張伸縮、弓皺等弊病。印刷部件與地面之間用金屬導體接觸，相互保持良好的電位，使紙張靜電在與地接觸時很快泄去，可以減少紙張的靜電積累，消除靜電。在油墨中加入抗靜電劑，這種化學方法主要是增加紙張的吸濕性和導電性，一般在油墨里加入1.8％左右的抗靜電劑，使靜電消除。在印刷機上安裝靜電消除器，根據紙張上的靜電量大小，通過電壓或高頻調整來消除紙張靜電。及時消除產生的靜電應從以下幾方面著手：控制環(huán)境濕溫度，可通過在車間內安裝空調或淋水；導入水蒸汽來提高車間的濕度，空氣中的水蒸汽會在塑料薄膜表面形成一層連續(xù)膜，加上空氣中CO，等物質的電離溶解，可提高塑料薄膜的表面導電性；在印刷設備上采用靜電刷來消除靜電，當塑料薄膜離開滾筒后，使其背面立即與接地的靜電刷相接觸，可以消除印刷加工過程中產生的靜電；在可能的條件下將設備上的導輥接地避免軸承潤滑油面造成的導輥絕緣，將壓輥與薄膜運轉方向的夾角調為鈍角，可以降低摩擦和剝離帶電。印刷壓力的大小對產品質量、印版耐印率甚至機器保養(yǎng)都有明顯的影響。壓力太小，印刷品墨色淡薄、無精神、無光澤；壓力太大，則網點膨脹變形、層次減少，還要破壞滾筒的正常運轉，加速軸承磨損，所以要對壓力進行科學的控制。印刷過程是通過滾筒的壓力完成油墨向紙張的轉移的，足夠大的壓力可使印刷品墨跡牢實，筆鋒清晰，但同時會產生大量靜電。減少印刷壓力，固然可以減少紙張電荷的遷移，使紙張靜電減少，但又會影響印刷品的質量。因此，在保證正常印刷的前提下，應盡量減小印刷壓力。印刷機的高速度會使靜電積累加劇，若降低機速可減弱紙張與機件的接觸分離及摩擦，使電荷的遷移運動減弱，從而減少靜電的產生，但降低機速還會使印刷周期增長，可考慮增加班次或增加印刷機的臺數。溫濕度對印刷的影響是很大的，車間的溫度高時，油墨由于溫度升高及機械力的作用，流動性能加大，油墨間的分子引力變弱，在印刷中的用水量也將增大，也就加速乳化的發(fā)生。溫度低時，油墨的粘度大，上墨較難，在印刷時必須在油墨中加入適量的添加劑，以降低油墨的粘度來保證印刷的進行。濕度大時，紙張易吸水變形，印刷時水量較難控制，所以控制好車間的溫濕度對印刷是很有必要的。在印刷過程中，能夠對印刷車間的溫度和濕度合理掌握，溫度變化不超過3℃，因紙張伸縮形成的套印不準將會得到改善，使生產趨于穩(wěn)定。生產場所的溫濕度控制，在有空調的情況下，溫濕度的控制可實現(xiàn)，而對沒有空調的車間，則應采取必要的措施減緩溫濕度變化對印刷過程的影響。
五、絲網印刷中的靜電消除
在絲網印刷中常會出現(xiàn)網模板彈離承印物時，網版圖紋部分的油墨還會跟著網版形成毛絨狀的“蛛絲”從承印物上被拉起、漂浮的情況，而當網版繼續(xù)抬高后，這種“蛛絲”隨風漂移前后灑落在承印物上,使承印物表面蹭臟、圖紋邊緣不銳利。這種現(xiàn)象很煩人，是任何印刷人員都不希望看到的,這是一種靜電現(xiàn)象。在光盤印刷中，所謂絲網印刷是通過網版和刮墨板相移動，在一定的刮壓力下把油墨轉移到承印物上的一個過程。而網版(絲網)和刮墨板(聚氨酯膠刮)都是絕緣體，在絲印中他們做相對刮移互相摩擦，尤其是在低濕時就會產生靜電，影響到承印物表面電荷的分布狀態(tài)。特別是絕緣材料，如光盤用的PC基片，觸摸開關上的PET片材，以及名、標牌使用的PVC、塑料瓶子的PP、PE等等，它們基本屬于絕緣體，在網印操作中一旦不注意，靜電就會產生。例如用網印薄膜開關裝飾油墨時，因為PET片基在制片后，表面貼了一層PVC等不干膠膜對其表面保護，使其在裁剪、包裝中不至于劃傷，可是在下料后網印前一定要揭去保護膜，往往有些操作人員在撕去此保護膜時揭膜速度非常快，孰不知就在這快速揭膜的一瞬間，保護膜與PET片快速分離的過程中尤其在低濕下PET片表面就產生靜電，結果在絲印字跡邊緣的油墨有飛毛，且在透明PET片材上有毛絨狀花紋式的墨絲等質量問題，這是一個典型的例子，曾給薄膜開關單位的絲印車間產生很大的困惑。由于靜電的存在，在印刷中因為靜電所引起的生產困難，在絲印中的表現(xiàn)有：絲印后起網，印跡上油墨隨著網版一起呈毛絨狀拉起，工件取出后“飛毛”狀墨絲方才斷開的現(xiàn)象；套印時，前一色與后一色油墨字邊和圖紋邊緣相互排斥，不能很好吻合，使兩色墨跡之間印不上油墨；在網印中，工件粘在網版上，尤其粘在刮板移動終點那個網版位置。承印材料粘在一起分不開，刮印過程中，油墨在網版上鋪平難，結塊粘在一起；承印物吸附塵埃，網印后墨跡產生缺損、麻點、表面粗糙不光潔等，以上出現(xiàn)的問題主要是靜電的存在，但有時在靜電存在的同時也與印刷工藝未達到要求有關，例如：當在低濕環(huán)境和油墨中溶劑量不足的情況下，一方面空氣中濕度低靜電不能通過潮氣傳遞，同時油墨溶劑少、粘度大，用這樣大的粘度油墨本身就有機會自然產生拉絲；再如在絲印過程中印刷速度加快，則刮墨板與網版強烈地摩擦就產生靜電，尤其在高張力網版的條件下，聚氨酯膠刮在網版上刮壓力大刮移速度又快時，最容易引起靜電的發(fā)生。網印中因為靜電的存在能造成很多質量問題，甚至使印刷不能繼續(xù)下去，網印中的靜電避免和消除，首先應從絲網自身的工藝條件來控制，在網版的高張力下，盡可能地降低網距，網距降低，則刮板的壓力就減少，刮板對網版的摩擦減少，靜電產生的可能性就減少。在光盤的絲印中，為保證印刷圖紋精度又減少圖紋上出現(xiàn)龜紋和套印文字準確的同時避免生產靜電，所以印光盤張力高達26N/cm，而網距小到1.0mm左右。如果網印在以上條件下還出現(xiàn)小靜電，此時可以將刮印速度調整一下就可能避免。網印環(huán)境條件的匹配，網印較好的印刷環(huán)境溫度在23℃±2℃，相對濕度60％～70％，這對溶劑油墨中的溶劑揮發(fā)速度控制，對UV光固墨的粘度良好控制有利，穩(wěn)定了油墨的粘度，就能滿足油墨的印刷適性，油墨印刷的適性好了就不可能因為油墨本身出現(xiàn)拉絲現(xiàn)象。歐定軍
作者:潘捷幫 單位:南陽塑料印刷廠