包裝印刷靜電的產生、消除與測試技術

包裝印刷靜電的產生、消除與測試技術

　　大家知道，印刷是物體表面進行的，靜電現象也主要表現在物體表面，兩者之間的關系十分密切。印刷過程中由于不同物質之間頻繁的撞擊、摩擦以及接觸，結果是使參與印刷過程的幾乎所有物體都帶有靜電。然而，靜電在包裝印刷過程造成的影響并沒有得到足夠的重視，筆者結合多年的工作實踐探討如下。

　　一、靜電的危害

　　1□影響產品印刷質量

　　首先是承印物表面帶電，如紙張、聚乙烯、聚丙烯、玻璃紙等，它們會吸附紙屬或飄浮在空氣中大量灰塵、雜質等，從而影響油墨的轉移，在印品上出現“花、點”，造成印品質量下降。

　　其次是油墨帶電荷，帶電的油墨若在移動中放電，就可能在印品上出現“靜電墨斑”，看上去象是油墨的流動性差，上墨不均勻似的，在層次薄版印刷中常出現這種情況。在實地版印刷中，若帶電油墨在印品上線條的邊緣放電，很容易在邊緣出現“墨須”。

　　2□影響生產安全

　　在印刷過程中由于高速摩擦，剝離會產生很高的靜電，當靜電積累到很容易導致空氣放電，造成電擊或起火。很高電壓時，帶電的油墨可能引起油墨、溶劑著火，或通過油墨電擊工作人員，直接威脅操作人員的人身安全。

　　二、靜電的產生機理

　　靜電產生的主要原因，就是摩擦的存在。當兩種固體材料接觸和迅速分開時，其中一種材料具有較大的吸附電子的能力而使電子轉移到材料表面上，獲得電子表面呈現出負電荷，而另一個表面由于失去電子而帶正電荷。

　　產生靜電的主要因素

　　1□材料性質包括材料內在的化學組成、物質內部結構、應力應變力學特性、材料形狀和導電性等。

　　材料的導電性對靜電具有雙重作用。其一，如果材料為導體，則電荷在其表面上是由移動的，電荷在其整個表面上是趨于自由分布的，而不是停留在產生電荷的局部位置。這種電荷在表面上分布只能引起較低的電壓。導電材料A部分同地面接觸就立即使材料上的電荷傳到地面。而絕緣材料與導體不同，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。

　　2□周圍環境條件包括接觸物體(材料)周圍氣體的組成與壓力、溫度等。

　　3□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。

　　4□材料配合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。

　　三、印刷過程中靜電消除的方法與措施

　　1□化學消除法

　　化學消除法一般是在承印材料表面涂上一層抗靜電劑，使承印材料導電，成為稍微導電的絕級材料。化學消除法的應用受到很大局限，例如印刷紙張在造紙時加入化學成分時，很可能會對紙張的品質生不良影響，如降低紙的強度、附著力、緊密度、拉力等，因此化學消除法一般不太使用。

　　2□物理消除法

　　物理消除法即在不改變材料性質的情況下利用靜電本身固有的特性來消除的方法，是現在工業生產中最主要的方法之一。

　　(1)“接地”消除法，這是最簡單的方法。就是用金屬導體將要消除靜電的物體與大地連接，使之與大地等電位，電荷便經大地面泄露，但這種方法對于絕緣物幾乎沒效果。

　　(2)濕度控制消除法

　　印刷材料表面電阻隨空氣相對濕度增大而減小，因此，增加空氣的相對濕度，就可以提高紙張表面的電導率，加速電荷泄露。印刷車間適宜的環境條件是：溫度為20℃左右，帶電體周圍環境相對濕度提高到70％以上，可作為靜電安全措施。

　　(3)靜電消除設備介紹及選用原則

　　印刷廠常用的靜電消除器有感應式、高壓電暈放電式、離子流靜電消除器和放射性同位素式幾種。其中前兩種由于價格便宜，安裝使用方便和不存在原子輻射等優點得到較為廣泛應用。現分析如下：

　　感應式靜電消除器棒：即感應式靜電消除毛刷，原理是：消電器的尖端接近帶電體時，在尖端上能感應出極性與帶電體上靜電極性相反的電荷，并在尖端附近形成很強的電場，該電場使空氣電離后，產生正、負離子在電場作用下分別向帶電體和消電器的尖端移動，由此使靜電中和。此種方法使用逐漸在減少。

　　高壓放電式靜電消除器：按結構分為電子式和高壓變壓器式，按放電極性可分為單極性和雙極性，單極性靜電消除器只對一種電荷有作用，雙極性可消除任何一種靜電。另外在印刷過程中可采用消靜電毛刷和高壓放電式兩種相結合的方式可徹底有效消除靜電。濟南德瑞克公司推出的969型電源供應器配合DJ62高效能靜電消除棒由于靜電消除效果強，在包裝印刷行業得到了廣泛的應用。

　　在有爆炸危險的區域，采用高壓電暈放電式和離子流靜電消除器時，必須根據危險區域等級、介質級別和組別，選用防爆型靜電消除器。

　　感應式和高壓式電暈放電式靜電消除器放電極長度應大于帶電體寬度10～15cm；離子流靜電消除器離子噴頭的型式及數量應根據可能的安裝距離和帶電體寬度決定。

　　靜電消除器應根據物體靜電電位的高低、消除要求、操作特點、爆炸危險區域等級、介質級別和組別進行選擇。

　　靜電消除器安裝位置的選擇原則：便于工藝操作；消除靜電效果好；緊接涂刷溶劑的后續部位；避開金屬背景。

　　四、靜電的測試

　　1□包裝印刷廠靜電檢測的目的是分析危害程度、研究防患措施、判斷靜電消除效果。必須指定專人，負責對防靜電鞋、導電鞋、防靜電工作服及各崗位定期進行靜電檢測，將檢測結果整理歸檔并報上級有關部門。

　　2□靜電檢測項目的分類：采用新型原材料時物體帶靜電性能預測：實際生產過程中帶電體帶靜電狀況檢測；靜電安全措施使用效果判斷檢測。

　　(1)物體帶靜電性能預測項目如下：

　　物體表面電阻率。采用高阻計或超高阻計測量，量程以10～10Ω為宜。

　　(2)實際生產過程中帶電體帶靜電狀況檢測項目如下：

　　帶電體靜電電位的測定，靜電電位測定儀表最大量程以100kV為宜，精度為5□0級；周圍空間氣溫及相對濕度的測定；帶電體運行速度的測定；可燃性氣體濃度的測定；導電地面對地電阻值的測定。其中德瑞克公司推出的ACL－350是世界上體積最小的袖珍式非接觸數字式靜電測量表。該表可以測量物體表面的靜電壓值和靜電壓極性。該表操作簡單，帶有測量保持鈕和置位鈕，應用相當廣泛。

　　(3)安全措施使用效果判斷檢測項目同(2)靜電電位測量儀表量程以0～10kV為宜，儀表精度為5□0級，但檢測點必須選擇在靜電安全裝置的后面。

　　五、防止靜電危害的措施

　　包裝印刷車間防止靜電危害的措施建議從以下幾方面考慮：

　　凡有靜電危害的工序、設備場所，必須采用相應的靜電安全措施；在周圍環境可能出現爆炸性氣體的區域，必須加強通風措施，使其濃度控制在爆炸下限以下；采取靜電安全措施后，絕緣體的靜電電位應控制在允許值以下；防止帶靜電絕緣體對操作人員造成電擊的場合，絕緣體的靜電電位應控制在10kV以下；在靜電對操作人員電擊時可能造成二次事故的場合，除絕緣體的靜電電位應控制在10kV以下外，對設備或裝置應采取相應的安全措施。

　　凡有爆炸和火災危險的區域，操作人員必須穿防靜電鞋或導電鞋、防靜電工作服。操作區應鋪設導電地面，導電地面對地阻值應低于10Ω，并必須經常保持其導電性，嚴禁操作人員穿著合成纖維的衣服(已采用防靜電溶液定期處理的衣服除外)進入上述區域，嚴禁在上述區域脫衣服。

　　總之，包裝印刷行業工作者要對生產過程中產生的靜電給予足夠的重視，保證安全生產。