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印刷中靜電的產(chǎn)生、危害及消除辦法
來源:廣東印刷 作者: 日期:2014-8-25
一、印刷靜電產(chǎn)生的原因
印刷靜電的產(chǎn)生,主要受到工藝、設(shè)備、原材料及環(huán)境四大因素的影響。
1.工藝方面的因素
①擠壓與摩擦起電。紙張受到印版與滾筒的強(qiáng)力擠壓,同時紙張與滾筒、印版及油墨產(chǎn)生劇烈摩擦,摩擦使以上零部件表面溫度升高,容易產(chǎn)生分子的熱分解,從而造成電子的重新分配,導(dǎo)致靜電的產(chǎn)生。
②接觸與剝離起電。在印刷中,紙張與線帶,導(dǎo)紙輪與油墨迅速地接觸和分離,特別是當(dāng)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(chǎn)生靜電。
③機(jī)速對產(chǎn)生靜電的影響。當(dāng)印刷機(jī)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(yùn)動加劇,電荷遷移的能量加大,最后導(dǎo)致靜電的增加。例如,印刷報紙的卷筒紙凸版印刷機(jī)的機(jī)速很高,所產(chǎn)生的靜電電位也是很高的,即使印刷出的報紙經(jīng)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合在一起,可見機(jī)速對靜電產(chǎn)生的影響之大。
2.設(shè)備和原材料的因素
印刷機(jī)的印版、滾筒等版材或機(jī)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(dǎo)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(yīng),其表面狀況對靜電產(chǎn)生有很大影響。若表面平整光滑,產(chǎn)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(chǎn)生的靜電荷會增多。另外,由于紙張的構(gòu)造成分不同,吸濕性也不同,有的紙張在生產(chǎn)過程中就產(chǎn)生了靜電,這些對印刷靜電的產(chǎn)生都有很大的影響。
3.環(huán)境因素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(jī)件、材料在相互擠壓摩擦?xí)r,引起分子的熱分解及熱電效應(yīng),使帶電粒子增加或電極化,從而使印刷機(jī)件與材料帶電。當(dāng)印刷場所的空氣溫度上升時,使得以上各種效應(yīng)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(chǎn)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(chǎn)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。
二、靜電對印刷的危害
1.靜電對印刷質(zhì)量的危害
由于靜電的影響,紙張在輸紙線帶上位置歪斜,到達(dá)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(jīng)常產(chǎn)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(zhǔn),產(chǎn)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(zhì)和粉塵,使得印品墨跡不清。
印刷中,油墨由墨輥、墨臺、印版進(jìn)行高速的傳遞和壓勻,其間高速的接觸分離和摩擦?xí)褂湍a(chǎn)生靜電,即產(chǎn)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(zhuǎn)印到印刷品上,這叫轉(zhuǎn)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(zhì)量,同時也污染了設(shè)備。
2.印刷靜電對人體的危害
印刷工人在生產(chǎn)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(chǎn)品,工作中人體與衣服、衣服與衣服間的摩擦都會產(chǎn)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10gΩ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(yīng)在10gΩ以下),于是產(chǎn)生靜電積累使人體帶電體。
靜電感應(yīng)可以使不帶電的導(dǎo)體感應(yīng)起電,從而變成帶電的導(dǎo)體。人體對于靜電也相當(dāng)于導(dǎo)體,人體在靜電場里也會感應(yīng)起電。印刷工人操作時,經(jīng)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(yīng)起電,由于人體與大地絕緣良好,因而成為獨(dú)立的帶電體。
人體積累靜電后,當(dāng)操作中的手指觸及到印刷機(jī)外殼或金屬部件時,由于機(jī)器外殼是接地的,所以人體靜電都會從手指對接觸機(jī)殼處放電,使靜電泄入大地,因而人體會受到電擊。
當(dāng)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(gòu)不成致命危害。值得注意的是:突然的電擊給人帶來針刺及麻電感覺,使人精神緊張,以致影響印刷工人的操作,嚴(yán)重時可引起產(chǎn)品或人身事故。
3.靜電引起火災(zāi)與爆炸
在高速卷筒紙的印刷中,產(chǎn)生的靜電電位很高,很容易發(fā)生火花放電,當(dāng)放電火花量達(dá)到汽油、酒精的最小點燃能量時,都有引起火災(zāi)和爆炸的危險。
三、防止靜電產(chǎn)生的方法
為避免靜電的危害,保證印刷的正常進(jìn)行,一方面必須對紙張包襯、線帶上等已帶靜電進(jìn)行消除,更重要的是以預(yù)防為主,即防止或盡量減少靜電的產(chǎn)生。
1.對紙張進(jìn)行調(diào)濕處理
紙張由于在造紙時就產(chǎn)生了靜電,運(yùn)輸?shù)接∷S時就應(yīng)該進(jìn)行晾紙?zhí)幚?,以減少紙張的靜電量。目前晾紙的方式有:①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(diào)濕效果越好,印刷過程中紙張伸縮率越小。②機(jī)械吊晾法。使用專用晾紙機(jī)的方法叫機(jī)械吊晾法,通用的有圓形晾紙機(jī)和橋式晾紙機(jī)。③卷筒紙的調(diào)濕處理,只能用靜置的方法,調(diào)濕時間需數(shù)月之久。單張紙的吊晾,不僅能調(diào)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(jīng)吊晾后,可以去除表面浮塵和異物。由于紙張原料構(gòu)成及制造工藝的影響,使得紙張所含雜質(zhì)與表面光滑度等有所不同。印刷時應(yīng)當(dāng)選擇雜質(zhì)少、表面光滑的紙張,以減少紙張由于摩擦、剝離而產(chǎn)生的靜電。另外,紙張的原料構(gòu)成影響到其吸濕性,從減少靜電的角度來講,應(yīng)選擇吸濕性強(qiáng)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。
2.印刷壓力與機(jī)速控制對靜電的影響
印刷壓力的大小對產(chǎn)品質(zhì)量、印版耐印率甚至機(jī)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(wǎng)點膨脹變形、層次減少,還要破壞滾筒的正常運(yùn)轉(zhuǎn),加速軸承磨損,所以要對壓力進(jìn)行科學(xué)的控制。印刷過程是通過滾筒的壓力完成油墨向紙張的轉(zhuǎn)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(chǎn)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(zhì)量。因此,在保證正常印刷的前提下,應(yīng)盡量減小印刷壓力。
印刷機(jī)的高速度會使靜電積累加劇,若降低機(jī)速可減弱紙張與機(jī)件的接觸分離及摩擦,使電荷的遷移運(yùn)動減弱,從而減少靜電的產(chǎn)生,但降低機(jī)速還會使印刷周期增長,可考慮增加班次或增加印刷機(jī)的臺數(shù)。
3.要對印刷車間、場所進(jìn)行溫濕度控制
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(jī)械力的作用下,流動性能加大,油墨間的分子引力變?nèi)?。在印刷中的用水量也將增大,也就加速乳化的發(fā)生。在印刷中表現(xiàn)為易干水糊版。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(jìn)行。濕度大時,紙張易吸水變形,印刷時水量較難控制,易水大,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?qū)τ∷④囬g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(zhǔn)將會得到改善,根據(jù)我國實情,印刷車間的溫濕度控制在表1之內(nèi),可使生產(chǎn)趨于穩(wěn)定。
生產(chǎn)場所的溫濕度控制,在有空調(diào)的情況下,溫濕度的控制可以實現(xiàn),而對沒有空調(diào)的車間,則應(yīng)采取必要的措施減緩溫濕度變化對印刷過程的影響。
①措施之一,盡量減少車間溫濕度受外界氣候變化的影響。這并不是指要求達(dá)到四季一致,而是指一定時間范圍內(nèi)的變化控制。主要是同一批印刷品從白紙上機(jī)到印刷完成,車間溫濕度不應(yīng)有較大的變化,要盡可能地減少車間內(nèi)與室外空氣的直接交流和交換,通常應(yīng)關(guān)閉車間窗戶,房屋的結(jié)構(gòu)要能散射夏季日光的照射,減少日光對車間溫濕度的直接影響。冬季保溫性能好,防止寒冷空氣對車間溫度的影響。車間的門不應(yīng)直接對外,應(yīng)有轉(zhuǎn)折,留有通道,門口還應(yīng)當(dāng)用布門簾擋住。
②措施之二,遇有天氣變化,應(yīng)將待繼印的半成品用塑料套封蓋起來,防止和減緩?fù)饨缈諝獯偈拱氤善芳垙堊冃巍?
四、消除靜電的辦法??
在實際印刷工作中,由于靜電不可能全部被抑制,而仍然會產(chǎn)生,所以靜電的消除工作是非常必要的,印刷靜電主要有釋放消除法與中和消除兩種方法。
1.印刷靜電釋放消除法??
印刷靜電產(chǎn)生后,靜電電荷將通過各種途徑自然釋放,但釋放的速度是非常緩慢的。為防止靜電積累,必須加速靜電的釋放,通常采用以下釋放方法。?
①設(shè)備接地與抗靜電劑的應(yīng)用,公路行駛的油罐車,其尾部總有一條鐵鏈拖于地面,這是由于油罐車的橡膠輪胎是絕緣體,車身上產(chǎn)生的靜電不能進(jìn)入大地,而鐵鏈的作用就是為靜電向大地的釋放提供通路。這種消除靜電的方法就是接地釋放消除法。
抗靜電劑也叫抗靜電添加劑,將抗靜電劑噴灑在紙張、包襯、線帶等絕緣材料的表面,這些材料表面極易吸附空氣中的水分而形成水膜,使這些絕緣材料表面電阻下降,導(dǎo)電性能得到加強(qiáng),從而將靜電荷迅速釋放,避免了靜電積累。但是,由于噴灑或涂刷抗靜電劑后有效使用時間較短,對于大批量的印刷品使用不便,且費(fèi)用較高。
②增濕,空氣中的濕度是指空氣的潮濕程度??諝庵泻械乃侄?,空氣濕度就大,反之空氣濕度就小。增加印刷場所的空氣濕度,固然可以使絕緣零件、材料的表面吸附水分而加速靜電的釋放,但濕度過大會使紙張的張力、抗壓強(qiáng)度、伸縮量發(fā)生變化,會造成紙張斷裂,輸紙困難,套印不準(zhǔn)等故障,因此,印刷場所的濕度必須進(jìn)行測量和控制,使其保持在一定范圍之內(nèi)。由實際生產(chǎn)經(jīng)驗可知,車間相對濕度在60%、溫度在20℃±2℃時,紙張就產(chǎn)生足夠強(qiáng)的導(dǎo)電性,從而使靜電量大大釋放,能進(jìn)行正常印刷?,F(xiàn)在市場已有多種新型的溫濕度表出售,它們體積小,重量輕,攜帶、安裝使用都很方便。
2.印刷靜電的中和消除法
在印刷靜電產(chǎn)生的同時,靜電電荷通過空氣進(jìn)行著自然釋放。通常情況下,空氣中有一定數(shù)量的帶電粒子,即多出電子的負(fù)離子和缺少電子的正離子。紙張、包襯、線帶等帶電電體上的電荷,會與空氣中的正負(fù)離子發(fā)生中和,但由于空氣中的帶電粒子數(shù)量極少,所以這種自然中和非常緩慢,不過,人們由此得到了啟發(fā),即利用正負(fù)電荷相吸中和的基本特性來消除印刷靜電。靜電消除器就是利用高電壓使空氣電離,增加空氣中的帶電粒子,從而加速印刷紙張上靜電荷的中和,因此,靜電消除器也稱靜電中和器。它是當(dāng)前印刷廠用以消除靜電最主要的,也是使用最普遍的一種方法。
靜電消除器基本有以下各類型:
靜電現(xiàn)象在印刷中是廣泛存在的,有效地防止和消除靜電對提高印品質(zhì)量、保障生產(chǎn)安全有著十分重要的意義。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,克服靜電的辦法也將不斷更新,讓我們腳踏實地地工作,采用科學(xué)數(shù)據(jù)化的工作方法,在實踐中繼續(xù)努力,使我們的生產(chǎn)更安全,產(chǎn)品更精美。