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2009-09-30
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靜電對(duì)印刷的影響是十分嚴(yán)重的，消除印刷中產(chǎn)生的靜電是當(dāng)前國(guó)內(nèi)外印刷業(yè)的重要課題之一。在印刷生產(chǎn)中，印刷后的紙張飛飄不能疊齊等現(xiàn)象都是由于產(chǎn)生了靜電而造成的。
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(shí)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(huì)讓印刷后的紙張與滾筒包襯上產(chǎn)生靜電。
③機(jī)速對(duì)產(chǎn)生靜電的影響。當(dāng)印刷機(jī)速度增加時(shí)，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(dòng)加劇，電荷遷移的能量加大，zui后導(dǎo)致靜電的增加。例如，印刷報(bào)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(bào)紙經(jīng)分發(fā)、傳遞送到讀者手中，報(bào)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(duì)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zui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(duì)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(huì)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?jiān)谏a(chǎn)過(guò)程中就產(chǎn)生了靜電，這些對(duì)印刷靜電的產(chǎn)生都有很大的影響。
3. 環(huán)境因素
印刷場(chǎng)所的空氣溫度與濕度，對(duì)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(chǎng)所的空氣溫度上升時(shí)，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(shí)，由于空氣相對(duì)濕度大，所以靜電產(chǎn)生不多，而在空氣相對(duì)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(huì)積累大量的靜電荷。溫度和濕度是相互的，溫度升高會(huì)使空氣變得干燥，空間的相對(duì)濕度下降，濕度對(duì)靜電的影響比溫度大得多。
二、靜電對(duì)印刷的危害
1. 靜電對(duì)印刷質(zhì)量的危害
由于靜電的影響，紙張?jiān)谳敿埦€帶上位置歪斜，到達(dá)收紙臺(tái)時(shí)不易下落，在收紙臺(tái)上紙張互相吸引而貼合在一起，齊紙裝置無(wú)法將其理齊，這將給下工序折頁(yè)工作帶來(lái)一定影響。由于紙張相互粘貼，經(jīng)常產(chǎn)生雙張故障。紙張?jiān)谳敿埌迳喜灰仔凶?，還會(huì)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(tái)、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(duì)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(huì)消失。這不但影響印品質(zhì)量，同時(shí)也污染了設(shè)備。
2. 印刷靜電對(duì)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(huì)產(chǎn)生靜電，而且鞋底與地面的摩擦也會(huì)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(huì)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(shí)，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(duì)于靜電也相當(dāng)于導(dǎo)體，人體在靜電場(chǎng)里也會(huì)感應(yīng)起電。印刷工人操作時(shí)，經(jīng)常與帶電的紙張、紙堆接觸，人體在紙張、紙堆靜電場(chǎng)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(shí)，由于機(jī)器外殼是接地的，所以人體靜電都會(huì)從手指對(duì)接觸機(jī)殼處放電，使靜電泄入大地，因而人體會(huì)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(shí)，若用手觸及電位很高的紙或收紙堆，同樣會(huì)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(duì)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(jí)別，盡管靜電電壓高到幾千伏或幾萬(wàn)伏，但對(duì)人構(gòu)不成致命危害。值得注意的是：突然的電擊給人帶來(lái)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(shí)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zui小點(diǎn)燃能量時(shí)，都有引起火災(zāi)和爆炸的危險(xiǎn)。
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(duì)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(duì)紙張進(jìn)行調(diào)濕處理
紙張由于在造紙時(shí)就產(chǎn)生了靜電，運(yùn)輸?shù)接∷S時(shí)就應(yīng)該進(jìn)行晾紙?zhí)幚恚詼p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(shí)間一般在2天以上，吊晾時(shí)間越長(zhǎng)，調(diào)濕效果越好，印刷過(guò)程中紙張伸縮率越小。②機(jī)械吊晾法。使用晾紙機(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(shí)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(guò)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?jiān)蠘?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(shí)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(lái)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(duì)靜電的影響
印刷壓力的大小對(duì)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(wú)精神、無(wú)光澤；壓力太大，則網(wǎng)點(diǎn)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(duì)壓力進(jìn)行科學(xué)的控制。印刷過(guò)程是通過(guò)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(shí)，筆鋒清晰，但同時(shí)會(huì)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(huì)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(huì)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(dòng)減弱，從而減少靜電的產(chǎn)生，但降低機(jī)速還會(huì)使印刷周期增長(zhǎng)，可考慮增加班次或增加印刷機(jī)的臺(tái)數(shù)。
3. 要對(duì)印刷車間、場(chǎng)所進(jìn)行溫濕度控制
溫濕度對(duì)印刷的影響是很大的。車間的溫度高時(shí)，油墨由于溫度升高及機(jī)械力的作用下，流動(dòng)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(shí)，油墨的粘度大，上墨較難，在印刷時(shí)必須在油墨中加入適量的添加劑，以降低油墨的粘度來(lái)保證印刷的進(jìn)行。濕度大時(shí)，紙張易吸水變形，印刷時(shí)水量較難控制，易水大，所以控制好車間的溫濕度對(duì)印刷是很有必要的。在印刷過(guò)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(guò)3℃，因紙張伸縮形成的套印不準(zhǔn)將會(huì)得到改善，根據(jù)我國(guó)實(shí)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(chǎng)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(shí)現(xiàn)，而對(duì)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(duì)印刷過(guò)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(shí)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(duì)車間溫濕度的直接影響。冬季保溫性能好，防止寒冷空氣對(duì)車間溫度的影響。車間的門不應(yīng)直接對(duì)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(lái)，防止和減緩?fù)饨缈諝獯偈拱氤善芳垙堊冃巍?br /> 四、消除靜電的辦法
在實(shí)際印刷工作中，由于靜電不可能全部被抑制，而仍然會(huì)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(guò)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(shí)間較短，對(duì)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(chǎng)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(guò)大會(huì)使紙張的張力、抗壓強(qiáng)度、伸縮量發(fā)生變化，會(huì)造成紙張斷裂，輸紙困難，套印不準(zhǔn)等故障，因此，印刷場(chǎng)所的濕度必須進(jìn)行測(cè)量和控制，使其保持在一定范圍之內(nèi)。由實(shí)際生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)可知，車間相對(duì)濕度在60%、溫度在20℃±2℃時(shí)，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(chǎng)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(shí)，靜電電荷通過(guò)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(huì)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(guò)，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(lái)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zui主要的，也是使用zui普遍的一種方法。
靜電消除器基本有以下各類型：（圖略）
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(duì)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(shí)地地工作，采用科學(xué)數(shù)據(jù)化的工作方法，在實(shí)踐中繼續(xù)努力，使我們的生產(chǎn)更安全，產(chǎn)品更精美。
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