凹版印刷車(chē)間的靜電控制

干擾靜電又稱(chēng)摩擦靜電，它會(huì)帶來(lái)許多人們不愿見(jiàn)到的結(jié)果。比如，紙張因?yàn)殪o電粘在一起、一些紙質(zhì)材料因?yàn)殪o電而變得容易吸塵等等。本文著重講述如何在凹版印刷中避免由于靜電而引起的有機(jī)揮發(fā)物的燃燒現(xiàn)象，這種情況特別容易在使用碳?xì)浠�合物溶劑型金屬油墨，尤其是閃光銅油墨時(shí)發(fā)生。此類(lèi)油墨的碳?xì)浠�合物溶劑多為石腦油和/或甲苯，包含有少量的酯、酮或醇等有機(jī)易燃物。

在生產(chǎn)過(guò)程中，我們有時(shí)也有意識(shí)地利用靜電。比如，采用靜電輔助工藝（ESA）去除凹版印刷中高亮區(qū)與中間色調(diào)區(qū)的小污點(diǎn)、輔助塑料薄膜的電暈處理以及提高墨水良好流動(dòng)性及黏結(jié)性或用于書(shū)架的墨帶鉚焊等等。對(duì)于這些有意識(shí)利用靜電的情況，本文不做討論。

在此我們強(qiáng)調(diào)了一些常規(guī)的安全措施，主要目在于使人們對(duì)印刷及包裝加工行業(yè)中靜電現(xiàn)象有一定基本的了解。有助于對(duì)靜電現(xiàn)象有一個(gè)正確認(rèn)識(shí)，并能在實(shí)踐中采取一些措施，比如使用靜電消除器等，去除靜電帶來(lái)的不利影響。

由于靜電本身性質(zhì)較為復(fù)雜，而且凹版印刷采取的工藝、材料也不盡相同，因此本文僅就靜電有關(guān)的原則性問(wèn)題進(jìn)行討論，并不能為某些特定設(shè)備或工藝在安全上打保票，在安裝或操作這些設(shè)備（比如靜電消除器）時(shí)，應(yīng)當(dāng)遵守廠家推薦的方法和原則。

1.0基本安全防范措施

當(dāng)空氣中有機(jī)溶劑揮發(fā)物濃度較高時(shí)，一但遇到強(qiáng)烈的靜電釋放，就會(huì)引發(fā)火情。因此車(chē)間中最基本的防范措施就是減低空氣中有機(jī)溶劑及其揮發(fā)物和其它可燃物的濃度。方法有：

o蓋緊墨斗及承墨盤(pán)的蓋子以防有機(jī)溶劑揮發(fā)。密封好的蓋子可以減少可燃物揮發(fā)。如果使用接地的金屬把手打開(kāi)蓋子時(shí)，印刷人員身上的靜電荷也就會(huì)被釋放到盛墨容器的外面了。

o注意不要讓溶劑或油墨濺出。注意不要使墨池或其他容器盛墨太滿。

o濺出的液體必須及時(shí)清理。如果需用有機(jī)溶劑，則要選擇火點(diǎn)高的清潔溶劑。最好一小片小片地清潔。

o在工作區(qū)域只保存生產(chǎn)所必須的溶劑及油墨，并裝在密閉的容器中。被有機(jī)溶劑浸泡過(guò)的抹布也要裝在密閉容器里。

o所有印刷部件、干燥器及地板上的灰塵等均應(yīng)定期清理。清潔過(guò)程中應(yīng)注意保持良好的通風(fēng)條件。

下列措施有助于防止靜電產(chǎn)生的火花：

o絕緣鞋（運(yùn)動(dòng)鞋、橡膠底鞋）及合成纖維抹布容易產(chǎn)生電火花，應(yīng)禁用。人行走的地面不能鋪塑料布。干油墨或其他碎片會(huì)成為絕緣體，阻止人體向大地的靜電釋放，應(yīng)當(dāng)清除。

o所有進(jìn)出油墨、溶劑的容器或噴嘴應(yīng)當(dāng)接地，并且最好直接互連。

o操作間里的相對(duì)濕度如果等于或高于50%時(shí)（RH），則會(huì)增加紙張、棉布及水泥地板的導(dǎo)電性從而減低靜電產(chǎn)生。靜電消除器必須安裝在正確的位置上并保持潔凈才具最佳效果。

o當(dāng)含水較多的蒸汽或含有冷凝水的壓縮空氣高速流出時(shí)，會(huì)產(chǎn)生較強(qiáng)的靜電。見(jiàn)第9節(jié)。

2.0靜電的產(chǎn)生

靜電的產(chǎn)生須具備三個(gè)條件：

（1）正負(fù)電荷的分離。正負(fù)電荷分離的常見(jiàn)原因之一是兩種性質(zhì)不同的物體緊密接觸。這種緊密接觸可以由摩擦引起，因此靜電又叫摩擦靜電。正負(fù)電荷分離的另一種原因是靜電感應(yīng)。靜電感應(yīng)不為大多數(shù)人了解，但它卻是印刷過(guò)程中產(chǎn)生的靜電的最主要原因之一，因此我們?cè)谙旅娴恼鹿?jié)中對(duì)它將有詳細(xì)的介紹。

（2）正負(fù)電荷分離后，就會(huì)產(chǎn)生電壓及電能聚集。這種電壓及電能聚集是由于帶電荷的物體在機(jī)械運(yùn)動(dòng)中克服靜電引力或排斥力產(chǎn)生的。這種機(jī)械運(yùn)動(dòng)可以是卷筒紙?jiān)谟∷�機(jī)上的移動(dòng)、卷筒紙的復(fù)卷、油墨倒入墨斗或容器、或人在印刷機(jī)附近的走動(dòng)等等。

（3）當(dāng)電荷積蓄到一定程度，如果正負(fù)電荷不能相互中和，靜電荷聚集到一個(gè)點(diǎn)時(shí)，就可以產(chǎn)生較強(qiáng)的尖端放電現(xiàn)象了。

以上各點(diǎn)在本文后面章節(jié)將諸條介紹，下面就印刷車(chē)間中靜電的產(chǎn)生開(kāi)始論述。

2.1正負(fù)電荷的分離

每種物質(zhì)都由帶正電荷的原子核和核外繞原子核旋轉(zhuǎn)帶負(fù)電的電子構(gòu)成。在不帶電的物體中，物體中原子核正電荷剛好與電子負(fù)電荷相平衡，電量中和，所以沒(méi)有電性。但如果兩個(gè)物體緊密接觸，電子會(huì)很容易從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體，這樣電量就會(huì)不平衡，物體就有了電性。特別當(dāng)兩個(gè)物體摩擦?xí)r，這種緊密接觸就更明顯，因此我們常稱(chēng)之為摩擦靜電。在接觸區(qū)域，失去電子的物體帶正電，得到電子的物體帶負(fù)電，這就是電荷分離，但這種電荷分離所產(chǎn)生的電壓及電能是非常小的。

第二種最常見(jiàn)的電荷分離機(jī)制就是靜電感應(yīng)。當(dāng)具有一定導(dǎo)電性的物體被放在一個(gè)帶電物體的附近時(shí)，物體就會(huì)產(chǎn)生電荷分離。被原始帶電體推斥到一端的相同電荷可能會(huì)被接地開(kāi)關(guān)導(dǎo)向地面。此時(shí)開(kāi)始不帶電的物體由此帶上了與原始帶電體相反的電荷。這時(shí)候如果把感應(yīng)帶電物體與地面分開(kāi)，就會(huì)產(chǎn)生較高的電壓及電能。感應(yīng)帶電被認(rèn)為是印刷過(guò)程中產(chǎn)生大量靜電及電能積蓄的最主要原因。此外如果鞋子和地板之間的導(dǎo)電性不好，即使印刷部件接了地，人體去觸摸印刷機(jī)時(shí)仍會(huì)帶上電荷。

同理，如果一個(gè)帶電物體靠近一個(gè)接地了的金屬部件或容器時(shí)，金屬部件或容器的對(duì)應(yīng)表面也會(huì)被感應(yīng)，帶上相反的電荷。這樣雖然它們是0電壓（因?yàn)榻又�地），但卻帶上了電荷。同樣地，溶液的表面也會(huì)這樣帶上電荷。因此，除非所有容器都接地，否則在倒出部分溶液時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生了靜電火花。

電荷分離的第三種機(jī)理是液滴的分離。液體分子結(jié)構(gòu)會(huì)引起液體表面與液體內(nèi)部電壓的不同，即便是沒(méi)有外在的帶電物體的影響下，液面的破裂也會(huì)導(dǎo)致電荷分離。由于水分子具有較強(qiáng)的極性，這種機(jī)理產(chǎn)生的靜電在高速流動(dòng)的過(guò)濕蒸汽及濕壓縮空氣中很明顯。

2.2電壓與電能積累

電荷分離過(guò)程中產(chǎn)生的電壓及電能積累很低，不足以產(chǎn)生電火花。較高較危險(xiǎn)的電壓及電能積蓄是由帶電物體移動(dòng)、克服靜電引力及排斥力時(shí)所產(chǎn)生的。凹版印刷過(guò)程中，電壓及靜電積蓄是由卷筒紙?jiān)谟∷�機(jī)上的移動(dòng)引起的。油墨的流動(dòng)，甚至穿絕緣鞋操作工人的走動(dòng)也是高電壓及靜電積累產(chǎn)生的潛在因素。

帶電物體的移動(dòng)產(chǎn)生的電壓及靜電積蓄這種情況可用一塊絕緣的帶電金屬板離開(kāi)一塊放在地上的金屬板時(shí)發(fā)生情況來(lái)加以說(shuō)明。雖然帶電的金屬板上的電荷并未改變，但當(dāng)舉起它時(shí)，電壓會(huì)升高。其電壓可以通過(guò)金箔靜電計(jì)（或一種現(xiàn)代的阻抗靜電計(jì)）測(cè)量。

同理，當(dāng)帶有相同電荷的兩個(gè)物體接近時(shí)，也會(huì)產(chǎn)生過(guò)強(qiáng)電壓及能量積蓄。卷筒紙雖然僅帶有少量電荷，但當(dāng)卷起時(shí)，情況就不一樣了。相似地，當(dāng)帶有少量靜電荷的液體倒入容器時(shí)，高電壓及電量積蓄就會(huì)由此發(fā)生了。這方面細(xì)節(jié)將在下章討論。

2.3阻止正負(fù)電荷中和的因素

如果正負(fù)電荷能夠有辦法中和，電壓及能量的積累就不會(huì)發(fā)生。比如，當(dāng)兩塊不同的金屬接觸時(shí)，電子會(huì)從一個(gè)流向另一個(gè)，亦即，電荷發(fā)生了分離。但當(dāng)它們分開(kāi)時(shí)，電荷會(huì)在它們接觸面分開(kāi)的最后一點(diǎn)發(fā)生中和，所以電壓及電量積累就不發(fā)生了。

如果兩個(gè)物體當(dāng)中至少有一個(gè)被絕緣時(shí)，電荷就不會(huì)在它們接觸分開(kāi)的最后一點(diǎn)中和了，因此電壓及能量的積累就產(chǎn)生了。

紙類(lèi)物質(zhì)因其含有水分在一定程度上是導(dǎo)電的。在空氣相對(duì)濕度大于50%RH或當(dāng)卷筒紙上有蒸汽時(shí)，電荷就會(huì)發(fā)生中和，這也是消除靜電的一種方法。抑制靜電危害的程度取決于紙張中水分的含量、礦物質(zhì)及放電時(shí)間。通常印刷速度越快（或倒溶液越快），靜電問(wèn)題就越容易出現(xiàn)。大致來(lái)講，當(dāng)印刷紙或紙板時(shí)，適當(dāng)?shù)目諝鉂穸葧?huì)大大減少靜電引起的問(wèn)題。