【科普】印刷中的静电分析与消除
发布于:2021-02-24 10:03:57 编辑:admin 浏览:85次

印刷是在物体表面进行的,静电现象也主要表现在物体表面,两者之间的关系自然十分密切。静电现象对于印刷的影响具有双重性,有危害印刷正常进行的一面,也有可以利用的一面。印刷的过程中包含着频繁的撞击,摩擦以及接触分离的过程,结果是使参与印刷过程的几乎所有物体都带有静电。

静电

静电产生的主要原因是摩擦的存在。当两种固体材料接触和迅速分开时,其中一种材料具有较大的吸附电子的能力而使电子转移到材料表面上,获得电子表面呈现出负电荷,而另一个表面由于失去电子而带正电荷。

静电的危害

1、影响产品印刷质量

首先是承印物表面带电,如纸张、聚乙烯、聚丙烯、玻璃纸等,它们会吸附纸屑或弥漫于空气中的大量灰尘、杂质等,从而影响油墨的转移,降低油墨转移率, 在印品上出现“花、点”,造成印品质量下降。或者因相互排斥而造成收卷打滑、收卷不齐。

其次是油墨带电荷,带电的油墨若在移动中放电,就可能在印品上出现“静电墨斑”,看上去象是油墨的流动性差,上墨不均匀似的,在层次薄版印刷中常出现这种情况。在实地版印刷中,若带电油墨在印品上线条的边缘放电,很容易在边缘出现“墨须”。

2、影响生产安全

在印刷过程中由于高速摩擦,剥离会产生很高的静电,当静电积累到很容易导致空气放电,造成电击或起火。很高电压时,带电的油墨可能引起油墨、溶剂着火,或通过油墨电击工作人员,直接威胁操作人员的人身安全。

静电的重要因素

材料的导电性对静电具有双重作用。其一,如果材料为导体,则电荷在其表面上是由移动的,电荷在其整个表面上是趋于自由分布的,而不是停留在产生电荷的局部位置。这种电荷在表面上分布只能引起较低的电压。导电材料任何部分同地面接触就立即使材料上的电荷传到地面。而绝缘材料与导体不同,像大部承印材料中的纸、塑料薄膜等,产生静电就形成较高的电压,也不能通过接地来消除。

1)材料性质包括材料内在的化学组成、物质内部结构、应力应变力学特性、材料形状和导电性等

2)周围环境条件包括接触物体(材料)周围气体的组成与压力、温度等。

3)机械作用情况包括两种材料接触的类型、接触时间、接触面积、分离速度以及材料,作用力的性质等。一般情况下,两种材料接触越紧密或分离速度越快,产生的静电就越大。

4)材料配合种类不同材料间的摩擦作用,会产生不同极性的静电。不同材料附有不同的静电强度。

静电的消除方法与措施

1、接地

 即把金属导体与大地连接,使它与大地等电位,电荷便经大地而泄露、但这种方法对于绝缘体几乎没有效果。如果有两部印刷机邻近,虽然它们各自都有导线接地,但因电荷泄露的程度有所不同,它们之间仍然有可能有电位差,为避免彼此放电,也要用导线把它们连接起来。

2、离子中和

就是用离子中和器将空气离子化,使其产生正负两种离子,以中和纸张上的静电。

3、控制湿度

表面电阻随空气相对湿度的增大而减少。因此,增加空气的相对湿度,就可以提高纸张表面的电导率,加速电荷的泄露。在印刷车间,湿度为20度左右,相对湿度在65%上下是合适的。所以,在印刷周围环境中洒一些水,有条件的可使用空气加湿器,可以有效的消除静电。

4、调整油墨粘度

把油墨的粘度调大一些,也可以有效的减少(消除)油墨中的静电,提高印刷质量。

5、油墨中加入抗静电剂或异丙醇

最好使用抗静电剂,因为异丙醇加多了会导致油墨反渣,许多书上介绍异丙醇

的加入量为不超过2%,但是,根据需要,非要远远超过这个量才会有效果。

静电消除设备介绍及选用原则

印刷厂常用的静电消除器有感应式、高压电晕放电式、离子流静电消除器和放射性同位素式几种。

感应式静电消除器棒:即感应式静电消除毛刷,原理是:消电器的尖端接近带电体时,在尖端上能感应出极性与带电体上静电极性相反的电荷,并在尖端附近形成很强的电场,该电场使空气电离后,产生正、负离子在电场作用下分别向带电体和消电器的尖端移动,由此使静电中和。此种方法使用逐渐在减少。
高压放电式静电消除器:按结构分为电子式和高压变压器式,按放电极性可分为单极性和双极性,单极性静电消除器只对一种电荷有作用,双极性可消除任何一种静电。另外在印刷过程中可采用消静电毛刷和高压放电式两种相结合的方式可彻底有效消除静电。

在有爆炸危险的区域,采用高压电晕放电式和离子流静电消除器时,必须根据危险区域等级、介质级别和组别,选用防爆型静电消除器。

感应式和高压式电晕放电式静电消除器放电极长度应大于带电体宽度10~15cm;离子流静电消除器离子喷头的型式及数量应根据可能的安装距离和带电体宽度决定。
静电消除器应根据物体静电电位的高低、消除要求、操作特点、爆炸危险区域等级、介质级别和组别进行选择。

静电消除器安装位置的选择原则:便于工艺操作;消除静电效果好;紧接涂刷溶剂的后续部位;避开金属背景。

静电的利用

如何利用静电来提高印品的质量:

照相凹印与凸版印刷、平版印刷相比较,印刷图文存留有叫多的墨量,必须施加较大的印刷压力,才能使着墨孔里的油墨转移到承印物表面,因而印刷机的负荷要比凸版印刷机、平版印刷机的负荷大。

尽管采用很大的印刷压力,也只能把版上60%的油墨转移到承印物上。为了提高照相凹版的油墨转移率,可以在印刷机上安装静电吸墨装置,利用静电吸墨的办法,把印刷上的油墨吸到承印物上,这样油墨转移率能提高20%,既延长了机器的使用寿命,又使印刷品的细微层次得到了丰富的再现,大大提高了印品的质量与档次。

印刷机的压印滚筒有导电性,印刷时,利用静电高压发生器,在印版和压印滚筒之间产生电场借助静电引力,将印版着墨孔里的油墨吸到承印物上。这种装置,由于高压电场的存在能消除纸张上的静电,克服了纸张带静电而引起的种种故障。