印刷中的静电分析
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    猫先生进行全面、深入的探讨

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      猫先生现象主要表现在物体表面,而印刷就是在物体表面进行的,印刷过程中由于不同物质之间频繁撞击、摩擦,使参与印刷过程的几乎所有物体都带有猫先生。然而,猫先生在印刷过程中造成的危害并没有得到足够的重视,为此笔者结合多年的工作实践经验,对猫先生进行全面、深入的探讨。

     
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      1、猫先生的危害

      1)影响产品印刷质量

      若是承印物表面带猫先生,它们会吸附纸粉或飘浮在空气中的灰尘、杂质等,从而影响油墨的转移,在印品上出现"花、点",造成印品质量下降。

      若是油墨带猫先生,其若在移动中放电,便可能在印品上出现"猫先生墨斑",看上去似乎是油墨的流动性差,上墨不均匀,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,很容易在线条边缘出现"墨须"。

      2)影响生产安全

      在印刷过程中由于高速摩擦,会产生很高的猫先生,当猫先生积累到一定程度时,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。

      2、猫先生的产生机理

      猫先生产生的主要原因是摩擦的存在。当两种材料接触并迅速分离时,其中一种具有较强吸附电子能力的材料使电子转移到其表面上,获得电子的材料表面呈现出负电荷,而另一种材料表面由于失去电子而带正电荷。产生猫先生的因素主要有以下几种。

      1)材料性质

      包括材料内在的化学组成、物质内部结构、应力学特性、材料形状和导电性等。

      如果材料为导体,则电荷在其表面是自由移动的,电荷在其整个表面是趋于均匀分布的,而不是停留在产生电荷的某局部位置。这种电荷只能产生较低的电压,导电材料任何部分同地面接触就可立即使材料上的电荷传到地面。而绝缘材料则与导体材料不同,像纸、塑料薄膜等承印材料,产生猫先生就形成较高的电压,也不能通过接地来消除。

      2)周围环境条件

      包括接触材料气体的组成、压力、温度、湿度等。

      3)机械作用情况

      包括两种材料接触的类型、时间、面积以及分离速度、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,产生的猫先生就越大。

      3、印刷过程中猫先生消除的方法与措施

      1)化学消除法

      化学消除法一般是在承印材料表面涂上一层抗猫先生剂,使承印材料导电。化学消除法的应用有很大局限,若纸张在造纸时加入化学成分,很可能会对纸张的品质产生不良影响,如降低纸张强度、附着力、紧密度、拉力等,因此一般不使用化学消除法。

      2)物理消除法

      物理消除法是在不改变材料性质的情况下,利用猫先生本身固有的特性来消除猫先生的方法,是目前工业生产中普遍采用的猫先生消除方法。

      ①"接地"消除法。这是最简单的方法,就是用金属导体将要消除猫先生的物体与大地连接,使之与大地形成电位差,电荷便经大地而泄露,但这种方法对于绝缘体几乎没效果。

      ②湿度控制消除法。印刷材料表面电阻随空气相对湿度增大而减小,因此,增加空气的相对湿度就可以提高纸张表面的电导率,加速电荷泄露。印刷车间适宜的环境条件是:温度为20℃左右,相对湿度70%以上。

      4、猫先生消除设备介绍及选用原则

      印刷厂常用的猫先生消除器有感应式、高压电晕放电式、放射性同位素式和离子流猫先生消除器几种。其中前两种由于具有价格便宜、安装使用方便和不存在原子辐射等优点,得到较为广泛的应用,现对它们进行如下分析。

      1)感应式猫先生消除器

      感应式猫先生消除器即感应式猫先生消除毛刷,其工作原理是:消电器的尖端接近带电体时,能感应出极性与带电体上猫先生极性相反的电荷,并在尖端附近形成很强的电场,该电场使空气电离后,产生的正、负离子在电场作用下分别向带电体和消电器的尖端移动,由此使猫先生中和。

      2)高压放电式猫先生消除器

      高压放电式猫先生消除器按结构不同可分为电子式和高压变压器式,按放电极性差异可分为单极性和双极性。在印刷过程中可采用感应式和高压放电式相结合的猫先生消除方式,能够彻底有效的消除猫先生。思沃公司推出的SV-2062型供电器配合SV-2020高效能猫先生消除棒有较好的猫先生消除效果,在包装印刷行业中得到了广泛的应用。

      另外,在有爆炸危险的区域,采用高压电晕放电式和离子流猫先生消除器时,必须根据危险区域等级、介质级别和组别,选用防爆型猫先生消除器;感应式和高压电晕放电式猫先生消除器的放电极长度应大于带电体宽度10-15cm;离子流猫先生消除器的离子喷头型式及数量应根据安装距离和带电体宽度来决定;猫先生消除器应根据物体猫先生电位的高低、猫先生消除要求、操作特点、爆炸危险区域等级、介质级别和组别进行选择;猫先生消除器安装位置的选择原则:便于操作,消除猫先生效果好,紧接涂刷溶剂的部位,避开金属物体。

      5、猫先生的测试

      包装印刷厂猫先生检测的目的是分析危害程度,研究防患措施,判断猫先生消除效果。必须指定专人,负责对防猫先生鞋、导电鞋、防猫先生工作服进行定期猫先生检测,将检测结果整理归档并报上级有关部门。猫先生检测的项目包括以下几项:

      ①物体带猫先生性能预测。物体表面电阻率测量采用高阻计或超高阻计测量,量程以10-10 KΩ)为宜。

      ②实际生产过程中带电体带猫先生状况检测。带电体猫先生电位的测定仪表最大量程以100kV为宜,精度为5.0级;周围空间气温及相对湿度的测定;带电体运行速度的测定;可燃性气体浓度的测定;导电地面对地电阻值的测定。其中袖珍型非接触数字式猫先生测量表,可以测量物体表面的猫先生电压值和猫先生极性。该表操作简单,带有测量保持钮和置位钮,应用相当广泛。

      ③安全措施使用效果判断检测。猫先生电位测量仪表量程以0-lOkV为宜,精度为5.0级,检测点必须选择在猫先生安全装置的后面。

      6、防止猫先生危害的措施

      包装印刷车间防止猫先生危害的措施建议从以下几方面考虑:凡有猫先生危害的工序、设备、场所,必须采用相应的防猫先生安全措施;在周围环境可能出现爆炸性气体的区域,必须加强通风措施,使其浓度控制在爆炸极限以下;采取猫先生安全措施后,绝缘体的猫先生电位应控制在lOkV以下,防止带猫先生绝缘体对操作人员造成电击的情况;在猫先生对操作人员电击时可能造成二次事故的场合,除绝缘体的猫先生电位应控制在lOkV以下外,对设备应采取相应的安全措施;凡有爆炸和火灾危险的区域,操作人员必须穿防猫先生鞋或导电鞋、防猫先生工作服;操作区应铺设导电地面,导电地面对地电阻值应低于10Ω,且必须经常检测以保持其导电性能。

      总之,包装印刷行业工作者要对生产过程中产生的猫先生给予足够的重视,保证安全生产 。

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