一、印刷静电产生方式
任何两种内部结构中电荷载体的能量分布不同的物质相互接触或摩擦时，在它们的表面都会发生电荷的重新分配，而当这两种物质分离后，每一种物质就都会带有比其接触或摩擦前过量的正（或负）电荷，这种现象称之为静电现象。在印刷过程中导致静电产生的因素有多种，例如塑料薄膜和印刷油墨的种类；空气和塑料薄膜的摩擦与剥离；塑料薄膜和导向辊、压辊之间的摩擦；印刷车间的环境状况；印刷加工设备的接地状态；印刷速度的大小以及油墨的粘度等。在印刷过程中，有时会出现纸张或印品相互吸附粘连在一起，好像纸面有很强的真空吸力，难以分离，这种现象就是印刷静电。在气候干燥的冬季，印刷纸张带静电尤为突出，轻则给输纸、收纸和齐纸造成障碍，重则无法自动输纸或频繁出现双张、空张、收纸紊乱、损耗增加等不良后果，既降低生产效率又影响产品质量。所以，正确认识印刷静电和掌握应对方法，对促进生产具有积极的意义。纸张是绝缘体，导电性能差，在干燥的冬季，纸张受到摩擦和压力作用，失去电子后，很难补充失去的电子，当电荷在形成区域稳定后便产生了静电。在输纸过程中，纸张受到毛刷、压轮、线带的摩擦，在印刷过程中纸张受到压印滚筒和橡皮布滚筒挤压，由于纸张紧密接触、重力挤压、强烈摩擦，表面的温度升高，分子的热运动加剧，造成电荷迁移，一些物体失去电子带正电，而另一些物体得到电子带负电，这样纸张就产生了静电。温湿度影响产生静电，纸张存放在纸库以及车间中，由于温湿度变化的差异太大，纸张的含水量变化同样很明显。一旦空气相对湿度下降到一定程度（40％以下），就容易产生静电。当环境温度上升时，纸张受到摩擦，电荷运动加快，使得静电量的产生并积累增加。温度与湿度是互相联系的，当温度升高时，空气干燥，相对湿度下降，加剧了静电的产生。当温度下降时，空气又干燥，纸张、印刷机上的塑料附件等绝缘体表面就不会有水膜凝结，印刷中产生的静电不能及时消除，反而加剧静电的积累。纸张在剥离的同时，纸张与滚筒之间产生电荷迁移。剥离力的大小，由橡皮布的粘附力和油墨的黏性所决定，剥离越大，电荷的迁移越多，产生的静电量也越大。油墨产生静电，油墨在墨斗、墨辊、印版的高速运转过程中，由于分离和摩擦，被拉成细丝，又断为墨滴，这种油墨微滴，带有电荷，彼此间互相排斥，产生静电，形成雾状的“飞墨”，飞散在车间里，污染半成品和设备，对人体健康也有损害。张纸在印刷前和印刷后都需要裁切，裁切后的纸张，堆放过高，在拖移的外力作用下，产生静电，吸附在纸张边缘的纸屑一旦进入印刷机，就会产生类似掉毛的故障。为了保持纸张清洁，纸堆翻转系统应具有通风功能，在撞纸机和升压辊上还要采用非离子“空气流”消除静电的装置。卷筒纸产生静电，纸张表面的电阻随着水分的增减会有较大的变化，在胶印轮转印刷中，当纸张经过干燥后，水分降低到1%～2％时，其导电性能大大降低，电阻将提高到10～18Ω以上，电阻越大，摩擦产生的静电也越大。纸张从干燥装置出来后，经过几道辊子的摩擦，到达裁纸机或折页机，产生了相当高的静电，这样就不能正常将纸张输出，因此，一般应在干燥装置后再配置消静电装置。纸张化工原料配比不当，在造纸过程中，经过烘干、压光处理，在特定的情况下产生静电，静电停留在纸机干燥部末端纸页上，并在超级压光时，可能达到高电压。造纸加工中由于摩擦的作用，在纸页上也会产生电荷，这样就形成印刷静电现象。各种纸张或同类纸张的不同批次，所带的静电大小并不相同，电压高低也不一样。另外，纸张堆放时间、堆放环境，也会使纸张的水分不能够达到平衡状态，也可能产生静电。
二、印刷静电产生的原因
印刷静电的产生，主要受到工艺、设备、原材料及环境四大因素的影响。工艺方面的因素：纸张受到印版与滚筒的强力挤压，同时纸张与滚筒、印版及油墨产生剧烈摩擦，摩擦使以上零部件表面温度升高，容易产生分子的热运动，从而造成电子的重新分配，导致静电的产生；在印刷中，纸张与线带，导纸轮与油墨迅速地接触和分离，特别是当纸张被叼纸牙咬住后，迅速地绕于滚筒表面，在印刷之后，纸张又迅速地从滚筒表面剥离，滚筒的表面有橡皮布、棉布、牛皮纸等缠裹的包衬，因此，会让印刷后的纸张与滚筒包衬上产生静电；当印刷机速度增加时，纸张与印版、油墨的摩擦速度以及纸张与滚筒的接触与剥离速度都加快了，使得电子运动加剧，电荷迁移的能量加大，最后导致静电的增加。例如，印刷报纸的卷筒纸凸版印刷机的机速很高，所产生的静电电位也是很高的，即使印刷出的报纸经分发、传递送到读者手中，报纸印张仍由于大量静电的存在而互相粘连在一起，可见机速对静电产生的影响之大。设备和原材料的因素：材料性质包括材料内在的化学组成，物质内部结构、应力应变力学特征、材料形状和导电性等。材料的导电性对静电具有双重作用，如果材料为导体，则电荷在其表面上是自由移动的，电荷在其表面上是均匀分布的，而不是停留在产生电荷的局部位置，这种电荷表面上的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刻会将电荷传到地面。而绝缘材料则与导体不同，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。印刷机的印版、滚筒等版材或机件，由于多为金属物体，而金属体的最外层电子容易脱离原子核的吸引而成为自由电子，因而金属物体有迅速传导电荷的能力。在印刷中，纸张、包衬、线带等的摩擦起电，主要是表面效应，其表面状况对静电产生有很大影响。若表面平整光滑，产生的静电荷则少，相反，若表面粗糙或有被氧化腐蚀的地方及粘有污物，则产生的静电荷会增多。另外，由于纸张的构造成分不同，吸湿性也不同，有的纸张在生产过程中就产生了静电，这些对印刷静电的产生都有很大的影响。环境因素：周围环境条件包括接触物体周围气体的组成与压力、温度、湿度等，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，印刷场所的空气温度与湿度，对印刷静电的影响也很显著。印刷机件、材料在相互挤压摩擦时，引起分子的热分解及热电效应，使带电粒子增加或电极化，从而使印刷机件与材料带电。当印刷场所的空气温度上升时，使得以上各种效应更为剧烈，从而使得静电量的积累大大增加。在夏季时，由于空气相对湿度大，所以静电产生不多，而在空气相对湿度较小的春、秋、冬季里，因印刷静电产生后不能迅速释放，会积累大量的静电荷。温度和湿度是相互联系的，温度升高会使空气变得干燥，空间的相对湿度下降，湿度对静电的影响比温度大得多。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。
三、印刷静电的危害
由于静电的影响，纸张在输纸线带上位置歪斜，到达收纸台时不易下落，在收纸台上纸张互相吸引而贴合在一起，齐纸装置无法将其理齐，这将给下工序折页工作带来一定影响。由于纸张相互粘贴，经常产生双张故障，纸张在输纸板上不易行走，还会引起前规故障，造成套印不准，产生重影、图文发花等现象。另外，带有静电的纸张吸咐了很多杂质和粉尘，使得印品墨迹不清。在印刷中，油墨由墨辊、墨台、印版进行高速的传递和压匀，其间高速的接触分离和摩擦会使油墨产生静电，即产生飞墨，有的直接飞向印刷品，使印品溅脏，有的飞向印版、橡皮布后转印到印刷品上，这叫转印浮脏，常常形成相对固定的浅色墨斑，直到将印版或橡皮布上的飞墨去除后，才会消失。这不但影响印品质量，同时也污染了设备。印刷工人在生产操作中是很容易带上静电的，如在干燥的春、秋季节，衣服一般穿得较多，而且多为化纤产品，工作中人体与衣服、衣服与衣服间的摩擦都会产生静电，而且鞋底与地面的摩擦也会使人体带电。在另一方面，一般人所穿的布鞋、皮鞋的电阻值都在10Ω以上，若是塑料或橡胶底鞋，则电阻值会更高。所以，人体与衣服上的静电很难释放（带静电的人体释放静电时，鞋底电阻应在10gΩ以下），于是产生静电积累使人体带电体。静电感应可使不带电的导体感应起电，从而变成带电的导体，人体对于静电也相当于导体，人体在静电场里也会感应起电。印刷工人操作时，经常与带电的纸张、纸堆接触，人体在纸张、纸堆静电场的作用下感应起电，由于人体与大地绝缘良好，因而成为独立的带电体。人体积累静电后，当操作中的手指触及到印刷机外壳或金属部件时，由于机器外壳是接地的，所以人体静电都会从手指对接触机壳处放电，使静电泄入地面，因而人体会受到电击。当人体没有积累静电，穿着绝缘电阻很小的鞋站在地面上时，若用手触及电位很高的纸或收纸堆，同样会受到电击，其原因是人体与地面形成良好接地，为静电释放提供了通路。印刷静电对人的电击是静电放电造成的瞬间冲击性电击，放电电流只在微安级别，尽管静电电压高到几千伏或几万伏，但对人构不成致命危害。值得注意的是：突然电击给人带来针刺及麻电感觉，使人精神紧张，影响印刷工人的操作，严重时可造成事故。在高速卷筒纸的印刷中，产生的静电电位很高，很容易发生火花放电，当放电火花量达到汽油、酒精的最小点燃能量时，就有引起火灾和爆炸的危险。
四、印刷静电的消除途径和控防方法
防止印刷静电的发生，首先要从源头上进行控制。对带有静电的纸张可以暂缓使用，适当延长库存时间。采用晾纸的办法除去纸张静电，当急用纸张时，可采用晾纸机对带静电的纸张进行吊晾。为避免静电的危害，保证印刷的正常进行，一方面必须对纸张包衬、线带上等已带静电进行消除，更重要的是以预防为主，即防止或尽量减少静电的产生。纸张由于在造纸时就产生了静电，运输到印刷厂时就应该进行晾纸处理，以减少纸张的静电量。目前晾纸的方式有：自然吊晾法就是指把纸张吊晾在印刷车间或与车间温湿度相近的晾纸间，称为自然吊晾法。吊晾时间一般在2天以上，吊晾时间越长，调湿效果越好，印刷过程中纸张伸缩率越小；另一种是机械吊晾法，使用专用晾纸机的方法叫机械吊晾法，通用的有圆形晾纸机和桥式晾纸机；卷筒纸的调湿处理，只能用静置的方法，调湿时间需数月之久。单张纸的吊晾，不仅能调节纸张的温湿度，还能使纸张含水量均匀，这样，可使纸张平整，避免印刷过程中因纸张含水量不匀造成的打皱，另外，纸张经吊晾后，可以去除表面浮尘和异物。由于纸张原料构成及制造工艺的影响，使得纸张所含杂质与表面光滑度等有所不同，印刷时应当选择杂质少、表面光滑的纸张，以减少纸张由于摩擦、剥离而产生的静电。另外，纸张的原料构成影响到其吸湿性，从减少静电的角度来讲，应选择吸湿性强的纸张，使纸张表面电阻得以迅速下降，加快纸张静电的释放。消除静电的途径，从源头上抑制静电的产生。塑料薄膜供应商通常会在塑料薄膜内加入抗静电剂如胺类抗静电剂、非离子季胺化合物、吡啶衍生物或羟基酸胺等，以从源头上抑制静电的产生。这些抗静电剂是各种类型的表面活性物质，其抗静电作用机理为：一方面抗静电剂分子结构中含有的离子基团缓慢扩散到塑料薄膜表面，在塑料薄膜表面形成连续相，增加表面的离子浓度提高其导电性，扩散所需时间随材料种类的不同而不同，从数小时到数天不等，注意抗静电剂不能加入过量，否则塑料薄膜会出现表面“发汗或喷霜”现象。另一方面，由于表面的定向作用，抗静电剂分子的亲水端将倾向于伸向塑料薄膜表面，使塑料薄膜能吸收水分。由于水相对于高分子材料来说有较高的导电性，而且导电性又会因所溶解离子数的增加而增加，从而起到泄去电荷的作用。安装温湿度调节装置控制车间环境温湿度是十分必要的，使纸张含水量达到平衡状态。有些企业没有条件安装恒湿设备，可以在印刷车间的地面上洒一些水或安装简易式喷雾器，这种方法可以解决静电故障，但是如果处理不当，会造成相对湿度过高，引起纸张伸缩、弓皱等弊病。印刷部件与地面之间用金属导体接触，相互保持良好的电位，使纸张静电在与地接触时很快泄去，可以减少纸张的静电积累，消除静电。在油墨中加入抗静电剂，这种化学方法主要是增加纸张的吸湿性和导电性，一般在油墨里加入1.8％左右的抗静电剂，使静电消除。在印刷机上安装静电消除器，根据纸张上的静电量大小，通过电压或高频调整来消除纸张静电。及时消除产生的静电应从以下几方面着手：控制环境湿温度，可通过在车间内安装空调或淋水；导入水蒸汽来提高车间的湿度，空气中的水蒸汽会在塑料薄膜表面形成一层连续膜，加上空气中CO，等物质的电离溶解，可提高塑料薄膜的表面导电性；在印刷设备上采用静电刷来消除静电，当塑料薄膜离开滚筒后，使其背面立即与接地的静电刷相接触，可以消除印刷加工过程中产生的静电；在可能的条件下将设备上的导辊接地避免轴承润滑油面造成的导辊绝缘，将压辊与薄膜运转方向的夹角调为钝角，可以降低摩擦和剥离带电。印刷压力的大小对产品质量、印版耐印率甚至机器保养都有明显的影响。压力太小，印刷品墨色淡薄、无精神、无光泽；压力太大，则网点膨胀变形、层次减少，还要破坏滚筒的正常运转，加速轴承磨损，所以要对压力进行科学的控制。印刷过程是通过滚筒的压力完成油墨向纸张的转移的，足够大的压力可使印刷品墨迹牢实，笔锋清晰，但同时会产生大量静电。减少印刷压力，固然可以减少纸张电荷的迁移，使纸张静电减少，但又会影响印刷品的质量。因此，在保证正常印刷的前提下，应尽量减小印刷压力。印刷机的高速度会使静电积累加剧，若降低机速可减弱纸张与机件的接触分离及摩擦，使电荷的迁移运动减弱，从而减少静电的产生，但降低机速还会使印刷周期增长，可考虑增加班次或增加印刷机的台数。温湿度对印刷的影响是很大的，车间的温度高时，油墨由于温度升高及机械力的作用，流动性能加大，油墨间的分子引力变弱，在印刷中的用水量也将增大，也就加速乳化的发生。温度低时，油墨的粘度大，上墨较难，在印刷时必须在油墨中加入适量的添加剂，以降低油墨的粘度来保证印刷的进行。湿度大时，纸张易吸水变形，印刷时水量较难控制，所以控制好车间的温湿度对印刷是很有必要的。在印刷过程中，能够对印刷车间的温度和湿度合理掌握，温度变化不超过3℃，因纸张伸缩形成的套印不准将会得到改善，使生产趋于稳定。生产场所的温湿度控制，在有空调的情况下，温湿度的控制可实现，而对没有空调的车间，则应采取必要的措施减缓温湿度变化对印刷过程的影响。
五、丝网印刷中的静电消除
在丝网印刷中常会出现网模板弹离承印物时，网版图纹部分的油墨还会跟着网版形成毛绒状的“蛛丝”从承印物上被拉起、漂浮的情况，而当网版继续抬高后，这种“蛛丝”随风漂移前后洒落在承印物上,使承印物表面蹭脏、图纹边缘不锐利。这种现象很烦人，是任何印刷人员都不希望看到的,这是一种静电现象。在光盘印刷中，所谓丝网印刷是通过网版和刮墨板相移动，在一定的刮压力下把油墨转移到承印物上的一个过程。而网版(丝网)和刮墨板(聚氨酯胶刮)都是绝缘体，在丝印中他们做相对刮移互相摩擦，尤其是在低湿时就会产生静电，影响到承印物表面电荷的分布状态。特别是绝缘材料，如光盘用的PC基片，触摸开关上的PET片材，以及名、标牌使用的PVC、塑料瓶子的PP、PE等等，它们基本属于绝缘体，在网印操作中一旦不注意，静电就会产生。例如用网印薄膜开关装饰油墨时，因为PET片基在制片后，表面贴了一层PVC等不干胶膜对其表面保护，使其在裁剪、包装中不至于划伤，可是在下料后网印前一定要揭去保护膜，往往有些操作人员在撕去此保护膜时揭膜速度非常快，孰不知就在这快速揭膜的一瞬间，保护膜与PET片快速分离的过程中尤其在低湿下PET片表面就产生静电，结果在丝印字迹边缘的油墨有飞毛，且在透明PET片材上有毛绒状花纹式的墨丝等质量问题，这是一个典型的例子，曾给薄膜开关单位的丝印车间产生很大的困惑。由于静电的存在，在印刷中因为静电所引起的生产困难，在丝印中的表现有：丝印后起网，印迹上油墨随着网版一起呈毛绒状拉起，工件取出后“飞毛”状墨丝方才断开的现象；套印时，前一色与后一色油墨字边和图纹边缘相互排斥，不能很好吻合，使两色墨迹之间印不上油墨；在网印中，工件粘在网版上，尤其粘在刮板移动终点那个网版位置。承印材料粘在一起分不开，刮印过程中，油墨在网版上铺平难，结块粘在一起；承印物吸附尘埃，网印后墨迹产生缺损、麻点、表面粗糙不光洁等，以上出现的问题主要是静电的存在，但有时在静电存在的同时也与印刷工艺未达到要求有关，例如：当在低湿环境和油墨中溶剂量不足的情况下，一方面空气中湿度低静电不能通过潮气传递，同时油墨溶剂少、粘度大，用这样大的粘度油墨本身就有机会自然产生拉丝；再如在丝印过程中印刷速度加快，则刮墨板与网版强烈地摩擦就产生静电，尤其在高张力网版的条件下，聚氨酯胶刮在网版上刮压力大刮移速度又快时，最容易引起静电的发生。网印中因为静电的存在能造成很多质量问题，甚至使印刷不能继续下去，网印中的静电避免和消除，首先应从丝网自身的工艺条件来控制，在网版的高张力下，尽可能地降低网距，网距降低，则刮板的压力就减少，刮板对网版的摩擦减少，静电产生的可能性就减少。在光盘的丝印中，为保证印刷图纹精度又减少图纹上出现龟纹和套印文字准确的同时避免生产静电，所以印光盘张力高达26N/cm，而网距小到1.0mm左右。如果网印在以上条件下还出现小静电，此时可以将刮印速度调整一下就可能避免。网印环境条件的匹配，网印较好的印刷环境温度在23℃±2℃，相对湿度60％～70％，这对溶剂油墨中的溶剂挥发速度控制，对UV光固墨的粘度良好控制有利，稳定了油墨的粘度，就能满足油墨的印刷适性，油墨印刷的适性好了就不可能因为油墨本身出现拉丝现象。欧定军
作者:潘捷帮 单位:南阳塑料印刷厂