塑料凹版印刷中靜電的危害和消除、防護措施
靜電的電(diàn)容量雖然很小,但(dàn)電壓很高(gāo),因此在爆(bào)炸和火災危險場所,高電阻材料上(shàng)產生的靜電電(diàn)荷,當(dāng)對導體或空氣進行放電時,會導致危險的火花放電,而引(yǐn)起爆炸事故。據統計,在塑料凹版印刷行業幾乎每年都有因靜電而引起的設備損壞或人(rén)員傷亡事故。靜電的危害已經是該行業潛在的(de)重大危害源。
一、靜電的產生:
實驗證實,不僅僅是摩擦時能夠產生靜電,隻要兩種物質緊密接觸而後再分離時,就會產生(shēng)靜電。在印刷過程中,由於塑料薄膜於(yú)導輥、壓印輥、版輥之間的摩擦,膜卷收放過程中的接觸分(fèn)離,油墨、溶劑的轉移、流動等都會產生(shēng)靜電。
1、在印刷、複合生產過程(chéng)中易(yì)產生的靜電(diàn)。
(1)塑料印刷、複合時與輥軸、橡膠壓輥的摩擦;
(2)印刷(shuā)放(fàng)卷或收卷時,膜卷剝離和卷取的摩擦;
(3)傳動皮帶與皮帶輪之間的摩擦;
(4)油墨或溶劑(jì)在油墨(mò)管道中流動造成的摩擦;
(5)壓縮氣(qì)體在管道中流動或由管口噴出造成的摩擦(cā);
(6)操作人員在拉放膜卷、搬運油(yóu)墨時的摩擦;
2、靜電產(chǎn)生的影響因素:
(1)靜電的(de)產生和積累受材質的影(yǐng)響。 材料的表麵電阻率對於靜電泄漏有很大影響。隻有輕(qīng)易得失電子,而且電阻率很高(gāo)的材料才輕易產生和積累靜(jìng)電。凹版印刷常用的材料中比較輕易產(chǎn)生靜電積累的有甲苯、PVDC膜、尼龍膜等。
(2)靜電的(de)產生受生產(chǎn)工藝設備的影響。由於(yú)靜電(diàn)的產生主要是靠摩擦,因此物體之間的摩(mó)擦接觸麵積越大,接觸麵的越粗糙,接觸(chù)麵之間的壓(yā)力越大,接觸麵的滑動或(huò)流體的流速越快,形成的摩擦越大,產生的靜電也越大。在印刷、複合工序,由於印刷或複合的壓印(yìn)輥和印版之間的接觸壓(yā)力(lì)大(dà),和印刷薄膜之間的包角大(dà),接觸麵多,在高速印(yìn)刷的條件下,是(shì)最輕易(yì)產生靜電的部位(wèi)。若該處的靜電不能及時消除,就會造(zào)成靜電(diàn)積累,造成靜電火花放電,極易造成油墨、溶劑的燃燒或爆炸。這也是塑料凹版印刷企業安全防護的重點。
(3)靜電的產生受環境濕度的影響。材料表麵電阻(zǔ)率(lǜ)隨空氣(qì)濕度增加(jiā)而降低,相(xiàng)對濕度越高,材料表(biǎo)麵電荷密度越低。但當相對濕度在40%以下時材料表麵靜電電荷密度幾乎(hū)不受(shòu)相對(duì)濕度的影響而保持為某(mǒu)一最大值。每年冬季(jì),我國北方地區的空氣相對濕度都較(jiào)低,因(yīn)此塑料凹版印刷行業要加(jiā)強技術和製(zhì)度治理,防範(fàn)和消除(chú)靜電,杜絕因靜電放電引起的火災或爆炸事故的發生。
二、靜電的(de)危害
在塑料凹版(bǎn)印刷、複合過程中,要嚴格控製靜電的產生,因為(wéi)靜電(diàn)的產生會造成印刷、複合(hé)質(zhì)量下降,會造成人身的電擊,還可能造成火災和爆炸事故。
(1)影響產品的印刷質量(liàng)。由於靜電的作用,印刷薄膜會吸(xī)附漂浮在空氣中的灰塵(chén)、雜質,影響油墨的轉移,使印刷品發花等,造成印(yìn)刷品質量下(xià)降。由於油墨中帶電荷,在轉移中放電,在印刷品上(shàng)會形成(chéng)線條版或印刷品邊緣(yuán)的“毛須”現(xiàn)象。由於靜電的作用,還會造成電子控製元氣件或自動化儀表的誤動作,使設備操作或控製程序出現混(hún)亂,也導致(zhì)產品的不合格。
(2)靜電的電(diàn)擊。當人體接近靜電體或帶靜電的人體接近(jìn)接地(dì)體時,都可能遭到電擊(jī),但由(yóu)於靜電能量很(hěn)小(xiǎo),電擊本身對人體不致造成重大傷害,然而很輕易造成墜落等二次傷害事故。
(3)火災和爆炸。在印刷過程中由於高速摩(mó)擦、剝(bāo)離會產生靜電,靜電能量雖然(rán)不大,但當靜電積累到一定高的電(diàn)壓(yā)時,很輕易導致(zhì)空氣放(fàng)電而出現電火花,該火(huǒ)花在有爆炸性氣體(tǐ)、爆炸性粉塵或可燃性物質且濃(nóng)度達到爆(bào)炸或燃燒極限時,可(kě)能發(fā)生爆炸和火災。凹(āo)版印刷和複合設備的壓印輥是最輕易產生靜電的部位,並且該部位在印刷(shuā)、複合的墨盤上部,距(jù)離油墨、溶劑近,輕易形成火災或爆炸事故,直接威脅操(cāo)作人員的安全。
三、靜電的防護措施
由於摩(mó)擦的存在(zài),消除靜電是相對的,因而加強對靜電的安全防護,杜絕因靜電引起的電擊及爆炸和火災事故,減(jiǎn)少靜電對產品質量造成的不良影響,是塑料凹版印刷企業的一項重要工作。
1、環境條(tiáo)件的控製。
(1)濕度控製。印刷塑料材料表麵的電阻隨空氣的濕度增大而減少,因此增加空氣的相對濕度,可以(yǐ)提高薄膜(mó)表麵的導電率。但增濕(shī)主要是增強靜電沿絕緣體表麵的泄漏,而不是增加通過空氣的泄漏。增濕雖然對塑料薄膜(mó)消除靜電很有效,但同時由於塑料表麵輕易形成水膜(mó),對印刷效果(guǒ)也有負麵影響,因此從消(xiāo)除靜電和保證印刷工藝的條件考慮,印刷車間適合的溫度(dù)是(shì)18~28℃,環境相對濕度在55%~65%之內較好。
空氣(qì)增加增濕的方法很多,但由於塑料凹版印刷(shuā)需要保證車間(jiān)的(de)溶劑(jì)濃度和生產工藝需要,換(huàn)風量非常的大,為此適合(hé)於(yú)印刷車間的(de)加濕方法有:幹蒸汽加濕器法(fǎ)和高壓噴霧加濕法兩類。這兩類各方法有(yǒu)特點,可以形成互補。幹蒸汽加濕一般安裝在車(chē)間的中心空調室(shì)空氣(qì)過(guò)濾段和送風段之間,車間內不需要另外的管路,初期投資少,濕(shī)度控製均勻。由於幹蒸汽加濕會在車間濕(shī)度提高(gāo)的同時,約提(tí)高車間的溫度1℃~4℃,因此非凡適合於冬季及(jí)秋冬、冬春季(jì)節使用,可(kě)以(yǐ)減少車間的送暖時間;高壓噴霧加濕法的工作原理是:通過高壓噴(pēn)霧主機(柱(zhù)塞泵),將淨化處理過(guò)的水加壓至7MPa,再通過高壓水管傳送到噴咀,經霧化後以3~10μm的微(wēi)霧噴射到整個空間,水霧在空氣中吸收熱量,從液態變成氣態,使空間(jiān)濕(shī)度得到增大,並達到降低空氣溫度的(de)目的。因此高壓噴霧加濕適合於夏(xià)季及與春夏、夏秋季節使用,可以減少車間送冷時間。
(2)加強通風和(hé)技術防範(fàn)。引起(qǐ)爆炸和火災的充分和必(bì)要條件(jiàn)之一是爆炸性混合物必須達到一定的濃度,因此降(jiàng)低爆炸性混合物的濃度可以有效的減少爆炸、火災事故的(de)發(fā)生。印刷設備的(de)印刷、複合單元內溶劑濃度高、氣味大,是防爆炸防火災的重點部(bù)位。印刷機的每個單(dān)元內都有(yǒu)底部抽風,通過定時清(qīng)理底部抽風的(de)濾網,保障抽氣暢通,使單元(yuán)內的溶劑濃度一直保持在爆炸下(xià)限以內;通過中心(xīn)空調器全新風運行,保證車間內的整個空氣清新,保障人員安全,溶(róng)劑濃度控製無死角。
2、工藝控製
(1)材(cái)料(liào)選用。雖(suī)然國內現在還大量采用易燃、易爆的有機溶劑(jì)油墨和溶劑,但從國際塑料凹版印(yìn)刷設備和工(gōng)藝的發展方向上我們可(kě)以看到,水性溶劑、油墨正在快速的代替(tì)有機溶劑和油墨,無溶劑複(fù)合的應用範圍也越來越廣泛。相信在國家政策及企業安全(quán)環保意識的不斷增強下,不遠的將來塑料凹版印刷所采用(yòng)的油墨、溶劑會被無毒、不可燃介質所代替。防止靜電積累,改善材料性質方麵,我們也能夠做很多文章,如把一般的橡膠壓印輥中添加導(dǎo)電碳黑,使橡膠輥自身具有導電性,使形成的靜電及時導入大(dà)地;采用金(jīn)屬導管代替塑料溶劑和壓縮(suō)空氣管道;采用金屬容器代替塑料溶劑來裝運溶劑(jì)等。通過材料的選擇可以有效的減少靜電事故的發生。
(2)抗靜電添加劑。抗靜電添加劑(jì)是化學藥劑,具有良好的導電性或較強的(de)吸(xī)濕性。如在印刷的油墨中加入抗靜電添加劑,能夠降低油墨的電阻,加速油墨的泄露(lù),但油墨的附著力、亮度會降低,因此極少采用。
(3)工(gōng)藝過程控製。在印刷(shuā)、複合過程中,通過不斷的(de)積累和總(zǒng)結經驗,對生產工藝過程中(zhōng)輕易產生靜電和輕易造(zào)成靜電傷害的部位進行整理匯總,通(tōng)過改善工藝(yì)條件來防範靜電造成的危害。如通過實踐我們知道輕易產生靜電的物質有(yǒu)溶劑(jì)類的甲苯,油墨類的金墨、銀墨,材料類的尼龍(lóng)等(děng)。因此(cǐ)製定出了溶劑從卸車、儲存、搬運、分裝到使(shǐ)用整個工藝流程的治理;對使用金屬(shǔ)類油墨製定了調墨控製、開機檢(jiǎn)查、運行監護、停機複(fù)查等工藝治理;對尼龍膜的使用也製定了相應(yīng)的印刷(shuā)、複合的工藝操作(zuò)規(guī)定。通過對不同特性材料工藝過程的製定和嚴(yán)格執行(háng),有效的降低了靜電造成的危害。
3、接地(dì)和靜電中和(hé)器。
(1)接地消除法。通過金屬(shǔ)導(dǎo)體將具有靜電的物質和大地連接,與大地(dì)等電位,使(shǐ)物質上的電荷及(jí)時消除。但(dàn)這種(zhǒng)方式對絕緣體(tǐ)沒(méi)有效果(guǒ)。不過由於在印刷和複合過程中,形成靜電的(de)絕緣體(壓印膠輥、塑料薄(báo)膜等)都為(wéi)運動體,因此通過加裝固定的靜電毛刷,能夠是通過靜電毛刷運(yùn)動(dòng)的塑料薄膜或壓印膠(jiāo)輥上的靜電得到及時消除,對靜電刷的接地要求必須等於小於(yú)100Ω。在進行溶劑分(fèn)裝過(guò)程中,為(wéi)了消除溶劑流動中產生(shēng)的靜(jìng)電,采用接地良好的金(jīn)屬強力吸鐵石(shí)對金屬桶進行間接接地,使溶劑分裝過程中產生的靜電及時消除;為了(le)保證操作者自身不帶靜電,把溶劑室的鋁合金門、門框上(shàng)進(jìn)行接地,當人員進出(chū)時(shí)用手觸摸門(mén)框或門(mén),使人員身(shēn)體無靜電。
(2)靜電中和器。靜電中和是(shì)利用靜電(diàn)中和器(qì)產生電子或(huò)離子(zǐ)來中和物體上的靜電電荷,原理是消(xiāo)除器的尖端接近帶電體時,感應出極性與帶電體上靜電極性相反的電荷(hé),由此使靜電中和。靜電中和器主要用來中和非導(dǎo)體上的靜電。按照(zhào)工作原理和結構的不同,大體上可以分為感應式中(zhōng)和器、高壓式中和器、放射線(xiàn)式中和器和離子風式中和(hé)器。根據其不同的原(yuán)理,各類(lèi)中和(hé)器具(jù)有不同的應用範圍。在放卷部位(wèi),由於印刷塑料膜卷隨著印刷時間的變化而從大變小,在該處采用離子風式中和器,可以在非(fēi)接觸的情況下,在不同距離下把膜卷剝離產生的(de)靜電得到消除。在印刷進料、處了出(chū)料、收卷(juàn)部位,采用高壓放電式靜電中和器來消除塑料薄膜或(huò)橡(xiàng)膠輥(gǔn)上產生的靜電(diàn)。而(ér)各個印刷單元,由於防爆的需要,采用消靜電毛刷來消除壓印輥和塑料薄膜上產生的靜電。
4、其它的技術和治理防範措施
為(wéi)了有效的(de)防止靜電造成的(de)的爆炸和火災危害,在印刷設備的各印刷單元,采用超級細粉二氧化碳劑,通過管道連接到(dào)油墨盤的兩段部位(wèi),能夠在發生火災的第一(yī)時間內(nèi)對著火的墨盤進行滅火處理;在複合(hé)設備的溶(róng)劑盤上部,安裝二氧化碳自動滅火器,通(tōng)過感溫(wēn)探頭(一般(bān)設(shè)定68℃),當探測到高溫時自動進行噴淋滅火,防止事故的擴大。在治理上,製定了防靜電的治理措施,如:靜電消除器班檢查、確認製度,即靜電消除器與(yǔ)膜、輥(gǔn)直(zhí)接距離良好,且兩段接地線牢固、接地電阻等於小於100Ω;溶(róng)劑桶(tǒng)必須有良好的接(jiē)地,溶劑抽取必(bì)須采用(yòng)溶劑泵,且溶劑泵自身(shēn)也要接地良好;壓縮空氣(qì)管道必須連(lián)接成網並兩端接地,接地(dì)電阻等於小於10Ω;進入危險區域的(de)人員禁止穿合成纖維衣服等(děng)等。通過治理製度的(de)落實,有效的杜絕了靜電引起各種安全事故發生。