在塑料軟包裝生產和應用中，冬春季干燥塑料薄膜靜電一直是比較頭痛的問題之一，高速運轉的生產、金屬輥與薄膜摩擦、薄膜之間的摩擦、薄膜張力變化、都可能導致靜電產生。靜電不僅吸附灰塵，嚴重影響薄膜印刷和制袋質量，還可能引發起火、擊穿電氣設備等諸多問題。

 

       一、塑料包裝印刷靜電形成的原因

       一般來講，一旦塑料表面的靜電荷累積到 4000 伏左右時就會發生火花放電。塑料包裝印刷工藝所使用的油墨、粘合劑和溶劑等均是易燃易爆物質。在高速印刷或加工寬幅塑料薄膜時， 因接觸面大、速度快，會產生大面積靜電，嚴重時會引起火災或爆炸事故，惡化勞動條件。在低速印刷或加工窄幅塑料薄膜時，因摩擦面小、速度慢，故產生靜電的現象不那么嚴重，但同樣會影響產品的產量和質量。

       無論塑料薄膜、紙張印刷品、油墨、金屬展平輥基本材質有何區別，各自都是由分子、原子組成的。原子又由帶正電的原子核和帶負電的電子組成。原子核中有質子和中子，中子不帶電，質子帶正電。一個電子所帶的負電量與一個質子所帶的正電量相等。在正常情況下，上述各物體中任何一部分所包含的電子的總數和質子的總數是相等的，所以對外界不表現出電性。正如單獨存放的紙張、塑料薄膜、覆膜機等，在沒有相互作用運動、保持靜止時，并沒有靜電的釋放和影響。

       但是，如果在一定外力作用下，如塑料薄膜放料時的自身剝離發生摩擦，塑料薄膜和金屬展平輥運行時發生的摩擦，紙張和紙張離開時的摩擦，紙張和橡膠壓力輥碾軋的摩擦，塑料薄膜和加熱輥筒碾軋的摩擦，紙塑復合品塑料和紙張分離的摩擦，摩擦作用力的雙方，接觸距離為一個或小于一個分子距離時，一種物質就會把電子傳給另一個物質，失去電子的帶正電，另一方帶負電。于是接觸后迅速分開，會使其中的某一部分得到或失去一定數量的電子，使原保持電子總數與質子總數相等的平衡遭到破壞，電子總數和質子總數不再相等，塑料薄膜、紙張印刷品、覆膜機，分別或同時都會顯示它的雙方分別帶等量異號的靜電荷，靜電就產生了。

 

        二、 薄膜高速生產時，設備嚴格接地，為什么還會產生靜電呢？

       薄膜被牽引時，與設備金屬輥摩擦產生靜電。在薄膜與金屬輥分離的瞬間，因金屬輥上自由電子多，易失去自由電子呈正電，而薄膜易得到自由電子呈負電。金屬輥因為良好接地，失去的自由電子可以通過接地得到無限的補充，所以并不顯示靜電的存在。薄膜因為表面電阻大，殘存的自由電子得不到釋放，所以在整個分離區域顯示負電，薄膜靜電也就產生了。同時，薄膜的背面因為感應產生相反極性的電--正電，這種帶靜電薄膜易吸附各種帶電的灰塵。

       靜電電量很少，夏季一塊積雨云所攜帶的靜電也就幾個庫侖。靜電與交流電不同的是，如果靜電電壓低對生活沒有影響。冬春季開門接觸金屬把手或人體時放電產生的灼痛感，一般要 3000-10000 伏特的靜電壓。晚上脫毛衣看見靜電火花因為低于 3000 伏，根本無法感知。人走過 30 m 的化纖地毯可能產生數萬伏的靜電壓，而我們卻毫無感覺：這是因為靜電壓也會慢慢減弱的。

 

       三、靜電是否只在不同材料之間發生

       一個不敢相信的事實是，兩個同樣形狀冰塊相互摩擦也會產生靜電。用 A 冰棒的 C 點左右摩擦 B 冰棒全部區域 3 分鐘。用靜電壓表測試得知，在 A 棒的 C 點出現電壓很高的負電荷，而在 B 棒的整個摩擦區域，則出現了電壓比較低的正電荷。

       上述摩擦在物理學被稱為"非對稱摩擦"。分析靜電產生原因，雖然摩擦時對兩塊冰做的功一樣，但是對 B 棒來說，因為摩擦面積大，由摩擦熱引起的溫度上升不明顯，而對于 A 棒，因為做功相對集中，C 點溫度相對升高。溫度的升高帶來分子的活躍和電離--帶正電的氫離子和帶負電的氫氧根離子，其中氫離子比較活躍，容易從溫度高的 A 棒 C 點游離到溫度低的 B 棒區域上，從而使 B棒顯示正電，相反，A 棒 C 點則顯示負電。

       用兩個聚丙烯棒進行以上試驗，同樣產生靜電，只不過電性與冰塊相反。

       用兩塊同樣形狀大小的聚乙烯薄膜相互對稱摩擦后，精確測試可以發現，在上面出現了許多很微小的帶正電的點及大片帶負電的區域，原因是聚乙烯表面微觀的凹凸不平造成的局部不對稱摩擦，致使各部分摩擦熱和溫度的不同，從而導致活躍的帶電荷基團不均勻分布。

       所以說，同樣材料的相互摩擦也會導致靜電。

 

       四、靜電對薄膜生產中有哪些影響

       覆膜生產過程產生的靜電，不僅經常給操作工人以“觸電”的感覺，令人不舒服和產生心理恐懼，影響正常操作，還會給生產安全、產品質量等方面造成嚴重影響。

       1、塑料薄膜和金屬展平輥摩擦產生各自帶有等量異號的電荷，會使涂膠機構的膠液輸送管道、貯膠盤槽、膠粘劑也帶靜電。膠液帶電后因斥力作用形成微粒，不僅易弄臟覆膜機械、引發火災，同時，在對塑料薄膜進行機械涂布時，帶電的膠液產生移動，引起放電現象。

       2、由于靜電的存在，覆膜成品單張與單張之間或相斥或相吸，很難滑開，灌不進空氣，整理起來非常困難，不能方便地做到整齊，保證規矩在同一標準位置，極易造成裁切的錯誤，出廢品。

       3、由于靜電的吸附作用，會造成空氣中帶靜電的微小塵埃附著在塑料薄膜和紙張印刷品表面，產生亮點、虛影等，破壞粘結效果，也會造成取薄膜的困難或紙張在輸送帶上的吸附，使之不能按要求順利進入熱壓合機構，出現有膜無紙空擋的粘卷纏繞或皺折事故發生。

       4、塑料薄膜積聚的靜電如果不能及時釋放，可能由于靜電壓的持續升高而放電，形成的電火花，迅速點燃有機溶劑揮發的易燃氣體，造成涂膠機構部位存在的膠粘劑和稀釋劑的爆燃，引燃塑料薄膜和紙張等易燃品，發生可怕的火災。

       5、薄膜在印刷時，靜電會導致印品圖像發花或出現斑點。若是油墨帶靜電，其移動中放電，便可能在印品上出現“靜電墨斑”，看上去似乎是油墨的流動性差，上墨不均勻，在層次薄版印刷中常出現這種情況。在實地版印刷中，若帶電油墨在印品上線條的邊緣放電，很容易在線條邊緣出現“墨須”。

       6、透明度降低，影響包裝對產品的再現功能。

       7、用于電子產品包裝時 則會損害電子產品的性能。

 

       五、靜電的消除

      了解了靜電的危害，那么如何能夠有效的去消除呢？下面列舉幾種有效消除靜電的方式：

       a、使用靜電消除器。

       b、添加抗靜電消除器。

       c、材料改性。

       d、涂復法消除薄膜表面靜電。

       e、復合包裝印刷材料設計時的選擇。

       f、改善加工和使用條件。

       g、用其他性能彌補抗靜電性。

 

       靜電消除器分無源式和有源式兩類，后者又分為高壓電源式、離子風式、放射源式等幾種，因為都需要另加電源，加大能耗，高壓電或放射源的安全因素，很少在塑料加工中使用。塑料薄膜生產廠家，過去一般使用無源式靜電消除器中的硬毛靜電刷（防靜電毛刷），現在，許多要求高的廠家紛紛選擇一些新的靜電消除器，如軟毛靜電刷等。

       對薄膜無損傷的軟毛，則可以直接接觸薄膜；因為軟毛的“柔”，產生靜電感應后因為電荷的吸引力毛尖部分可以緊緊吸附在薄膜上，負電荷可以通過軟毛靜電刷直接導入大地，消電效果也大幅度提高。據測算，接觸式軟毛靜電刷的臨界電壓比普通硬毛靜電刷低 80 % 左右，電暈電流則大 30 % 以上。

       1、靜電毛刷的指標 

       對于薄膜和印刷行業，目前消除靜電的最適用辦法是安裝合適的靜電毛刷。

       目前，市面上的靜電毛刷絕大部分都是手工制作，并沒有統一的國家標準及行業標準，甚至企業標準都很少。業內首先確定了以下指標：

       1）、導電性：理論上靜電毛刷導電性能越好，其消除靜電的效果越好，鑒于綜合目前市場的材料性能，要求刷毛部分電阻率 ≤ 8*10^-6 Ω/M，這樣盡可能地消除絕大部分靜電。

       2）、毛密度：作為普通刷子，要求毛盡量多，顯得厚實可靠。但是作為實用的靜電毛刷，毛太多反而其毛端因為帶同種電荷會相互排斥散亂，部分毛端失去作用；如果毛太少會在毛與毛之間有靜電遺漏的地方。據模型測量及生產實踐，毛密度應該在 700-800 根/m。

       3）、挺度：挺度是刷的基本指標之一，它與回彈性一起構成了刷的基本性能。挺度大容易劃傷工作面，挺度小則不易緊貼工作面。超導電碳纖維軟毛靜電刷這項指標是 4.2 N/M ＜ 挺度 ＜ 4.8 N/M （彎曲角為30±5^o）

       4）、高速回彈性：回彈性也是刷的基本指標，對于印刷、薄膜等高速移動工作面來說尤為重要,只有回彈，才能繼續緊貼工作面。超導毛靜電刷的回彈性指標要求達到 1500 萬米以上。

       5）、摩擦損失率：摩擦損失率指刷毛的耐磨性，也是刷毛的壽命。可以看出，耐磨性好毛刷使用壽命才長。TR-2 靜電刷的摩擦損失率指標要求達到 12 mg/m·萬米以上，是普通毛刷的 4-5 倍。

       6）、耐腐蝕性：塑料薄膜在生產中，表面有游離出的爽滑劑等低分子物質，有吸附的灰塵等雜質，通過靜電毛刷時會附著在毛刷上，降低消靜電效果。這時可以用有機溶劑進行清洗，耐腐蝕性就成了毛刷必須性能。

 

      2、如何正確選用軟毛靜電刷

       塑料薄膜生產應用廠家，過去一般使用手工制的無源式靜電消除器中的硬毛靜電刷（防靜電毛刷），漸漸地，軟毛靜電刷以特殊的柔軟性更替了硬毛靜電刷，而現在軟毛靜電刷已不能滿足塑料薄膜生產線上的需求，許多要求高的廠家紛紛選擇一些新的靜電消除器。

       超導電碳纖維軟毛靜電刷是在軟毛靜電刷的基礎上研發生產的，普通的軟毛靜電刷雖然具有一定消電效果，但由于是手工制造，略顯厚重，實踐證明，毛密度低于 700 根就會產生靜電遺漏的現象。超導電碳纖維軟毛靜電刷消電時與薄膜貼合緊密，機制型，結構輕便，毛密度在 700-800 之間，不僅不會因為毛密度過高使其毛尖端放電而產生毛之間的排斥現象，而且還不用擔心因為毛密度不夠而產生漏電的困擾。

 

       六、此外消除靜電方法還有:

       1、接地:這是最簡單的消除靜電的辦法。即把金屬導體與大地連接，使它與大地等電位，電荷便經大地而泄露、但這種方法對于絕緣體幾乎沒有效果。如果有兩部印刷機鄰近，雖然它們各自都有導線接地，但因電荷泄漏的程度有所不同，它們之間仍然有可能有電位差，為避免彼此放電，也要用導線把它們連接起來。

       2、控制相對濕度:這是一個簡單有效的辦法。表面電阻隨空氣相對濕度的增大而減少。因此，增加空氣的相對濕度，就可以提高紙張表面的電導率，加速電荷的泄漏。在印刷車間，溫度為 25 ℃ 左右，相對濕度在 65 % 上下是合適的。所以，在印刷周圍環境中灑一些水，有條件的可使用空氣加濕器，并注意多擦地，可以有效地消除靜電。

       3、調整油墨粘度: 把油墨的粘度調大一些，也可以有效地減少（消除）油墨中的靜電，提高印刷質量。

       4、在油墨中加入抗靜電劑或異丙醇：最好使用抗靜電劑，因為異丙醇加多了會導致油墨“反渣”，許多書上介紹 異丙醇的加入量為不超過 2 %，但是，根據實踐，非要遠遠超過這個量才會有效果。

       5、可安裝防靜電刷或安裝 Meech 的 976 直流離子棒、交流靜電去除裝置可有效去除靜電。

 

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