（STATIC ELECTRICITY）

静电的生成
　　正常印刷中，卷筒纸与印刷机部件之间的静电转移非常稀少。即使在压印线附近，多大的压力也不能通过已经接地了的印刷滚筒把卷筒纸上空白区域的静电完全消除。在卷筒纸页面顶部，尤其是使用较干的纸张或在一卷已经印好了图案、上面的油墨已经风干了的纸张上印刷时，卷筒纸与印刷滚筒之间的静电转移也是极其有限的。

　　纸张、纸板上的静电转移主要取决于纸张中水分及电解质的含量。干燥油墨通常都是绝缘体，它会阻止静电转移。印刷时，油墨要传印到纸上，油墨上的电荷也会随之发生转移。当印刷滚筒带有某种电荷时，滚筒上的油墨就会被感应带上相反电荷。这种感应电荷会随着油墨转移到卷筒纸上。印刷滚筒上的电荷与下面印刷纸张图文部分的油墨电荷构成了一个双电荷层。在卷筒纸离开印刷滚筒之前，是不会有某种净电荷产生的。

卷筒纸离开压印线时，有三种机制导致静电产生:
　　(1)在印刷滚筒未接地、绝缘或有一点导电性时，摩擦静电会使凹版印刷滚筒及滚筒上的湿油墨产生静电荷。当印刷时，感应静电多数会与油墨一起转移到卷筒纸上的图文区域。

　　(2) 卷筒纸本身在进入压印线之前即带有静电荷,在压印时，发生油墨转移的区域会有静电释放，但剩下的区域还带有电荷。

　　(3)在压印过程中还会产生一些摩擦静电。

电压积累
　　卷筒纸产生静电的主要原因是压印过程中的静电感应。当卷筒纸接近凹版印刷滚筒时，产生的初始电压通常是比较低的。在卷筒纸离开压印线，与接地的印刷机部件分开时，电压开始积累。在此我们要考察两个地点:一是卷筒纸离开印刷滚筒时的地点,一是卷筒纸离开压印滚筒时的地点。

　　当卷筒纸离开压印线时，卷筒纸和压印滚筒一起与接地的凹版印刷滚筒分开。如果卷筒纸或压印滚筒表面带有电荷，那么它们与接地的凹版印刷滚筒分离后，会导致卷筒纸上未着墨的空白区域上产生一个中等大小的电压。当然，如果卷筒纸从凹版印刷滚筒上吸引相反电荷进行补偿的能力很强，电压也会变小。在印刷区域，卷筒纸在接受油墨的同时也会接受电荷，从而会中和位于卷筒纸顶部及印刷滚筒上的相反电荷。

　　在卷筒纸离开印刷滚筒附近的压印线位置，放电引起燃烧的可能性很微小，因为此时的电压远远低于它的最大值，而且空气间隙也很小。空气间隙很小时，需要突破空气阻力的静电电压要非常高，而且，厚重的印刷滚筒也能起到灭火作用。印刷滚筒吸收热量使火消失，其原理与灭火器或老式安全矿灯上的金属筛的功用相似。

　　通过对静电辅助工艺，特别是对剥纸毛工艺的研究中，我们发现产生放电引起燃烧的最关键位置是在卷筒纸与压印滚筒分离的地点。

　　印刷起毛是一种对印刷很不利的现象，它的特点是印刷时，油墨从图文区呈丝状向空白区扩散，引起边界模糊。在使用不导电的有机油墨（比如进行出版物凹版印刷）时，这种现象常会发生。当水分含量很低或使用静电辅助工艺(ESA)时，这种现象就会更加明显。

　　目前，对这种现象的研究已经深入了很久，在静电辅助工艺中，压印滚筒的表面由一层特殊的导电橡胶制成，并且故意使其带上电荷。在静电辅助设备上，压印滚筒表面的电压被控制在相对较低的水平。然而，橡胶上带的电荷可以流向压印区域，从而会使压印区域有较大量的静电荷。

　　压印滚筒表面的电荷会使滚筒以及墨孔里的油墨带上相反极性的感应电荷。油墨表面的静电引力又会降低或消除墨孔的网点损失。但印刷时，感应电荷却也会随着油墨转移到卷筒纸表面，使卷筒纸带上电荷。然而，在印刷空白区域，从没有找墨部分的滚筒向卷筒纸转移过来的电荷实在也是不多。

　　当印刷页面从压印线出来时，导电的压印滚筒表面就有了电荷，它的分布曲线与印刷图象及卷筒纸背面的电荷分布呈对应关系。只要卷筒纸与压印滚筒接触着，压印滚筒表面的电荷就会抵消印刷页面背面电荷的影响。当卷筒纸与压印滚筒分开时，就会产生散射电场。对于导电性能较差的油墨，这种散射电场会将油墨从图文部分吸引到空白部分，使油墨发生起毛现象，引起图文边界模糊。对于导电性能良好的油墨，就不会有这种现象发生了，起毛现象很少。

　　在压印区采用静电辅助工艺或热效应的经验表明：

　　(1)卷筒纸图文部分带电的机理绝大多数是因为压印滚筒表面摩擦静电产生的静电感应。
　　(2) 卷筒纸与压印滚筒分离后，静电电压才有可能会高到产生电弧放引起燃烧。

补救措施
　　上述考虑适用于所有可溶性油墨。但使用金属油墨时可能有些特殊问题，这主要是因为金属油墨的溶剂不导电，不导电的溶剂可以将金属颗粒隔离开来，所以开始时油墨并不导电。但由于金属颗粒本身就有导体性，在产生静电释放时，它们会突然变成良导体，这就会使得放电火花非常集中，同时产生很高的热量。对此可采取的防范措施有：

　　(1)使印刷纸张的水分含量适宜，保持房间湿度适宜，或适当采用蒸汽加湿。

　　(2)静电消除器安装在距离卷筒纸约1/2到3/4英寸的地方。在使用静电辅助设备的印刷机上，通常在凹版印刷滚筒及卷筒纸面之间下方装有一个静电消除器。安装在压印滚筒及卷筒纸之间的静电消除器通常位于既可以使卷筒纸放电又可以使压印滚筒表面放电的位置。

　　(3)使用新配油墨。这种方法目前已经得到应用，比如在出版行业使用的银光泽油墨技术等。

　　一个正确安装和维护得当的静电消除器通常可以解决金属油墨的静电问题。在特殊情况下，可以试着将压印滚筒的表面接地。将滚筒表面接地是非常重要的，因为多数静电辅助滚筒在外表面与滚筒内部之间都有一层绝缘层，必须专用设备保证通过静电辅助器的电源接地。
其它的补救措施还有减少油墨溶剂挥发，保持墨斗密封良好，提高关键区域通风性能等等。

基本注意事项：
　　不得在使用金属油墨的印刷机或紧接在使用金属油墨的印刷机后面的印刷设备上使用静电辅助手段。此种情况下，静电辅助手段并不能提高整个印刷质量，而且由于采用静电辅助手段导致的电荷积累会与导电良好的金属油墨的结合引起严重的放电火花。

附录
最大能量值与静电引力的计算公式

　　这里所有公式都采用国际标准单位，如长度用米（m），面积用平方米（m2），接地电压用伏特(V)，电容用法拉(F)。文中还给出一些常用的旧制单位与国际标准单位的换算以供参考。

　　电阻用欧姆（ohm）计量。一兆欧等于106欧姆。材料的电阻系数用欧姆x米或欧姆x厘米表示。它表示通过一米（或一厘米）长的体积为一立方米的物质截面时的电阻。

　　电导是电阻的倒数，用西门子（S）计量。在过去曾经用mho表示S。电导率用S每平米（S/m）或S每平方厘米（S/cm）来表示。
1(ohm×cm)=100(ohm×m)
100(S/m)=1(S/cm)

　　物体与接地物体之间的电压用伏特(V)表示, 1千伏(KV)=1000伏特(V)。电场强度用伏特/米V/m (或伏特/厘米V/cm)表示。
1(V/cm)=100 V/m

　　距离几厘米远的两个电容板之间的空气击穿强度为2×106 到伏特3×106伏特每米(20,000到30,000 伏特每厘米)。有意思的是这么强的电场仅仅是由于每百万个物体表面原子中缺少或多出一个电子而引起的。

　　电容是指一个绝缘的物体可以积累电荷的能力多少。电容显示了一个物体可以与接地物体的接近程度。用法拉(F)表示。
1 法拉 = 106 微法
1法拉= 109 纳法
1法拉= 1012 皮法

　　两个平行的被空气隔离的电容板的电容Ca可以由下式计算:

Ca=8.85×(A/d)×10-12(farad)

　　其中A表示电容板的面积，用平方米表示，d表示两个电容板之间的距离，用米表示。
当电容板不是被空气而是被其他绝缘的物质隔开时，电容应为电容Ca乘以隔断物质的介电常数。表 A.1给出了一些物质的介电常数。

表 A.1
　　几种物质的介电常数

纸张 约 3.5
聚乙烯 2.6
氯乙烯 约 3.5
纯橡胶 约 2.5
填碳橡胶 约 10 到 80
二氧化钛 约 15 到 120

辛烷 1.9
甲苯 2.4
乙酸乙酯 6.0
乙醇 24.3
纯水 78.5


　　电场中储存的能量，也就是可以被转化的最大能量为：

　　储存能量=.5×C×V2(焦耳)

　　被空气隔断的两个电容板之间的吸引力为:

　　引力 =4.4×A×(V/d)2(牛顿)

　　此处 1 牛顿 =0.225磅(引力)

　　注意V/d是指电容板之间的场强。当电容板不是被空气而是被其他绝缘的物质隔开时，应乘以该绝缘物质的介电常数。见表A.1。

[时间：2001-07-25  作者：必胜网  来源：必胜网]