当第六节塑料制品的印刷4

第六节　塑料制品的印刷

(四)防静电处理

塑料表面上的静电荷可使粉尘污物吸附到表面上，导致施于塑料表面上的涂层和装潢出现缺陷。塑料制品上丝印刷图案中覆盖在灰尘上面的油墨干燥后脱落下来而留下针眼。另外塑料上的静电荷会使墨膜干后出现某些花纹。这是因为表面上的电荷会使漆或油墨中的固体极化，使这些固体根据表面电荷的纹理形成图案在外观上呈旋涡状或闪电状。与此有关的其它问题是，从涂布的区域沿装潢的表面边缘拉出很多细丝，外观呈晶须状或绒毛边连接到装潢的图像上。这叫做晶须效应。当然，解决这一问题的方法是在印刷油墨和涂漆之前从塑料表布除去静电荷，具体做法是将来自吹风机、空气枪或静电消除器的离子化空气处理表面。

静电产生的原因是摩擦起电或接触起电，两种材料接触和分离时，一种材料产生较大的亲电子性，电子就转移到这种材料的表面上，得到电子的表面可以认为是带负电，而另一种材料的表面因失去了电子可认为是带正电。

这种现象在所有各种材料中多少都有，其程度与各种因素有关，如接触的密切程度、分离的速度，摩擦力的大小、材料的导电性等。若两光滑的表面相接触，接触的总点数比两粗糙表面接触的总点数多，这意味着因为接触密切而产生的电荷多。分离的速度越快产生的电荷越多，因为分离速度慢时电子有机会又漏回原来的表面使得汽车重量更轻。

导电性对产生静电有两种作用，由于在导电性的表面上电荷可自由移动，容易分布于整个表面上而不是集中在产生该电荷的那一点。电荷的整个表面上的分布，因电荷密度低，电压也低。导电性的第二种作用是，材料的任一部分一旦和地面接触，材料上的所有电荷立即导入大地。

一种材料是否蓄积和保留电荷取决于这种材料的导电性。导电的材料与地接触时很快失去电荷。非导电材料即使与地接触，电荷也不能通过表面移动接触点，因而可保留电荷。

非导体材料吸尘的原因：例如塑料、塑模制件从模具中被顶出，落入纸板做的容器中，塑料表面和模具表面分离时即可在塑料表面上产生大量电荷，就从空气和周围环境中吸上灰尘和污物。

消除静电的方法如下：

1.离子化空气

所谓离子化空气是将一般房间中的空气裂解成正离子和负离子。由于正负电荷互相吸引，所以这些正负离子可以重新结构。因此离子化空气的寿命很短，只有零点几秒。因此离子化空气必须连续发生和供给。某些离子被表面上的电荷吸引，将吸引它的电荷中和。异性电荷相吸，因此，正离子中和负电荷，负离子中和正电荷。为了发生离子化空气，必须消耗能量，如以火焰、高电压、放射的形式向空间供给足够的能量就可得到离子化空气。

(1)离子化空气发生装置 离子化空气喷嘴和离子化空气吹风机是除法塑料表面上尘粒的好方法。带离子化元件的手持式压缩空气喷枪用于吹脱25nm或更大的粒子。这类装置用高压电或α粒子进行核轰击使压缩空气电离。

(2)电能离子发生器 电能空气离子化装置由两个基本部分组成，也就是由离子发生部分和高压电供给部分。离子发生器由一个或一排尖锐的金属针构成。离子发生器是：一个尖锐金属针，即空气电离枪，将一个金属针安装在空气枪出口处的接地金属罩上。以V的高压电向这种设备供能。空气电离枪中的离子是在高电荷针尖四周的空间中产生的。从空气枪喷嘴来的压缩空气经过离子化空气区，将离子传送给带电荷的表面。印刷机上的静电消除器的离子发生器是由一排尖锐的金属针构成，高压电供给部分及其消除静电的机理与空气电防枪相同。

(3)核能离子发生器 核能空气离子发生器外型有两种，一种是通过在空气枪的喷嘴中辐照空气分子来产生离子的。离子发生元件是一封固在金属箔中的核源，金属管安装在空气枪的出口处。通过金属管的压缩空气被α射线轰击使空气电离。还有一种核能离子发生器叫做印刷静电消除器，离子发生元件是一个封固在长方形金属罩内的核源，在金属罩上的空气被射线轰击使空气电离，被电离出的离子可中和通过上方的纸和薄膜上的电荷，从而消除了印刷中的静电。

通常用发射α射线的同位素作核源。高速α-粒子在空气枪管中与压缩空气作用，有足够的能量将空气的一个外层电子剥去，形成一个正离子。游离的电子吸附到另一个分子上，产生一相应的负离子。

有三种同位素已用于工业除静电设备上，镅-241、镭-226和外-210。镅-241的半衰期相当长，为458年，当它放出α-射线时，同时也放出相当量的对人体组织是有害的γ-射线。镭-226的半衰期极长，几乎达到1700年，和镅-241一样，在放出α-射线的同时，也放出对人体有害的γ-射线。而外-210实际上是100%的放出α-射线，对人体完全无害，它的放射性半衰期有138天，并且直接变到无放射性的稳定态元素铅。含钋-210的除静电设备可认为其使用寿命为一年，届时，该同位素的强度衰变到原来强度的16%。这类设备按照与生产厂家的租用协议书可以每年更新一次。

目前市场上静电中和器用的核源加工方法有两种：卷箔式和微球式。在卷箔式核源中，同位素封闭在一层薄金箔和一层较厚的银箔之间。微球式核源同位素经化学粘合后用物理的方法封闭在瓷球中，再镀上镍，做好的微球再牢固地粘结在铝制基材上。

2.抗静电剂

用于塑料的一般抗静电剂有两类。最常用的有喷涂或涂布在表面上的表面上的表面活性剂。涂层易于从空气中吸潮，吸潮后增加了塑料表面的导电性，导致静电荷扩散。第二类是制做模塑前将抗静电剂掺入塑料树脂中。这类抗静电剂能渗移到表面上使表面的导电能力提高。这两类化学品若出现在塑料制品表面上，可降低漆和油墨的粘合，因此，对于待装潢的表面应避免使用。常用抗静电的类型有：a.一般的界面活性剂；b.官能团型高分子；c.有机或无机盐化合物。这类物质有微弱的电离性，能赋予塑料薄膜抗静电效果，因之有不吸附粉料、防污染，且能提高焊接能力。

(1)抗静电剂的选择 抗静电剂主要是一些表面特别是在180℃至250℃的高温区间里显现其独特的性能活性剂，其分子含有极性的亲水基和非极性的亲油基，亲油基与塑料有一定的相溶性，亲水基可以电离或者吸附空气中的水，形成一层薄薄的导电层，可以泄漏电荷，从而起到抗静电作用。抗静电剂的种类很多，有液体的和白色粉末状的。不同品种的塑料应选择与其相对应的抗静电剂（见表）。一般系采用粉状的胺缩水甘油醚加合物和高级脂肪胺环氧乙烷加合物。使用时与树脂混炼。

(2)聚乙烯薄膜采用抗静电剂的实例 目前使用的抗静电剂有水剂和粉剂两种。水剂因拦和后尚需烘干处理，故一般不采用。粉剂的品种很多，如杭州生产的“抗静电2017年5月5日剂HZ-1（复合型）”为白色粉剂。主要技术性能为：羟值mgKOH/g，胺值mgKOH/g，熔点范围℃，灰分8.0%-10%。将粉剂直接掺入树脂内，经高速搅拌机混匀或通过其它有效方法和树脂均匀混合（可利用废旧立式小钻床，将钻杆加长插入大铁桶内即可使用），拌匀后直接倒入挤出机进料斗挤出。薄膜制品一般用量为0.24%-0.5%（每百份树脂），根据树脂静电程度而定，成型后不影响薄膜透明度。试用结果表明，薄膜表面静电可以从原来的1016欧姆下降到欧姆。印刷后薄膜不再有因静电而起的粘连，便于分切整理，成品表面不易吸附灰尘，内装粉状物层次分明，并易热封，达到了提高产品质量，提高工效，降低成本的目的，一年后抽查测定仍然起抗静电作用。HZ-1抗静电剂，经卫生部门鉴定，急性口服LD5000mL/kg以上。属无毒产品，所以经处理后的塑料薄膜可用于食品包装。使用范围：LDPE、HDPE、LLDPE、PP等塑料。

3.消除塑料片材上静电的专用设备

使塑料片材通过两个相对放置的特制橡胶辊，就能消除塑料片材上的静电。原因是特制橡胶辊的橡胶中含有足够的抗静电剂。

4.导电纤维或导电橡胶静电消除器

在气候干燥时，在纸张或薄膜的印刷过程中，常常产生静电。在适当的位置上安装上导电纤维或导电橡胶静电消除器，并使其用导线接地，也能消除印刷中的静电。

表 各种塑料适用的抗静电剂

类 别外观使用方法醋

酸

纤

维

素硝

酸

纤

维

素丙

烯

酸

类

树

脂聚酰胺聚乙烯聚丙烯聚

苯

乙

烯软质PVC硬质PVCABS

树脂聚

碳

酸

酯聚

醋

酸

乙

烯

酯

头用量/%阴离子型(磷酸酯类)淡黄色混炼××××××18碳烷基三甲基氯化铵

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