印刷包裝材料行業(yè)的涂布生產(chǎn)中，被加工的紙或塑膜類物料及涂布機(jī)各類導(dǎo)輥會(huì)產(chǎn)生大量靜電，而不少生產(chǎn)工藝須使用低沸點(diǎn)、易揮發(fā)的易燃易爆的有機(jī)溶劑，如甲苯、溶劑汽油及各種酮類、酯類溶劑，產(chǎn)生大量易燃易爆熔劑氣體。若消除靜電措施不當(dāng)，隨著靜電荷不斷積累，將導(dǎo)致局部電場(chǎng)強(qiáng)度*、介質(zhì)（空氣）擊穿、正負(fù)電荷中和、產(chǎn)生電火花，引燃或引爆有機(jī)溶劑氣體，造成嚴(yán)重的人身設(shè)備安全事故。此種安全事故，在這一行業(yè)內(nèi)時(shí)有發(fā)生。
涂布生產(chǎn)被加工物多為絕緣性的紙材及各種塑膜，如PE、PET等，生產(chǎn)時(shí)快速穿越涂布機(jī)的眾多金屬及橡膠導(dǎo)輥的過(guò)程中，因不斷地、反復(fù)地被加壓接觸、分離、摩擦，產(chǎn)生大量靜電，尤其是橡膠壓輥產(chǎn)生靜電的強(qiáng)度遠(yuǎn)勝于金屬導(dǎo)a。根據(jù)靜電系列、紙面帶正電荷、PET帶負(fù)電荷，導(dǎo)輥面則產(chǎn)生等量異號(hào)靜電荷。當(dāng)用靜電測(cè)試儀測(cè)定時(shí)，測(cè)定的靜電壓達(dá)數(shù)千伏。
目前涂布生產(chǎn)中除靜電技術(shù)概況
雖然各廠家在涂布生產(chǎn)時(shí)采用了各種不同方式的除靜電措施，如離子流除靜電器、機(jī)體。電源地線簡(jiǎn)單接地除靜電措施等，這些措施有不同的消除靜電作用，但都不能確保安全生產(chǎn)。
1．離子流除靜電器一類措施，只適于消除被加工物表面已積累的靜電荷，不能消除穿過(guò)后續(xù)導(dǎo)輥再產(chǎn)生的靜電；尤其是涂布頭附近空間導(dǎo)輥眾多，空間有限，不便用這類除靜電器除靜電。
2．采用簡(jiǎn)單的接地電阻較高的機(jī)體。電源地線接地消除靜電措施，在理論上局限于用歐姆定律：V=IR的觀念。歐姆定律是反映載電體為導(dǎo)體，電荷均勻有序布于導(dǎo)體表面的條件下，電壓、電流、載體電阻三者間的關(guān)系。而涂布生產(chǎn)中靜電荷的載體為絕緣性的紙、塑膜、橡膠，其上面的靜電荷無(wú)序散布于絕緣體表面，因此用歐姆定律的理論觀念是不能解決靜電積累問(wèn)題的。生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)中用靜電測(cè)試儀測(cè)定的電壓值雖為數(shù)千伏，但它是反映散布在紙、塑膜及各導(dǎo)輥所有表面靜電荷的總能量（電壓）狀況，而每個(gè)瞬間能以導(dǎo)輥接觸的物料表面上分散存在的靜電荷的電壓是有限的。分散在絕緣體上每個(gè)靜電荷不可能經(jīng)地線流人大地。尤其是當(dāng)靜電荷為正電荷時(shí)，它是載電體物料中若干物料分子失去電子后的帶電質(zhì)點(diǎn)（陽(yáng)離子），仍為載電體物料組成之一，顯然，在歐姆定律理論基礎(chǔ)上，正電荷是不可能沿接地線流人大地的。
上述表明，用歐姆定律作為消除靜電的理論依據(jù)難以達(dá)到預(yù)期目的。而且用歐姆定律也無(wú)法解釋靜電火花產(chǎn)生的過(guò)程：
涂布生產(chǎn)中靜電火花產(chǎn)生的過(guò)程
基于前述及涂布生產(chǎn)實(shí)踐，探索消除靜電火花的措施，必須以庫(kù)倫定律（式1）及電場(chǎng)強(qiáng)度（式2）等靜電學(xué)相關(guān)的理論為依據(jù)，即：
F=g1g2/4Ω2（1）
F=g2/4Ω2（2）
1．應(yīng)十分注意橡膠壓輥產(chǎn)生靜電火花對(duì)安全的嚴(yán)重危害。生產(chǎn)中，橡膠壓輥面與紙或塑膜（以PET為例）分別產(chǎn)生等量異號(hào)的靜電荷，壓輥面帶正電荷，PET面帶負(fù)電荷。橡膠壓輥與PET重復(fù)接觸、分離，靜電荷逐漸積累，PET與橡膠壓輥一次接觸分離所產(chǎn)生的靜電荷無(wú)序分布于整個(gè)卷材，電荷密度大大低于橡膠壓輥面。
隨著生產(chǎn)的進(jìn)行，橡膠壓輥的靜電荷逐漸增加，由（2）式可知，電場(chǎng)強(qiáng)度逐漸增強(qiáng)。
由于橡膠壓輥的內(nèi)部，是直徑為10cm—15em的鐵質(zhì)管狀，外部由厚3—4cm橡膠包覆在電場(chǎng)作用下，鐵質(zhì)管狀體軸承通過(guò)機(jī)體和接地線路與大地相連，在接地電阻很小的某一瞬間，從大地經(jīng)接地線路傳遞異號(hào)感應(yīng)電荷，使鐵質(zhì)管狀體帶上異號(hào)靜電荷。因鐵質(zhì)管狀體是電導(dǎo)體，其上的感應(yīng)電荷同性相斥，向管狀體兩端靠近。隨著橡膠壓輥面靜電荷的積累，感應(yīng)電荷量也等量逐漸增加，排斥力加強(qiáng)，zui終集于鐵管的兩端，形成很強(qiáng)的電場(chǎng)，電場(chǎng)方向與原生靜電荷電場(chǎng)方向相同，在正負(fù)電荷間的空間、電場(chǎng)強(qiáng)度疊加。由庫(kù)倫定律（式1），在r值十分有限的情況下，正負(fù)電荷間的巨大吸引力，克服介質(zhì)（空氣）的阻礙產(chǎn)生正負(fù)電荷中和、介質(zhì)（空氣）擊穿，釋放相當(dāng)量熱能——電火花產(chǎn)生。所釋放的熱能足以引燃、引爆溶劑氣體，造成人身、設(shè)備安全事故。
橡膠壓輥及金屬導(dǎo)輥兩端軸承內(nèi)的絕緣性潤(rùn)滑劑，使其接地電阻十分不穩(wěn)定，在一般情況下，軸承內(nèi)潤(rùn)滑劑膜完整涂覆于所有軸承表面，使其起著完好的絕緣作用，不能產(chǎn)生感應(yīng)電荷。但在長(zhǎng)期運(yùn)行中，總會(huì)出現(xiàn)某些瞬間軸承內(nèi)某處的潤(rùn)滑劑膜破裂的現(xiàn)象，軸承金屬面與接地的機(jī)體直接接觸，電阻大幅下降，在電場(chǎng)作用下大地向鐵管芯傳遞異號(hào)感應(yīng)電荷。此時(shí)，若靜電荷量很高，將產(chǎn)生電火花，造成安全事故。這表明，由于潤(rùn)滑劑的影響，接地電阻極不穩(wěn)定的情況下，壓輥鐵管芯帶有異號(hào)感應(yīng)電荷的現(xiàn)象，既具有偶然性，又具有必然性。偶然性是難以預(yù)測(cè)某個(gè)瞬間潤(rùn)滑劑膜破裂；必然性是在軸承快速旋轉(zhuǎn)的情況下，潤(rùn)滑劑膜瞬間破裂的現(xiàn)象總有發(fā)生的時(shí)候。也就決定了涂布生產(chǎn)中若除靜電措施不當(dāng)，產(chǎn)生靜電火花既具偶然性，又具有必然性。
必須指出，橡膠壓輥內(nèi)部的鐵管芯（包括后面述及的金屬導(dǎo)輥）通過(guò)接地線路與大地形成電學(xué)等效體，是指在電場(chǎng)作用下，大地能向鐵管芯傳遞異號(hào)等量感應(yīng)電荷的電學(xué)體系。
2．涂布生產(chǎn)中，除橡膠壓輥產(chǎn)生大量靜電危及人身設(shè)備安全外，被加工的紙或塑膜在制造及加3232藝中，也產(chǎn)生并積累相當(dāng)量的靜電，若不能有效消除，也有產(chǎn)生靜電火花的可能，是危及安全生產(chǎn)的原因之一。按照涂布生產(chǎn)各瞬間狀況，分別做如下分析：
1）若處于涂布的某瞬間PET某處有少量靜電荷g1，距某金屬導(dǎo)輥的距離r還較遠(yuǎn)。假設(shè)為0．4m，此時(shí)導(dǎo)輥處的電場(chǎng)強(qiáng)度E1還較低，導(dǎo)輥通過(guò)接地線與大地形成的電學(xué)等效體受到電場(chǎng)作用還有限，不能克服接地電阻傳遞感應(yīng)電荷，導(dǎo)輥表面尚無(wú)感應(yīng)電荷，也就不會(huì)有電火花產(chǎn)生。
2）當(dāng)下一瞬間，這少量靜電荷z1距導(dǎo)輥的距離r很小，如0．04m，由式（2）可知，電場(chǎng)強(qiáng)度E2急劇增強(qiáng)，由于距離大幅減小，r22／r22=100，即E2二100E1。此時(shí)由于電場(chǎng)的顯著作用，經(jīng)接地電阻從大地傳遞等量的異號(hào)感應(yīng)電荷到導(dǎo)輥面，但靜電荷量g1較低、正負(fù)電荷間的吸引力還有限，不能產(chǎn)生正負(fù)電荷中和現(xiàn)象，仍無(wú)電火花產(chǎn)生。
但是，倘若該處PET膜積累的電荷量g1很高，電場(chǎng)強(qiáng)度大幅增加，感應(yīng)電荷量也隨之等量增加。根據(jù)庫(kù)倫定律，正負(fù)電荷間的距大吸引力克服介質(zhì)（空氣）的阻力，發(fā)生電荷中和、釋放大量熱能，電火花產(chǎn)生。
可見，涂布生產(chǎn)中PET膜帶有靜電荷時(shí)，由三方面因素決定電火花是否產(chǎn)生。
其一是靜電荷量很高，這是決定性因素。其二是靜電荷距導(dǎo)輥的距離，也就是正負(fù)電荷之間的距離，即電場(chǎng)強(qiáng)度中的r值。其三是在涂布生產(chǎn)中，PET快速穿越眾多導(dǎo)輥，每個(gè)瞬間都有zui小的r值出現(xiàn)，問(wèn)題在于zui小r值時(shí)，該導(dǎo)輥的潤(rùn)滑劑膜是否破裂，是否有等量異號(hào)感應(yīng)電荷產(chǎn)生。若潤(rùn)滑劑膜完整、電阻較高、不能形成有效的接地等效體、無(wú)感應(yīng)電荷存在，即便PET膜有大量靜電荷，也不會(huì)產(chǎn)生電火花。只有在潤(rùn)滑劑膜破裂時(shí)，有感應(yīng)電荷產(chǎn)生才有電火花產(chǎn)生。這也表明涂布生產(chǎn)中產(chǎn)生電火花既具必然性，又具偶然性，，當(dāng)然，如果靜電荷量很高，在很強(qiáng)的電場(chǎng)作用下?lián)舸?rùn)滑劑膜的阻抗，也將會(huì)有*的電火花產(chǎn)生。
涂布生產(chǎn)中消除靜電荷積累的方式及條件
類似（二）中所述，當(dāng)帶有少量靜電荷的PET膜運(yùn)行到與導(dǎo)輥接觸時(shí)，間距很小，基口r近乎為零，此時(shí)輥面有等量感應(yīng)電荷。由庫(kù)倫定律r→0，1／r趨于無(wú)限大，正負(fù)電荷間的吸引足以產(chǎn)生正負(fù)電荷中和現(xiàn)象，靜電被消除，釋放的能量呈分散狀態(tài)，遠(yuǎn)達(dá)不到引燃引爆可燃?xì)怏w的zui低能量，這是安全的中和方式。
從微觀看，呈分散狀態(tài)的少量靜電荷的中和是負(fù)電荷（電子）回到帶正電荷的分子（陽(yáng)離子）軌道上，使帶電物料質(zhì)點(diǎn)（分子）呈電中性狀態(tài)。這種中和所產(chǎn)生的能量，小到用于負(fù)電荷（電子）回到分子軌道上所消耗掉的能量后，剩余的釋放能量極小，且呈分散狀態(tài)。因此，這種正負(fù)電荷的中和過(guò)程是安全的。
消除靜電荷的積累的條件是：靜電荷量很低，其載體（紙、塑膜或壓輥橡膠層）與感應(yīng)電荷載體（導(dǎo)輥或除靜電輥、靜電刷等導(dǎo)電體）間緊密接觸，即r→0的條件下，感應(yīng)電荷載體在少量靜電荷（電場(chǎng)強(qiáng)度很低）的電場(chǎng)作用下，能產(chǎn)生感應(yīng)電荷，這就要求有極低且極穩(wěn)定的接地電阻。
消除靜電積累、杜絕靜電火花的技術(shù)措施
一般情況下，即PET類塑膜在制造過(guò)程中未加人防靜電劑的話，涂布生產(chǎn)中產(chǎn)生靜電是不可避免的。
要確保安全，須及時(shí)以zui小量的正負(fù)電荷中和方式消除靜電。為此，須有極良好的接地設(shè)施，使其與機(jī)體各部能形成有效的電學(xué)等效體，只要有極微量的靜電，都能立即從大地傳遞感應(yīng)電荷。在正負(fù)電荷載體密切接觸條件下，即r值趨于零的情況下，發(fā)生安全的正負(fù)電荷中和現(xiàn)象，這樣可達(dá)阻止靜電積累，從而杜絕電火花產(chǎn)生。
基于前述討論，提出以下簡(jiǎn)單、易行、有效的技術(shù)措施：
1．根據(jù)對(duì)涂布生產(chǎn)中靜電火花產(chǎn)生過(guò)程的分析及筆者工作經(jīng)驗(yàn)，可采用“強(qiáng)電解質(zhì)浸潤(rùn)銅質(zhì)接地電極”的接地線，其接地電阻甚低、接地狀況十分穩(wěn)定。此措施已有相關(guān)資料映證。
2．各導(dǎo)輥面，尤其是涂布頭區(qū)域及烘箱內(nèi)的導(dǎo)輥面須以接地線直接接觸，以保證接地狀況十分穩(wěn)定。
3．橡膠壓輥除靜電技術(shù)措施：
1）橡膠壓輥面必須裝置密切接觸的材質(zhì)為金屬的靜電消除輔助輥，該輥面與接地線直接接觸；
2）可采用靜電碳素導(dǎo)電刷代替靜電消除輥，但導(dǎo)電刷應(yīng)經(jīng)常清洗，以保證有極低且穩(wěn)定的接地電阻；
3）根據(jù)庫(kù)倫定律及電場(chǎng)強(qiáng)度，在工藝允許的前提下，盡可能增長(zhǎng)壓輥的橡膠層臺(tái)階，可有效增大E=g／4r2中的r值，降低電場(chǎng)強(qiáng)度及正負(fù)電荷間的吸引力，有助于降低靜電火花產(chǎn)生的可能性。
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