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静电释放及电弧放电

空气中绝大部分分子不带任何净电荷。如果忽略水分，空气将是一种非常理想的绝缘物体。然而，在一个体积相对较大的空间里，空气通常要包含一些带电分子（即电离子）。这是因为大气中的分子由于受到宇宙射线、地面辐射、空气中污染物、热能或其他因素的作用，它的电子被撞击了出去，从而使剩余分子有了电性，形成了离子。 在强电场作用下，这些离子被加速并和其他的分子产生碰撞，产生了更多的离子。如果有一个强电场存在于一个带电物体（比如细铁丝、铁钉）附近，就会在尖部形成一块电子云（电冕）。当一个带电物体接近电冕区域后，就会吸引那些能和本身电荷中和的离子，所以我们也通过这个现象用静电消除器来消除卷筒纸上的电荷。 若两个带电物体之间有一个强电场，那么这两个物体之间就会形成离子雪崩。如果这两个物体均为良导体，电荷就会快速流向释放电荷的位置，而这个位置的面积很小，所有的电荷将全部集中在这里，最后产生了尖端放电。尖端放电同时把路径上的空气加热了。 高温又导致空气热电离，并形成了另外的离子。这些离子使空气变成了良导体。结果一个高密集、快速、高热的放电电弧就形成了，它的温度足以点燃溶剂蒸汽与空气的混合物。我们知道，人除了体表干燥的皮肤具有电阻之外，其它部分是一个优良的导体。因此，与人接触的所有的金属部件必须接地，工作人员要穿戴必要的保护鞋，防止电荷积累，工作间地面上的所有绝缘材料也须全部搬走。 不良导体之间的放电或良导体（如印刷机金属部件）与不良导体之间的放电很少能产生热电弧。物体电阻决定了流向放电区域的电荷能有多少、电荷的释放速度有多快以及电弧放电能产生热量的大小。 必要的提示：绝缘材料不导电，但它的表层会由于沉积物或水分，使绝缘材料的表面有了导电性。对于复合材料，尤其那些在绝缘材料中掺有导电性粒子的复合材料，在强电压下可以变成导电物体。一些含炭的橡胶化合物、某些干燥的黑油墨及金属油墨等，都属此类物质。燃烧界限及点燃能量燃点及爆炸下限 溶剂液体或液体油墨上部的空气中，溶剂挥发气体的浓度随温度的升高而增大。我们通常用百分比（体积）、百万分之一浓度（体积ppm）或蒸汽压力来表示空气中挥发气体的浓度。溶剂的燃点定义为：使上述溶剂液体在空气中的挥发气体浓度上升至一定程度，并能使挥发气体与空气的混合物点燃时所能达到的温度。 现在我们将讨论正常条件下，印刷车间的空气压力及温度与溶剂燃烧的问题。当与空气-溶剂蒸汽接触的溶剂液体或油墨温度达到或超过燃点时，这种油墨或溶剂的挥发气体与空气的混合物就有可能被点燃。 在空气-溶剂蒸汽混合物中，溶剂挥发物组分浓度达到一定范围之后，它们就能点燃。这个范围就是物体可燃的上限和下限。这个燃烧上下限也经常叫做爆炸上限（UEL）和爆炸下限（LEL）。 当溶剂蒸汽浓度超过爆炸上限（UEL）的话，溶剂蒸汽含量太高而难以燃烧；但当溶剂蒸汽浓度低于爆炸下限（LEL）的话，又因混合物中溶剂浓度过低也难以燃烧。这也就是说，混合物中空气的量超过正常燃烧所需后，过量的空气需要吸收热量而使混合物难以燃烧。 虽然空气中可以闻到某些溶剂的特殊气味，但这并不是说空气临近燃烧。大多数凹版印刷溶剂，虽然味道强烈，但它们的浓度远远低于OSHA制订的人体允许限度（PEL）。人体允许限度（PEL）远远低于爆炸下限（LEL）。印刷机的运行过程中，干燥机排气装置使干燥空气中溶剂蒸汽的浓度维持在安全水平，浓度本文结合我国材料检测标准只有爆炸下限的几分之一。在卷筒及清洁的过程中，如果没将排气扇打开，那么就不要使用干燥机干燥含油墨或溶剂的卷筒纸了。 印刷中，可燃性空气-溶剂蒸汽混合物通常积聚在溶剂或油墨上方，墨斗、墨槽，油墨滚筒及卷筒纸附近区域尤其注意。含溶剂的饱和空气一般比正常空气重。当墨斗开盖之后，饱和空气就会溢出积聚到印刷车间地面。之后，饱和的溶剂蒸汽又被印刷间大量正常的空气稀释，浓度降低，比重也变得比洁净空气稍重一点而已。溶剂蒸汽随即散发扩散到整个印刷车间，使车间有了强烈的溶剂气味，浓度就有可能超过了OSHA的人体允许限度。所以，为避免此种危险情况发生，墨斗及墨槽盖子应关紧。点燃能量 当空气-溶剂蒸汽混合物浓度介于爆炸下限和上限之间时，它们就变成了可燃气体。溶剂蒸汽的种类和空气中溶剂蒸汽的浓度决定了点燃它们的最小静电放电能量。通过实验可以获得庚烷的点燃能量与空气中溶剂蒸汽浓度的关系。点燃较高自燃温度溶剂，比如乙基醇、高浓度酒精、醋酸盐等，或较低燃烧热的极性溶剂要需要很多为不燃塑料;点燃能量。 应当注意的是：许多点燃实验都是在临界条件下进行的，即在这个浓度下，气体最容易被点燃。它的静电释放也处于最大峰值状态，所以电弧是非常炽热的。另外，在标准试验中，由于空气运动或巨大金属吸热部件，如凹版印刷滚筒，导致的热扩散往往也不考虑。 油墨或溶剂雾，即使在温度低于燃点时，也能燃烧，但它们点燃能量却远远这是测试材料弹簧特性的比较原始的实验高于它们可燃性的空气-蒸汽混合物的点燃能量。