Materiály používané v obalovém a tiskařském průmyslu, jako je papír, plast, inkoust, lepidla a vodicí válce (některé z nich jsou eloxované za vzniku oxidu hlinitého), jsou izolanty. Procesy tisku, laminace, navíjení a řezání jsou vysokorychlostní operace zahrnující tření, kontakt a separaci, v podstatě „povrchové“ inženýrství. Vznik statické elektřiny v obalových a tiskařských provozech souvisí hlavně s chemickým složením, molekulární strukturou, mechanickými vlastnostmi, hladkostí a elektrickými vlastnostmi izolačních materiálů, stejně jako s faktory prostředí, jako je teplota, vlhkost, a vnějšími mechanickými vlivy, jako je kontaktní tlak a rychlost třecí separace. Typ fólie, způsob kontaktu, doba kontaktu, kontaktní plocha a rychlost separace ovlivňují dobu vybíjení statické elektřiny a vzniklé napětí.

1. Nebezpečí statické elektřiny

Když se papír nabije statickou elektřinou, přináší to tiskárnám četné problémy. Statická elektřina způsobuje, že se listy papíru pevně slepují, což ztěžuje jejich úhledné oddělení. Během tiskového procesu přitahování statickou elektřinou způsobuje, že jednotlivé listy pevně přilnou k sobě, někdy po dvou, třech nebo i celých stozích, což ztěžuje podavači papíru uchopení listů a výrazně to ovlivňuje efektivitu tisku. Při barevném tisku na plastové materiály může statický výboj vést k problémům, jako je zubaté přetečení inkoustu kolem okrajů výtisků, zvýšené nesoulad při soutisku a dalším tiskovým vadám. Statická elektřina na inkoustu může také způsobit problémy se světelným rastrem nebo chybějícím tiskem. Plastové fólie a inkousty přitahují prach, chlupy a další nečistoty z prostředí, což vede k problémům, jako jsou šmouhy od stíracího nože. Během procesů, jako je navíjení, řezání a výroba sáčků, může statický výboj poškodit zařízení, jako je optický korekční systém a elektromagnetické řídicí systémy.

2. Metody odstranění statické elektřiny

Různé antistatické postupy se volí podle výrobních podmínek, zamýšleného použití obalového materiálu (jaký produkt se balí) a požadavků zákazníka na používání. Mezi běžné antistatické postupy patří:

2.1 Fyzikální metoda odstranění
Fyzikální metoda odstraňuje statický náboj bez změny vlastností materiálu tím, že využívá přirozené vlastnosti statické elektřiny. Jednou z těchto metod je metoda "uzemnění", která spočívá v instalaci antistatického kartáče. Tělo kartáče se umístí do oblasti role nebo odvíjení papíru či plastových materiálů a uzemněný konec antistatického kartáče musí být spolehlivě uzemněn, nesmí být připojen k zařízení nebo válcům, které nemusí být řádně uzemněny. Některé válce jsou eloxované, čímž vzniká oxid hlinitý, který je nevodivý.

2.2 Chemická metoda odstranění
Chemické odstraňování statické elektřiny, známé také jako úprava antistatickým prostředkem, spočívá v přidání nebo nanesení antistatických prostředků (tenzidů) za účelem změny elektrických vlastností pryskyřic nebo podkladů. Tato metoda je důkladnější a účinnější, ale může změnit chemické složení materiálů. Proto není vhodná pro úpravu papíru, ale běžně se používá k úpravě plastových pryskyřic.

Zvláštní pozornost je nutná při použití této metody pro balení potravin, léčiv, kosmetiky a chemických produktů, a to s ohledem na bezpečnost, hygienu a slučitelnost se základní pryskyřicí. Obalové materiály s antistatickými vlastnostmi nejen předcházejí různým problémům s kvalitou způsobeným statickou elektřinou, ale také zvyšují efektivitu balení a zajišťují pevnost zatavení, což zákazníci oceňují.

2.2.1 Technika přísadové úpravy
Tato metoda, známá také jako masterbatchová technika, spočívá v mísení antistatických prostředků ve specifických koncentracích (od několika procent do několika desítek procent) s termoplastickými pryskyřicemi a různými přísadami. Směs se poté taví, kompaunduje a granuluje za vzniku antistatických masterbatchů. Při výběru antistatických prostředků je třeba zohlednit jejich slučitelnost se základní pryskyřicí. Špatná slučitelnost vede k nízkému výkonu antistatických částic, zatímco nadměrná slučitelnost zpomaluje migraci antistatického prostředku na povrch, což ztěžuje vytvoření antistatického vodního filmu. Během tavení, kompaundování a granulace je důležité zvolit pryskyřici shodnou se základní pryskyřicí produktu. Je třeba dbát na udržení nízkých teplot zpracování, aby se zabránilo rozkladu nebo znehodnocení antistatického prostředku v důsledku špatné tepelné stability. Při výrobě antistatických plastových fólií se často používá třívrstvý (ABC) koextruzní vyfukovací proces. Podíl antistatického masterbatche je třeba upravit podle koncentrace účinné složky a na základě výsledků zkoušek tak, aby povrchový odpor (ps) byl kolem 10^11 Ω. Nadměrné přidání nejen zvyšuje výrobní náklady, ale může negativně ovlivnit následné zpracování.

2.2.2 Technika povrchové úpravy
Technika antistatického prostředku s povrchovou úpravou spočívá v nanášení iontových tenzidů jako antistatických povlaků na povrch plastových fólií, aby se zabránilo hromadění náboje. Výběr antistatických prostředků pro povrchovou úpravu závisí na výstupní práci podkladu, který se upravuje. Pokud je výstupní práce plastového materiálu velká, má tendenci nést záporný náboj; pokud je malá, má tendenci nést kladný náboj. U běžných plastů byla řada výstupní práce od největší po nejmenší popsána výše, přičemž PP a PE mají tendenci nést záporné náboje, takže pro povrchovou úpravu jsou vhodnější kationtové tenzidy. PET a PA mají tendenci nést kladné náboje, takže jsou vhodnější aniontové tenzidy. Povrch plastové fólie by měl mít smáčecí napětí větší než 38 dyn/cm. Antistatický povlak by měl mít dobré filmotvorné vlastnosti, odolnost proti tření a chemické korozi a dlouhodobý účinek.

3. Měření a testování statické elektřiny

V tiskárnách obalů se statická elektřina měří především tak, že se elektrostatickým voltmetrem zjišťuje napětí nahromaděného náboje na obalových materiálech. Doporučuje se nejprve zvolit maximální rozsah a poté jej postupně snižovat. Při testování povrchového odporu obalových materiálů postupujte podle normy GB/1410-89 „Zkušební metody pro objemový a povrchový odpor tuhých izolačních materiálů“. Testování se provádí za stanovených podmínek teploty a relativní vlhkosti. Pokud se povrchový odpor obalového materiálu pohybuje v rozmezí 10^9 Ω až 10^12 Ω, má materiál antistatické vlastnosti.