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油墨的干燥和印刷品的背面蹭臟印刷機(jī)輸墨系統(tǒng)中的油墨，轉(zhuǎn)移到承印物上后迅速凝固，形成耐機(jī)械摩擦的墨膜。這種由流體到固體的變化，叫做油墨的干燥。完成這一變化過(guò)程所需要的時(shí)間叫做干燥時(shí)間。干燥時(shí)間短，油墨干燥速度快；干燥時(shí)間長(zhǎng)，油墨干燥速度慢?！　∮湍母稍镆话惴謨蓚€(gè)階段進(jìn)行。第一階段是油墨中的連結(jié)料向紙層內(nèi)滲透(或油墨中的溶劑揮發(fā))，油墨膜層的粘著性增大，失去流動(dòng)性的階段，叫做油墨的固著。第二階段是油墨發(fā)生物理、化學(xué)變化，牢固的粘結(jié)在承印物表面的階段，叫做油墨的固化。油墨的固著和固化在油墨干燥整個(gè)過(guò)程中是很難嚴(yán)格區(qū)分開來(lái)的。　　印跡的干燥速度對(duì)印刷品的印刷質(zhì)量有很大的影響。干燥過(guò)慢，輕則使印品背面蹭臟，重則造成印張粘頁(yè)；干燥過(guò)快，油墨在版面結(jié)皮，堵塞版紋，不僅使圖像清晰度下降，而且使油墨堆積，印品出現(xiàn)"墨斑"。因此，分析研究印跡干燥的規(guī)律，在生產(chǎn)中控制印跡干燥的速度，使印跡適時(shí)干燥，才能獲得墨色飽滿、色彩鮮艷、層次豐富、光澤度高的優(yōu)質(zhì)印刷品?！　∮湍母稍镞^(guò)程，是個(gè)極其復(fù)雜的物理、化學(xué)過(guò)程。油墨干燥的速度和油墨干燥的形式、承印材料的性能、印刷工藝條件、環(huán)境的溫濕度等因素有關(guān)。一、影響印跡干燥速度的因素　　油墨的干燥速度，系指印刷品上油墨完全固化所需要的時(shí)間，時(shí)間愈短，印跡干燥的速度愈快?！　?.油墨干燥的形式。在不同的承印物表面，采用不同的印刷方法印刷，油墨的干燥形式也不相同。平版、凸版、凹版以及孔版等普通印刷，印品上的墨跡一般依靠滲透、氧化聚合、揮發(fā)和UV(紫外線)等形式干燥?！　、贊B透型干燥。油墨轉(zhuǎn)移到多孔性的承印物表面以后，在毛細(xì)管作用下，油墨中一部分連結(jié)滲入紙張內(nèi)部，另一部分連結(jié)料同顏料一起固著在承印物表面，油墨的干燥主要依靠承印物的毛管吸收作用來(lái)完成，這樣的油墨干燥叫做滲透干燥。滲透干燥的過(guò)程，即是承印物吸收油墨中連結(jié)料的過(guò)程。由于油墨顏料粒子間也存在著細(xì)微的空隙，這些空隙構(gòu)成的毛細(xì)管作用則是阻止油墨滲透的。當(dāng)承印物的毛細(xì)管作用和油墨顏料粒子間的毛細(xì)管作用相平衡時(shí)，油墨中的連結(jié)料便停止了向承印物內(nèi)部的滲透，印刷品上的油墨干燥?！　≡趯?shí)際的印刷過(guò)程中，油墨向承印物的滲透經(jīng)歷了兩個(gè)不同的階段，在印版上的油墨和紙張接觸的短暫時(shí)間內(nèi)，油墨在印刷壓力的作用下，滲入承印物的表層，為加壓滲透；當(dāng)承印物離開壓印區(qū)以后，轉(zhuǎn)移到承印物上的油墨依靠毛細(xì)管的作用力滲入到承印物的內(nèi)層，為自由滲透，加壓滲透和自由滲透的時(shí)間，可以用下面的公式表示：　　加壓滲透時(shí)間：t加壓=4ηh2加壓/P-2r　　　　　　　　(7-9)　　自由滲透時(shí)間：t自由=4ηh2自由/rγ　　　　　　　　(7-10)　　以上兩式的推導(dǎo)參見(7-3)和(7-4)式。式中η為油墨的粘度，h加壓為在壓力作用下油墨向承印物內(nèi)部滲透的深度，h自由為自由滲透深度，r為多孔性承印物的毛細(xì)管平均半徑，γ為油墨的表面張力。(7-9)和(7-10)式表明，使用低粘度油墨，在質(zhì)地疏松多孔吸收性強(qiáng)的承印物上印刷，油墨干燥速度快。高速凸版輪轉(zhuǎn)油墨，連結(jié)料由礦物油和瀝青樹脂組成，用這種油墨在吸收性良好的新聞紙上印刷，印跡的干燥完全依靠滲透干燥來(lái)完成。但是，如果印刷壓力過(guò)大，連結(jié)料的粘度過(guò)小，往往發(fā)生"透印"故障?！　、谘趸酆闲透稍?。以干性植物油為連結(jié)料的油墨，與空氣中的氧發(fā)生氧化聚合反應(yīng)，使呈三度空間分布的干性植物油分子變成立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的巨大分子，干固在承印物表面。這種利用氧化聚合反應(yīng)，使油墨由液態(tài)轉(zhuǎn)變成固態(tài)，在承印物表面形成牢固的印跡，叫做氧化聚合干燥?！　∮湍械母尚灾参镉停梢簯B(tài)轉(zhuǎn)變成固態(tài)的反應(yīng)很復(fù)雜，一般需要通過(guò)過(guò)氧橋聚合或通共共軛雙鍵加成聚合，反應(yīng)均發(fā)生在不飽和酸的雙鍵上。隨著反應(yīng)的進(jìn)行，分子鏈逐漸增大，油墨的粘度也逐步上升，直到不飽和酸的雙鍵全部反應(yīng)完時(shí)，油墨也完全干燥。因此，干性植物油墨的雙鍵愈多，氧化聚合干燥的速度愈快?！　「尚灾参镉偷难趸酆戏磻?yīng)速度比較慢，這是因?yàn)楦尚灾参镉秃形⒘苛柞ヮ愑袡C(jī)抗氧劑，加上其它阻滯干燥作用的影響，吸收的氧較少，是干燥過(guò)程的誘導(dǎo)期，此階段內(nèi)干性植物油基本上不起變化。因此，干性植物油的氧化聚合干燥時(shí)間，一般需要幾小時(shí)，甚至長(zhǎng)達(dá)幾天之久。要加快氧化聚合的反應(yīng)速度，必須破壞抗氧化劑，使干性植物油吸收空氣中的氧，形成過(guò)氧化物，以過(guò)氧化物為媒介，引發(fā)雙鍵的聚合反應(yīng)?！　≡谝愿尚灾参镉蜑檫B料的油墨中，加入催干劑(即干燥油)，可以加速油墨的干燥。催干劑的加入，一方面可將油墨中的抗氧劑氧化或與抗氧物質(zhì)相結(jié)合生成沉淀，去除抗氧劑對(duì)氧化聚合反應(yīng)的干擾，縮短誘導(dǎo)期；另一方面催干劑還可以促進(jìn)聚合作用?！　∑桨嬗∷ⅲ蠖嗖捎觅|(zhì)地比較緊密、吸收性小的涂料紙印刷，印刷品上的墨跡主要依靠氧化聚合干燥?！　、蹞]發(fā)型干燥。轉(zhuǎn)移到承印物表面的油墨，連結(jié)料中具有較大能量的有機(jī)溶劑分子，克服了油墨中分子間的相互引力逸向空氣，剩余的樹脂、顏料等其它成分迅速增稠、固結(jié)。這種依靠溶劑揮發(fā)完成油墨干燥的形式，叫做揮發(fā)干燥?！　]發(fā)干燥的油墨，連結(jié)料中均含有揮發(fā)性較強(qiáng)的溶劑，例如：水、苯、二甲苯、酯、低碳鏈的醇等。揮發(fā)干燥的速度，主要取決于溶劑的揮發(fā)速度和溶劑的蒸發(fā)潛熱。表7-16 油墨常用溶劑的沸點(diǎn)、蒸發(fā)潛熱、揮發(fā)速度  溶劑名稱  沸點(diǎn)范圍(℃)  蒸發(fā)潛熱(kcal25/kg)  揮發(fā)速度(s) 乙酸乙酯  72～80  401  85 甲苯  109～112  400  180 乙醇  75～80  810  240 水  100  2291  1120 　　溶劑的揮發(fā)速度，可以用1ml溶劑在過(guò)濾紙上完全揮發(fā)所用的時(shí)間秒(s)數(shù)來(lái)表示。蒸發(fā)潛熱是指一定量的溶劑，全部變成氣體時(shí)所需要的熱能。同一類溶劑，沸點(diǎn)愈低，揮發(fā)速度愈高；但不同類型的溶劑，沸點(diǎn)低，揮發(fā)速度卻不一定就快。表7-16列出幾種油墨中常用的溶劑的沸點(diǎn)、蒸發(fā)潛熱和揮發(fā)速度。表中的乙醇和乙酸乙酯，沸點(diǎn)相近，但乙酸乙酯的揮發(fā)速度卻是乙醇的二倍以上，這是因?yàn)橐掖嫉恼舭l(fā)潛熱比乙酸乙酯的蒸發(fā)潛熱高。溶劑的蒸發(fā)潛熱愈小，揮發(fā)干燥速度愈高?！　]發(fā)干燥型油墨，主要成分是溶劑、樹脂和顏料，由于樹脂分子和顏料分子存在于油墨表層，溶劑分子和樹脂分子、顏料分子之間有強(qiáng)的牽引力，使溶劑分子難以向空氣中逸出，故油墨的揮發(fā)速度比溶劑的揮發(fā)速度低?！　〔煌臉渲瑢?duì)溶劑揮發(fā)速度的減緩程度不同。溶解度愈大的樹脂，溶劑越難從中脫出。使用沸點(diǎn)不同的溶劑，調(diào)整油墨的揮發(fā)干燥速度時(shí)，油墨中的樹脂必須對(duì)選用的溶劑有一定的釋放性。否則，印刷過(guò)程中，溶劑脫出困難，印刷品上的墨跡干燥不良，易出現(xiàn)"背面蹭臟"的故障。　　此外，溶劑的揮發(fā)速度還與外界的溫度及蒸氣壓有關(guān)，外界的蒸氣壓愈大，溫度愈高，溶劑的揮發(fā)速度愈快?！　≡诜俏招猿杏∥锉砻嬗∷?，印刷品上的墨跡，主要依靠溶劑的揮發(fā)來(lái)完成干燥?！　‰S著高速、多色、多品種印刷的發(fā)展，印刷中大多使用混合干燥型油墨印刷。例如凸版樹脂書刊油墨，主要依靠滲透干燥，但同時(shí)也包含著氧化聚合干燥；快固著樹脂油墨，利用滲透干燥加速油墨的固著，利用氧化聚合干燥來(lái)完成油墨的固化；熱固性油墨則是利用揮發(fā)干燥來(lái)加速油墨的初期干燥的?；旌闲偷挠湍稍镄问?，使印跡的干燥變得更為復(fù)雜。2.承印物的性能。紙張是印刷中使用最多的承印物。一般來(lái)說(shuō)，非涂料紙的結(jié)構(gòu)疏松、表面粗糙、吸收性強(qiáng)。使用以滲透干燥為主，氧化聚合干燥為輔的油墨在其上印刷，不僅能加速油墨在紙張上的固著，而且與空氣中的氧分子有較多的接觸機(jī)會(huì)，印跡的干燥速度快；與此相反，結(jié)構(gòu)較緊密、表面光滑的涂料紙，印跡干燥的速度就慢?！　∧壳?，在涂料紙上大多采用亮光樹脂型油墨印刷，利用涂料層的吸收效應(yīng)，提高印跡的干燥速度。亮光樹脂油墨，主要成分是酚醛樹脂、桐油、亞麻仁油和沸點(diǎn)在250℃～300℃范圍的高沸點(diǎn)煤油。油墨轉(zhuǎn)移到紙張以后，由于涂料層毛細(xì)管作用，高沸點(diǎn)煤油很快地滲入到紙張內(nèi)部，這樣連結(jié)料中的樹脂濃度變大，粘度上升，油墨變稠，顏料粒子之間的二次結(jié)合力增加，使滯留在紙張表面的油墨，形成半固態(tài)、平滑的、具有光澤的凝膠狀膜，加快了印跡的干燥速度?！　〖垙埖乃釅A度對(duì)印刷的干燥有較大的影響。酸性愈大，阻礙破壞氧化聚合的程度愈嚴(yán)重。實(shí)驗(yàn)表明，當(dāng)室內(nèi)溫度保持在20℃，相對(duì)濕度75%時(shí)，用pH值為5.4的膠版紙印刷，印跡干燥的時(shí)間約為30小時(shí)；若用pH值為4.4的膠版紙印刷，需80小時(shí)印跡才能干燥。而用pH值高于8的膠版紙印刷，在任何溫濕度的環(huán)境中，印跡均能迅速干燥。　　紙張本身的含水量也影響印跡的干燥。含水量高的紙張，強(qiáng)度降低，紙質(zhì)變得松軟，纖維處于松弛狀態(tài)，部分毛細(xì)管被水分子堵塞，故分子間的引力減弱，由毛細(xì)管作用的油墨向紙張內(nèi)的滲透力衰減，紙張纖維對(duì)氧的吸收性也隨之下降，延緩了印跡干燥的時(shí)間?！　?.溫濕度。印刷車間的濕度升高，物質(zhì)分子運(yùn)動(dòng)加快，促進(jìn)了氧化物的生成，縮短了氧化聚合反應(yīng)的誘導(dǎo)期，使印跡的干燥速度提高。圖7-31是兩種氧化聚合干燥的樹脂油墨，干燥時(shí)間和濕度的實(shí)驗(yàn)曲線。從圖中可以看出，隨著溫度的升高，油墨干燥的時(shí)間減少，干燥速度加快。在夏天，即使不加催干劑，油墨也能很快干燥。但在冬天，需要加放適量的催干劑，油墨才能及時(shí)干燥?！　∮∷④囬g的濕度升高，空氣氧分子的活動(dòng)性降低，干性植物油對(duì)氧的吸入量減少，延緩了氧化聚合干燥的速度。圖7-32是黃、品紅、青、黑四種油墨，干燥時(shí)間和相對(duì)濕度關(guān)系的實(shí)驗(yàn)曲線。從曲線可以看出，當(dāng)相對(duì)濕度低于60%時(shí)，濕度的變化對(duì)油墨干燥的影響不明顯。但是，當(dāng)相對(duì)濕度太90%時(shí)，油墨的干燥時(shí)間都有大幅度的增加，油墨干燥緩慢。　　此外，車間的濕度上升時(shí)，紙張的含水量也相應(yīng)增加，其結(jié)果也妨礙了油墨的干燥。圖7-33是幾種紙張，干燥時(shí)間和相對(duì)濕度的關(guān)系曲線。從圖中可以看出，高級(jí)壓光紙和銅版紙，濕度的變化對(duì)干燥速度影響不太顯著，但膠版紙和證券紙等非涂料紙，在低濕度下(相對(duì)濕度低于50%)，尚能迅速干燥，但在高濕度的印刷條件下，油墨中必須加入適量的燥油，否則將發(fā)生油墨干燥不良的印刷故障。　　4.其它影響油墨干燥的因素。油墨轉(zhuǎn)移到具有吸收性的承印物一紙張表面上時(shí)，如果墨層較厚，表層的油墨和空氣中的氧作用，迅速形成固態(tài)的皮膜，這層皮膜，阻止了空氣中的氧向油墨層的中部進(jìn)入。再者，紙張的滲透作用是有一定限度的，墨層過(guò)厚時(shí)，只有緊貼紙面底層油墨容易滲透，而中間層的油墨僅能依靠氧化聚合干燥，由于氧分子的缺乏，干燥速度緩慢，致使整個(gè)墨層難以徹底干燥。因此，控制墨層厚度，不僅關(guān)系到印刷品階調(diào)、色彩再現(xiàn)的效果，而且對(duì)印跡的干燥也十分重要?！　“啄蚪袥_淡劑(也叫維利油)，是配墨淡色油墨的主要材料，由Al(OH)3(氫氧化鋁)和連結(jié)料組成。氫氧化鋁本身不易干燥，對(duì)催干劑還具有吸附作用。白墨在沖淡油墨時(shí)，往往使油墨中原有的催干劑失去催干作用，降低了印跡的干燥速度?！　∮∷⑦^(guò)程中，當(dāng)紙張發(fā)生掉粉、掉毛故障時(shí)，要在油墨中加入一定量的撤粘劑，降低油墨的粘著性。撤粘劑的主要成分是不干性油和蠟類物質(zhì)，比重比較小，若浮于墨層表面，妨礙了油墨中連結(jié)料的氧化聚合反應(yīng)，油墨干燥速度下降。　　印刷好的成品堆碼成垛以后，印張干燥所需要的氧分子，只能從印張邊緣滲入的空氣中獲取。如果印張的面積較大，承印物表面光滑，印張垛碼較高，空氣很難和印張上的墨跡接觸?！　∫?yàn)楣┭醪蛔悖≯E干燥必須緩慢，尤其是印張的中部，印跡干燥更為困難。所以，面積大的印張，堆垛不宜過(guò)高，間隔一定的時(shí)間，要將印張輕輕抖動(dòng)使之透氣，增加墨跡和空氣的接觸，以加速油墨的干燥。二、印刷品的背面蹭臟　　從印版或橡皮布轉(zhuǎn)移到承印物上的油墨，如果固著時(shí)間不足，墨層尚未干燥，再與其它承印物接觸時(shí)，就可能發(fā)生油墨的再轉(zhuǎn)移現(xiàn)象。單張紙印刷機(jī)，在印刷過(guò)程中，一張印刷品的墨跡未干，又有另一張印刷品疊放其上，前一張印刷品上的油墨便有可能轉(zhuǎn)移到后一張印刷品的背面，這種污染印刷品背面的現(xiàn)象，就叫做印刷品的油墨蹭臟，簡(jiǎn)稱背面蹭臟?！　∮湍谋趁娌渑K和油墨的透印，均使印刷品的背面出現(xiàn)污痕，從印刷品的外觀上兩者不易區(qū)分，但從印刷品的斷面上卻容易分辨，前者斷面沒有油污，后者斷面油污顯著。此外，背面蹭臟的污痕可以用橡皮擦去，而透印的則不能?！　?.影響背面蹭臟的因素。背面蹭臟的程度與油墨在承印物上的附著力的在大小有關(guān)。油墨在承印物上的附著力主要是油墨和承印物分子之間的二次結(jié)合力，這個(gè)二次結(jié)合力愈大，若發(fā)生背面蹭臟現(xiàn)象，其程度愈嚴(yán)重。二次結(jié)合力包括色散力、誘導(dǎo)力和氫鍵等，其中色散力和誘導(dǎo)力均與油墨、承印物分子距離的6次方成反比，而氫鍵與這個(gè)距離的3次方成反比。因此，油墨、承印物分子間距離的微弱減小便可引起二次結(jié)合力的劇烈增加。如果印刷品因疊放，在重壓下而緊密貼附，或者在靜電作用下極度靠近，致使一張印刷品上的未干油墨與下一張印刷品背面，分子間的距離變得很小，背面蹭臟便會(huì)十分嚴(yán)重。　　以上討論中提到的附著力，指的是油墨與被蹭臟的印刷品背面之間的附著力。背面蹭臟除了和這個(gè)附著力有關(guān)之外，還與油墨本身的內(nèi)聚力、油墨和印刷正面的附著力有關(guān)?！　D7-34中，承印物A的表面附著的尚未干燥的油墨，承印物B壓在這個(gè)墨膜上。設(shè)油墨本身的內(nèi)聚力是Fc，油墨和承印物A的附著力是Fa.A，油墨和承印物B的附著力是Fa.B，則當(dāng)Fa.A＞Fc時(shí)，油墨能在承印物A上附著；又當(dāng)Fa.B＞Fc時(shí)，油墨能將承印物B的背面蹭臟，但這需要墨膜有足夠的厚度。如果墨膜很薄，F(xiàn)a.A≥FC，以致Fa.A能達(dá)到承印物B的背面，那么，即使Fa.B＞Fc，也不會(huì)發(fā)生背面蹭臟現(xiàn)象。絲網(wǎng)印刷的墨層較厚，印跡干燥速度緩慢，凸版彩色圖版印刷，印刷品的圖案多以實(shí)地為主，墨層也較厚，背面蹭臟常常是構(gòu)成危害絲網(wǎng)印刷和凸版彩色圖版印刷品質(zhì)量的主要因素。平版印刷，印刷品的墨層較薄，而且多采用以高沸點(diǎn)煤油和合成樹脂為連結(jié)料的快干油墨，轉(zhuǎn)移到承印物上的油墨，低粘度、高沸點(diǎn)的煤油迅速滲入承印物內(nèi)部，含有顏料的高粘度合成樹脂留在承印物的表面，很快的固著結(jié)膜，所以平版印刷和絲網(wǎng)印刷、凸版彩色圖版印刷相比，背面蹭臟較輕?！　∵€有一個(gè)影響印刷品背面蹭臟的因素，就是油墨的觸變性。印刷過(guò)程中的油墨可看作是塑性流體，且具有觸變化。在印刷機(jī)的墨輥之間，油墨被研勻，同時(shí)受到持續(xù)的剪切作用，油墨內(nèi)部的結(jié)構(gòu)崩壞，粘度下降，結(jié)果油墨被延展成均勻的薄膜轉(zhuǎn)移到紙張上。油墨轉(zhuǎn)移到紙張上后，內(nèi)部應(yīng)力趨于緩和，油墨內(nèi)部結(jié)構(gòu)逐漸回復(fù)到原來(lái)的狀態(tài)，粘度也隨之上升，結(jié)果油墨很快地在紙上固著，形成堅(jiān)硬的墨膜。如果油墨的觸變性小，轉(zhuǎn)移到印刷品上的墨膜，粘度的回升就緩慢，即不大容易固著結(jié)膜，因而容易發(fā)生印刷品的背面蹭臟?！　?.背面蹭臟的預(yù)防。為了避免背面蹭臟現(xiàn)象的發(fā)生或降低背面蹭臟的程度，生產(chǎn)中一般采用下面的方法：降低印刷品堆碼的高度，減輕印張承受的壓力；消除印張之間的靜電，防止印張間過(guò)分的接觸；在印刷品之間放置拒墨性的間隔紙或者將印刷品放在專用的晾架上；使用快干性油墨，例如紫外線干燥油墨等，對(duì)減緩背面蹭臟是有效的?！　∧壳?，在印刷生產(chǎn)中，常用噴粉的方法防止印品背面蹭臟。一般是把粒徑10～20μm的CaCO3(碳酸鈣)粉末，裝入噴粉器中，利用壓縮空氣配合印刷速度，有節(jié)奏地將粉未通過(guò)噴嘴，噴撒在剛印刷的印張上。粉末在印張之間形成一個(gè)個(gè)小的空間或隔離層，使空氣流動(dòng)順暢，供化氧化聚合干燥所需要的氧氣，加速油墨干燥的速度?！　姺鄣姆绞礁鶕?jù)噴粉器的結(jié)構(gòu)有收紙臺(tái)上噴粉、通道中噴粉和靜電噴粉三種?！　∈占埮_(tái)上的噴粉如圖7-35所示，當(dāng)印張落在收紙臺(tái)上時(shí)，由許多可調(diào)的噴嘴把粉末噴射到印張上，噴嘴可以根據(jù)尺寸的大小來(lái)排列?！　⊥ǖ绹姺?，是在印張到達(dá)堆紙臺(tái)前，經(jīng)過(guò)通道時(shí)，由排列成直線的噴嘴，如圖7-36所示，把粉末連續(xù)不斷的噴射到印張上，附著有粉末的印張，再疊落在收紙臺(tái)上?！　§o電噴粉的噴粉器結(jié)構(gòu)如圖7-37所示。B為噴粉箱，A是B中表面呈凹凸形的輥?zhàn)樱珻是空氣噴出部分，D是7000～10000V電壓的放電管，E是刮刀。當(dāng)馬達(dá)帶動(dòng)輥轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，由于刮刀E的作用，下部分塞滿粉末，位于放電管前方兩端的噴嘴C噴射出空氣，將粉末吹撒在印張上。靜電噴粉的特點(diǎn)是，因?yàn)橛幸粚託夂熥?，所以粉末不?huì)飛散，粉未呈線狀向印張運(yùn)行的方向吹去，故消耗粉末少，粉末散布均勻，用少量的粉末，就能取得防止背面蹭臟的效果，但該裝置的價(jià)格較高。