一文理解紙張水份變化對印刷的影響

                    2020-05-21

                    紙張水分含量對印刷影響很大,水分太低,紙質發脆,印刷中易產生靜電;含量過高,將會使油墨難以干燥。水分變化對紙的各種特性影響也很大,隨著水分的變化,其定量、抗張強度、柔韌性、耐折度等都將發生變化,紙張尺寸也會發生伸縮,甚至發生卷曲、翹邊、起皺、荷葉邊等現象。
                    各種紙張都有一個最佳水分含量值,在此值下,紙張的各種性能都處于較好狀態,鑄涂紙、鑄涂白紙板最佳水分含量為7%±2%,白卡紙為4%-7%,單面涂布白紙板為8%±2%。這是紙張出廠時的水分含量。

                    在印刷廠儲存期間,紙張作為一種吸濕材料,它能從空氣中吸收水分,吸收速率取決于空氣相對濕度和溫度;也能把水分傳到空氣中而失去水分,速率取決于紙張的水分含量及環境溫濕度。當吸濕速率和失水速率相同時,紙張和空氣處于平衡,紙張中含水量不變,這種情況下紙張所含水分叫平衡水分。

                    所謂相對濕度,是指某一溫度下空氣中水分含量與該溫度下空氣達到飽和所能容納的水分含量之比。同一種紙張在不同相對濕度下平衡水分不同。

                    如何平衡水分

                    平衡水分的變化有如下特點:

                    ① 受紙張性質影響。

                    同一相對濕度下,越是富于親水性的紙,其平衡水分越高;反之,則越低。未施加輔料的紙張平衡水分較高,而加入填料、施膠、涂布的紙張,平衡水分較低。同一品種、其厚制品比薄制品平衡水分要高,這是因為厚制品中富于吸水性的原紙比率高。

                    ② 受溫度影響。

                    同一相對濕度下,溫度變化15℃左右,紙張平衡水分變化最大約為0.5%。但印刷中套印對紙張含水量變化,要求控制在±0.1%,否則將影響套印的準確性,因此,彩色印刷車間在控制相對濕度的同時,要把溫度的變化控制在±3℃。

                    ③ 受達到平衡的行程—吸濕還是脫濕影響。

                    紙張在一定相對濕度下,由低水分吸濕而達到平衡時的水分含量,比在同樣相對濕度下由高水分脫濕而達到平衡時的水分含量要低,這就是紙張的吸濕滯后效應。要想使紙張含水量與原來一致,必須采取“矯枉過正”的方式。

                    即在某一相對濕度下達到平衡的紙張,如果在高濕度環境吸濕后要脫濕達到原來的平衡水分,必須放置在比原來相對濕度低的環境中,反之亦然。

                    另外,吸濕與脫濕的速度也不同,脫濕速度要慢得多。但不管吸濕還是脫濕,開始速度都相對較快,越是接近平衡就越慢。這一過程還與紙質、空氣流動性有關系。

                    在標準濕、溫度下,單張卷煙紙處理35min,即可達到5.8%的平衡水分;各種印刷紙則需2-4h才能達到5%-8%的平衡水分;包裝紙板用的時間更長。

                    這種相對濕度變化與紙張含水量變化之間存在的滯后現象,會帶來紙張變形與相對濕度變化之間的滯后效應。

                    ④ 受紙張的方向性影響。

                    所謂方向性,是指紙張平衡水分在縱向和橫向上是不一致的,橫向伸縮率遠比縱向伸縮率大,因此,紙張的橫向伸縮變形比縱向要大。

                    測試表明,單根纖維在橫向的伸縮相當于縱向的20倍左右。但紙張內部纖維的排列方向是多種多樣的,只不過是通常情況下順著縱向排列的數量多一些罷了。

                    因此,紙張縱橫方向伸縮比的差距并不會像單根纖維縱橫伸縮那么大。以相對濕度由50%變為60%為例,縱、橫伸縮之比大約為3:7,即2.3倍左右。

                    這一比率根據纖維排列定向程度不同而不同,方向性越強,其比率越大。抄造纖維排列方向散亂而無規則的紙,是減少橫向伸縮率并避免發生套印不準的關鍵問題之一。

                    ⑤ 受紙張的兩面性影響。

                    一張十分平整的紙張,其所處環境發生變化時,紙張會在空氣中吸濕或脫濕。如果是吸濕,反面的伸長比正面的大,紙張會向正面卷曲;如果是脫濕,反面的縮短比正面的大,紙張會向反面卷曲。

                    無論向哪個方向卷曲,總是以紙張的縱向為軸的,造成這種情況是因為紙張正、反兩面定向排列的程度不同。尤其是紙板,在這方面表現程度更甚。

                    紙張變形的原因及對印刷質量的影響

                    在制造和使用的過程中,影響紙張變形的因素較多,紙漿的物理化學特性、打漿情況、化學品和填料的選擇、抄紙性能、紙機的裝備狀況以及使用過程中的水分得失都會影響紙張的尺寸變化。這里我們只討論成紙在運輸和印刷過程中水分得失引起的尺寸變化。

                    紙張主要由纖維素組成,而纖維素又是親水性很強的物質,它具有很強的吸水性和脫水性。紙張在存放、運輸以及印刷過程中,由于溫度和濕度的變化引 起紙張含水量的變化,導致膨脹和收縮。

                    紙張水分變化引起紙張尺寸變化的主要原因有:

                    紙張水分變化時,組成紙張的單根纖維可以吸收水分膨脹或失去水分收縮, 使整個纖維形狀發生變化,從而引起紙張的尺寸變化;

                    紙張內部存在氫鍵結合,紙張吸收或失去水分時,氫鍵的作用得到加強或削弱,使纖維互相拉緊或推開。

                    紙張內部纖維因水分得失產生的形狀變化最終將導致紙張的尺寸變化,給印刷帶來不利影響。

                    紙張含水量過大時,紙張中纖維、填料與膠料之間的結合力 容易降低,進而影響紙張表面強度,導致印刷后出現掉粉、掉毛等不良現象的發生。而掉粉、掉毛的發生降低了紙邊的硬度和挺度,輸紙時容易產生定位不穩的問 題,造成套印失準。

                    如果紙張含水量過低的話,紙張彈性差,印刷時網點印跡容易擴大,導致網點擴大率大。

                    因此,紙張不宜在與其含水量不適應的高濕度條件下進行印刷,而應在中濕度的情況下進行印刷,這有利于套印精度的保證。

                    為了使紙張的含水量在整個紙面上保持均勻一致,并且與印刷車間的溫濕度相適應,同時為了降低紙張對環境濕度的敏感程度,提高紙張尺寸的穩定性,一般在印刷之前,要采取一定的處理措施。

                    紙張伸縮致套印不準的探討

                    紙張是一種含可變性植物纖維組織的材料,它具有吸濕釋濕的功能,當空氣中的水分在不斷變化時,它就會和空氣濕度發生調節平衡。

                    當空氣濕度高于紙張所含水分時,它就會吸收空氣中的水分而膨脹伸長;反之就會釋放水分而收縮變短,以達到與壞境濕度的相對平衡。

                    平版膠印是利用油和水互不相溶的原理來進行印刷的。所以印后紙張一般會伸長,而收縮變短情況則少見,為消除此類故障,現就有關的印刷工藝進行探討:

                    ① 印刷時盡量采用橫絲綹。

                    紙張有橫絲綹和縱絲綹之分。在造紙過程中抄紙部分,由于紙漿(植物纖維)是垂直地流到移動著的絲網上,纖維受到突然的加速,大多會沿著絲網的運動方向連結起來,便形成了我們所說的縱橫絲綹。

                    紙張中的植物纖維都是中空半透明的管狀物,我們可以形象地說:纖維本身的長度方向就是我們所說的縱絲綹,而纖維與纖維間隙方向為橫絲綹。

                    實驗結果表明:纖維本身的凝聚力大于纖維間的結合力(主要是氫鍵力)。紙張受潮后,縱絲綹方向的伸縮比橫絲綹方向的伸縮要小,兩者大致為1:2。

                    因此,套印比較精確的產品必須考慮其紙張的縱橫絲綹的變形關系。所以,在印刷時,使紙張的縱絲綹方向與滾筒軸平行,而且同批印刷用紙其絲綹方向要保持一致。

                    ② 套印清水(俗稱壓水)。

                    在印刷用紙不太好掌握的情況下,為了防止紙張在印刷中伸長,可以采用先套印一次清水的方法,使紙張適應印刷要求,然后再開始印刷顏色,這種方法對解決套印不準有一定的作用。

                    ③ 控制印刷版面水分。

                    印刷版面水分大小是控制紙張伸縮的關鍵因素,版面的水分通過橡皮布傳遞給紙張,版面水分越大,伸縮就越大。因而版面的水分控制得越小越好,尤其是印刷80克的雙膠紙時特別要注意。

                    ④ 采用拉版機拉長印版。

                    一般單色機在第三、四色印刷流程,雙色機在第二印刷流程,紙張上的圖像有伸長變大的情況,造成套印不準。這是因為PS版材具有較好的延展性,可以采用拉版機拉長,使印版圖像同紙張上的圖像均衡的伸長而使套印準確。

                    目前,國內大多數中小型企業,一般都沒有空調設備,大多數的做法是在機臺周圍灑些水,來增加空氣濕度。

                    對非網點印刷要求不高之產品,可以采用噴筒直接朝紙邊灑水后上機印刷;

                    對于車間空氣濕度較大時,切好的紙張最好用塑料罩蓋起來,以防受潮變長;

                    如果是曬二次版印刷,可以采用借版線的方法來彌補圖像的利縮性。

                    總的說來,解決紙張伸縮導致套印不準的工藝處理方法有很多,只要加強印刷工藝探討和管理,一般是可以解決的。

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