解析纸张水份变化对印刷的影响
2022-08-01 源自：互联网
纸张水分含量对印刷影响很大，水分太低，纸质发脆，印刷中易产生静电；含量过高，将会使油墨难以干燥。水分变化对纸的各种特性影响也很大，随着水分的变化，其定量、抗张强度、柔韧性、耐折度等都将发生变化，纸张尺寸也会发生伸缩，甚至发生卷曲、翘边、起皱、荷叶边等现象。
各种纸张都有一个水分含量值，在此值下，纸张的各种性能都处于较好状态，铸涂纸、铸涂白纸板水分含量为7%±2%，白卡纸为4%-7%，单面涂布白纸板为8%±2%。这是纸张出厂时的水分含量。
在印刷厂储存期间，纸张作为一种吸湿材料，它能从空气中吸收水分，吸收速率取决于空气相对湿度和温度；也能把水分传到空气中而失去水分，速率取决于纸张的水分含量及环境温湿度。当吸湿速率和失水速率相同时，纸张和空气处于平衡，纸张中含水量不变，这种情况下纸张所含水分叫平衡水分。
所谓相对湿度，是指某一温度下空气中水分含量与该温度下空气达到饱和所能容纳的水分含量之比。同一种纸张在不同相对湿度下平衡水分不同。
如何平衡水分？
平衡水分的变化有如下特点：
① 受纸张性质影响。同一相对湿度下，越是富于亲水性的纸，其平衡水分越高；反之，则越低。未施加辅料的纸张平衡水分较高，而加入填料、施胶、涂布的纸张，平衡水分较低。同一品种、其厚制品比薄制品平衡水分要高，这是因为厚制品中富于吸水性的原纸比率高。
② 受温度影响。同一相对湿度下，温度变化15℃左右，纸张平衡水分变化最大约为0.5%。但印刷中套印对纸张含水量变化，要求控制在±0.1%，否则将影响套印的准确性，因此，彩色印刷车间在控制相对湿度的同时，要把温度的变化控制在±3℃。
③ 受达到平衡的行程--吸湿还是脱湿影响。纸张在一定相对湿度下，由低水分吸湿而达到平衡时的水分含量，比在同样相对湿度下由高水分脱湿而达到平衡时的水分含量要低，这就是纸张的吸湿滞后效应。要想使纸张含水量与原来一致，采取“矫枉过正”的方式。即在某一相对湿度下达到平衡的纸张，如果在高湿度环境吸湿后要脱湿达到原来的平衡水分，须放置在比原来相对湿度低的环境中，反之亦然。
另外，吸湿与脱湿的速度也不同，脱湿速度要慢得多。但不管吸湿还是脱湿，开始速度都相对较快，越是接近平衡就越慢。这一过程还与纸质、空气流动性有关系。在标准湿、温度下，单张卷烟纸处理35min，即可达到5.8%的平衡水分；各种印刷纸则需2-4h才能达到5%-8%的平衡水分；包装纸板用的时间更长。这种相对湿度变化与纸张含水量变化之间存在的滞后现象，会带来纸张变形与相对湿度变化之间的滞后效应。
④ 受纸张的方向性影响。所谓方向性，是指纸张平衡水分在纵向和横向上是不一致的，横向伸缩率远比纵向伸缩率大，因此，纸张的横向伸缩变形比纵向要大。测试表明，单根纤维在横向的伸缩相当于纵向的20倍左右。但纸张内部纤维的排列方向是多种多样的，只不过是通常情况下顺着纵向排列的数量多一些罢了。
因此，纸张纵横方向伸缩比的差距并不会像单根纤维纵横伸缩那么大。以相对湿度由50%变为60%为例，纵、横伸缩之比大约为3：7，即2.3倍左右。这一比率根据纤维排列定向程度不同而不同，方向性越强，其比率越大。抄造纤维排列方向散乱而无规则的纸，是减少横向伸缩率并避免发生套印不准的关键问题之一。
⑤ 受纸张的两面性影响。一张十分平整的纸张，其所处环境发生变化时，纸张会在空气中吸湿或脱湿。如果是吸湿，反面的伸长比正面的大，纸张会向正面卷曲；如果是脱湿，反面的缩短比正面的大，纸张会向反面卷曲。无论向哪个方向卷曲，总是以纸张的纵向为轴的，造成这种情况是因为纸张正、反两面定向排列的程度不同。尤其是纸板，在这方面表现程度更甚。
纸张变形的原因及其对印刷质量的影响
在制造和使用的过程中，影响纸张变形的因素较多，纸浆的物理化学特性、打浆情况、化学品和填料的选择、抄纸性能、纸机的装备状况以及使用过程中的水分得失都会影响纸张的尺寸变化。这里我们只讨论成纸在运输和印刷过程中水分得失引起的尺寸变化。
纸张主要由纤维素组成，而纤维素又是亲水性很强的物质，它具有很强的吸水性和脱水性。纸张在存放、运输以及印刷过程中，由于温度和湿度的变化引 起纸张含水量的变化，导致膨胀和收缩。纸张水分变化引起纸张尺寸变化的主要原因有：纸张水分变化时，组成纸张的单根纤维可以吸收水分膨胀或失去水分收缩， 使整个纤维形状发生变化，从而引起纸张的尺寸变化;纸张内部存在氢键结合，纸张吸收或失去水分时，氢键的作用得到加强或削弱，使纤维互相拉紧或推开。
纸张内部纤维因水分得失产生的形状变化最终将导致纸张的尺寸变化，给印刷带来不利影响。纸张含水量过大时，纸张中纤维、填料与胶料之间的结合力 容易降低，进而影响纸张表面强度，导致印刷后出现掉粉、掉毛等不良现象的发生。而掉粉、掉毛的发生降低了纸边的硬度和挺度，输纸时容易产生定位不稳的问 题，造成套印失准。如果纸张含水量过低的话，纸张弹性差，印刷时网点印迹容易扩大，导致网点扩大率大。
因此，纸张不宜在与其含水量不适应的高湿度条件下进行印刷，而应在中湿度的情况下进行印刷，这有利于套印精度的保证。为了使纸张的含水量在整个 纸面上保持均匀一致，并且与印刷车间的温湿度相适应，同时为了降低纸张对环境湿度的敏感程度，提高纸张尺寸的稳定性，一般在印刷之前，要采取一定的处理措施。
纸张伸缩致套印不准探讨
纸张是一种含可变性植物纤维组织的材料，它具有吸湿释湿的功能，当空气中的水分在不断变化时，它就会和空气湿度发生调节平衡。当空气湿度高于纸张所含水分时，它就会吸收空气中的水分而膨胀伸长；反之就会释放水分而收缩变短，以达到与坏境湿度的相对平衡。
平版胶印是利用油和水互不相溶的原理来进行印刷的。所以印后纸张一般会伸长，而收缩变短情况则少见，为消除此类故障，现就有关的印刷工艺进行探讨：
1、印刷时尽量采用横丝绺。纸张有横丝绺和纵丝绺之分。在造纸过程中抄纸部分，由于纸浆（植物纤维）是垂直地流到移动着的丝网上，纤维受到突然的加速，大多会沿着丝网的运动方向连结起来，便形成了我们所说的纵横丝绺。纸张中的植物纤维都是中空半透明的管状物，我们可以形象地说：纤维本身的长度方向就是我们所说的纵丝绺，而纤维与纤维间隙方向为横丝绺。
实验结果表明：纤维本身的凝聚力大于纤维间的结合力（主要是氢键力）。纸张受潮后，纵丝绺方向的伸缩比横丝绺方向的伸缩要小，两者大致为1：2。因此，套印比较精确的产品考虑其纸张的纵横丝绺的变形关系。所以，在印刷时，使纸张的纵丝绺方向与滚筒轴平行，而且同批印刷用纸其丝绺方向要保持一致。
2、套印清水（俗称压水）。在印刷用纸不太好掌握的情况下，为了防止纸张在印刷中伸长，可以采用先套印一次清水的方法，使纸张适应印刷要求，然后再开始印刷颜色，这种方法对解决套印不准有一定的作用。
3、控制印刷版面水分。印刷版面水分大小是控制纸张伸缩的关键因素，版面的水分通过橡皮布传递给纸张，版面水分越大，伸缩就越大。因而版面的水分控制得越小越好，尤其是印刷80克的双胶纸时特别要注意。
4、采用拉版机拉长印版。一般单色机在第三、四色印刷流程，双色机在第二印刷流程，纸张上的图像有伸长变大的情况，造成套印不准。这是因为PS版材具有较好的延展性，可以采用拉版机拉长，使印版图像同纸张上的图像均衡的伸长而使套印准确。