影響紙張含水量的時間因素分析

□仵 紅

印刷中使用的紙張經(jīng)常放在印刷生產(chǎn)車間，就會跟車間周圍的空氣接觸，紙張自身就會在空氣中吸收或釋放水分，以含水量的變化和環(huán)境濕度保持平衡，紙張含水量變化會引起紙張伸縮(包括局部變形)。紙張尺寸變化，會造成產(chǎn)品套印不準(zhǔn)，成為次品、廢品。紙張的尺寸穩(wěn)定性與印刷的作業(yè)適性有著很大關(guān)系。

一、紙張的含水量

紙張具有高度的吸水性和脫水性能。且紙中的半纖維素是比纖維素更強(qiáng)的親水物質(zhì)。紙張是一種復(fù)雜的多元材料，依靠吸附水分、毛細(xì)管水分和潤脹水三種不同的結(jié)合形式來保持水分。

二、時間對紙張含水量影響的實(shí)驗(yàn)

(一)實(shí)驗(yàn)儀器和材料。J-CBY100紙與紙板吸收性測定儀，電子天平，不同克重的銅版紙和膠版紙，量杯，剪刀，擦布，吸水紙等。

(二)實(shí)驗(yàn)步驟。一是試樣制備及處理。首先按照GB450及GB10739進(jìn)行試樣的制備和處理，然后將處理后的試樣切成直徑為125mm的圓形樣片，最后用精度不低于0．001g的天平稱量試樣質(zhì)量。二是用量筒準(zhǔn)確量取100ml蒸餾水倒入可勃(Cobb)吸收性試驗(yàn)儀的金屬圓筒內(nèi)，擦凈圓筒環(huán)面和試樣壓蓋內(nèi)表面。三是將已稱好質(zhì)量的圓形試片安放在環(huán)形表面上，被測面朝著有水的方向，并將試樣壓蓋蓋在試樣上，使之與圓筒固定在一起。四是將圓筒旋轉(zhuǎn)180°同時開始計時。到達(dá)規(guī)定時間后，立刻將圓筒翻正，取出試樣放在事先準(zhǔn)備好的吸水紙上，將試樣吸水面向下。再在試樣上放吸水紙，并用壓滾在4s內(nèi)往返壓一次，使試樣表面呈無水光澤，把試樣取出立刻折疊，以免濕的一面水分蒸發(fā)，迅速稱量，記錄數(shù)據(jù)。每張試樣只測試一次，不重復(fù)使用。五是每測定5次，根據(jù)紙的吸水量大小再補(bǔ)加一定量的水。六是若試樣在實(shí)驗(yàn)中被水滲透，則試樣作廢，需要另取試樣重新做。如果多次出現(xiàn)這種情況，則需更改實(shí)驗(yàn)時間。七是數(shù)據(jù)計算。紙與紙板表面吸水量(Cobb)值:單位面積的紙和紙板在一定壓力、溫度下，在規(guī)定時間內(nèi)表面所吸收的水量，以g/m2計。具體公式如下:C=(G2-G1)×100。式中:C為可勃吸水值;G2為吸水后稱出之試樣質(zhì)量;G1為吸水前稱出之試樣質(zhì)量。

(三)實(shí)驗(yàn)說明。本實(shí)驗(yàn)中所采用的吸水紙為60 g/m2新聞紙，但實(shí)驗(yàn)規(guī)定吸水紙定量為200～250 g/m2，所以在使用中多層疊加來滿足實(shí)驗(yàn)要求。因?yàn)殂~版紙與膠版紙吸水性能不同，所以吸水時間設(shè)定不同。

(四)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。如表1～5所示。

表1 105g/m2銅版紙在不同時間下的含水量

表2 128g/m2銅版紙在不同時間下的含水量

表3 157g/m2銅版紙在不同時間下的含水量

表4 80g/m2膠版紙在不同時間下的含水量

表5 100g/m2膠版紙在不同時間下的含水量

(五)時間對紙張含水量的影響。時間對紙張含水量影響的情況如圖1、2所示。

圖1 不同克重銅版紙在不同時間下的含水量

圖2 不同克重膠版紙在不同時間下的含水量

(六)實(shí)驗(yàn)結(jié)論。從圖1可以看出，當(dāng)時間從30s增大到90s時，銅版紙紙張含水量從10%增大到60%。從圖2可以看出，當(dāng)時間從30s增大到60s時，80 g/m2膠版紙含水量從10%增大到80%，100g/m2膠版紙含水量從10%增大到30%。因此紙張吸水時間越長，紙張的含水量也就越大。也可以看出在相同時間內(nèi)，不同的紙張吸水性不同，含水量也不同，由圖80g/m2膠版紙吸水性比銅版紙好。在相同時間內(nèi)，不同定量的相同紙張吸水性也不同。

三、對紙張含水量變化的影響因素

大部分紙張是采用植物纖維為主要原料制成的薄層結(jié)構(gòu)材料，其材料具有吸收液體和透氣的性能，組成的紙張結(jié)構(gòu)疏松多孔，靠大小不同的毛細(xì)管從周圍潮濕的空氣吸收水分，向周圍干燥的空氣散發(fā)水分的特性。植物纖維是紙張最基本的組成。目前造紙工業(yè)用植物纖維原料主要分為木材纖維原料和非木材纖維原料兩大類。造紙植物纖維原料的化學(xué)組分一般分為碳水化合物、苯酚類物質(zhì)、萜烯類以及其他少量組分。碳水化合物中的主要組分包括纖維素和不溶于水的非纖維素;苯酚類物質(zhì)中的主要組分為木素。在纖維原料的化學(xué)組分中，纖維素、半纖維素和木素為主要組分，也是成品紙纖維的主要成分，其性質(zhì)對紙張性質(zhì)有很大的影響。紙張具有高度的吸水性和脫水性能，且紙中的半纖維素是比纖維素更強(qiáng)的親水物質(zhì)。

四、紙張含水量對印刷的影響

一般來講，各種紙張基本上都具有吸收水分時伸長，降低水分時收縮的情況。變化的速率和程度因紙中纖維原料種類的不同而不同。紙張在空氣中不同時間的吸濕與脫濕，造成紙張局部伸縮發(fā)生形變，產(chǎn)生波浪形彎曲和緊邊，多色印刷中很容易發(fā)生套印不準(zhǔn)。紙張中含水量的多少對印刷有很大影響。水分太低的紙張會發(fā)脆，會在印刷過程中產(chǎn)生靜電;如果紙張含水量太高，會使印刷油墨難以干燥。

五、紙張含水量的控制

紙張在印刷前要進(jìn)行調(diào)濕處理，使紙張含水量均衡，并和印刷車間的溫、濕度相適應(yīng)，提高紙張尺寸的穩(wěn)定性，讓其滯后效應(yīng)充分顯示出來，從而提高套印精度。調(diào)濕時間越長，紙的伸縮性越小，其穩(wěn)定性也越高。一般在印前至少24小時就要將紙張送入印刷車間進(jìn)行調(diào)濕處理，使紙張所含的水分與印刷車間的溫濕度相適應(yīng)。同時還要注意控制印刷車間的溫、濕度，盡量使其具備恒溫恒濕的理想條件。紙張外包裝不要過早去除，否則會使紙張兩側(cè)與內(nèi)部出現(xiàn)一定程度的濕度差，其吸水伸縮量會不同，從而使套印不準(zhǔn)。

六、結(jié)語

總之，印刷車間濕度較高時，紙張含水量的多少，與紙張放置時間的長短度相關(guān)，放置時間越長，紙張含水量越接近車間濕度，放置時間短，就會接近紙張的初始狀態(tài)。紙張的含水量是印刷過程中不可忽視的一個重要因素，只要我們用心去分析，結(jié)合實(shí)際生產(chǎn)，就一定能了解它，掌握它，避免其對印刷帶來的負(fù)面影響，從而提高印品質(zhì)量。

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