紙張吸性與酸堿性

一、纖維與紙張的水分

紙的水分含量：是以紙中含水的質(zhì)量與紙的質(zhì)量的百分比來(lái)表示的，一般印刷紙的水分大約在4%~8%左右。

紙張所含水分的形式：

1）吸附水分（紙張粗糙表面吸附的水）

2）毛細(xì)管水分（靠紙頁(yè)毛細(xì)管作用附著的水分）

3）潤(rùn)脹水（存在于纖維細(xì)胞壁中）第一節(jié)紙張的吸濕性第2頁(yè)/共38頁(yè)紙中水分含量的多少對(duì)印刷的影響水分太低的紙張發(fā)脆，而且會(huì)在印刷機(jī)上產(chǎn)生過(guò)多的靜電，如果水分含量過(guò)高，將會(huì)使油墨難于干燥。紙中水分的增減變化對(duì)紙的各種性質(zhì)影響更大，隨著水分的變化，紙的定量、抗張強(qiáng)度、柔韌性、表面強(qiáng)度等都將發(fā)生變化，紙的尺寸將發(fā)生伸縮。第3頁(yè)/共38頁(yè)為什么水分會(huì)對(duì)紙張的性能影響這么大呢？

可從紙漿結(jié)合成紙張的過(guò)程中，纖維與水的關(guān)系進(jìn)行分析。

紙張?jiān)谒淖罴研阅芟掠幸粋€(gè)恰當(dāng)?shù)乃趾?。?頁(yè)/共38頁(yè)二、水分的平衡

1、濕度概念所謂濕度就是表示空氣中含有的水分或水蒸氣，或者說(shuō)潮濕與干燥的程度。濕度有幾種表示方法：

1）絕對(duì)濕度：1m3空氣中實(shí)際上含有的水蒸氣的質(zhì)量

2）飽和濕度：空氣中能夠含有最大限度水蒸氣的數(shù)量

3）相對(duì)濕度（relativehumidity），RH：指1m3空氣中實(shí)際所含有水蒸氣的質(zhì)量與相同溫度下飽和狀態(tài)時(shí)所含水蒸汽質(zhì)量的百分比。第5頁(yè)/共38頁(yè)

2、平衡水分環(huán)境濕度變化時(shí)，紙張便會(huì)從空氣中吸收水分或把水分傳到空氣中而失去水分，經(jīng)過(guò)一定時(shí)間，吸濕速率與失水速率相等，保持動(dòng)態(tài)平衡，水分達(dá)到飽和狀態(tài)，我們把在一定濕度狀態(tài)下，水分不再發(fā)生變化的狀態(tài)叫做水分平衡狀態(tài)，這時(shí)的含水量叫做平衡水分。第6頁(yè)/共38頁(yè)1）在同一相對(duì)濕度下，紙質(zhì)的不同有不同的平衡水分。在不同相對(duì)濕度下，各種品種的紙張都有其相應(yīng)的平衡水分。不同種類的紙張，對(duì)于相同的含水量變化，尺寸穩(wěn)定性會(huì)不一樣。

掌握這個(gè)平衡水分值，可制定各種紙張的含水量的管理目標(biāo)。也為防止紙張吸濕或脫濕發(fā)生伸縮變形提供參考。紙種不同相對(duì)濕度下的平衡水分%40%55%65%75%新聞紙7．88．69．0510．4膠版印刷紙6．16．87．58．3涂布紙5．55．86．5第7頁(yè)/共38頁(yè)2）在同一相對(duì)濕度下，環(huán)境溫度變化會(huì)引起平衡水分發(fā)生變化。在一定RH下，溫度每變化±5℃，紙含水量變化為0.15%，車間的溫度必須控制,一般溫度變化不要超過(guò)3℃。被帶入印刷車間的紙堆溫度必須考慮到。假如較低溫度的紙張被轉(zhuǎn)移到溫度更高一些的印刷車間，那么紙堆周圍的空氣就會(huì)冷卻，局部相對(duì)濕度就會(huì)上升，紙堆將吸收水分，產(chǎn)生潤(rùn)脹，如果該溫度低于露點(diǎn)（降低溫度能使具有一定質(zhì)量和體積的未飽和水汽變?yōu)轱柡退?，而這個(gè)溫度稱為露點(diǎn)），濕氣將會(huì)凝聚在紙堆的外表面。第8頁(yè)/共38頁(yè)三、紙張的吸濕性1、概念：紙張的吸濕、脫濕與滯后現(xiàn)象吸濕：當(dāng)把一濕含量小于其平衡水分的紙頁(yè)放在空氣中時(shí)它會(huì)吸濕，至與空氣達(dá)到平衡。脫濕：當(dāng)把一濕含量大于其平衡水分的紙頁(yè)放在空氣中時(shí)，它會(huì)脫濕，至與空氣達(dá)到平衡。第9頁(yè)/共38頁(yè)滯后現(xiàn)象：是指在同一相對(duì)濕度下，吸附時(shí)的吸著水量低于解吸時(shí)的吸著水量的現(xiàn)象。表現(xiàn)為在某一濕度條件下達(dá)到平衡水分的紙張，如果再經(jīng)吸濕（脫濕）后，重新回到原有相對(duì)濕度環(huán)境時(shí)，其含水量比原來(lái)的要有所增加（減少）。

例：兩張相同的紙張A和B，在相同的空氣濕度下達(dá)到平衡，但A紙是由高含水量放在空氣中，B紙是由低含水量放在空氣中，當(dāng)達(dá)到平衡時(shí)，比較A紙與B紙的含水量？第10頁(yè)/共38頁(yè)滯后現(xiàn)象的原因：氫鍵不可逆

吸濕：無(wú)定形區(qū)氫鍵不斷打開，游離出羥基吸著水。仍保持著纖維素分子間的部分氫鍵。解吸：潤(rùn)濕了的纖維脫水收縮，部分羥基重新形成氫鍵，但受到纖維凝膠結(jié)構(gòu)的內(nèi)部阻力的抵抗，使已被吸著的水分不易蒸發(fā)（即纖維素與水分子之間的氫鍵不能全部可逆地打開），形成的氫鍵相對(duì)較少。而吸著中心相對(duì)較多，吸著水的量相應(yīng)也較多，產(chǎn)生滯后現(xiàn)象。圖紙的吸濕與脫濕曲線第11頁(yè)/共38頁(yè)2、紙張變形的特性、規(guī)律（伸縮性或形穩(wěn)性）

由單根纖維的伸縮產(chǎn)生1）方向性紙張沿縱向的伸縮率小，沿橫向的伸縮率大。

（正因?yàn)槿绱嗽谶M(jìn)行彩色膠印時(shí)，套色不準(zhǔn)的毛病往往出在伸縮率大的橫向上。）2）兩面性當(dāng)紙張厚度上（z向）的組成成分不太均勻時(shí)，紙張的一面可能收縮的比另一面大，紙張將卷曲，朝向收縮更大的那面。卷曲現(xiàn)象通常是紙張與液態(tài)水接觸引起，而不是相對(duì)濕度的變化造成的。

紙張會(huì)以縱向?yàn)檩S心發(fā)生卷曲，造成輸紙不勻、套印不準(zhǔn)。第12頁(yè)/共38頁(yè)

一張787×1092的全張縱向紙，從RH50%變化到65%，若紙張?jiān)跈M絲方向伸長(zhǎng)率為0.15%，縱絲方向的伸長(zhǎng)率為0.05%，請(qǐng)問短邊伸長(zhǎng)與長(zhǎng)邊伸長(zhǎng)之比X為多少?若該紙為橫向紙呢？以紙張的伸縮性小為好紙張的縱向印刷為宜第13頁(yè)/共38頁(yè)四、紙張的吸濕性對(duì)印刷的影響1、紙張吸濕性對(duì)紙張強(qiáng)度的影響

紙張變濕會(huì)使纖維之間交織形成的氫鍵作用力變?nèi)?。主要通過(guò)纖維間結(jié)合形成的強(qiáng)度如抗張強(qiáng)度、表面強(qiáng)度、耐破度等隨紙張水分的增加而下降；與纖維間的結(jié)合與松軟性有關(guān)的強(qiáng)度如耐折度、撕裂度等隨水分的增加而增加，但水分過(guò)高強(qiáng)度重新下降。第14頁(yè)/共38頁(yè)2、紙張的吸濕性與靜電

1）靜電的產(chǎn)生：在環(huán)境比較干燥時(shí)，紙張由于水分少而絕緣性提高，所以摩擦產(chǎn)生電荷的紙張很難得到中和。靜電問題與環(huán)境的相對(duì)濕度與紙張的濕含量有關(guān)（水分低于3.5%，相對(duì)濕度＜40%)。第15頁(yè)/共38頁(yè)2）靜電危害：吸附粉塵、紙毛，影響輸紙，加劇飛墨。卷筒紙，在連續(xù)進(jìn)紙時(shí)紙張靜電影響小，經(jīng)過(guò)印刷吸收水分，使紙張的導(dǎo)電性能提高，靜電大大減少。一般不會(huì)影響下面的工序。單張紙印刷機(jī)在輸紙裝置分離紙張時(shí)會(huì)因紙張之間靜電的吸引作用而難以分離，很容易造成雙張多張起褶等紙張故障。在收紙時(shí)，會(huì)因?yàn)榧垙垘ъo電造成紙張收不齊，為下面的印刷和裁切帶來(lái)麻煩。3）靜電消除方法：一是增加車間的濕度，在地面灑些水，在車間吊晾紙張。二是采用空氣離子化方法。第16頁(yè)/共38頁(yè)3、紙張的吸濕變形引起印刷故障1）由潤(rùn)版液引起紙張伸長(zhǎng)而發(fā)生套印不準(zhǔn)在橡皮布轉(zhuǎn)印圖文的過(guò)程中，橡皮布的水分將被紙張吸收，版面水量越大，紙張產(chǎn)生的變形越大，由此造成的套印不準(zhǔn)越嚴(yán)重。因此潤(rùn)版液的用量必須控制在最小量。第17頁(yè)/共38頁(yè)2）由于紙邊波浪形彎曲和緊邊所造成的套印不準(zhǔn)。荷葉邊：這是由于吸濕，濕氣從紙堆邊緣擴(kuò)散至中心部位是相對(duì)較慢的，使紙張邊緣發(fā)生了潤(rùn)脹，而沒有進(jìn)一步擴(kuò)展到內(nèi)部，紙邊的潤(rùn)脹產(chǎn)生了垂直于紙張的應(yīng)力，紙邊產(chǎn)生了波浪形變形（俗稱荷葉邊）。有荷葉邊的紙張很難通過(guò)單張紙印刷機(jī)上的叼紙系統(tǒng)進(jìn)行輸紙。緊邊：紙張所處環(huán)境的相對(duì)濕度高于其將要運(yùn)送進(jìn)入的印刷車間的相對(duì)濕度。紙堆邊緣水分的脫除會(huì)引起紙邊收縮，發(fā)生緊邊現(xiàn)象。一般在紙張堆碼的情況下發(fā)生。第18頁(yè)/共38頁(yè)如果將這兩種發(fā)生波浪形彎曲或緊邊嚴(yán)重的紙張，其邊緣或中間部分的波紋和緊邊被滾筒碾壓后，不但會(huì)在紙張尾部較大的范圍發(fā)生套印不準(zhǔn)，甚至可能產(chǎn)生褶皺。第19頁(yè)/共38頁(yè)

3）印刷褶皺印刷品上出現(xiàn)褶皺是十分難看的，使印刷品失去美觀，成為廢品。褶皺的外觀：荷葉邊的紙張?jiān)谳^強(qiáng)的印刷壓力下左右兩邊向中間部位擠壓產(chǎn)生皺褶，一般發(fā)生在紙張尾部的兩邊，呈傾斜狀，由邊上向內(nèi)部逐漸減小以至消失。緊邊的紙，皺褶一般發(fā)生在紙張的中部，緊邊程度越嚴(yán)重，起始位置與叨口離的越近第20頁(yè)/共38頁(yè)五、紙張的調(diào)濕處理及對(duì)變形故障的預(yù)防和補(bǔ)救方法

問題：如何使紙張?jiān)谟∷r(shí)的吸濕變形降低到最小程度？對(duì)紙張不可避免的伸縮變形哪些措施可以減少和避免套印不準(zhǔn)？

第21頁(yè)/共38頁(yè)1、合理保管和儲(chǔ)存紙張是十分重要的，

合理保管和儲(chǔ)存紙張是十分重要的，必須對(duì)存放紙張的倉(cāng)庫(kù)溫濕度進(jìn)行控制（溫度15~25℃，相對(duì)濕度40%~60%），紙張使用要根據(jù)“先進(jìn)先出”的原則。1）把紙張所處的環(huán)境溫度設(shè)定為印刷車間的溫度，在該環(huán)境中至少保存24小時(shí)。

如果條件限制，不可能提高白紙準(zhǔn)備車間的溫度，那么可以先測(cè)量紙堆的溫度，并計(jì)算溫差，在未達(dá)到露點(diǎn)溫度時(shí)，將白紙運(yùn)到印刷車間。例如不要一清早運(yùn)紙，而在中午兩個(gè)車間溫差較小的時(shí)候運(yùn)紙.2）印刷車間和紙庫(kù)的空氣條件統(tǒng)一調(diào)節(jié)和控制。第22頁(yè)/共38頁(yè)3）紙張的調(diào)濕處理（conditioning）

紙張的調(diào)濕所謂紙張的調(diào)濕就是在印刷前將紙張吊晾在晾紙間（也可以是車間）或調(diào)濕室，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間，使紙張達(dá)到或接近其溫、濕度條件下的平衡水分量。調(diào)濕的作用除了使紙張的含水量達(dá)到與晾紙間溫濕度條件下的平衡水分量以外，還能使紙張的含水量在整個(gè)紙幅上保持均勻一致，從而消除因局部吸濕或脫濕而造成的卷曲、緊邊和荷葉邊，第23頁(yè)/共38頁(yè)

并且能使紙張與印刷車間的溫濕度相適應(yīng)，同時(shí)使紙張對(duì)環(huán)境溫濕度變化的敏感程度降低，也使紙張因潤(rùn)版液而發(fā)生的伸長(zhǎng)程度降低，以適于印刷。方法自然調(diào)濕：在印刷車間進(jìn)行調(diào)濕處理（兩天左右）強(qiáng)制調(diào)濕：用比室內(nèi)高的溫濕度，在幾小時(shí)調(diào)濕完畢。第24頁(yè)/共38頁(yè)

對(duì)經(jīng)過(guò)不同調(diào)濕處理的紙張?jiān)诙嗌z印中含水量的變化分析可見C、D兩種情況含水量基本不變，因而使紙張尺寸穩(wěn)定，這是因?yàn)榧垙堅(jiān)诟叱鲕囬g相對(duì)濕度下晾紙，使其含水量較高，在印刷時(shí)將向車間散失一部分水分，又在膠印過(guò)程中吸收一部分潤(rùn)版液，由于兩者量都不大，得失相抵，使紙張含水量的變化基本處于滯后效應(yīng)的范圍之內(nèi)，所以不發(fā)生套印不準(zhǔn)的故障。按習(xí)慣B是不夠理想的。第25頁(yè)/共38頁(yè)2、給印刷車間提供一個(gè)穩(wěn)定的紙張濕度適性。實(shí)踐證明：印刷作業(yè)適于在中濕度條件（含水量變化平穩(wěn)）下進(jìn)行盡量給印刷車間提供一個(gè)穩(wěn)定的溫濕度條件

季

節(jié)夏

季冬

季春秋兩季溫

度（℃）26～3016～2021～25相對(duì)濕度（%）60～6545～5053～58第26頁(yè)/共38頁(yè)對(duì)于一臺(tái)沒有配備監(jiān)測(cè)空氣條件的印刷機(jī)來(lái)說(shuō)，最有效的預(yù)測(cè)程序就是要了解印刷車間的相對(duì)濕度、紙堆的溫度和用紙張平衡水分測(cè)試儀測(cè)定的紙張尺寸的可能變化程度。這樣一套控制系統(tǒng)可以減少因運(yùn)行性能差、套印問題和未曾印刷的單張紙浪費(fèi)等問題而造成的停工期。如果為了減少昂貴的儲(chǔ)存成本而采用及時(shí)傳送系統(tǒng)，那么保證紙張含水量與其要到達(dá)的印刷環(huán)境的濕度相平衡就很重要。第27頁(yè)/共38頁(yè)3、紙張縱向與橫向的選擇單張紙膠印選擇“長(zhǎng)絲縷紙張”，因含水量引起的纖維尺寸的變化導(dǎo)致紙張規(guī)格的最大變化發(fā)生在滾筒的周向而不是軸向。在連續(xù)印刷時(shí)可能出現(xiàn)套印不準(zhǔn)，要做一些補(bǔ)償措施，如增加襯墊來(lái)加大橡皮布滾筒的周長(zhǎng)，因此增加了印刷方向圖文的長(zhǎng)度，這樣可以與印張?jiān)黾拥某叽缥呛掀饋?lái)。數(shù)字印刷技術(shù)對(duì)紙張性能提出了新的要求。靜電照相和噴墨印刷的紙張需要絲縷方向與紙張走紙方向平行，以便給予紙最大的剛性。色粉呈色系統(tǒng)的紙張要求：低導(dǎo)電性、阻熱性。紙張含水量的變化會(huì)導(dǎo)致阻隔性能產(chǎn)生變化。第28頁(yè)/共38頁(yè)4、紙張波浪形彎曲與緊邊的矯正紙張的這種變化對(duì)膠版紙可通過(guò)正常晾紙方法解決。第29頁(yè)/共38頁(yè)除吊晾紙張外矯正波浪形彎曲：可把紙張按原來(lái)的狀態(tài)整垛送入密封的小房子，備幾個(gè)電熱器提高室溫就行，這樣空氣的相對(duì)濕度大幅下降，被吸收的水分就可以較快釋放出來(lái)，彎曲得以消除。還有一簡(jiǎn)單方法就是在送紙臺(tái)上直接用紅外線照射紙垛的側(cè)面。對(duì)于發(fā)生緊邊的紙張，可以采用蒸汽噴霧的方法向紙垛周圍噴放適量水蒸氣。第30頁(yè)/共38頁(yè)第二節(jié)紙張的酸堿性一、酸堿性對(duì)印刷的影響1、紙張的酸堿性對(duì)印刷質(zhì)量的影響是非常顯著的。酸性紙張會(huì)引起印版的腐蝕和粘版，抑制油墨的干燥速度,堿性紙張,加快油墨干燥第31頁(yè)/共38頁(yè)

2、對(duì)于膠版印刷來(lái)說(shuō)，印刷紙張的酸堿性還會(huì)影響潤(rùn)版液的pH值。膠印工藝要求潤(rùn)版液的pH值的正常范圍是。若紙張的堿性過(guò)強(qiáng)：紙中的堿性物質(zhì)會(huì)不斷地溶解并傳遞到潤(rùn)版液中，直接影響潤(rùn)版液的酸堿度。影響油墨正常轉(zhuǎn)移，顏色不鮮艷，無(wú)光澤。這些堿性物質(zhì)還會(huì)減小印版水墨界面上的界面張力，促使油墨乳化，導(dǎo)致非圖文部分上臟，影響產(chǎn)品質(zhì)量。第32頁(yè)/共38頁(yè)3、對(duì)印刷油墨穩(wěn)定性的影響當(dāng)油墨印刷在一些偏酸或偏堿性的紙張時(shí)，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間油墨的顏色就會(huì)消退，使印刷品失去原有的光澤和色彩