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纸张尺寸稳定性对印刷质量影响

时间:2015-05-29 08:52  来源:IMT仪器  作者:IMT小李  点击:

  纸张的尺寸稳定性是纸张的一项重要指标,它对印刷质量的稳定有着重要影响。

  纸张的尺寸稳定性也称形稳性,是指纸张水分变化时纸张的尺寸(形状)发生变化的情况,以纸张水分变化前后的尺寸变化量对纸张原来尺寸的百分率表示。一般来讲,各种纸张基本上都具有吸收水分时伸长,降低水分时收缩的情况。变化的速率和程度随着纸中纤维原料种类的不同而不同,变化的速率和程度越大的纸张形稳性差;反之,则形稳性好。

  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。

  纸张变形的处理方法

  为了改善纸张的尺寸稳定性,通常要对纸张进行处理,处理的方法有:

  1.涂布。纸张经过涂布可以一定程度上改善纸张的变形情况。但是,纸张经过单面涂布并干燥后,由于纤维和水分子结合的平衡系统遭到破坏,会造成纸张内部水分子分布不均匀,内应力不一致,引起各部分收缩膨胀率不一而产生变形。如果不加以调态整饰,就会影响纸张的运行适性。

  调态是一种工艺过程,它能把纸在加工过程中已产生并存在于纸中的不希望有的应力消除掉,使纸张获得整体上均匀分布的合适的水分,保证纸张暴露在正常的室内温度和湿度下保持平整和稳定的尺寸。所以在纸张的涂布加工和处理过程中,增湿调态是经常应用的重要工序。传统的工艺方法大致有两类:比较旧的方法是将纸页挂在一定湿度的环境中或在一个大的密封空间内,充入大量的蒸汽使之形成一个高温而稳定的湿度空间,在这种状态下,根据纤维吸水平衡原理,纸页慢慢地吸收水分直到纸幅绝对湿含量与周围空气湿含量一致的平衡状态,利用这种工艺方法,纸页的增湿调态效果比较好,但占用空间较大、时间长,而且不适用于卷筒纸,所以这个方法已逐步被淘汰;第二种较常用的方法是用液态水来增湿,在一个小型的密封装置内,喷射出分散的或改变形态的小液滴而形成一个雾化空间,利用静电荷的吸附原理使小液滴与纸面接触而达到增湿目的,但是这种方法只能使纸页表面增湿,雾化的小液滴不会渗入纸页内部纤维,而且很容易造成纸页表面水分过大而产生膨胀或污点等纸病,从而降低纸的质量。

  根据多年生产的经验和实践证明,纸张经增湿调态后,可消除纸页的变形问题,对纸页的平整性、尺寸的稳定性,后工序的压光整饰、印刷、分切、包装都具有十分重要的意义。当纸在“自由状态”时,如果沿幅宽和沿纵向两者的水分能均匀地调整到所要求的值,那么就可能生产出“不变形”的较平整的纸,静电干扰的危险性可以减少,而且改善了纸在印刷机上的运行性能,提高纸页印刷适应性

  2.起皱。纸张变形会影响纸的其它性能和印刷质量,但为了改善纸的一些性能,我们可以人为地在纸张上做出一些褶皱,这就是起皱技术。纸张起皱可以大大改善纸张的变形性质,提高纸的伸长率和动态强度,获得柔软性、透气性和弹性,改进纸的吸收特性、透气性以及其他特殊性质。

  纸张起皱的方法有“印纹压辊”方法,此外,最普及且应用广泛的是使用刮刀在烘缸上起皱,并将纸从缸面上剥离的刮刀法。根据与刮刀接触纸幅的水分可划分三种:湿法起皱,纸幅水分40?60%状态下起皱;半干法起皱,纸幅水分20?40%状态下起皱;干法起皱,纸幅水分5?8%状态下起皱。不管是干法起皱还是湿法起皱,基本原理都相似。湿法起皱与半干法起皱容易掌握,起皱后的皱纹也较均匀,但纸张干燥后纸质发挺,板而硬,仅适于生产低档卫生纸使用。

  3.调湿。调湿(吊晾)处理,纸的水分含量是以纸中含水的重量与纸的重量的百分比来表示。当纸张的含水量变化0.1%时就会影响套印,所以控制纸张的含水量是保证套印准确的前提。一般情况来说,印刷用纸的含水量应控制在7%±1%,且纸中心与纸的周边含水量误差不大于1%为宜。通常印刷公司晾纸的方法是提前24小时把纸张运输到印刷车间或置于与印刷车间温、湿度相近的车间待用。很多公司由于场地的限制,需要印刷的纸张只是在印刷前几个小时才能周转进印刷车间,这对于纸张尺寸的稳定性是很不利的。最好的做法是在比印刷车间相对湿度高6%?8%的晾纸间进行加湿处理或者先放在较湿的地方加湿,然后再到印刷车间进行水分的平衡,使纸张的含水量均匀稳定。

  4.主动加湿。针对胶印采用水墨分离的原理,印刷时纸张由于吸湿而产生变形,根据纸张水分变化的滞后效应,可以在正式印刷前将纸张印一遍水,主动加大纸张的含水量(俗称“跑水”),让纸张有一个预吸湿的过程,这样在正式印刷时纸张变形量就会小很多。在胶印尤其是UV印刷后,由于受到干燥温度的影响,纸张处于脱湿过程,尺寸通常变小。在覆膜或脱机上光后由于受到高强度热量的影响,纸张的尺寸变形较大。尽管放置了十几个小时或更长时间,但是对于纸张水分的影响不是很明显,而且纸张尺寸严重变形很难恢复。在这种情况下可以通过主动加湿的方法调节纸张的含水量从而使纸张的尺寸回弹一些。

  以上几种方法都是通过调节纸张的状态来改善纸张的稳定性,除此之外,还应该从印前着手,对印刷设置做适当处理,补偿纸张的变形量,以保证印刷质量。

  1.印刷纸张幅面的选择。在排版时必须考虑到纸张的变形情况,不同纸张的变形量是不同的。有些纸张的质地比较疏松,很易受到水分变化的影响。对于这些纸张,排版的幅面就不宜太大。很多印刷公司的胶印设备是对开幅面,所以希望纸张能以对开幅面生产,从而提高生产效率。但是有些产品对于下一道加工工序要求较多而且对套印精度要求较高,如果以对开幅面上机印刷,纸张的相对变形量也比较大,造成后加工套印的极大困难。这样就要求最好使用全开的纸张进行印刷,但有时会造成纸张的浪费。因此,需要根据产品的具体要求制定具体细致的工艺方案。

  2.纸张的印刷方向。由于纸张纤维在长度方向上的变形要大于半径方向,因此采用纵向与印刷滚筒轴向相平行的纸张进行印刷,对提高套印精度是有利的。我们有必要研究纸张吸湿性能和水分变化尺寸稳定性的影响规律,并按照这种规律制定印刷工艺和调湿规范,也有必要探讨克服因纸张变形导致套印不准的办法,从而减少印刷质量事故以提高印品质量水平。

  3.套印图案位置的设置。有些印刷品尤其是包装盒,需要烫金或凹凸套印,在拼版时需要注意尽量把烫金图案排在靠近靠身的一侧,这是由于靠身侧的规矩要好于靠外侧,尤其是一些尺寸较大的包装盒,靠外侧比靠身侧的套准难度大。按照包装结构设计的要求,包装盒长边的放置方向拼版时需要把纸张纤维方向和包装盒的长边垂直,这样可以得到最大限度的纸盒强度,但是这种排版方式往往不利于下一步工序的套准,因此,套印图案的设计及位置设置要格外注意。