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紙張尺寸穩定性對印刷質量影響

時間:2015-05-29 08:52??來源:IMT儀器??作者:IMT小李??點擊:

  紙張的尺寸穩定性是紙張的一項重要指標,它對印刷質量的穩定有著重要影響。

  紙張的尺寸穩定性也稱形穩性,是指紙張水分變化時紙張的尺寸(形狀)發生變化的情況,以紙張水分變化前后的尺寸變化量對紙張原來尺寸的百分率表示。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。變化的速率和程度隨著紙中纖維原料種類的不同而不同,變化的速率和程度越大的紙張形穩性差;反之,則形穩性好。

  紙張變形的原因及其對印刷質量的影響

  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。

  紙張變形的處理方法

  為了改善紙張的尺寸穩定性,通常要對紙張進行處理,處理的方法有:

  1.涂布。紙張經過涂布可以一定程度上改善紙張的變形情況。但是,紙張經過單面涂布并干燥后,由于纖維和水分子結合的平衡系統遭到破壞,會造成紙張內部水分子分布不均勻,內應力不一致,引起各部分收縮膨脹率不一而產生變形。如果不加以調態整飾,就會影響紙張的運行適性。

  調態是一種工藝過程,它能把紙在加工過程中已產生并存在于紙中的不希望有的應力消除掉,使紙張獲得整體上均勻分布的合適的水分,保證紙張暴露在正常的室內溫度和濕度下保持平整和穩定的尺寸。所以在紙張的涂布加工和處理過程中,增濕調態是經常應用的重要工序。傳統的工藝方法大致有兩類:比較舊的方法是將紙頁掛在一定濕度的環境中或在一個大的密封空間內,充入大量的蒸汽使之形成一個高溫而穩定的濕度空間,在這種狀態下,根據纖維吸水平衡原理,紙頁慢慢地吸收水分直到紙幅絕對濕含量與周圍空氣濕含量一致的平衡狀態,利用這種工藝方法,紙頁的增濕調態效果比較好,但占用空間較大、時間長,而且不適用于卷筒紙,所以這個方法已逐步被淘汰;第二種較常用的方法是用液態水來增濕,在一個小型的密封裝置內,噴射出分散的或改變形態的小液滴而形成一個霧化空間,利用靜電荷的吸附原理使小液滴與紙面接觸而達到增濕目的,但是這種方法只能使紙頁表面增濕,霧化的小液滴不會滲入紙頁內部纖維,而且很容易造成紙頁表面水分過大而產生膨脹或污點等紙病,從而降低紙的質量。

  根據多年生產的經驗和實踐證明,紙張經增濕調態后,可消除紙頁的變形問題,對紙頁的平整性、尺寸的穩定性,后工序的壓光整飾、印刷、分切、包裝都具有十分重要的意義。當紙在“自由狀態”時,如果沿幅寬和沿縱向兩者的水分能均勻地調整到所要求的值,那么就可能生產出“不變形”的較平整的紙,靜電干擾的危險性可以減少,而且改善了紙在印刷機上的運行性能,提高紙頁印刷適應性。

  2.起皺。紙張變形會影響紙的其它性能和印刷質量,但為了改善紙的一些性能,我們可以人為地在紙張上做出一些褶皺,這就是起皺技術。紙張起皺可以大大改善紙張的變形性質,提高紙的伸長率和動態強度,獲得柔軟性、透氣性和彈性,改進紙的吸收特性、透氣性以及其他特殊性質。

  紙張起皺的方法有“印紋壓輥”方法,此外,普及且應用廣泛的是使用刮刀在烘缸上起皺,并將紙從缸面上剝離的刮刀法。根據與刮刀接觸紙幅的水分可劃分三種:濕法起皺,紙幅水分40?60%狀態下起皺;半干法起皺,紙幅水分20?40%狀態下起皺;干法起皺,紙幅水分5?8%狀態下起皺。不管是干法起皺還是濕法起皺,基本原理都相似。濕法起皺與半干法起皺容易掌握,起皺后的皺紋也較均勻,但紙張干燥后紙質發挺,板而硬,僅適于生產低檔衛生紙使用。

  3.調濕。調濕(吊晾)處理,紙的水分含量是以紙中含水的重量與紙的重量的百分比來表示。當紙張的含水量變化0.1%時就會影響套印,所以控制紙張的含水量是保證套印準確的前提。一般情況來說,印刷用紙的含水量應控制在7%±1%,且紙中心與紙的周邊含水量誤差不大于1%為宜。通常印刷公司晾紙的方法是提前24小時把紙張運輸到印刷車間或置于與印刷車間溫、濕度相近的車間待用。很多公司由于場地的限制,需要印刷的紙張只是在印刷前幾個小時才能周轉進印刷車間,這對于紙張尺寸的穩定性是很不利的。好的做法是在比印刷車間相對濕度高6%?8%的晾紙間進行加濕處理或者先放在較濕的地方加濕,然后再到印刷車間進行水分的平衡,使紙張的含水量均勻穩定。

  4.主動加濕。針對膠印采用水墨分離的原理,印刷時紙張由于吸濕而產生變形,根據紙張水分變化的滯后效應,可以在正式印刷前將紙張印一遍水,主動加大紙張的含水量(俗稱“跑水”),讓紙張有一個預吸濕的過程,這樣在正式印刷時紙張變形量就會小很多。在膠印尤其是UV印刷后,由于受到干燥溫度的影響,紙張處于脫濕過程,尺寸通常變小。在覆膜或脫機上光后由于受到高強度熱量的影響,紙張的尺寸變形較大。盡管放置了十幾個小時或更長時間,但是對于紙張水分的影響不是很明顯,而且紙張尺寸嚴重變形很難恢復。在這種情況下可以通過主動加濕的方法調節紙張的含水量從而使紙張的尺寸回彈一些。

  以上幾種方法都是通過調節紙張的狀態來改善紙張的穩定性,除此之外,還應該從印前著手,對印刷設置做適當處理,補償紙張的變形量,以保證印刷質量。

  1.印刷紙張幅面的選擇。在排版時必須考慮到紙張的變形情況,不同紙張的變形量是不同的。有些紙張的質地比較疏松,很易受到水分變化的影響。對于這些紙張,排版的幅面就不宜太大。很多印刷公司的膠印設備是對開幅面,所以希望紙張能以對開幅面生產,從而提高生產效率。但是有些產品對于下一道加工工序要求較多而且對套印精度要求較高,如果以對開幅面上機印刷,紙張的相對變形量也比較大,造成后加工套印的極大困難。這樣就要求好使用全開的紙張進行印刷,但有時會造成紙張的浪費。因此,需要根據產品的具體要求制定具體細致的工藝方案。

  2.紙張的印刷方向。由于紙張纖維在長度方向上的變形要大于半徑方向,因此采用縱向與印刷滾筒軸向相平行的紙張進行印刷,對提高套印精度是有利的。我們有必要研究紙張吸濕性能和水分變化尺寸穩定性的影響規律,并按照這種規律制定印刷工藝和調濕規范,也有必要探討克服因紙張變形導致套印不準的辦法,從而減少印刷質量事故以提高印品質量水平。

  3.套印圖案位置的設置。有些印刷品尤其是包裝盒,需要燙金或凹凸套印,在拼版時需要注意盡量把燙金圖案排在靠近靠身的一側,這是由于靠身側的規矩要好于靠外側,尤其是一些尺寸較大的包裝盒,靠外側比靠身側的套準難度大。按照包裝結構設計的要求,包裝盒長邊的放置方向拼版時需要把紙張纖維方向和包裝盒的長邊垂直,這樣可以得到大限度的紙盒強度,但是這種排版方式往往不利于下一步工序的套準,因此,套印圖案的設計及位置設置要格外注意。


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