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含水量变化引起的纸张变形

发布于:2016-08-26 21:48来源:上海记事本定制 作者:圣马广告 点击:
纸张是由天然植物纤维交织成的薄层材料。植物纤维包括纤维素、半纤维素、木质素等成分。纤维素是由许多葡萄糖分子聚集而成的,每个葡萄糖基都含有多个羟基(半纤维素的分子结构近于纤维素,同样含有许多个羟基),因此,纸张具有很强的亲水能力。而且,由纤维交织而成的纸张,有无数粗细不同的毛细孔,对水有毛细吸附作用,所以,纸张是吸水性很强的材料。

水在纸张中的存在形式有三种,即化学键结合、吸附和结构渗透。化学键结合是指纤维素分子键之间可以形成水桥;吸附是指水的单分子层覆盖在纤维表面;结构渗透是指水在纸张毛细管中的渗透。

由于纸张的特殊结构,纸张不仅在同纸张接触时能够吸收水分,而且具有从潮湿的空气中吸水(吸湿)的能力和向干燥的空气中排水(脱湿)的能力。纸张在吸水后发生膨胀,纸张各方面的直线尺寸和面积都会增加,机械强度有所降低。纸张在脱水后发生收缩,纸张各方面的直线尺寸和面积都会缩小,变得僵硬发脆。这些变化都是由纸张含水量的变化引起塑性变形所造成的。因此,要控制纸张变形,必须控制纸张的含水量,并且使纸张的含水量均匀,才能保证套印的精度。

纸张通常总含有一定的水分,纸张中所含水的重量与该纸张的重量之比叫做纸张的含水。由于纸张吸、排水是缓慢进行的,当存放的纸张其吸湿速率与脱湿速率相等,并保持动态平衡时,该纸张所含有的水分便叫纸张在该条件下的平衡含水量。

1.影响纸张平衡含水量的因素

⑴纸张的品种。在同一温湿度条件下,不同品种的纸张具有不同的平衡含水量,由于环境条件的变化引起的含水量变化和产生的变形量也不同。越是富有亲水性和吸收性的纸,其平衡含水量就越高。如在20°C、65%相对湿度的空气中,某种凸版纸的含水量为8.1%,新闻纸的含水量为9.05%。

⑵环境温度。同一纸张在一定的湿度下,纸张的平衡含水量与温度成反比,如图5-13所示。大多数纸张,在一定相对湿度下,温度每变化士5°C,纸张的含水量约变化土0.15%。在多色印刷中,纸张的含水量变化若超过士0.1%,

就会影响套印精度。因此,印刷车间的温度要严格控制,一般变化不得超过士3°C。

⑶    环境湿度。纸张含水量随着相对湿度的升高而增加,并且在高湿度的条件下纸张含水量随相对湿度的变化加剧。相对湿度低于80%时,每变化10%,平衡含水量约变化1%,若相对湿度大于80%,则变化更敏感。也就是说,纸张在高湿度的条件下,微小的湿度变化将能引起纸张很大的变形,故记事本定制印刷宜在中湿度条件下进行,并严格控制车间的湿度变化。

⑷纸张的滞后效应


在一定的温度20°C)下,纸张的含水量与相对湿度的关系,图中曲线4表示吸湿过程,曲线S表示解湿过程。曲线与曲线A并不重合,而是构成一个封闭的回路。这就表明,如果有两张同样的纸张,在同样的相对湿度下(如60RH)达到平衡,但纸张甲原来的含水量较高,是经解湿过程达到平衡的;而纸张乙原来的含水量较低,是经吸湿过程达到平衡的,那么,平衡后甲纸张的含水量总要比乙纸张的含水量高。这种现象就叫做纸张含水量的滞后效应。

由于纸张的含水量有滞后效应,所以,某一纸张经吸湿和解湿过程重又回到原来的湿度时,纸张的含水量便比原来的高;反之,经解湿和吸湿过程重又回到原来的湿度时,纸张的含水量便比原来的低。纸张经过多次吸、解湿的来回变化后,环境湿度对纸张含水量的变化将逐渐减弱,而印刷过程总是希望环境的湿度变化对纸张含水量的变化影响越小越好。

对纸张含水量滞后效应的一种解释是:在高湿度下,纸张纤维中大多数羟基都吸收水分,纸张脱湿后,一部分轻基因纤维收缩而重新排列,而相邻分子链上的羟基相互吸引着,若再使纸张吸湿,首先能吸水的是表面游离的羟基,虽然水分子之间的作用力能使一些轻基活化,但这种羟基的活化程度远不如原来的羟基。所以再度调湿后的纸张,羟基吸水能力下降,对水分的敏感程度减弱,纸张含水量的变化也趋于减小。


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