相对湿度对纸张含水量的影响

摘 要：印刷生产中重要的生产要素纸张，是由亲水性材料组成，把该材料放在生产车间，就会与周围环境接触，发生纸张含水量的变化。通过实验，在一定条件下验证相对湿度与纸张含水量的变化，得出结论，继而分析纸张含水量变化引起印刷生产的问题。

关键词：相对湿度；平衡水分；含水量；套印不准

0 序言

纸张作为承印材料之一，在印刷中起着至关重要的作用，纸张放在印刷生产车间，就会跟车间周围的空气接触，纸张自身就会在空气中吸收或释放水分，以含水量的变化和环境湿度保持平衡，纸张含水量的变化造成纸张形变，从而影响到印刷适性。

1 纸张的组成

大部分纸张的主要组分是植物纤维和其它主要用作填料的亲水物质，如粘土、高岭长石膏粉等，它们的物理化学性质都决定了纸张具有吸水性，纸张不但会从润版液中吸水，在干燥箱中放水（脱水），而且能从潮湿的空气中吸取水分，或者向干燥的空气中散发水分。

2 相对湿度与纸张含水量的关系

2.1实验仪器和材料：

恒温恒湿培养箱，电子天平，105g/O、128 g/O、157 g/O铜版纸，80 g/O、100 g/O胶版纸，60g/O新闻纸。

2.2实验方法：

首先选定三种铜版纸，两种胶版纸和一种新闻纸作为被测试样，每种纸张按照纵横比分别且切成相同规格的样张，对每种纸张标号。调节恒温恒湿箱，温度保持不变，分别将六种样张置于相对湿度不同的恒温恒湿箱环境24小时，然后进行重量测量，计算其前后的含水量变化，处理数据后分析测试结果。

2.3实验步骤：

A、六种样张准备。

B、选取室温条件下的样张为参考值。首先使用电子天平对六种纸张的样张进行秤重，记录数据。

C、调节恒温恒湿箱，温度20℃恒定不变。分别将三种纸张的样张放置于相对湿度为55%，65%，75%，85%的环境下24小时后取出，并进行秤重，记录数据。为了避免因样张暴露空气中，会使其水分发生变化，取出后应马上进行秤重。

D、数据计算。

平衡水分=■ ×100%

式中―m为实验前试样重量；m1为实验后试样重量。

2.4实验数据：

表1 105g/O铜版纸在不同相对湿度下的平衡水分

表2 128g/O铜版纸在不同相对湿度下的平衡水分

表3 157g/O铜版纸在不同相对湿度下的平衡水分

表4 80g/O胶版纸在不同相对湿度下的平衡水分

表5 100g/O胶版纸在不同相对湿度下的平衡水分

表6 60g/O新闻纸在不同相对湿度下的平衡水分

2.5数据分析：

利用测量计算的数据，绘制相对湿度―平衡水分坐标图，如图1和图2所示：

图1 不同克重铜版纸在不同相对湿度下的平衡水分

图2 不同克重胶版纸在不同相对湿度下的平衡水分

2.6 实验结论：

从表1―6可以看出，相对湿度从50%增大到90%时，纸张含水量会随着相对湿度的增大而增大。从图1―2可以看出，在铜版纸中，157g/O的平衡水分最高，128 g/O其次，105 g/O最低。而胶版纸中却相反，100g/O低于80g/O。同一种纸张，随着相对湿度的增加，克重高的纸张比克重低的纸张含水量增加量要高。同一相对湿度下，由于纸质不同，也具有不同的含水量。越是富于亲水性的纸，在同一相对湿度下其含水量就越高；亲水性越差的纸，含水量就也就越低，由图可知，胶版纸的亲水性比铜版纸的好。

3 影响纸张含水量变化的主要因素

相对湿度对不同种类、同一种类不同克重的纸张含水量影响不一致，主要原因是纸张在抄造过程中其生产工艺不同，一般铜版纸是通过涂布和压光处理得到的，其表面致密度高，平滑度高，伸缩性小，强度较高，抗水性好；而胶版纸通过施胶处理，表面平滑度、致密度都稍差于铜版纸；新闻纸主要组成为磨木浆，它的纤维空腔多，吸水性强，因此配比过程中要加入10%～20%左右的化学浆，弥补纸胎强度及结构作用。所以相对来说，随着相对湿度的增加胶版纸比铜版纸亲水性稍强。此外，纸张含水量的变化也跟纸张纤维方向有关，纸张纤维在吸水膨胀时，纤维横向伸长率大于纵向，纸张含水量越高时，其伸长越大。

4 纸张含水量引起的印刷质量问题

一般印刷环境湿度的变化引起纸张含水量发生变化，纸张含水量的变化则会引起纸张伸缩变形，也就是说纸张的尺寸会随着环境中相对湿度的变化而变化，相对湿度越大，纸张吸湿变形越大，伸缩率也就越大，因为铜版纸的形稳性好过胶版纸，所以铜版纸的伸缩变形率小于胶版纸，在印刷过程中要严格控制影响印品质量因素的含水量的变化。

在胶印过程中，彩色印品要经过多次着色（套印），每套印一次，纸张就受到一次润湿伸长，则引起套印不准。在多次套印的情况下，若伸缩变形较大，会引起套印严重不准，使印品画面失真，严重影响印品的质量。印刷时版面水量越大，纸张产生的变形越大，由此造成的套印不准也就愈严重。因此，润版液的用量必须控制在最小量，这个最小量以非图像部分的印版不粘油墨为限。

纸张含水量控制不好会产生皱纸现象，由于纸张中纤维、填料都是亲水性很强的物质，其之间形成的毛细孔对水吸附作用，增强了纸张的亲水性，造成纸张出现荷叶边和紧边现象，在印刷时，使得输纸不畅，或者压印中产生皱折现象。

纸张在印刷前要进行调湿处理，使纸张含水量均衡，并和印刷车间的湿度相适应，提高纸张尺寸的稳定性，让其滞后效应充分显示出来，从而提高套印精度。调湿时间越长，纸的伸缩性越小，其稳定性也越高。尽量使印刷车间控制在55%～60%恒湿理想条件下。

4 结束语

总之，同一纸张在不同的湿度下，具有不同的含水量，而不同的纸张在同一湿度条件下的含水量也不尽相同，但是任何纸张的含水量都随着空气相对湿度的提高而增加，随湿度的降低而减少。印刷环境相对湿度发生变化，纸张含水量就发生变化，继而影响到印刷质量，所以在实际生产中，一是做到纸张印刷生产前通过调湿处理控制含水量适应印刷生产环境，二是严格控制印刷生产湿度环境，以达到控制印刷质量的效果。

参考文献

[1]于俊英. 浅谈影响纸张含水量的主要因素[J]. 印刷杂志，2001（4）

[2]刘江浩，高少红等.环境湿度对纸张含水量及纸张力学性能的影响.北京印刷学院学报，2013.8

[3]Alexandra PEKAROVICOVA. Water Penetration Dynamics And Flexo Printability of Linerborad[J].TAGA，2005

[4]孙中华，董荣业.纸张特性对印刷品质量的影响分析.上海造纸，2005.10

作者简介：仵红，毕业于西安理工大学印刷工程专业，现任教于四川南充职业技术学院印刷与包装技术系，职称助教，研究方向印刷技术方向。