Влажность бумаги и особенности равновесных изменений влажности

Содержание влаги в бумаге

Содержание влаги в бумаге оказывает большое влияние на печать. При слишком низкой влажности бумага становится хрупкой, и при печати легко накапливается статическое электричество; при слишком высокой — краска плохо высыхает. Изменения влажности также сильно влияют на свойства бумаги: масса квадратного метра, прочность на растяжение, гибкость и стойкость к многократному перегибу изменяются с влажностью, а размеры бумаги расширяются и сжимаются, вызывая закручивание, волнистые кромки, складки и волнистость. У каждой бумаги есть оптимальное содержание влаги, при котором её свойства наилучшие: для литой мелованной бумаги и литого мелованного белого картона оптимум составляет7 % ± 2 %; для белого картона — 4 %–7 %; для односторонне мелованного белого картона — 8 % ± 2 %. Это содержание влаги на момент поставки.

Равновесная влажность

При хранении в типографии бумага как гигроскопичный материал поглощает влагу из воздуха — скорость зависит от относительной влажности и температуры — и также отдаёт влагу в воздух, со скоростью, зависящей от содержания влаги в бумаге, температуры и влажности окружающей среды. Когда скорости сорбции и десорбции равны, бумага и воздух находятся в равновесии, и содержание влаги в бумаге остаётся постоянным; влага, удерживаемая в этот момент, называется равновесной влажностью.

Относительная влажность — это отношение содержания водяного пара в воздухе при данной температуре к максимальному количеству, которое воздух может удерживать при этой температуре (насыщению). Одна и та же бумага имеет разную равновесную влажность при разной относительной влажности.

Кроме того, изменения равновесной влажности имеют следующие особенности:

​① Влияние свойств бумаги

При одинаковой относительной влажности чем более гидрофильна бумага, тем выше её равновесная влажность, и наоборот. Бумага без наполнителя имеет более высокую равновесную влажность, а бумага с наполнителем, проклеенная и мелованная — более низкую. Для одного и того же сорта более толстые изделия имеют более высокую равновесную влажность, чем тонкие, поскольку содержат более высокую долю впитывающей основы.

② Влияние температуры

При одинаковой относительной влажности изменение температуры примерно на15 °C изменяет равновесную влажность бумаги примерно на 0,5 %. Однако приводочная печать требует, чтобы содержание влаги в бумаге поддерживалось в пределах ±0,1 %, иначе страдает точность приводки; поэтому цеха цветной печати должны контролировать температуру в пределах ±3 °C при одновременном контроле относительной влажности.

③ Влияние пути достижения равновесия — сорбция или десорбция влаги

При заданной относительной влажности содержание влаги при равновесии, достигаемом сорбцией с более низкого уровня влажности, ниже, чем достигаемое десорбцией с более высокого уровня, — это гистерезисный эффект влажности бумаги. Чтобы вернуть содержание влаги в бумаге к исходному значению,，необходимо применитьподход «перерегулирования». То есть бумагу, находившуюся в равновесии при определённой относительной влажности и поглотившую влагу в условиях высокой влажности, необходимо поместить в среду с более низкой относительной влажностью, чем прежде, чтобы десорбировать её до исходной равновесной влажности, и наоборот. Кроме того, десорбция протекает значительно медленнее сорбции. В любом случае процесс вначале относительно быстрый и замедляется по мере приближения к равновесию; он также зависит от типа бумаги и циркуляции воздуха. При стандартных влажности и температуре одиночный лист сигаретной бумаги достигает равновесной влажности 5,8 % за 35 минут, печатные бумаги требуют 2–4 часов для достижения 5 %–8 %, а упаковочный картон — ещё больше. Такое запаздывание между изменением относительной влажности и изменением влажности бумаги создаёт гистерезисный эффект между деформацией бумаги и изменением влажности.

④ Влияние направленности бумаги

Направленность означает, что равновесная влажность различается в машинном и поперечном направлениях; скорость расширения в поперечном направлении значительно выше, чем в машинном, поэтому изменения размеров в поперечном направлении больше. Испытания показывают, что одиночное волокно расширяется в ширину примерно в 20 раз больше, чем в длину.Однако, поскольку волокна в бумаге расположены во многих направлениях — лишь большее их количество ориентировано в машинном направлении, — разница между двумя направлениями не столь велика, как у одиночного волокна. При изменении относительной влажности с 50 % до 60 % отношение расширения в машинном направлении к расширению в поперечном составляет около 3:7, то есть примерно 2,3 раза. Это отношение зависит от степени ориентации волокон: чем сильнее ориентация, тем больше отношение. Изготовление бумаги с произвольно ориентированными волокнами — один из ключей к снижению поперечного расширения и предотвращению несовпадения приводки.

⑤ Влияние двухсторонности бумаги

При изменении условий окружающей среды у идеально ровного листа бумаги он поглощает или отдаёт влагу из воздуха. При поглощении влаги оборотная сторона расширяется больше, чем лицевая, и лист закручивается в сторону лицевой стороны; при десорбции оборотная сторона сжимается больше, и лист закручивается в сторону оборотной стороны. В любом случае ось закручивания всегда совпадает с машинным направлением, поскольку степень ориентации волокон на двух сторонах различается. Особенно сильно это проявляется в картоне.

Чтобы узнать больше, сайт анализаторов влажности VicoMeter будет и дальше обновляться для вас, а больше материалов доступно на сайте анализаторов влажности VicoMeterhttps://www.weikemeituo.com/Halogen Moisture Analyzers_Karl Fischer Moisture Analyzers_Density Meters_Electronic Balances_Moisture Analyzers for Lithium Batteries, Wood, Wood Chips, Gases, Solids and Liquids—VicoMeter | Jiangsu Victor Instrument Meter Co., Ltd.!