Wilgotność Papieru: Właściwości i Znaczenie
- Szczegóły
W trakcie magazynowania i drukowania papier wymaga szczególnych warunków klimatycznych, zazwyczaj mieszczą się one w temperaturze ok. 20 st.
Zawartość Wilgoci w Papierze
Zawartość wilgoci (Moisture content) - definiuje procent jaki w wadze całości papieru stanowi wodą (zarówno w fazie ciekłej lub gazowej).
Wilgotność oznacza się według metody z zastosowaniem suszarki komorowej w oparciu o normę PN-EN ISO 287:2009. W normie określono ją jako stosunek ubytku masy badanej próbki po wysuszeniu do masy próbki w momencie pobrania, zwykle wyrażona w [%].
Czyli masa wody w papierze dzielona przez masę próbki x 100. Jest to parametr ilościowy będący podstawą sterowania procesem w przemyśle produkcji papieru, szeroko stosowany w wielu dziedzinach przemysłu.
Parametr ten nie definiuje w pełni jakości papieru oraz niewiele mówi o interakcji papieru i otaczającego środowiska.
Przeczytaj także: Poradnik: walka z wilgocią w mieszkaniu
Równowagowa Zawartość Wilgoci Względnej (ERH)
Równowagowa zawartość wilgoci względnej w papiere (ERH - Equilibrum Relative Humidity). Papier w swojej naturze jest higroskopijny i dąży do osiągnięcia stanu równowagi w danej wilgotności otoczenia. W związku z tym wilgotność względna powietrza w strukturze papieru będzie taka sama jak wilgotność wewnątrz sterty lub ryzy papieru.
Wilgotność względna równowagowa może być zdefiniowana jako wartość wilgotności względnej otaczającego powietrza w której to brak wymiany wilgoci z papierem.
Jeżeli istnieje różnica pomiędzy [%] wilgotności względnej otaczającego powietrza (np. na hali) a wartością ERH w stercie papieru, następuje wymiana pary wodnej w efekcie której będzie zmiana wartości ERH i zawartości wody.
Jeżeli [%] RH jest taki sam jak ERH, nie występuje jakakolwiek wymiana i wszystkie parametry pozostają stabilne.
ERH jest bardzo pomocnym parametrem dla określenia jakości papieru. Czym większa różnica wilgotności jaką posiada papier w stosunku do wilgotności pomieszczenia, w którym się znajduje tym większe jest niebezpieczeństwo, że podczas druku mogą wystąpić problemy.
Przeczytaj także: Wakacje w Bodrum
Poczynając od różnicy 8~10% RH trzeba liczyć się z falowaniem krawędzi arkuszy lub przy niskiej wilgotności z powstawaniem ładunków elektrostatycznych.
Szczególnie w zimnych i mokrych porach roku przed drukiem należy dopasować wilgotność papieru do warunków panujących w pomieszczeniu, w którym się on znajduje.
Proces ten uzależniony jest od warunków klimatycznych pomieszczenia i wielkości stosu papieru.
Wpływ Wilgotności na Właściwości Fizyczne Papieru
Zwiększanie wilgotności papieru powoduje zmiany jego właściwości fizycznych, między innymi pogorszenie właściwości wytrzymałościowych, zwiększanie odkształceń liniowych, zwiększanie ściśliwości (wzrost miękkości papieru), zwiększanie szorstkości papieru (zmniejsza się jego gładkość), wzrost grubości (przy pomiarze bez obciążeń).
Dopasowanie temperatury stosu papieru do warunków klimatycznych pomieszczenia powinno zawsze odbywać się przy zapakowanym stosie papieru.
Przeczytaj także: Poradnik pomiaru wilgotności
Wilgotność ma również wpływ na właściwości elektrostatyczne papieru. Przy suchym papierze lub klimacie pomieszczenia powstające poprzez tarcie ładunki elektrostatyczne w efekcie arkusze papieru przyciągają się.
Jako efekt naładowań elektrostatycznych mogą wystąpić: podwójne arkusze, problemy z wykładaniem, brak pasera czy odbijanie świeżej farby.
Papier zwykle jest produkowany do określonej wartości ERH. Jeżeli papier jest narażony na warunki wyższe lub niższe niż te zdefiniowane wartością ERH mogą pojawić się problemy z marszczeniem, wybrzuszeniem, falą na krawędziach oraz zmiana wymiarów.
Skutkiem tego jest niska jakość druku a szczególnie druku offsetowego, zerwanie wstęgi papieru, zmiany gramatury itd.
HUMIMETER RH5 z sondą mieczową umożliwia pomiar zarówno wilgotności względnej równowagowej w ryzie jak i wilgotności względnej w otoczeniu.
Różnica pomiędzy ERH i wilgotnością otoczenia do ±5% jest akceptowalna. Większa > 8-10% RH, może powodować zbyt szybką wymianę pary wodnej co w konsekwencji prowadzić do deformacji krawędzi papieru i pogarsza jakość druku.
Wilgotność papieru większa niż 60% ERH powoduje, że czas schnięcia farby drukarskiej trwa do trzech razy dłużej niż zwykle. Optymalna wartość przechowywanie i transportu kart papieru to ok. 45% wilgotności względnej (w temperaturach od 10°C do 30°C).
Ile czasu stos papieru potrzebuje do wyrównania różnicy temperatur pomiędzy nim a temperaturą otoczenia? Zależy to oczywiście od jego rozmiaru.
Za normę uznaje się przechowywanie papieru przez jeden lub dwa dni przy różnicy temperatur 10°C dla objętości 1m³.
Wilgotność papieru nie powinna być również zbyt niska (<42% RH), może to prowadzić do pojawienia się ładunków elektrostatycznych. W zależności od aktualnej temperatury i wilgotności względnej powietrza, papier może absorbować różne ilości wody dopóki nie dojdzie do równowagi z istniejącym otoczeniem w pomieszczeniu.
Kalibracja temp. z funkcją wpisania indywidualnej krzywej kalibracji. Zakres pomiarowy: 1 ...
Znaczenie Kontroli Wilgotności w Procesach Drukowania
Utrzymywanie prawidłowego poziomu wilgotności powietrza jest niezbędne do zapewnienia bezproblemowego procesu drukowania cyfrowego, offsetowego i atramentowego.
Kontrolując wilgotność zwiększasz jakość produktu oraz unikasz przestojów, uszkodzeń produktów, wysychania oraz elektryczności statycznej. Z dalszej części tekstu dowiesz się, z czego to wynika.
Papier to materiał higroskopijny, co oznacza, że może absorbować i adsorbować cząsteczki wody z otoczenia. Zmiany wilgotności mogą powodować kurczenie i marszczenie się papieru.
Materiały higroskopijne są więc wrażliwe na wahania temperatury i wilgotności powietrza, których poziom ma wpływ na ostateczną jakość produktu.
Niezapewnienie prawidłowych warunków może spowodować przestoje w druku lub produkcji opakowań z powodu zmiany parametrów fizycznych papieru.
Naturalne wahania wilgotności mogą mieć wpływ nawet na pojedyncze arkusze, dlatego tolerancja w druku, chociażby druku offsetowym, jest bardzo mała - może wynosić nawet dziesiątą część milimetra.
Z tego powodu branża drukarska jest w dużej mierze zależna od zmian poziomu wilgotności, a kontrola wilgotności i nadmiernego ciepła to kluczowe czynniki decydujące o powodzeniu druku.
Wyładowania elektrostatyczne
Kolejnym poważnym problemem w branży drukarskiej jest elektryczność statyczna. Duże tarcia powodują nagromadzenie się ładunków elektrostatycznych.
Jeżeli poziom wilgotności powietrza nie jest kontrolowany, to nagromadzanie się elektryczności statycznej może spowodować, że pojedyncze arkusze zaczną się ze sobą sklejać, co z kolei obniży wydajność druku lub spowoduje przestoje prasy drukarskiej.
Aby zapewnić niezakłócony przebieg druku konieczne jest utrzymywanie optymalnych warunków produkcyjnych poprzez ciągłą kontrolę temperatury i wilgotności powietrza.
Utrzymywanie tych wartości na stałym, prawidłowym poziomie gwarantuje produktywne środowisko, a dzięki wiedzy i doświadczeniu, na których opiera się każda instalacja Airtec® jest to bardzo łatwe.
Optymalna wilgotność powietrza
W większości przypadków od 4 do 6% całkowitej wagi papieru to woda, co nazywa się wilgotnością bezwzględną. Jeżeli jednak wilgotność powietrza w otoczeniu nie jest kontrolowana, papier - ze względu na swoje właściwości higroskopijne - będzie pochłaniał lub oddawał wilgoć.
Większość rodzajów papieru jest stabilna przy wilgotności względnej (RH) utrzymywanej na poziomie 45-55% w 22 stopniach Celsjusza. Nieprawidłowe wartości wilgotności mają negatywny wpływ na jakość papieru, a więc i na sam druk.
Druk cyfrowy
Podczas druku cyfrowego konieczne jest zachowanie wilgotności na poziomie 50-55% RH, tak aby uniknąć problemów z przyleganiem tonera i zakleszczaniem się papieru.
Jeżeli wilgotność spadnie poniżej 40% RH, papier zacznie oddawać wilgoć i zmieni swój kształt. Mogą również powstać ładunki elektrostatyczne, które z kolei prowadzą do sklejania się papieru.
Druk offsetowy
Podczas pracy z drukiem offsetowym do zapewnienia optymalnego środowiska oraz uniknięcia problemów typu zwijanie, marszczenie czy dublowanie, niezbędne jest zapewnienie wilgotności na poziomie 50-55% RH.
Jeżeli wilgotność będzie zbyt niska, spowoduje powstawanie ładunków elektrostatycznych, które mogą wygenerować problemy z układaniem, przycinaniem i składaniem, ponieważ arkusze zaczną się ze sobą sklejać.
Druk atramentowy
Stworzenie produktywnego środowiska w przypadku druku atramentowego polega na zapobieganiu problemom z rozlewaniem się, przebijaniem i wysychaniem, spowodowanym przez niski poziom wilgotności.
Optymalny poziom wilgotności dla druku atramentowego jest niższy niż w przypadku druku cyfrowego i offsetowego, i wynosi 45-50% RH.
Jak chronić papier?
- Papier należy zawsze przechowywać w pomieszczeniu, w którym kontrolowana jest temperatura i wilgotność.
- Po zdjęciu opakowania należy się upewnić, że papier ma taką samą temperaturę co otaczające powietrze.
- Należy utrzymywać temperaturę na stałym poziomie i pilnować podanych wyżej progów wilgotności.
- Należy sprawdzić, czy przez drzwi zewnętrzne (np. na rampach załadowczych) nie przedostaje się wilgoć.
Znaczenie MC i ERH w Przetwórstwie Papieru
Zawartość wilgoci (MC) oraz równowagowa zawartość wilgoci względnej w papierze (ERH) to dwa bardzo ważne parametry będące podstawą sterowania procesami technologicznymi w zakładach zajmujących się produkcją oraz przetwórstwem wyrobów papierowych.
Papier jest z zasady materiałem higroskopijnym. Oznacza to, iż dąży on do osiągnięcia poziomu wilgotności zgodnego z tym panującym w jego najbliższym otoczeniu.
Jest to o tyle istotne, iż zawartość wilgoci w papierze silnie wpływa na jego właściwości fizykochemiczne i zachowanie się podczas różnego rodzaju procesów technologicznych.
Tak więc duża wilgotność wiąże się z istotnym obniżeniem wytrzymałości wyrobów papierowych oraz zwiększeniem ściśliwości, grubości i szorstkości pojedynczych arkuszy, skutkującym podwyższeniem kosztów produkcji czy magazynowania.
Niskie wartości MC i ERH wpływają z kolei na intensywniejsze generowanie ładunków elektrostatycznych.
Metody Pomiaru Wilgotności Papieru
Pomiar wilgotności papieru może być dokonywany w sposób ciągły lub też wybiórczy. W tym celu wykorzystuje się kompleksowe systemy monitorujące lub też niezależne, obsługiwane bezpośrednio przez pracowników mierniki.
tags: #wilgotność #papieru #właściwości
