تأثیر دما و رطوبت بر رفتار کاغذ گلاسه در چاپ و صحافی (۲)
در بخش اول بررسی کردیم که دما و رطوبت چگونه بر صافی سطح، تغییر ابعاد، الکتریسیته ساکن و خشک‌شدن مرکب تأثیر می‌گذارند. در این بخش، راهکارهای عملی کنترل رطوبت کاغذ در چاپخانه و صحافی را بررسی می‌کنیم: از دستگاه‌های رطوبت‌دهی تا سنجش دقیق دما و رطوبت.
نکته کلیدی: کنترل رطوبت کاغذ فقط یک آپشن لوکس نیست. تجربه نشان داده که نصب سیستم‌های کنترل رطوبت می‌تواند تولید را تا بیش از ۲۰ درصد افزایش دهد.
شرایط و امکانات کنترل برای چاپخانه‌ها
دستگاه‌های رطوبت‌دهی (Humidifiers)
امروزه دستگاه‌های رطوبت‌دهی در اغلب محیط‌های تولید کاغذ استفاده می‌شوند. ویژگی‌ها:
- تمام اتوماتیک یا نیمه اتوماتیک
- به هیچ یا میزان کمی نگهداری و تعمیر نیاز دارند
- به‌ویژه در زمستان (که رطوبت نسبی هوا تا سطوح بسیار پایین کاهش می‌یابد) شرایط بهینه‌ای در فضاهای انبار و کارگاه‌ها ایجاد می‌کنند
طراحی پایه
تعدادی نازل افشان که هوای فشرده و باریکه‌ای از آب را اسپری می‌کنند و به‌طور اتوماتیک رطوبت لازم را بر طبق مقادیر تنظیم‌شده تأمین و حفظ می‌کنند.
برای آشنایی با استانداردهای کلی محیط چاپخانه، مقاله استاندارد محیط چاپخانه را مطالعه کنید.
دستورالعمل‌های نگهداری کاغذ
چاپخانه‌ها می‌بایست این دستورالعمل‌ها را به‌ویژه در مناطقی با شرایط آب‌وهوایی نامساعد مدنظر قرار دهند:
برای آشنایی با مشکلات رایج کاغذ در چاپ، مقاله مشکلات کاغذ در چاپ را بخوانید.
مشکلات فنی در چاپ افست رول
۱. ورآمدگی (Blistering)
همزمان با خشک‌شدن مرکب، کاغذ هم خشک می‌شود. در ناحیه‌ای که چاپ تراکم بیشتری دارد (مرکب بیشتری روی کار نشسته باشد)، اگر دمای خشک‌کن بیش از حد بالا باشد یا کاغذ حساس باشد، منجر به ورآمدگی کاغذ می‌شود.
مکانیسم
- افزایش ناگهانی و شدید دما → ایجاد بخار آب در ساختار داخلی کاغذ
- کاغذ علاوه بر پوشش کوتینگ، حاوی چاپ دو‌رو (در برخی نواحی با لایه ضخیم‌تر مرکب) هم هست
- بخار جایی برای خروج ندارد
- نتیجه: پارگی در ساختار داخلی و ورآمدگی در نواحی چاپ‌شده
عوامل مؤثر
کاغذهای مورد استفاده در چاپ افست رول، به‌ویژه انواع با خمیر شیمیایی، سطح رطوبت پایین‌تری نسبت به کاغذهای چاپ افست ورقی دارند.
راهکارها
- کاهش دمای خشک‌کن (آسان‌ترین و مناسب‌ترین راه)
- ⚠️ نتیجه: سرعت چاپ هم تا حدی کاهش خواهد یافت
- کاهش ضخامت لایه مرکب با استفاده از سیستم UCR (تفکیک رنگ)
- ورآمدگی تنها در نواحی با پوشش ضخیم مرکب بر دو روی کاغذ ایجاد می‌شود
برای آشنایی با انواع خشک‌کن‌ها و تنظیم دمای آن‌ها، مقاله انواع خشک‌کن در چاپ را بخوانید.
۲. شکستگی در تای کاغذ (Breaking in the Fold)
شکستگی در تای کاغذ مشکلی عمومی در چاپ افست رول است، به‌ویژه به هنگام استفاده از کاغذهای مکانیکی. تاهای بسیار ضعیف یا پاره‌شده می‌توانند موجب توقف ماشین چاپ و غیرقابل استفاده‌شدن محصول شوند.
دلایل اصلی
- حرارت زیاد در خشک‌کن
- فشار شدید در واحد تازنی
راهکار
- یافتن درجه بینابین برای خشک‌شدن مناسب مرکب بدون از دست‌رفتن رطوبت کاغذ
- فشار غلتک‌های تازنی باید با دقت زیاد با ضخامت کاغذ مورد استفاده مطابق گردد
💡 برای آشنایی با عیب‌های چاپ افست، مقاله رفع اشکال چاپ افست را بخوانید.
۳. موج‌دار شدن (Fluting)
موج‌دار شدن با وضوح بیشتر یا کمتر، از مشکلات عمده چاپ افست رول بر کاغذهای پوشش‌دار است. این موج‌ها به‌طور موازی در جهت چاپ (در مورد چاپ رول همان راه کاغذ) تشکیل می‌شوند.
عوامل مؤثر
زمانی که این مشکل به وجود می‌آید، هیچ تمهیدی برای اجتناب از آن در چاپ نمی‌توان انجام داد.
امواج کششی (Stretch Waves)
موج داشتن کاغذ پیش از تغذیه به ماشین افست رول، مورد بسیار متفاوتی است. روش جلوگیری:
- کاهش کشش رول
- ⚠️ این مسئله را هیچ‌گاه نمی‌توان حذف کرد زیرا همیشه میزان معینی از کشش رول برای جلوگیری از چین‌خوردگی و روی‌هم‌نخوردن رنگ‌ها لازم است
رطوبت‌سنجی‌های کاغذ چاپ‌شده نشان می‌دهد که در عمل همه رطوبت کاغذ در خشک‌کن از آن خارج می‌شود و در این مورد میزان تعادل ۱۰ درصدی رطوبت عمومیت دارد.
۴. افزایش سطح کاغذ (Expanding)
علت افزایش ابعاد فرم‌های چاپ‌شده با افست رول پس از جلدگذاری:
- خشک‌شدن سریع هنگام عبور از خشک‌کن → جمع‌شدن کاغذ (۰٫۳ تا ۰٫۷ درصد)
- جذب رطوبت پس از صحافی → افزایش سطح
- نتیجه: پهن‌تر شدن صفحات داخلی از ابعاد جلد
راهکار: رطوبت‌دهی مجدد (Re-humidification)
بهترین روش برای مقابله یا رفع کامل این مشکل، رطوبت‌دهی مجدد است.
ویژگی‌های دستگاه‌های رطوبت‌دهی مجدد:
- رطوبت‌رسانی یکپارچه کل کاغذ رول پس از خروج از خشک‌کن
- بهبود صافی سطح کاغذ
- حذف کامل خطر الکتریسیته ساکن
- نصب آسان در چاپخانه‌ها
- استفاده از سنسورهای دیجیتالی غلتکی برای کنترل رطوبت و دما
- نصب مستقیم در بالای رول کاغذ (بدون تماس)
- ایجاد فضای محدودی با دما و رطوبت مصنوعی قابل اندازه‌گیری
💡 این سنجش‌ها مقادیر زیادی داده فراهم می‌کنند که برای بهبود پایه‌ای فرایندها مفید است.
📄 برای آشنایی با استانداردهای بین‌المللی کاغذ و مقوا، مقاله مقوای پشت طوسی و استانداردهای بین‌المللی را بخوانید.
سنجش دما و رطوبت
اندازه‌گیری دمای داخلی و رطوبت اتاق
کاربردی بودن مقادیر موجود در دیاگرام (که نشان‌دهنده افزایش رطوبت نسبی با تغییرات دمایی است) به‌طور کامل به دقت سنجش‌های انجام‌شده بستگی دارد.
دقت ترمومتر
- اندازه‌گیری دما باید بسیار دقیق باشد
- ترمومترهایی که تا حد نیم درجه و (تقریباً) یک دهم درجه را هم نشان می‌دهند
چالش سنجش رطوبت
اندازه‌گیری دقیق دما به‌نسبت آسان و ساده است، اما در مورد سنجش میزان رطوبت مطلق و رطوبت نسبی این‌گونه نیست.
📌 مثال: در دمای تقریبی ۲۰ درجه سانتی‌گراد، افزایش میزان رطوبت تا ۲ گرم بر مترمکعب باعث افزایش رطوبت نسبی ۱۰۰٪ می‌شود.
اندازه‌گیری میزان رطوبت کاغذ
اندازه‌گیری میزان رطوبت در صنایع چاپ و عملیات تکمیلی بسیار غیرمتداول است.
📖 برای شناخت روش‌های مختلف اندازه‌گیری، به دستورالعمل FOGRA 50 مراجعه کنید.
گفتگو با مهندس محمدحسین رحیمی یگانه
در مورد کاغذ در فضای چاپخانه‌های ایرانی و رطوبت در محیط چاپخانه‌های کشورمان، گفتگویی با مهندس محمدحسین رحیمی یگانه، یکی از صاحب‌نظران در امر طراحی فضای چاپخانه، انجام داده‌ایم.
آیا راه‌اندازی سیستم‌های کنترل رطوبت و دما در چاپخانه‌های ایران عملی است؟
بله، کاملاً قابل انجام است. هم‌اکنون در چندین چاپخانه سیستم‌های مدرن تأمین و کنترل رطوبت نصب شده که تأثیرات آن بر تولید از لحاظ کمی و کیفی قابل ملاحظه است.
مثال عملی: در مجموعه مرکز چاپ و انتشار پیام نور علاوه بر ارتقای کیفی در محصول و ایجاد محیطی مطبوع در محیط کار، افزایش تولید تا بیش از ۲۰ درصد پس از نصب تجهیزات تأمین و کنترل رطوبت، توسط این مرکز گزارش شده است.
💡 شاید در وهله نخست هزینه تجهیزات کمی بالا به نظر برسد، لیکن ارتقای کیفی و به‌ویژه کمی تولیدات، هزینه سرمایه‌گذاری را ظرف قریب به یک سال مستهلک خواهد کرد.
نکته مهم: تجهیزات مزبور می‌بایست دارای استانداردهای جهانی در خصوص انجام فرایند رطوبت‌سازی و کنترل آن باشد:
- جلوگیری از زنگ‌زدگی در اثر اتمی‌نشدن ذرات معلق آب
- حفظ سلامت پرسنل در اثر شیوع میکروب‌های آبزی
- بخشی از سیستم‌های استاندارد مربوط به مکانیزم تصفیه بیولوژیکی و عبور از پرتو UV است
تجهیزات وارداتی هستند یا در داخل هم قابل تأمین‌اند؟
به علت حساسیت موارد ذکر شده، شرکت‌های معدودی در دنیا تجهیزات مزبور را ارائه می‌دهند که کلیه موارد استاندارد محیطی را لحاظ کرده و دارای گواهینامه‌های بین‌المللی هستند.
📌 چنانچه آب مصرفی کارگاه از سختی بسیار بالایی برخوردار باشد، می‌توان مرحله نخست پیش‌سختی‌گیر را در داخل با قیمت نازل‌تری تهیه نمود که باعث عمر بیشتر فیلترها و رزین‌های تجهیزات اصلی می‌شود.
چه نوع چاپخانه‌هایی از این سیستم‌ها استفاده می‌کنند؟
لزوم نصب این سیستم‌ها برای تمام کاربردهای چاپی ضروری است. البته مجموعه‌های بزرگ بسته‌بندی، نشر، چاپ تجاری و چاپ اوراق امنیتی با مصرف مواد اولیه کاغذ، پلی‌کربنات و پی‌وی‌سی، مهم‌ترین کاربران آن هستند.
آیا اقلیم مناطق خشک ایران تأثیرگذار است؟
بدیهی‌ست با توجه به مصرف حدود بیش از صدها لیتر آب در ساعت برای یک کارگاه چاپ، در مناطق خشک‌تر و سردتر، مصرف آب بیشتر شده که موجب کار بیشتر تجهیزات و استهلاک بیشتر خواهد بود.
آیا با کنترل دما و رطوبت در مصرف انرژی صرفه‌جویی می‌شود؟
رطوبت ۵۰٪ با تلرانس ±۵٪ می‌تواند موجب اعتدال دما شود. با افزایش راندمان تولید و کاهش باطله، بدیهی است که انرژی کمتری به هدر می‌رود.
استانداردهای جهانی برای این سیستم‌ها کدامند؟
به‌طور اعم، به گفته فیزیکدان فرانسوی مولیر (Moiré)، تولید یا فرآوری اغلب مواد در شرایط عادی و همچنین برای بهترین شرایط محیط کار پرسنل برای بالاترین بازده، محیطی با رطوبت نسبی ۵۰٪ به اثبات رسیده است. به این خاطر در اغلب استانداردهای جهانی نظیر ISO، این شرایط رطوبت در بسیاری از فرآیندها به‌عنوان شاخص ذکر شده‌اند.
⚙️ برای آشنایی با استانداردهای محیط چاپخانه، مقاله استاندارد محیط چاپخانه را مطالعه کنید.
جمع‌بندی
کنترل رطوبت کاغذ در چاپ، یک الزام فنی است نه یک آپشن. خلاصه راهکارها:
📖 بخش قبلی: در بخش اول، تأثیرات دما و رطوبت بر صافی سطح، تغییر ابعاد و الکتریسیته ساکن را بررسی کردیم.
⚙️ برای آشنایی با سایر عیب‌های چاپ افست، به راهنمای جامع رفع اشکال چاپ افست مراجعه کنید.
«منبع: ماهنامه شماره ۳۸۲ | مترجم: رزا نیاپرست»
یک پاسخ