شرایط و امکانات کنترل برای چاپخانه‌ها

شرایط کارگاه

امروزه دستگاه‌های رطوبت‌دهی در اغلب محیط‌های تولید کاغذ استفاده می‌شوند. بسیاری از این دستگاه‌ها تمام اتوماتیک یا نیمه اتوماتیک هستند و به هیچ یا میزان کمی نگهداری و تعمیر نیاز دارند. این دستگاه‌ها به ویژه در زمستان، که رطوبت نسبی هوا تا سطوح بسیار پایین کاهش می‌یابد، شرایط بهینه‌ای در فضاهای انبار و کارگاه‌ها ایجاد می‌کنند. طراحی پایه این دستگاه‌ها در مواردی یکسان است: تعدادی نازل افشان که هوای فشرده و باریکه‌ای از آب را اسپری می‌کنند و به طور اتوماتیک رطوبت لازم را بر طبق مقادیر تنظیم‌شده تأمین و حفظ می‌کنند.

 

نگهداری کاغذ

چاپخانه‌ها می‌بایست این دستورالعمل‌ها را به‌ویژه در مناطقی با شرایط آب و هوایی نامساعد مدنظر قرار دهند:

– کاغذ به زمان کافی برای تطبیق با دمای محیط کارگاه نیاز دارد.

– لفاف کاغذ را نباید تا پیش از شروع چاپ باز کرد. این لفاف، کاغذ را در برابر نوسانات دما و رطوبت حفظ می‌کند.

– می‌بایست تا حد امکان از خشک‌کن مادون قرمز که موجب کاهش شدید رطوبت در کاغذ می‌شود، کمتر استفاده کرد.

– در حین خشک شدن، نباید کاغذ را در معرض دماهای بسیار پایین قرار داد، زیرا موجب افزایش زمان‌های خشک شدن می‌شود.

– باید از آسیب دیدن لفاف‌های کاغذ جلوگیری کرد و پالت‌های باقیمانده را مجدد در لفاف پیچید.

 

مشکلات فنی در چاپ افست رول

ورآمدگی Blistering

همزمان با خشک شدن مرکب، کاغذ هم خشک می‌شود. در ناحیه‌ای که چاپ تراکم بیشتری دارد، یعنی مرکب بیشتری روی کار نشسته باشد، اگر دمای خشک‌کن بیش از حد بالا باشد یا کاغذ حساس باشد، منجر به ورآمدگی کاغذ می‌شود. افزایش ناگهانی و شدید دما موجب ایجاد بخار آب در ساختار داخلی کاغذ می‌شود و چون کاغذ علاوه بر پوشش کوتینگ، حاوی چاپ دو‌رو-در برخی نواحی با لایه ضخیم‌تر مرکب- هم هست، این بخار جایی برای خروج ندارد. این مسئله منجر به پارگی در ساختار داخلی کاغذ و ورآمدگی در نواحی چاپ شده می‌شود. به لحاظ فنی، ورآمدگی کاغذ نتیجه مستقیم ضخامت لایه مرکب و دمای بالای خشک‌کن است. لایه‌های ضخیم مرکب موجب کاهش نفوذپذیری سطح کاغذ(هوا یا بخار) و دمای بالا موجب افزایش میزان –یا فشار- تشکیل بخار در ساختار داخلی می‌شوند. آسان‌ترین و مناسب‌ترین راه جلوگیری از ورآمدگی، کاهش دمای خشک‌کن است. این بدان معناست که سرعت چاپ  هم تا حدی کاهش خواهد یافت، زیرا مرکب به زمان بیشتری برای خشک شدن در دمای پایین‌تر نیاز خواهد داشت.

از آنجاییکه ورآمدگی تنها در نواحی با پوشش ضخیم مرکب بر دو روی کاغذ، ایجاد می‌شود، کاهش ضخامت لایه مرکب- برای مثال با استفاده از سیستم UCR(تفکیک رنگ)- می‌تواند مؤثر باشد. جدای از این، مواد تشکیل‌دهنده کاغذ نیز می‌توانند موجب ورآمدگی شوند، مانند نوع و مقدار چسب و پیگمنت‌های کوتینگ مورد استفاده در کاغذ و درجه بسته شدن سطح کاغذ پس از اتو شدن. البته بدیهی‌ست که رطوبت کاغذ هم یک فاکتور بسیار مهم است. به طور معمول، کاغذهای مورد استفاده در چاپ افست رول به ویژه انواع کاغذ با خمیر شیمیایی، سطح رطوبت پایین‌تری نسبت به کاغذهای چاپ افست ورقی دارند.

 

شکستگی در تای کاغذ

Breaking in the fold

شکستگی در تای کاغذ مشکلی عمومی در چاپ افست رول است، به ویژه به هنگام استفاده از کاغذهای مکانیکی. تاهای بسیار ضعیف یا پاره شده می‌توانند موجب توقف ماشین چاپ و غیرقابل استفاده شدن محصول شوند. دلایل اصلی شکستگی در تای کاغذ، در معرض حرارت زیاد قرار گرفتن آن در خشک‌کن و فشار شدید در واحد تازنی است. در اینجا تنها مورد حائز اهمیت یافتن درجه بینابین برای خشک شدن مناسب مرکب بدون از دست رفتن رطوبت کاغذ است. در مورد تازنی هم فشار اعمال شده توسط غلتک‌های تازنی باید با دقت زیاد با ضخامت کاغذ مورد استفاده مطابق گردد.

 

موج‌دار شدن Fluting

موج‌دار شدن با وضوح بیشتر یا کمتر، از مشکلات عمده چاپ افست رول بر کاغذهای پوشش‌دار است. این موج‌ها به طور موازی در جهت چاپ که در مورد چاپ رول همان راه کاغذ است تشکیل می‌شوند. یکی از مشخصات اصلی کاغذ که در شدت موج‌دار شدن آن مؤثر است ضریب مقاومت راه و بیراه کاغذ(MD/CD) است. قرارگیری فشرده فیبر در جهت طولی موجب افزایش حساسیت کاغذ به موج‌دار شدن می‌شود. جالب است که این مشکل بیشتر در کاغذهایی با محتویات کمتر اتفاق می‌افتد. البته فرم چاپی هم عامل تعیین‌کننده است. قرار گرفتن صفحات حاوی نواحی متراکم چاپی در کنار نواحی با مقدار کم یا عاری از مرکب، فرم را نسبت به موج‌دار شدن بسیار حساس می‌کند. زمانی که این مشکل به وجود می‌آید هیچ تمهیدی برای اجتناب از آن در چاپ نمی‌توان انجام داد.

باید در نظر داشت که موج داشتن کاغذ پیش از تغذیه به ماشین افست رول، مورد بسیار متفاوتی است. یک روش برای جلوگیری از این مورد که “امواج کششی” نامیده می‌شود، کاهش کشش رول است. این مسئله را هیچ‌گاه نمی‌توان حذف کرد زیرا همیشه میزان معینی از کشش رول برای جلوگیری از چین خوردگی و روی هم نخوردن رنگ‌ها لازم است.رطوبت سنجی‌های کاغذ چاپ شده نشان می‌دهد که در عمل همه رطوبت کاغذ در خشک‌کن از آن خارج می‌شود و در این مورد میزان تعادل 10 درصدی رطوبت عمومیت دارد.

 

افزایش سطح کاغذ Expanding

علت افزایش ابعاد فرم‌های چاپ شده با افست رول پس از جلدگذاری، خشک شدن سریع آن‌ها هنگام عبور از خشک‌کن و جذب رطوبت پس از صحافی است. هنگام عبور کاغذ از خشک‌کن میزان زیادی از رطوبت آن کاهش یافته که ناگزیر تا حدی موجب جمع شدن کاغذ از 3/0 تا 7/0 درصد می‌شود. زمانی که صفحات ترتیب، دوخت و برش می‌شوند، کاغذ بار دیگر شروع به تطابق با رطوبت هوای پیرامون خود کرده و افزایش سطح می‌یابد، این مساله موجب پهن‌تر شدن صفحات داخلی از ابعاد جلد می‌شود. بهترین روش برای مقابله یا رفع کامل این مشکل، رطوبت‌دهی مجدد است. دستگاه‌های رطوبت‌دهی مجدد برای رطوبت‌‌رسانی یکپارچه کل کاغذ رول پس از خروج از خشک‌کن به کار گرفته می‌شوند. این مورد همچنین موجب بهبود صافی سطح کاغذ و حذف کامل خطر الکتریسیته ساکن می‌شود. این تجهیزات را می‌توان به‌راحتی در چاپخانه‌ها نصب کرد. در دستگاه‌های رطوبت‌دهی مجدد، از سنسورهای دیجیتالی غلتکی برای کنترل رطوبت و دما استفاده می‌شود. این تجهیزات به طور مستقیم در بالای رول کاغذ اما بدون تماس با آن نصب می‌شوند. بنابراین یک فضای محدودی با دما و رطوبت مصنوعی قابل اندازه‌گیری و مشخص ایجاد می‌شود که در پی آن می‌توان تاثیرات بیرونی را به آسانی خنثی کرد. از این طریق کیفیت کاغذ به طور دایم نظارت می‌شود و علاوه بر آن این سنجش‌ها مقادیر زیادی داده فراهم می‌کنند که برای بهبود پایه‌ای فرایندها مفید است.

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) به طور کامل به دقت سنجش‌های انجام شده بستگی دارد. منحنی در چنین دیاگرامی نشان می‌دهد که اندازه‌گیری دما باید بسیار دقیق باشد. بنابراین می‌بایست از ترمومترهایی استفاده شود که تا حد نیم درجه و (تقریبا) یک دهم درجه را هم نشان می‌دهند. اندازه‌گیری دقیق دما به نسبت آسان و ساده است، اما در

مورد سنجش میزان رطوبت مطلق و رطوبت نسبی این گونه نیست. مشکل عملی در این اندازه‌گیری‌ها این است که باید مقدار بسیار کوچکی از رطوبت با دقت بسیار بالا اندازه‌گیری شود. برای مثال در دمای تقریبی 20 درجه سانتی‌گراد، افزایش میزان رطوبت تا 2 گرم بر متر مکعب باعث افزایش رطوبت نسبی 100٪ می‌شود.

اندازه‌گیری میزان رطوبت کاغذ

اندازه‌گیری‌ میزان رطوبت در صنایع چاپ و عملیات تکمیلی بسیار غیرمتداول است. می‌توانید برای شناخت روش‌های مختلف اندازه‌گیری به دستورالعمل FOGRA 50 مرجعه کنید.

در مورد کاغذ در فضای چاپخانه های ایرانی و رطوبت در محیط چاپخانه‌های کشورمان با مهندس محمدحسین رحیمی یگانه، یکی از صاحبنظران در امر طراحی فضای چاپخانه گفتگوی کوتاهی انجام داده‌ایم.

 

•  آیا راه‌اندازی سیستم‌های کنترل رطوبت و دمای محیط در چاپخانه‌های موجود کشور ما عملی است ؟ در صورت عملی بودن چه هزینه‌ای در بر خواهد داشت و این هزینه بر چه اساسی محاسبه می‌شود؟

بلی کاملا قابل انجام است. هم اینک در چندین چاپخانه سیستم‌های مدرن تامین و کنترل رطوبت نصب شده که تاثیرات آن بر تولید از لحاظ کمی و کیفی قابل ملاحظه است. بطور مثال 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 20% نیز پس از نصب تجهیزات تامین و کنترل رطوبت، توسط این مرکز گزارش شده است.

شاید در وهله نخست هزینه تجهیزات کمی بالا به نظر برسد لیکن ارتقای کیفی و به ویژه کمی تولیدات هزینه سرمایه‌گذاری را ظرف قریب به یکسال مستهلک خواهد کرد.

البته شایان ذکر است که تجهیزات مزبور می‌بایست دارای استانداردهای جهانی در خصوص انجام فرایند رطوبت‌سازی و کنترل آن باشد به نحوی که به هیچ‌وجه در اثر این فرایند نه تنها ضرری به تجهیزات گرانقیمت چاپ و تولیدات چاپی (نظیر زنگ‌زدگی در اثر اتمی نشدن ذرات معلق آب در هوا) وارد نیاید، بلکه مهم‌تر از آن سلامت پرسنل را در اثر شیوع میکروب‌های آبزی که به سرعت در مسیرهای نمناک و تاریک سیستم‌های غیر استاندارد نظیر افشانه‌های آب رشد و نمو می‌کند و به سادگی توسط سیستم‌های غیر استاندارد در فضای کارگاه منتشر می‌شود را حفظ نماید. برای این مهم بخشی از سیستم‌های استاندارد مربوط به مکانیزم تضفیه بیولوژیکی و عبور از پرتو UV است.

• تجهیزات لازم برای این منظور، وارداتی خواهند بود یا امکان تامین آنها در داخل هم هست ؟

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. البته 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 در ایران 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 بر سیستم‌های نگهداری کاغذ تاثیرگذار است ؟

بدیهی‌ست با توجه به مصرف حدود بیش از صدها لیتر آب در ساعت برای یک کارگاه چاپ ، در مناطق خشک‌تر با سردتر مصرف آب بیشتر شده که موجب کار بیشتر تجهیزات و استهلاک بیشتر خواهد بود.

• آیا با راه‌اندازی سیستم‌های کنترل دما و رطوبت در مصرف انرژی صرفه‌جویی می‌شود یا بالعکس ؟

رطوبت 50% با تلرانس 5+/-% می‌تواند موجب اعتدال دما شود. الاایحال با افزایش راندمان تولید و کاهش باطله بدیهی است که انرژی کمتری به هدر می‌رود.

• استانداردهای جهانی برای این سیستم‌ها کدامند؟ 

به طور اعم به گفته فیزیکدان فرانسوی، مولیر،  تولید و یا فراوری اغلب مواد در شرایط عادی در فرایندهای روزمره و همچنین برای بهترین شرایط محیط کار پرسنل برای بالاترین بازده، محیطی با رطوبت نسبی 50% به اثبات رسیده است. به این خاطر در اغلب استانداردهای جهانی نظیر ISO این شرایط رطوبت در بسیاری از فرآیندها، به‌عنوان شاخص ذکر شده‌اند.

ماهنامه شماره 382

مترجم:رزا نیاپرست