بحث‌های مربوط به تاثیرات دما و رطوبت محیط بر کاغذ، هنگام انبارداری و نقل و انتقال آن و درطول فرایند چاپ و عملیات تکمیلی از همان زمان که تولید صنعتی کاغذ ابداع شد تاکنون مطرح بوده است. چندین نسل از متخصصان از همان ابتدا مجبور بودند با تاثیرات زیانبار عوامل محیطی دست و پنجه نرم کنند. چندین نشریه تخصصی نیز در زمینه اندازه‌گیری رطوبت و دما منتشر می‌شدند، به همین خاطر در این زمینه تجربه کافی وجود دارد. با این حال بسیاری از این تاثیرات هنوز به خوبی توضیح داده نشده و در برخی موارد علت و معلول به هیچ وجه روشن نیست. در عملیات کاغذسازی توهمات و کژفهمی‌ها به ویژه در رابطه با کنش متقابل بین دما و رطوبت محیط و کاغذ و چاپ وجود دارد.

امروزه به طور معمول، کاغذ مورد استفاده در چاپ افست ورقی در رطوبتی حدود 50 درصد تهیه می‌شود (با تلرانس 5 درصد). کاغذهای مورد استفاده در چاپ افست رول بسته به کیفیتشان رطوبتی مشابه یا اندکی کمتر از کاغذهای

ورقی دارند.

این مشخصات رطوبتی در تمام مراحل تولید مورد کنترل و نظارت بی‌وقفه قرار می‌گیرد.

وضعیت موجود در صنعت چاپ و عملیات تکمیلی

به طور معمول، مسایل اندکی در چاپ و عملیات تکمیلی به شرایط دما و رطوبت مربوط می‌شود. در نتیجه دما و رطوبت زمانی مطرح می‌شوند که مشکلات چاپی مانند سایه دادن، روی هم نخوردن رنگ‌ها، لول شدن یا چروک شدن اتفاق بیفتد. بدیهی است مواردی از این قبیل بیشتر در فصولی با شرایط شدید آب و هوایی- تابستان‌های گرم، زمستان‌های سرد- ایجاد می‌شوند. در این مواقع، رسیدگی نامناسب- باز کردن پیش از موقع بسته‌ها، استفاده از کاغذ با دمای پایین- یا شرایط نامطلوب در فضای چاپخانه یا عملیات تکمیلی می‌تواند پیامدهای دردسرسازی در قابلیت‌ چاپ‌پذیری و سطح کاغذ ایجاد کند.

تعریف اصطلاحات

دما و رطوبت محیط داخلی

این عبارت برای شرایط هوای داخل فضاهایی به کار می‌رود که افراد و تجهیزات را به طور کامل یا تا حدی از تاثیر مستقیم دما و رطوبت بیرون، جدا می‌سازند. به بیان دیگر دما و رطوبت محیط اطراف، نه تنها در آسایش فرد نقش تعیین‌کننده دارد، بلکه در فرایندهای تولیدی و انبارداری کالاهای حساس به دما و رطوبت نیز اثرگذار است. در این خصوص تفاوت فاحشی میان فضاهای تنظیم‌ شده و تنظیم نشده به لحاظ دما و رطوبت وجود دارد. فضای تنظیم نشده کارگاه یا اتاقی است که شرایط دما و رطوبت محیط در آن به طور مصنوعی کنترل نمی‌شود و تاثیر زیادی از شرایط محیط بیرون می گیرد. در فضاهای تنظیم شده، شرایط دما و رطوبت توسط امکانات حرارتی، رطوبت‌ده یا جذب‌کننده رطوبت کنترل می‌شود. در فضاهای تنظیم شده که دارای گرمایش در طول زمستان، اما بدون تهویه مطبوع هستند، رطوبت نسبی هوای داخل عکس رطوبت نسبی هوای بیرون است. هنگامی که در طول زمستان سیستم گرمایشی فعال است رطوبت هوای داخل به حداقل می‌رسد و در طی تابستان به حداکثر سطوح خود می‌رسد. و بالاخره شرایط دما و رطوبتی هم در پیرامون نزدیک یک شی وجود دارد که در مورد بحث ما می‌تواند یک رول کاغذ یا یک دسته ورق باشد. در این مورد اغلب از عبارت شرایط دما و محیط پیرامونی استفاده می‌شود.

تاثیر شرایط دما و رطوبت محیط داخلی بر صافی سطح کاغذ

تاثیر رطوبت هوا

اگر کاغذ مورد استفاده در چاپ افست دچار تغییر شکل- چه در حالت لبه‌های موج‌دار و چه در حالت لبه‌های جمع شده- شده باشد مشکلات پردردسری ایجاد خواهد کرد. دلیل مشکل‌ساز شدن این مورد، تماس کامل سیلندر لاستیک و سیلندر فشار در محدوده چاپ است و ممکن است این تغییر شکل‌ها در کاغذ منجر به سایه دادن،‌روی هم نخوردن رنگ‌ها و چروک شدن می‌شوند.

لبه‌های موج‌دار زمانی پدید می‌آیند که رطوبت ورق‌های کاغذ در دسته، کمتر از رطوبت هوای پیرامون باشد، به بیان دیگر زمانی که کاغذ بسیار خشک در مجاورت هوای با رطوبت متوسط یا الزاما بیشتر قرار گیرد، یا زمانی که کاغذی با رطوبت معمولی در مجاورت هوای بیش از اندازه مرطوب قرار گیرد. این مورد به طور عمده در طول ماه‌های گرم و مرطوب تابستان در انبارها و چاپخانه‌ها بدون امکانات تنظیم شرایط دما و رطوبت، ‌یا زمانی که از لفاف محافظ در برابر رطوبت در طی حمل و نقل و انبارش در شرایط مرطوب استفاده ‌نشود پدید می‌آید. چنانچه در زمستان، کاغذ بسیار سرد و با بسته از پیش باز شده در مجاورت هوای گرم چاپخانه قرار گیرد، دمای هوای پیرامون به سرعت کاهش خواهد یافت و در نتیجه موجب افزایش ناگهانی رطوبت هوا خواهد شد.

لبه‌های جمع شده زمانی ایجاد می‌شوند که کاغذ با رطوبت معمولی در هوای بسیار خشک قرار گیرد. در این شرایط، ‌لبه‌های ورق‌ها رطوبت را دفع می‌کنند که در نهایت موجب جمع شدن آنها به سمت مرکز سطح ورق‌ها می‌شود. این مورد به طور عمده در زمستان پدید می‌آید. نوسانات رطوبتی تا 5٪ (چه بیشتر و چه کمتر) موجب جمع شدن یا موج‌دار شدن لبه‌ها نخواهد شد. اما تفاوت در رطوبت نسبی از 8 تا 10 درصد سریعا منجر به شرایط بحرانی می‌شود.

تاثیرات دمای محیط داخلی

دما تنها تاثیرات جزیی در رطوبت بسته‌های کاغذ دارد. با این وجود از آنجایی که دما یکی از عوامل تعیین‌کننده در رطوبت نسبی هواست به عنوان یک مورد جدی باقی می‌مانند. این بدان معناست که اگر تفاوت محسوسی در دمای بسته‌ها و دمای محیط وجود داشته باشد، کاغذ باید در لفاف محافظ در برابر رطوبت باقی بماند تا تفاوت دمایی از بین برود. زمان صرف شده برای ایجاد این تعادل بسته به میزان تفاوت دمایی و ابعاد بسته کاغذ فرق می‌کند. نکته حایز اهمیت این است که انواع مختلف کاغذ مشخصات متفاوتی به لحاظ رسانایی حرارتی دارند. بنابراین زمان‌های صرف شده برای ایجاد تعادل دمایی در انواع کاغذها متفاوت است.

رطوبت و تمایل کاغذ به خمیدگی

تمایل به خمیدگی رابطه نزدیکی با نوسانات رطوبتی دارد. خمیدگی در اثر جمع شدن یا عریض شدن فیبرهای کاغذ در جهت بیراه ایجاد می‌شود. زمانی که یک روی کاغذ رطوبت جذب کند، فیبرها در یک جهت عریض شده و باعث می‌شوند که کاغذ به سمت سطح خشک خود خمیده می‌شود. به محض برقرار شدن مجدد تعادل در رطوبت موجود در ساختار کاغذ، این حالت از بین می‌رود، مگر اینکه به دلیل توزیع غیریکنواخت فیبرها این حالت باقی بماند.

تاثیر رطوبت و دمای دسته کاغذ در خشک شدن مرکب

رطوبت بیش از اندازه دسته کاغذ می‌تواند موجب افزایش قابل ملاحظه‌ای در زمان خشک شدن مرکب شود. تجربه نشان داده است که رطوبت دسته کاغذ تا 60 درصد هم باعث افزایش قابل ملاحظه زمان خشک شدن نخواهد شد، اما بالاتر از 60 درصد اثر به شدت واضح خواهد بود و در برخی موارد باعث می‌شود زمان خشک شدن سه برابر حد معمول طول بکشد. البته طولانی شدن زمان خشک شدن ممکن است در صورت سرد بودن بیش از اندازه دسته کاغذهای چاپ شده هم باشد. اگر کاغذ چاپ شده به طور موقت در یک اتاق سرد نگهداری شود (افت دما از 25 تا 5 درجه سانتی‌گراد) مرکب به 10 تا 15 ساعت بیشتر برای خشک شدن نیاز خواهد داشت.

رابطه میان دما و رطوبت محیط و مشکلات فنی در چاپ

میزان رطوبت، بسته به نوع کاغذ می تواند بر مشخصات کلی کاغذ اثرگذار باشد. برای مثال در مواردی از قبیل مقاومت کششی، مقاومت در برابر تاشدگی و صافی سطح کاغذ. اگرچه به طور کلی، موارد ذکر شده تنها در شرایط بسیار نامطلوب منجر به مشکلات فنی می شوند. این مسئله در رابطه با دو مورد مشکل ساز دیگر یعنی الکتریسیته ساکن و تغییر ابعادی بسیار متفاوت است. هر دو مورد در قابلیت حرکت کاغذ تاثیر منفی دارند که موجب عدم تطابق و دیگر مشکلات چاپی می شود.

تغییرات ابعاد کاغذ

فیبرهای تشکیل‌دهنده کاغذ، بسته به رطوبت نسبی موجود، رطوبت را جذب یا دفع می‌کنند و در پی آن دچار افزایش یا کاهش حجم می‌شوند. به بیانی دیگر شکل فیبرها تغییر می‌کند و این تغییر در جهت بیراه کاغذ بسیار فاحش‌تر از جهت راه کاغذ است. انواع مختلف کاغذ می‌توانند به میزان 1/0 تا 3/0 درصد در جهت راه کاغذ و 3/0 تا 7/0 درصد در جهت بیراه کاغذ افزایش حجم پیدا کنند. البته دستیابی به این مقادیر در عملیات چاپ مقدور نیست، اما در آزمایش‌های افزایش حجم ناشی از رطوبت بر طبق استاندارد DIN/ISO 8226-1 قابل اندازه‌گیری هستند. این آزمایش‌ها نشان می‌دهند تغییر ده درصدی رطوبت نسبی موجب افزایش سطح کاغذ در عرض با تناسب 1/0 تا 2/0 درصد می‌شود. این بدان معناست که یک کاغذ با عرض 100 سانتیمتر، 1 تا 2 میلیمتر پهن‌تر خواهد شد؛ تغییر ابعادی که به یقین منجر به مشکلات فنی مانند روی هم نخوردن رنگ‌ها می‌شود. خوشبختانه این مشکل ناشی از جذب رطوبت تا حد زیادی با ابداعات فنی برطرف شده است. راهکارهایی از قبیل دستگاه‌های رطوبت‌دهی، پلیت‌های افست با نیاز کمتر به رطوبت و افزودن الکل به محلول رطوبت‌دهی، سرعت چاپ را افزایش و زمان خواب ماشین چاپ را به شدت کاهش داده‌اند.

الکتریسیته ساکن

مشکل دیگری که اغلب پیش می‌آید، چسبیدن کاغذها به یکدیگر است که در بسیاری موارد به دلیل الکتریسیته ساکن اتفاق می‌افتد. الکتریسیته ساکن به طور عمده در اثر اصطکاک، تماس مستقیم با مواد دیگر و سرعت بالا در جداسازی کاغذها ایجاد می‌شود. به طور معمول هنگامی که کاغذ بسیار خشک در معرض هوای با رطوبت پایین قرار می‌گیرد، الکتریسیته ساکن ایجاد می‌شود. پایین‌ترین حد رطوبت برای کاغذ و رطوبت نسبی هوای کارگاه، 40 تا 32 درصد است. چسبیدن کاغذها به هم در اثر الکتریسیته ساکن منجر به تغذیه چندتایی ورق‌ها به ماشین چاپ به طور همزمان می‌شود. الکتریسیته ساکن همچنین باعث حبس هوا بین ورق‌ها در خروجی دستگاه و سپس خروج سریع آن می‌شود که نتیجه آن پشت زدن کاغذ(set-off) است.