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浅探纸张的含水量和酸碱度

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    纸的基本原料是植物纤维,一般都会再细分为木材和非木材两类。大部分纸张,都是用木材纤维造成,这是由於木材的各个部分,都有大量的纤维,而且它的成本也较为便宜。不过,在选用木材以外,亦有纸张是用非木材纤维造成,例如蔗渣、芦苇、破布等。不同的原料,会影响到纸有不同的化学特性。以下会就纸的含水量和酸筋性两方面,跟大家讨论一下。 

    

    纸的含水量 

    

    通常纸的含水量,是以纸中所含水份的重量,与纸的重量作百分比表示。一般印刷用纸的含水量,约在4~8%之间,按这比例计算,一吨纸中,约有40~80千克的重量为水。 

    

    纸张中有多少巴仙是水,是个十分重要的问题。无论纸张的含水量过多或过少,对印刷的效果,多少都会有影响。水份太少,纸就容易变脆,而且还很易在印刷机上产生过多的静电;但纸张的水份太多,也不是一件好事,因为这会使印刷油墨不易干燥。不过相对来说,水份之多寡,对印刷的影响还算是小了,它对纸张本身的影响更大,纸的抗张力、柔韧性、耐折度等,都会因含水量的转变而起变化。 

    

    前面提过,造纸的基本原料是植物纤维。植物纤维具亲水性,属亲水性物质。原来所有亲水性物质,都有一个特性,就是要以水为媒来结合。这即是说,单凭压力去挤压纸张纤维,而失去水作调和,纤维就无法结在一起,造成纸张。但这并不表示水越多,纤维便会结得越紧,所谓物极必反,纤维间的结合强度,与合水量的关系为一条钟型曲线(bellcurve),假设水份增加到一定份量时,纸张的结构就会变得松散,纤维的结合强度就开始下降,影响纸张的抗张力。 

    

    反过来说,水份太少,对纸张亦有影响。由於含水量太少,纸就变得过於刚硬,因而容易发脆,纤维之间亦容易滑移,大大降低纸张的柔韧性和耐折度。所以纸张要发挥它的最佳性能,就要适当控制纸张中的水份含量。 

    

    不过,我们还需要考虑到空气中的湿度。当纸张中的纤维暴露於空气中时,它很自然会吸收空气中的水份,吸收的速度有多快,视乎当时的湿度和温度而定;而如果当时的空气是十分干燥的话,那麽纸张中的水份,就会反过来流失於空气之中。纸张是会吸收水份,还是会流失水份,是基於纸张和空气的相对湿度而定。如果纸张的含水量跟空气中水份含量相等,那就达至平衡水份,纸张的结构就不会因空气的湿度而再赳变化。不同的纸张,在不同的相对湿度下,都有相应的平衡水份,而即使在同一湿度下,不同纸质也会有不同的平衡水份。纸质越具亲水性的,纸的平衡水份就越高,反之亦然。 

    

    测定水份的方法并不复杂,简单地解说,是把测试的样本,放入100~105°C的烘箱中供至[恒重](桓重即是指连续两次的量重,样本的重量相差在万分之二以下),然後按以下公式计算: 

    

    X=(m1-m2)/m1×100% 

    

    X:样本中的水份含量(%) 

    

    m1:烘乾前样本的质量(g) 

    

    m2:烘乾後样本的质量(g) 

    

    纸的酸碱度 

    

    酸碱度是以pH值来表示,当pH值是7,表示纸张的酸碱度是中性,如果pH值低於7,就表示纸张偏酸,高於7就是偏碱。这一大堆数值中,最好的当然是表示中性的7,但实际上,pH值正正是7的纸不多。很多非涂怖纸的酸碱度,是在4.5~7.0之间,带有弱酸性;而涂怖纸的酸碱度则在7~9之间,带有弱碱性 

    

    但即使量出了纸张的pH值,并不代表这张纸永远都是处於这个酸碱度,酸碱度是会因著周围的环境而变化。 】掌 中含有二氧化碳,这种氧体会与纸张中的水份发生化学作用,令pH值逐渐下降,生成弱酸性。带碱的纸可能会因此而逐渐变酸,而带酸的就变得更酸。 

    

    为什麽我们一定要知道纸的pH值?因为纸的酸碱度,会直接影响到纸的寿命。一张纸,它的pH值越低,纸张的褪色现象和抗张力就会越来越差,也就表示,这张纸命不久矣。在酸性的影响下,纸张的纤维素和半纤维素会加速分解,令纸张的分子结构变得松散。但提高pH值,也不见得一定会延长纸的寿命,因为在过碱的环境下,纤维也会加速分解。 

    

    那麽用pH值低的纸印刷,会有什么问题出现?在印刷时,纸张的酸性物质,会与添加於油墨中的乾燥剂起化学作用,产生不溶於油的物质,令氧化结膜的干燥过程受阻,减慢,油慢油墨的干燥速度;除此之外,由於印刷用的润滑液本身已带弱酸性,而纸张在印刷的过程中,又不断渗出酸性的物质,加重润滑液的酸性,进一步拉长干燥时间,使印品出现乾燥不良和背面沾脏的现象。 

    

    pH值高的纸又有另一个问题。如同酸性过高的纸,碱性过高的纸在印刷中,也会分解出物质,不过这次分解出来的是碱。这些碱性物质会中和润版液,提高了润版液的pH值,因而影响到油墨的正当转移,更甚者,会减低印品的光泽,令油墨看起来,颜色不够鲜艳。 

    

    所以,只要我们在印刷前,先了解纸张的酸碱度,便可按这来调整润版液的pH值,与及使用可相配合的油墨来印刷,从而有效地保持印刷的品质。

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