印刷原理與工藝課件

1、第五章 平版印刷的水墨平衡和潤版液的使用1、平版印刷的基本模式、特點2、水墨平衡理論3、油墨乳化4、潤濕液的組分、作用、用量控制？第一節(jié) 平版印刷概述1、原理印版的圖文著墨部分和空白部分幾乎在同一平面上，根據(jù)油水不相混溶原理，在圖文部分上墨空白部分上水來完成印跡圖文的轉(zhuǎn)移。目前常見的平版印刷形式就是膠印，在國內(nèi)整個印刷中占最主要地位約占50%以上。版面特點及原理如下圖所示： 平版印刷區(qū)別于凸、凹、孔版印刷的二個最主要的特點是： （1）平版印刷過程中有水的參與。 （2）平版印刷是間接印刷，用橡皮布作為油墨的中間轉(zhuǎn)移載體。一 、平版印刷工藝原理及其發(fā)展2、平版膠印版面特點及印刷原理圖3、發(fā)展（1）

2、版材：石版玻璃版鋅金屬版鋁金屬版CTP版（2）制版：手工描繪重鉻酸感光膠體系重氮感光膠體系CTP制版（3）直接平印間接膠?。绹送?。魯比爾）二、平印的特征：印版上的圖文與非圖文部分幾乎在同一個平面上印刷過程一定要有水的參與印刷部件中多一根橡皮滾筒三、平印基本模式：第一步：先給印版供水，再供墨第二步：印版上的油墨先轉(zhuǎn)移到橡皮布上第三步：在印刷壓力的作用下，橡皮布上的油墨再轉(zhuǎn)移到承印物上單張紙平印模式卷筒紙平印模式膠印過程的模型第二節(jié)、水墨的傳遞與油墨的乳化一、平印中的水墨接觸1、印刷過程中的水墨傳遞當膠印機合壓印刷時，著水輥、著墨輥與印版的空白部分、圖文部分存在著A、B、C、D四種輥隙狀態(tài)，

3、如圖所示，油墨、水在各個輥隙間被強制混合，再分開。ABCD膠印機的油墨和水的傳遞 A：著水輥與印版空白部分的輥隙B：著水輥與印版圖文部分的輥隙C：著墨輥與潤濕過的空白部分的輥隙D：著墨輥與印版圖文部分的間隙2、印刷過程中的四種輥隙著水輥、著墨輥與印版的輥隙 3、不同油墨乳化程度不同二、平印中油墨的乳化1、什么是乳化（1）乳濁液的概念：又稱乳化液或乳狀液。它的分散相和分散介質(zhì)是兩種互不相溶的液體，一種液體以微細粒子的形狀分散在另一種液體中，如牛奶、豆?jié){等。借乳化劑或機械力作用，使其中一種液體分散在另一種液體中而形成的乳狀液體，這種作用稱為乳化。2、平印中的乳化平印過程中油墨的乳化是一定存在的3、

4、平印中的油墨乳化的類型一是形成油包水型乳狀液：W/O二是形成水包油型乳狀液：O/WO/WW/O4、乳化劑及引起乳化的因素（1）乳化劑定義和種類定義：凡是能促使乳化提高乳狀液穩(wěn)定性的物質(zhì)稱為乳化劑(促使兩種互不相溶的液體形成乳濁液的物質(zhì))。種類：A：按乳狀液類型可分為油包水型和水包油型乳化劑。B：按狀態(tài)和來源可分為：表面活性劑類乳化劑、高分子型乳化劑、天然乳化劑、固體粉末乳化劑。（2）促使油墨乳化的因素紙張、油墨（酸值、粘度、顏料性質(zhì)）、沖淡劑和催干劑、潤版液（親水膠體含量、PH值）、版面水量及其他因素(外力、溫度、乳化劑等)5、油墨乳化的測定（1）對所用油墨、紙張和潤濕液的印前測定（2）測定乳

5、化值：其中G為實際被測乳化油墨的重量；g為乳化油墨水份蒸發(fā)后的重量。(3)高頻分析法（4）對照比較法三、馬丁西維爾平印模式印刷機上的某些材料必須有一定的表面能，能被潤濕液或油墨優(yōu)先潤濕油墨與潤濕潤濕液必須是互不相溶但又是可相混合的。為了保證印刷品上的一定密度，印刷到承印物上的墨層厚度大約為1m印刷機上的各輥子對潤濕液和油墨必須分別表現(xiàn)出不同的潤濕性能平版印刷品墨色淡平版印刷屬間接印刷平版印刷有水參與，油墨乳化嚴格控制水量分散相占體積74%分散介質(zhì)占體積26%假定：分散相為油，分散介質(zhì)為水若水的體積比處于26%74%之間：體系可能是W/O，也可能是O/W若水的體積比小于或等于26%：體系只可能是

6、W/O若水的體積比大于或等于74%：體系只可能是O/W因此，膠印中要形成穩(wěn)定的W/O油墨，水在油墨中的體積比不能超過26%經(jīng)驗表明：膠印中要形成穩(wěn)定的W/O油墨，水在油墨中的體積比不能低于15%一、水墨平衡的相體積理論第三節(jié)、平版印刷中的水墨平衡理論問題：水墨平衡的含義？水墨平衡可分為力系平衡和質(zhì)量平衡，力系平衡是指印版圖文基礎對油墨的親和力和空白部分中間層對水的親和力保持相互適應的平衡。質(zhì)量平衡是指版面上的用墨量和用水量保持比例協(xié)調(diào)并達到相對穩(wěn)定的平衡。在印刷過程中實現(xiàn)水墨平衡的工藝措施三平：滾筒平，墨輥平，水輥平；三?。簤毫π?，墨量小，水量?。蝗冢呵诳从?，勤掏墨斗，勤洗橡皮布和印版所謂

7、水墨平衡，是指在印刷速度和印刷壓力一定的情況下，在保證圖文印跡色彩還原、灰平衡、各色密度及階調(diào)值符合客戶要求的前提下，使用最少的供墨量和使空白部分限制在規(guī)定限度的面積之內(nèi)的前提下，使用最少的供水量，這就達到了木墨平衡。1、膠印水墨平衡的目標：在印版的圖文部位和印版的空白部位形成嚴格的分界線wo時：油墨向印版空白部位擴展水墨wo水墨wo水墨wowo時：水向印版圖文部位擴展wo時：水墨形成嚴格的分界線經(jīng)驗表明：當水的表面張力下降到4.0-5.010-2N/m，水墨達到平衡二、水墨平衡的表面過剩自由能理論（靜態(tài)平衡）2、平印版版基選擇原理幾種常見金屬的油滴接觸角如下：(1)干燥純金屬面之油滴接觸角氫

8、氧處理面:鎳 鐵鉻銅鋁鋅 小 親油性 大(2)水中油滴接觸角鋅 銀 銅 黃銅 鎳 不銹鋼 鋁 鉻 30。 64。 77。 86。 100。 110。 140。 150。3、平版使用潤版液的原理第一在印版空白部分形成排斥油墨的水膜，以抵制圖文上的油墨向空白部分的浸潤，防止臟版。第二，版面上的親水層會遭到破壞，這就需要利用潤濕液中的電解質(zhì)與因磨損而裸露出來的版基金屬發(fā)生化學變化，以形成新的親水層，維持印版空白部分的親水性。第三，調(diào)整油墨的溫度，油墨的粘度，隨溫度的微小變化發(fā)生急驟的變化。潤版液具備特性：空白部位的不感脂化；空白部位的加固作用；印版的清洗作用；控制值的變動；防止蒸發(fā)和干燥； 防止印刷

9、機生銹。（1）平印中的水墨接觸當膠印機合壓印刷時，著水輥、著墨輥與印版的空白部分、圖文部分存在著A、B、C、D四種輥隙狀態(tài)，如圖所示，油墨、水在各個輥隙間被強制混合，再分開。ABCD4、動態(tài)水墨平衡A：著水輥與印版空白部分的輥隙B：著水輥與印版圖文部分的輥隙C：著墨輥與潤濕過的空白部分的輥隙D：著墨輥與印版圖文部分的間隙（2）印刷過程中的四種輥隙其目標：在印版的圖文部位和印版的空白部位形成嚴格的分界線三、水墨平衡的場型理論將強化處理過的水傳遞給印版的空白部分，從而形成接近靜態(tài)的油水互不浸潤的水墨平衡在其周圍形成一個“場”。使水分子之間的牽引力增強油墨油墨油墨+-水+-+-+-+-+-水放入靜電

10、場第四節(jié) 潤版液一、平版印刷工藝對潤濕液的要求目的：1、在印版的空白部分形成均勻的水膜，防止臟版。2、補充親水層；3、控制版面油墨的溫度 二、普通潤濕液 （能形成緩沖作用）組分 潤濕液 1 2 3 4 5 H3PO4(磷酸，ml) 50 200 25 9 200 NH4NO3(硝酸銨，g) 150 250 NH4H2PO4(磷酸二氫銨，g) 70 150 200 210 (NH4)2Cr2O7(重鉻酸銨，g) 10 300 檸檬酸(g) 250 阿拉伯膠或CMC 200ml48B 120g 水(ml) 3000 3000 3000 3000 3000 三、低表面張力的潤濕液1.潤濕液表面張力的

11、降低三類物質(zhì)大溶液的表面張力和濃度的關系物質(zhì)表面水溶液的表面張力與濃度之間的關系可歸納為三類：A：濃度改變，張力幾乎不變。B：隨濃度增大而張力減小。C：當濃度升高時張力迅速減小，但當濃度增大到某一值時，張力不變。幾個基本概念：1）表面活性：2）表面活性物質(zhì)：3）表面活性劑：2、表面活性劑的分類與HLB值 （1）表面活性劑（兩親分子）的結(jié)構(gòu)與性能：能明顯降低表面張力，提高表面活性并促進乳化的物質(zhì)。A：表面活性劑的結(jié)構(gòu)：如圖 OO S O ONa+C12H25SO4NaB：表面活性劑的分類離子型：陰離子型如圖1-18，陽離子型如釁1-19，兩性型（PH值較低時為陰離子，PH值較高時為陽離子）如圖1

12、-20非離子型：如圖1-17C：表面活性劑的性能：離子型要發(fā)生化學反應，非離子型不發(fā)生化學反應，應用較廣。:HLB值的定義(Hydrophile Lipophile Balance)：又稱：親憎平衡值，用以選擇表面活性劑物質(zhì)。 定義：是衡量兩性表面活性劑的雙親性能的關系指標:HLB值的確定： 規(guī)定：油酸HLB值=1 親油油酸鈉 HLB值=18 親水 -C關系曲線 （2）HLB值將親水性強的HLB值定為1，親油性強的HLB值定為18，來判定親水親油性HLB=20(1-M0/M)M0為憎水基分子量，M為表面活性劑分子量B.結(jié)構(gòu)集團數(shù)（Davies）HLB=7+(親水集團數(shù))-(親油集團數(shù)):HLB

13、值的計算 A格里芬定律3.酒精潤濕液 水溶液表面張力與乙醇濃度的關系。 酒精潤濕液配方 組分 潤濕液 1 2 3 4 H3PO4(85%) 22ml 5ml 15ml 10ml (NH4)2Cr2O7 30g NH4H2PO4 25g C2H5OH(乙醇) 340ml 340ml 250ml CH3CH(OH)CH3(異丙醇) 300ml 檸檬酸 30g 阿拉伯膠 (48B)40ml (14B)15ml 10g 5g 水 1000ml 1000ml 1000ml 1000ml 4.非離子表面活性劑潤濕液 2080對水表面張力的降低四色膠印油墨的乳化強化水潤濕液，是利用“場”來控制水和油墨界面的

14、理論研制而成的。 強化水潤濕液，需要有強化水裝置完成對水的強化。該裝置由三部分組成：第一部分為誘導強化裝置，此裝置放在水箱里；第二部分是水斗強化嘴，裝在給水邊出口處；第三部分是穩(wěn)定強化裝置，放在水斗里。 第五節(jié)潤濕液的pH值PS版對酸、堿的耐蝕力較低，潤濕液的pH值在56之間為好；界面張力與pH值的關系降低或提高潤濕液pH值，在印刷過程中并不是獨立存在的，在調(diào)整潤濕液的pH值時，要仔細分析，綜合考慮。 第六節(jié)潤濕液用量的控制一、版面水分的消耗 水在油墨中的乳化在印刷過程中向周圍空間蒸發(fā) 被紙張直接吸收 擠壓滴下 傳遞水量和時間的關系 -圖像部分-非圖像部分二、影響潤濕液用量的因素 潤濕液的種類

15、、組成，印刷機的溫度，油墨的吸水性、墨層厚度，紙張的性能等因素，對供液量的實用范圍都有影響 1.潤濕液的種類對供液量實用范圍的影響 潤濕液供液量實用范圍 2.溫度對供液量實用范圍的影響 溫度對供液量實用范圍的影響3.潤濕液用量與墨層厚度的關系 吸水量大的油墨墨層厚度與潤濕液用量的關系吸水量小的油墨墨層厚度與潤濕液用量的關系不同吸水量油墨的供液量實用范圍三、潤濕液用量的控制 1.目測法 2.水膜厚度測量儀 水溶液在紅外線波段的吸收光譜In(Io/I)=kbc式中I0為入射強度，I為透射光強度，k為常數(shù)，b為水膜厚度，c為水溶液密度 原理是：利用一個旋轉(zhuǎn)濾光鏡輪將波長2.96m和2.55m的光交替

16、照射到膠印機的印版上，兩束紅外線透過水膜后被印版反射。其中一束紅外線透過水膜時并沒有被水膜減弱，而另一束紅外線隨著水的加厚被強烈的吸收。因此，從版面上反身回來的紅外線，各有不同的強度。不同強度的紅外線被一個光電管檢測，并經(jīng)特殊的脈沖電路，轉(zhuǎn)換成水膜的厚度不同厚度水膜對紅外線的吸收曲線版-橡=R版+版+橡+R橡-H橡-壓橡-壓=R壓+紙+橡+R橡-H橡-壓第七節(jié) 確定滾筒包襯的理論與方法平版印刷機的壓縮量1、橡皮布的結(jié)構(gòu)和種類橡皮布的結(jié)構(gòu)橡膠層高彈性層氣墊層軟棉架層橡膠層高彈性層軟棉架層橡膠層高彈性層軟棉架層氣墊層（有的沒有）普通橡皮布氣墊橡皮布決定著油墨的傳遞性能聯(lián)接作用骨架作用消除橡皮布的凸

17、包橡皮布的種類不可壓縮性橡皮布壓縮性橡皮布普通橡皮布氣墊橡皮布一、橡皮布的性能與變形橡皮布在印刷中的作用提供印刷中所需的印刷壓力補償因承印物表面不均勻，而引起的接觸不良橡膠的特性橡膠的彈性模量小橡膠的泊松比接近于0.5橡膠伸長率大橡膠分子的狀態(tài)橡膠的粘彈性橡膠的蠕變橡膠的應力松馳橡膠的內(nèi)耗2、橡皮布的作用和特性橡皮布變硬、光亮或龜裂橡皮布變松橡皮布老化決定橡皮布高彈性不可壓縮性橡皮布的拉伸變形安裝橡皮布時要注意這種變形因印刷機的原因，橡皮布的受力會不一致橡膠的扭曲變形影響油墨的轉(zhuǎn)移3、橡皮布的變形TTTT保證橡皮布的平行橡皮布的壓縮橡皮布是不可壓縮的橡皮布在壓印過程中起凸包3、橡皮布的變形凸包

18、普通橡皮布塞茨實驗2R無壓RR2R加壓當滾筒系統(tǒng)轉(zhuǎn)移印刷圖文時，橡皮布滾筒實際轉(zhuǎn)動半徑增大了，造成滾筒滑移，圖文轉(zhuǎn)移失真。橡皮布的擠壓變形 橡皮布的固定固定平穩(wěn)，受力均勻橡皮布的固定與安裝橡皮布的安裝橡皮布在滾筒表面不滑移為好橡皮布與包襯厚度略大于所需厚度新安裝的橡皮布要分次緊固二、確定滾筒包襯的理論 實質(zhì)：確定襯墊的厚度 目的：調(diào)節(jié)滾筒間隙，使?jié)L筒齒輪在齒輪節(jié)圓相切的位 置上嚙合，即達 到理想的滾壓狀態(tài)，從而在滾筒 之間產(chǎn)生印刷工藝所需的接觸壓力。 理論基礎： 印刷機滾筒筒徑的配置情況 1、等徑包襯理論 三滾筒直徑相同 增加橡皮布滾筒、印版滾筒的直徑來彌補壓縮量 只增加橡皮布滾筒的直徑來彌補

19、壓縮量 實際印刷時，滾筒滾壓時產(chǎn)生滑移。 2、異徑包襯理論塞茨實驗、米勒實驗塞茨異徑理論：R橡R壓R版 或 R橡R壓= R版幾何速差理論 塞茨(Sites)異徑理論 彈剛主動隨動米勒實驗旋轉(zhuǎn)速度變化率（%）(nm) 橡皮布(0.19mm)橡皮布(0.17mm)紙板(0.15mm)三、橡皮滾筒同步滾壓的滾壓比 同步滾壓是指兩滾筒在齒輪嚙合的條件下無滑移的滾壓 橡皮滾筒表面的擠壓狀態(tài) 第八節(jié) 無水膠印一、無水膠印技術（一）無水膠印原理無水膠印印版是在感光層上再涂上一層硅橡膠層，曝光前感光層與硅橡膠層牢固地粘附在一起，感光后感光片產(chǎn)生光聚合反應，使上層的硅橡膠層粘附而固定下來，具有硅膠斥油特性。（二

20、）無水膠印系統(tǒng)主要由三部分組成：無水印版、無水油墨、印刷設備溫度控制系統(tǒng)。無水印版主要有日本和美國的印版。（三）無水膠印印版結(jié)構(gòu)和曬制：1、結(jié)構(gòu)：由支承體、粘合層、感光層、硅膠層、覆蓋層組成傳統(tǒng)的無水膠印版DI膠印機上采用的無水印版2、曬制：傳統(tǒng)印版的曬制:曝光、顯影、水洗、干燥如圖1-85;而現(xiàn)代印版常采用激光掃描來完成（四）無水膠印的優(yōu)缺點1、印刷品質(zhì)量高：（1）顏色更鮮艷，暗調(diào)更暗，亮調(diào)更亮；（2）色彩還原更真實；（3）分辨率好、印刷反差大；（4）更大的色域空間（5）網(wǎng)點擴大小，色彩一致；2、承印材料廣；3、降低消耗，提高生產(chǎn)效率；4、操作簡單，有利于環(huán)保；5、適合采用調(diào)頻網(wǎng)技術。6、不

21、使用潤版液，避免由于紙張吸水導致的紙張變形、套印不準、印品光澤度差。缺點1、印版過于昂貴，2、油墨黏度很高，對紙張表面質(zhì)量要求高3、要求印刷單元處于嚴格的溫控下，允許溫度變化范圍小；4、印版版面易受損傷、磨損或撕裂竺。網(wǎng)點擴大值小無水膠印印版的結(jié)構(gòu)像凹印版網(wǎng)點擴大值小原版網(wǎng)點百分比50%印品網(wǎng)點擴大值30%015%（五）溫度控制1、串墨輥中通冷水2、橡膠輥中通冷水3、吹冷風無水膠印機必須要在特殊的溫控裝置第九節(jié) 平版膠印機一、平版印刷機：平印機種類較多有單色、雙色、多色；單張、卷筒；單面、雙面；有全張、對開、四開、八開等。（1）單色機結(jié)構(gòu)如圖所示：單色機（2）多色膠印機結(jié)構(gòu)多色機3、印刷機由給

22、紙機構(gòu)、印刷機構(gòu)、供墨機構(gòu)、潤濕機構(gòu)、收紙機構(gòu)等五大部分組成。 二、平版膠印作業(yè)平版膠印工藝流程：印刷前的準備、安裝印版、試印刷、正式印刷，印后處理等（一）印刷前的準備1、閱讀印刷工藝施工單；2、紙張的準備：（1）調(diào)濕處理：使紙張的含水量和印刷車間的溫濕度相適應并保持相對的穩(wěn)定。調(diào)濕方法：A：在印刷車間內(nèi)進行晾紙，使紙張的含水量和印刷車間的溫、濕度相平衡。B：把紙張先在較潮濕的地方加濕，然后再放入印刷車間或與印刷車間溫、濕度相同的晾紙間進行平衡。C：用晾紙機晾紙。紙張的絲縷：橫絲縷、縱絲縷。（2）敲紙：A：提高紙張的機械強度；B：提高紙張的平整度；C：微量彌補印張圖文的套準誤差；D：提高拖梢邊

23、的挺硬度和松散度。（3）闖紙：是把散亂或不齊的白紙，半成品或成品，用人工的方法把它們整理整齊的工藝操作。（4）堆紙：經(jīng)敲壓和闖齊的紙張，一迭一迭整齊地堆放在輸紙機的堆紙臺上，稱為堆紙。2、油墨準備：選墨和調(diào)墨；（1）油墨干燥性能的調(diào)節(jié)；（2）油墨粘度的調(diào)節(jié)；（3）油墨流動性調(diào)整。3、印版的準備：主要是檢查印版包括色別、質(zhì)量、規(guī)線等；4、潤版液的準備：（1）潤版液的作用：防止臟版、補充親水層、降低版面溫度；（2）潤版液的性能：充分潤濕版面、不使油墨嚴重乳化、不影響油墨轉(zhuǎn)移、清潔版面、對印版和印機沒有腐蝕性。（3）潤版液的組成：磷酸鹽、磷酸、檸檬酸、乙醇、阿拉伯樹膠、水及表面活性劑。（4）常用潤版

24、液：普通潤版液、酒精潤版液、非離子表面活性劑潤版液；P37-385、包襯的檢查：包襯有軟、中、硬三種；6、安排印刷色序；7、印刷機壓力的調(diào)節(jié)；（1）滾枕：（2）滾筒中心距調(diào)節(jié)（二）安裝印版1 、掛夾上版法如圖1-592、插夾上版法如圖1-603、彎邊上版法如圖1-614、掛釘上版法 5、校正規(guī)矩（1）規(guī)矩線：十字規(guī)矩線、裁切線、角線如圖1-63（2）第一色圖文位置的確定：如圖1-64（3）套印誤差的彌補：如圖1-65A：串版法:如圖1-66B：滾筒移位法：如圖1-67C：調(diào)節(jié)紙規(guī)矩：如圖1-68（三）試印刷1、油墨量的調(diào)節(jié)：（1）墨斗輥墨層調(diào)節(jié)：如圖1-69（2）墨斗輥轉(zhuǎn)角調(diào)節(jié)2、潤版液量的調(diào)節(jié)（1）水輥壓力調(diào)節(jié)：鋼片試插法、紙條拉測法。如圖：（2）輸水量的調(diào)節(jié)：A：整版調(diào)節(jié)法：B：局部水量調(diào)節(jié)法：a：壓球減水膜法，如圖1-