印刷原理与工艺 修正.docx

印刷原理与工艺 修正看图题 1 此图是纸张毛细管孔径与油墨颜料粒子大小的分布图。(a)图情况表明，大于纸张毛细管孔径的颜料粒子较多，有可能出现油墨的粉化现象。(b)图情况表明，大于纸张毛细管孔径的颜料粒子较少，不至于发生油墨粉化现象。如渗入纸张的颜料粒子的数量适中，这是较为理想的分布情况。 2 此图是三种不同油墨的混水量曲线。纵坐标是将润湿液和油墨混合后，测得100g的油墨中的混水量，横坐标是水墨混合的时间。 A表示最容易混入水的油墨，由于油墨中含水过量，造成油墨的丝头过短，油墨从印刷机的墨斗中很难输出，故不适合于平版印刷。 C表示最不容易混入水的油墨。油墨对水几乎是排斥的，印刷中被挤入油墨中的润湿液微珠很快地又从油墨中离析出来，附在油墨表面而形成一层水膜。这就妨碍了油墨向橡皮布转移。经验表明这种油墨传递性极差。而可能使印刷发花，也不能用于平版印刷。 B表示和水混合难易程度适中的油墨，最宜用于平板印刷。这种油墨能使润湿液的微珠分散在油墨中，使油墨乳化。这就为排除附在油墨上的润湿液提供了一条途径。油墨传递性能良好。可见平印油墨在印刷过程中的乳化不可避免，而且还是油墨转移所需要的，绝对不乳化的油墨并不适用于平版印刷。 3 A:硬性包衬 B:中性包衬 C:软性包衬 此图是软硬不同包衬的P-关系的实验图。对于AC曲线可以看出对应同样的增量 ，软性包衬的P比硬性包衬的P小；对于BC曲线可以看出，对应同样的增量P，软性包衬的比中性包衬的大。 4 两个相互滚压的墨辊间的油墨，相对于墨辊来说，处于流动状态。左图表示一个弹性辊和一个刚性辊对滚的情形。两辊的外缘形成一个有双向喇叭的间隙。两辊接触前各自附有一层油墨，汇合后进入间隙，通过间隙的最窄处后逐渐分裂。分裂过程中，油墨先被拉成丝，墨丝在一处或几处分裂，大部分油墨分别粘附在两根辊上，很少一部分油墨可能抽离出来，形成墨雾，这就是油墨在墨辊间流动过程的一个概略描述。 墨流沿辊隙方向的压力是变化的，墨流汇合后进入辊隙，压力便开始上升，在辊隙中央前方不远处达到最大，然后下降，一直降到比出口大气压更小的程度。墨辊表面上墨流的速度理想情况下就等于墨辊外缘的线速度。墨流内部每个断面的速度分布是上下对称的，在中点达到最大值或最小值。在达到最大压力以前，墨流内部各点的速度比墨辊外缘的速度小；在超过最大压力后，墨流内部各点的速度比墨辊外缘的速度大。平均速度沿墨流方向，在达到最大压力之前逐渐减小，在超过最大压力以后逐渐增大，直到最低压力处。 5 此图是三类物质水溶液的表面张力和浓度的关系，曲线A随着溶液浓度的上升，r几乎没有变化或略有上升，无机盐酸碱的水溶液的r-c曲线既是这样；曲线B随着溶液浓度的上升r缓缓下降，短碳链的羟酸类的水溶液的r-c曲线即是这样；曲线C随着溶液浓度的上升r先是骤然下降，降至某值后，下降的速度明显变缓，最终趋于某个平稳值，这样的溶液很多，如油酸钠的水溶液。 6 .一般粘弹材料压缩的应力与应变时间随时间变化的曲线在初时刻加载，应力瞬即达到有限值，此后保持载荷不变，则亦保持恒定，到某时刻制载，应力瞬即由降为零。 OA表敏弹性变形的发生过程；AB滞弹性变形和塑形变形发展过程，BC敏弹性的消失过程。剩余变形即是塑形变形。这里的-t关系曲线是在应力大于材料屈服极限的条件下得到的，若压力并不大于材料屈服极限，则所得曲线上塑形变形。 A表示吸湿过程，B表示解湿过程 该图表示的是温度t=20下，纸张的含水量()与湿度的关系。曲线B与曲线A不重合，而是构成一个闭合的回路。表明，如果有两张相同的纸张，在同样湿度下达到平衡，但纸张甲原来的含水量较高是经解湿过程达到平衡的；而纸张乙原来的含水量较低，是经过吸湿过程达到平衡的。那么，平衡的甲纸张的含水量要比乙纸张的含水量高。 AB段：供墨不足； BC段：供墨不稳； CDE段：印刷工作压力区； EF 段：压力过大段； FG段：严重变形段 图中PA-PB段是印刷压力不足段，印版表面的油墨与纸张的接触面积随印刷压力的上而增大，纸张的拉毛速度岁印刷压力的增大而急剧下降；PB-PC段是工作压力段，在这个印刷压力段内，印刷压力的变化对拉毛速度的影响不大，但拉毛速度值普遍很低；PC-PD段是压力过大段，随印刷压力的增大，拉毛速度有所上升，但因印刷压力过大油墨会向非图文部分扩展，加剧印刷机的磨损，所以，这个印刷压力段的压力值不能采用。 加载过程的-关系曲线ACB与卸载过程中的-关系曲线BDA形成了一个封闭圈ABCDA，叫粘弹性材料的滞后圈，有明确的物理意义。图2-8中，面积ACBE等于加载过程中外力对材料所做的功，面积ADBE等于卸载过程中材料对外界所做的功，这两块面积之差即是滞后圈ACBDA所围面积，它等于被材料耗散的部分机械能，由材料分子的内摩擦而转变成热能。 简答题 1 以表面自由能与热力学的基本理论为基础，分析平版印刷中，为什么要先给印版供水， 然后再给印版供墨，印刷才能正常进行？ 答： 从本质上讲，胶印过程就是印版对油墨进行选择性吸附，并将油墨转移到承印物上的过程。胶印PS版与凸版、凹版不同，其图文部分和空白部分的高度差仅有几微米，可以认为是在同一平面上。而图文部分能吸附油墨，空白部分也能吸附油墨，并无选择性。所以必须以润湿液作为媒介，根据印版空白部分吸附润湿液，而图文部分排斥润湿液的原理，先给印版供水，让印版空白部分的高能表面为润湿液的低能表面所代替，然后再向印版供墨。由于印版的图文部分没有被润湿液所润湿，依旧能吸附油墨，而空白部分已被润湿液所覆盖。虽然润湿液的表面张力仍高于油墨的表面张力，但油墨如果在润湿液表面铺展，润湿液的表面在为油墨表面所代替的同时，还将产生油墨和润湿液的界面，而润湿液的表面张力是低于油墨的表面张力与油墨/润湿液之间界面张力之和的，所以油墨不会在润湿液表面吸附和铺展。同时油墨和润湿液是不相溶的，油墨也不会溶解于润湿液之中，所以油墨只能选择性地吸附在印版图文基础上，这样就可以满足图像转移的需要了。 如果不先给印版供水，直接给印版供墨，由于印版图文部分和空白部分都能吸附油墨，那就无法完成图像转印。 2 印刷包衬一般分为几种？各有什么特点？ 答：印刷包衬一般分为三种： 硬性包衬：硬性包衬弹性模量大，压缩变形量和压力作用面宽度都比较小，所以其网点的再现性比较好。 中性包衬：中性包衬弹性模量适中，故其性能也居中，兼容了硬性包衬与软性包衬的优点，应用广泛，适应性强。 软性包衬：与硬性包衬相反，其弹性模量小，故压印时接触区宽度较大，接触性相对较好，印品墨色相对充实饱满，故适用于印刷文字、色块、实地类印刷品。另外，软性包衬缓冲能力强，橡皮布不易损坏，且对机器精度与印刷压力调节精度要求相对较低，故适合旧机器上使用或精度不高的新机器上使用。但它网点再现性较差。 3 印刷中途为什么要尽量减少停印次数？使用过版纸有什么意义？ 答：因为在印刷中断后，印版停止向承印物表面转移油墨，经过印刷过渡过程后的稳定状态被破坏，隔离了的输墨系统将进入新的稳定状态。这时，附着在所有墨辊上的油墨将重新分配，并逐渐达到相同的厚度，在重新合压印刷时，向承印物转移的墨量多，经过N次印刷后，逐渐达到正常的转移墨量。因此，开始印刷的几张印刷品墨色很深，往往是废品，造成浪费。 过纸板的意义：由于停印后重新印刷开始时，墨量太多，所以使用过版纸，吸收多余的油墨，从而减少废品率；同时，过版纸也用于校准印版，调试墨色，节约资源与成本。 4 用于 PS 版的润湿液的 pH 值，在什么范围内合适？pH 值过高或过低的润湿液会给印刷带来什么不良的结果？ 答：PS版对酸、碱的耐蚀能力较低，润湿液的PH值应在56之间。 不良后果：.润湿液呈酸性时，随PH值的下降，印版的腐蚀加剧；润湿液呈碱性后，印刷的腐蚀又加剧。随着印版腐蚀逐渐加剧，印版的图文部分和金属版基的结合可能遭到破坏，使印版图文部分上的亲油层脱落，发生“掉版”现象，这是平版印刷中的一种故障。 .PH值过低时，润湿液会和催干剂发生化学反应，使催干剂失效，导致干燥时间延缓，加剧印刷品的背面蹭脏，还会影响叠印效果。 若PH值过高，印版图文部分的重氮化合物会在印刷过程中被润湿液所溶解，使图文部分残缺不全，影响印品质量。 PH值过高时，水墨界面张力降低，油墨乳化严重，妨碍了油墨的转移。 5、酒精润湿液的组成，使用酒精润湿液有哪些优点？ 酒精型润版液中的主要成分为酒精，加上适量的磷酸和亲水胶体。 酒精的润湿的优点 : 降低表面张力，润湿性能比较好。 利用挥发性能，使纸张吸收最小量的水分。从而减少纸张遇水伸缩变形，提高套印的准确性。 因为酒精的挥发快，使油墨纸张印刷后表面上的水分能够迅速蒸发掉，从而避免减少由于水大而引起的对油墨的乳化、纸张伸缩变形等印刷质量问题。 因为蒸发潜热大，利用蒸发过程的吸热规律，降低版面温度减少版面起脏。 利用乙醇和其它醇类的物质，具有较好的流展性，减少版面的用水量。 6、“印刷压力愈大，印刷质量愈好”，此话对吗？试以油墨转移率和印刷压力的关系曲线来进行分析。如何理解适当的印刷压力？ 此话不对 fy/x：油墨转移率 pd：印刷压力 由图可知，f-Pd曲线的AB段上升缓慢,由于印刷压力过低，包衬压缩量过小，油墨与纸面不能充分接触，致使印迹空虚不完整；BC段f与Pd几乎成线性关系，随着f的增大，印品的墨色也逐渐改善；到了C点,就可以得到墨色满意的印品了。Pc(即PJ）就是印刷工艺必需的压力；过了C点，曲线几乎平直，即印刷压力再有升高油墨转移率也基本保持不变了；然而，如果压力过大到了曲线的D压力过高还会带来前面分析过的“滑动、摩擦”等一系列问题；因此，合适的印刷压力应在Pc与PD之间，譬如Pt。 7、高速印刷机和低速印刷机，选用的包衬有何不同？试说明理由。 高速机子需要中性以上硬性包衬，低速机子用软性中性硬性皆可。印刷机的速度过高会导致角速度同步的同时，因摩擦力加大，线速度相应减缓，胶皮包衬经过压力挤压变形加大，此时如果使用软性包衬，内衬测量不精密，则很容易造成内衬移位，从而挤压损坏外部胶皮布。而硬性包衬可以减缓速度带来的摩擦力加大。 8、油墨在平版印刷机上，要经历哪几个行程，才能完成一次印刷？各个行程的作用是什么？油墨在各行程中，应具备什么样的流变性能，才能使印刷正常进行？ 要经过给墨、分配和转移三个行程 给墨 作用：将油墨从墨斗传输到匀墨辊 油墨要求： 需具备良好的流变性能，其屈服值应适中，若大于墨斗辊旋转所产生的剪切应力，则会导致“不下量”，若过小，则会失去塑性，油墨流泻，其触变性也不宜过大，否则会导致“不下墨”。印刷时需不断搅拌油墨，提高油墨的流动性，降低表面粘度。 分配 作用：a、改善油墨的流动性 b、使油墨分配均匀 油墨要求：油墨处在高剪切应力作用下，从而引发油墨触变现象，表观粘度下降，流动性能改善，良好而且均匀稳定。 转移 作用：将油墨从印版转移到承印物。 油墨要求：流变性良好，而且均匀稳定。 9.写出液体在固体表面沾湿浸湿铺展的热力学条件。试各举一印刷中的实例说明。 沾湿：根据热力学第二规律，在恒温恒压条件下，当体系能量变化GTP0时，这样的过程才能自发进行，因此，沾湿过程是自发进行的条件是Wa=SG+LG-SL0 例：在平版印刷中，润湿液能不能附着在印刷亲油表面，阻碍油墨的传递；油墨会不会着在印版的亲水层表面，造成印刷品空白部分的粘脏，则和粘附功Wa及内聚功Wc有关。 浸湿：条件，在恒温恒压的条件下，单位浸湿面积上体系自由能的变化是Wi=SG-SL=0 例：在凹版印刷中，印版滚筒的一部分浸湿在油墨中，在柔性版印刷中，网纹辊的一部分浸湿在墨槽中，油墨是否能浸满凹版和网纹辊的着墨孔，则在浸湿功Wi式 与粘附张力有关。 铺展：条件：恒温恒压条件下，液体在固体表面上自动铺展的条件是S=SG-LG-SL0 例：在平版印刷中，润湿液要在非图文部分铺展成为一层水膜防止油墨沾污印版的空白部分，在此润湿过程中，润湿液的铺展系数S愈大，润湿效果也好。 10.试述平版印刷中，水墨平衡的基本理论。 胶体化学形成乳状液的相体积理论 若把散相的液滴看做是大小相等的球体，则可计算圆球以最密集的方式堆积是，液滴的体积是占乳状液全体积74.02%，其余的25.98%应分为散介质。若分散相体积所占的比例大于4.02%，乳状液便会发生变形或变坏，若水相体积占总体积的26%-74%，形成的乳状液可能是OW型，也可能是WO型，若小于26%，形成的乳状液只能是WO型的，若大于74%形成乳状液只能是OW型的。 以表面过剩自由能理论基础的水墨平衡 S=SG-LG-SG0 式中，S为铺展系数，SG表示平版空白部分的表面过剩自由能，一般为7.09.0×10-1 J SG 表示润版液的表面张力，上式表明SG 越小，S越大，润湿液的铺展性能越好。 以场型理论为基础的水墨平衡 水分子结构不对称，是极性很强的分子 ，且水分子间存在氢键，其容易形成也容易断裂，极不稳定。 水能导电，可看做金属导体，将该导体放入电场中，这个电场将驱使导体内的自由电子在其内移动，从而使导体内正负电荷重新分布，结果使导体的一端带正电荷，而另一端带负电荷，使杂乱无章的水分子按其正负有序的排列起来，而在其周围形成一个”场“，这个场使水分子之间的牵引力增强。 11.非离子表面活性剂润湿液有什么优点？使用非离子表面活性剂润湿液应该注意哪些问题？ 非离子表面活性剂润液比酒精润湿液成本低，无毒性，不挥发，无需在印机上配置专用的润湿系统摆动或传水辊输水装置、达格伦输水装置等均可使用，一定严格控制印版供水量，在不引起脏版的前提下，尽量减少低表能张力润湿液的供给量。 12.蠕变，应力松弛，内耗等对橡布的印刷性能有什么影响？ 蠕变是橡皮布变得硬挺，失去新橡皮布的柔性的高弹性，甚至在橡皮布表面出现光亮或龟纹痕迹；应力松弛：内应力随时间的延长逐渐衰减，使橡皮布绷紧度下降；内耗使橡皮布容易失去高弹性而老化。 13.纸张在印刷压力作用下有哪几种变形？哪种变形对纸张尺寸的稳定性有影响？为什么？ 敏弹性变形、滞弹性变形和塑形变形 塑形变形能影响纸张的稳定性。因为，纸张在吸水后发生膨胀，纸张各方面的直线尺寸都会缩小，变得僵硬发脆。这些变化都是有纸张含水量的变化所引起的塑形变形所造成的，且会引起纸张形状尺寸的变化，因而影响纸张的稳定性 14.影响润湿液用量的主要因素有哪些？如何控制印版的用水量？ 主要因素：润湿液的种类、温度、墨层厚度。 控制：根据实际的印刷条件，决定印版的供水量，但因可变因素太多，所以在印刷过程中要密切注意版面水量的变化，及时调整印版的供水量。 15.纸张在单色胶印机和多色胶印机上的掉粉、掉毛有什么相同之处和不同之处?为了减少纸张的掉粉、掉毛需要采取哪些措施? 相同：掉毛掉粉都是纸页表面结合强度大小的具体体现，是严重的纸病。表现为，在机械压力作用下，从纸面或边缘脱落下细小纤维碎屑填料粒子施胶剂或颜料粒子等, 当纸的表面张力小于外界机械作用(如摩擦粘附等) 时就会产生这种现象。 不同：掉毛是指单根纤维从纸面上脱落下来; 掉粉是纸张在摩擦弯曲冲击或振动下使细小纤维碎屑以及填料粒子施胶剂或染料, 从纸面或边缘脱落下。 措施： 选择表面强度高的纸张印刷。 当供给印刷的纸张表面强度较低时，在油墨中加入适量的撤粘剂，降低油墨的粘着性，或在油墨中加入适量的ZY油墨添加剂，降低油墨的塑性粘度，提高纸张的拉毛速度。 根据纸张的性能，结合实际的印刷条件，减少湿润液的供给量，适当的减小印刷压力或降低印刷速度等。 16.纸张的含水量与温湿度的变化有什么关系？从纸张的含水量与纸张的变形关系，说明印刷车间控制温、湿度的意义。 含水量与温度度关系：在一定相对湿度下，纸张的平衡含水量与温度成反比，温度升高，纸张含水量线性下降。 含水量与湿度关系：在一定温度下，空气湿度低于80%时，空气相对湿度每变化10%，纸张的平衡含水量变化为1%。当空气湿度超过80%是，纸张的平衡含水量变化较大，微小的湿度变化就能引起纸张很大的变形。 控制温湿度的意义：若纸张入库前含水量较低，纸库中心温度很低，相对湿度很高，纸张会发生吸湿现象，纸垛膨胀形成“荷叶边”形状；若纸张入库前含水量较高，纸库中心温度很高，相对湿度很低，纸张会发生“解湿”现象，纸垛收缩形成“紧边”。若用以上纸张直接印刷，由于纸张不平整，印刷机将难以定位，印品套印精度无法保证。因此要合理控制印刷车间的温湿度，确保纸张不变形。 17.如何防止或消除印刷品的背面蹭脏?简述其理由。 背面蹭脏又可以称之为油墨的再转移。在单张纸印刷过程中，前一张印品上的油墨尚未干燥，后一张印品又叠放其上，前一张印品上的油墨便有可能转移到后一张印品的背面，从而留下墨迹。这种现象，我们称之为背面蹭脏。 油墨从印版转移到纸张上, 需经过接触、受压、附着、湿润、渗透、固着等一系列过程。固着越快, 背面蹭脏的可能性越小。所以, 印刷过程中要准确控制供墨量的大小, 防止印刷品墨层过厚，缩短干燥时间。一般情况下, 解决印刷品背面蹭脏采用以下措施: (1) 选用快干油墨, 使油墨迅速在纸面固着。 (2) 使用预防背面蹭脏的喷粉。 (3) 加入适量的干燥剂、防粘剂 (4 )印刷中控制水墨平衡，否则印出来的产品墨量很多, 颜色却很淡, 不可避免地会发生粘脏。 (5)减少纸堆高度。印品叠放过高时在重力的作用下油墨与承印物分子之间的距离变得很小，因而二次结合力的剧烈增加造成背面蹭脏。 18.影响油墨干燥的主要因素有哪些?如何提高印迹干燥的速度? 主要因素：油墨本身性能、承印物特性、润版液的PH值、给水量、环境温湿度。 措施：使用以挥发型溶剂为连结料的油墨，可加快油墨干燥； 纸张应为中性或碱性，表面结构疏松、较粗糙、施胶度小，含水量较低。 酸性物质会破坏干燥剂，润版液的pH值应保持在4.56 之间，这样对油墨的干燥影响不大。 用最小的给水量与因版上的油墨相平衡。 环境相对湿度保持为50%-75%，温度保持为18-28，保持车间空气流通。