印刷原理与工艺课件.ppt

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1、第五章 平版印刷的水墨平衡和润版液的使用,1、平版印刷的基本模式、特点2、水墨平衡理论3、油墨乳化4、润湿液的组分、作用、用量控制,？,第一节 平版印刷概述,1、原理印版的图文着墨部分和空白部分几乎在同一平面上，根据油水不相混溶原理，在图文部分上墨空白部分上水来完成印迹图文的转移。目前常见的平版印刷形式就是胶印，在国内整个印刷中占最主要地位约占50%以上。版面特点及原理如下图所示： 平版印刷区别于凸、凹、孔版印刷的二个最主要的特点是： （1）平版印刷过程中有水的参与。 （2）平版印刷是间接印刷，用橡皮布作为油墨的中间转移载体。,一 、平版印刷工艺原理及其发展,2、平版胶印版面特点及印刷原理图,

2、3、发展,（1）版材：石版玻璃版锌金属版铝金属版CTP版（2）制版：手工描绘重铬酸感光胶体系重氮感光胶体系CTP制版（3）直接平印间接胶印（美国人威廉。鲁比尔）,二、平印的特征：,印版上的图文与非图文部分几乎在同一个平面上,印刷过程一定要有水的参与,印刷部件中多一根橡皮滚筒,三、平印基本模式：,第一步：先给印版供水，再供墨,第二步：印版上的油墨先转移到橡皮布上,第三步：在印刷压力的作用下，橡皮布上的油墨再转移到承印物上,单张纸平印模式,胶印过程的模型,第二节、水墨的传递与油墨的乳化,一、平印中的水墨接触,1、印刷过程中的水墨传递,当胶印机合压印刷时，着水辊、着墨辊与印版的空白部分、图文部分存在

3、着A、B、C、D四种辊隙状态，如图所示，油墨、水在各个辊隙间被强制混合，再分开。,胶印机的油墨和水的传递,A：着水辊与印版空白部分的辊隙B：着水辊与印版图文部分的辊隙C：着墨辊与润湿过的空白部分的辊隙D：着墨辊与印版图文部分的间隙,2、印刷过程中的四种辊隙,着水辊、着墨辊与印版的辊隙,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）乳浊液的概念：又称乳化液或乳状液。它的分散相和分散介质是两种互不相溶的液体，一种液体以微细粒子的形状分散在另一种液体中，如牛奶、豆浆等。借乳化剂或机械力作用，使其中一种液体分散在另一种液体中而形成的乳状液体，这种作用称为乳化。,2、平印中的乳化

4、,平印过程中油墨的乳化是一定存在的,3、平印中的油墨乳化的类型,一是形成油包水型乳状液：W/O,二是形成水包油型乳状液：O/W,4、乳化剂及引起乳化的因素（1）乳化剂定义和种类定义：凡是能促使乳化提高乳状液稳定性的物质称为乳化剂(促使两种互不相溶的液体形成乳浊液的物质)。种类：A：按乳状液类型可分为油包水型和水包油型乳化剂。B：按状态和来源可分为：表面活性剂类乳化剂、高分子型乳化剂、天然乳化剂、固体粉末乳化剂。（2）促使油墨乳化的因素纸张、油墨（酸值、粘度、颜料性质）、冲淡剂和催干剂、润版液（亲水胶体含量、PH值）、版面水量及其他因素(外力、温度、乳化剂等),5、油墨乳化的测定（1）对所用油墨

5、、纸张和润湿液的印前测定（2）测定乳化值：其中G为实际被测乳化油墨的重量；g为乳化油墨水份蒸发后的重量。(3)高频分析法（4）对照比较法,三、马丁西维尔平印模式,印刷机上的某些材料必须有一定的表面能，能被润湿液或油墨优先润湿,油墨与润湿润湿液必须是互不相溶但又是可相混合的。,为了保证印刷品上的一定密度，印刷到承印物上的墨层厚度大约为1m,印刷机上的各辊子对润湿液和油墨必须分别表现出不同的润湿性能,平版印刷品墨色淡,平版印刷属间接印刷,平版印刷有水参与，油墨乳化,严格控制水量,假定：分散相为油，分散介质为水,若水的体积比处于26%74%之间：体系可能是W/O，也可能是O/W,若水的体积比小于或等

6、于26%：体系只可能是W/O,若水的体积比大于或等于74%：体系只可能是O/W,因此，胶印中要形成稳定的W/O油墨，水在油墨中的体积比不能超过26%,经验表明：胶印中要形成稳定的W/O油墨，水在油墨中的体积比不能低于15%,一、水墨平衡的相体积理论,第三节、平版印刷中的水墨平衡理论,问题：水墨平衡的含义？,水墨平衡可分为力系平衡和质量平衡，力系平衡是指印版图文基础对油墨的亲和力和空白部分中间层对水的亲和力保持相互适应的平衡。质量平衡是指版面上的用墨量和用水量保持比例协调并达到相对稳定的平衡。在印刷过程中实现水墨平衡的工艺措施三平：滚筒平，墨辊平，水辊平；三小：压力小，墨量小，水量小；三勤：勤看

7、印样，勤掏墨斗，勤洗橡皮布和印版,所谓水墨平衡，是指在印刷速度和印刷压力一定的情况下，在保证图文印迹色彩还原、灰平衡、各色密度及阶调值符合客户要求的前提下，使用最少的供墨量和使空白部分限制在规定限度的面积之内的前提下，使用最少的供水量，这就达到了木墨平衡。,1、胶印水墨平衡的目标：在印版的图文部位和印版的空白部位形成严格的分界线,wo时：油墨向印版空白部位扩展,wo时：水向印版图文部位扩展,wo时：水墨形成严格的分界线,经验表明：当水的表面张力下降到4.0-5.010-2N/m，水墨达到平衡,二、水墨平衡的表面过剩自由能理论（静态平衡）,2、平印版版基选择原理几种常见金属的油滴接触角如下：(1

8、)干燥纯金属面之油滴接触角氢氧处理面:镍 铁铬铜铝锌 小 亲油性 大(2)水中油滴接触角锌 银 铜 黄铜 镍 不锈钢 铝 铬 30。 64。 77。 86。 100。 110。 140。 150。,3、平版使用润版液的原理第一在印版空白部分形成排斥油墨的水膜，以抵制图文上的油墨向空白部分的浸润，防止脏版。第二，版面上的亲水层会遭到破坏，这就需要利用润湿液中的电解质与因磨损而裸露出来的版基金属发生化学变化，以形成新的亲水层，维持印版空白部分的亲水性。第三，调整油墨的温度，油墨的粘度，随温度的微小变化发生急骤的变化。润版液具备特性：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；控制值的变

9、动；防止蒸发和干燥； 防止印刷机生锈。,（1）平印中的水墨接触,当胶印机合压印刷时，着水辊、着墨辊与印版的空白部分、图文部分存在着A、B、C、D四种辊隙状态，如图所示，油墨、水在各个辊隙间被强制混合，再分开。,4、动态水墨平衡,A：着水辊与印版空白部分的辊隙B：着水辊与印版图文部分的辊隙C：着墨辊与润湿过的空白部分的辊隙D：着墨辊与印版图文部分的间隙,（2）印刷过程中的四种辊隙,其目标：在印版的图文部位和印版的空白部位形成严格的分界线,三、水墨平衡的场型理论,将强化处理过的水传递给印版的空白部分，从而形成接近静态的油水互不浸润的水墨平衡,在其周围形成一个“场”。使水分子之间的牵引力增强,第四节

10、 润版液,一、平版印刷工艺对润湿液的要求目的：1、在印版的空白部分形成均匀的水膜，防止脏版。2、补充亲水层；3、控制版面油墨的温度 二、普通润湿液 （能形成缓冲作用）,三、低表面张力的润湿液1.润湿液表面张力的降低,三类物质大溶液的表面张力和浓度的关系,物质表面水溶液的表面张力与浓度之间的关系可归纳为三类：A：浓度改变，张力几乎不变。B：随浓度增大而张力减小。C：当浓度升高时张力迅速减小，但当浓度增大到某一值时，张力不变。,几个基本概念：1）表面活性：2）表面活性物质：3）表面活性剂：,2、表面活性剂的分类与HLB值,（1）表面活性剂（两亲分子）的结构与性能：能明显降低表面张力，提高表面活性并

11、促进乳化的物质。A：表面活性剂的结构：如图,OO S O O,Na+,C12H25SO4Na,B：表面活性剂的分类离子型：阴离子型如图1-18，阳离子型如衅1-19，两性型（PH值较低时为阴离子，PH值较高时为阳离子）如图1-20,非离子型：如图1-17,C：表面活性剂的性能：离子型要发生化学反应，非离子型不发生化学反应，应用较广。,:HLB值的定义(Hydrophile Lipophile Balance)：又称：亲憎平衡值，用以选择表面活性剂物质。 定义：是衡量两性表面活性剂的双亲性能的关系指标:HLB值的确定： 规定：油酸HLB值=1 亲油油酸钠 HLB值=18 亲水,-C关系曲线,（2

12、）HLB值,将亲水性强的HLB值定为1，亲油性强的HLB值定为18，来判定亲水亲油性,HLB=20(1-M0/M)M0为憎水基分子量，M为表面活性剂分子量,B.结构集团数（Davies）HLB=7+(亲水集团数)-(亲油集团数),:HLB值的计算 A格里芬定律,3.酒精润湿液,水溶液表面张力与乙醇浓度的关系。,酒精润湿液配方,4.非离子表面活性剂润湿液,2080对水表面张力的降低,四色胶印油墨的乳化,强化水润湿液，是利用“场”来控制水和油墨界面的理论研制而成的。 强化水润湿液，需要有强化水装置完成对水的强化。该装置由三部分组成：第一部分为诱导强化装置，此装置放在水箱里；第二部分是水斗强化嘴，装

13、在给水边出口处；第三部分是稳定强化装置，放在水斗里。,第五节润湿液的pH值,PS版对酸、碱的耐蚀力较低，润湿液的pH值在56之间为好；,界面张力与pH值的关系,降低或提高润湿液pH值，在印刷过程中并不是独立存在的，在调整润湿液的pH值时，要仔细分析，综合考虑。,第六节润湿液用量的控制,一、版面水分的消耗 水在油墨中的乳化在印刷过程中向周围空间蒸发 被纸张直接吸收 挤压滴下,传递水量和时间的关系 -图像部分-非图像部分,二、影响润湿液用量的因素 润湿液的种类、组成，印刷机的温度，油墨的吸水性、墨层厚度，纸张的性能等因素，对供液量的实用范围都有影响 1.润湿液的种类对供液量实用范围的影响,润湿液供

14、液量实用范围,2.温度对供液量实用范围的影响,温度对供液量实用范围的影响,3.润湿液用量与墨层厚度的关系,吸水量大的油墨墨层厚度与润湿液用量的关系,吸水量小的油墨墨层厚度与润湿液用量的关系,不同吸水量油墨的供液量实用范围,三、润湿液用量的控制,1.目测法 2.水膜厚度测量仪,水溶液在红外线波段的吸收光谱,In(Io/I)=kbc,式中I0为入射强度，I为透射光强度，k为常数，b为水膜厚度，c为水溶液密度,原理是：利用一个旋转滤光镜轮将波长2.96m和2.55m的光交替照射到胶印机的印版上，两束红外线透过水膜后被印版反射。其中一束红外线透过水膜时并没有被水膜减弱，而另一束红外线随着水的加厚被强烈

15、的吸收。因此，从版面上反身回来的红外线，各有不同的强度。不同强度的红外线被一个光电管检测，并经特殊的脉冲电路，转换成水膜的厚度,不同厚度水膜对红外线的吸收曲线,版-橡=R版+版+橡+R橡-H橡-压橡-压=R压+纸+橡+R橡-H橡-压,第七节 确定滚筒包衬的理论与方法,平版印刷机的压缩量,1、橡皮布的结构和种类,橡皮布的结构,橡胶层,高弹性层,软棉架层,气垫层（有的没有）,普通橡皮布,气垫橡皮布,决定着油墨的传递性能,联接作用,骨架作用,消除橡皮布的凸包,橡皮布的种类,不可压缩性橡皮布,压缩性橡皮布,普通橡皮布,气垫橡皮布,一、橡皮布的性能与变形,橡皮布在印刷中的作用,提供印刷中所需的印刷压力,

16、补偿因承印物表面不均匀，而引起的接触不良,橡胶的特性,橡胶的弹性模量小,橡胶的泊松比接近于0.5,橡胶伸长率大,橡胶分子的状态,橡胶的粘弹性,橡胶的蠕变,橡胶的应力松驰,橡胶的内耗,2、橡皮布的作用和特性,橡皮布变硬、光亮或龟裂,橡皮布变松,橡皮布老化,决定橡皮布高弹性,不可压缩性,橡皮布的拉伸变形,安装橡皮布时要注意这种变形,因印刷机的原因，橡皮布的受力会不一致,橡胶的扭曲变形,影响油墨的转移,3、橡皮布的变形,保证橡皮布的平行,橡皮布的压缩,橡皮布是不可压缩的,橡皮布在压印过程中起凸包,3、橡皮布的变形,当滚筒系统转移印刷图文时，橡皮布滚筒实际转动半径增大了，造成滚筒滑移，图文转移失真。,

17、橡皮布的挤压变形,橡皮布的固定,固定平稳，受力均匀,橡皮布的固定与安装,橡皮布的安装,橡皮布在滚筒表面不滑移为好,橡皮布与包衬厚度略大于所需厚度,新安装的橡皮布要分次紧固,二、确定滚筒包衬的理论,实质：确定衬垫的厚度 目的：调节滚筒间隙，使滚筒齿轮在齿轮节圆相切的位 置上啮合，即达 到理想的滚压状态，从而在滚筒 之间产生印刷工艺所需的接触压力。,几何速差理论,塞茨(Sites)异径理论,米勒实验,旋转速度变化率（%）,(nm),橡皮布(0.19mm),橡皮布(0.17mm),纸板(0.15mm),三、橡皮滚筒同步滚压的滚压比 同步滚压是指两滚筒在齿轮啮合的条件下无滑移的滚压,橡皮滚筒表面的挤压

18、状态,第八节 无水胶印,一、无水胶印技术（一）无水胶印原理无水胶印印版是在感光层上再涂上一层硅橡胶层，曝光前感光层与硅橡胶层牢固地粘附在一起，感光后感光片产生光聚合反应，使上层的硅橡胶层粘附而固定下来，具有硅胶斥油特性。（二）无水胶印系统主要由三部分组成：无水印版、无水油墨、印刷设备温度控制系统。无水印版主要有日本和美国的印版。,（三）无水胶印印版结构和晒制：1、结构：由支承体、粘合层、感光层、硅胶层、覆盖层组成,传统的无水胶印版,DI胶印机上采用的无水印版,2、晒制：传统印版的晒制:曝光、显影、水洗、干燥如图1-85;而现代印版常采用激光扫描来完成,（四）无水胶印的优缺点1、印刷品质量高：（

19、1）颜色更鲜艳，暗调更暗，亮调更亮；（2）色彩还原更真实；（3）分辨率好、印刷反差大；（4）更大的色域空间（5）网点扩大小，色彩一致；2、承印材料广；3、降低消耗，提高生产效率；4、操作简单，有利于环保；5、适合采用调频网技术。6、不使用润版液，避免由于纸张吸水导致的纸张变形、套印不准、印品光泽度差。,缺点,1、印版过于昂贵，2、油墨黏度很高，对纸张表面质量要求高3、要求印刷单元处于严格的温控下，允许温度变化范围小；4、印版版面易受损伤、磨损或撕裂竺。,网点扩大值小,无水胶印印版的结构像凹印版,网点扩大值小,（五）温度控制1、串墨辊中通冷水2、橡胶辊中通冷水3、吹冷风,无水胶印机必须要在特殊的

20、温控装置,第九节 平版胶印机,一、平版印刷机：平印机种类较多有单色、双色、多色；单张、卷筒；单面、双面；有全张、对开、四开、八开等。（1）单色机结构如图所示：,单色机,（2）多色胶印机结构,多色机,3、印刷机由给纸机构、印刷机构、供墨机构、润湿机构、收纸机构等五大部分组成。,二、平版胶印作业,平版胶印工艺流程：印刷前的准备、安装印版、试印刷、正式印刷，印后处理等,（一）印刷前的准备,1、阅读印刷工艺施工单；2、纸张的准备：（1）调湿处理：使纸张的含水量和印刷车间的温湿度相适应并保持相对的稳定。调湿方法：A：在印刷车间内进行晾纸，使纸张的含水量和印刷车间的温、湿度相平衡。B：把纸张先在较潮湿的地

21、方加湿，然后再放入印刷车间或与印刷车间温、湿度相同的晾纸间进行平衡。C：用晾纸机晾纸。,纸张的丝缕：横丝缕、纵丝缕。,（2）敲纸：A：提高纸张的机械强度；B：提高纸张的平整度；C：微量弥补印张图文的套准误差；D：提高拖梢边的挺硬度和松散度。（3）闯纸：是把散乱或不齐的白纸，半成品或成品，用人工的方法把它们整理整齐的工艺操作。（4）堆纸：经敲压和闯齐的纸张，一迭一迭整齐地堆放在输纸机的堆纸台上，称为堆纸。,2、油墨准备：选墨和调墨；（1）油墨干燥性能的调节；（2）油墨粘度的调节；（3）油墨流动性调整。3、印版的准备：主要是检查印版包括色别、质量、规线等；,4、润版液的准备：（1）润版液的作用：防

22、止脏版、补充亲水层、降低版面温度；（2）润版液的性能：充分润湿版面、不使油墨严重乳化、不影响油墨转移、清洁版面、对印版和印机没有腐蚀性。（3）润版液的组成：磷酸盐、磷酸、柠檬酸、乙醇、阿拉伯树胶、水及表面活性剂。（4）常用润版液：普通润版液、酒精润版液、非离子表面活性剂润版液；P37-38,5、包衬的检查：包衬有软、中、硬三种；6、安排印刷色序；7、印刷机压力的调节；（1）滚枕：（2）滚筒中心距调节,（二）安装印版1 、挂夹上版法如图1-592、插夹上版法如图1-603、弯边上版法如图1-614、挂钉上版法,5、校正规矩（1）规矩线：十字规矩线、裁切线、角线如图1-63（2）第一色图文位置的确

23、定：如图1-64（3）套印误差的弥补：如图1-65A：串版法:如图1-66B：滚筒移位法：如图1-67C：调节纸规矩：如图1-68,（三）试印刷,1、油墨量的调节：（1）墨斗辊墨层调节：如图1-69（2）墨斗辊转角调节,2、润版液量的调节（1）水辊压力调节：钢片试插法、纸条拉测法。如图：,（2）输水量的调节：A：整版调节法：B：局部水量调节法：a：压球减水膜法，如图1-72b：纸条或绒布条减水膜法：如图1-73,3、试印样张观察：（1）墨色检查（2）规格尺寸的检查（3）对印迹网点的检查（4）对易产生弊病的部位的检查4、工艺调整5、签准付印样,（四）正式印刷,1、正式印刷的准备：（1）印过版纸；

24、（2）计数器归零2、印刷操作要点：（1）观察样张；（2）橡皮布清洗如图1-74；（3）夹入警示纸；（4）注意上水的变化；（5）注意油墨的变化；（6）长时间停机时需要采取的措施；（7）注意印刷运转中的异常现象,（五）印刷后处理,包括印刷机的清洗和印刷品的处理；主要有清洗墨斗、清洗墨辊、清洗水辊、清洗橡皮布、印版处理、整理印张、印刷机的保养。（六）印刷环境：对纸张的影响、对油墨的影响、静电的产生。,（七）胶印的特点：,优点： 1、印刷速度快 2、印刷压力小。（因为图文与非图文几乎在一个平面上，单位面积内的压力小） 3、印品色彩及阶调还原性好。 4、印版耐印力较高，一张PS印版 可达5万印，烘烤后达

25、10至20万印。 5、制版工艺简单，成本低，上下版容易。 缺点 6、墨层较薄,印迹较淡，光泽度低，颜色不够鲜艳厚实。 7、纸张受潮易变形。 8、空白部分易起脏，图文易扩大变形。,关于直接印刷和间接印刷：,(1)直接印刷：印版与承印物直接接触的印刷方法。(2)间接印刷：印版与承印物不直接接触，印版首先将油墨传递给橡皮布，然后由橡皮布将油墨转移给承印物 的印刷方法。 凸版印刷 、凹版印刷、孔版印刷是直接印刷。 平版印刷是间接印刷。,直接印刷,间接印刷,印版滚筒,压印滚筒,橡皮滚筒(中间载体),正像,正像,正像,反像,反像,卷筒纸印刷机和单张纸印刷机,1、单张纸印刷机纸张是单张型的，一张张地有间断地输入 印刷机，也称为平板纸印刷机， 2、卷筒纸印刷机纸张是卷筒纸型的，连续不断地输入印刷 机，也称为轮转印刷机。,供墨机构,供墨机构包括墨斗、墨量调节螺丝、出墨量调节版、墨斗辊、匀墨辊、压辊、串墨辊、靠版辊等，排列情况如图所示。,