《印刷工艺1》

单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,印刷原理及工艺,印刷原理,及工艺,原稿分析,印前图文信息处理,制版,印刷,印后加工,印刷原理及工艺,讲述内容的核心,印刷中的几大理论,印刷中的润湿原理,1,印刷中的压力原理,2,印刷中的油墨传递原理,3,印刷中的水墨平衡原理,4,第一章 绪 论,第一节 胶印工艺特点和工艺过程,图,1-1,单色胶印机示意图,图,1-2,胶印机三大滚筒,第二节 印刷工艺中的油和水,图,1-3,极性基团,图,1-4,脂肪酸结构模型,非极性基团，碳链越长，非极性越强,图,1-5,水分子的极性结构,图,1-6,甘油三酸酯结构式,图,1-7,甘油松香改性酚醛树脂,图,1-9,极性分子和非极性分子相互作用时的情况,图,1-10,极性分子相互作用时的情况,图,1-8,非极性分子相互作用时的情况,第二章 印刷中的润湿与吸附理论,1,、润湿及其方式和条件,2,、接触角及润湿方程,3,、各种印版的特点及其润湿,4,、墨辊和橡皮布的润湿,Wettability of Surface,第一节 润湿原理,什么是润湿,润湿就是指物体表面上的一种流体被另一种流体取代的过程。,固相,液相,气相,从定义出发，必须涉及到：,从这三相出发，又涉及到：,气液界面,气固界面,液固界面,液体表面,固体表面,印刷知识回顾,模拟印刷需要五大要素，它们分别是：,原稿,印版,印刷机械,承印物,油墨,固体表面,固体表面,固体表面,流体表面,印刷过程的实质就是：,印版,印刷机械,承印物,油墨,油墨,印刷机械上的墨辊、印版图文部分、承印物表面的气体都要被油墨取代,印版,印刷机械,水,印刷机械上的水辊、印版空白部分的气体都要被水取代,表面张力与表面过剩自由能,描述物体表面状态的物理量,1,、两者的物理性质,主要原因是物体表面的分子和物体内部的分子能量不同导致的,2,、形成的机理,以液体为例,液相,气相,形成了液体的表面张力,从力的角度,从能量的角度,形成了液体的表面过剩,自由能,表面张力,F,2l,式中：,被定义为表面张力系数,物理意义：表示的是垂直通过液体表面任一单位长度、,并与液面相切的收缩表面的力，简称为表面,张力,量纲：,力,/,长度,，一般用,N/m,表示,F/2,l,A,B,F,l,h,比表面能,物理意义：恒温恒压下，增加单位表面积表面所引起的体系自由能的增量。,或：单位表面积上的分子比相同数量的内部分子过剩的自由能。,单位：,焦尔,/,平方米,，一般用,J/m,2,表示,dA,则有：表面张力所作的功为,W,而且： ,W,与,dA,成正比,假设：比例系数为,W,dA,另一方面：在,T,、,P,恒定的条件下：体系对外界作的功应等于在此过程中体系自由能的减少,自由能的减少用,dG,T.P,表示,dG,T.P,dA,被定义为比表面过剩自由能，简称,“,比表面能,”,1J,1Nm,一种物质的比表面能与表面张力数值上完全一样，但物理意义有所不同，所用的单位也不同。,滴体积法：既可测量表面张力，还可测量界面张力（润版液和油墨连结料）,挂环法：要求挂环能完全被测试液所润湿,表面张力的测定（实验室）,影响表面张力和比表面能的因素,物质的种类；,共存另一相的性质；,温度的变化；,表面活性剂,图,2-2,表面张力和浓度的关系,液体在固体表面的附着条件,液体在固体表面的附着主要有沾湿、浸湿、铺展三种。,1,、沾湿,定义：液体与固体接触，将,“,气固,”,界面转变为,“,液固,”,界面的过程。,L,液相,SL,S,固相,G,气相,单位面积体系自由能的变化：,G,SL,LG,SG,单位面积体系对外所做的功：,W,a,=,G,SG,+,LG,SL,W,a,：称之为粘附功,L,液相,LG,S,固相,G,气相,SG,在恒温恒压下，只有当体系的能量变化,G,T.P,0,，该过程才能自发进行（热力学定律）。,沾湿的自发条件：,G,SL,LG,SG,0,或：,W,a,=,G,SG,+,LG,SL,0,体系自由能减少得越多，沾湿过程越容易进行，,粘,附功越大，液固界面结合越牢。,L,液相,LG,G,气相,L,液相,LG,L,液相,LL,G,气相,L,液相,W,c,=W,a,LG,+,LG,=2,LG,W,c,的大小表征了液体分子间的相互作用为，叫做内聚,功。,W,c,越大，液体本身结合越牢固,沾湿在印刷中的应用：,平版印刷中水能否附着在印版的图文部分。,平版印刷中油墨能否附着在印版的空白部分。,2,、浸湿,G,相,L,相,S,相,SG,G,相,L,相,S,相,SL,定义：固体浸没在液体中，,“,气固,”,界面全部转变为,“,液固,”,界面的过程。,单位面积体系自由能的变化：,G,SL,SG,单位面积体系对外所做的功：,W,i,=,G,SG,SL,W,i,：称之浸湿功,在恒温恒压下，只有当体系的能量变化,G,T.P,0,，该过程才能自发进行。,浸湿的自发条件：,G,SL,SG,0,或：,W,i,=,G,SG,SL,0,浸湿在印刷中的应用：,W,i,的大小表征了液体在固体表面取代气体的能力。在铺展作用中，它是对抗液体收缩,表面的能力（表面张力）而产生铺展的的力，也称之称为粘附张力，常用,A,表示。,或：,A=,SG,SL,0,凹版印刷中，印版滚筒的上墨和柔性版印刷中网纹辊上的网穴能否被油墨附着，便属于,浸湿作用。,3,、铺展,L,液相,LG,S,固相,G,气相,SG,L,液相,SL,S,固相,G,气相,LG,定义：是指液体在固体表面上扩展时，液固面被液固界面取代的同时，,液体也铺展的过程。,单位面积体系自由能的变化：,G,SL,LG,SG,单位面积体系对外所做的功：,S=,G,SG,LG,SL,S,称之为铺展系数：,S,的大小表征了液体在固体表面铺展的能力,在恒温恒压下，只有当体系的能量变化,G,T.P,0,，该过程才能自发进行。,沾湿的自发条件：,G,SL,LG,SG,0,或：,S=,G,SG,LG,SL,0,因为：,A=,SG,SL,所以：,S=A,LG,，当,S0,时，则有：,A,LG,这说明当液体和固体之间的粘附张力大于液体本身的表面张力时，液体能自动在固体表面铺展。,铺展在印刷中的应用：,平版印刷中的水能否在印版的空白部分铺展,4,、液体在固体表面附着条件分析,W,a,=,SG,+,LG,SL,=A+,LG,W,i,=,SG,SL,A,S,SG,LG,SL,A,LG,只要,S0,，,W,a,、,W,i,都大于,0,从中还可以看出：,（,1,）,“,气固,”,和,“,液固,”,界面能对液体的附着贡献相同，都以,A,的形式表现。,（,2,）液体的表面张力对液体的附着所起的作用不同。,常用铺展系数,S,作为体系润湿的指标。,接触角与润湿的关系,接触角的含义,d,A1,1,LG,L,相,G,相,dA,SL,SG,S,相,在这个体系中自由能的变化：,接触角是指在固、液、气三相交界处，自,“,液固,”,界面，经液体内部，到达,“,气液,”,界面的夹角,润湿方程,G,SL,dA,LG,dA,SG,dA1,G,SL,dA,LG,dA,SG,dAcos,q,1,G,SL,dA,LG,dA,SG,dAcos(,q,d,q,),体系平衡条件下：,G,0,0,SL,dA,LG,dA,SG,dAcos(,q,d,q,),SG,SL,LG,cos,q,润湿方程,液相,固相,气相,接触角,接触角,象征着三个界面张力,SL,、,LG,、,SG,相互作用的平衡状态，当它们之间达到平衡以后，水平方向的力平衡关系如下：,SG,SL,LGcos,润湿方程的应用,W,a,=,SG,+,LG,SL,=,LG,（,1,cos,q,）,W,i,A=,SG,SL,LG,cos,S,SG,LG,SL,LG,（,cos,q,1,）,根据沾湿、浸湿和铺展的条件，可变换为：,只要知道了液体的,表面张力,和两者之间的,接触角,，就可以确定它们的附着类型,W,a,=,LG,（,1,cos,q,）,0,180,A,LG,cos,q,0,90,S,LG,（,cos,q,1,）,0,0,液体在固体表面附着的条件为：,润湿的条件一般采用接触角作为判断的依据,q,90,不润湿,q,90,润湿,q,=0,铺展,90,是润湿与否的界限,大于,90,的固体为憎液固体,小于,90,的固体为亲液固体,角愈小，润湿性能愈好,固体被完全润湿,接触角的测量,接触角的测量常用方法有斜板法和长度法,斜板法,斜板法测量接触角的方法是最简单的方法，其方法采用的是接触角的定义。,特点：金属板的测量；用液量大,长度法,在一光滑的水平固体表面放一小液滴，重力不计，测量出液滴的高度和底宽，利用公试计算,sin,q,R/R1,R1,(H,2,R,2,)/2H,sin,q,2HR/(H,2,R,2,),接触角的滞后,在,“,液固,”,界面扩展之后测量的接触角称之为前进接触角，用,A,表示。,在,“,液固,”,界面缩小之后测量的接触角称之为后退接触角，用,R,表示。,A,、,R,之间的差值（即,A,R,）称之为接触角滞后,A,R,H,2,O,表面越粗糙，起伏角,角越大，,接触角滞后越严重,表面不均匀或表面不平,常用前进接触角表示接触角,第二节 吸附理论,一、吸附现象与原理,二、吸附的类型以及印版表面的吸附,三、固体表面对液体的吸附,第三节 印版表面的亲油亲水性,印版表面的润湿的概述,印版表面的润湿：,是指各类印版的图文部分上的气体被油墨取代的过程。对于胶印，是指印版表面的空白部分的气体被润湿液取代的过程。,油墨对印版表面图文部分的润湿看成是油对印版图文部分的润湿。,润湿液对印版表面空白部分的润湿看成是水对印版空白部分的润湿。,平版的表面结构和润湿性,1,、胶印印版的种类,胶印中常用的印版种类有：,常规,PS,版,阳图型,PS,版,阴图型,PS,版,重氮类化合物版基,叠氮类化合物版基,CTP,版,光聚,CTP,版,热敏,CTP,版,感光物质版基,热敏层版基,银盐扩散版,（银盐乳剂层受核层）版基,无水胶印版,阳图型,PS,版,（感光层硅橡胶层）版基,带来的问题很多,套准或调色方面有优势,网点扩大方面有优势,2,、胶印印版的结构,无论何种胶印印版，其结构基本相同,版基（主要是,Al,）,总厚度：,0.3mm,感光层,亲墨,亲水,版基的砂目,建立砂目目的：,a.,提高,PS,版的比表面积,b.,提高,PS,版的亲水能力,版基砂目（放大,2000,倍）,感光层,印版图文部分,c.,印版图文为低能表面,a.,由感光物质组成,b.,为弱极性的非极性分子,印版非图文部分,a.,由版基铝组成，亲水面为氧化铝,b.,属高能表面,：,7.0,10,-1,J/m,2,PS,版结构图,印版图文部分,印版非图文部分,版基,Al,感光物质的极性分子,感光物质的非极性分子,印刷中的油墨,b.,表面张力低：,3.0-3.6,10,-2,N/m,a.,为弱极性的非极性分子,印刷中的水,b.,表面张力较高：,7.2,10,-2,N/m,a.,极性分子,印版图文部分,印版水,印版上油墨,印版水,印版上油墨,空白部分油墨,结论,b.,印版的空白部分无选择吸附性,a.,印版的图文部分有选择吸附性,c.,印刷过程中一定要先上水，后上墨,胶印版润湿性的提高与保护,粗化印版非图文部分的表面,胶印版润湿性的提高与保护主要是指,印版非图文,的亲水的提高与保护！,在版基上建立砂目,印版的亲水性能,提高,影响印版亲水性的因素,b.,亲水部分吸附杂质,a.,亲水部分的电化腐蚀,c.,亲水部分的磨损,擦胶保护：晒版，印刷停机,控制印刷压力、辊压、供水量等,注意：只有润湿的表面粗化度越大，,润湿性能越好,砂目遭到破坏,第四节 胶印橡皮布、墨辊和水辊的润湿性,橡皮布的润湿性,1,、橡皮布的组成,橡皮布主要是由天然橡胶、合成橡胶组成,属非极性分子，主要用来伟递油墨，化学结构相似，所以能被油墨润湿,2,、橡皮布润湿性的变化,印刷过程中出现的纸粉、纸毛,橡皮布的,“,老化,”,橡皮布的晶化,橡胶硫化后的结构模型,墨辊的润湿性,1,、墨辊润湿的条件,油墨与墨辊的粘附功大于油墨的内聚功,.,2,、墨辊表面润湿性变化,（,a,） （,b,） （,c,）,墨层干结前后润湿性质的变化,第三章印刷压力,Printing Pressure,1,、什么是印刷压力、分类、表示方法,2,、各种印刷方式印刷压力的来源、印刷包衬,3,、印刷压力计算方法、分布,4,、如何确定印刷压力,a,、印刷压力偏小，印品墨色浅淡，图文残缺不全,b,、印刷压力偏大，印品上的网点严重扩大，甚至糊版,c,、印刷压力不稳定，印品上则会出现墨杠,d,、印刷压力过大或不稳，加剧印版的磨损，从而降低印版的耐印率,e,、使印刷机运转情况恶化，减短印刷机的寿命,：,应选择适当的印刷压力，保持其稳定，对印刷十分重要,网点正常,网点扩大,平版印刷压印区,b,剖面图,府视图,L,b,图,4-2,平版印刷机滚筒压缩,印刷压力的表示方法,印刷压力表示,直接表示,间接表示,总压力：,P,总,线压力：,P,L,P,总,/L,面压力：,P,L,P,总,/(L,b),压缩量：,(mm),压印宽度：,b(mm),=R,1,+R,2,+,1,+,2,H,印刷压力的来源,胶印压力的来源于：,印刷包衬,P C,B C,I C,I C,：,无包衬,，,为刚性滚，变形极小,P C,：,变形小，近似认为刚性滚,B C,：,有橡皮布和包衬，变形大,版压来源于包衬,印压来源于包衬,胶印常用的包衬有：,纸张,塑料,毛呢,旧橡皮布,：在印刷中使用的包衬往往是不同包衬材料的组合，胶印印刷压力常用间接方法表示,凹印压力的来源于：,印刷包衬,P C,：,无包衬,，,为刚性滚，变形极小,I C,：,变形小，近似认为刚性滚,印压来源于包衬,凹印常用的包衬有：,橡皮布,P C,I C,普通式橡皮布,套筒式橡皮布,凹印中的压印滚筒,凹印中的压印滚筒为从动滚：所以对其直径的大小没有要求,凹印中的压印滚筒纯为了提供压力：所以其压力大小一般采用直接表示法表示。,柔印压力的来源于：,印刷包衬,P C,：,双面胶带,，,高弹性印版，变形大,I C,：,无包衬，变形小，近似认为刚性滚,柔印的包衬为：,双面胶带,柔印中的印版滚筒,柔印中的印版滚筒为从动滚：所以对其直径的大小没有要求,柔印中的压力大小也一般采用直接表示法表示。,双面胶带,印压来源于印版滚筒的包衬,丝印压力的来源,刮墨板：刮墨板上的橡胶头,压印部件：无包衬，变形小， 近似认为刚性,印压来源于刮墨板的刮墨头,印刷压力的计算,1,、弹性体接触压力的赫芝理论,压印宽度,b,R,1,R,2,O,1,O,2,b,P,S,理想弹性辊,式中，,R1,、,R2,分别是两个圆柱体的半径，,E1,、,E2,分别是两个圆柱体的材料拉伸弹性模量，,m1,、,m2,分别是两个圆柱体的材料泊松比的倒数，,p,是使两圆柱体挤压的径向力,p1,或,p2,的大小,.,理想压力分布,b,L,A,B,C,D,接触面上的接触压力的分布呈半圆柱形。,即：沿长度方向没有变化；沿宽度方向呈半圆形变化。也变是说，沿宽度方向，接触压力在两端压力为零，中间取得最大值,P,max,1,、弹性体接触压力的赫芝理论,理想压力计算,b,L,P,max,P,cp,A,B,C,D,x,x,y,o,沿接触面宽度方向， 接触压力在宽度的两端为零，而在宽度的中点取得最大值,pmax,，如以,S,表示接触面的面积，,S,L,，以,p,cp,和,p,s,表示接触面的平均压力和总压力,.,2,、印刷压力计算的经验方法,印刷压力经验公式,假定压印面上的一点（,x,y,）的压力为,P,d,，则有：,E,包衬的弹性模量,包衬的厚度,xy,点,(,x,y,),的压缩量,n,与包衬性质有关的经验常数,压力（,P,d,）分布规律：,沿宽度方向，中点最大，两端为零；沿长度方向，两端最大，中点最小。,印刷压力的分布图,图,4-3,印刷压力的近似分布规律,图,4-4 ,、,b,、,R,的关系,1,、印刷压力与油墨转移率的关系,什么是油墨的转移率,假定：,x,为供给印版上的墨量,y,为转移到承印物上的墨量,f,为油墨的转移率,则有：,f(%),(y/x)*100%,两者之间的关系,OA,段：供墨不足,AB,段：供墨不稳,BD,段：印刷工作压力区,四、影响印刷压力大小的因素,图 印刷压力和油墨转移率的关系,图,P,、,v,和,f,的三维空间图,图,P,、,a,和,f,的三维空间图,表,用纸的种类与所需压力的关系,纸张的种类,平滑度（秒）,线压力（,kg/cm,）,超高光铜版纸,铜版纸,一般纸张,非涂料纸,2472,518,51,17,4.4,7.8,11.1,12.1,图,P,、,和,y,x,的三维空间图,3,、印刷速度,2,、印刷包衬,4,、印刷承印材料,5,、印版图文结构,印刷速度,印刷压力,材料的平滑度,材料的厚度,实地版,线条版,粗网线版,细网线版,接触时间变短,图 印刷压力和衬垫变形的关系,图,印刷压力和印刷数量的关系,总之，印刷压力的设定：,版压：,0.1-0.15mm,印压：,0.1-0.3mm,取决于纸张,胶印印刷压力的调整,印刷压力的调整：采用轻压印刷法,正确地确定滚筒的包衬,正确地确定纸张的厚度,调节压印滚筒的距离,逐步增加印刷压力（每次增加,0.02mm,）,印刷压力：,80N/cm,2,胶印印刷压力：,80N/cm,2,200 N/cm,2,印刷包衬的种类及特性：,按包衬的弹性模量，可将包衬分为：,包衬的分类：,硬性包衬,中性包衬,软性包衬,弹性模量大,弹性模量适中,弹性模量小,图,4-11,粘弹性材料压缩的,-t,关系曲线,包衬的变形特点,包衬属粘弹性材料，故其变形有一定的特点,包衬的变形特点：,敏弹性变形：,滞弹性变形：,塑性变形：,这种变形是印刷过程中所需变形，对印刷有利,此变形对印刷不利，导致包衬材料老化,此变形对印刷不利，导致包衬材料变长，变薄,印刷包衬的特点：,印刷包衬在印刷过程中表现出来的变形特点与包衬的变形特点有所不同,主要区别表现在,：,印刷包衬的变形主要体现在敏弹性变形,印刷包衬的滞弹性变形可以忽略不计,印刷包衬的塑性变形逐渐增大,B C,I C,A,印刷包衬压缩变形,敏弹性变形,塑性变形,图,4-12,包衬变形的恢复曲线,不同包衬变形特性：,P,E,(,/,),从印刷工艺的角度：,P,是稳定的,从印刷机的角度：,是恒定的,其中：,P,为印刷压力,E,为弹性模量,为压缩量,为包衬厚度,硬性包衬：,小,软性包衬：,大,印刷压力与,之间的关系,印刷压力与,b,之间的关系,：,无论采用什么样的包衬，其敏弹性变形有一个稳定期，之后，敏弹性会逐渐减小。,软性包衬：,20%-30%,硬性包衬：,10%-15%,印刷包衬的选择原则：,就目前情况来说，由于印刷机的精度提高，包衬的使,用已趋于标准，基本采用硬性和中性包衬。,精度高的印刷机、印刷精美印刷品应选择硬性包衬。,精度低的印刷机、印刷一般印刷品应选择软性包衬。,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。,理论基础： 印刷机滚筒筒径的配置情况,1,、等径包衬理论 三滚筒直径相同,增加橡皮布滚筒、印版滚筒的直径来弥补压缩量,只增加橡皮布滚筒的直径来弥补压缩量, 实际印刷时，滚筒滚压时产生滑移。,2,、异径包衬理论,塞茨实验、米勒实验,塞茨异径理论：,R,橡,R,压,R,版 或,R,橡,R,压,= R,版,确定滚筒包衬的理论,橡皮布,(0.17mm),橡皮布,(0.19mm),纸板,(0.15mm),弹,刚,主动,随动,米勒实验,旋转速度变化率（,%,）,(nm),塞茨实验,2R,无压,R,R,2R,加压,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。,胶印印刷压力确定原则,印刷压力确定原则就是包衬的确定原则,P C,B C,I C,滚筒有效直径相等,滚筒的切线速度一致,P C,B C,网点外形,正确切线速度,P C,B C,网点外形,错误切线速度,图文长度正常,图文长度短,P C,B C,网点外形,错误切线速度,图文长度长,图,平版印刷机印刷部分结构示意图,胶印压力计算中的的概念,走肩铁或滚枕,不走肩铁或滚枕,齿轮节圆,滚枕,齿轮节圆,滚枕,齿轮节圆,滚枕,滚筒体,滚筒体,滚筒体,滚筒缩径量，有正有负,滚枕间隙,滚枕过量,印版包衬,齿轮节圆,齿轮节圆,齿轮节圆,滚枕,滚枕,滚枕,滚筒体,滚筒体,滚筒体,滚枕间隙,胶印压力计算方法,齿轮节圆,滚枕,齿轮节圆,滚枕,齿轮节圆,滚枕,滚筒体,滚筒体,滚筒体,滚筒缩径量，有正有负,滚枕间隙,滚枕过量,印版包衬,版,-,橡,R,版,版衬,印版,R,橡,橡衬,橡,H,橡,-,压,R,橡,橡衬,橡,R,压,纸,H,版,-,橡,印版滚枕过量橡皮滚筒过量滚枕间隙,橡,-,压,橡皮滚筒过量压印滚筒缩径量纸厚滚枕间隙,印版包衬厚度印版滚筒过量印版滚筒缩径量印版厚度,包衬厚度橡皮滚筒过量橡皮滚筒缩径量橡皮布厚度,胶印压力计算方法,版,-,橡,R,版,版衬,印版,R,橡,橡衬,橡,H,橡,-,压,R,橡,橡衬,橡,R,压,纸,H,版,-,橡,印版滚枕过量橡皮滚筒过量滚枕间隙,橡,-,压,橡皮滚筒过量压印滚筒缩径量纸厚滚枕间隙,印版包衬厚度印版滚筒过量印版滚筒缩径量印版厚度,包衬厚度橡皮滚筒过量橡皮滚筒缩径量橡皮布厚度,齿轮节圆,齿轮节圆,齿轮节圆,滚枕,滚枕,滚枕,滚筒体,滚筒体,滚筒体,滚枕间隙,胶印版压的标准化,印版滚筒：包衬印版,(0.3mm),橡皮滚筒：包衬橡皮布,(1.95mm,）,0.1mm,印版滚筒,滚枕,印版包衬,印版,0.05mm,橡皮滚筒,滚枕,橡皮滚筒包衬,橡皮布,0.1mm,印版滚筒,滚枕,印版包衬,印版,0.05mm,橡皮滚筒,滚枕,橡皮滚筒包衬,橡皮布,版压：,0.1,0.05,0.15mm,合压,0.05mm,橡皮滚筒,滚枕,橡皮滚筒包衬,橡皮布,压印滚筒,滚枕,压印滚筒,0.05mm,橡皮滚筒,滚枕,橡皮滚筒包衬,橡皮布,滚枕,压印滚筒,纸张,0.1mm,合压,印压：纸厚,0.05mm,胶印印刷压力的测量,总压力的测定,回转偏心套,电子应变仪,表现为印刷机上的压力表,压印宽度的测定,压杠法,利用,b,2,/8(R,1,+R,2,)/(R,1,R,2,),计算出,压缩量的测定,包衬的厚度,滚枕的间隙,贴片法,压保险丝,测,b,压杠法，印版，滚满油墨，合压，稍许，点动，测橡皮布带状压痕宽度,b,。,橡皮布的结构和种类,橡皮布的结构,橡胶层,高弹性层,气垫层,软棉架层,橡胶层,高弹性层,软棉架层,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,图,3-7,普通橡皮布凸包现象和气垫橡皮布可压缩理论示意图,凸包,普通橡皮布,（,a,）普通橡皮布 （,b,）气垫橡皮布,图,3-8,网点增大值和压缩变形量的关系,图,3-10,天然橡胶的分子结构示意图,橡皮布在印刷中的作用,提供印刷中所需的印刷压力,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,橡胶的粘弹性,橡胶的蠕变,橡胶的应力松驰,橡胶的内耗,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,橡皮布的变形,T,T,T,T,保证橡皮布的平行,图橡皮布的挤压变形,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,第四章 油墨的传输和转移,Ink Transfer,1,、油墨传递的基本概念,2,、供墨系统,3,、给墨行程、分配行程、转移行程,图,3-4,十种基本浓色图,图,3-5,配色软件的基本框架,表,3-1,几种浅色油墨配合方法,待调配的颜色,主色墨,辅助色墨,奶白色,白墨,少量黄墨,天蓝色,白墨,少量蓝墨,粉红色,白墨,少量桃红和桔红墨,肉色,白墨,少量透明桔红墨和中黄墨,米色,白墨,少量桔黄、中黄和黑墨,灰色,白墨,少量黑墨,淡青色,白墨,少量桃红和品蓝墨,湖绿色,白墨,少量蓝黑和淡黄油墨。,银灰色,冲淡墨,少量银浆和黑墨,象牙黄色,白墨,黄、孔雀蓝和桔红墨,表,3-2,几种深色油墨配合方法,待调配的颜色,主色,辅助色,古铜色,深黄墨,少量大红和黑墨,墨绿色,深黄和中蓝墨,少量深红墨,翠绿色,孔雀蓝油墨和淡黄墨,假金色,黄墨,少量深红和中蓝墨,金色,中黄和淡黄墨,少量金粉,青莲色,孔雀蓝,一定量的桃红和黄墨,棕红色,桃红,黄墨和蓝墨,苹果绿色,黄墨,少量蓝墨,墨量的多少,供墨系统的性能,1,、供墨系统的重要性,传递的稳定性,传递的均匀性,传递的墨层厚度,印刷品质量,2,、供墨系统的类型,供墨系统的类型,长墨路供墨系统,短墨路供墨系统,胶印油墨的传递,凸印油墨的传递,凹印油墨的传递,（照相凹版）,柔印油墨的传递,图,6-2,胶印机的供墨部分,印刷机上给墨量的多少,基本通过调节,d,的大小来控制,d,对于,d,而言,先进的胶印机上一般整个,给墨系统分成了,32,个墨区,来分别控制每一个墨区的,墨量,图,3-3,影响给墨量的因素,图,6-3,余墨示意图,油墨分配系统,(,匀墨部分着墨部分,),组成：,串墨辊：起串墨作用，,串动幅度,2-3cm,匀墨辊,重 辊,着墨辊,串墨辊,匀墨辊：起匀墨作用,重 辊：增加墨辊之间的压力,着墨辊：主要承担向印版供墨 靠版辊,墨 匀墨辊、串墨辊、 印 承印,斗 重辊、着墨辊 版 物,给墨行程 分配行程 转移行程,油墨的传输 油墨的转移,油墨,油墨,油墨,系统组成：主要由墨斗、墨斗辊、传墨辊组成,给墨行程的组成,给墨行程是指油墨从墨斗传输到匀墨辊的过程,给墨行程的条件,性能良好的给墨装置,流变特性良好的油墨,对于,而言，有两个因素会影响其大小：,一个是油墨在墨斗中的高度,一个是刮墨片的倾斜角度,墨斗辊,刮墨片,1,刮墨片,2,1,2,墨量相同,墨斗辊,印品墨层厚度随油墨高度的下降而下降，,从而导致印刷品的密度下降。,对于,而言,图,3-4,墨斗填墨量对印品质量的影响,应使墨斗油墨水平面保持一定高度,勤加墨,印刷过程中一般要尽量使,维持稳定,现代印刷机之自动加墨系统,对于油墨而言：,影响给墨量的因素主要是油墨的屈服值和油墨的触变性,高速印刷机的墨斗常配有自动搅拌装置，帮助油墨触变。,经验表明：,0,4.010,2,Pa,触变指数,3.2,，给墨顺畅。,屈服值,过大：大于墨斗辊旋转所产生的剪切应力，,“,不下墨,”,。,过小：失去塑性，油墨流泻。,触变性,过大：,墨斗辊旋转所产生的剪切力不能使油墨粘度有足够的下降，,“,不下墨,”,。,印刷时，应勤搅拌墨斗中的油墨。,（,a,） （,b,）,图,6-4,给墨行程的油墨传输,油墨分配行程的作用,A,、改善油墨的流动性,B,、,使油墨分配均匀,油墨分配系统中胶辊的粘弹性,分配行程中的墨辊采用软硬交替排列的方式，以减轻墨辊之间的振动,导致了胶辊的粘弹性变形，形成了胶辊的内耗，使胶辊老化。,墨辊间的接触压力大,胶辊的温度升高,墨辊的直径增大,胶辊的温度,升高,现在的印刷机上，墨辊数量较多，目的就是为了降低温度,供墨不稳,在所有的供墨辊中，串墨辊的温度升得最高，所以，串墨辊有冷却。,图,2-8,粘弹性材料一个加载卸载过程的,-,关系曲线,图,3-7,t(),和,b,的关系,图,3-8,d,与,t(),的关系,图,3-9,输墨装置的温度变化,油墨在墨辊间的流动机理,油墨在辊隙间汇合,油墨开始分裂，在墨层内部形成,“,空核,”,“,空核,”,逐渐长大形成,“,空洞,”,“,空洞,”,形成的同时，油墨也被拉成,丝,最终油墨断裂，分成三部分,从机理上看：,一部分油墨仍保留在上一根墨辊上；,另一部分油墨则传递到下一墨辊上；,还有一部分油墨则形成“墨雾”。,油墨在墨辊间的分配,A,B,A,B,A,辊,B,辊,设：有,A,、,B,两辊，在理想的辊压状态下：,则有：,A,B,A,B,1/2,（,A,B,）,注意：我们讨论的问题的前提是理想状态,即,油墨在墨辊间的分配,印版滚筒,传墨辊,7,6,5,4,2,3,1,0,100a,0,设：供给印品上的墨量为,100a,，印版残余墨量为,0,7,6,100a,6,1/2,（,7,5,）,5,1/2,（,6,4,）,4,1/2,（,5,2,）,3,1/2,（,4,0,100a,）,2,1/2,（,3,1,）,1,1/2,（,2,0,）,0,100a,1/2,（,3,1,）,油墨在墨辊间的分配,1,0,50a,2,0,100a,3,0,150a,4,0,200a,5,0,300a,6,0,400a,7,0,500a,供墨系统从上到下，各墨辊上,的墨量逐渐减少,墨辊的排列方式不同，油墨的分配不同,A1,0,125a/3,B1,0,275a/3,A2,0,250a/3,B2,0,100a,(a),传输系统,A1,0,25a,B1,0,75a,A2,0,50a,B2,0,100a,(b),传输系统,从墨斗辊到着墨辊，墨量逐渐减少,印刷过程中要减少停机次数,印机在工作状态下，即合压状态,从墨斗辊到着墨辊，墨量相同,印机在非工作状态下，即离压状态,图,3-15,新式短墨路输墨系统,图,6-6,橡皮布上的油墨转移示意图,图,3-17,聚合物的临界表面张力,表,3-2,几种高聚物的临界表面张力,(,c,，单位,10,-2,N/m),高聚物表面,c,高聚物表面,c,聚四氟乙烯,1.8,聚乙烯醇,3.7,聚三氟乙烯,2.2,聚甲基丙烯酸甲酯,3.9,聚二氟乙烯,2.5,聚氯乙烯,3.9,聚乙烯,3.1,聚酯,4.3,聚苯乙烯,3.3,尼龙,66,4.6,第五章 油墨转移方程,1,、油墨转移过程中的墨量及其测定,2,、,WF,油墨转移方程,3,、,WF,油墨转移方程参数的赋值方法,4,、,WF,油墨转移方程的修正,5,、,WF,油墨转移方程的应用,x,y,1,y,A,辊,B,辊,油墨转移量的分析,在理想情况下：,f,50%,即：,y,1/2x,实际情况,主要原因：,没有考虑纸张油墨的印刷适性和印刷的条件,图,4-1,油墨转移量曲线、油墨转移率曲线、油墨转移系数曲线,图,4-2 AIC 2-5,型印刷适性试验机结构图,表,4-1 x,、,y,的实验数据,x(g/m,2,),0.2056,0.2505,0.2923,0.8005,0.8961,1.4042,1.9870,y(g/m,2,),0.0478,0.0508,0.0478,0.3168,0.3647,0.3960,0.7756,x(g/m,2,),2.3890,2.9047,4.0225,4.9580,6.7694,8.139,y(g/m,2,),1.0102,1.2882,2.0639,2.7662,3.6734,4.4281,1,、油墨转移方程的建立,油墨转移方程是美国人沃尔克和费茨科于,1955,年提出的,设：单位面积的纸面上与油墨接触的面积为,F(x),，则,0,F(x),1,设：油墨接触的纸面的单位面积内获得的墨量为,Y(x),单位面积的纸面上得到的转移墨量为,y(x),， 则,y(x),F(x),Y(x),机械投锚的油墨量,油墨二次分裂的墨量,x,油墨,纸张,x-b(x),橡皮滚筒,压印滚筒,b(x),f ,x-b(x),y(x),假定：填入纸张凹陷处的最大墨量值为,b,但实际印刷过程中不可能获得,b,值墨量,假定：实际印刷中填入纸张凹陷处的最大墨量,b,值与系数,(x),有关,则有：实际印刷中填入纸张凹陷处的墨量为：,b(x),其中：,(x),的范围为,0,，,1,印版上剩余自由墨量为：,x,b(x),假定：自由墨量分裂的系数为,f,则,f,是一个小于,1,的比例系数,二次分裂的墨量为：,f,x-b(x),通过上面的分析，油墨转移方程为：,y(x)=F(x),b(x),f,x- b(x),确定,F(x),，,F(x),是,x,的函数,经验：,F(x),对,x,的变化率与,1-,F(x),成正比，有：,下面确定,(x),，,(x),是,x,的函数,经验：,(x),对,x,的变化率与,1-,(x),成正比，,同时,(x),与,b,成反比，因此有：,2,、油墨转移方程中参数的含义,油墨转移方程中三个参数，分别为：,b,、,f,、,k,，,其含义分别为：,b,值：是指纸张表面凹陷处在印刷瞬间可能填入的极值墨量,影响因素：凹孔的几率、油墨的粘度、印刷的压力和速度,f,值：是指自由墨量的分裂率,影响因素：油墨的流变特性,k,值：是间接指印刷中油墨与纸张表面接触的平服程度，,也指纸张的印刷平滑度,影响因素：纸张的平滑度、油墨的粘度、印刷的压力和速度,图,4-5 f,与油墨流变特性的关系曲线,3,、油墨转移方程中参数的赋值,假定：供给印版表面的墨量,x,足够大,近似为,0,近似为,0,y(x)=fx,b(1,f),f,为线性方程的斜率,b,也可计算出来,通过给定的,x,y,值，代入方程也可计算出,k,值,图,4-6,线性化的油墨转移曲线,图,4-7,油墨转移量曲线,1,、油墨转移方程的修正的原因,WF,油墨转移方程的修正,y(x)=F(x),b(x),f,x- b(x),WF,油墨转移方程主要存在的问题在于：,对,F(x),和,(x),变化的规律的假设所包含的因素较少,对,F(x),和,(x),变化的规律的假设比较简单,y(x),F(x),Y(x),2,、油墨转移方程中对,F(x),的指数修正,F(x),对,x,的变化率不仅与,1-,F(x),成正比,F(x),对,x,的变化率还应与印版的供墨量,x,成正比,式中：,a,为比例常数,式中：参数,a,表示单位重量油墨覆盖纸张面积的能力,不仅与纸张的平滑度有关，而且还与纸张对油墨的吸,收性有关,参数,a,的测定：,方法一：,a,为覆盖,1m,2,纸面所需最低油墨重量的倒数,方法二：采用经验公式进行计算,a,在,0.2-1,之间,油墨转移方程,解释,实际生产中的因素对油墨转移率的影响,主要表现在下几个方面：,承印材料对油墨转移率的影响,印刷压力对油墨转移率的影响,印刷速度对油墨转移率的影响,印版类型对油墨转移率的影响,印刷机的类型对油墨转移率的影响,印版的图文结构对油墨转移率的影响,环境的温湿度对油墨转移率的影响,WF,油墨转移方程的应用,承印材料的影响,当,x,时，,f,迅速上升到最大值。,当,f,达到最大值时，,x,，油墨铺展，,f,迅速下降。,铜版纸（平滑类）,k,大，当,x,时，,F,（,x,）,迅速上升而趋于,1,，,b,小，当,x,时，,b,（ x ）,迅速上升而达到,b,。,WF,油墨转移方程的应用,新闻纸（粗糙类）,k,小，当,x,时，,F,（,x,）缓慢上升而趋于,1,，,b,大，当,x,时，,b,（ x ）,缓慢上升。,当,x,时，,f,缓慢上升到最大值，,但,b,(x,),未达到,b,，即,y,未达到最大值。,当,f,达到最大值时，,x,，,b,（ x ）,，,y,缓慢，,f,缓慢下降。,塑料、金属箔（光滑、无吸收性的承印材料类）,b0,，,f, 0.5,f,迅速上升到,50%,不同的承印材料，最佳供墨量（,f,最大时）不同,印版的影响,当,x,较大时，对,f,几乎无影响,原因：这时，墨膜表层受,分子间的作用力的影响很小。,当,x,较小时，,f,金属版,f,树脂版,原因：分子间的作用力的影响。,表,4-9,四种印版的油墨转移率,纸及油墨,凸版纸凸版铅印油墨,铜版纸凸版油墨,x(g/m,2,),9,11,6,8,铜版,f(%),43,50,40,51,铝版,f(%),45,50,4.,51,锌牌,f(%),47,50,47,52,感光树脂版,f(%),50,51,52,52,表,4-10,印版材质对,k,、,b,、,f,的影响,纸张,印刷盘,参数,k,b,f,加拿大新闻纸,橡胶盘,0.8994,2.9311,0.3671,金属铝盘,0.3678,4.2090,0.2129,金城胶版纸,橡胶盘,0.7786,3.1468,0.7442,金属铝盘,0.2684,3.9388,0.2439,印版的影响,图文形式,f,实地,f,线条,f,网点,原因：油墨铺展的影响,印刷压力的影响,当,x,较大时，,P,对,f,几乎无影响。,原因：这时，,b,（,x,）,b,，,F,（,x,）,1,当,x,较小时，,P,，,f,原因：,P,，,b,（,x,），,F,（,x,）,图,4-14,不同印刷压力下的油墨转移率曲线,印刷速度的影响,V,，,f,原因：接触时间对,b,（,x,）、,F,（,x,）,的影响,f,平压平,f,圆压平,f,圆压圆,图,4-15,油墨转移率,f,与印刷速度,的关系曲线,表,4-11,印刷条件对,k,、,b,、,f,的影响,印刷条件,方程参数值,k,b,f,压力,625N/cm,，速度,0.2m/s,0.3271,5.8529,0.3679,压力,625N/cm,，速度,0.6m/s,0.2225,4.5288,0.3282,压力,350N/cm,，速度,0.6m/s,0.1701,1.1605,0.2904,第六章,水墨平衡,1,、乳状液的形成和类型,2,、胶印油墨的乳化过程,3,、水墨平衡理论,4,、水的消耗及润版液用量控制,5,、润版液的组分、作用、种类及控制,6,、平版胶印机的润版系统,1,、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,2,、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,卷筒纸平印模式,平印中油墨的乳化,什么是乳化,一种液体以微小液珠的形式分散在与它互不相溶的液体之中的过程称之乳化，这种体系称为“乳状液”,平印中的乳化,平印过程中油墨的乳化是一定存在的,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,O/W,W/O,图,5-1,乳状液的类型,图,5-2,胶印机的油墨和水的传递,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。,A,B,C,D,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,印刷过程中的四种辊隙,图,5-3,油墨和水相混的曲线,图,5-4,油墨酸值与分层速度的关系曲线,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,分散相占体积,74%,分散介质占体积,26%,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%,1,、水墨平衡的相体积理论,平版印刷中的水墨平衡理论,问题：水墨平衡的含义？,表,5-1,各类纸张、润版液等印刷适性条件匹配参照表,纸张类型,纸张,PH,值,印迹干燥时间,（湿度,55, 温度,18,）,印迹干燥时间,（湿度,65, 温度,20,）,润版液,PH,值,国产,铜版纸,白板纸,8.54,3,小时,10,分,5,小时,45,分,4,8.35,3,小时,20,分,6,小时,12,分,7.90,4,小时,7,小时,5,7.60,5,小时,8,小时,10,分,进口铜版纸,7.00,6,小时,12,小时,20,分,6,胶版纸,6.65,3,小时,30,分,14,小时,5.92,6,小时,40,分,23,小时,7,7.5,5.54,7,小时,30,小时,图,5-5,传递水量和时间的关系,图,5-9,摆动式润版系统 图,5-10,连续式润版系统,图,5-11,半分离混合酒精润版系统 图,5-12,全混合酒精润版系统,返回,图,5-13,新型的酒精润版系统,第七章,印刷过程中的几个问题,1,、油墨的叠印及印刷色序,2,、油墨的透印、粉化和拉毛现象,3,、油墨的雾散,4,、胶印印刷过程中的静电,5,、胶印印刷品的干燥和背面蹭脏,图,油墨的,Tack,值与油墨干燥时间的关系,图,叠印中的油墨转移,图,用密度表示的油墨叠印率,图,三原色油墨的光谱反射率曲线,表,印刷色序对呈色效果的影响,第一色,第二色,第三色,色偏,M,C,Y,偏绿,C,M,Y,偏红,C,Y,M,更偏红,M,Y,C,偏棕绿,Y,C,M,偏浅紫,Y,M,C,偏蓝绿,图,粘度对拉毛速度的影响,图,墨层厚度对拉毛速度,V,的影响,图,P,对拉毛速度,V,的影响,图,静电产生原理图,图,静电带电序列,图,纸张表面电阻和空气相对湿度的关系,图,润版液,pH,值与油墨干燥时间,图,温度、湿度、纸张,pH,值与油墨干燥时间,图,版面砂眼磨