平版印刷的水墨平衡
發(fā)布時間：2024-07-17 點(diǎn)擊：73
目前，平版印刷中還不能沒有水，但是印版上的水分過多或過少都會直接影響印刷質(zhì)量和生產(chǎn)的順利進(jìn)行。如果在膠印機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)中改變潤濕液的供給量，就會發(fā)生下列問題：
水分過大時，印刷品出現(xiàn)花白現(xiàn)象，實(shí)地部分產(chǎn)生所謂的“水跡”，使印跡發(fā)虛，墨色深淡不勻。與此同時，紙張的變形量增大，圖文套印不準(zhǔn)，還會沾濕滾筒襯墊或使?jié)L筒殼本銹蝕等。
水分過小時，先是在印品的空白部分出現(xiàn)墨污，引起臟版。隨著印刷時間的延長，油墨漸漸地堵塞了非著墨的部分，出現(xiàn)“糊版”，位于實(shí)地之上的網(wǎng)點(diǎn)區(qū)的淺底紋漸漸地被油墨堵死。
因此，平版印刷中，潤濕液的供給量必須適中。一般要求，在不引起版面起臟的前題下，使用最少的水量，達(dá)到水量和墨量的平衡。
一、以相體積理論為基礎(chǔ)的水墨平衡
油墨和水在膠印機(jī)上的傳遞過程中，油墨的乳化是不可避免的，結(jié)果是生成水包油型的或者是油包水型的乳狀液。
一種液體以細(xì)小液珠的形式分散在與它不互溶的液體之中，形成的體系叫“乳狀液”。這兩種不互溶的液體，在一般情況下，一相是水，另一相是“油”——有機(jī)液體的統(tǒng)稱。若沒為分散相，水為分散介質(zhì)，則所形成的乳狀液稱為“水包油型乳狀液”，用符號“o/w”來表示；若水為分散相，油為分散介質(zhì)，則所形成的乳狀液稱為“油包水型乳狀液”，用符號“w/o”來表示。符號“o/w”和“w/o”中的“o”代表油，“w”代表水。o/w型乳狀液對于平版印刷過程的正常進(jìn)行和印刷品的質(zhì)量危害極大，它會使印刷過程發(fā)生所謂水沖現(xiàn)象，造成墨輥膠墨，油墨無法傳遞，導(dǎo)致印刷品的空白部分起臟。如果采有樹脂型油墨，抗水性能增加，水沖現(xiàn)象極少發(fā)生，所形成的乳狀液都是w/o型的，除非供給印版的水量過大時才會形成o/w型的乳狀液。以下提到的乳化油墨，如不加說明，均指w/o型乳化油墨。
潤濕液以微細(xì)的液珠形式分散的油墨中，形成w/o型乳化油墨。油包水程度輕微的乳化油墨，粘度略有下降，改善了油墨的流動性能，有利于油墨轉(zhuǎn)移。油包水程度嚴(yán)重的乳化油墨，粘度大幅度下降，墨絲變短，妨礙了油墨的順利轉(zhuǎn)移。混入油墨中的潤濕液還會腐蝕金屬墨輥，在輥面上形成親水鹽層而排斥油墨，造成墨輥脫墨。只有嚴(yán)格地控制印版的供水量，才能形成油包水程度適中的乳化油墨。
膠體化學(xué)中形成乳狀液的相體積理論指出，若把分散相的液滴看作是大小相等的圓球(參看圖5-5)，則可計算出圓球以最密集的方式堆積時，液滴的體積占乳狀液總體積的74.02%，其余的25.98%應(yīng)為分散介質(zhì)。若分散相體積所上的比例大于74.02%，乳狀液便會發(fā)生變型或破壞。若水相體積占總體積的26%～74%，形成的乳狀液可能是o/w型的，也可能是w/o型的；若小于26%，形成的乳狀液只能是w/o型的；若大于74%，形成的乳狀液只能是o/w型的。
根據(jù)上述理論，要形成w/o型乳化油墨，潤濕液的體積占乳化液總體積的比例應(yīng)在26%以下。實(shí)驗證實(shí)，平版印刷機(jī)印刷正常時，印版上的油墨中的潤濕液含量都在16%以上，當(dāng)達(dá)到21%(相當(dāng)于在100g油墨中含22ml的潤濕液)時，油墨的傳遞性能很好，能得到質(zhì)量優(yōu)良的印刷品。
平版印刷中，印版空白部分始終要保持一定厚度的水膜才能使印刷正常進(jìn)行。印版上水膜的厚度與印版上油墨的含水量有關(guān)，水膜愈厚，油墨中的含水量愈大。
按照相體積理論，結(jié)合印刷過程中水墨傳遞的規(guī)律，平版印刷水墨平衡的含義歸結(jié)為：在一定的印刷速度和印刷壓力下，調(diào)節(jié)潤濕液的供給量，使乳化后的油墨所含潤濕液的體積比例在15%～26%之間，形成油包水程度輕微的w/o型乳化油墨，以最不的供液量與印版上的油墨量相抗衡。
圖5-5 均勻球形液體所形成的緊密堆積乳狀液
二、以表面過剩自由能理論為基礎(chǔ)的水墨平衡
理論上認(rèn)為，隨著在平版空白部分的潤濕液和附著在圖文部分的油墨，兩相之間若存在嚴(yán)格的分界線，水墨便互不浸潤，即可達(dá)到靜態(tài)的水墨平衡。實(shí)際上，這種靜態(tài)平衡在印刷，生產(chǎn)中是無法實(shí)現(xiàn)的。但是，可以從潤濕液和油墨的表面過剩自由能(或表面張力)出發(fā)，找出水墨互不浸擾的能量關(guān)系，尋找水墨平衡的條件。 [next]
圖5-6是潤濕液表面張力和油墨的表面張力間的靜態(tài)平衡關(guān)系圖。平版空白部分附著有潤濕液，圖文部分附著有油墨。若潤濕液表面張力γw與油墨表面張力γ0，如圖5-6(b)所示，在擴(kuò)散壓的作用下，潤濕液將向油墨一方浸潤，使印刷品上的小網(wǎng)點(diǎn)、細(xì)線條消失。如果潤濕液的表面張力與油墨表面張力，如圖5-6(a)所示，在擴(kuò)散壓的作用下，油墨將向潤濕液一方浸潤，使印刷品的網(wǎng)點(diǎn)擴(kuò)大，空白部分起臟。只有當(dāng)潤濕液的表面張力等于油墨的表面張力，如圖5-6(c)所示，界面上的擴(kuò)散壓才為零，潤濕液和油墨在界面上保持相對平衡，互不浸潤，印刷品的質(zhì)量才較為理想。
圖5-6 潤濕液與油墨的靜態(tài)平衡關(guān)系
從以上分析中得知，為滿足水、墨靜態(tài)平衡的要求，潤濕液和油墨應(yīng)當(dāng)取同樣大小的表面張力值，油墨的表面張力約在3.0～3.6×102n／m的范圍內(nèi)，潤濕液的表面張力應(yīng)在這個范圍內(nèi)。
從第一章講述的液體潤濕固體的條件得知，潤濕液若要在平版空白部分鋪展，必須滿足下面的條件：
s＝γsg－γsl－γlg≥0
式中，s為鋪展系數(shù)，γsg表示平版空白部分的表面過剩自由能，一般為7.0～9.0×10-1j／m2，γlg表示潤濕液的表面張力，γsl表示潤濕液和平版空白部分之間的界面張力。上式表明，γlg愈小，s愈大，潤濕液的鋪展性能愈好。
按照表面過剩自由能的理論，采用表面張力較低的潤濕液，便有可能用較少的水量實(shí)現(xiàn)平版印刷的水墨平衡。
在實(shí)際的生產(chǎn)中，平版印刷中的水墨平衡是在動態(tài)條件下實(shí)現(xiàn)的。經(jīng)驗表明，潤濕液的表面張力略大于油墨的表面張力，一般認(rèn)為潤濕液的表面張力值約為4.0～5.0×102n／m時，有利于實(shí)現(xiàn)水墨平衡。
三、以場型理論為基礎(chǔ)的水墨平衡
水分子是具有特殊性質(zhì)的化合物，由氫元素和氧元素組成，分子的偶極矩等于6.17×1030c·ｍ(庫侖·米)，分子的結(jié)構(gòu)不對稱，是極性很強(qiáng)的分子。
水分子由氫原子和電負(fù)笥很強(qiáng)的氧原子化合而成。因此，一個水分子中的氫原子具有貢獻(xiàn)出電子與另一個水分子中的氧原子結(jié)合形成氫鍵的能力。在常溫常壓下，液體狀態(tài)的水分子，常常不是以單個的水分子存在，而是形成二聚體、三聚體或四聚體。氫鍵是一種弱鍵，它的鍵能較小。因此，氫鍵很容易形成，也很容易斷裂，極不穩(wěn)定。
水能夠?qū)щ姡蚨梢哉J(rèn)為水具有金屬導(dǎo)體在電結(jié)構(gòu)方面的特點(diǎn)，即具有自由電子。當(dāng)水不帶電也不受外電場的作用時，水中的負(fù)電荷和正電荷相互中和，整個導(dǎo)體都是中性的，水分子排列也雜亂無章。如果將該導(dǎo)體放入靜電場中，按照物理學(xué)的理論，這個電場將驅(qū)使導(dǎo)體內(nèi)的自由電子在其內(nèi)移動，從而使導(dǎo)體內(nèi)正負(fù)電荷重新分布，結(jié)果使導(dǎo)體的一端帶正電荷，而另一端帶負(fù)電荷，使雜亂無章的水分子按其正負(fù)有序的排列起來，而在其周圍形成一個“場”。這個場使水分子之間的牽引力增強(qiáng)，有人曾比喻：就像小朋友手拉著手一樣，更加緊密。
平版，在制版過程中，非圖文部分都經(jīng)過了很好的親水處理。如陽圖ps版，非圖文部分有親水性良好的al2o3(氧化鋁)薄膜，當(dāng)著水輥把強(qiáng)化處理過的水傳遞到平版的非圖文部分時 ，水很快的附著在上面，并在非圖文部分形成一個場。在場的作用下，水分子相互之間的牽引力(拉力)增大。因此，水和油墨在接觸過程中，非圖文部分的水很難進(jìn)入油墨中，油墨也很難浸入非圖文部分的水中，使印版非圖文表面的水膜和圖文表面的墨膜之間，形成更加接近理論上存在的分界線，達(dá)到油水互不浸潤的水墨平衡。
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水分過小時，先是在印品的空白部分出現(xiàn)墨污，引起臟版。隨著印刷時間的延長，油墨漸漸地堵塞了非著墨的部分，出現(xiàn)“糊版”，位于實(shí)地之上的網(wǎng)點(diǎn)區(qū)的淺底紋漸漸地被油墨堵死。
因此，平版印刷中，潤濕液的供給量必須適中。一般要求，在不引起版面起臟的前題下，使用最少的水量，達(dá)到水量和墨量的平衡。
一、以相體積理論為基礎(chǔ)的水墨平衡
油墨和水在膠印機(jī)上的傳遞過程中，油墨的乳化是不可避免的，結(jié)果是生成水包油型的或者是油包水型的乳狀液。
一種液體以細(xì)小液珠的形式分散在與它不互溶的液體之中，形成的體系叫“乳狀液”。這兩種不互溶的液體，在一般情況下，一相是水，另一相是“油”——有機(jī)液體的統(tǒng)稱。若沒為分散相，水為分散介質(zhì)，則所形成的乳狀液稱為“水包油型乳狀液”，用符號“o/w”來表示；若水為分散相，油為分散介質(zhì)，則所形成的乳狀液稱為“油包水型乳狀液”，用符號“w/o”來表示。符號“o/w”和“w/o”中的“o”代表油，“w”代表水。o/w型乳狀液對于平版印刷過程的正常進(jìn)行和印刷品的質(zhì)量危害極大，它會使印刷過程發(fā)生所謂水沖現(xiàn)象，造成墨輥膠墨，油墨無法傳遞，導(dǎo)致印刷品的空白部分起臟。如果采有樹脂型油墨，抗水性能增加，水沖現(xiàn)象極少發(fā)生，所形成的乳狀液都是w/o型的，除非供給印版的水量過大時才會形成o/w型的乳狀液。以下提到的乳化油墨，如不加說明，均指w/o型乳化油墨。
潤濕液以微細(xì)的液珠形式分散的油墨中，形成w/o型乳化油墨。油包水程度輕微的乳化油墨，粘度略有下降，改善了油墨的流動性能，有利于油墨轉(zhuǎn)移。油包水程度嚴(yán)重的乳化油墨，粘度大幅度下降，墨絲變短，妨礙了油墨的順利轉(zhuǎn)移。混入油墨中的潤濕液還會腐蝕金屬墨輥，在輥面上形成親水鹽層而排斥油墨，造成墨輥脫墨。只有嚴(yán)格地控制印版的供水量，才能形成油包水程度適中的乳化油墨。
膠體化學(xué)中形成乳狀液的相體積理論指出，若把分散相的液滴看作是大小相等的圓球(參看圖5-5)，則可計算出圓球以最密集的方式堆積時，液滴的體積占乳狀液總體積的74.02%，其余的25.98%應(yīng)為分散介質(zhì)。若分散相體積所上的比例大于74.02%，乳狀液便會發(fā)生變型或破壞。若水相體積占總體積的26%～74%，形成的乳狀液可能是o/w型的，也可能是w/o型的；若小于26%，形成的乳狀液只能是w/o型的；若大于74%，形成的乳狀液只能是o/w型的。
根據(jù)上述理論，要形成w/o型乳化油墨，潤濕液的體積占乳化液總體積的比例應(yīng)在26%以下。實(shí)驗證實(shí)，平版印刷機(jī)印刷正常時，印版上的油墨中的潤濕液含量都在16%以上，當(dāng)達(dá)到21%(相當(dāng)于在100g油墨中含22ml的潤濕液)時，油墨的傳遞性能很好，能得到質(zhì)量優(yōu)良的印刷品。
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圖5-5 均勻球形液體所形成的緊密堆積乳狀液
二、以表面過剩自由能理論為基礎(chǔ)的水墨平衡
理論上認(rèn)為，隨著在平版空白部分的潤濕液和附著在圖文部分的油墨，兩相之間若存在嚴(yán)格的分界線，水墨便互不浸潤，即可達(dá)到靜態(tài)的水墨平衡。實(shí)際上，這種靜態(tài)平衡在印刷，生產(chǎn)中是無法實(shí)現(xiàn)的。但是，可以從潤濕液和油墨的表面過剩自由能(或表面張力)出發(fā)，找出水墨互不浸擾的能量關(guān)系，尋找水墨平衡的條件。 [next]
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圖5-6 潤濕液與油墨的靜態(tài)平衡關(guān)系
從以上分析中得知，為滿足水、墨靜態(tài)平衡的要求，潤濕液和油墨應(yīng)當(dāng)取同樣大小的表面張力值，油墨的表面張力約在3.0～3.6×102n／m的范圍內(nèi)，潤濕液的表面張力應(yīng)在這個范圍內(nèi)。
從第一章講述的液體潤濕固體的條件得知，潤濕液若要在平版空白部分鋪展，必須滿足下面的條件：
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式中，s為鋪展系數(shù)，γsg表示平版空白部分的表面過剩自由能，一般為7.0～9.0×10-1j／m2，γlg表示潤濕液的表面張力，γsl表示潤濕液和平版空白部分之間的界面張力。上式表明，γlg愈小，s愈大，潤濕液的鋪展性能愈好。
按照表面過剩自由能的理論，采用表面張力較低的潤濕液，便有可能用較少的水量實(shí)現(xiàn)平版印刷的水墨平衡。
在實(shí)際的生產(chǎn)中，平版印刷中的水墨平衡是在動態(tài)條件下實(shí)現(xiàn)的。經(jīng)驗表明，潤濕液的表面張力略大于油墨的表面張力，一般認(rèn)為潤濕液的表面張力值約為4.0～5.0×102n／m時，有利于實(shí)現(xiàn)水墨平衡。
三、以場型理論為基礎(chǔ)的水墨平衡
水分子是具有特殊性質(zhì)的化合物，由氫元素和氧元素組成，分子的偶極矩等于6.17×1030c·ｍ(庫侖·米)，分子的結(jié)構(gòu)不對稱，是極性很強(qiáng)的分子。
水分子由氫原子和電負(fù)笥很強(qiáng)的氧原子化合而成。因此，一個水分子中的氫原子具有貢獻(xiàn)出電子與另一個水分子中的氧原子結(jié)合形成氫鍵的能力。在常溫常壓下，液體狀態(tài)的水分子，常常不是以單個的水分子存在，而是形成二聚體、三聚體或四聚體。氫鍵是一種弱鍵，它的鍵能較小。因此，氫鍵很容易形成，也很容易斷裂，極不穩(wěn)定。
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平版，在制版過程中，非圖文部分都經(jīng)過了很好的親水處理。如陽圖ps版，非圖文部分有親水性良好的al2o3(氧化鋁)薄膜，當(dāng)著水輥把強(qiáng)化處理過的水傳遞到平版的非圖文部分時 ，水很快的附著在上面，并在非圖文部分形成一個場。在場的作用下，水分子相互之間的牽引力(拉力)增大。因此，水和油墨在接觸過程中，非圖文部分的水很難進(jìn)入油墨中，油墨也很難浸入非圖文部分的水中，使印版非圖文表面的水膜和圖文表面的墨膜之間，形成更加接近理論上存在的分界線，達(dá)到油水互不浸潤的水墨平衡。
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