《印刷原理及工艺》教学课件(1)
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印刷原理与工艺1
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。
3、如何提高印版的润湿性能？1、增加印版的粗糙度，可以减小接触角，提高润版液的润湿性能，故印版的表面都是经过粗化处理的。
2、降低润版液的表面张力，也可以减小接触角，提高润湿性能。
所以在胶印润版液中往往要添加表面活性物质，以降低表面张力。
但润版液表面张力的降低，同时也带来了润版液和油墨夕间界面张力的降低，会促进油墨乳，不利于印刷，所以降低表面张力只能适可而止。
2、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①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”。
印刷原理及工艺-大学课件
★★ 常用铺展系数S作为体系润湿的指标。
接触角
●接触角与润湿的关系
接触角的含义
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
在这个体系中自由能的变化：
ΔG＝γSL×dA＋γLG×dA－γSG×dA1
ΔG＝γSL×dA＋γLG×dA－γSG×dAcosq1 ΔG＝γSL×dA＋γLG×dA－γSG×dAcos(q –dq )
q>90° 不润湿
θ
q<90° 润湿
q=0° 铺展
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。
θα
θα
特点：金属板的测量；用液量大
α θ
●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 sinq＝ R/R1 R1＝(H2＋R2)/2H
●印刷中的水 a.极性分子 b.表面张力较高：7.2×10-2N/m
●结论 a.印版的图文部分有选择吸附性 b.印版的空白部分无选择吸附性 c.印刷过程中一定要先上水，后上墨
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
胶印版润湿性的提高与保护
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！
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
印刷原理及工艺
Y P 2 A1 A
分类名称：印刷机 印版种类：平版 印刷色数：双色 纸张规格：Ａ系列对开单张纸 设计序号：第一次改进设计（或第
二个厂家产品）
单面、压印结构不表示
2019/11/14
22
三、ZBJ87007.1-88标准
• 与92标准不同之处有三： • （1） 92标准用字母S表示双面印
印刷色数用1代表单色；2双色；33色······
S代表双面
J2205是：
A对开五色胶印机 B对开四色胶印机
J代表卷筒纸。 C四开五色胶印机 D对开双色胶印机
例：双开双色平版印刷机 J 2 2 03
2019/11/14
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8 10
恭喜你， 答对了！
2019/11/14
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8 10
你要继续努力呀！
？
问题：感光树脂版印刷机是：
2019/11/14
A平版印刷机 B凸版印刷机
C凹版印刷机 D孔版印刷机
8
二、特种类别印刷机
a）盲文印刷机； b）喷墨印刷机； c）激光印字机； d）防伪印刷机； e）其他。
2019/11/14
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三、数字印刷机
1．有印版式数字印刷机（在机制版数字印 刷机）
2019/11/14
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第二节 印刷 机的分类
2019/11/14
一、基本类别印刷机 二、特种类别印刷机 三、数字印刷机
7
一、基本类别印刷机
1．按印版分：a）凸版印刷机：柔版；硬版；b）平版；c） 凹版；d）孔版；e）多种版组合；f）变换版
2．按压印结构分：a）平压平（平压）；b）圆压平（平 台）；c）圆压圆（轮转）；d）其他压印结构型式。
印刷原理及工艺 绪论
• （2） 感光制版
• ① 直接法：涂胶→晒版→显影
• ② 间接法：膜片→晒版→显影→贴膜
• ③ 混合法：贴膜→晒版→显影
2019/11/15
31
印刷原理及工艺
二、丝网版
• 5.丝网直接制版CTS(Computer To Screen)
• （1） 激光烧蚀直接制版：金属丝网涂感 光胶，激光烧穿感光层，图文部分网孔通 透，计算机控制烧蚀
2019/11/15
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印刷原理及工艺
四、平版印刷设备
2019/11/15
1.单色胶印机
10
印刷原理及工艺
四、平版印刷设备
2.双色胶印机
（机组式） 2019/11/15
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印刷原理及工艺
四、平版印刷设备
3.双色胶印机（五滚筒）
2019/11/15
12
印刷原理及工艺
四、平版印刷设备
2019/11/15
7
印刷原理及工艺
三、平版印刷过程
• 1.单色印刷
• P:印版滚筒
plate cylinder
• B:橡皮滚筒
blanket cylinder
• I:压印滚筒
impression cylinder
2019/11/15
8
印刷原理及工艺
2.四色印刷和多色印刷
• 三滚筒等直径 倍径或三倍径压印滚筒 • 等直径传纸滚筒 倍径或三倍径传纸滚筒
返回 22
印刷原理及工艺
二、印版
2019/11/15
23
二、印版 印刷原理及工艺
• 1.筒身结构 • 凹版筒身从内到外为： • 钢芯：用空心无缝钢管制作 • 镀镍层：连接作用 • 底铜层：2~3mm，重做时用 • 面铜层：0.13~0.15mm，雕或腐 • 镀铬层：增加耐磨性
电子课件——印刷原理及工艺PPT
17
卷筒纸四色凹版印刷机
Y A 4 880 顺
880mm卷筒纸 印刷色数：4色 印版种类：凹版 分类：印刷机
2023/12/13
18
八开四色平型网版印刷机
Y K P 4 A3
顺
纸张规格：A系列八开纸 印刷色数：4色 压印结构型式：平型 印版种类：孔版 分类名称：印刷机
2023/12/13
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柔版网版五色印刷机
印刷机的型号
2023/12/13
4
第一节 印刷的发展
一、印刷的发展 二、印刷机发展趋势
2023/12/13
5
印刷机发展趋势
高速度、多色组、高品质、高效率 操作调节程序化、集中化、数据化、
规范化、快捷化、遥控化 控制自动化 技术功能灵活多样化 工艺过程一体化、数字化、网络化
2023/12/13
❖ 3．按印刷面数分：a）单面印刷机；b）双面印刷机。
❖ 4．按印刷色数分：a）单色；b）双色；c）多色。
❖ 5．按承印材料分：a）单张纸（料）；b）卷筒纸（料）印； c）其他承印材料型式的印刷机。
❖ 6．按印品型式分：a）商业；b）标签；c）表格；d）钞票
❖ 7．多功能组合印刷机：在基本类别印刷机的基础上附加非 印刷功能结构的印刷机
P 2 880 B
2023/12/13
24
五、JB/E106—73标准
基本型号----J、A、T、L代表胶印机、凹印机、 平台凸印机、轮转凸印机
辅助型号----顺序号用01，02，03······表示
改进设计顺序用A、B、C······表示
纸张幅面1代表全张；2对开；4四开；8八开
印刷色数用1代表单色；2双色；33色······
印刷原理精品PPT课件
丝印所需工治具:
平板式印刷机 网板 刮胶 油墨，铲刀 UV机 抹布,稀释剂,香蕉水 防静电手套,无尘布
1、平板式印刷机
平板式印刷机是将油墨放置在网板上，用刮胶在板上 进行挤压运动，使油墨受压而透过网孔，迅速附着在字键 表面，形成所需要的图文。同时，网板上的网布因自身张 力而回缩，使网布上的油墨（在网孔部分的）与字键表面 迅速脱离接触，避免了字键粘脏或堆积过多油墨。
刮过时，油墨因压力作用而透过网板图案部分的网孔，而迅速附着在字键
表面形成相对应的图文.
4(油墨)
3(刮胶)
2(网版) 1(网框)
5(承印物)
6(下模座)
丝印口诀
1. 拿 从周转箱或流水线上拿面板 2. 放 将面板准确的放在下模座凹槽内。 3. 印 双手按印刷开关开始印刷。 4. 拿 拿面板的空格键部位将印刷好的面板从下模座中取出 5. 检 将取出的印刷面板自检两排（三片为全检一片） 6. 放 将自检好的面板放在流水线指定的格子里。 7. 擦 右手拿无尘布W形擦拭网板下表面。
铲刀:
用于搅拌油墨，使之保持适宜的粘稠度和流动性。 铲刀放在丝印机的机台上，更换机种或结束印刷后 应及时用洗网水清洗铲刀。
丝印工治具简介
网板:
由网框、网布、感光胶三部分组成。每块网板侧面 都贴有机种标识。每块网板的使用次数为3000次。 印刷员工如遇漏网等不良，应及时上报领助并填写 “网板不良记录”，使用结束后应及时填写“使用 记录表”，以利于技术员检测网板状况并及时更新。 结束印刷或长期不用时，员工须用洗网水清洗网板。 网板存放在网板柜中，由油墨中心的技术员负责保 存和更新。
A
覆盖上Film阳片,字体部分不 透明，其余部分透光。
经紫外光照射，透明部分的 感光胶熔化附着于网板上。
印刷原理与工艺
印刷原理与工艺1.凸版表面结构和润湿性表面结构:图文部分凸起且在同一平面或同一圆柱面上;非图文部分凹下，和图文部分有一定的高度差。
润湿性:凸版使用的板材有铜、铅、铁、锌等金属，还有高分子聚合物，如合成橡胶等，这些金属表面为高能表面，油墨表面张力较低，接触时，体系自由能下降，印刷时，只要油墨和版面之间粘附张力大于油墨的表面张力，图文部分就很容易被湿润。
2.胶版表面结构和润湿性表面结构:印版上的图文部分和非图文部分几乎处在同一平面上。
润湿性:非图文部分是高能表面，既亲油又亲水，无选择性;图文部分表面能低，只亲油不亲水，有选择性。
3.橡皮布表面润湿性变化(1)印刷过程中，纸张中的涂料粒子、纤维、油墨中的颜料粒子等附着在橡皮布上，这些事极性的，是亲水的。
会造成:a.橡皮布亲油性降低，遇到小网点油墨不能转移，印迹发虚;b.印版上的水转移到橡皮布上，最终到纸张上，导致纸张变形，套印不准，纸张强度降低，掉毛掉粉更严重。
(2)“双键”氧化老化。
分子中含有“双键”，能被氧化，弹性降低，亲油性降低。
(3)光老化。
长时间光照下，使表面玻璃化，弹性降低，亲油性降低。
(4)热老化。
产生内耗，橡皮布温度升高，促进老化，弹性降低，亲油性降低。
4.印刷压力的作用和测定方法作用:(1)保证粗糙面间充分接触，防止漏移现象;(2)使油墨克服分子之间的作用力，增)增加油墨渗透作用。
强油墨对固体表面的润湿作用;(3测定方法:(1)电测方法，可直接使用。
使用压强仪测量微小面积压强的测定;(2)压杆法，间接法。
测量的是压印宽度;(3)最大压印量测量法，用卡尺测量压缩量。
5.印刷压力对油墨转移率的影响油墨转移率f=y/x×100% 其中y表示转移到承印物的油墨量，x表示印刷前印版上的油墨量。
AB段:压力不足，压力对油墨转移率f影响很小，f几乎不变，此时f很小。
BC段:压力增大，f也随之增大，说明接触越来越充分。
CD段:压力继续增大时f几乎不变，此时f很大。
《印刷工艺》幻灯片PPT
第五章 平版印Байду номын сангаас工艺原理
• 第一节 平版印刷 • 一、平版印刷的根本原理
• 平版印刷就是印版上的图文和非图文局部几乎处 于一平面上(只有5～8μm之差异)。利用油、水互 不相溶的原理，使印刷的图文局部亲油拒水，非 图文局部亲水而拒墨，经过橡皮布转印，在承印 物上留下色彩柔和、层次丰富的印迹。
• ﹡1.平版印刷是现代印刷业中首位的印刷方式。 • ﹡2. 间接印刷，俗称“胶印〞。
• ﹡5. 水墨的动态平衡〔注意油墨的乳化现象〕
• ﹡ 6.平版印刷工作原理示意图
• 二、平版印刷的特点
• 1.平版胶印的特点：
• 〔1〕利用油水不相混溶的自然规律
• 油水不相混溶的规律即是胶印的根本规律。
• 〔2〕利用液体和固体之间具有选择性吸附的规律
•
油、水对不同固体外表具有选择性吸附能力，
• ﹡3.油、水互不相溶原理
• 水是极性分子，油根本上是非极性分子，油和 水几乎不相溶。这是构成胶印中油和水可存在 于同一平面的印版上的根据。
• ①水是极性分子； • ②油是非极性分子； • ③相似相溶原理
• ﹡4. 在印版的同一块外表上形成稳定的亲油拒水区〔 图文区〕和稳定的亲水而拒墨区〔非图文区〕。
• 〔4〕间接印刷
• 胶印印版上的油墨先通过中间弹性滚筒。滚筒 外表包覆亲油、吸墨性好的橡皮布，利用其亲 油、疏水特性，用以充分地传递油墨，并限制 水分的传递。此外，橡皮布及其弹性衬垫物的 高弹性，能使滚筒之间在较小压力和压缩形变 的条件下，印得结实而扩大率小的印迹。
• ﹡橡皮布是一种由多层纤维织物及在其外表涂布不同厚 度的天然橡胶或合成橡胶黏合而成的具有一定弹性的薄 片状物质。其作用：
• ﹡实验证明：正常印刷时，印幅员文局部的墨 层厚度为2～3μm，而空白局部的水膜厚度约 为0.5～1μm时，油墨所含润湿液的体积百分数 为15﹪～26﹪，最大不超过30﹪。根本上实现 了胶印的水墨平衡。
• 第一节 平版印刷 • 一、平版印刷的根本原理
• 平版印刷就是印版上的图文和非图文局部几乎处 于一平面上(只有5～8μm之差异)。利用油、水互 不相溶的原理，使印刷的图文局部亲油拒水，非 图文局部亲水而拒墨，经过橡皮布转印，在承印 物上留下色彩柔和、层次丰富的印迹。
• ﹡1.平版印刷是现代印刷业中首位的印刷方式。 • ﹡2. 间接印刷，俗称“胶印〞。
• ﹡5. 水墨的动态平衡〔注意油墨的乳化现象〕
• ﹡ 6.平版印刷工作原理示意图
• 二、平版印刷的特点
• 1.平版胶印的特点：
• 〔1〕利用油水不相混溶的自然规律
• 油水不相混溶的规律即是胶印的根本规律。
• 〔2〕利用液体和固体之间具有选择性吸附的规律
•
油、水对不同固体外表具有选择性吸附能力，
• ﹡3.油、水互不相溶原理
• 水是极性分子，油根本上是非极性分子，油和 水几乎不相溶。这是构成胶印中油和水可存在 于同一平面的印版上的根据。
• ①水是极性分子； • ②油是非极性分子； • ③相似相溶原理
• ﹡4. 在印版的同一块外表上形成稳定的亲油拒水区〔 图文区〕和稳定的亲水而拒墨区〔非图文区〕。
• 〔4〕间接印刷
• 胶印印版上的油墨先通过中间弹性滚筒。滚筒 外表包覆亲油、吸墨性好的橡皮布，利用其亲 油、疏水特性，用以充分地传递油墨，并限制 水分的传递。此外，橡皮布及其弹性衬垫物的 高弹性，能使滚筒之间在较小压力和压缩形变 的条件下，印得结实而扩大率小的印迹。
• ﹡橡皮布是一种由多层纤维织物及在其外表涂布不同厚 度的天然橡胶或合成橡胶黏合而成的具有一定弹性的薄 片状物质。其作用：
• ﹡实验证明：正常印刷时，印幅员文局部的墨 层厚度为2～3μm，而空白局部的水膜厚度约 为0.5～1μm时，油墨所含润湿液的体积百分数 为15﹪～26﹪，最大不超过30﹪。根本上实现 了胶印的水墨平衡。
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G γ＝ A T . P
dGT.P ＝γ×dA
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。
γ被定义为比表面过剩自由能，简称“比表面能”
单位：[焦尔/平方米]，一般用J/m2表示
1J＝1N· m
在恒温恒压下，只有当体系的能量变化ΔGT.P≤0，该过程才能自发进行（热力学定律）。 沾湿的自发条件：ΔG＝γSL－γLG－γSG≤0
或：Wa=－ΔG＝γSG+γLG－γSL≥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 G气相 L液相 L液相
γLG
γLG
G气相 L液相
印版水
印版水
印版上油墨
空白部分油墨
胶印版润湿性的提高与保护
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！
●粗化印版非图文部分的表面
在版基上建立砂目 注意：只有润湿的表面粗化度越大， 润湿性能越好
提高
印版的亲水性能
●影响印版亲水性的因素 a.亲水部分的电化腐蚀 b.亲水部分吸附杂质 c.亲水部分的磨损
●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） 墨层干结前后润湿性质的变化
（c）
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
4、液体在固体表面附着条件分析
Wa=γSG+γLG－γSL=A+γLG Wi=γSG－γSL＝A S＝γSG－γLG－γSL＝A －γLG
只要S≥0，Wa、Wi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。
●表面张力与表面过剩自由能
1、两者的物理性质 2、形成的机理
以液体为例
描述物体表面状态的物理量 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
气相
从力的角度
形成了液体的表面张力
从能量的角度
液相
形成了液体的表面过剩 自由能
表面张力
F＝2γ×l
γ＝F/2· l
l A
F
B
式中：γ被定义为表面张力系数
印刷原理及工艺
曲阜师范大学印刷学院
原稿分析 印前图文 信息处理
《印刷原理及工艺》讲述内容的核心
制版 印刷 印后加工
印刷中的几大理论
1
2 3
印刷中的润湿原理
印刷中的压力原理
印刷中的油墨传递原理
4
印刷中的水墨平衡原理
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
在恒温恒压下，只有当体系的能量变化ΔGT.P≤0，该过程才能自发进行。 沾湿的自发条件：ΔG＝γSL＋γLG－γSG≤0
或：S=－ΔG＝γSG－γLG－γSL≥0
因为：A=γSG－γSL 所以：S=A－γLG ，当S≥0时，则有： A≥γLG 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
润湿方程的应用
根据沾湿、浸湿和铺展的条件，可变换为： Wa=γSG+γLG－γSL=γLG（1＋cosq） Wi＝A=γSG－γSL＝γLGcosθ S＝γSG－γLG－γSL＝ γLG（ cosq －1） 液体在固体表面附着的条件为： Wa=γLG（1＋cosq）≥0 A＝γLGcosq≥0 S＝ γLG（ cosq－1）≥0 θ≤180° θ≤90° θ＝0° 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
第二节 印刷工艺中的油和水
图1-3 极性基团
非极性基团，碳链越长，非极性越强
图1-4 脂肪酸结构模型
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1-8 非极性分子相互作用时的情况
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
γLG
G相
dA1
γSG
ΔG＝γSL×dA＋γLG×dA－γSG×dAcos(q –dq )
体系平衡条件下：ΔG＝0 0＝γSL×dA＋γLG×dA－γSG×dAcos(q –dq )
θ1
L相
θ γSL
S相
dA 润湿方程
γSG－γSL＝γLG×cosq
接触角θ 象征着三个界面张力γSL、γLG、γSG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： γSG－γSL＝γLG·cosθ
γLL
Wc=Wa＝γLG+γLG=2γLG
Wc的大小表征了液体分子间的相互作用为，叫做内聚 功。Wc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
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。
砂目遭到破坏
擦胶保护：晒版，印刷停机 控制印刷压力、辊压、供水量等
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
2、胶印印版的结构
●无论何种胶印印版，其结构基本相同 感光层
感光层
亲墨 ●版基的砂目
＋ 版基（主要是Al）
亲水
总厚度：0.3mm
版基砂目（放大2000倍）
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
感光物质的非极性分子
●印版图文部分 a.由感光物质组成 b.为弱极性的非极性分子
在“液－固”界面缩小之后测量的接触角称之为后退接触角，用θR表示。 θA、θR之间的差值（即θA－θR）称之为接触角滞后
H2O
θA
θR
φ
表面不均匀或表面不平
表面越粗糙，起伏角Φ角越大， 接触角滞后越严重
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
感光物质的 极性分子 版基Al
c.印版图文为低能表面
印版图文部分 ●印版非图文部分 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：7.0×10-1J/m2
PS版结构图
印版图文部分 ●印刷中的油墨 a.为弱极性的非极性分子 b.表面张力低：3.0-3.6×10-2N/m ●印刷中的水 a.极性分子 b.表面张力较高：7.2×10-2N/m ●结论 a.印版的图文部分有选择吸附性 b.印版的空白部分无选择吸附性 c.印刷过程中一定要先上水，后上墨 印版上油墨
G相
S相
γSG
G相
γSL
L相
S相 L相
单位面积体系自由能的变化：ΔG＝γSL－γSG 单位面积体系对外所做的功：Wi=－ΔG＝γSG－γSL Wi：称之浸湿功
Wi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。 在恒温恒压下，只有当体系的能量变化ΔGT.P≤0，该过程才能自发进行。 浸湿的自发条件：ΔG＝γSL－γSG≤0 或：Wi=－ΔG＝γSG－γSL≥0 或：A=γSG－γSL≥0 浸湿在印刷中的应用： 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。
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
网点正常 网点扩大
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
h
比表面能
dA
则有：表面张力所作的功为－δW 而且： －δW与dA成正比 假设：比例系数为γ
－δW＝γ×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dGT为判断的依据
θ
θ
★★ 90°是润湿与否的界限
q>90° q<90°
润湿
q=0°
铺展
大于90°的固体为憎液固体 小于90°的固体为亲液固体 θ角愈小，润湿性能愈好
不润湿
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。
3、铺展
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。 γLG
G气相 L液相 γLG
γSG
G气相
L液相
γSL
S固相
S固相
单位面积体系自由能的变化：ΔG＝γSL＋γLG－γSG 单位面积体系对外所做的功：S=－ΔG＝γSG－γLG－γSL 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
dGT.P ＝γ×dA
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。
γ被定义为比表面过剩自由能，简称“比表面能”
单位：[焦尔/平方米]，一般用J/m2表示
1J＝1N· m
在恒温恒压下，只有当体系的能量变化ΔGT.P≤0，该过程才能自发进行（热力学定律）。 沾湿的自发条件：ΔG＝γSL－γLG－γSG≤0
或：Wa=－ΔG＝γSG+γLG－γSL≥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 G气相 L液相 L液相
γLG
γLG
G气相 L液相
印版水
印版水
印版上油墨
空白部分油墨
胶印版润湿性的提高与保护
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！
●粗化印版非图文部分的表面
在版基上建立砂目 注意：只有润湿的表面粗化度越大， 润湿性能越好
提高
印版的亲水性能
●影响印版亲水性的因素 a.亲水部分的电化腐蚀 b.亲水部分吸附杂质 c.亲水部分的磨损
●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） 墨层干结前后润湿性质的变化
（c）
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
4、液体在固体表面附着条件分析
Wa=γSG+γLG－γSL=A+γLG Wi=γSG－γSL＝A S＝γSG－γLG－γSL＝A －γLG
只要S≥0，Wa、Wi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。
●表面张力与表面过剩自由能
1、两者的物理性质 2、形成的机理
以液体为例
描述物体表面状态的物理量 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
气相
从力的角度
形成了液体的表面张力
从能量的角度
液相
形成了液体的表面过剩 自由能
表面张力
F＝2γ×l
γ＝F/2· l
l A
F
B
式中：γ被定义为表面张力系数
印刷原理及工艺
曲阜师范大学印刷学院
原稿分析 印前图文 信息处理
《印刷原理及工艺》讲述内容的核心
制版 印刷 印后加工
印刷中的几大理论
1
2 3
印刷中的润湿原理
印刷中的压力原理
印刷中的油墨传递原理
4
印刷中的水墨平衡原理
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
在恒温恒压下，只有当体系的能量变化ΔGT.P≤0，该过程才能自发进行。 沾湿的自发条件：ΔG＝γSL＋γLG－γSG≤0
或：S=－ΔG＝γSG－γLG－γSL≥0
因为：A=γSG－γSL 所以：S=A－γLG ，当S≥0时，则有： A≥γLG 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
润湿方程的应用
根据沾湿、浸湿和铺展的条件，可变换为： Wa=γSG+γLG－γSL=γLG（1＋cosq） Wi＝A=γSG－γSL＝γLGcosθ S＝γSG－γLG－γSL＝ γLG（ cosq －1） 液体在固体表面附着的条件为： Wa=γLG（1＋cosq）≥0 A＝γLGcosq≥0 S＝ γLG（ cosq－1）≥0 θ≤180° θ≤90° θ＝0° 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
第二节 印刷工艺中的油和水
图1-3 极性基团
非极性基团，碳链越长，非极性越强
图1-4 脂肪酸结构模型
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1-8 非极性分子相互作用时的情况
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
γLG
G相
dA1
γSG
ΔG＝γSL×dA＋γLG×dA－γSG×dAcos(q –dq )
体系平衡条件下：ΔG＝0 0＝γSL×dA＋γLG×dA－γSG×dAcos(q –dq )
θ1
L相
θ γSL
S相
dA 润湿方程
γSG－γSL＝γLG×cosq
接触角θ 象征着三个界面张力γSL、γLG、γSG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： γSG－γSL＝γLG·cosθ
γLL
Wc=Wa＝γLG+γLG=2γLG
Wc的大小表征了液体分子间的相互作用为，叫做内聚 功。Wc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
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。
砂目遭到破坏
擦胶保护：晒版，印刷停机 控制印刷压力、辊压、供水量等
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
2、胶印印版的结构
●无论何种胶印印版，其结构基本相同 感光层
感光层
亲墨 ●版基的砂目
＋ 版基（主要是Al）
亲水
总厚度：0.3mm
版基砂目（放大2000倍）
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
感光物质的非极性分子
●印版图文部分 a.由感光物质组成 b.为弱极性的非极性分子
在“液－固”界面缩小之后测量的接触角称之为后退接触角，用θR表示。 θA、θR之间的差值（即θA－θR）称之为接触角滞后
H2O
θA
θR
φ
表面不均匀或表面不平
表面越粗糙，起伏角Φ角越大， 接触角滞后越严重
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
感光物质的 极性分子 版基Al
c.印版图文为低能表面
印版图文部分 ●印版非图文部分 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：7.0×10-1J/m2
PS版结构图
印版图文部分 ●印刷中的油墨 a.为弱极性的非极性分子 b.表面张力低：3.0-3.6×10-2N/m ●印刷中的水 a.极性分子 b.表面张力较高：7.2×10-2N/m ●结论 a.印版的图文部分有选择吸附性 b.印版的空白部分无选择吸附性 c.印刷过程中一定要先上水，后上墨 印版上油墨
G相
S相
γSG
G相
γSL
L相
S相 L相
单位面积体系自由能的变化：ΔG＝γSL－γSG 单位面积体系对外所做的功：Wi=－ΔG＝γSG－γSL Wi：称之浸湿功
Wi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。 在恒温恒压下，只有当体系的能量变化ΔGT.P≤0，该过程才能自发进行。 浸湿的自发条件：ΔG＝γSL－γSG≤0 或：Wi=－ΔG＝γSG－γSL≥0 或：A=γSG－γSL≥0 浸湿在印刷中的应用： 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。
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
网点正常 网点扩大
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
h
比表面能
dA
则有：表面张力所作的功为－δW 而且： －δW与dA成正比 假设：比例系数为γ
－δW＝γ×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dGT为判断的依据
θ
θ
★★ 90°是润湿与否的界限
q>90° q<90°
润湿
q=0°
铺展
大于90°的固体为憎液固体 小于90°的固体为亲液固体 θ角愈小，润湿性能愈好
不润湿
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。
3、铺展
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。 γLG
G气相 L液相 γLG
γSG
G气相
L液相
γSL
S固相
S固相
单位面积体系自由能的变化：ΔG＝γSL＋γLG－γSG 单位面积体系对外所做的功：S=－ΔG＝γSG－γLG－γSL 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