印刷原理及工艺胶印印刷原理详解
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印刷原理及工艺
二、印刷适性
1、印刷适性的定义
采用一定的印刷方式，以一定的印刷速度，在完 成一定数量的优质印刷品复制时，纸张、油墨、印版、 印刷器材、印刷过程、作业环境等必须具备的适合印 刷的相关性质或条件。
参
纸 张
印刷适性就是研究参加印刷的 各个对象。
加
油
印刷适性好，意味着在较好的
印
墨 印
条件下，印出优质的印刷品。
➢ 固-液或液-液相接触的比表面自由能SL 或LL物理意义：
单位面积相界面上的两相物质的分子，各自比相 同数量的本相内部分子过剩自由能的加和值。
当SL 或LL取N/m为单位时，通常称为界面张力。
二、液体在固体表面的润湿
1、沾湿 2、浸湿 3、铺展
1、沾湿
液体与固体相接触，L-G、S-G界面
S-L界面
➢ 印刷中的铺展现象：平印中，润湿液对印版空白部分 的润湿。要求S > 0。
小结：
➢ 三个过程都是界面现象，是一种界面取代另一种界面过程， 因而界面性质发生变化，从而导致界面能量变化。
➢ 恒温恒压下，三种润湿过程发生的条件是：
沾湿 W a= SG - SL + LG 0
➢ 工作要素
参加印刷的对象，保证印刷品顺利进行所要求具 备的条件。如油墨粘度、触变性等性能应一定；纸张 应抗掉粉、掉毛……
提高参加印刷的对象的工作要素，必须在不牺牲 它们的质量要素前提下进行的。
3、印刷适性的研究
➢ 进展情况
➢ 1930～1950年 研究纸张、油墨对印刷的影响 1935年：德国 Bekk 纸张平滑测试仪 1938年：Reed发明了粘着度测试仪
刷
版
印刷器材
的
（墨辊、橡皮布……）
印刷过程
对 （印压、印速……）
象
作业环境
（温、湿度、照明……）
油墨 版
润湿液
印压、印速
橡
印
压
品
作业环境 纸
通俗地说，印刷适性就是研究参加印刷的对象 互相之间的匹配问题。
2、印刷适性的要素
➢ 质量要素
参加印刷的对象，达到印刷品使用目的所要求具 备的条件。如包装印刷油墨抗摩擦性能好；彩色印刷 纸张白度高……
➢ 1950 ～1960年 主要研究印刷过程中油墨转移的问 题 动态 1952年：瑞典斯德哥尔摩印刷实验室 I.Olsson L.Pill 油墨转移系数 1955年：美国W.C.Walker J.M.Fetsko 研究出油 墨转移方程基本形式，建立了数学模型。
➢ 1960至今 建立了印刷的基本理论将新学科知识，如 流变学、高分子物理学、表面物理化学应用于印刷。
1、沾湿
➢ 体系自由能的变化：G = SL - LG - SG ➢ 体系对外界作功：W a= W = -G = SG + LG - SL
W a ——粘附功。液体和固体粘附时，体系对外界所作的 最大功。
➢ 沾湿过程自发进行的条件：（根据热力学第二定律）
恒温恒压：G = SL - LG - SG 0 或 W a= SG + LG - SL 0
➢ 讨论
➢ G减少地愈大或W a愈大，“液-固”界面结合得愈牢。 ➢ 若两个相同液体液面接触，则： W c= W a = 2 LG
W c——内聚功。表征了液体分子间的相互作用力。 W c 愈大，液体本身结合愈牢
印刷中的沾湿现象：平印中，润湿液对印版图文部分 的润湿；油墨对印版空白部分的润湿。要求W a 0。
第一章 印刷过程中的润湿
第一节 润湿的基本原理
一、表面张力与表面自由能 二、液体在固体表面的润湿 三、接触角和润湿方程
一、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、表面张力（系数）
F = 2l
➢ 物理意义： 垂直通过液体表面任一单位长度，与液面相切地收
缩表面的力。
1、表面张力（系数）
3、铺展
➢ 体系自由能的变化：G = SL +LG - SG ➢ 体系对外界作功：S= W = -G = SG - LG - SL
=A- LG
S ——铺展系数。表征液体在固体表面上铺展的能力。 ➢ 铺展过程自发进行的条件：（根据热力学第二定律）
恒温恒压下：
G = SL + LG - SG 0 或 S= SG - LG - SL 0或A LG
2、浸湿
固体浸没在液体中，S-G界面
S-L界面
2、浸湿
➢ 体系自由能的变化：G = SL - SG ➢ 体系对外界作功：W i= W = -G = SG - SL
W i ——浸湿功。表征液体在固体表面取代气体的能力。 或，A——粘附张力。在铺展作用中，它是对抗液体收缩
表面的能力（液体表面张力）而产生铺展的力。
➢ 量纲：[力/长度] ➢ 单位：Hale Waihona Puke BaiduN/m；达因/cm（dyne/cm） ➢ 影响因素：
➢ 物质成分 ➢ 温度：温度 表面张力 ➢ 大气压：大气压 表面张力
1、表面张力（系数）
➢ 常温、常压下：
水 =7.2 10-2N/m 油墨=3.0~3.6 10-2N /m
测定油墨表面张力时，一般选择两种稀释剂（一种表面张力 高于纯油墨，另一种则低于纯油墨）分别稀释油墨，测定不同浓 度下的表面张力。
3、印刷适性的研究
➢ 印刷适性研究的国际机构
➢ 英国 纸张油墨和包装技术研究所 PIRA 1930年 伦敦 ➢ 美国 印刷技术基金会 GATF 1924年 匹兹堡
印刷油墨研究所 NPIRI ➢ 荷兰 印刷技术研究所 IGT 1939年 ➢ 德国 印刷技术研究所 FORGRA 1951年 慕尼黑 ➢ 日本 大藏省印刷局研究所 1909年 东京 ➢ 瑞典 印刷研究所 GFL
2、比表面（过剩自由）能
➢ 物理意义：
dG T,P= dA
在恒温恒压条件下，增加单位表面积表面所引起 的体系自由能的增量，也就是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。
➢ 量纲：[力/长度]
➢ 单位： J/m2；尔格/cm2（erg/ cm2 ）
➢ 与表面张力的关系：
具有相同的量纲和数值，不同的单位和物理意义
➢ 浸湿过程自发进行的条件：（根据热力学第二定律）
恒温恒压下：
G = SL - SG 0或 W i= SG - SL 0或A= SG - SL 0
➢ 印刷中的浸湿现象：凹印中，油墨对印版的润湿；柔 印中，油墨对网纹辊的润湿。要求W i >0。
3、铺展
液体在固体表面扩展，
S-G界面
S-L界面，同时L-G界面扩大。
二、印刷适性
1、印刷适性的定义
采用一定的印刷方式，以一定的印刷速度，在完 成一定数量的优质印刷品复制时，纸张、油墨、印版、 印刷器材、印刷过程、作业环境等必须具备的适合印 刷的相关性质或条件。
参
纸 张
印刷适性就是研究参加印刷的 各个对象。
加
油
印刷适性好，意味着在较好的
印
墨 印
条件下，印出优质的印刷品。
➢ 固-液或液-液相接触的比表面自由能SL 或LL物理意义：
单位面积相界面上的两相物质的分子，各自比相 同数量的本相内部分子过剩自由能的加和值。
当SL 或LL取N/m为单位时，通常称为界面张力。
二、液体在固体表面的润湿
1、沾湿 2、浸湿 3、铺展
1、沾湿
液体与固体相接触，L-G、S-G界面
S-L界面
➢ 印刷中的铺展现象：平印中，润湿液对印版空白部分 的润湿。要求S > 0。
小结：
➢ 三个过程都是界面现象，是一种界面取代另一种界面过程， 因而界面性质发生变化，从而导致界面能量变化。
➢ 恒温恒压下，三种润湿过程发生的条件是：
沾湿 W a= SG - SL + LG 0
➢ 工作要素
参加印刷的对象，保证印刷品顺利进行所要求具 备的条件。如油墨粘度、触变性等性能应一定；纸张 应抗掉粉、掉毛……
提高参加印刷的对象的工作要素，必须在不牺牲 它们的质量要素前提下进行的。
3、印刷适性的研究
➢ 进展情况
➢ 1930～1950年 研究纸张、油墨对印刷的影响 1935年：德国 Bekk 纸张平滑测试仪 1938年：Reed发明了粘着度测试仪
刷
版
印刷器材
的
（墨辊、橡皮布……）
印刷过程
对 （印压、印速……）
象
作业环境
（温、湿度、照明……）
油墨 版
润湿液
印压、印速
橡
印
压
品
作业环境 纸
通俗地说，印刷适性就是研究参加印刷的对象 互相之间的匹配问题。
2、印刷适性的要素
➢ 质量要素
参加印刷的对象，达到印刷品使用目的所要求具 备的条件。如包装印刷油墨抗摩擦性能好；彩色印刷 纸张白度高……
➢ 1950 ～1960年 主要研究印刷过程中油墨转移的问 题 动态 1952年：瑞典斯德哥尔摩印刷实验室 I.Olsson L.Pill 油墨转移系数 1955年：美国W.C.Walker J.M.Fetsko 研究出油 墨转移方程基本形式，建立了数学模型。
➢ 1960至今 建立了印刷的基本理论将新学科知识，如 流变学、高分子物理学、表面物理化学应用于印刷。
1、沾湿
➢ 体系自由能的变化：G = SL - LG - SG ➢ 体系对外界作功：W a= W = -G = SG + LG - SL
W a ——粘附功。液体和固体粘附时，体系对外界所作的 最大功。
➢ 沾湿过程自发进行的条件：（根据热力学第二定律）
恒温恒压：G = SL - LG - SG 0 或 W a= SG + LG - SL 0
➢ 讨论
➢ G减少地愈大或W a愈大，“液-固”界面结合得愈牢。 ➢ 若两个相同液体液面接触，则： W c= W a = 2 LG
W c——内聚功。表征了液体分子间的相互作用力。 W c 愈大，液体本身结合愈牢
印刷中的沾湿现象：平印中，润湿液对印版图文部分 的润湿；油墨对印版空白部分的润湿。要求W a 0。
第一章 印刷过程中的润湿
第一节 润湿的基本原理
一、表面张力与表面自由能 二、液体在固体表面的润湿 三、接触角和润湿方程
一、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、表面张力（系数）
F = 2l
➢ 物理意义： 垂直通过液体表面任一单位长度，与液面相切地收
缩表面的力。
1、表面张力（系数）
3、铺展
➢ 体系自由能的变化：G = SL +LG - SG ➢ 体系对外界作功：S= W = -G = SG - LG - SL
=A- LG
S ——铺展系数。表征液体在固体表面上铺展的能力。 ➢ 铺展过程自发进行的条件：（根据热力学第二定律）
恒温恒压下：
G = SL + LG - SG 0 或 S= SG - LG - SL 0或A LG
2、浸湿
固体浸没在液体中，S-G界面
S-L界面
2、浸湿
➢ 体系自由能的变化：G = SL - SG ➢ 体系对外界作功：W i= W = -G = SG - SL
W i ——浸湿功。表征液体在固体表面取代气体的能力。 或，A——粘附张力。在铺展作用中，它是对抗液体收缩
表面的能力（液体表面张力）而产生铺展的力。
➢ 量纲：[力/长度] ➢ 单位：Hale Waihona Puke BaiduN/m；达因/cm（dyne/cm） ➢ 影响因素：
➢ 物质成分 ➢ 温度：温度 表面张力 ➢ 大气压：大气压 表面张力
1、表面张力（系数）
➢ 常温、常压下：
水 =7.2 10-2N/m 油墨=3.0~3.6 10-2N /m
测定油墨表面张力时，一般选择两种稀释剂（一种表面张力 高于纯油墨，另一种则低于纯油墨）分别稀释油墨，测定不同浓 度下的表面张力。
3、印刷适性的研究
➢ 印刷适性研究的国际机构
➢ 英国 纸张油墨和包装技术研究所 PIRA 1930年 伦敦 ➢ 美国 印刷技术基金会 GATF 1924年 匹兹堡
印刷油墨研究所 NPIRI ➢ 荷兰 印刷技术研究所 IGT 1939年 ➢ 德国 印刷技术研究所 FORGRA 1951年 慕尼黑 ➢ 日本 大藏省印刷局研究所 1909年 东京 ➢ 瑞典 印刷研究所 GFL
2、比表面（过剩自由）能
➢ 物理意义：
dG T,P= dA
在恒温恒压条件下，增加单位表面积表面所引起 的体系自由能的增量，也就是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。
➢ 量纲：[力/长度]
➢ 单位： J/m2；尔格/cm2（erg/ cm2 ）
➢ 与表面张力的关系：
具有相同的量纲和数值，不同的单位和物理意义
➢ 浸湿过程自发进行的条件：（根据热力学第二定律）
恒温恒压下：
G = SL - SG 0或 W i= SG - SL 0或A= SG - SL 0
➢ 印刷中的浸湿现象：凹印中，油墨对印版的润湿；柔 印中，油墨对网纹辊的润湿。要求W i >0。
3、铺展
液体在固体表面扩展，
S-G界面
S-L界面，同时L-G界面扩大。