平版印刷的水墨平衡
發布時間：2024-07-17 點擊：69
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量和生產的順利進行。如果在膠印機運轉中改變潤濕液的供給量，就會發生下列問題：
水分過大時，印刷品出現花白現象，實地部分產生所謂的“水跡”，使印跡發虛，墨色深淡不勻。與此同時，紙張的變形量增大，圖文套印不準，還會沾濕滾筒襯墊或使滾筒殼本銹蝕等。
水分過小時，先是在印品的空白部分出現墨污，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“糊版”，位于實地之上的網點區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，達到水量和墨量的平衡。
一、以相體積理論為基礎的水墨平衡
油墨和水在膠印機上的傳遞過程中，油墨的乳化是不可避免的，結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”——有機液體的統稱。若沒為分散相，水為分散介質，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，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行和印刷品的質量危害極大，它會使印刷過程發生所謂水沖現象，造成墨輥膠墨，油墨無法傳遞，導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，水沖現象極少發生，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，有利于油墨轉移。油包水程度嚴重的乳化油墨，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%應為分散介質。若分散相體積所上的比例大于74.02%，乳狀液便會發生變型或破壞。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在26%以下。實驗證實，平版印刷機印刷正常時，印版上的油墨中的潤濕液含量都在16%以上，當達到21%(相當于在100g油墨中含22ml的潤濕液)時，油墨的傳遞性能很好，能得到質量優良的印刷品。
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行。印版上水膜的厚度與印版上油墨的含水量有關，水膜愈厚，油墨中的含水量愈大。
按照相體積理論，結合印刷過程中水墨傳遞的規律，平版印刷水墨平衡的含義歸結為：在一定的印刷速度和印刷壓力下，調節潤濕液的供給量，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的水墨平衡
理論上認為，隨著在平版空白部分的潤濕液和附著在圖文部分的油墨，兩相之間若存在嚴格的分界線，水墨便互不浸潤，即可達到靜態的水墨平衡。實際上，這種靜態平衡在印刷，生產中是無法實現的。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，找出水墨互不浸擾的能量關系，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平衡關系圖。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，使印刷品上的小網點、細線條消失。如果潤濕液的表面張力與油墨表面張力，如圖5-6(a)所示，在擴散壓的作用下，油墨將向潤濕液一方浸潤，使印刷品的網點擴大，空白部分起臟。只有當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，印刷品的質量才較為理想。
圖5-6 潤濕液與油墨的靜態平衡關系
從以上分析中得知，為滿足水、墨靜態平衡的要求，潤濕液和油墨應當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，潤濕液的表面張力應在這個范圍內。
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，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現平版印刷的水墨平衡。
在實際的生產中，平版印刷中的水墨平衡是在動態條件下實現的。經驗表明，潤濕液的表面張力略大于油墨的表面張力，一般認為潤濕液的表面張力值約為4.0～5.0×102n／m時，有利于實現水墨平衡。
三、以場型理論為基礎的水墨平衡
水分子是具有特殊性質的化合物，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)，分子的結構不對稱，是極性很強的分子。
水分子由氫原子和電負笥很強的氧原子化合而成。因此，一個水分子中的氫原子具有貢獻出電子與另一個水分子中的氧原子結合形成氫鍵的能力。在常溫常壓下，液體狀態的水分子，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，極不穩定。
水能夠導電，因而可以認為水具有金屬導體在電結構方面的特點，即具有自由電子。當水不帶電也不受外電場的作用時，水中的負電荷和正電荷相互中和，整個導體都是中性的，水分子排列也雜亂無章。如果將該導體放入靜電場中，按照物理學的理論，這個電場將驅使導體內的自由電子在其內移動，從而使導體內正負電荷重新分布，結果使導體的一端帶正電荷，而另一端帶負電荷，使雜亂無章的水分子按其正負有序的排列起來，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，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，當著水輥把強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，達到油水互不浸潤的水墨平衡。
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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，達到水量和墨量的平衡。
一、以相體積理論為基礎的水墨平衡
油墨和水在膠印機上的傳遞過程中，油墨的乳化是不可避免的，結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”——有機液體的統稱。若沒為分散相，水為分散介質，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，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行和印刷品的質量危害極大，它會使印刷過程發生所謂水沖現象，造成墨輥膠墨，油墨無法傳遞，導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，水沖現象極少發生，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，有利于油墨轉移。油包水程度嚴重的乳化油墨，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%應為分散介質。若分散相體積所上的比例大于74.02%，乳狀液便會發生變型或破壞。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在26%以下。實驗證實，平版印刷機印刷正常時，印版上的油墨中的潤濕液含量都在16%以上，當達到21%(相當于在100g油墨中含22ml的潤濕液)時，油墨的傳遞性能很好，能得到質量優良的印刷品。
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行。印版上水膜的厚度與印版上油墨的含水量有關，水膜愈厚，油墨中的含水量愈大。
按照相體積理論，結合印刷過程中水墨傳遞的規律，平版印刷水墨平衡的含義歸結為：在一定的印刷速度和印刷壓力下，調節潤濕液的供給量，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
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圖5-6 潤濕液與油墨的靜態平衡關系
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式中，s為鋪展系數，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。
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水能夠導電，因而可以認為水具有金屬導體在電結構方面的特點，即具有自由電子。當水不帶電也不受外電場的作用時，水中的負電荷和正電荷相互中和，整個導體都是中性的，水分子排列也雜亂無章。如果將該導體放入靜電場中，按照物理學的理論，這個電場將驅使導體內的自由電子在其內移動，從而使導體內正負電荷重新分布，結果使導體的一端帶正電荷，而另一端帶負電荷，使雜亂無章的水分子按其正負有序的排列起來，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，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，當著水輥把強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，達到油水互不浸潤的水墨平衡。
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