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(huì)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(rùn)濕液的供給量,就會(huì)發(fā)生下列問題:
水分過大時(shí),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(shí),紙張的變形量增大,圖文套印不準(zhǔn),還會(huì)沾濕滾筒襯墊或使?jié)L筒殼本銹蝕等。
水分過小時(shí),先是在印品的空白部分出現(xiàn)墨污,引起臟版。隨著印刷時(shí)間的延長(zhǎng),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(rùn)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(hào)“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(hào)“w/o”來表示。符號(hào)“o/w”和“w/o”中的“o”代表油,“w”代表水。o/w型乳狀液對(duì)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(huì)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(shí)才會(huì)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(rùn)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(dòng)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?;烊胗湍械臐?rùn)濕液還會(huì)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(jì)算出圓球以最密集的方式堆積時(shí),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(huì)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(rùn)濕液的體積占乳化液總體積的比例應(yīng)在26%以下。實(shí)驗(yàn)證實(shí),平版印刷機(jī)印刷正常時(shí),印版上的油墨中的潤(rùn)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(rùn)濕液)時(shí),油墨的傳遞性能很好,能得到質(zhì)量?jī)?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(rùn)濕液的供給量,使乳化后的油墨所含潤(rùn)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(rùn)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(rùn),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(rùn)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(rùn)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(rùn)濕液,圖文部分附著有油墨。若潤(rùn)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(rùn)濕液將向油墨一方浸潤(rùn),使印刷品上的小網(wǎng)點(diǎn)、細(xì)線條消失。如果潤(rùn)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(rùn)濕液一方浸潤(rùn),使印刷品的網(wǎng)點(diǎn)擴(kuò)大,空白部分起臟。只有當(dāng)潤(rùn)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(rùn)濕液和油墨在界面上保持相對(duì)平衡,互不浸潤(rùn),印刷品的質(zhì)量才較為理想。
圖5-6 潤(rùn)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(rùn)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(rùn)濕液的表面張力應(yīng)在這個(gè)范圍內(nèi)。
從第一章講述的液體潤(rùn)濕固體的條件得知,潤(rùn)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(rùn)濕液的表面張力,γsl表示潤(rùn)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(rùn)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(rùn)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(dòng)態(tài)條件下實(shí)現(xiàn)的。經(jīng)驗(yàn)表明,潤(rùn)濕液的表面張力略大于油墨的表面張力,一般認(rèn)為潤(rùn)濕液的表面張力值約為4.0~5.0×102n/m時(shí),有利于實(shí)現(xiàn)水墨平衡。
三、以場(chǎng)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(duì)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(gè)水分子中的氫原子具有貢獻(xiàn)出電子與另一個(gè)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(gè)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(chǎng)的作用時(shí),水中的負(fù)電荷和正電荷相互中和,整個(gè)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(chǎng)中,按照物理學(xué)的理論,這個(gè)電場(chǎng)將驅(qū)使導(dǎo)體內(nèi)的自由電子在其內(nèi)移動(dòng),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(gè)“場(chǎng)”。這個(gè)場(chǎng)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(shí) ,水很快的附著在上面,并在非圖文部分形成一個(gè)場(chǎng)。在場(chǎng)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(rùn)的水墨平衡。
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