印刷行业--印刷原理及工艺(PPT 154页)

来自www.cnshu.cn中国最大的资料库下载2019/8/31印刷原理及工艺教材：印刷设备与工艺（印刷工业出版社）主编：唐万有主讲：唐万有结束第1章第2章第3章第4章第5章第6章第7章第8章第9章第10章请同学们关闭手机2019/8/32第二章印刷基本原理2019/8/33第二章印刷基本原理第一节印刷过程中的润湿第二节油墨转移第三节印刷压力与滚筒包衬2019/8/34重点内容1.液体在固体表面润湿的条件。2.油墨转移方程3.油墨调配4.印刷压力返回结束2019/8/35第一节印刷过程中的润湿•一、润湿与润湿方程•二、印版润湿原理•三、橡皮布与墨辊的润湿2019/8/36一、润湿与润湿方程润湿：表面上的一种流体被另一种流体取代的过程表面：有气相组成的界面界面：气、固、液三相中的两相相交处？判断：油墨在印版上润湿是油墨取代空气。A正确B不正确2019/8/37印刷中润湿►印刷中润湿：油墨-墨辊、印版、橡皮布、承印物；润湿液-水辊、印版►润湿要求：易润湿、均匀、效率高来自www.cnshu.cn中国最大的资料库下载2019/8/381.表面张力与表面过剩自由能物体表面分子受到拉力形成了液体的表面张力，相对于物体内部所多余的能量，就是物体的表面过剩自由能。2019/8/39(1)表面张力表面张力系数（γ）（液体或固体）表面分子受到内部分子的拉力。（1）单位：N/m（单位长度受力）（2）特点：没有外力时，液体具有自动收缩成球形的趋势。几种液体表面张力见表2-12019/8/310(2)表面过剩自由能比表面过剩自由能、表面自由能、比表面能（γ）单位面积上的分子比相同数量的内部分子多出的能量。单位：J/m2→N/m（1J=1N/m）过剩----比内部分子多出的能量自由----表面分子不受外界控制来自www.cnshu.cn中国最大的资料库下载2019/8/311高能表面γ＞1×10–1J/m2（N/m）为高能表面金属、无机物高能表面磷酸锌γ=9×10–1J/m2氧化铝γ=7×10–1J/m2铜γ=1.0×100J/m22019/8/312低能表面γ＜1×10–1J/m2（N/m）为低能表面有机物、高分子材料低能表面感光树脂γ=(3~4)×10–2J/m2？选择题：制好的PS版的表面是（）。A高能表面B低能表面C都不是D高低能共存2019/8/313印刷材料的表面张力•PS版空白：γ=7×10–1J/m2；图文：γ=3.8×10–2J/m2。•油墨：γ=3.5×10–2N/m；润湿液：γ=4.5×10–2N/m•水：7.2×10–2N/m2019/8/314结论能量高的表面吸附表面张力低的液体；能量低的表面不能吸附表面张力高的液体。油墨可以润湿整个印版，润湿液只能润湿印版空白部分。2019/8/3152.润湿过程•润湿分类：沾湿、浸湿、铺展•沾湿：将液体与固体表面接触，变为液-固界面。•应用：润湿液、油墨附着在印版上是沾湿；润湿液不附在图文表面，油墨不附在水膜是不沾湿。2019/8/316浸湿将固体浸入液体中，变为液-固界面。应用：凹印滚筒、柔印网纹辊浸在油墨中，油墨应充满网穴。来自www.cnshu.cn中国最大的资料库下载2019/8/317铺展液体在固体表面展开。应用：平版印刷时，润湿液在印版空白部分形成薄薄的水膜，厚度0.5~1μ。2019/8/318（1）沾湿1LγLGSGγSGSLGγSL体系自由能变化：ΔG=γSL-γLG–γSG体系对外界做功：W=Wa=-ΔG=γSG+γLG–γSLWa:粘附功，液体和固体粘附牢度。Wa大，液固结合牢。2019/8/319•体系能量变小，沾湿自发进行。----热力学第二定律•沾湿发生条件：•ΔG=γSL-γLG–γSG＜0；或•Wa=γSG+γLG–γSL＞02019/8/320内聚功当液体与液体接触时，界面消失γSL=0γSG=γLGWa=2γLG=Wc内聚功：分子间相互作用力。Wc大，结合牢。2019/8/321（2）浸湿0SLGγSGSLγSL固体浸入液体中体系自由能变化ΔG=γSL–γSG体系对外界做功W=γSG–γSL=Wi浸湿功：液体在固体表面取代气体的能力，又叫粘附张力。222019/8/3浸湿发生条件：Wi=γSG–γSL＞0浸湿功A=γSG–γSL＞0粘附张力ΔG=γSL–γSG＜0自由能变化当γSG大时，将水吸引过来，破坏水的收缩。来自www.cnshu.cn中国最大的资料库下载2019/8/323（3）铺展自由能变化ΔG=γSL+γLG–γSG对外界做功W=γSG-γLG–γSL=S铺展系数：液体在固体表面上铺展能力2019/8/324•铺展发生条件：•ΔG=γSL+γLG–γSG＞0或•S=γSG-γLG–γSL＞0•即γSG＞γLG+γSL•则：固体表面张力（自由能）大，液体能在表面自动铺展。2019/8/325润湿条件沾湿：Wa=γSG+γLG–γSL＞0浸湿：Wi=γSG–γSL＞0铺展：S=γSG-γLG–γSL＞02019/8/326结论（1）同一体系，Wa＞Wi＞S。当S＞0时，液体能在固体表面铺展，一定也能浸湿和沾湿；（2）γSG越大，润湿越好。？选择题：油墨在PS版图文部分的润湿是（）。A沾湿B浸湿C铺展2019/8/3273.接触角与润湿方程接触角：三相交界处，固-液界面与液体表面切线的夹角，用θ表示。SLGθγSGγLGγSL三个界面张力关系：γSG=γSL+γLGcosθ或γSG-γSL=γLGcosθ----润湿方程，杨氏方程----ThomsYoung托马斯.杨θ越小，润湿性能越好2019/8/328润湿方程应用•（1）当θ＞90º时，cosθ＜0，γSG-γSL＜0，γSG＜γSL，体系能量增加，不能自动润湿。•（2）当θ＜90º时，cosθ＞0，γSG-γSL＞0，γSG＞γSL，体系能量减小，能自动润湿。2019/8/329结论Θ≥180º完全不润湿Θ≥90º不润湿θ＜90º润湿θ=0º完全润湿θ＜0º三力失去平衡，润湿方程不适用来自www.cnshu.cn中国最大的资料库下载2019/8/330润湿判据（1）能量判据：沾湿：Wa=γLG（1+cosθ）＞0浸湿：A=γLGcosθ＞0铺展：S=γLG（cosθ-1）＞0（2）接触角判据沾湿：θ＜180º；浸湿：θ＜90º；铺展：θ＜0（或不存在）2019/8/331二、印版润湿原理•1.平版的润湿性•（1）平版的结构与润湿原理•印版表面的润湿：印版的图文部分空气被油墨取代，胶印印版的空白部分空气被润湿液取代。2019/8/332平版的表面结构和润湿性PS版、平凹版、蛋白版、多层金属版图文部分和非图文部分几乎处于同一平面先上水，后上墨。小←亲水性→大CuFeZnAlNiCr大←亲油性→小2019/8/333平版的润湿性•PS版空白部分氧化铝----亲水•氧化铝表面能高，γI=0.7J/m2，γw=0.07N/m，γo=0.03~0.036N/m，γI＞γw＞γo符合润湿条件，水和墨都能铺展。2019/8/334•PS版图文部分硬化感光树脂----亲油•硬化感光树脂为低能表面，γI’=0.03~0.04J/m2,•γw＞γI’＞γo，油墨能在图文部分铺展，水不能在图文部分铺展。2019/8/335（2）平版润湿性的影响因素•①表面粗化对润湿性影响。•粗糙系数G=A/a1，•A—粗化表面真实面积，a—平滑面积。•G大，表面不平。•将G代入润湿方程：G(γSG–γSL)=γLGcosθ0•整理得，G=cosθ0/cosθ2019/8/336•G＞1，cosθ0＞cosθ•当θ＜90º时，则：θ0＜θ，粗糙表面润湿性好。•当θ＞90º时，则：θ0＞θ，粗糙表面润湿性差。•印版表面粗化，提高润湿性，有利于形成稳定的膜层。•？判断题：印版表面越光滑，印刷质量越高。A正确B不正确2019/8/337②表面状况对润湿性的影响•新金属表面：表面无杂质•旧金属表面：表面有杂质(油污、灰尘)•表面能高，吸附气体成吸附层，推回液体•cosθ变小，θ变大，润湿性变差•对平版影响大，对凹、凸版影响小，易清除。保护印版，涂胶，清除杂质2019/8/338③印版表面润湿性的保护•阿拉伯胶：高分子化合物（结构见P16）•保护部位：新晒平版非图文部分•作用：（1）防止气体分子、有机油污在印版非图文部分吸附，保护润湿性；（2）防止印版表面氧化。•操作：（1）将胶液均匀涂于印版表面；（2）印刷时，用水擦除胶层；（3）中途停机时间长，涂胶保护，PS版可用水保护。来自www.cnshu.cn中国最大的资料库下载2019/8/3392.凸版的润湿性凸版：图文凸起，空白凹下金属：高能表面油墨润湿好；高分子聚合物：低能表面，与油墨结构相似，亲合力强，润湿好。来自www.cnshu.cn中国最大的资料库下载2019/8/3403.凹版的润湿性图文部分凹下，非图文凸起，网穴深浅不同。金属版材，表面能高，满足浸湿条件：Wi=γSG–γSL≥02019/8/3414.孔版的润湿性图文部分网孔通透，空白部分网孔封堵不锈钢网表面能高，润湿好；尼龙网润湿一般（0.046N/m）聚酯网润湿较差（0.043N/m）镀镍聚酯网润湿性较好2019/8/342三、橡皮布与墨辊的润湿一、橡皮布的润湿性及其变化1.橡皮布的润湿性2.橡皮布表面润湿性的变化二、墨辊的润湿性及其变化1.油墨润湿墨辊的条件2.油墨润湿性的变化来自www.cnshu.cn中国最大的资料库下载2019/8/343三、橡皮布与墨辊的润湿1.橡皮布的润湿性橡皮布结构总厚度：1.6~1.7mm;1.8~1.9mm橡胶层：吸油不吸水，耐油耐酸耐氧化抗老化2019/8/344►胶层：内、外胶层►材料：天然橡胶、合成橡胶►分子以非极性为主，加入一定量醋酸乙烯-氯乙烯共聚体，亲油疏水，油墨润湿好。2019/8/345（1）短期变化—润湿性下降变化原因：①物理作用：周期性滚压，纸粉毛、油墨颗粒覆盖；②化学作用：油墨、润湿液侵蚀。结果：覆盖层多极性，亲油下降，亲水上升，油墨难转移。①印迹发虚，网点丢失；②纸张含水增加，套印不准；③纸张强度下降。解决方法：清洗橡皮布。2019/8/346•（2）长期变化--老化•变化原因：①长时间日照；②受热或周期性滚压生热；•结果：①表面玻璃状光滑膜；②胶层变硬、发粘、裂纹；③传墨性降低。•解决方法：①恒温恒湿；②水、墨辊冷却（高速机）；③降低印刷压力。472019/8/32.墨辊的润湿性组成：供墨部分、匀墨部分、着墨部分软辊：传墨辊、匀墨辊、着墨辊--橡胶硬辊：墨斗辊、串墨辊、重辊--高分子软硬交替：接触良好直径不同：防止误差复映？选择题：多辊式传墨用于（）印刷。A平版B凹版C柔性版D孔版2019/8/348油墨润湿墨辊的条件共同特点：亲油粘附功Wa=γSG+γLG–γSL内聚功Wc=2γLG当Wa＞Wc时，油墨附着当Wa＜Wc时，油墨脱落，即γSG＞γLG+γSL油墨附着γSG＜γLG+γSL油墨脱落润湿条件2019/8/349•（1）软质墨辊：受热老化—高速滚压摩擦•结果：表面硬化，龟裂，脱落。•解决方法：磨削，冷却装置，清洗干净•清洗时，用清洗剂或汽油，不用煤油。2019/8/350（2）硬质墨辊钢质辊：亲油差，乳化严重时，成亲水膜，脱墨。去除亲水膜层。铜质辊：易氧化、硫化，亲油性下降，脱墨。10%稀硝酸清洗。高分子辊：非极性亲油，浇注喷涂，少脱墨。强度低，免敲刮，2019/8/351第二节油墨转移一、油墨的附着1.油墨的附着（1）机械投锚效应油墨流入承印物表面的凹凸和间隙，像投锚。2019/8/352（2）二次结合力分子间相互作用力。色散力—非极性分子间诱导力—极性与非极性分子间取向力—极性分子间一次结合力：原子或离子间相互作用力（化学键）2