印刷原理与工艺1

1、 一、课程性质及作用一、课程性质及作用印刷原理与工艺是研究印刷工艺过程的共性组成水墨平衡原理、油墨转移原理、印刷压力工作原理、油墨传递转移及图文变形原理与方法的学科，是印刷工程、包装工程类专业的一门主干专业课。对于学生深入了解印刷工艺技术，正确选用印刷工艺方法，培养分析、创造、设计新印刷工艺的能力以及解决实际问题的能力具有重要的理论指导作用。本课程的目的是通过课程的教学使学生掌握印刷工艺的基础理论和基本技能，掌握常用印刷质量测量仪器的操作技能和测试学的基本方法，了解印刷工艺新技术在包装印刷中的应用，印刷过程中质量检测的方法；会把一般印刷工艺技术问题抽象为物理模型或数学模型；会使用印刷工艺过程质

2、量控制仪器检测印刷质量、并能对印刷设备进行及时调节等方面得到系统基础训练，具备正确选用常用不同印刷工艺和测量技术方法，以及进行抽检测量的基本技能，按照测量结果及时调节机器，保证获得高质量的印刷品。 二、本课程与其他有关课程的联系二、本课程与其他有关课程的联系 本课程的先修课程是印刷材料与适性、印刷色彩学、印刷制版工艺原理等。学生通过对本课程的学习，将为学习印品质量控制、进行毕业设计和参加工作打下坚实的专业知识。主要教学内容及学时分配主要教学内容及学时分配 绪论（绪论（1 1学时）学时）第一章第一章 印刷过程中的润湿（印刷过程中的润湿（3 3学时）学时）第二章第二章 印刷压力（印刷压力（5 5学

3、时）学时）第三章第三章 彩色图像复制原理彩色图像复制原理 (2(2学时学时) )第四章第四章 油墨的传递和转移（油墨的传递和转移（7 7学时）学时）第五章第五章 平版印刷油墨的转移和润版液的使用（平版印刷油墨的转移和润版液的使用（7 7学时）学时）第六章第六章 凹印、丝印、柔印油墨转移（凹印、丝印、柔印油墨转移（7 7学时）学时）第七章第七章 印刷中几个问题及常见故障印刷中几个问题及常见故障(6(6学时学时) )第八章第八章 印刷质量检测与控制印刷质量检测与控制(4(4学时学时 ) )第九章第九章 数字印刷原理数字印刷原理(3(3学时学时) )教学要求教学要求 重点掌握印刷过程中的几大原理：重

4、点掌握印刷过程中的几大原理：1 1、印刷过程中的润湿理论、印刷过程中的润湿理论2 2、印刷过程中的压力原理、印刷过程中的压力原理 3 3、彩色图像复制原理、彩色图像复制原理 4 4、印刷过程中油墨转移理论、印刷过程中油墨转移理论 5 5、平版印刷水墨平衡理论、平版印刷水墨平衡理论 6 6、柔性版、凹版、丝网印刷油墨转移理论、柔性版、凹版、丝网印刷油墨转移理论 了解印刷原理在印刷过程中的应用了解印刷原理在印刷过程中的应用教材：印刷原理及工艺 印刷工业出版社 冯瑞乾编著参考书：印刷工艺学印刷工业出版社 刘昕编著印刷油墨转移原理 印刷工业出版社 冯瑞乾编著印刷工艺与原理 上海交通大学出版社 方振亚等

5、编著纸张油墨的印刷适性 印刷工业出版社 董明达编著本课程的学习内容一、印刷的定义广义:印刷是使用印版或其它方式将原稿上的图文信息转移到承印物上的工艺技术。这个过程一般包括： 文字、图像输入图像处理、图文混排输出底片晒成印版 上印刷机印刷 表面整饰加工装订或成形加工 印前 印中 印后加工 制版车间 印刷车间 装订车间或印后车间 狭义理解：印版上的油墨，在压力的作用下，转移到承印物表面的过程，称之为印刷。返回返回返回返回 1414、杭州中粮美特容器有限公司、杭州中粮美特容器有限公司 2828、杭州伟成印刷有限公司、杭州伟成印刷有限公司 3737、新雅投资集团、新雅投资集团 4343、湖州印刷厂、湖

6、州印刷厂 4545、宁波亚洲纸管纸箱有限公司、宁波亚洲纸管纸箱有限公司 5555、浙江爱迪尔包装集团公司、浙江爱迪尔包装集团公司 6262、浙江万盛达实业有限公司、浙江万盛达实业有限公司 7777、浙江曙光印刷有限公司、浙江曙光印刷有限公司 8686、浙江印刷集团公司、浙江印刷集团公司 8787、浙江广育报业印务有限公司、浙江广育报业印务有限公司 9898、宁波亚洲纸器纸品有限公司、宁波亚洲纸器纸品有限公司 9、杭州中粮美特容器有限公司 31、浙江湖州天外绿色包装印刷有限公司 33、杭州伟成印刷有限公司 36、新雅投资集团有限公司 49、浙江浓丝网印刷有限公司 52、浙江报业开发总公司 57、

7、杭州日报报业集团印务中心 67、浙江曙光印业有限公司 75、台州森林彩印包装有限公司 85、浙江印刷集团有限公司 5、浙江广博集团股份有限公司 13、杭州中粮美特容器有限公司 23、湖州天外绿色包装印刷有限公司 39、新雅投资集团有限公司 48、浙江美浓丝网印刷有限公司 68、杭州日报报业集团印务中心 73、浙江立可达包装材料有限公司 76、宁波盛光包装印刷有限公司 84、曙光印业集团有限公司 90、台州森林彩印包装有限公司 2 浙江广博集团 10 杭州中粮美特容器有限公司 26 宁波亚洲纸管纸箱有限公司 31 新雅投资集团有限公司 38 湖州天外绿色包装印刷有限公司 43 浙江美浓丝网印刷有

8、限公司 51 杭州日报报业集团印务中心 64 浙江省报业开发总公司 70 立可达包装有限公司 76 台州森林彩印包装有限公司 78 宁波盛光包装印刷有限公司 89 浙江印刷集团有限公司 98 曙光印业集团有限公司 6、杭州中粮美特容器有限公司 19、宁波亚洲纸管纸箱有限公司 38、浙江美浓丝网印刷有限公司 47、湖州天外绿色包装印刷有限公司 52、新雅投资集团有限公司 60、杭州日报报业集团印务中心 61、宁波安百利印刷有限公司 79、浙江印刷集团有限公司 86、台州森林彩印包装有限公司 15、浙江广博集团 18、宁波亚洲纸管纸箱有限公司 22、浙江美浓丝网印刷有限公司 40、湖州天外绿色包装

9、印刷有限公司 54、新雅投资集团有限公司 55、立可达包装有限公司 56、宁波安百利印刷有限公司 57、杭州日报报业集团印务中心 67、浙江印刷集团有限公司 72、台州森林彩印包装有限公司 79、曙光印业集团有限公司 80、富康包装印刷有限公司 14、浙江广博集团 30、浙江美浓丝网印刷有限公司 32、宁波亚洲纸管纸箱有限公司 43、新雅投资集团有限公司 46、杭州日报报业集团盛元印务有限公司 52、立可达包装有限公司 53、湖州天外绿色包装印刷有限公司 65、曙光印业有限公司 67、浙江印刷集团有限公司 72、宁波安百利印刷有限公司 84、浙江日报报业集团印务有限公司 85、台州森林彩印包装

10、有限公司 86、浙江金石包装有限公司 16、浙江广博集团 28、新雅投资集团有限公司 29、浙江美浓丝网印刷有限公司 39、宁波亚洲纸管纸箱有限公司 46、立可达包装有限公司 51、杭州日报报业集团盛元印务有限公司 54、浙江日报报业集团印务有限公司 61、浙江印刷集团有限公司 66、曙光印业集团有限公司 74、台州森林彩印包装有限公司 75、富康集团有限公司 80、浙江金石包装有限公司 83、宁波安百利印刷有限公司 96、湖州天外绿色包装印刷有限公司二、印刷分类：二、印刷分类： 模拟印刷模拟印刷 数字印刷数字印刷1 1、印刷方式印刷方式2 2、印刷科学与其他学科的关系、印刷科学与其他学科的关

11、系3 3、印刷过程中有的理论、印刷过程中有的理论？ 、印刷的分类现代印刷根据印版的不同，主要印刷方式分为四种： 平版印刷平版印刷：胶印为主 凸版印刷凸版印刷：已逐渐被柔性版印刷取代 凹版印刷凹版印刷 孔版印刷：孔版印刷：以丝网印刷为主。 根据印刷品的种类不同，主要分为三种： 出版印刷出版印刷 商业印刷商业印刷 包装印刷包装印刷原稿分析原稿分析印前图文印前图文信息处理信息处理制版制版印刷印刷印后加工印后加工三、完成一件印刷品需要经过的步骤模拟印刷三、完成一件印刷品需要经过的步骤模拟印刷印刷原理印刷原理讲述内容的核心讲述内容的核心原稿文字文字图像图像铅字排版铅字排版照相排版照相排版计算机排版计算机

12、排版照相分色照相分色电子分色电子分色DTPDTP分色分色软软片片软软片片拼拼版版凸版凸版平版平版凹版凹版孔版孔版凸版印刷凸版印刷平版印刷平版印刷凹版印刷凹版印刷孔版印刷孔版印刷印印后后加加工工装订装订表面整饰表面整饰盒形制作盒形制作四、印刷工艺概述四、印刷工艺概述CTPlateCTPress原稿分析原稿分析印前图文处理印前图文处理制版制版印刷印刷印后加工印后加工制版技术制版技术印刷技术印刷技术印后加工技术印后加工技术五、印刷适性研究历程五、印刷适性研究历程 1930 193019501950年年 研究纸张、油墨对印刷的影响研究纸张、油墨对印刷的影响 19351935年：德国年：德国 Bekk

13、Bekk 纸张平滑测试仪纸张平滑测试仪 19381938年：年：ReedReed发明了粘着度测试仪发明了粘着度测试仪1950 1950 19601960年年 主要研究印刷过程中油墨转移的问题主要研究印刷过程中油墨转移的问题 动态动态19521952年：瑞典斯德哥尔摩印刷实验室年：瑞典斯德哥尔摩印刷实验室 I.Olsson L.Pill I.Olsson L.Pill 油墨转移系数油墨转移系数19551955年：美国年：美国W.C.Walker J.M.Fetsko W.C.Walker J.M.Fetsko 研究出油墨研究出油墨 转移方程基本形式，建立了数学模型转移方程基本形式，建立了数学模型

14、。19601960 建立了印刷的基本理论将新学科知识，如流变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。学、高分子物理学、表面物理化学应用于印刷。六、模拟印刷中的理论六、模拟印刷中的理论印刷中的润湿理论印刷中的润湿理论印刷中的压力原理印刷中的压力原理印刷中的油墨传递理论印刷中的油墨传递理论印刷中的流体总是要与印刷机的一些部件接触。两者接触的好坏，将影响着印刷工艺。掌握了其理论，是我们解决印刷工艺问题的关键。油墨传递到纸张上，其量的多少直接与压力的大小有关，而印刷中油墨传递到纸张上，其量的多少直接与压力的大小有关，而印刷中的压力大都来源于印刷包衬。压力原理

15、在印刷工艺中占有重要地位。的压力大都来源于印刷包衬。压力原理在印刷工艺中占有重要地位。解决油墨如何均匀传递到印版上，并获得印刷所需要的墨量解决油墨如何均匀传递到印版上，并获得印刷所需要的墨量大小。油墨转移量的定量分析。油墨转移量的定量分析。平版印刷的油墨转移平版印刷的油墨转移平版印刷的水墨平衡理论，油墨乳化、无水平平版印刷的水墨平衡理论，油墨乳化、无水平版印刷。网点呈色原理、油水不相溶原理、印刷面版印刷。网点呈色原理、油水不相溶原理、印刷面选择性吸附原理。选择性吸附原理。七、数字印刷理论七、数字印刷理论静电照相方式数字印刷基本原理静电照相方式数字印刷基本原理喷墨成像方式数字印刷原理喷墨成像方式

16、数字印刷原理柔性版、凹版、丝网印刷的油墨转移柔性版、凹版、丝网印刷的油墨转移第一章印刷过程的润湿第一章印刷过程的润湿 1 1、润湿及其方式和条件、润湿及其方式和条件2 2、接触角及润湿方程、接触角及润湿方程3 3、各种印版的特点及其润湿、各种印版的特点及其润湿4 4、墨辊和橡皮布的润湿、墨辊和橡皮布的润湿什么是润湿什么是润湿润湿润湿就是指物体表面上的一种流体被另一种流体就是指物体表面上的一种流体被另一种流体取代取代的过程。的过程。固相固相液相液相气相气相从定义出发，必须涉及到：从定义出发，必须涉及到：从这三相出发，又涉及到：从这三相出发，又涉及到：气液气液界面气固气固界面液固液固界面液体表面固

17、体表面在一般的生产实践中，润湿是指固体表面上的气体被液体取代，固体的表面被液体润湿后，形成了“气液”、“气固”、“液固”三个界面，通常把有气相组成的界面叫做表面，即把“气液”界面叫做液体表面，“气固”界面叫做固体表面液体表面液固界面固体表面印刷知识回顾模拟印刷需要五大要素，它们分别是：原稿印版印刷机械承印物油墨固体表面固体表面固体表面流体表面印刷过程的实质就是：印版印刷机械承印物油墨油墨印刷机械上的墨辊、印版图文部分、承印物表面的气体都要被油墨取代印版印刷机械水印刷机械上的水辊、印版空白部分、承印物表面的气体都要被油墨取代一、润湿的基础知识一、润湿的基础知识润湿？物体的界面性质物体的界面性质物

18、体的界面能的变化物体的界面能的变化润湿1、表面张力与比表面能、表面张力与比表面能2、水和油的化学结构与表面张力、水和油的化学结构与表面张力3、液体在固体表面附着条件、液体在固体表面附着条件4、接触角与润湿的关系、接触角与润湿的关系一、润湿的基础知识一、润湿的基础知识表面张力与比表面能表面张力与比表面能描述物体表面状态的物理量描述物体表面状态的物理量1 1、两者的物理性质、两者的物理性质主要原因是物体表面的分子和物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体内部的分子能量不同导致的2 2、形成的机理、形成的机理以液体为例以液体为例液相气相形成了液体的表面张力形成了液体的表面张力从力的

19、角度从力的角度从能量的角度从能量的角度形成了液体的表面过剩形成了液体的表面过剩自由能自由能一、润湿的基础知识一、润湿的基础知识表面张力与比表面能表面张力与比表面能3 3、表面张力、表面张力F F22l l式中：式中：被定义为表面张力系数被定义为表面张力系数物理意义物理意义：表示的是垂直通过液体表面任意单位长度、表示的是垂直通过液体表面任意单位长度、并与液面相切的收缩表面的力，简称为表面并与液面相切的收缩表面的力，简称为表面张力张力A AB BF Flh h量纲量纲： 力力/ /长度长度 ，一般用，一般用N/mN/m表示表示F/2lF/2l一、润湿的基础知识一、润湿的基础知识表面张力与比表面能表

20、面张力与比表面能4 4、比表面能、比表面能物理意义物理意义：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。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：或：单位表面积上的分子比上同数量的内部分子过剩的自由能。单位表面积上的分子比上同数量的内部分子过剩的自由能。量纲量纲： 焦尔焦尔/ /平方米平方米 ，一般用，一般用J/mJ/m2 2表示表示dAdA则有：表面张力所作的功为则有：表面张力所作的功为WW而且：而且： WW与与dAdA成正比成正比假设：比例系数为假设：比例系数为WWdAdA另一方面：另一方面：在在T T、P 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

21、自由能的减少恒定的条件下：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自由能的减少用dGdGT.PT.P表示表示dGdGT.PT.P dAdAT T. .P PA AG Gg g 被定义为比表面过剩被定义为比表面过剩( (比内部分子多出来的比内部分子多出来的) )自由能（自由能（不受外界控制不受外界控制），），简称简称“比表面能比表面能”a一、润湿的基础知识一、润湿的基础知识表面张力与比表面能表面张力与比表面能滴体积法：既可测量表面张力，还可测量界面张力滴体积法：既可测量表面张力，还可测量界面张力挂环法：要求挂环能完全被测试液所润湿挂环法：要求挂环能完全被测试液所润湿5、表面

22、张力的测定、表面张力的测定6、影响表面张力和比表面能的因素、影响表面张力和比表面能的因素物质的种类；物质的种类； 共存另一相的性质；共存另一相的性质；温度的变化；温度的变化；表面活性剂；表面活性剂；7、固体的表面张力和比表面能、固体的表面张力和比表面能固体的表面张力和比表面能一般来说比液体的要大固体的表面张力和比表面能一般来说比液体的要大对于固液或液液接触面的比表面能对于固液或液液接触面的比表面能SL或或LL的物理意义是：的物理意义是：单位面积界面上两相物质分子，各自比相同数量的本内部分子过剩自由能的加和值。单位面积界面上两相物质分子，各自比相同数量的本内部分子过剩自由能的加和值。当当SL或或

23、LL取取N/m为单位时，常称之为界面张力。为单位时，常称之为界面张力。 110 1J/m2（N/m）为高能）为高能表面表面 金属、无机物高能表面金属、无机物高能表面 磷酸锌磷酸锌=9 10 1J/m2 氧化铝氧化铝=710 1J/m2 铜铜=1.010 0 J/m2 110 1J/m2（N/m）为低）为低能表面能表面 有机物、高分子材料低能表面有机物、高分子材料低能表面 感光树脂感光树脂=(34)10 2J/m2 PSPS版空白：版空白：= 710 1J/m2； 图文：图文： = 3.810 2 J/m2。 油墨：油墨：= 3.510 2 N/m； 润湿液：润湿液： = 4.510 2 N/m

24、 水：水：7.210 2 N/m纯水的表面张力在纯水的表面张力在20C时，约为时，约为7.210-2N/m。 A A 正确正确 B B 不正确不正确A A常温、常压下：常温、常压下： 水水 =7.2 10-2N/m 油墨油墨 =3.03.6 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。同浓度下的表面张力。一、润湿的基础知识一、润湿的基础知识一、润湿的基础知识一、润湿的基础知识水和油的化学结构与表

25、面张力水和油的化学结构与表面张力印刷过程中我们能接触到的液相主要是印刷过程中我们能接触到的液相主要是水和油水和油，它们的化学结构和表面张力它们的化学结构和表面张力对印刷的润湿起到了重要作用。对印刷的润湿起到了重要作用。1、水的化学结构与表面张力、水的化学结构与表面张力OHH104452H2O水分子之间的作用力：范德华力和氢键水分子之间的作用力：范德华力和氢键水分子之间的作用力大水分子之间的作用力大水的表面张力大：水的表面张力大：7.210-2N/m水分子强极性分子水分子强极性分子一、润湿的基础知识一、润湿的基础知识水和油的化学结构与表面张力水和油的化学结构与表面张力2 2、油的化学结构与表面张

26、力、油的化学结构与表面张力CH3CH2CHCHCH2CHCHCH2CHCOOH亲油基团亲油基团亲水基团亲水基团非极性基团，碳链越长，非极性越强非极性基团，碳链越长，非极性越强极性基团极性基团油为有机化合物的总称，一般说来基本为非极性分子，但若引入了油为有机化合物的总称，一般说来基本为非极性分子，但若引入了（OH）、）、（COOH）、（）、（NH2）等，便存在一定的极性。）等，便存在一定的极性。非极性分子之间只存在色散力，分子之间的作用力很小非极性分子之间只存在色散力，分子之间的作用力很小一、润湿的基础知识一、润湿的基础知识水和油的化学结构与表面张力水和油的化学结构与表面张力3 3、油墨表面张力

27、的测定、油墨表面张力的测定印刷油墨中的连结料物质的分子结构很像油的分子结构：如油墨中的树脂、植物油等。印刷油墨中的连结料物质的分子结构很像油的分子结构：如油墨中的树脂、植物油等。因此，油墨是一种带有弱极性的非极性分子。因此，油墨是一种带有弱极性的非极性分子。油墨分子之间的作用力很小，故其表面张力也较小油墨分子之间的作用力很小，故其表面张力也较小油墨的表面张力为：油墨的表面张力为：3.010-2 3.610-2N/m选择不同的稀释剂将油墨稀释，然后推断到选择不同的稀释剂将油墨稀释，然后推断到100%纯油墨的表面张力纯油墨的表面张力一、润湿的基础知识一、润湿的基础知识液体在固体表面的附着条件液体在

28、固体表面的附着条件液体在固体表面的附着主要有液体在固体表面的附着主要有沾湿、浸湿、铺展沾湿、浸湿、铺展三种。三种。1、沾湿、沾湿定义：液体与固体接触，将定义：液体与固体接触，将“气固气固”界面转变为界面转变为“液固液固”界面的过程。界面的过程。L液相液相SLS固相固相G气相气相单位面积体系自由能的变化：单位面积体系自由能的变化：GGSLSLLGLGSGSG单位面积体系对外所做的功：单位面积体系对外所做的功：W Wa a= =GGSGSG+LGLGSLSLWa：称之为粘附功：称之为粘附功L液相液相LGS固相固相G气相气相SG一、润湿的基础知识一、润湿的基础知识液体在固体表面的附着条件液体在固体表

29、面的附着条件在恒温恒压下，只有当体系的能量变化在恒温恒压下，只有当体系的能量变化GT.P0，该过程才能自发进行。，该过程才能自发进行。沾湿的自发条件：沾湿的自发条件：GSLLGSG0或：或：Wa=GSG+LGSL01、沾湿、沾湿体系自由能减少得越多，沾湿过程越容易进行，沾附功越大，液固界面结合越牢。体系自由能减少得越多，沾湿过程越容易进行，沾附功越大，液固界面结合越牢。L液相液相LGG气相气相L液相液相LGL液相液相LLG气相气相L液相液相Wc=WaLG+LG=2LGWc的大小表征了液体分子间的相互作用为，叫做的大小表征了液体分子间的相互作用为，叫做内聚内聚功功。Wc越大，液体本身结合越牢固越

30、大，液体本身结合越牢固一、润湿的基础知识一、润湿的基础知识液体在固体表面的附着条件液体在固体表面的附着条件1、沾湿、沾湿L液相液相LGG气相气相L液相液相LGL液相液相LLG气相气相L液相液相Wa=WcLG+LG=2LGWc的大小表征了液体分子间的相互作用为，叫做内聚的大小表征了液体分子间的相互作用为，叫做内聚功。功。Wc越大，液体本身结合越牢固越大，液体本身结合越牢固假如：假如：沾湿在印刷中的应用：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。平版印刷中油墨能否附着在印版的空白部分。一、润湿的基础知识一

31、、润湿的基础知识液体在固体表面的附着条件液体在固体表面的附着条件2 2、浸湿、浸湿G相相L相相S相相SGG相相L相相S相相SL定义：固体浸没在液体中，定义：固体浸没在液体中，“气固气固”界面全部转变为界面全部转变为“液固液固”界面的过程。界面的过程。单位面积体系自由能的变化：单位面积体系自由能的变化：GGSLSLSGSG单位面积体系对外所做的功：单位面积体系对外所做的功：W Wi i= =GGSGSGSLSLW Wi i：称之浸湿功：称之浸湿功液体在固体表面的附着条件液体在固体表面的附着条件2 2、浸湿、浸湿在恒温恒压下，只有当体系的能量变化在恒温恒压下，只有当体系的能量变化GGT.PT.P0

32、0，该过程才能自发进行。该过程才能自发进行。浸湿的自发条件：浸湿的自发条件：GGSLSLSGSG00或：或：W Wi i= =GGSGSGSLSL00浸湿在印刷中的应用：浸湿在印刷中的应用：W Wi i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，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，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，常用也称之称为粘附张力，常用A A表示。表示。或：或：A=SGSL0凹版印刷中，印版滚筒的上墨和柔性版印刷中网纹辊上凹版印刷中，印版滚筒的上墨和柔性版印刷

33、中网纹辊上的网穴能否被油墨附着，便属于浸湿作用。的网穴能否被油墨附着，便属于浸湿作用。液体在固体表面的附着条件液体在固体表面的附着条件3、铺展、铺展L液相液相LGS固相固相G气相气相SGL液相液相SLS固相固相G气相气相LG定义：是指液体在固体表面上扩展时，液固吤面被液固界面取代的同时，定义：是指液体在固体表面上扩展时，液固吤面被液固界面取代的同时，液体也铺展的过程。液体也铺展的过程。单位面积体系自由能的变化：单位面积体系自由能的变化：GGSLSLLGLGSGSG单位面积体系对外所做的功：单位面积体系对外所做的功：S=S=GGSGSGLGLGSLSLS S称之为铺展系数称之为铺展系数：S S的

34、大小表征了液体在固体表面铺展的能力的大小表征了液体在固体表面铺展的能力液体在固体表面的附着条件液体在固体表面的附着条件3 3、铺展、铺展在恒温恒压下，只有当体系的能量变化在恒温恒压下，只有当体系的能量变化GGT.PT.P00，该过程才能自发进行。该过程才能自发进行。铺展的自发条件：铺展的自发条件：GGSLSLLGLGSGSG00或：或：S=S=GGSGSGLGLGSLSL00因为：因为：A=A=SGSGSLSL所以：所以：S=AS=ALGLG，当，当S0S0时，则有：时，则有：AALGLG这说蛤当液体和固体之间的粘附张力大于液体本身的这说蛤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

35、体能自动在固体表面铺展。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：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平版印刷中的水能否在印版的空白部分铺展液体在固体表面的附着条件液体在固体表面的附着条件4、液体在固体表面附着条件分析、液体在固体表面附着条件分析Wa=SG+LGSL=A+LGWi=SGSLASSGLGSLA LG只要只要S0，Wa、Wi都大于都大于0从中还可以看出：从中还可以看出：（1）“气固气固”和和“液固液固”界面能对液体的附着贡献相同，都以界面能对液体的附着贡献相同，都以A的形式表现。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。）液体

36、的表面张力对液体的附着所起的作用不同。印刷中油墨与印版的接触在不同的印刷方式中对油墨的表面张力要求不同印刷中油墨与印版的接触在不同的印刷方式中对油墨的表面张力要求不同 （1 1）同一体系，）同一体系，WaWiS。当当S0时，液体能在固体表面时，液体能在固体表面铺展，一定也能浸湿和沾湿；铺展，一定也能浸湿和沾湿； （2） SG 越大，润湿越好。越大，润湿越好。接触角与润湿的关系接触角与润湿的关系1 1、接触角的含义、接触角的含义接触角是指在固、液、气三相交界处，自接触角是指在固、液、气三相交界处，自“液固液固”界面，经液体内部，到达界面，经液体内部，到达“气液气液”界面的夹角界面的夹角液相液相固

37、相固相气相气相接触角接触角接触角与润湿的关系接触角与润湿的关系dA11LGL相相G相相dASLSGS相相在这个体系中自由能的变化：在这个体系中自由能的变化：2、润湿方程、润湿方程GSLdALGdASGdA1GSLdALGdASGdAcosq q1GSLdALGdASGdAcos(q q dq q )体系平衡条件下：体系平衡条件下：G00SLdALGdASGdAcos(q q dq q )SGSLLGcosq q润湿方程润湿方程接触角与润湿的关系接触角与润湿的关系3、润湿方程的应用、润湿方程的应用Wa=SG+LGSL=LG（1cosq q）WiA=SGSLLGcosSSGLGSL LG（ cos

38、q q 1）根据沾湿、浸湿和铺展的条件，可变换为：根据沾湿、浸湿和铺展的条件，可变换为：只要知道了液体的只要知道了液体的表面张力表面张力和两者之间的和两者之间的接触角接触角，就可，就可以确定它们的附着类型以确定它们的附着类型润湿润湿 Wa=LG（1cosq q）0 180浸湿浸湿 ALGcosq q090铺展铺展 S LG（ cosq q1）00液体在固体表面附着的条件为：液体在固体表面附着的条件为： 润湿的条件一般采用接触角作为判断的依据润湿的条件一般采用接触角作为判断的依据接触角与润湿的关系接触角与润湿的关系3、润湿方程的应用、润湿方程的应用q q90不润湿不润湿 SL q qL q q=

39、0铺展铺展 SL 90是润湿与否的界限是润湿与否的界限小于小于90的固体为亲液固体的固体为亲液固体大于大于90的固体为憎液固体的固体为憎液固体 （1 1）能量判据：）能量判据： 沾湿：沾湿：Wa =LG（1+cos）0 0 浸湿：浸湿：A = =LGcos 0 0 铺展：铺展：S =S =LG（cos-1）0 0 （2）接触角判据）接触角判据 沾湿：沾湿：180；浸湿：浸湿：90；铺铺展：展： 0（或不存在）（或不存在）接触角与润湿的关系接触角与润湿的关系3、接触角的测量、接触角的测量接触角的测量常用方法有斜板法和长度法接触角的测量常用方法有斜板法和长度法斜板法斜板法斜板法测量接触角的方法是最

40、简单的方法，其方法采用的是接触角的定义。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。特点：金属板的测量；用液量大特点：金属板的测量；用液量大一、润湿的基础知识一、润湿的基础知识接触角与润湿的关系接触角与润湿的关系3、接触角的测量、接触角的测量长度法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R2rha a根据几何知识知：根据几何知识知：a aq qsinq qsina ar/RR(h2r2)/2hsinq qsina a2hr/(h2r2)接触角与润湿

41、的关系接触角与润湿的关系4、接触角的滞后、接触角的滞后在在“液固液固”界面扩展之后测量的接触角称之为界面扩展之后测量的接触角称之为前进接触角前进接触角，用，用A表示。表示。在在“液固液固”界面缩小之后测量的接触角称之为界面缩小之后测量的接触角称之为后退接触角后退接触角，用，用R表示。表示。A、R之间的差值（即之间的差值（即AR）称之为接触角滞后）称之为接触角滞后ARH2O角越大，接触角滞后越严重角越大，接触角滞后越严重表面不均匀或表面不平表面不均匀或表面不平常用前进接触角表示接触角常用前进接触角表示接触角 气相成份不同。气相成份不同。固体表面由于吸附作用而被污染，引起接触角改变 表面不平。表面

42、不平。表面愈不平，接触角滞后越严重 固体表面的污染。固体表面的污染。界面吸附必然使该界面的界面自由能降低，这样便改变了三相交界处的平衡关系，接触角随之改变。一般来说界面吸附使得固体表面接触角增大，润湿性下降。 大气 A R 水蒸气 71 0 水蒸气纯净空气 61 0 水蒸气室外空气 13 0 水蒸气苯蒸气 822 82 水蒸气纯净空气苯蒸气 861 831 二.油水不相溶原理1分子间作用力世界上的所有物质都是由分子组成的,而分子又是由原子通过化学键(离子键、金属键、极性和非极性共价键)构成的,1.1极性键与非极性键。 极性分子构成的化学键称为极性键,非极性构成的化学键称为非极性键1.2极性分子

43、与非极性分子。分子极性分子:几何构型不对称,电荷分布不均匀,正负电荷重心不重合,偶极矩不为零,非极性分子:几何构型对称,电荷分布均匀,正负电荷重心重合,偶极矩为零只含非极性键含有极性键但分子构型对称 物理学中，把大小相等、符号相反、彼此相距为d的两个电荷（+q和-q）组成的体系称为偶极子。 对于极性分子来说，可以把极性分子的正负电荷看成是分别集中在正电荷中心和负电荷中心二点的一个偶极子，其电量与距离之积就是分子电偶极矩，用来表示，=q*d。电偶极矩越大，分子极性越强。 1.3 1.3 电偶极矩电偶极矩d+q-q+-图1-14 偶极示意图 1.4、分子间的力决定亲疏 。 取向力：（极性分子与极性

44、分子之间） 诱导力：（极性分子和非极性分子之间，极性分子之间） 色散力：（非极性分子之间存在着色散力，极性分子之间及极性分子和非极性分子之间也存在着色散力）取向力诱导力色散力 1.5、氢键。 与电负性极强的元素相结合的氢原子和另一分子中电负性极强的原子之间所形成的一种弱键。 2、油水不相混溶理论 2.1、相似相溶原理 极性理论指出：“相似相溶，相似相亲和” 指对于二种溶剂能否互溶，有一个大概规律，即：极性溶剂和极性溶剂相溶，非极性溶剂与非极性溶剂相溶，而极性溶剂与非极性溶剂不相溶。 对于一种液体和另一种固体来说，极性的液体和极性的固体表面优先相亲和；非极性的液体和非极性的固体表面优先相亲和，而

45、分别为极性和非极性的液体和固体表面之间亲和性差。 一个水分子由二个氢原子和一个氧原子通过共用电子对以极性共价键相结合，三个原子分居三角形的三个角，二个H-O键之间呈现出10445 的角，因此水分子属于极性分子，OHH104452H2O水分子之间的作用力大水分子之间的作用力大水的表面张力大：水的表面张力大：7.210-2N/m水分子强极性分子水分子强极性分子2.3有机化合物的结构特点：一般说来为非极性分子，但若一般说来为非极性分子，但若引入了引入了（OHOH）、（）、（COOHCOOH）、（）、（NH2NH2）等，便存）等，便存在一定的极性。在一定的极性。大多为非极性或弱极性。CH3CH2CHC

46、HCH2CHCHCH2CHCOOH亲油基团亲油基团亲水基团亲水基团非极性基团，碳链越长，非极性越强非极性基团，碳链越长，非极性越强极性基团极性基团 2.42.4、油的非极性结构、油的非极性结构 油是有机液体的总称，各种饱和的烃、笨等有机液体，是非极性分子， 亚麻油等常用的油墨连接料，虽然有极性原子团羧基（-COOH），但因非极性的碳链很长，在分子中处于支配地位，起主导作用，而亲水性的极性基团几乎不起作用，因此亚麻油等也可以视为是非极性分子。甘油三酸酯，甘油松香改性酚醛树脂 分子的亲水基团和疏水基团 2.5 物质的溶解性规律：相似相溶即凡是离子型化合物和强极性化合物则易溶于水而不溶于有机溶剂。

47、凡是弱极性或非极性化合物，则易溶于弱极性或非极性的有机溶剂，而不溶于水。所以油墨和水互不相溶。如图：三、印版表面的润湿三、印版表面的润湿印版表面的润湿的概述印版表面的润湿的概述印版表面的润湿印版表面的润湿：是指各类印版的图文部分上的气体被油：是指各类印版的图文部分上的气体被油墨取代的过程。对于胶印，是指印版表面的空白部分的气墨取代的过程。对于胶印，是指印版表面的空白部分的气体被润湿液取代的过程。体被润湿液取代的过程。油墨对印版表面图文部分的润湿看成是油对印版图文油墨对印版表面图文部分的润湿看成是油对印版图文部分的润湿。部分的润湿。润湿液对印版表面空白部分的润湿看成是水对印版润湿液对印版表面空白

48、部分的润湿看成是水对印版空白部分的润湿。空白部分的润湿。三、印版表面的润湿三、印版表面的润湿凸版的表面结构和润湿性凸版的表面结构和润湿性1 1、凸版的种类、凸版的种类铅字版、铅复制版、铜锌版、橡胶版、感光铅字版、铅复制版、铜锌版、橡胶版、感光树脂版、高弹性的柔性版等树脂版、高弹性的柔性版等2 2、凸版的表面结构、凸版的表面结构图文部分凸起、空白部分下凹，且和图文部分有一定图文部分凸起、空白部分下凹，且和图文部分有一定的高度差。的高度差。3 3、凸版的润湿性、凸版的润湿性金属印版：高能表面，能被油墨润湿金属印版：高能表面，能被油墨润湿高分子材料印版：虽是低能表面，但分子结构相高分子材料印版：虽是

49、低能表面，但分子结构相似能能产生较强的亲合力似能能产生较强的亲合力要求要求：S0即即ALG。三、印版表面的润湿三、印版表面的润湿凹版的表面结构和润湿性凹版的表面结构和润湿性1 1、凹版的种类、凹版的种类2 2、凹版的表面结构、凹版的表面结构3 3、凹版的润湿性、凹版的润湿性金属印版：高能表面，能被油墨润湿金属印版：高能表面，能被油墨润湿要求要求：A0另一个方面：另一个方面：180化学腐蚀凹版和电子雕刻凹版：化学腐蚀凹版和电子雕刻凹版：但都是铜滚筒，其表面镀铬。但都是铜滚筒，其表面镀铬。图文部分下凹，空白部分凸起，图文部分下凹，空白部分凸起，并同处于同一平面或圆周上。并同处于同一平面或圆周上。3

50、 3、凹版的润湿性、凹版的润湿性金属印版：高能表面，能金属印版：高能表面，能被油墨润湿被油墨润湿要求要求：A0另一个方面：另一个方面：180三、印版表面的润湿三、印版表面的润湿凹版的表面结构和润湿性凹版的表面结构和润湿性三、印版表面的润湿三、印版表面的润湿孔版的表面结构和润湿性孔版的表面结构和润湿性1 1、孔版的种类、孔版的种类2 2、孔版的表面结构、孔版的表面结构3 3、孔版的润湿性、孔版的润湿性金属印版：高能表面，能被油墨润湿金属印版：高能表面，能被油墨润湿不锈钢丝网、尼龙丝网、涤沦不锈钢丝网、尼龙丝网、涤沦丝网丝网图文部分由许多大小相同的网孔组成，图文部分由许多大小相同的网孔组成，空白部

51、分由固化的感光胶组成。空白部分由固化的感光胶组成。高分子材料印版：虽是低能表面，高分子材料印版：虽是低能表面，但分子结构相似能能产生较强的亲合力但分子结构相似能能产生较强的亲合力三、印版表面的润湿三、印版表面的润湿平版的表面结构和润湿性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：胶印中常用的印版种类有：常规常规PS版版阳图型阳图型PS版版阴图型阴图型PS版版重氮类化合物版基重氮类化合物版基叠氮类化合物版基叠氮类化合物版基CTP版版光聚光聚CTP版版热敏热敏CTP版版感光物质版基感光物质版基热敏层版基热敏层版基银盐扩散版银盐扩散版（银盐乳剂层受核层）版基（银盐乳剂层受核层）版

52、基无水胶印版无水胶印版阳图型阳图型PS版版（感光层硅橡胶层感光层硅橡胶层）版基）版基带来的问题很多带来的问题很多套准或调色方面有优势套准或调色方面有优势网点扩大方面有优势网点扩大方面有优势返回2、胶印印版的结构无论何种胶印印版，其结构基本相同无论何种胶印印版，其结构基本相同版基（主要是版基（主要是Al）总厚度：总厚度：0.3mm感光层感光层亲墨亲墨亲水亲水版基的砂目版基的砂目 建立砂目的：建立砂目的：a.提高提高PS版的比表面积版的比表面积b.提高提高PS版的亲水能力版的亲水能力 版基砂目（放大版基砂目（放大2000倍）倍） 感光层感光层三、印版表面的润湿三、印版表面的润湿平版的表面结构和润湿

53、性平版的表面结构和润湿性3、印版的润湿胶印版润湿的基础胶印版润湿的基础a. 油墨能润湿印版的图文部分油墨能润湿印版的图文部分b.水能铺展印版的空白部分水能铺展印版的空白部分印版图文部分印版图文部分印版非图文部分印版非图文部分三、印版表面的润湿三、印版表面的润湿平版的表面结构和润湿性平版的表面结构和润湿性印版图文部分印版图文部分c.印版图文为低能表面印版图文为低能表面a.由感光物质组成由感光物质组成b.为弱极性的非极性分子为弱极性的非极性分子版基版基Al感光物质的感光物质的极性分子极性分子感光物质的非极性分子感光物质的非极性分子三、印版表面的润湿三、印版表面的润湿平版的表面结构和润湿性平版的表面

54、结构和润湿性重氮感光树脂，化学结构和油墨相似，比表面能较低（和油重氮感光树脂，化学结构和油墨相似，比表面能较低（和油墨相似）。墨相似）。油墨能够润湿油墨能够润湿，因为会使体系自由能略有降低；，因为会使体系自由能略有降低；水不能润湿水不能润湿，因为如果润湿会使体系自由能上升。，因为如果润湿会使体系自由能上升。图文部分对油墨和水的润湿是有选择性的，只润湿油墨。图文部分对油墨和水的润湿是有选择性的，只润湿油墨。印版非图文部分印版非图文部分a.由版基铝组成，亲水面为氧化铝由版基铝组成，亲水面为氧化铝b.属高能表面属高能表面：7.07.01010-1-1J/mJ/m2 2PSPS版结构图版结构图印版图文

55、部分印版图文部分印版非图文部分印版非图文部分氧化铝砂目，比表面能高，（约为水的氧化铝砂目，比表面能高，（约为水的10倍），化学结构和水具有相似性，倍），化学结构和水具有相似性，能被水润湿。能被水润湿。能被油墨润湿能被油墨润湿。非图文部分对油墨和水的润湿没有选择性非图文部分对油墨和水的润湿没有选择性。印刷中的油墨印刷中的油墨b.表面张力低：表面张力低：3.0-3.610-2N/ma.为弱极性的非极性分子为弱极性的非极性分子印刷中的水印刷中的水b.表面张力较高：表面张力较高：7.210-2N/ma.极性分子极性分子印版图文部分印版图文部分印版水印版水印版上油墨印版上油墨印版水印版水印版上油墨印版上

56、油墨空白部分油墨空白部分油墨结论结论b.印版的空白部分无选择吸附性印版的空白部分无选择吸附性a.印版的图文部分有选择吸附性印版的图文部分有选择吸附性c.印刷过程中一定要先上水，后上墨印刷过程中一定要先上水，后上墨三、印版表面的润湿三、印版表面的润湿平版的表面结构和润湿性平版的表面结构和润湿性供水供水图文部分不润湿水非图文部分润湿水结构不相似、比表面能升高结构相似、比表面能降低供墨供墨图文部分润湿油墨非图文部分（水膜水膜）不润湿油墨、油水不相溶结构相似、比表面能降低结构不相似、虽然水膜的表面张力（0.040至0.07N/m）比油大，但油墨内聚功大于油水粘附功完成选择性吸附完成选择性吸附为什么胶印

57、必须先供水后供墨？为什么胶印必须先供水后供墨？4、胶印版润湿性的提高与保护粗化印版非图文部分的表面粗化印版非图文部分的表面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！在版基上建立砂目在版基上建立砂目印版的亲水性能印版的亲水性能提高提高三、印版表面的润湿三、印版表面的润湿平版的表面结构和润湿性平版的表面结构和润湿性注意：只有润湿的表面粗化度越大，注意：只有润湿的表面粗化度越大，润湿性能越好润湿性能越好(1)影响印版亲水性的因素影响印版亲水性的因素b.亲水部分吸附杂质亲水部分吸附杂质a.亲水部分的电化腐蚀亲水部分的电化腐蚀c.亲水部分的磨损亲水部分的磨损擦胶保护：晒版，印刷停机擦

58、胶保护：晒版，印刷停机控制印刷压力、辊压、供水量等控制印刷压力、辊压、供水量等4、胶印版润湿性的提高与保护三、印版表面的润湿三、印版表面的润湿平版的表面结构和润湿性平版的表面结构和润湿性(2)表面粗化假设粗化表面的真实面积与平滑面积之比为假设粗化表面的真实面积与平滑面积之比为RR，RR叫做粗糙系数。叫做粗糙系数。润湿方程应修改为润湿方程应修改为RR（SGSG-SLSL）=LGLGcoscoscos=Rcos=R（SGSG-SLSL）/LGLG=Rcos=Rcos R=cos/cosR=cos/cos因为因为RR大于大于1 1，所以，所以| cos| cos| cos| cos|当当9090时，

59、时，固体表面愈粗糙，润湿性愈好；，固体表面愈粗糙，润湿性愈好；当当9090时，固体表面愈粗糙，表面润湿性愈差。时，固体表面愈粗糙，表面润湿性愈差。思考题：思考题：PSPS版表面为什么需要进行粗化处理？空白部分砂目磨损后可版表面为什么需要进行粗化处理？空白部分砂目磨损后可能会怎样？能会怎样？ A:A:固体表面的吸附作用固体表面的吸附作用 定义：在一定条件下，一种物质分子、原定义：在一定条件下，一种物质分子、原子或离子能自动地附着在某种固体表面上的子或离子能自动地附着在某种固体表面上的现象。现象。 分类分类(3)(3)金属表面润湿性保护金属表面润湿性保护物理吸附物理吸附化学吸附化学吸附分子间作用力

60、、没有选择性但不同吸分子间作用力、没有选择性但不同吸附质吸附量可能相差极大。附质吸附量可能相差极大。化学键力、有选择性。化学键力、有选择性。 B B、新金属表面与旧金属表面、新金属表面与旧金属表面 C C、PSPS版的金属表面润湿性为什么需要保护？版的金属表面润湿性为什么需要保护？ PSPS版的空白部分如果吸附了油污、气体、版的空白部分如果吸附了油污、气体、灰尘等非极性分子，从结构的相似性和比表面能的灰尘等非极性分子，从结构的相似性和比表面能的角度来说，亲水性下降而亲油性上升，印刷时就不角度来说，亲水性下降而亲油性上升，印刷时就不能很好地为水所优先润湿，而会粘附油墨而起脏，能很好地为水所优先润