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教案首页第_（单元） 授课时间：第 周 课程名称数字图像处理与制版技术专业班级层次大专授课教师职称课 型(大、小) 小小学时授课题目（章、节）第六章 平版印刷用PS版的制作授课方式理论课（理论课；讨论课；实验课；实习/实训课；其他）教材及主要参考书分色及制版工艺原理，陈永常主编，化学工业出版社，2006年教学目的与要求：1PS版的组成2PS版晒版的基本原理及工艺过程3PS版质量检查网点质量的控制教学要求：掌握PS印版的工作机理，PS版的晒制及质量控制教学过程设计(内容、时间安排、教学方法等)：教学方法：讲授、项目教学法、 研究性学习教学法 、示范教学法教学重点、难点：重点： PS版感光材料的分类及各自的特点；PS版晒版工艺；PS版质量检查；难点：感光材料特点；PS版质量检查及控制。教研室审阅意见：教研室主任签名：年 月 日 复习思考题、作业题1) 请分别写出激光照排输出（菲林）的工艺流程、PS版晒版的工艺流程？2) 假设你已成为某企业印前制作部门（包括设计）的一员，当该部门接到一项新的设计任务：客户要求得到从设计到能上机印刷之前的菲林（胶片）。问印前制作部门应做的工作是哪些？（即阐述印前制作的具体工作程序，并说明目前较常用的电脑平面设计输出的工作流程。）3) 简述激光照排输出菲林的加工过程（图像复制过程），并作简单说明。4) 请简要说明PS版感光液的组成成分及各成分的作用。下次课预 习要 点CTP制版技术实 施情况及分 析第六章 平版印刷用PS版的制作第一节 平版印刷的原理及特点在平版印刷中印刷中的图文部分和空白部分几乎处于同一平面上（相差58um），主要是利用油水不相溶的原理，图文部分亲油拒水，非图文部分亲水而拒墨，经过橡皮布转印，在承印物上印上色彩柔和、层次丰富的印迹。常用金属材料的亲油性如下：CuFeZnAlCr其中铜的亲水性最差，亲油性最；铬的亲小性最好，亲油性最差。既有高度的亲水性，又有高度的亲油性，这样的金属无法找到，要使一块版材既有亲油的性能良好的图文部分，又有亲水性能良好的空白部分，只能改变金属版材表面的性质。金属铝和锌的亲水和亲油性能中等，润湿性能容易改变，故选用铝和锌来做为版材。一、平版印刷的基本原理油水相斥的原理1、 印版的表面状态为建立稳定的图文部分和空白部分，必须对版材的表面进行处理，使版表面形成砂目和亲水盐层或氧化层。1） 锌的表面状况：锌版经过球磨之后，表面形成细砂目，锌版的表面积增大了许多。由于锌是活跃金属，对酸和碱的耐受力差，还必须在表面建立一层亲水盐层（磷酸锌和氧化锌），这层金属盐层既有一定的机械强度，又具有较高的稳定性（在弱酸碱中），同时还有良好的亲水性能。印刷版的图文部分，是由亲油基和锌版之间形成化学吸附，从而牢固地吸附在锌版的表面形成稳固的图文部分。2） 铝版的表面状况：经过球球磨的铝版在表面也有一层细砂目，砂目的形成在铝版的表面形成强烈的吸附力，故要对版面进行封孔。一般用硅酸钠稀溶液，在加热情况下进行封孔。在铝版的表面形成一层质地坚硬的氧化铝，其机械强度很好，但对酸碱的耐受力较差。故润版的润版液酸碱性不宜过高。3） 印版亲油油基：锌版的亲油基主要是腊克，当腊克涂布于版后，会在金属表面上形成化学吸附，牢固地附后着在版基之上，形成稳定的亲油基。同时，亲油基中还包括感光剂，酚醛树脂，醇类和醚类等其性质与腊克相似，都具有良好的亲油性，油墨很容易在其上铺展。2、 润版原理水是极性分子，油是非极性分子，故油与水不互溶。1） 水是极性分子，其通常对极性物质具有亲和力，其亲和力由两物质的极性强弱来决定。2） 油基本上是非极性分子，很多化合物具有双重性能，分子中含有亲水基和斥水基，其性能主要由哪种基占主导地位来决定。对于油墨，其主要成分是连接料，连接料一般由于树脂构成，故斥水基占主导地位，所以油墨是非极性的。3） 油和水几乎不相溶，但是这也不是绝对的，当加入第三种物质时，有可能油水相溶。在一定条件下，油和水是可以相溶解的，并且这一现象时常发生在胶印过程。在印刷过程中，由于压力等诸多因素的影响，会使油和水乳化，造成极大危害，这在印刷中是应该避免的。二、 平版印刷的特点平版胶印有以下特点：1） 利用油、水不相混溶的自然规律。2） 利用液体和固体之间具有选择性吸附的规律。3） 网点成分。4） 间接印刷。5） 多色套印。6） 用水润版。第二节 PS版用分色片的类型分色版也称底版、胶片或菲林一、分色片的类型1、 按图文性能特征分类命名主要指图文的阴阳和正反阳图：与实际景物的明暗关系一致的图文阴图：与实际景物的明暗关系相反的图文在晒版过程中有用阳图分色片的，也有用阴图分色片的，这主要由晒版材料和晒版工艺来决定；一般阳图型PS版、腐蚀平凹版等必须使用阳图分色片晒版。而阴图型PS版、蛋白版等则需使用阴图分色片来晒制。正图：指与实际景物左右一致的图像（以乳剂面一侧观察为准）反图：指与实际景物左右相反的图像2、 按照分色片版面拼组形式分类整张图版组合版二、分色片的质量指标与晒版要求分色片的质量性能直接影响和决定着晒版质量，高质量的印版，必须要有高质量的分色片。3、 网点线条及文字质量对于图像：3%的网点不丢失，95%的网点不糊死。对于线条；线条密度大于2.3，虚边宽度小于46um，空白处灰雾密度小于0.14、 拼组质量规线齐全，宽度约为0.1mm各单色版套合误差小于0.1mm组合版拼贴牢固可靠5、 版式规格大小尺寸相符，图文内容位置正确三、 检查和测试分色片质量晒版前应对分色片进行认真全面的检查和必要的测试1、分色片检查基本项目n 核对分色片名称各内容与工艺单是否相符n 清点分色片的张数、色数，避免出现缺、重现象n 检查分色片图文阴阳性、正反性是否符合晒版要求n 检查分色片上必要的规矩线、标识记号等是否规范n 依据工艺单和版式复核分色片的尺寸和图文位置n 检查组合拼贴质量n 检查多色套合是下准确n 检查分色网点、文字、线条等图文要素是否清晰、网线密度是否足够大，边缘是否光滑（视觉观察法、试片测试法和仪器测量法）n 检查版面是否平整、干净、有无折痕、划痕、毛刺、其它脏物等。2、 使用透射密度计检测阳分色片的密度决定分色片的因素有两条：分色片的密度；分色片的层次第三节 PS版的组成PS版结构由感光层、亲水层和版基三部分组成。一、版基材料在平版印刷中，金属版基的硬度是决定印版耐印力的物质基础。我国PS版几乎全部使用铝版，其中铝的含量为99%，另外有1%的铁、猛、镁、硅等金属，其作用是提高金属的硬度和抗拉伸强度。但合金含量不宜过高，否则版基会变脆从而影响耐印力。1、 铝版基的特点1) 质轻，抗张强度、耐磨性、亲水性都比锌强2) 铝版表面的氧化膜硬度高、化学稳定性强，符合印版需要3) 铝板表面粗化工艺方便，适合大规模工业生产2、 版基表面处理版基处理电解粗化阳极氧化处理封孔处理涂布感光液1) 版基准备2) 电解粗化处理：其目的是在印版的表面形成一层砂目。处理方法一般采用机械磨砂法或电解研磨法与前者的结合。实践证明，印刷质量故障有90%95%是由砂目直接或间接引起，可见砂目是决定印刷的关键因素之一。建立好砂目有以不几个作用：扩大了印版的表面面，使用版基对液体有了润湿的条件和吸附的基础产生了毛细管的凝结作用，易于接受和储存作用于表面的液体增加了大量的吸附中心，使铝板完全实现了既亲油，又亲水的目的理想的砂目应具备以下几个特点：峰面处于同一平面，且形状较平滑相邻砂目间的距离就保持3um版面砂目要求大小一样，深浅一致，分布均匀粗化的方法有机械研磨法：喷砂法、球磨法、刷磨法电解法是利用交流电子连续不断地改变电极的极性，在稀酸的作用下铝板不断地发生电解而产生“砂目”来达到版基表面的粗化。3、 极氧化处理：砂目铝板务必通过化学氧化或电解阳极氧化处理，形成耐腐蚀性的氧化层，提高硬度和耐磨性，从而提高耐印力。经过氧化处理的印版，其耐印力达到40万，还未经过阳极氧化处理的印版，只有12万。4、 封孔处理：阳极氧化膜具有多孔性，其孔隙率约35%，抗腐蚀性低，故要封闭或部分封闭氧化膜以提高其抗腐性能，这个过程就是封孔。现在封孔采用硅酸法封孔和氟锆酸钾封孔法。前者稳定，后者速度快。5、 涂布感光液6、 PS版版材二、感光材料感光层是将感光液涂布到PS版版基表面干燥后形成的膜层，主要由感光性物质、成膜剂、溶剂、染料等，此外还有增塑剂和稳定剂，分别用于加强其耐磨性和延长其保存期。1、 感光性物质感光性物质是指感光树脂。对感光树脂有性能要求有：对版基要有缉捕附着力；对油墨有良好的亲和性；具有优异的成像感光性和很高的分辨力；对环境的污染性低；化学稳定性高；便于保存；成本低廉等。常用的有邻重氮萘醌类感光物质、重氮盐类感光性物质、聚乙烯醇肉桂酸酯类感光物质。n 邻重氮萘醌类感光性物质是PS版中应用最广的泛的感光树脂，其感光度高，性能稳定，既可用于阳图型PS版的感光剂，又可作为阴图型PS版的感光剂，长期以来，一直处理垄断地位。n 重氮盐类感光性物质：具有光分解效率高，分解后完全失去亲水性的特点，是一种良好的阴图型PS版感光剂。但成膜性差，机械强度、黏附性、油墨受溶性、耐印力都比较低，因此在使用中常采用擦拭腊克的方法来提高其性能。n 聚乙烯醇肉桂酸酯类感光性物质n 主要是在上世纪60年代以来才采用，较前面两种在抗蚀性、耐磨性等方面均有提高，是一种性能优良的阴图型感光树脂。2、 成膜剂其功能是：调节感光液的黏度，使感光液易于涂布和流平；提高感光层和版基黏附性以及感光层的光化学反应速度。同时也要求成膜剂必须能够很好的与感光性物质混合，且与感光性物质具有相同的可溶性，包括水溶性、碱溶性、有机溶剂溶性等。成膜剂在感光液中的含量约为6%8%，含量过高将影响感光层的稳定性和显影宽容度，含量过低印版的耐印力和感光度均有所下降。在我国应用较多的是间甲酚醛树脂。3、 溶剂溶剂用来溶解感光性物质和成膜剂，而且要求其在感光层干燥过程中容易挥发：如果溶剂沸点过高，挥发困难，感光层干燥缓慢，生产效率代；如果溶剂沸点过低，则挥发过快，导致感光液中低分子感光性物质析出结晶而破坏感光层的结构。其含量一般为80%90%，常用的溶剂有乙醇独甲醚、乙二醇独乙醚等。4、染料感光液中的染料分类两类：变色染料，增感染料。它们在感光液中的含量都很低，一般控制在0.15%-0.30%。5、增塑剂增塑剂的作用是改变感光涂层中某些树脂的脆性，提高PS版图文部分的抗冲击力。6、稳定剂其作用是提高感光涂层的化学稳定性，延长PS版的保存期。三、感光层的涂布1、感光层的涂布是PS版最后质量的重要环节，涂层的厚度、均匀度和清洁度直接影响着版材的分辨力、耐印力和显影加工。2、影响涂布工艺质量的因素n 感光液组成含量的影响n 感光液黏度的影响n 版基的影响n 卫生条件的影响n 涂布工艺的影响第四节 PS 版晒版的基本原理及工艺过程一、晒版的基本原理晒版涉及到光化学、表面化学等基础知识。1、 光化学基础知识（1） 光化学反应：由光引起的化学反应称为光化学反应，反应的基本特征是物质吸收了光，光引起了物质的化学变化。其过种是A物质B物质光化学反应的实质是光敏物吸收了光，光使光敏物激发活化，即光敏物吸收光能使其活化质子（分子、原子或离子）上的某些电子能够从低能级跃迁到高能级从而引起化学反应。物质受到光照后否发生化学反应，与以下几个因素有关：l 被照射的物质是否为光敏物l 照射到物质上的光，能否被有效地吸收，有吸收的光能量是否达到该物质发生光化学反应的活化能或临界光能值。只有当特定波长的光照射到光敏性物质上被其吸收，且被吸收的光能量达到了其发生光化学反应的必需值时，才发生光化学反应，否则将不反应。例如：晒版可以在明室下操作。（2） 光敏物：常把能够发生光化学反应的物质称为光敏性物质，即光敏物。光敏物一般可分为无机类感光性小分子化合物和有机类感光性高分子化合物两大类，后者又称为感光树脂。印版中所用光敏物主要是感光树脂类。（3） 光化学反应类型：主要分为光分解、光交联和光聚合型。光分解：是指光引起的使物质发生分解，产生小分子活性物质或游离基，随后还会发生交联、耦合等其他形式的化学反应：一般阳图型PS版的曝光，其实质就是发生了光分解反应。光交联：是指由光引起的使两个以上的高分子化合物在链间发生相互连接的反应，形成网状结构的产物，其溶解性能极低。晒版平凹、蛋白版使用的重铬酸盐类成像物质的曝光反应就属于这种类型。光聚合：是指由光的诱导作用而引起的使小分子或单体结合生成大分子物质的反应，光聚合反应的生成物一般是不溶或难溶性的物质，2、 表面化学基础知识（1） 界面现象：物质之间或物质不同相态之间相互接触处的分界面称为界面。物质与空气的分界面称为表面，处在界面上的分子具有与其内部分子不同的位置和能量，往往对外会表现出某些特殊的性能，常将这种现象称为界面现象。（2） 表面自由能：由于物质的相互作用，使任何物质的分子、原子或离子都具有一定的能量，而处于物质表面上的分子、原子或离子与其内部的分子、原子或离子相比，由于其处在一个力场不平衡的特殊位置上，具有更多的能量，这种能量称为表面剩余自由能，简称为表面自由能，单位为焦耳。分子间相互作用力大的物质其表面自由能较大，如固体物大于液体物，液体物大于气体物，极性物大于非极性物。物质表面越大，其表面自由能就越大，因此对物质进行分散或表面粗糙处理有利于增大物质的表面自由能。物质的表面自由能越大，其性能越活泼、稳定性越差，常会吸附在能够降低其表面自由能的物质或发生化学反应，使自身能量降低而处于稳定状态。（3） 吸附：吸附是指一种物质的原子或分子附着在另一种物质表面上的现象，其具有明显的分界面。如果一种物质均匀地越过界面进入到另一种物质的内部，发生了扩散现象交称为吸收或渗透。如果是是液体与固体两种相态物质的吸附，习惯上称为“润湿”。l 吸附机理：任何物质都具有自动吸附能够降低其表面自由能物质的性能。l 吸附的种类：吸附可分为物理吸附和化学吸附。物理吸附是由分子间的弥散作用及静电作用引起的；化学吸附是由化学键力引起的，相当于在界面处发生了化学反应；两者在性质上是不同的，因此在吸附特征及效果上也有一系列的差别，如表：P183。l 影响吸附的因素：杨氏工式：cos=(s-sl)/lrs固气相间的界面张力（固相的表面自由能）rl液气相间的界面张力（液相的表面自由能）rsl固液相间的界面张力或界面自由能接触角一般认为角越小，润湿效果越好，故通常通过改变rs和rl来改变润湿效果：通过对版基进行粗化，形成砂目，增大版基的表面积和表面张力rs；在感光液、基漆、显影墨中加入表面活性剂，降低其表面张力rl，增加被涂物的润湿性，达到增强吸附强度的目的。（4） 晒版过程中的吸附原理l 感光涂层的吸附：感光液在版基上的附着属于物理吸附、化学吸附和机械力学黏着的综合效果。感光液大多由有机高分子物质组成，表面张力小，与粗化后的版基相比，表面张力相差较大，故涂布时一般都能较好地润湿版面，平铺于版基表面，形成物理吸附，但吸附力相对较弱，只有0.4-0.6焦耳。由于版基形化学活性强，易与涂层物分子上的极性基团发生反应生成化学键，形成了化学吸附，其吸附力大于30焦耳。由此得到两个结论：感光版上的涂层物具有一定的定向排列特征，极性端靠向版基形成吸附，增强了涂层的稳定性，非极性端背离版基，增强了涂层的亲油性。非极性物质与版基的吸附结合比极性物质与版基的吸附结合弱得多，这也正是晒版时通过涂墨来增强图文基础的亲油性而不影响空白部分亲水性的原因。还有就是，经粗化处理的版基表面形成砂目，涂层物渗入或被吸入其中，固着后形成机械作用，将涂层与版基牢固地黏合在一起。l 护版胶和基漆的吸附l 显影墨的吸附二、 阳图型PS版晒版的工艺流程1、 阳图型PS版简介阳图型PS版的感光层主要由光分解型邻重氮萘醌感光剂、成膜树脂和染料组成。（1） 阳图型PS版感光液配方举例（2） 阳图PS版制版光化学原理第五节 PS版质量检查一、PS版晒版质量指标晒版质量是指晒版作业及印版适性的优劣程度。阳图型PS版的晒版质量标准：网点再现性好：2%的网点不丢失，97%的网点不糊，中间调部位网点缩小不超过3%；印版上网点饱满无砂眼，网点边缘光洁无毛刺，虚边宽度不大于4um；未经拷版处理的印版耐印力达到8万份以上；外观平整，无折痕，无划伤、版面干净、图文位置正确、套印性能好。二、印版质量检查包括以下几个方面b) 胶印印版色别的检查在做版、拼版时一定要在印版边沿标上色别，这样在印刷时只要看一下色别中的字样就可以把色别区别开来。c) 印版阶调深浅的检查一般使用信号条和测试条来判定印版阶调深浅：信号条一般只提定性的信息，供视觉检查；测试条可以提供定量的信息，可以通过数据的测量来控制印版及掌握印刷质量。大多情况下信号条和测试条两者结合起来使用。常用的有两种：瑞士布鲁纳尔控制条；GATF控制条。d) 胶印印版网点的虚实和PS版的感光胶膜借助510倍放大镜观察PS版上的网点，如果网点发毛、发虚不实、这说明网点不结实，网点亲油性能不够理想，如果网点颗粒圆正、光洁、不发虚，饱满结实，说明网点质量符合要求。e) 胶印印版规格和十字线的检查1、 印版大小的检查：检查尺寸是否达到要求，拼出来的印版尺寸在承印物纸张上是否留有足够余地，咬口位置是否正确。2、 图文是否是正文阳图，图文是否在PS 版的居中位置，咬口的尺寸为7mm，版面是否有歪斜等到。3、 对图文