印刷原理与工艺

印刷原理与工艺浙江科技学院轻工学院陈文革一、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

绪论（1学时）第一章印刷过程中的润湿（3学时）第二章印刷压力（5学时）第三章彩色图像复制原理(2学时)第四章油墨的传递和转移（7学时）第五章平版印刷油墨的转移和润版液的使用（7学时）第六章凹印、丝印、柔印油墨转移（7学时）第七章印刷中几个问题及常见故障(6学时)第八章印刷质量检测与控制(4学时)第九章数字印刷原理(3学时)教学要求重点掌握印刷过程中的几大原理：1、印刷过程中的润湿理论2、印刷过程中的压力原理3、彩色图像复制原理4、印刷过程中油墨转移理论5、平版印刷水墨平衡理论6、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编著《纸张油墨的印刷适性》印刷工业出版社董明达编著绪论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。印前返回印刷车间返回印中生产过程返回2003年年印刷企业业100强强2003年年印刷100强的浙浙江企业（（11）14、杭州州中粮美特特容器有限限公司28、杭州州伟成印刷刷有限公司司37、新雅雅投资集团团43、湖州州印刷厂45、宁波波亚洲纸管管纸箱有限限公司55、浙江江爱迪尔包包装集团公公司62、浙江江万盛达实实业有限公公司77、浙江江曙光印刷刷有限公司司86、浙江江印刷集团团公司87、浙江江广育报业业印务有限限公司98、宁波波亚洲纸器器纸品有限限公司2004年年印刷企业业100强强28、杭州州中粮美特特容器有限限公司32、浙江江湖州天外外绿色包装装印刷有限限公司37、新雅雅投资集团团39、杭州州伟成印刷刷有限公司司54、浙江江广博集团团股份有限限公司55、浙江江日报报业业集团印务务中心58、浙江江美浓丝网网印刷有限限公司60、杭州州日报社印印务中心62、浙江江爱迪尔包包装集团公公司65、浙江江曙光印业业有限公司司76、宁波波三A集团团有限公司司79、台州州森林彩印印包装有限限公司84、浙江江印刷集团团有限公司司86、浙江江广育报业业印务有限限公司2004年年印刷100强的浙浙江企业（（14）2005年年印刷企业业100强强2005年年印刷100强的浙浙江企业（（10）9、杭州中中粮美特容容器有限公公司31、浙江江湖州天外外绿色包装装印刷有限限公司33、杭州州伟成印刷刷有限公司司36、新雅雅投资集团团有限公司司49、浙江江浓丝网印印刷有限公公司52、浙江江报业开发发总公司57、杭州州日报报业业集团印务务中心67、浙江江曙光印业业有限公司司75、台州州森林彩印印包装有限限公司85、浙江江印刷集团团有限公司司2006年年印刷企业业100强强2006年年印刷刷100强强的浙浙江企企业（（10）5、浙浙江广广博集集团股股份有有限公公司13、、杭州州中粮粮美特特容器器有限限公司司23、、湖州州天外外绿色色包装装印刷刷有限限公司司39、、新雅雅投资资集团团有限限公司司48、、浙江江美浓浓丝网网印刷刷有限限公司司68、、杭州州日报报报业业集团团印务务中心心73、、浙江江立可可达包包装材材料有有限公公司76、、宁波波盛光光包装装印刷刷有限限公司司84、、曙光光印业业集团团有限限公司司90、、台州州森林林彩印印包装装有限限公司司2007年年印刷刷企业业100强强2007年年印刷刷企业业100强强的浙浙江企企业（（13）2浙浙江广广博集集团10杭杭州中中粮美美特容容器有有限公公司26宁宁波亚亚洲纸纸管纸纸箱有有限公公司31新新雅投投资集集团有有限公公司38湖湖州天天外绿绿色包包装印印刷有有限公公司43浙浙江江美浓浓丝网网印刷刷有限限公司司51杭杭州州日报报报业业集团团印务务中心心64浙浙江江省报报业开开发总总公司司70立立可可达包包装有有限公公司76台台州州森林林彩印印包装装有限限公司司78宁宁波波盛光光包装装印刷刷有限限公司司89浙浙江江印刷刷集团团有限限公司司98曙曙光光印业业集团团有限限公司司2008年年全国国印刷刷企业业100强强2008浙浙江印印刷100强企企业（（9））6、杭杭州中中粮美美特容容器有有限公公司19、、宁波波亚洲洲纸管管纸箱箱有限限公司司38、、浙江江美浓浓丝网网印刷刷有限限公司司47、、湖州州天外外绿色色包装装印刷刷有限限公司司52、、新雅雅投资资集团团有限限公司司60、、杭州州日报报报业业集团团印务务中心心61、、宁波波安百百利印印刷有有限公公司79、、浙江江印刷刷集团团有限限公司司86、、台州州森林林彩印印包装装有限限公司司2009年年全国国印刷刷企业业100强强2009年年印刷刷企业业100强强浙江江企业业(12)15、、浙江江广博博集团团18、、宁波波亚洲洲纸管管纸箱箱有限限公司司22、、浙江江美浓浓丝网网印刷刷有限限公司司40、、湖州州天外外绿色色包装装印刷刷有限限公司司54、、新雅雅投资资集团团有限限公司司55、、立可可达包包装有有限公公司56、、宁波波安百百利印印刷有有限公公司57、、杭州州日报报报业业集团团印务务中心心67、、浙江江印刷刷集团团有限限公司司72、、台州州森林林彩印印包装装有限限公司司79、、曙光光印业业集团团有限限公司司80、、富康康包装装印刷刷有限限公司司2010年年中国国印刷刷企业业100强强中的的浙江江企业业（13家家）14、、浙江江广博博集团团30、、浙江江美浓浓丝网网印刷刷有限限公司司32、、宁波波亚洲洲纸管管纸箱箱有限限公司司43、、新雅雅投资资集团团有限限公司司46、、杭州州日报报报业业集团团盛元元印务务有限限公司司52、、立可可达包包装有有限公公司53、、湖州州天外外绿色色包装装印刷刷有限限公司司65、、曙光光印业业有限限公司司67、、浙江江印刷刷集团团有限限公司司72、、宁波波安百百利印印刷有有限公公司84、、浙江江日报报报业业集团团印务务有限限公司司85、、台州州森林林彩印印包装装有限限公司司86、、浙江江金石石包装装有限限公司司2011年年中国国印刷刷企业业100强强中的的浙江江企业业（14家家）16、、浙江江广博博集团团28、、新雅雅投资资集团团有限限公司司29、、浙江江美浓浓丝网网印刷刷有限限公司司39、、宁波波亚洲洲纸管管纸箱箱有限限公司司46、、立可可达包包装有有限公公司51、、杭州州日报报报业业集团团盛元元印务务有限限公司司54、、浙江江日报报报业业集团团印务务有限限公司司61、、浙江江印刷刷集团团有限限公司司66、、曙光光印业业集团团有限限公司司74、、台州州森林林彩印印包装装有限限公司司75、、富康康集团团有限限公司司80、、浙江江金石石包装装有限限公司司83、、宁波波安百百利印印刷有有限公公司96、、湖州州天外外绿色色包装装印刷刷有限限公司司二、印印刷分分类：：模拟印印刷数字印印刷1、印刷方方式2、印印刷科科学与与其他他学科科的关关系3、印印刷过过程中中有的的理论论？、印刷刷的分分类现代印印刷根根据印印版的的不同同，主主要印印刷方方式分分为四四种：：平版印印刷：胶印印为主主凸版印印刷：已逐逐渐被被柔性性版印印刷取取代凹版印印刷孔版印印刷：：以丝网网印刷刷为主主。根据印印刷品品的种种类不不同，，主要要分为为三种种：出版印印刷商业印印刷包装印印刷原稿分析印前图文信息处理制版印刷印后加工三、完成一件印刷品需要经过的步骤－模拟印刷《印刷原理》讲述内容的核心原稿文字图像铅字排版照相排版计算机排版照相分色电子分色DTP分色软片软片拼版凸版平版凹版孔版凸版印刷平版印刷凹版印刷孔版印刷印后加工装订表面整饰盒形制作四、印刷工艺概述CTPlateCTPress原稿分析印前图文处理制版印刷印后加工制版技术印刷技术印后加工技术五、印印刷适适性研研究历历程1930～～1950年研研究究纸张张、油油墨对对印刷刷的影影响1935年年：德德国Bekk纸纸张平平滑测测试仪仪1938年年：Reed发发明了了粘着着度测测试仪仪1950～～1960年年主主要研研究印印刷过过程中中油墨墨转移移的问问题动动态态1952年年：瑞瑞典斯斯德哥哥尔摩摩印刷刷实验验室I.OlssonL.Pill油油墨转转移系系数1955年年：美美国W.C.WalkerJ.M.Fetsko研研究出出油墨墨转移方程程基本形形式，建建立了数数学模型型。1960～建建立了了印刷的的基本理理论将新新学科知知识，如如流变学学、高高分子物物理学、、表面物物理化学学应用于于印刷。。六、模拟拟印刷中中的理论论●印刷中中的润湿湿理论●印刷中中的压力力原理●印刷中中的油墨墨传递理理论印刷中的的流体总总是要与与印刷机机的一些些部件接接触。两两者接触触的好坏坏，将影影响着印印刷工艺艺。掌握握了其理理论，是是我们解解决印刷刷工艺问问题的关关键。油墨传递递到纸张张上，其其量的多多少直接接与压力力的大小小有关，，而印刷刷中的压压力大都都来源于于印刷包包衬。压压力原理理在印刷刷工艺中中占有重重要地位位。解决油墨墨如何均均匀传递递到印版版上，并并获得印印刷所需需要的墨墨量大小。油墨转转移量的的定量分分析。●平版印印刷的油油墨转移移平版印刷刷的水墨墨平衡理理论，油油墨乳化化、无水水平版印印刷。网网点呈色色原理、、油水不不相溶原原理、印印刷面选选择性吸吸附原理理。七、数字字印刷理理论●静电照照相方式式数字印印刷基本本原理●喷墨成成像方式式数字印印刷原理理●柔性版版、凹版版、丝网网印刷的的油墨转转移第一章印印刷过过程的润润湿1、润湿湿及其方方式和条条件2、接触触角及润润湿方程程3、各种种印版的的特点及及其润湿湿4、墨辊辊和橡皮皮布的润润湿●什么是润润湿润湿就是指物物体表面面上的一一种流体体被另一一种流体体取代的过程。。固相液相气相从定义出出发，必必须涉及及到：从这三相相出发，，又涉及及到：气－液界面气－固界面液－固界面液体表面面固体表面面在一般的的生产实实践中，，润湿是是指固体体表面上上的气体体被液体体取代，，固体的的表面被被液体润湿湿后，形形成了““气－液液”、““气－固固”、““液－固固”三个个界面，，通常把把有气相相组成的界面面叫做表表面，即即把“气气－液””界面叫叫做液体体表面，，“气－－固”界界面叫做做固体表表面液体表面面液固界面面固体表面面●印刷知识回回顾模拟印刷需需要五大要要素，它们们分别是：：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的实质就是是：印版印刷机械承印物油墨油墨印刷机械上上的墨辊、、印版图文文部分、承承印物表面面的气体都都要被油墨墨取代印版印刷机械水印刷机械上上的水辊、、印版空白白部分、承承印物表面面的气体都都要被油墨墨取代一、润湿的的基础知识识润湿？物体的界面面性质物体的界面面能的变化化润湿1、表面张张力与比表表面能2、水和油油的化学结结构与表面面张力3、液体在在固体表面面附着条件件4、接触角角与润湿的的关系一、润湿的的基础知识识●表面张力力与比表面面能描述物体表表面状态的的物理量1、两者的的物理性质质主要原因是是物体表面面的分子和和物体内部部的分子能能量不同导导致的2、形成的的机理以液体为例例液相气相形成了液体体的表面张张力从力的角度度从能量的角角度形成了液体体的表面过过剩自由能一、润湿的的基础知识识●表面张力力与比表面面能3、表面张张力F＝2γ××l式中：γ被定义为表表面张力系系数物理意义：表示的是垂垂直通过液液体表面任任意单位长长度、并与液面相相切的收缩缩表面的力力，简称为为表面张力ABFlh量纲：[力/长度度]，一般般用N/m表示γ＝F/2·l一、润湿的的基础知识识●表面张力力与比表面面能4、比表面面能物理意义：恒温恒压下下，增加单单位表面积积表面所引引起的体系系自由能的的增量。或：单位表面积积上的分子子比上同数数量的内部部分子过剩剩的自由能能。量纲：[焦尔/平平方米]，，一般用J/m2表示dA则有：表面面张力所作作的功为－－δW而且：－－δW与dA成正比假设：比例例系数为γγ－δW＝γγ×dA另一方面：：在T、P恒恒定的条件件下：体系系对外界作作的功应等等于在此过过程中体系系自由能的的减少自由能的减减少用dGT.P表示dGT.P＝γ×dAg被定定义为比表表面过剩(比内部分子子多出来的的)自由能（不受外界控控制），简称“比表表面能”一、润湿的的基础知识识●表面张力力与比表面面能◢滴体积法：：既可测量量表面张力力，还可测测量界面张张力◢挂环法：要要求挂环能能完全被测测试液所润润湿5、、表表面面张张力力的的测测定定6、、影影响响表表面面张张力力和和比比表表面面能能的的因因素素◢物质质的的种种类类；；◢共存存另另一一相相的的性性质质；；◢温度度的的变变化化；；◢表面面活活性性剂剂；；7、、固固体体的的表表面面张张力力和和比比表表面面能能◢固体体的的表表面面张张力力和和比比表表面面能能一一般般来来说说比比液液体体的的要要大大◢对于于固固－－液液或或液液－－液液接接触触面面的的比比表表面面能能γSL或γLL的物物理理意意义义是是：：单位位面面积积界界面面上上两两相相物物质质分分子子，，各各自自比比相相同同数数量量的的本本内内部部分分子子过过剩剩自自由由能能的的加加和和值值。。当γSL或γLL取N/m为为单单位位时时，，常常称称之之为为界界面面张张力力。。高能能表表面面γ＞＞1××10–1J/m2（N/m））为为高高能能表表面面金属属、、无无机机物物高高能能表表面面磷酸酸锌锌γγ=9××10–1J/m2氧化化铝铝γγ=7××10–1J/m2铜γγ=1.0××100J/m2低能能表表面面γ＜＜1××10–1J/m2（N/m））为为低低能能表表面面有机机物物、、高高分分子子材材料料低低能能表表面面感光光树树脂脂γγ=(3~4)××10–2J/m2印刷刷材材料料的的表表面面张张力力PS版版空空白白：：γ=7××10–1J/m2；图图文文：：γ=3.8××10–2J/m2。油墨墨：：γ=3.5××10–2N/m；润润湿湿液液：：γ=4.5××10–2N/m水：：7.2××10–2N/m判断断题题纯水水的的表表面面张张力力在在20°°C时时，，约约为为7.2××10-2N/m。。A正正确确B不不正正确确正确确答答案案A常温温、、常常压压下下：：水=7.210-2N/m油墨墨=3.0~3.610-2N/m测定定油油墨墨表表面面张张力力时时，，一一般般选选择择两两种种稀稀释释剂剂（（一一种种表表面面张张力力高高于于纯纯油油墨墨，，另另一一种种则则低低于于纯纯油油墨墨））分分别别稀稀释释油油墨墨，，测测定定不不同同浓浓度度下下的的表表面面张张力力。。一、、润润湿湿的的基基础础知知识识一、、润润湿湿的的基基础础知知识识●水水和和油油的的化化学学结结构构与与表表面面张张力力印刷刷过过程程中中我我们们能能接接触触到到的的液液相相主主要要是是水和和油油，它们们的的化化学学结结构构和和表表面面张张力力对对印印刷刷的的润润湿湿起起到到了了重重要要作作用用。。1、、水水的的化化学学结结构构与与表表面面张张力力OHH104°45′2－＋＋H2O水分分子子之之间间的的作作用用力力：：范范德德华华力力和和氢氢键键水分分子子之之间间的的作作用用力力大大水的的表表面面张张力力大大：：7.2××10-2N/m水分分子子强强极极性性分分子子一、、润润湿湿的的基基础础知知识识●水水和和油油的的化化学学结结构构与与表表面面张张力力2、、油油的的化化学学结结构构与与表表面面张张力力CH3－CH2－CH＝CH－CH2－CH＝CH－CH2－CH＝……－C＝O－OH亲油油基基团团亲水水基基团团非极极性性基基团团，，碳碳链链越越长长，，非非极极性性越越强强极性性基基团团油为为有有机机化化合合物物的的总总称称，，一一般般说说来来基基本本为为非非极极性性分分子子，，但但若若引引入入了了（－－OH））、、（－COOH））、（（－NH2）等等，便便存在在一定定的极极性。。★★★★非极性性分子子之间间只存存在色色散力力，分分子之之间的的作用用力很很小一、润润湿的的基础础知识识●水和和油的的化学学结构构与表表面张张力3、油油墨表表面张张力的的测定定印刷油油墨中中的连连结料料物质质的分分子结结构很很像油油的分分子结结构：：如油油墨中中的树树脂、、植物物油等等。因此，，油墨墨是一一种带带有弱弱极性性的非非极性性分子子。★油墨分分子之之间的的作用用力很很小，，故其其表面面张力力也较较小★油墨的的表面面张力力为：：3.0×10-2~3.6×10-2N/m选择不不同的的稀释释剂将将油墨墨稀释释，然然后推推断到到100%纯油油墨的的表面面张力力一、润润湿的的基础础知识识●液体体在固固体表表面的的附着着条件件液体在在固体体表面面的附附着主主要有有沾湿、、浸湿湿、铺铺展三种。。1、沾沾湿定义：：液体体与固固体接接触，，将““气－－固””界面面转变变为““液－－固””界面面的过过程。。L液相γSLS固相G气相单位面面积体体系自自由能能的变变化：：ΔG＝＝γSL－γLG－γSG单位面面积体体系对对外所所做的的功：：Wa=－ΔΔG＝＝γSG+γLG－γSLWa：称之之为粘粘附功功L液相γLGS固相G气相γSG一、润润湿的的基础础知识识●液体体在固固体表表面的的附着着条件件在恒温温恒压压下，，只有有当体体系的的能量量变化化ΔGT.P≤0，该过过程才才能自自发进进行。。沾湿的的自发发条件件：ΔG＝＝γSL－γLG－γSG≤0或：Wa=－ΔΔG＝＝γSG+γLG－γSL≥01、沾沾湿体系自自由能能减少少得越越多，，沾湿湿过程程越容容易进进行，，沾附附功越越大，，液－－固界界面结结合越越牢。。L液相γLGG气相L液相γLGL液相γLLG气相L液相Wc=Wa＝γLG+γLG=2γγLGWc的大小小表征征了液液体分分子间间的相相互作作用为为，叫叫做内聚功。Wc越大，，液体体本身身结合合越牢牢固一、润润湿的的基础础知识识●液体体在固固体表表面的的附着着条件件1、沾沾湿L液相γLGG气相L液相γLGL液相γLLG气相L液相Wa=Wc＝γγLG+γLG=2γγLGWc的的大小小表征征了液液体分分子间间的相相互作作用为为，叫叫做内内聚功。Wc越越大，，液体体本身身结合合越牢牢固假如：：沾湿在在印刷刷中的的应用用：★平版印印刷中中水能能否附附着在在印版版的图图文部部分。。★平版印印刷中中油墨墨能否否附着着在印印版的的空白白部分分。一、润润湿的的基础础知识识●液体体在固固体表表面的的附着着条件件2、浸浸湿G相L相S相γSGG相L相S相γSL定义：：固体体浸没没在液液体中中，““气－－固””界面面全部部转变变为““液－－固””界面面的过过程。。单位面面积体体系自自由能能的变变化：：ΔG＝＝γSL－γSG单位面面积体体系对对外所所做的的功：：Wi=－ΔΔG＝＝γSG－γSLWi：称之之浸湿湿功●液体体在固固体表表面的的附着着条件件2、浸浸湿在恒温温恒压压下，，只有有当体体系的的能量量变化化ΔGT.P≤0，，该过程程才能能自发发进行行。浸湿的的自发发条件件：ΔG＝＝γSL－γSG≤0或：Wi=－ΔΔG＝＝γSG－γSL≥0浸湿在在印刷刷中的的应用用：Wi的大小小表征征了液液体在在固体体表面面取代代气体体的能能力。。在铺铺展作作用中中，它是对对抗液液体收收缩表表面的的能力力（表表面张张力））而产产生铺铺展的的的力力，也称之之称为为粘附附张力力，常常用A表示示。或：A=γγSG－γSL≥0凹版印印刷中中，印印版滚滚筒的的上墨墨和柔柔性版版印刷刷中网网纹辊辊上的网穴穴能否否被油油墨附附着，，便属属于浸浸湿作作用。。●液体体在固固体表表面的的附着着条件件3、铺铺展L液相γLGS固相G气相γSGL液相γSLS固相G气相γLG定义：：是指指液体体在固固体表表面上上扩展展时，，液－－固吤吤面被被液－－固界界面取取代的的同时时，液体也也铺展展的过过程。。单位面面积体体系自自由能能的变变化：：ΔG＝γSL＋γLG－γSG单位面积体体系对外所所做的功：：S=－ΔG＝γSG－γLG－γSLS称之为铺铺展系数：S的大小小表征了液液体在固体体表面铺展展的能力●液体在固固体表面的的附着条件件3、铺展在恒温恒压压下，只有有当体系的的能量变化化ΔGT.P≤0，该过程才能能自发进行行。铺展的自发发条件：ΔG＝γSL＋γLG－γSG≤0或：S=－ΔG＝γSG－γLG－γSL≥0因为：A=γSG－γSL所以：S=A－γγLG，当S≥0时，则有有：A≥γLG这说蛤当液液体和固体体之间的粘粘附张力大大于液体本本身的表面面张力时，，液体能自自动在固体体表面铺展展。铺展在印刷刷中的应用用：平版印刷中中的水能否否在印版的的空白部分分铺展●液体在固体体表面的附附着条件4、液体在在固体表面面附着条件件分析Wa=γSG+γLG－γSL=A+γLGWi=γSG－γSL＝AS＝γSG－γLG－γSL＝A－γγLG只要S≥0，Wa、Wi都大于0从中还可以以看出：（1）“气气－固”和和“液－固固”界面能能对液体的的附着贡献献相同，都都以A的形形式表现。。（2）液体体的表面张张力对液体体的附着所所起的作用用不同。★★印刷中油墨墨与印版的的接触在不不同的印刷刷方式中对对油墨的表表面张力要要求不同结论（1）同一一体系，Wa＞Wi＞S。当当S＞0时时，液体能能在固体表表面铺展，，一定也能能浸湿和沾沾湿；（2）γSG越大，润湿湿越好。●接触角与与润湿的关关系1、接触角角的含义接触角是指指在固、液液、气三相相交界处，，自“液－－固”界面，经液液体内部，，到达“气气－液”界界面的夹角角液相固相气相θ接触角●接触角与润润湿的关系系θdA1θ1γLGL相G相dAγSLγSGS相在这个体系系中自由能能的变化：：2、润湿方方程ΔG＝γSL×dA＋γLG×dA－γγSG×dA1ΔG＝γγSL×dA＋γLG×dA－γγSG×dAcosq1ΔG＝γγSL×dA＋γLG×dA－γγSG×dAcos(q–dq)体系平衡衡条件下下：ΔG＝00＝γSL×dA＋γLG×dA－γγSG×dAcos(q–dq)γSG－γSL＝γLG×cosq润湿方程程●接触角与与润湿的的关系3、润湿湿方程的的应用Wa=γSG+γLG－γSL=γLG（1＋cosq）Wi＝A=γγSG－γSL＝γLGcosθθS＝γSG－γLG－γSL＝γLG（cosq－1）根据沾湿湿、浸湿湿和铺展展的条件件，可变变换为：：只要知道道了液体体的表面张力力和两者之之间的接触角，就可以以确定它它们的附附着类型型润湿Wa=γLG（1＋cosq）≥0θθ≤≤180°浸湿A＝γLGcosq≥0θθ≤90°铺展S＝γγLG（cosq－1）≥≥0θθ＝0°°液体在固固体表面面附着的的条件为为：★★润湿的条条件一般般采用接接触角作作为判断断的依据据●接触角角与润湿湿的关系系3、润湿湿方程的的应用θθq>90°°不润湿γS<γLq<90°°润湿γS>γLq=0°铺展γS»γL★★90°是润湿与与否的界界限小于90°的固体为为亲液固固体大于90°的固体为为憎液固固体润湿判据据（1）能能量判据据：沾湿：Wa=γLG（1+cosθθ）＞0浸湿：A=γLGcosθθ＞0铺展：S=γLG（cosθ-1）＞0（2）接接触角判判据沾湿：θ＜180º；；浸湿：θ＜90º；铺展：θ＜0（或不存存在）●接触角与与润湿的的关系3、接触触角的测测量接触角的的测量常常用方法法有斜板板法和长长度法●斜板法斜板法测测量接触触角的方方法是最最简单的的方法，，其方法法采用的的是接触触角的定定义。αθαθαθ特点：金金属板的的测量；；用液量量大一、润湿湿的基础础知识●接触角与与润湿的的关系3、接触触角的测测量●长度法在一光滑滑的水平平固体表表面放一一小液滴滴，重力力不计，，测量出出液滴的的高度和和底宽，，利用公公试计算算R2rhθa根据几何知知识知：a＝qsinq＝sina＝r/RR＝(h2＋r2)/2hsinq＝sina＝2hr/(h2＋r2)●接触角与润润湿的关系系4、接触角角的滞后在“液－固固”界面扩扩展之后测测量的接触触角称之为为前进接触角角，用θA表示。在“液－固固”界面缩缩小之后测测量的接触触角称之为为后退接触角角，用θR表示。θA、θR之间的差值值（即θA－θR）称之为接接触角滞后后θAθRH2OφΦ角越大，接接触角滞后后越严重表面不均匀匀或表面不不平常用前进接接触角表示示接触角影响接触角角滞后的因因素①气相成份份不同。固体表面由由于吸附作作用而被污污染，引起起接触角改改变②表面不平平。表面愈不平平，接触角角滞后越严严重③固体表面面的污染。。界面吸附必必然使该界界面的界面面自由能降降低，这样样便改变了了三相交界界处的平衡衡关系，接接触角随之之改变。一一般来说界界面吸附使使得固体表表面接触角角增大，润润湿性下降降。大气θA

θR

水蒸气7±1°0°水蒸气＋纯净空气6±1°0°水蒸气＋室外空气13°0°水蒸气＋苯蒸气82±2°82°水蒸气＋纯净空气＋苯蒸气86±1°83±1°二.油水不不相溶原理理1分子间间作用力世界上的所所有物质都都是由分子子组成的,而分子又又是由原子子通过化学学键(离子键、金金属键、极极性和非极极性共价键键)构成的,1.1极极性键与非非极性键。。极性分子构构成的化学学键称为极极性键,非非极性构成成的化学键键称为非极极性键1.2极极性分子与与非极性分分子。分子极性分子:几何构型不不对称,电电荷分布不不均匀,正正负电荷重重心不重合合,偶极矩矩不为零,非极性分子子:几何构构型对称,电荷分布布均匀,正正负电荷重重心重合,偶极矩为为零只含含非非极极性性键键含有有极极性性键键但但分分子子构构型型对对称称物理理学学中中，，把把大大小小相相等等、、符符号号相相反反、、彼彼此此相相距距为为d的的两两个个电电荷荷（（+q和和-q））组组成成的的体体系系称称为为偶偶极极子子。。对于极性性分子来来说，可可以把极极性分子子的正负负电荷看看成是分分别集中中在正电电荷中心心和负电电荷中心心二点的的一个偶偶极子，，其电量量与距离离之积就就是分子子电偶极极矩，用用μ来表表示，μμ=q*d。电电偶极矩矩越大，，分子极极性越强强。1.3电电偶极极矩d+q-q+-图1-14偶极示意图1.4、、分子间的的力决定定亲疏。取向力：：（极性性分子与与极性分分子之间间）诱导力：：（极性性分子和和非极性性分子之之间，极极性分子子之间））色散力：：（非极极性分子子之间存存在着色色散力，，极性分分子之间间及极性性分子和和非极性性分子之之间也存存在着色色散力））取向力诱导力色散力1.5、、氢键。。与电负性性极强的的元素ＸＸ相结合合的氢原原子和另另一分子子中电负负性极强强的原子子Ｙ之间间所形成成的一种种弱键。。Ｘ—ＨＨ…Ｙ2、油水水不相混混溶理论论2.1、、相似相相溶原理理极性理论论指出：：“相似相相溶，相相似相亲亲和”指对于二二种溶剂剂能否互互溶，有有一个大大概规律律，即：：极性溶溶剂和极极性溶剂剂相溶，，非极性性溶剂与与非极性性溶剂相相溶，而而极性溶溶剂与非非极性溶溶剂不相相溶。对于一种种液体和和另一种种固体来来说，极极性的液液体和极极性的固固体表面面优先相相亲和；；非极性性的液体体和非极极性的固固体表面面优先相相亲和，，而分别别为极性性和非极极性的液液体和固固体表面面之间亲亲和性差差。2.2、、水的化化学结构构一个水分分子由二二个氢原原子和一一个氧原原子通过过共用电电子对以以极性共共价键相相结合，，三个原原子分居居三角形形的三个个角，二二个H-O键之之间呈现现出104°45′′的角，，因此水水分子属属于极性性分子，，OHH104°45′2－＋＋H2O水分子之之间的作作用力大大水的表面面张力大大：7.2×10-2N/m水分子强强极性分分子2.3有有机化合合物的结结构特点点：一般说来来为非极极性分子子，但若若引入了了（－OH）、（（－COOH））、（－－NH2）等，，便存在在一定的的极性。。大多为非非极性或或弱极性性。CH3－CH2－CH＝CH－CH2－CH＝CH－CH2－CH＝……－C＝O－OH亲油基团团亲水基团团非极性基基团，碳碳链越长长，非极极性越强强极性基团团2.4、、油的非非极性结结构油是有机机液体的的总称，，各种饱饱和的烃烃、笨等等有机液液体，是是非极性性分子，，亚麻油等等常用的的油墨连连接料，，虽然有有极性原原子团羧羧基（-COOH），，但因非非极性的的碳链很很长，在在分子中中处于支支配地位位，起主主导作用用，而亲亲水性的的极性基基团几乎乎不起作作用，因因此亚麻麻油等也也可以视视为是非非极性分分子。甘油三酸酸酯，甘油松香香改性酚酚醛树脂脂分子的亲亲水基团团和疏水水基团2.5物物质质的溶解解性规律律：相似似相溶即即凡是离离子型化化合物和和强极性性化合物物则易溶溶于水而而不溶于于有机溶溶剂。凡是弱极极性或非非极性化化合物，，则易溶溶于弱极极性或非非极性的的有机溶溶剂，而而不溶于于水。所所以油墨墨和水互互不相溶溶。如图图：2.6、、油墨和和水不相相混溶的的原理油墨中的的液体部部分是连连接料，，其特点点是非极极性的碳碳氢链在在分子中中处于支支配地位位，因此此可以把把油墨近近似地看看成是非非极性分分子。润湿液的的绝大部部分是水水，其他他添加剂剂也大都都是极性性分子，，因此润润湿液可可以看成成是极性性分子，，根据相相似相溶溶原理，，油墨和和润湿液液是不相相溶的。。三、印版版表面的的润湿●印版表表面的润润湿的概概述印版表面面的润湿湿：是指各各类印版版的图文文部分上上的气体体被油墨墨取代的的过程。。对于胶胶印，是是指印版版表面的的空白部部分的气气体被润润湿液取取代的过过程。油墨对印印版表面面图文部部分的润润湿看成成是油对对印版图图文部分分的润湿湿。润湿液对对印版表表面空白白部分的的润湿看看成是水水对印版版空白部部分的润润湿。三、印版版表面的的润湿●凸版的的表面结结构和润润湿性1、凸版版的种类类铅字版、、铅复制制版、铜铜锌版、、橡胶版版、感光光树脂版版、高弹弹性的柔柔性版等等2、凸版版的表面面结构图文部分分凸起、、空白部部分下凹凹，且和和图文部部分有一一定的高高度差。。3、凸版版的润湿湿性金属印版版：高能能表面，，能被油油墨润湿湿高分子材材料印版版：虽是是低能表表面，但但分子结结构相似似能能产产生较强强的亲合合力要求求：S≥≥0即A≥≥γγLG。三、、印印版版表表面面的的润润湿湿●凹凹版版的的表表面面结结构构和和润润湿湿性性1、、凹凹版版的的种种类类2、、凹凹版版的的表表面面结结构构3、、凹凹版版的的润润湿湿性性金属属印印版版：：高高能能表表面面，，能能被被油油墨墨润润湿湿要求求：A≥≥0另一一个个方方面面：：θ≤≤180°°－－φφ化学学腐腐蚀蚀凹凹版版和和电电子子雕雕刻刻凹凹版版：：但都都是是铜铜滚滚筒筒，，其其表表面面镀镀铬铬。。图文文部部分分下下凹凹，，空空白白部部分分凸凸起起，，并同同处处于于同同一一平平面面或或圆圆周周上上。。φθ3、、凹凹版版的的润润湿湿性性金属属印印版版：：高高能能表表面面，，能能被被油油墨墨润润湿湿要求求：A≥≥0另一一个个方方面面：：θ≤≤180°°－－φφ三、、印印版版表表面面的的润润湿湿●凹凹版版的的表表面面结结构构和和润润湿湿性性三、、印印版版表表面面的的润润湿湿●孔版版的的表表面面结结构构和和润润湿湿性性1、、孔孔版版的的种种类类2、、孔孔版版的的表表面面结结构构3、、孔孔版版的的润润湿湿性性金属属印印版版：：高高能能表表面面，，能能被被油油墨墨润润湿湿不锈锈钢钢丝丝网网、、尼尼龙龙丝丝网网、、涤涤沦沦丝丝网网图文文部部分分由由许许多多大大小小相相同同的的网网孔孔组组成成，，空空白白部部分分由由固固化化的的感感光光胶胶组组成成。。高分子材料料印版：虽虽是低能表表面，但分子结构构相似能能能产生较强强的亲合力力三、印版表表面的润湿湿●平版的表表面结构和和润湿性1、胶印印印版的种类类●胶印中常常用的印版版种类有：：常规PS版阳图型PS版阴图型PS版重氮类化合物＋版基叠氮类化合物＋版基CTP版光聚CTP版热敏CTP版感光物质＋版基热敏层＋版基银盐扩散版（银盐乳剂层＋受核层）＋版基无水胶印版阳图型PS版（感光层＋硅橡胶层）＋版基带来的问题题很多套准或调色色方面有优优势网点扩大方方面有优势势阳图PS版版晒版过程程图返回2、胶印印印版的结构构●无论何种种胶印印版版，其结构构基本相同同版基（主要是Al）总厚度：0.3mm感光层＋亲墨亲水●版基的砂砂目建立砂目的的：a.提高PS版的比比表面积b.提高PS版的亲亲水能力版基砂目（（放大2000倍））感光层三、印版表表面的润湿湿●平版的表表面结构和和润湿性3、印版的的润湿●胶印版润湿湿的基础a.油墨墨能润湿印印版的图文文部分b.水能铺铺展印版的的空白部分分印版图文部部分印版非图文文部分三、印版表表面的润湿湿●平版的表面面结构和润润湿性●印版图文部部分c.印版图图文为低能能表面a.由感光光物质组成成b.为弱极极性的非极极性分子版基Al感光物质的极性分子感光物质的非极性分子三、印版表表面的润湿湿●平版的表表面结构和和润湿性重氮感光树树脂，化学学结构和油油墨相似，，比表面能能较低（和和油墨相似似）。①油墨能够润润湿，因为会使使体系自由由能略有降降低；②水不能润湿湿，因为如果果润湿会使使体系自由由能上升。。图文部分对对油墨和水水的润湿是是有选择性性的，只润润湿油墨。。●印版非图文文部分a.由版基基铝组成，，亲水面为为氧化铝b.属高能能表面：7.0××10-1J/m2PS版结构构图印版图文部部分印版非图文文部分氧化铝砂目目，比表面面能高，（（约为水的的10倍）），化学结结构和水具具有相似性性，①能被水润湿湿。②能被油墨墨润湿。非图文部分分对油墨和和水的润湿湿没有选择择性。●印刷中的油油墨b.表面张张力低：3.0-3.6×10-2N/ma.为弱极极性的非极极性分子●印刷中的水水b.表面张张力较高：：7.2×10-2N/ma.极性分分子印版图文部部分印版水印版上油墨墨印版水印版上油墨墨空白部分油油墨●结论b.印版的的空白部分分无选择吸吸附性a.印版的的图文部分分有选择吸吸附性c.印刷过过程中一定定要先上水水，后上墨墨三、印版表表面的润湿湿●平版的表表面结构和和润湿性供水图文部分不不润湿水非图文部分分润湿水结构不相似似、比表面面能升高结构相似、、比表面能能降低供墨图文部分润润湿油墨非图文部分分（水膜）不润湿油油墨、油水水不相溶结构相似、、比表面能能降低结构不相似似、虽然水水膜的表面面张力（0.040至0.07N/m）比油大大，但油墨墨内聚功大大于油水粘粘附功完成选择性性吸附为什么胶印印必须先供供水后供墨墨？4、胶印版版润湿性的的提高与保保护●粗化印版非非图文部分分的表面胶印版润湿湿性的提高高与保护主主要是指印版非图图文的亲水水的提高与保保护！在版基上建建立砂目印版的亲水水性能提高三、印版表表面的润湿湿●平版的表表面结构和和润湿性注意：只有有润湿的表表面粗化度度越大，润湿性能越越好(1)影响印版亲亲水性的因因素b.亲水部部分吸附杂杂质a.亲水部部分的电化化腐蚀c.亲水部部分的磨损损擦胶保护：：晒版，印印刷停机控制印刷压压力、辊压压、供水量量等4、胶胶印版版润湿湿性的的提高高与保保护三、印印版表表面的的润湿湿●平版的的表面面结构构和润润湿性性(2)表面面粗化化假设粗粗化表表面的的真实实面积积与平平滑面面积之之比为为R′′，R′叫叫做粗粗糙系系数。。润湿方方程应应修改改为R′（（γSG-γSL）=γγLGcosθ′′cosθ′′=R′（（γSG-γSL）/γγLG=R′′cosθθR′=cosθθ′/cosθθ因为R′大大于1，所所以|cosθ′′|>|cosθθ|当θ＜＜90°时时，θθ′<θ，，固体体表面面愈粗粗糙，，润湿湿性愈愈好；；当θ＞＞90°时时，固固体表表面愈愈粗糙糙，表表面润润湿性性愈差差。思考题题：PS版版表面面为什什么需需要进进行粗粗化处处理？？空白白部分分砂目目磨损损后可可能会会怎样样？A:固固体表表面的的吸附附作用用①定义义：在在一定定条件件下，，一种种物质质分子子、原原子或或离子子能自自动地地附着着在某某种固固体表表面上上的现现象。。②分类类(3)金属属表面面润湿湿性保保护物理吸吸附化学吸吸附分子间间作用用力、、没有有选择择性但但不同同吸附附质吸吸附量量可能能相差差极大大。化学键键力、、有选选择性性。B、新新金属属表面面与旧旧金属属表面面C、PS版版的金金属表表面润润湿性性为什什么需需要保保护？？PS版版的空空白部部分如如果吸吸附了了油污污、气气体、、灰尘尘等非非极性性分子子，从从结构构的相相似性性和比比表面面能的的角度度来说说，亲亲水性性下降降而亲亲油性性上升升，印印刷时时就不不能很很好地地为水水所优优先润润湿，，而会会粘附附油墨墨而起起脏，，所以以必须须擦胶胶保护护。(4)阿阿拉伯胶胶的物质质结构和和特点阿拉伯树树胶是是是一种高高分子化化合物，，是阿拉拉伯酸和和阿拉伯伯酸的钾钾、钙等等盐类的的混合物物。阿拉拉伯酸的的分子结结构是从结构上上看含有有多个羟羟基，亲亲水好，，遇水很很易溶解解，(5)阿阿拉伯胶胶的作用用将阿拉伯伯胶液擦擦涂在平平版表面面，亲水水的非图图文部分分吸附胶胶液并铺铺展成薄薄膜，待待水分蒸蒸发后，，胶体就就固着在在非图文文部分的的表面，，变金属氧氧化物或或无机盐盐层的高高能表面面为高分分子化合合物的低低能表面面，这样样便阻止止了气体体分子、、有机油油污在平平版非图图文部分分表面吸吸附，起起到了保保护其润润湿性的的作用。印刷开始始，用水水溶解并并除掉附附着在版版面上的的胶层，，就又恢恢复了非非图文部部分表面面的润湿湿性。印版在使使用和保保存过程程中要一一直处于于受保护护状态（（覆盖水膜膜保护或者者擦胶保护）：晒完版擦擦胶———装版上上机———洗版———印刷刷——中中途停机机（保持持机器低低速运转转着水或或停机擦擦胶）———印刷刷完成擦擦胶。注意事项项：擦胶胶要均匀匀，擦2—3次次以确保保无遗漏漏，擦完完胶不能能再碰到到水滴，，要及时时让它风风干，此此外，润润湿液通通常也会会有一点点胶，可可以在短短暂停机机时起保保护作用用。四、橡皮皮布、墨墨辊的润润湿●橡皮布的的润湿性性1、橡皮皮布的组组成橡皮布主主要是由由天然橡橡胶、合合成橡胶胶组成属非极性性分子，，主要用用来伟递递油墨，，化学结结构相似似，所以以能被油油墨润湿湿2、橡皮皮布润湿湿性的变变化印刷过程程中出现现的纸粉粉、纸毛毛橡皮布的的“老化