印刷工艺学1-70

B
A


h A


L A
B


L B
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第二章 润湿与水墨平衡
六、接触角及其测量
1、直接测量：照相放大后用量角器测; 斜板法 2、间接测量： 长度测量法
γLG
2r
注：利用相交玄定理求解
sin 2rh r2 h2
h
近似：tg h
2r
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第二章 润湿与水墨平衡 第四节 胶印水墨平衡
ni CiV Ci V
•单位面积过剩量：
i

n
s i
A
表面过剩量的概念表示：
(mol/cm2)
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第一章 表面物理化学基础
二、Gibbs吸附公式的热力学推导
离子型：
2(1)


C 2RT
d
dc
非离子型：
Γ
2(1)


C RT
d
dc
Γ∞
三、Gibbs定理的应用 1、计算出各浓度下的吸附量：
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第一章 表面物理化学基础
第四节 表面张力和表面过剩自由能
一、表面张力
l
1、几个定义：
界面、表面、表面张力
2、表面张力：
f 2
f
γ：表面张力系数
二、表面过剩自由能
' a
此式表示单位液体表面的过剩能量，或称表面过剩自由能。 尔格/ cm2
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第一章 表面物理化学基础 第五节 Gibbs吸附原理
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第一章 表面物理化学基础
习题一
(P23)
2、4、8、7、9、11、14
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第二章 润湿与水墨平衡
第二章目录
内容提要与基本要求 第一节 印版的表面状态 第二节 润版原理 第三节 润湿方程与铺展系数 第四节 胶印水墨平衡 第五节 润湿液 习题
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印刷工艺学
主 讲：刘 昕
2012年秋季学期
Liuxin@xaut.edu.cn
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一、课程性质及作用
《印刷工艺学》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、网点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。
3）熟练掌握图文变形原理，印刷工艺循环图的 制 作和使用。
4）会把一般问题抽象为数学模型。
考核：在按时完成课程作业、并合格通过课程实验的 基础上，遵守课堂纪律，按时到课（不迟到，不早 退），方取得参加课程结束考试资格。平时成绩、 作业占总成绩的10% 、实验占总成绩的10%。
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第一章目录
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。
基本要求
1、正确理解润湿和水墨平衡的概念。 2、了解润湿方程在胶印印刷中的应用。 3、掌握润湿液各种成分的作用，掌握PS润湿液的特点。 4、了解润湿液的pH值对印品质量的影响。
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第二章 润湿与水墨平衡
第一节 印版的表面状态
一、锌版的表面状态： 二、铝版的表面状态： 三、印版的亲油基础： 四、选择性吸附的原理与条件
一、目的
1、形成水膜，防止脏版。 2、增补印刷过程中被破坏的亲水层，保持水层不变。 3、降温。
二、两种水墨平衡
1、静态：
γ
γW γ0
γW
水
油水
γ γ
γ0
γW
油水
γ0
油
γo<γw
γo>γw
γo=γw
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第二章 润湿与水墨平衡
2、动态：
四种辊隙合压状态： 水辊与印版空白部分 水辊与印版图问部分 墨辊通过印版空白部分 墨辊通过印版图文部分
物质液体表面的表面张力与浓度之间的关系可归纳为 三类：
A：浓度改变，张力几乎不变。
B：随浓度增大而张力减小。
C：当浓度升高时张力迅速减小，但当浓度增大到某一值时，张 力不再发生变化。
γ
A
B
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C
C%
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第一章 表面物理化学基础
•几个基本概念： 1）表面活性：
2）表面活性物质： 3）表面活性剂：
又称：亲憎平衡值，由Griffin提出的，用以选择表面活性剂 物质。
二、HLB值的确定
规定： 油酸 HLB值=1 亲油 油酸钠 HLB值=18 亲水
亲油 表 1-1、1-2
HLB值
亲水
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第一章 表面物理化学基础
三、HLB值的计算 1.格里芬定律
HLB=20(1-M0/M)
2.结构集团数 HLB=7+(亲水集团数)-(亲油集团数)
Gibbs 吸附方程式：
Γ C dγ RT dc
一、表面过剩量的概念
界面相示意图： A
S B
溶液的摩尔浓度（M） 表面张力随浓度的变化率 绝对温度 气体通用常数 表面层吸附的表面活性剂的量（mol/cm2)
α
σ
A’
S’
β
B’
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第一章 表面物理化学基础
•体系中，组分i 的摩尔数：
(1) 2


C 2.303RT
( lg C)T
A 1016
N
(1)
02
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第一章 表面物理化学基础
第六节 表面活性剂在液固界面上的吸附
吸附 一、吸附机理
浓度不大时，固液界面以单分子层吸附，并可能以下列方式进行：
1）离子对吸附：
2）氢键吸附：
Θ
3）London引力（色散力）吸附： 60
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第二章 润湿与水墨平衡
二、PS版润湿液 （加入适量的柠檬酸和某些表面活性剂） 1、酒精润湿液体：降温、水膜、亲水性（浓度8-25%） 2、非离子表面活性剂润湿润液：（浓度：0.1-0.3%） 3、亲水胶体的应用：阿拉伯树胶、羧甲基纤维素等（可逆性） 4、pH的影响：PS版：5-6； 平凹版：4-6 纸基版：6左右 多层金属版：6左右 数字化直接制版用PS版：6左右
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第二章 润湿与水墨平衡
内容提要：
本章首先介绍了构成印版亲水性、亲油性的基本理论，然后分析常 用四种胶印印版的表面结构，润湿原理和润湿方程及接触角的测量；再 讲述胶印水墨平衡中的静态和动态水墨平衡；以及润湿液润湿印版非图 文区域的基本原理；对印版润湿液具体成分的作用进行了分析。最后， 提出如何正确使用润湿液，提高胶印印品质量。
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Γ-C曲线
C
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第一章 表面物理化学基础
2、分析溶液表面膜的状态： 1）当浓度低时： 2）随浓度增大： 3）浓度增大到一定值时：
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第一章 表面物理化学基础
3、表面活性剂在润版液中的浓度
1）γ-lgC
γ
γ
C(%)
2)胶团临界浓度 Cmc
Ccm
lgC
3)利用r-C、r-lgC曲线，通过Gibbs公式求算表面活性剂分子在溶液表 面的吸附量。
θ90 ° 不可润 θ90° 可润 θ0 ° 完全润湿
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第二章 润湿与水墨平衡
三、润湿过程--铺展系数
1、沾湿：固体与液体接触
S
rSG
S
L
rLG
L
Wa=γSG+γLG-γSL
WC LG LG 0 2 LG
可见:Wa0在恒温恒压下过程是自 发的
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4）离子交换吸附：
50
θA
二、吸附状态及界面现象
40
1）在固液界面上的单层吸附状态： 30
2）固液界面上的双层吸附状态： 20
θB
3）接触角滞后现象：
10
0 10 20 30 40 表面处理次数
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第一章 表面物理化学基础
第七节 乳状液及其性质
一、乳状液的稳定性
二、胶印水墨乳化的类型
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第一章 表面物理化学基础 第二节 表面活性剂的分子结构及分类
一、分子结构：
O OS O
O
Na+
二、分类：
1、阳离子表面活性剂 2、阴离子表面活性剂 3、两性表面活性剂 4、非离子表面活性剂
C12H25SO4Na
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第一章 表面物理化学基础 第三节 HLB值
一、HLB值的定义(Hydrophile Lipophile Balance)：
三、控制
静态水墨平衡是对动态水墨平衡的理论解释。 动态水墨平衡是通过多次乳化使油墨达到一定含水量而实现的。 调节水墨供给量，使水墨的乳化保持在工艺允许的范围内（15-26%体积 比）。
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第二章 润湿与水墨平衡
一、分类
第五节 润湿液
普通润湿液 酒精润湿液 非离子表面活性剂润湿液
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第七章 油墨传递转移 第八章 柔印、凹印、丝印的油墨转移 第九章 数码印刷 第十章 油墨转移中的现象 第十一章 印刷颜色复制 第十二章 印刷中的网点转移
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本课程的要求与考核
要求：1）了解润湿的基本原理和胶印原理的基本概念。
2）熟练掌握水墨平衡、油墨转移方程，会用该 方 程解决和分析问题。
Wa LG (1 cos) 0 Wi LG cos 0 S LG (cos 1) 0
<180 <90 0(或不存在)
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第二章 润湿与水墨平衡
五、两种不相混容液体的界面张力
对于非极性的饱 和碳氢化合物：
AB

A

B

2
L A
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第二章 润湿与水墨平衡
第二节 润版原理
一、水是极性分子： 二、油基本上是非极性分子： 三、油和水几乎不相容： 四、选择性吸附：
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第二章 润湿与水墨平衡
第三节 润湿方程和铺展系数
一、润湿 二、接触角----Young 氏方程的应用
rLG
L
rSL
Q
rSQ
γSG=γSL+γLGCosθ 当
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、制版工艺原理A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。
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目录
第一章 表面物理化学基础 第二章 润湿与水墨平衡 第三章 印版与图文 第四章 印刷压力的合理选择 第五章 包衬与图文变形 第六章 调墨
三、润湿液的浓度
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第二章 润湿与水墨平衡
习题(P55) 1、2、4、5 、8、34、36、38
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第三章目录
内容提要和基本要求
第一节
印版变形
第二节
耐印力
第三节
印版检查
习题
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第二章 润湿与水墨平衡
4、结论：
润湿条件：
沾湿： Wa SG SL LG 0 浸湿： Wi SG SL 0 铺展： S SG SL LG 0
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第二章 润湿与水墨平衡
四、润湿方程
沾湿： 浸湿： 铺展：
内容提要与基本要求 第一节 表面活性与表面活性剂 第二节 表面活性剂的分子结构及分类 第三节 HLB值 第四节 表面张力与表面过剩自由能 第五节 Gibbs吸附定理 第六节 表面活性剂在液固界面上的吸附 第七节 乳状液及其性质 习题
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第一章 表面物理化学基础
内容提要：
本章首先介绍表面活性剂的活性作用以及其降低液体表面张 力的原因，表面活性剂的分子结构及其分类。主要介绍对表面活 性剂的HLB值及其求解算法；介绍了液体吸附的重要定理---Gibbs 吸附定理。表面活性剂在液固界面上的吸附、乳状液的形成和胶 印水墨乳化的类型。
基本要求：1）了解表面活性，表面活性剂及其分子结构。
2）了解HLB值及其用途，掌握HLB值的求算方法。 3）了解表面过剩自由能，掌握Gibbs吸附定理及应用。 4）了解掌握表面活性剂在液固界面上的吸附及界面现
象。
5）了解乳状液的性质和胶印水墨乳化类型。
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第一章 表面物理化学基础
第一节 表面活性与表面活性物质
rSL
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第二章 润湿与水墨平衡
2、浸湿：
G
G
G
S
+
L
S
Wi SG SL
可见: Wi0是恒温恒压下发生浸湿的条件
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第二章 润湿与水墨平衡
3、铺展：
G
L
a
s
d
S SG ( LS LG )
推广：
S SG (SL LG ) SG SL LG 2LG Wa Wc