印刷原理与工艺21润湿的基本条件
印刷原理及工艺 第二章 印刷基本原理[精]
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一、润湿与润湿方程
润判湿断：表：面油上墨的一在种印流版体被上另一
种 表润流面湿体：取有是代气油的相墨过组程成取的代界空面 气。 界面A：正气、确固、B液不三正相确中的两相
相交处
？
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浸湿发生条件：
γ γ Wi = SG – SL＞0 浸湿功
γ γ A= SG – SL＞0
粘附张力
γ γ ΔG = SL – SG＜0 自由能变化
当γSG 大时，将水吸引过来，破坏
水的收缩。
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（3）铺展
自由能变化ΔG γ = SL γ + LG γ – SG
？
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3.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。
θ越小，润
湿性能越好 γSG
γLG
θ
G
L γSL
S
三个界面张力关系： γSG =γSL +γLG cosθ
或γSG -γSL =γLG cosθ----润湿方程，杨氏方程-
---Thoms Young托马斯.杨
• 油墨：γ= 3.5×10 –2 N/m； 润湿液： γ= 4.5×10 –2 N/m
• 水：7.2×10 –2 N/m
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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。
第一章 印刷过程中的润湿
液体表面液固界面为保持液膜表面平衡不收缩，必须有一力F，实验证比例系数γ定义为表面张力系数，表示垂直通过液体表面任一单位长度、与液面相切地收缩表面的在恒温恒压条件下，增加单位表面积表面所引起的体系自由能的增量，也就是单位面积表面§3.1、沾湿•定义：指液体与固体接触，将“气－液”界面与“气－固”界面转变为“液－固”界面的过程。
•体系自由能降低值－ΔG=γLG ＋γSG －γSL ＝Wa 粘附功（粘湿过程体系对外界所做的最大功）•沾湿条件：Wa ≥０，这样的过程能自发进行，Wa 越大，界面结合越牢固。
•内聚功Wc=γLG +γLG -0=2γLG是液体分子间相互作用力大小的表征。
指固体浸没在液体中，“气－固”界面转变为“液•定义：指液体在固体表面上扩展时，“液－固”界面取代“气－固”界面的同时，液体表面也扩展的过程•体系自由能降低值－ΔG=γSG -γSL -γLG ＝S 铺展系数（表征液体在固体表面上铺展的能力）•铺展条件：S ≥０。
§3.3 铺展小结粘附功Wa ＝γSG －γSL ＋γLG浸湿功又称粘附张力Wi ＝γSG －γSL 铺展系数S ＝γSG -γSL -γLGγSG 越大，γSL 越小，越有利于润湿，γLG 大，对粘湿有利，对铺展不利，对浸湿无关2、长度法：•在一光滑的水平固体平面上放一小液滴，用读数显微镜测出液滴的高度h与底宽2r，按下式计算接触角：sinθ=2h r/（h2+r2) 或tg（θ/2）=h/r或者不断地增加液量，当液滴的高度增大到某一最大值时，即使再给液滴增加液量，液滴的高度也不会继续增加，而只增加其底面的直径。
测量出此时的液滴高度hm，查出液体的表面张力γ和液体的密度ρ，可按下式计算接触角：cosθ=1-ρgh2m /2γLG§5、固体表面的毛细吸附阳图PS版晒版过程图CTP制版机返回800 rpsP33专门制版吗？§1.2、乳化发生的过程印版的图文部分和空白部分和着水辊、着墨辊之间有4种辊隙状态：☐1、着水辊与印版空白部分的间隙☐2、着水辊与印版图文部分的间隙☐3、着墨辊与润湿过的印版空白部分的间隙☐4、着墨辊与印版图文部分的间隙§1.3、油墨的混水性对胶印的影响☐曲线A表示最易混入水的油墨，难以传墨。
印刷原理与工艺墨辊水辊润湿
不包水绒布：传递润湿液量相对较少
2、影响水辊润湿性的因素
（1）表面吸附润湿液的杂质 （2）空气的杂质 （3）部分油墨逆向传递到各个水辊表面
需及时清除水辊的污染物，硬质水辊需擦干净，软质水辊 必要时更换。
发生热老化比较严重。老化后光滑、变硬，影响亲油传墨性。
（2）硬质墨辊 A、铁质墨辊。本身亲油性较差，容易吸附油墨乳化所带的的
水珠而造成脱墨现象。 B、铜质墨辊。容易氧化或与软质墨辊中的硫反应，使亲油性
下降而脱墨。 C、高分子聚合物墨辊。性能良好，但机械强度差。
二、水辊的润湿
1、水辊的润湿性 （1）硬质水辊：表面镀铬的金属辊（表面进行了粗化处 理），高能表面，良好的亲水性，氧化膜钝化，增强了抗 腐蚀性。
第11讲 墨辊、水辊的润湿
一、墨辊的润湿
1、胶印对墨辊润湿性的要求 墨辊对油墨的粘附功：Wa=γSG+γLG-γSL 油墨本身的内聚功：Wc=2γLG
油墨在墨辊表面附着条件为：Wa ＞Wc γSG＞γLG+γSL（油墨附着）
2、墨辊润湿性的变化
（1）软质墨辊。 橡ห้องสมุดไป่ตู้材料制成，会老化。由于受到更高频的交变应力，
湿印技术工艺
湿印技术工艺湿印技术工艺是一种常用的印刷工艺，它广泛应用于各种纸张、包装材料、标签等的印刷生产中。
湿印技术工艺的特点是色彩鲜艳、图像清晰、印刷速度快、适用范围广等。
一、湿印技术工艺的基本原理湿印技术工艺是一种间接平面印刷工艺，其基本原理是利用油墨与水之间的互斥性来实现图像传递。
在湿印过程中，首先将图像部分涂上水性油墨，然后通过滚筒将图像转移到橡皮布上，再由橡皮布将图像转移到纸张上。
二、湿印技术工艺的主要步骤1.版面制作：湿印技术需要先制作出版面，在版面上涂上水性油墨。
2.加水：在开始正式打印前，需要先给滚筒加水，使得滚筒表面保持一定的潮湿度。
3.调色：根据需要打印的颜色和要求进行调色。
4.平衡水墨：将调好颜色的水墨均匀地涂在滚筒上，使得水墨与水的比例达到一个平衡状态。
5.印刷：将橡皮布放在滚筒上，再将纸张放在橡皮布下面，通过滚筒的转动使得图像从版面上转移到橡皮布上，再由橡皮布将图像转移到纸张上。
6.烘干：印刷完成后需要进行烘干处理，使得印刷出来的图像能够更加牢固地附着在纸张上。
三、湿印技术工艺的优缺点1.优点：湿印技术工艺具有色彩鲜艳、图像清晰、印刷速度快、适用范围广等优点。
此外，湿印技术还可以打印出较细的线条和文字，并且可以使用多种类型的油墨和纸张。
2.缺点：湿印技术工艺也存在一些不足之处。
首先是制版成本较高，其次是需要进行烘干处理，这会增加生产成本。
此外，在湿度和温度不稳定的环境下，容易出现水墨平衡失调等问题。
四、湿印技术工艺的应用领域湿印技术工艺广泛应用于各种纸张、包装材料、标签等的印刷生产中。
例如，食品包装、药品包装、饮料包装等行业都需要使用湿印技术进行印刷生产。
此外，湿印技术还可以应用于海报、广告牌等大型宣传物料的制作。
五、湿印技术工艺的未来发展趋势随着科技的不断进步，湿印技术工艺也在不断地改进和完善。
未来，湿印技术将更加注重环保和节能，并且会继续探索新的油墨和纸张类型，以适应不同行业和客户需求。
印刷原理与工艺2.4橡皮布的润湿性及变化
• 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
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1.橡皮布的润湿性
• 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。
20202271第一章印刷中的润湿原理橡皮布的润湿性1橡皮布的组成橡皮布主要是由天然橡胶合成橡胶组成湿属非极性分子主要用来伟递油墨化学结构相似所以能被油墨润湿2橡皮布润湿性的变化印刷过程中出现的纸粉纸毛橡皮布的老化橡皮布的晶化第四节橡皮布的润湿性及变化20202272一橡皮布的润湿性?橡皮布结构?总厚度
第一第章 四印节刷中的橡润皮湿原布理 的润湿性及变化
●橡皮布的润湿性
1、橡皮布的组成
橡皮布主要是由天然橡胶、合成橡胶组成
属非极性分子，主要用来伟递油墨，化学结构相似，所以能被油墨润湿
2、橡皮布润湿性的变化
印刷过程中出现的纸粉、纸毛 橡皮布的“老化” 橡皮布的晶化
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一、橡皮布的润湿性Leabharlann • 解决方法：清洗橡皮布。
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2.橡皮布表面润湿性的变化
• （2）长期变化—光老化 热老化 • 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。
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印刷2原.理橡及工艺皮布表面润湿性的变化
印刷原理及工艺胶印印刷原理详解
胶印印刷可以实现复杂的色彩效果，使印刷品更加生动、吸引人眼球。
胶印印刷原理的简要解释
胶印印刷原理基于油墨与水的互不溶性，通过油墨与印版上的图案相互吸附，再传递到纸张上。
胶印印刷的工艺流程
1
图像制作
将设计图案转化为印刷版，通常使用计算机辅助设计软件进行处理。
2
印版制作
将设计图案转移到金属或聚合物板上，并进行腐蚀或光敏化处理，形成印版。
胶印印刷是制作杂志的常用方法， 有效地表现出复杂的排版和图像 效果。
总结及展望
胶印印刷是一种重要的印刷技术，广泛应用于各个领域。随着科技的进步，胶印印刷的效率和质量将不断提高。
2 油墨干燥慢
油墨干燥速度受温度和湿度影响，可以通过调整烘干设备和环境条件来解决。
3 画面偏移
可能是印刷机张力不均匀或纸张含水量不合适，可以调整印刷机和纸张湿度来解决。
胶印印刷的应用领域
书籍
胶印印刷广泛应用于书籍的印刷 制作，提供高质量的印刷品。
海报
杂志
胶印印刷能够实现海报的高质量 印刷，展现出生动的色彩和图像。
3
上墨
将涂有油墨的滚筒与印版接触，墨水在印版的图案部分附着。
4
转印
纸张通过与印版接触的滚筒，使油墨从印版传递到纸张上。
印刷版的制作方法
印刷版的制作通常包括光敏版、水胶版和热敏胶版等不同的方法，根据需要选择合适的方法。
胶印印刷中的常见问题和解决方法
1 印刷品质量不稳定
原因可能是印刷机调整不当或印版磨损，解决方法是进行适当的调整和更换。
印刷原理及工艺胶印印刷 原理详解
胶印印刷是一种常见的印刷方法，它通过油墨与印版上的图案相互作用，再 传递到纸张上，从而实现印刷效果。
塑料薄膜印前润湿张力的检验
塑料薄膜印前润湿张力的检验对于薄膜彩印来说，关系印刷质量最大的是薄膜的表面处理效果，即表面润湿张力。
笔者结合多年生产测试实践，就了解的润湿张力产生原因和处理探讨如下。
一、润湿的原理印刷中的所谓润湿性，这就是诸如油墨、粘合剂、涂料等对塑料薄膜、纸张或金属箔附着的基础。
润湿性决定一种液体在一种固体表面上的展延性。
如水滴在亲水性表面就展延成一薄水层，而在亲油性表面却形成小水滴。
水滴外表层的切线与固体表面间所形成的接触角（图一，夹角θ），即表示该表面润湿性能的强弱，接触角越大，润湿性能越差。
物理界关于润湿的严格热力学定义是：固体与液体接触后，体系（固体十液体）的自由焓降低时，称为润湿。
图一，固体－液体相面润湿张力示意图如上图，考查其物理模型，从热力学观点看，当液滴落在一个清洁平滑的固体表面上，忽略液体的重力和粘度影响时，则液滴在固体表面上的铺展是由固-气（SV）、固-液（SL）和液-气（LV）三个界面张力所决定的，其平衡关系如下确定。
γSV=γSL+γLV cosθF=γLV cosθ=γSV-γSL+γLV式中：θ是润湿角，F是润湿张力，γ是界面能。
显然，当θ＞90°则因润湿张力小而不润湿；θ＜90°则润湿；而在θ=0°时，润湿张力F最大，可以完全润湿，即液体在固体表面上自由铺展。
（产生界面能γ的主要原因是范德华力、化学键力等在界面处不平衡导致的。
这些作用力在固体的内部因为对称，相互抵消，在界面处因为无法对称，从而显示了界面作用力，即界面能）。
可以看出，达到我们印刷所说的润湿先决条件是γSV＞γSL，或者γSL十分微小。
二、常用材料的处理和润湿效果润湿性视化学组成、晶体形式及表面结构而异。
对塑料进行印刷时，塑料表面的润湿性必须比油墨的润湿性高，否则其展延、转移及附着均会发生困难。
几种聚合物的原始表面张力大致如下：表一部分塑料表面张力（mN/m，20℃）通常用作油墨溶剂的表面能为：乙醇22 mN/m、醋酸乙酯24 mN/m，而水为72 mN/m，就难以湿润塑料，所以水基油墨用来印刷塑料就比较困难。
分析胶印的润湿方式
第一章 印刷过程中的润湿
• 因为R′大于1，所以| cosθ′|>| cosθ|
• 当θ＜90°时，θ′<θ，固体表面愈粗糙，润湿性愈好； • 当θ＞90°时，固体表面愈粗糙，表面润湿性愈差。 • 思考题：PS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？
§1.2.4、油墨和润湿液不相混溶的原理
• 油墨中的液体部分是连接料，其特点是非极性的碳氢链在
分子中处于支配地位，因此可以把油墨近似地看成是非极 性分子。
• 润湿液的绝大部分是水，其他添加剂也大都是极性分子，
因此润湿液可以看成是极性分子。 • 根据相似相溶原理，油墨和润湿液是不相溶的。
§2ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ润湿作用
§2.1.6、影响液体表面张力的因素 • 1、液体种类。液体分子间作用力大，表面张力大。 水分子约7.2*10－2N/m，油墨约3.0—3.6*10－2N/m。 • 2、温度。当温度升高时，液体分子间引力减弱，而 共存蒸气的密度加大，受到气相分子的引力增大，表 面张力减少。 • 3、一种溶剂中加入某些溶质，表面张力会发生变化， 如纯水中加入少量表面活性剂，溶液的表面张力会急
§2.1.2、表面张力的定义 • 为保持液膜表面平衡不收 缩，必须有一力F，实验证 明：F=γ ·2ι 比例系数 γ 定义为表面张力系数， 常简称为表面张力。 • 表面张力：表示垂直通过 液体表面任一单位长度、 与液面相切地收缩表面的 力，单位是N/m（牛顿/ 米）。
§2.1.3、比表面能
G f d 2 l d A G / A
印刷原理与工艺
印刷原理与工艺1.凸版表面结构和润湿性表面结构:图文部分凸起且在同一平面或同一圆柱面上;非图文部分凹下，和图文部分有一定的高度差。
润湿性:凸版使用的板材有铜、铅、铁、锌等金属，还有高分子聚合物，如合成橡胶等，这些金属表面为高能表面，油墨表面张力较低，接触时，体系自由能下降，印刷时，只要油墨和版面之间粘附张力大于油墨的表面张力，图文部分就很容易被湿润。
2.胶版表面结构和润湿性表面结构:印版上的图文部分和非图文部分几乎处在同一平面上。
润湿性:非图文部分是高能表面，既亲油又亲水，无选择性;图文部分表面能低，只亲油不亲水，有选择性。
3.橡皮布表面润湿性变化(1)印刷过程中，纸张中的涂料粒子、纤维、油墨中的颜料粒子等附着在橡皮布上，这些事极性的，是亲水的。
会造成:a.橡皮布亲油性降低，遇到小网点油墨不能转移，印迹发虚;b.印版上的水转移到橡皮布上，最终到纸张上，导致纸张变形，套印不准，纸张强度降低，掉毛掉粉更严重。
(2)“双键”氧化老化。
分子中含有“双键”，能被氧化，弹性降低，亲油性降低。
(3)光老化。
长时间光照下，使表面玻璃化，弹性降低，亲油性降低。
(4)热老化。
产生内耗，橡皮布温度升高，促进老化，弹性降低，亲油性降低。
4.印刷压力的作用和测定方法作用:(1)保证粗糙面间充分接触，防止漏移现象;(2)使油墨克服分子之间的作用力，增)增加油墨渗透作用。
强油墨对固体表面的润湿作用;(3测定方法:(1)电测方法，可直接使用。
使用压强仪测量微小面积压强的测定;(2)压杆法，间接法。
测量的是压印宽度;(3)最大压印量测量法，用卡尺测量压缩量。
5.印刷压力对油墨转移率的影响油墨转移率f=y/x×100% 其中y表示转移到承印物的油墨量，x表示印刷前印版上的油墨量。
AB段:压力不足，压力对油墨转移率f影响很小，f几乎不变，此时f很小。
BC段:压力增大，f也随之增大，说明接触越来越充分。
CD段:压力继续增大时f几乎不变，此时f很大。
印刷过程的墨辊的润湿性
印刷过程的墨辊的润湿性印刷过程中，墨辊的润湿性起着关键的作用。
墨辊的润湿性指的是墨辊与油墨之间的相互作用，润湿性的好坏直接影响着油墨在印刷过程中的传递和质量。
下面，我将从墨辊的润湿性的意义、影响因素、常见问题以及提高润湿性的方法等方面进行探讨。
1.润湿性的意义墨辊的润湿性是指油墨能否充分地附着在墨辊上，并且能够均匀地传输到印版上。
润湿性好的墨辊能够有效地吸附和传递油墨，使得油墨在印版上形成均匀、清晰的印痕。
润湿性差的墨辊则容易造成印版上的油墨不连续、不均匀，印刷质量下降，甚至导致停机停产。
2.润湿性的影响因素墨辊的润湿性受到多种因素的综合影响，下面列举几个主要因素：（1）材料特性：墨辊材料的选择、密度、孔隙率等与润湿性密切相关。
常用的墨辊材料有橡胶、聚氨酯、硅胶等，它们的润湿性各有差异。
（2）墨辊表面处理：墨辊表面处理可以改变墨辊的润湿性。
例如，通过刷毛、磨砂等表面处理方式可以增加墨辊表面的粗糙度，提高润湿性。
（3）墨辊温度：墨辊的温度也会对润湿性产生影响。
通常情况下，墨辊温度越高，墨辊的润湿性越好。
（4）油墨性质：油墨的黏度、流动性以及墨粒的大小等都会对润湿性产生影响。
3.常见问题及其原因（1）控制不准确：当润湿性不好时，很容易出现油墨传递不均匀的问题，导致印刷品色彩不连贯。
（2）墨辊污染：如果墨辊的润湿性差，容易造成墨辊表面的油墨积累，导致墨辊污染，影响印刷质量。
（3）墨辊磨损：润湿性差会加速墨辊的磨损，缩短使用寿命，增加替换成本。
（4）停机次数增多：润湿性差会导致油墨传递不畅，打印机需要经常停机清理，影响工作效率。
4.提高润湿性的方法（1）选择合适的墨辊材料：不同的印刷材料适用不同的墨辊材料，选择合适的墨辊材料可以提高润湿性。
（2）增加墨辊表面粗糙度：通过表面处理方式，如刷毛、磨砂等，增加墨辊表面的粗糙度可以提高润湿性。
（3）控制墨辊温度：保持墨辊在合适的温度范围内，可以提高墨辊的润湿性。
印刷过程的湿润浅析
印刷过程的湿润浅析墨辊的润湿性及其变化墨辊在印刷机上主要是传输油墨的。
为了使油墨在墨辊间迅速地展布均匀，印刷机一般采用软质和硬质墨辊交替的方式配置，使相邻的墨辊产生良好的接触。
1.油墨润湿墨辊的条件。
具有良好亲油性的每一根墨辊，都是从前一根墨辊接受油墨，然后把接受的油墨传递给下一根墨辊。
在这个过程中，油墨先润湿墨辊表面，而后附着在墨辊上。
若墨辊表面的比表面能为γSG，油墨的表面张力为γLG，墨辊和油墨之间的表面张力为γSL，则墨辊对油墨的粘附功Wa 为：Wa=γSG+γLG-γSL(1-23)油墨本身的内聚功Wc为Wc=2γLG(1-24)当油墨的内聚功Wc小于墨辊对油墨的粘附力Wa，即Wc＜Wa 时，油墨润湿墨辊表面并附着在墨辊上；当油墨的内聚功大于墨辊对油墨的粘附功，即Wc＞Wa时，油墨不能润湿墨辊表面而从墨辊上脱落下来。
考虑到（1－23）和（1－24）两式，得到油墨在墨辊表面附着和脱落的条件分别为γSG＞γLG+γSL（油墨附着）γSG＜γLG+γSL（油墨脱落）印刷机上使用的软质墨辊，一般是用经过硫化处理的天然橡胶、合成橡胶、明胶以及聚氨酯等高聚物材料制作的。
软质墨辊的辊面虽然是低能表面，但墨辊材料均具有良好的亲油性，所以油墨能很好的润湿辊面并附着在上面。
印刷机上使用的硬质墨辊，一般用铁、铜等金属材料制作。
金属墨辊的辊面为高能表面，γSG＞＞γLG＋γSL，显然油墨能很好地润湿辊面并附着在上面。
2．墨辊润湿性的变化。
软质墨辊大多是由橡胶材料制作的，润湿性以及其它的性能基本上和橡皮布相同。
但是，墨辊的直径比印版滚筒的直径小数倍，因此，墨辊的角速度约比印版滚筒的角速度大数倍，所以在频度很高的滚压摩擦状况下，发热升温的现象十分显着，热老化首先在墨辊表面发生，造成表面硬化、龟裂，甚至小块小块地脱落。
只有磨掉已经形成的热老化层，才能恢复墨辊原来的亲油传墨性能。
为了减缓橡胶的热老化速度，印刷机输墨装置中的串墨辊，应该配备有冷却降温的设施。
润湿
分子间引力
范德华力 —— 取向力、诱导力、色散力 氢键
取向力：极性分子靠近时，同性相斥，异性相吸，按极 性取向产生的引力。 诱导力：非极性分子与极性分子靠近，诱导出极性，产 生的引力。 色散力：非极性分子之间，电子和原子核运动，产生瞬 时偶极，产生的引力。 氢键：氢原子和电负性较大的氧原子化合而成的极性很 强的分子之间，存在氢键。
比表面能与表面张力的数值相同，但物理意义有所 不同，所用单位也不同。 温度升高时，表面分子的过剩自由能减少。
高表面能： γ>1×10 –1 J/m2（N/m）。金属、无机 物为高能表面（磷酸锌为0.9，氧化铝为0.7，铜为1）。 低表面能： γ<1×10 –1 J/m2（N/m）。有机物、高 分子材料为低能表面（感光树脂为(3-4)×10–2 J/m2）。
γLG
G θ L γSL S
θ值越小，润湿性能越好。
2. 润湿方程
三个交界张力关系为：
γSG = γSL + γLG cosθ
γLG
G
γSG
S
γSL
或：γSG − γSL = γLG cosθ 称为润湿方程。
也称为杨氏方程。Thoms Young （托马斯· 杨） 式中：γSG——印版空白部分的表面自由能 γSL——液体与印版的界面张力 γLG——液体的表面张力 θ——液体与印版的平衡接触角
1. 水的化学结构与表面张力
水分子由氢元素和氧元素组成。 分子结构不对称，电荷分布不 均匀，是极性很强的分子。
H+
+
-
OH+
夹角104º41′
极性物质叫做亲水物质。水会附着在不溶于水的极 性物质表面，或者把能溶于水的极性物质溶解。
2印刷过程中的润湿
2.1 润湿的基础知识
三、液体在固体表面润湿的类型 第 二 章 印 刷 过 程 中 的 润 湿
3、 铺展
液体在固体表面上扩展时， 液体在固体表面上扩展时，气－固界面被液－固界面取代的 固界面被液－ 同时，液体也铺展的过程。 同时，液体也铺展的过程。
G气相 L液相 Γ LG Γ SG G气相 L液相 Γ LG Γ SL
印刷的实质： 印刷的实质：
油墨 印刷机械 印版 承印物 油墨 印刷机械上的墨辊、印版 印刷机械上的墨辊、 图文部分、 图文部分、承印物表面的 气体被油墨取代
水
印刷机械上的水辊、 印刷机械上的水辊、印版 空白部分的气体被水取代
5
印刷机械
印版
2.1 润湿的基础知识
二、表面张力与表面过剩自由能
第 二 章 印 刷 过 程 中 的 润 湿
－δ W＝γ × d A
恒定的条件下， 在T、P恒定的条件下，体系对外界作的功等于在此过程中体系自 、 恒定的条件下 体系对外界作的功等于在此过程中体系自 由能的减少， 由能的减少，用d GT.P表示
∂G γ ＝ ∂A
d GT.P ＝γ× d A
T.P
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2.1 润湿的基础知识
三、液体在固体表面的润湿类型 第 二 章 印 刷 过 程 中 的 润 湿
沾湿、浸湿、 沾湿、浸湿、铺展
1、 沾湿
液体与固体接触， 液体与固体接触，将“气－固”界面转变为 “液－固” 界面的过程。 界面的过程。
Γ LG L液相 G气相 Γ SG G气相 L液相 Γ SL
S固相
S固相
SL－γ LG－γ SG
ΔG＝ 或：W i=－ΔG＝γ
或：A=γ
SG－γ SL≥0
印刷润版工艺
印刷润版工艺是胶印（offset printing）中的一个重要环节，它对于保证印刷品质量具有至关重要的作用。
胶印是一种间接印刷技术，利用图文部分和非图文部分在物理性质上的差异（主要是亲水性和疏水性的差异）来实现油墨和水的分离，从而将图像转移到承印物上。
润版液（通常是水或含有特定化学成分的溶液）在这个过程中起到关键作用，它帮助实现图文部分与非图文部分的区分。
### 润版工艺的基本原理1. **物理性质差异**：胶印版面上的图文部分是疏水性的，能够吸附油墨；而非图文部分是亲水性的，不吸附油墨但可以吸附水。
2. **润湿非图文部分**：通过润版系统向版面供应润版液，润版液首先润湿整个版面，包括图文部分和非图文部分。
3. **油墨与水的斥离**：当油墨由滚筒传递到版面时，图文部分由于其疏水性质吸附油墨，而非图文部分由于已被润版液润湿且保持亲水性，因此排斥油墨。
### 润版工艺的关键组成1. **润版液**：润版液的配方对印刷效果影响很大。
它通常由水、润湿剂、pH值调节剂、缓蚀剂等组成。
润湿剂可以减少水的表面张力，使其更容易润湿印版；pH值调节剂用于控制润版液的酸碱度，以适应不同的印刷条件；缓蚀剂则是为了防止金属版材腐蚀。
2. **润版系统**：现代胶印机配备有复杂的润版系统，包括供水装置、润版滚筒（含润版胶辊和润版水辊）、控制装置等，用于精确控制润版液的供给量和分布。
### 润版工艺的调控- **润版液的pH值和电导率**：调整润版液的pH值和电导率，以适应不同的印刷条件和材料，保证良好的印刷质量。
- **润版液的供给量**：过多或过少的润版液都会影响印刷效果。
过多可能导致图文部分受水影响，油墨传递不良；过少则可能导致非图文部分沾染油墨，引起印刷污染。
- **滚筒压力的调整**：润版滚筒与印版之间的压力需要精确调整，以保证润版液均匀分布，不影响版面的图文部分。
通过以上介绍，我们可以看出，印刷润版工艺对于保证胶印印刷品的质量具有重要作用。
印刷原理与工艺2.1润湿的基本条件
（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1-1（P.3)
印刷原理及工艺
Q
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 = 1 N/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
CH3－CH2－CH＝CH－CH2－CH＝CH－CH2－CH＝……－C
亲油基团
亲水基团
非极性基团，碳链越长，非极性越强
极性基团
★★★ 非极性分子之间只存在色散力，分子之间的作用力很小
Q
第一章 印刷中的润湿原理 第一节润湿的基本条件
一、润湿的基础知识之二
●水和油的化学结构与表面张力
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。
L液相 γLG
γLG L液相
Wc=Wa＝γLG+γLG=2γLG
G气相
L液相 γLL
L液相
Wc的大小表征了液体分子间的相互作用为，叫做内聚 功。Wc越大，液体本身结合越牢固
Q
第一章 印刷中的润湿原理 第一节润湿的基本条件
一、润湿的基础知识之三
●液体在固体表面的附着条件
1、沾湿
假如：
G气相
L液相 γLG
Wa=γSG+γLG－γSL=γLG（1＋cosq） Wi＝A=γSG－γSL＝γLGcosθ S＝γSG－γLG－γSL＝ γLG（ cosq －1）
只要知道了液体的表面张力 和两者之间的接触角，就可 以确定它们的附着类型
印刷原理与工艺复习
印刷原理复习内容一名词解释表面张力：含义：垂直通过液体表面任一单位长度、与液面相切地收缩表面的力比表面能：同种条件下，单位表面积上的分子比同数量的内部分子过剩的自由能，称为比表面过剩自由能，简称比表面能。
比表面能的单位：J/㎡→Nm/㎡→N/m 润湿：含义：表面上一种流体被另一种流体所取代的过程，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界面能：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。
用γSL、γLL 、γSG 、γLG 表示接触角：把液体滴在平滑的固体表面，表面上便形成一液滴，当液滴处于平衡状态时，在固、液、气三相的交界处，自“液－固”界面，经液体内部，到达“气－液”界面的夹角叫接触角，用θ表示。
旧金属表面：金属长期地放置在空气中，空气中的气体分子（N2、O2、CO2等）、油污、灰尘等吸附于金属表面，从而改变了金属表面的性质，这样的金属叫做旧金属表面油墨转移率：：印刷过程中，转移到承印物上的墨量占印版上墨量的百分比水墨平衡：平版印刷中，印版空白部分的水膜和图文部分的墨膜之间存在着严格的分界线，油和水互不浸润的现象HLB值：HLB值也叫亲憎平衡值，是用以衡量表面活性剂分子的亲水性基团和亲油基团之间关系的标准。
印刷压力：印刷压力的含义：指油墨转移过程中压印体在压印面上所承受的压力（相互作用力）。
方向？垂直印刷压力的作用：强制的使压印体充分接触，以利油墨转移。
数字印刷：）含义将计算机系统中的数字页面通过数字印刷机直接转换成印刷品油墨的反粘（逆叠印）：在多色套印中由于后印色的粘着性大于前油墨，则先印的油墨便被后印的油墨剥走，产生逆叠印。
油墨的粉化：油墨的颜料粒子过量的存留在印刷品的表面，其实是连接料的过分渗透，一经摩擦便会掉落，这些现象有些像黑板上的字被擦掉的感觉，所以叫粉化。
蹭脏：在印刷过程中，一张印刷品的墨迹未干，又有另一张印刷品叠放其上，前一张印刷品上的油墨便有可能转移到后一张印刷品的背面，这种污染印刷品背面的现象，叫做印刷品的油墨粘（蹭）脏，简称背面粘（蹭）脏。
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H2O
2－ O
104°45′
＋
＋
H
H
水分子强极性分子 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
水的表面张力大：7.2×10-2N/m
Q
第一章 印刷中的润湿原理 第一节润湿的基本条件
一、润湿的基础知识之二
●水和油的化学结构与表面张力
2、油的化学结构与表面张力
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。
★ 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：3.0×10-2 ~ 3.6×10-2N/m
3、油墨表面张力的测定
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
Q
第一章 印刷中的润湿原理 第一节润湿的基本条件
一、润湿的基础知识之三
●液体在固体表面的附着条件
液体在固体表面的附着主要有沾湿、浸湿、铺展三种。
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。
Q
第一章 印刷中的润湿原理 第一节润湿的基本条件
一、润湿的基础知识之二
●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水和油，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。
1、表面张力与比表面能
润
2、水和油的化学结构与表面张力
湿
3、液体在固体表面附着条件
4、接触角与润湿的关系
Q
第二章 印刷中的润湿原理 第一节润湿的基本条件
一、润湿的基础知识之一
●表面张力与比表面能
1、两者的物理性质 2、形成的机理
描述物体表面状态的物理量
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
L液相 γLG
γLG L液相
Wc=Wa＝γLG+γLG=2γLG
G气相
L液相 γLL
L液相
Wc的大小表征了液体分子间的相互作用为，叫做内聚 功。Wc越大，液体本身结合越牢固
Q
第一章 印刷中的润湿原理 第一节润湿的基本条件
一、润湿的基础知识之三
●液体在固体表面的附着条件
1、沾湿
假如：
G气相
L液相 γLG
CH3－CH2－CH＝CH－CH2－CH＝CH－CH2－CH＝……－C
亲油基团
亲水基团
非极性基团，碳链越长，非极性越强
极性基团
★★★ 非极性分子之间只存在色散力，分子之间的作用力很小
Q
第一章 印刷中的润湿原理 第一节润湿的基本条件
一、润湿的基础知识之二
●水和油的化学结构与表面张力
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。
感光树脂γ=(3~4)×10 –2J/m2
印刷原理及工艺
Q
印刷材料的表面张力
PS版空白：γ= 7×10 –1J/m2； 图文： γ= 3.8×10 –2 J/m2。
油墨：γ= 3.5×10 –2 N/m； 润湿液： γ= 4.5×10 –2 N/m
水：7.2×10 –2 N/m
印刷原理及工艺
Q
结论
（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1-1（P.3)
印刷原理及工艺
Q
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 = 1 N/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
1、沾湿
定义：液体与固体接触，将“气－固”界面转变为“液－固”界面的过程。
G气相
L液相 γLG γSG
L液相
γSL
G气相
S固相
S固相
单位面积体系自由能的变化：ΔG＝γSL－γLG－γSG 单位面积体系对外所做的功：Wa=－ΔG＝γSG+γLG－γSL
Wa：称之为粘附功
Q
第一章 印刷中的润湿原理 第一节润湿的基本条件
以液体为例
气相
从力的角度
形成了液体的表面张力
液相
从能量的角度
形成了液体的表面过剩 自由能
Q
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。
印刷原理及工艺
Q
Байду номын сангаас
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。
一、润湿的基础知识之三
●液体在固体表面的附着条件
1、沾湿
在恒温恒压下，只有当体系的能量变化ΔGT.P≤0，该过程才能自发进行。
沾湿的自发条件：ΔG＝γSL－γLG－γSG≤0 或：Wa=－ΔG＝γSG+γLG－γSL≥0
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。
G气相
固相 液相
气相
从这三相出发，又涉及到：
气－液界面 气－固界面 液－固界面
液体表面
固体表面
Q
第二章 印刷中的润湿原理 第一节润湿的基本条件
●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
Q
第二章 印刷中的润湿原理 第一节润湿的基本条件
高能表面 印刷原理及工艺
Q
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=1.0×10 0 J/m2
印刷原理及工艺
Q
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
γLG L液相
G气相
L液相 γLL
L液相
Wa=Wc＝γLG+γLG=2γLG
Q
第二章 印刷中的润湿理论
Wettability of Surface
1、润湿及其方式和条件
？ 2、接触角及润湿方程 3、各种印版的特点及其润湿 4、墨辊和橡皮布的润湿
Q
第二章 印刷中的润湿原理 第一节润湿的基本条件
●什么是润湿
润湿就是指物体表面上的一种流体被另一种流体取代的过程。
从定义出发，必须涉及到：
印刷过程的实质就是：
油墨
印刷机械 印版
承印物
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
水
印刷机械 印版
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
Q
第二章 印刷中的润湿原理 第一节润湿的基本条件
一、润湿的基础知识
？润 湿
物体的界面性质 物体的界面能的变化