印刷原理与工艺ppt课件

▪ －δW=γ·dA ▪ dA：表面扩展的微面积 ▪ －δW：表面张力所作的元功
❖表面张力与表面过剩自由能的关系?
▪ 物质的比表面能与表面张力数值上完全一样，量纲也一 样，但物理意理与工艺
几种液体的表面张力γ（20℃）
液体名称 表面张力（10－2N/m） 液体名称 表面张力（10－2N/m）
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印刷原理与工艺
❖ 在凹版印刷和柔性版印刷中，印版和网纹辊的一部 分浸渍在墨槽中，油墨是否能浸满凹版和网纹辊的 着墨孔，则和浸湿功Wi或沾附张力A有关。
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铺展
❖铺展
▪ 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
❖能量表达式
❖ W=S=-ΔG =γSG-γSL-γLG；S：铺展系数
❖第一节 润湿作用 ❖第二节 印版表面的润湿 ❖第三节 橡皮布、墨辊的润湿性
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引言
❖ 把使用有形图像载体（印版）的印刷方法统称为模 拟印刷。四大印刷方式都属于模拟印刷。模拟印刷 的油墨转移以润湿作用为基础。
❖润湿：
▪ 表面上的一种流体被另一种流体取代的过程。
❖ 印刷中的润湿问题很多，细致详实的研究印刷润湿 问题，可以对提高材料的印刷适性以及进行印刷新 材料、新工艺的研究提供一定的理论依据。
❖ 印刷用的油墨的表面张力与油墨的组成部分之间的 关系
▪ 油墨中的连结料干性植物油疏水性很大。油分子和油分 子之间只有色散力，故油的表面张力比水的表面张力小。 多数油墨由于受到颜料和添加剂分子中极性基的影响， 比纯油的表面张力大，一般在3.0×10 － 2N/m～3.6×10 － 2N/m。
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❖沾湿 ❖浸湿 ❖铺展
印刷原理与工艺
印刷原理与工艺
❖ 第一章 ❖ 第二章 ❖ 第三章 ❖ 第四章 ❖ 第五章 ❖ 第六章 ❖ 第七章 ❖ 第八章 ❖ 第九章
印刷过程中的润湿 印刷压力 油墨的传输和转移 油墨转移方程 平版印刷的油墨转移 凹版印刷、柔性版印刷和丝网印刷的油墨转移 印刷过程中的几个问题 套印准确及套印精度的控制 印刷质量控制的基本原理和方法
❖ 同一个体系来说，Wa>Wi>S，如果液体能在固体表面铺展， 就一定能沾湿和浸湿固体，所以，常用铺展系数S作为体系 润湿的指标。
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复习
❖润湿 ❖ 温度越高液体的表面张力如何变化，为什么？ ❖ 对同一个体系来说，沾湿、浸湿、铺展哪一种更容
易自发进行？
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❖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。
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作业
❖ 论文题目：平版胶印墨量预测及数学模型研究
❖提示： ❖ y=f(x1,x2,x3……)
▪ y:墨量大小 ▪ x1,x2,x3……:各种影响墨量大小的生产控制参数
❖ 两条思路：1.从印刷面积，纸张油墨特性去分析建 立模型；2.利用在线监控印刷品质量建立模型
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第一章 印刷过程中的润湿
❖润湿方程
❖ γSG-γSL=γLG·cosθ ❖ 当θ>90°，不润湿
❖ 当θ<90°，润湿
❖ 当 θ=0 ，完全润湿
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第一节 润湿作用
❖ 1.表面张力的定义及影响因素 ❖ 2.表面过剩自由能的定义 ❖ 3.水和油的化学结构与表面张力 ❖ 4.液体在固体表面润湿的条件分为沾湿、浸湿、铺
展三类，这三类润湿的能量表达式 ❖ 5.接触角与润湿方程 ❖ 6.接触角滞后
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❖ 定义 ❖ F=γ·2l ❖ 比例系数γ定义为表面张力，
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❖ 在平版印刷中，润湿液要在非图文部分铺展形成一 层水膜，防止油墨沾污印版的空白部分，在此润湿 过程中，润湿液的铺展系数S愈大，润湿效果愈好。
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润湿条件小结
❖ 综上所述，在恒温恒压下，沾湿、浸湿、铺展三类润湿过程 发生的热力学条件分别是：
❖ 沾湿 浸湿 铺展
Wa=γSG-γSL+γLG≥0 Wi=γSG-γSL≥0 S=γSG-γSL-γLG≥0
水
7．275
苯
2．888
甘油
6．340
甲苯
2．845
液体石蜡
3．310
醋酸
2．763
油酸
2．250
正已烷
1．843
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水的化学结构与表面张力 ❖水的化学结构
▪ 水分子的结构不对称，是极性很强的分子。 ▪ 极性物质又叫亲水物质
❖水分子之间的作用力有哪些？
▪ 取向力、诱导力、色散力和氢键。表面张力值较大，纯 水的表面张力在20℃时，约为7.2×10 － 2N/m。
❖ 在平版印刷中，润湿液能不能附着在印版的亲油表 面，阻碍油墨的传递；油墨会不会附着在印版的亲 水层表面，造成印刷品空白部分的粘脏，则和粘附 功Wa及内聚功Wc有关。
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浸湿
❖浸湿
▪ 固体浸没在液体中，“气－固”界面转变为“液－固” 界面的过程
❖能量表达式
❖ Wi=A =-ΔG = γSG-γSL>0; Wi:浸湿功, A :粘附张力
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三、液体在固体表面润湿的条件
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沾湿
❖ 沾湿
▪ 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。
❖ 能量表达式
❖ Wa=-ΔG=γSG+γLG-γSL≥0 Wa：粘附功 ❖ Wa=Wc=γLG+γLG-0=2γLG Wc：内聚功
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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，常简称为表面 张力。
❖ 温度升高 ❖ 液体分子间的引力减少 ，
表面张力下降。
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表面张力
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表面过剩自由能
❖定义
▪ 在恒温恒压条件下，增加单位表面积所引起的体系自由 能的增量，也就是单位表面上的分子比相同数量的内部 分子过剩的自由能。
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油的化学结构与表面张力
❖油的化学结构
▪ 各种饱和烃、苯等有机液体的结构也是对称的，偶极矩 等于零，为非极性分子，非极性物质为疏水物质。非极 性分子中，引入羟基（－OH）、氨基（－NH2）、羧基 （－COOH）等有极性的原子团时，疏水物质也就有了 一定的亲水性，碳链愈长，分子的非极性和疏水性愈大。