印刷工艺学1-70

2019/8/31印刷工艺学主讲：刘昕2012年秋季学期[e-mail]2019/8/32一、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。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。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。2019/8/33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2019/8/34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。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%。2019/8/35第一章目录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2019/8/36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。2019/8/37第一节表面活性与表面活性物质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。ABCγC%第一章表面物理化学基础2019/8/38•几个基本概念：1）表面活性：2）表面活性物质：3）表面活性剂：第一章表面物理化学基础2019/8/39第二节表面活性剂的分子结构及分类一、分子结构：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OOSOONa+C12H25SO4Na第一章表面物理化学基础2019/8/310第三节HLB值一、HLB值的定义(HydrophileLipophileBalance)：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HLB值亲油亲水表1-1、1-2第一章表面物理化学基础2019/8/311HLB=20(1-M0/M)2.结构集团数HLB=7+(亲水集团数)-(亲油集团数)三、HLB值的计算1.格里芬定律第一章表面物理化学基础2019/8/312第四节表面张力和表面过剩自由能一、表面张力1、几个定义：界面、表面、表面张力2、表面张力：2fγ：表面张力系数二、表面过剩自由能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/cm2lfa'第一章表面物理化学基础2019/8/313第五节Gibbs吸附原理Gibbs吸附方程式：dcdγRTCΓ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)一、表面过剩量的概念ASBA’S’B’ασβ界面相示意图：第一章表面物理化学基础2019/8/314•体系中，组分i的摩尔数：•单位面积过剩量：VCVCniiiAnsii(mol/cm2)表面过剩量的概念表示：第一章表面物理化学基础2019/8/315二、Gibbs吸附公式的热力学推导离子型：非离子型：dcdRTC2)1(2dcdRTC)1(2三、Gibbs定理的应用1、计算出各浓度下的吸附量：ΓΓ∞CΓ-C曲线第一章表面物理化学基础2019/8/3162、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：第一章表面物理化学基础2019/8/3173、表面活性剂在润版液中的浓度1）γ-lgC2)胶团临界浓度Cmc3)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。γC(%)γCcmlgCT12CRT3032C)lg(.)()(12016N10A第一章表面物理化学基础2019/8/318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：3）London引力（色散力）吸附：4）离子交换吸附：二、吸附状态及界面现象1）在固液界面上的单层吸附状态：2）固液界面上的双层吸附状态：3）接触角滞后现象：θAθBΘ605040302010010203040表面处理次数第一章表面物理化学基础2019/8/319一、乳状液的稳定性二、胶印水墨乳化的类型第七节乳状液及其性质第一章表面物理化学基础2019/8/320第一章表面物理化学基础习题一(P23)2、4、8、7、9、11、142019/8/321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第二章润湿与水墨平衡2019/8/322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。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。第二章润湿与水墨平衡2019/8/323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第二章润湿与水墨平衡2019/8/324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：第二章润湿与水墨平衡2019/8/325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LrSLQrSQrLGγSG=γSL+γLGCosθ当θ90°不可润θ90°可润θ0°完全润湿第二章润湿与水墨平衡2019/8/326三、润湿过程--铺展系数1、沾湿：固体与液体接触SLrSGrLGSLrSLLGLGLGCW20Wa=γSG+γLG-γSL可见:Wa0在恒温恒压下过程是自发的第二章润湿与水墨平衡2019/8/3272、浸湿：GSGLGS+SLSGWi可见:Wi0是恒温恒压下发生浸湿的条件第二章润湿与水墨平衡2019/8/3283、铺展：GLasd)(LGLSSGS推广：caLGLGSLSGLGSLSGWW2S)(第二章润湿与水墨平衡2019/8/3294、结论：润湿条件：沾湿：浸湿：铺展：0S0W0WLGSLSGSLSGiLGSLSGa第二章润湿与水墨平衡2019/8/330四、润湿方程沾湿：浸湿：铺展：01S0W01WLGLGiLGa)(coscos)cos(180900(或不存在)第二章润湿与水墨平衡2019/8/331五、两种不相混容液体的界面张力LBBLAhAABLABAAB2对于非极性的饱和碳氢化合物：第二章润湿与水墨平衡2019/8/332六、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2rhrh2tghrrh222sin近似：γLG注：利用相交玄定理求解第二章润湿与水墨平衡2019/8/333第四节胶印水墨平衡一、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：γγ0γW水油γWγγγ0γ0γW油油水水γoγwγoγwγo=γw第二章润湿与水墨平衡2019/8/3342、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）。第二章润湿与水墨平衡2019/8/335第五节润湿液一、分类普通润湿液酒精润湿液非离子表面活性剂润湿液第二章润湿与水墨平衡2019/8/336二、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左右三、润湿液的浓度第二章润湿与水墨平衡2019/8/337习题(P55)1、2、4、5、8、34、36、38第二章润湿与水墨平衡2019/8/338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2019/8/339第三章印版与图文内容提要重点介绍印版的变形与损坏形式。指出对印版保护的方法和提高印版耐印率的基本途径。本章还叙述了厚度和变形对印品套准精度的影响，以及合理使用印版的方法。基本要求1、明确第二章所述的润湿与接触角之间的关系。２、熟悉常用的胶印印版，了解不同印版的表面结构状况和印版的检查方法。３、了解印版耐印率下降的原因，并能在实际生产中标用改变印刷条件来提高印版耐印率。４、了解印版的变形对套准精度的影响，能在使用中提出尽量减少印版变形的简单措施。2019/8/340第一节印版变形一、弯曲变形bRbLLLbRbkbRbRLLk22)2(2)(2)2b(R211结论：1．变形与k成正比2．变形当b一定时随Ｒ增大而减小3．变形当Ｒ一定时随b增大而增大XYZ利用率：弯曲变形：相对变形率：第三章印版与图文2019/8/341二、印版的拉伸T1T2T2T1P2P1fP1P2ACNEATLL2三、其它变形第三