第三章印刷材料讲义

1第三章印刷材料及印刷适性第一节感光材料第二节承印材料印刷纸（组成、主要品种及基本性质、物理化学性能）其他承印材料第三节油墨（组成、分类、性能与印刷适性）第四节影响印刷效果的因素2参考文献1.刘仁庆编著，印刷包装用纸手册，北京：化学工业出版社，20032.周震编著，印刷油墨，北京：化学工业出版社，20003.向阳，王捷先，齐晓堃编著，印刷材料及适性，北京：印刷工业出版社，20004.陈永常编著，纸张、油墨的性能与印刷适性，化学工业出版社，化学工业出版社，2004年6月第一版3第一节感光材料感光材料：凡是见光发生化学反应，并经曝光和一定的化学、物理等加工处理后，能获得固定影像的材料，通称为感光材料。通常将它们分为两大类：银盐感光材料和非银盐感光材料。目前在印前领域使用的感光材料以银盐感光材料为主，制版用的感光材料以非银盐感光材料为主。4一、银盐感光材料银盐感光材料是将感光体卤化银微晶体分散在明胶液中涂布于片基上制成的。基本结构：由保护层、乳剂层、底层、防光晕层组成。5（一）银盐感光材料的基本结构底层保护层光敏层片基底层防光晕层6乳剂层：乳剂层：是感光材料的核心部分，银盐感光材料的乳剂层是由银盐、动物胶、增感剂、稳定剂、色素等组成。常用的银盐有溴化银、碘化银（AgI）等；动物胶可以使感光银盐颗粒分散均匀而不下沉，以便形成稳定的乳剂，常用的动物胶是明胶；色素用来增加乳剂的感色性能，使之成为感受色光的乳剂；增感剂：增加乳剂的感光速度；稳定剂：防止乳剂老化。7片基片基：也叫支持体，有涤纶片和纸基两种类型。以纸基为支持体的感光材料称为照相纸；以涤纶片为支持体的感光材料称为感光胶片。在照相制版工艺中，主要使用感光胶片。8底层、保护层、防光晕底层：作用是使片基、乳剂层在使用过程中不易脱离；一般选用高分子树脂作为粘合剂。（底涂）保护层：是防止在使用过程中乳剂层被擦伤和污染。常用明胶。防光晕层：涂在片基的另一面，用以吸收已穿过感光层照射在片基上的光线，使它们不致于再次被片基反射回乳基层，造成不该曝光的部位感光，影响影像的清晰度。（背涂）9（二）感光材料的照相性能及评价1、曝光量2、反差与反差系数3、感光度101、曝光量指曝光时胶片接受光量的多少。通常情况下，光对胶片的作用与胶片上受到的照度E和曝光时间t的乘积成正比。H＝EtH——曝光量，lx.s；E——照度，lx；t——曝光时间，s.112、反差与反差系数反差：是指被摄体和画面影像中，最明亮部分与最阴暗部分的亮度差。其明暗差别大，则反差大或调子硬；反之，明暗差别小，称反差小或调子软。感光记录的影像应与被摄体的反差一致，但由于各种因素的影响，使影像反差与被摄体的反差并不一致，这一差别可用反差系数表示。反差系数即为影像反差与被摄体反差（原稿反差）之比。反差系数＝影像反差/被摄体反差123、感光度感光度：是感光材料对光的敏感程度。可用使胶片产生一定密度所需曝光量的倒数表示：感光度S＝常数/H由于各国对感光度的标定中所选择的基础密度与常数不同，所以出现了不同的感光度标准。例如，美国用ASA制，德国用DIN制，俄国用TOCT制，我国用GB制。自1980年起，国际上已统一采用国际标准化组织提出的ISO国际标准制。13（三）感光材料的分类1、按感色性分：2、按反差系数分类3、按感光度分类4、按获得的像别分类141、按感色性分感光材料对不同光波长的敏感性能称为感色性。色盲片：只对蓝紫光敏感，可在暗黄灯下操作；正色片：对蓝紫、绿光敏感，可在暗红光下操作——又称作红灯片；全色片：对全部可见光感光，需要在全黑环境下操作。但其对绿光敏感性较弱，所以可在极暗的绿灯下操作。明室片：对可见光不敏感，只对某波长的紫外光敏感，可在明室（钨丝灯）环境中使用，操作方便。专用片：只对某些特殊波长敏感。152、按反差系数分类根据反差系数的不同，习惯上将感光片分为：特硬片（5）；硬性片（2）；中性片（＝1～2）；软性片（1）163、按感光度分类按感光度大小，可定性地将感光材料分为：高感感光材料中感感光材料低感感光材料。174、按获得的像别分类按获得影像像别分类可分为：正型片：感光材料经拍摄获得的底片的影像明暗与原稿明暗一致，这样的片称为阳片，此类感光材料称为正型片。负型片：感光材料经拍摄获得的影像明暗与原稿明暗相反，这样的片被称为阴片，此类感光材料为负型片。阴片若用负型片再拷贝即可获得阳片。18（四）银盐感光材料的感光原理银盐感光材料的感光物质是卤化银，卤化银具有见光分解的性能。BrAghνAgBrh：光量子在光化学反应中，生成的银颗粒极细，不易观察，称为潜影。（顾萍书P47）氧化物显影剂gAgA曝光：显影：19二、非银盐感光材料－晒版感光材料非银盐感光材料：不用卤化银而是用其它具有感光特性的化合物作为感光物质的感光材料。例1：制作感光性树脂凸版的高分子聚合物感光材料；例2：静电制版使用的无机或有机半导体材料。目前非银盐感光材料用途非常广泛，发展很快，愈来愈受到人们重视。20（一）非银盐感光材料的分类非银盐感光材料通过感光物质见光发生化学变化或物理变化而感光成像。因此将非银盐感光材料分为：光化学型感光材料光物理型感光材料21光化学型感光材料光化学型感光材料：在成像过程中发生光化学变化的非银盐感光材料称为光化学型感光材料。非银盐感光材料中，大多属于光化学型。光化学型感光材料又可以分为无机盐系、重氮盐系、光致变色体系、光聚合体系、光降解聚合物体系等。制版中常用的有：无机盐系、重氮盐系、光聚合体系、光降解聚合物体系等。22（二）常用的晒版感光材料介绍目前使用较多的晒版感光材料有铬感光胶和重氮类感光材料。铬胶：在凸版制版、平版制版、凹版制版和孔版制版中均有应用；重氮类感光材料：主要用于平版制版和孔版制版。231.铬胶感光材料铬胶：是重铬酸盐与亲水胶质组成的胶液；常用的重铬酸盐为重铬酸铵[（NH4）2Cr207］；亲水胶质种类很多，常用的有聚乙烯醇、明胶、蛋白胶。单独的铬盐和亲水胶质没有明显的感光能力，但将两者依一定的比例混合，配成感光液，制成干燥的感光层即成为感光材料。24铬胶感光材料的感光特性铬胶的感光特性：见光部分硬化，失去水溶性，并具有一定的抗蚀能力，而未见光部分仍可溶于水。铬胶感光后的成膜特性与所用的胶质有很大关系。感光硬化的蛋白铬胶亲油，用于蛋白制版中形成版面亲油的图文部分；聚乙烯醇铬胶的成膜性好，且所形成的硬化膜抗蚀性亦好；明胶配制的铬胶依见光程度不同，硬化程度明显不同，凹版制版中利用它制成抗蚀膜，可获得腐蚀下凹程度不同的图文部分。25铬胶感光材料的感光特性与暗反应由于配制好的铬感光胶或制好的感光版即使存放在暗处，其感本性能也只能保持很短的时间，时间一长，铬胶就会发生与见光以后一样的硬化反应，这种现象被称为“暗反应”。——所以铬胶感光版不能预先制作，只能现制现用。26重氮感光材料：由重氮化合物或叠氮化合物与天然树脂或合成树脂组成的感光性树脂。常用于平版制版的重氮化合物为邻重氮萘醌类感光树脂。单独使用它制成感光液涂布的感光层虽然耐碱性较强，但成膜性差，显影也较困难，所以还需加入适量的成膜性好的线型酚醛树脂和间甲酚醛树脂。2.重氦类感光材料27使用重氮感光树脂制成的感光版可保存较长时间，它常常由专门的厂家预先制成感光版，所以与铬胶感光版相比，它又被称为预涂感光版即PS版（Pre一SensitizedPlate）。邻重氮萘醌类感光材料的感光特性邻重氮萘醌类感光树脂见光发生化学反应后的生成物可溶于水或稀碱溶液，未见光部分保持原不溶于水的特性。28晒版感光材料小结：感光材料及感光制版原理1、感光材料：感光材料有液体和固体两种。晒版是用接触曝光的方法把阴图或阳图底片的图像信息转移到印版或其他感光材料的过程，也是一种光化学过程。291.感光性树脂感光性树脂又名感光性高分子或光敏树脂，一般是在光的作用下，能在很短的时间内发生物理或化学变化的高分子物质。但通常感光性树脂是指在光的作用下，能在很短的时间内分子结构发生化学变化，从而引起在溶剂中的溶解能力、着色、硬化和粘附等性能改变的高分子树脂。302.举例：感光性树脂凸版的基本组分感光性树脂的品种很多，其涂层的基本组分如下：（1）高分子材料：高分子材料是感光性树脂的主要组分，在很大程度上决定了版材的机械物理性能，可以是固体材料，也可以是液体材料。（2）不饱和单体（通称为交联剂）：不饱和单体是感光性树脂在紫外线照射下，发生聚合或交联作用的主体，一般是不饱和双烯类和烯类化合物。光照后本身聚合，或与上述高分子材料形成体型结构。增感剂（光敏剂、光引发剂）：增感剂通常用羰基化合物。热阻聚剂等助剂：为防止感光组分在加工成型中受热及储存过程中发生聚合和交联反应，常在感光组分中添加少量的对苯二酚等热阻聚剂。31举例：感光性树脂凸版的制版原理感光性树脂版材经紫外线照射，首先使引发剂分解产生游离基，游离基与不饱和单体的双键发生加成反应而引发聚合交联，从而使受光区域的高分子材料成为难溶甚至不溶，而未感光部位仍保持原有的溶解性，可用相应的溶剂将其除去，使受光部位保留。由于有机化合物的化学键具有一定的能量，只有吸收了一定的光能，才有可能打开化学键，生成游离基。故树脂版均以黑感灯、高压汞灯等近紫外线光源作为曝光光源。323.感光性树脂凸版——液体版与固体版的特点比较感光性树脂根据感光前的树脂状态，可分为液体固化型（简称液体版）和固体硬化型（简称固体版）两种。液体版的特点：原料易得、成本低、制版设备简单，比固体树脂受光交联速度快，容易冲洗，因此制版速度快，但液体版分辨率较低，一般只能达到100~120线/in，适于印刷时间性强而印刷质量要求不高的印件。固体版特点：是预制版材，操作简单方便，在分辨率、原稿再现性及彩色套印等方面有较多的长处，适于印刷质量要求较高的印件。33第二节承印材料印刷的承印材料可以说无所不用。“除了空气和水，什么都可以印刷”；常用于印刷的承印材料主要是：纸张塑料薄膜金属材料木料玻璃陶瓷编织材料等。34一、印刷纸张早在公元二世纪初的东汉和帝年间，我国就发明了造纸术。纸张在人们的日常生活中占有非常重要的地位，广泛应用于文化教育、医药卫生、包装装磺、建筑等各行各业。可以说各行各业都离不开纸张。35主要内容（一）印刷用纸的组成（二）纸张的分类（三）纸张基本评价指标（四）书刊印刷用纸的计算36(一)印刷用纸的组成印刷用纸张由纤维、填料、胶料、色料四种主要原料混合制浆、抄造而成。371、纤维纤维可分为动物纤维和植物纤维及人造纤维三大类。在纸张出现以前所用的书写材料丝帛就是由动物纤维（蚕丝）互相交错而形成的。但今天的纸张主要采用植物纤维，它具有取材广泛、价廉易得等优点。38我国造纸常用的植物纤维种类（1）茎干类纤维；来源于竹、芦苇、麦草、稻草、蔗渣等。其纤维短而细，纤维长为0.5一2.0毫米。(2）木材类纤维：来源于杉树、松树、杨树、柳树等，纤维长短不一，约为0.14—5.0毫米。(3）韧皮纤维；如黄麻、亚麻、桑皮等，其纤维长约25—30毫米。(4）籽毛纤维：如棉花、破布等，其纤维长约20—40毫米。不同类型的植物纤维，其物理形态和化学组成不同。纤维素含量由高到低排列的顺序是：棉毛类韧皮类木材类茎干类。纤维素的含量越高，纤维的长度越长，所造纸张强度越高，质量越好。392、填料填料：主要是指一些基本上不溶于水的白色矿物质粉末。如高岭土、滑石粉、碳酸钙、石膏粉、硫酸钡、二氧化钛等。具有颗粒细小光滑、化学稳定性能好、对光的折射率高，并能散射各种波长的可见光的特点，在纸张中加入填料，主要作用如下：（a）提高纸面平整光滑程度；（b）降低纸张的透明度；（c）降低纸张的吸湿性；