平版印刷水墨的傳遞與油墨的乳化

平版印刷是利用油水不相溶這一規律進行油墨轉移的。輸水裝置的任務是，供給印版空白部分一層均勻的水膜。輸墨裝置的任務是，給印版的圖文部分涂上一層厚度均勻的墨膜，這個任務完成的愈出色，印刷品的質量愈好，因為在壓印區域內，油墨的轉移取決于給墨量，理想的情況是，印版上所有的印刷圖文部分都涂有一層厚薄均勻的墨膜，并將墨膜轉移到承印物上。但是，由于潤濕液和油墨同時存在于印版之上，雖然油墨和水互不相溶，但在著墨輥、著水輥以及橡皮滾筒的高速剪切下，油相和水相間產生了相互作用，油墨被乳化。
一、油墨和水的傳遞過程
平版印刷機的輸墨裝置由墨斗、墨半輥、串墨輥和著墨輥組成；輸水裝置由水斗和著水輥組成。當膠印機合壓印刷時，著水輥、著墨輥與印版的空白部分、圖文部分存在著a、b、c、d四種輥隙狀態，如圖5-2所示，油墨、水(潤濕液)在各個輥隙之間被強制混合，然后分開。
圖5-2　膠印機的油墨和水的傳遞
第一種輥隙是著水輥與印版空白部分的間隙，如圖5-3(a)所示，輥隙間有潤濕液。著水輥與印版分離后，空白部分的表面被潤濕液所潤濕，留下薄薄的一層水膜。如果使用涂料紙印刷，采用普通的酸性潤濕液，實驗表明，當印版上需要3μm的墨膜時，水膜有1μm厚才足以阻止油墨在印版空白部分上的擴展。
第二種輥隙是著水輥與印版圖文部分的間隙，如圖5-3(b)所示，輥隙間既有潤濕液，也有油墨，兩相并存。在著水輥與印版的強力擠壓下，少量的潤濕液被擠入油墨，造成油墨的第一次乳化。供水量愈大，擠入油墨的潤濕液愈多，油墨的乳化愈嚴重。
第三種輥隙是著墨輥與潤濕過的印版空白部分的間隙，如圖5-3(c)所示，輥隙間也是潤濕液與油墨相兩并存。在著墨輥和印版的強力擠壓下，又有少量的潤濕液被擠入油墨。造成油墨的第二次乳化。
第四種輥隙是著墨輥與印版圖文部分的間隙，如圖5-3(d)所示，輥隙間存在著乳化了的油墨，以及附著在印版圖文部分墨膜上的潤濕液微珠。著墨輥滾過印版圖文部分時，瀾顯液的微珠被擠入油墨，造成油墨的第三次乳化，著墨輥與印版分離后，印版的圖文部分便得到了含有相當數量潤濕液的乳化油墨。
圖5-3　著水輥、著墨輥與印版的輥隙
上述分析表明，在平版印刷的一次供水、供墨過程中，潤濕液和油墨要發生三次水墨混合，要保持水相和油相的嚴格界線顯然是不可能的，即油墨的乳化在平印過程中是不可避免的。 [next]
圖5-4是三種不同油墨的混水量曲線，縱坐標是將潤濕液和油墨混合后，測得100g的油墨中的混水量，橫坐標是水、墨混合的時間。曲線a表示最混入水的油墨，由于油墨中含水過量，造成油墨的絲頭過短，油墨從印刷機的墨斗中很難輸出，故不適合于平版印刷；曲線c表示最不易混入水的油墨，油墨對水幾乎是排斥的，印刷中被擠入油墨中的潤濕液微珠會很快地又從油墨中離析出來，附在油墨表面而形成一層水膜，這就妨礙了油墨向橡皮布轉移。經驗表明，這種油墨傳遞性能極差，而且可能使印刷品發花，也不能用于平版印刷。曲線b表示和水混合難易程度適中的油墨，最宜用于平版印刷。這種油墨能使潤濕液的微珠分散在油墨之中，使油墨乳化，這就為排除附著在油墨上的潤濕液提供了一條途徑，油墨傳遞性能良好。由此可見，平印油墨在印刷過程中的乳化是不可避免的，而且還是油墨轉移所需要的，絕對不乳化的油墨并不適用于平版印刷。
圖5-4　油墨和水相混的曲線
二、馬丁·西維爾平印模式
分析油墨、潤濕液在平版印刷機上的傳輸和乳化情況，不難看出，盡管平版印刷的油墨轉移有水介入，但關鍵仍然是印版圖文部分的著墨過程。為了保證油墨轉移的順利進行，馬丁·西維爾(mattin silver)提出了以下的平印模式：
(1)用于輥子和印版的各種固體材料，必須有一定的表現自由能，它們必須能被潤濕液或油墨優先潤濕。印版的空白，必須由在有油墨的情況下，被潤濕液優先潤濕的材料構成；印版的圖文部分，必須由在有潤濕液存在的情況，被油墨優先潤濕的材料構成。
(2)油墨和潤濕液必須是互不相溶而又可混合的。在一定程度上形成一種有限混合物或可控乳劑。這就是說，潤濕液以微細的水珠分散在油墨中，使油墨乳化，為排除圖文部分的潤濕液提供了一條途徑。
(3)為了在紙張上構成必要的印刷密度，印刷到紙面上的油墨厚度大約是1μm。
(4)油墨和潤濕液都是通過一系列輥子傳遞到印版上的。輥子表面對潤濕液和油墨分別表現出不同的潤濕性。表5-1列出了輥隙間膜層的狀態。其中有16種不同的膜層結合狀態。因為都是對稱排列，所以實際上只有5種結合狀態。
當輥隙間只有一種流體(潤濕液或油墨)時，在輥隙出口處流體膜層分裂，每個輥子上膜層的厚度是輥隙進口處膜層總厚度的一半。
表5-1　兩個輥隙是出口處的膜層狀況
輥子特征 輥隙入口處膜層 輥隙出口處膜層 輥隙入口處膜層 輥子特征 二號輥優先被油墨潤濕 a.油墨 a-a
一號墨層
二號墨層 a-b同b-a a-c同c-a a-d與d-a相反 a.油墨 一號輥優先被油墨潤濕 b潤濕液 b-a
一號含有乳化的潤濕液膜層
二號含有乳化的潤濕液膜層 b-b同a-a b-c與c-b相反 b-d同b-b b.潤濕液 二號輥優先被油墨潤濕 c.油墨 c-a同a-a c-b c-c同a-a c-d同d-c c.油墨 一號輥優先被油墨潤濕 d.潤濕液 d-a
一號含有乳化潤濕液的墨層上有潤濕液
二號潤濕液墨層 d-b同b-b d-c d-d同b-b d潤濕液
當輥隙間有油墨和潤濕液兩種流體時，膜層所發生的狀況如表5-1所列。
若將表5-1中的一號輥作為著水輥，將優先被潤濕液潤濕，附著的潤濕液為d，輥子上帶有的油墨c；若將一號輥作為著墨輥，將優先被油墨潤濕，附著的油墨為a，輥子上帶有的水分為b。如果把表5-1中的二號輥作為印版的空白部分，將優先被潤濕液潤濕，附著的潤淡液為d，帶有的油墨為c；如果把二號輥作為印版的圖文部分，將優先被油墨潤濕，附著的油墨a，帶有的潤濕液為b。圖5-3所示的四種輥隙出口處的膜層則分別為d-d，d-b，d-a，膜層狀況和表5-1中所列的膜導層狀況相符合。
平版印刷的油墨轉移，分兩次進行。先從印版轉移到橡皮布上，其轉移率約50%，再從橡皮布轉移到紙張表面，其轉移率約為76%，總的油墨轉移是38%，此凸版印刷和凹版印刷的油墨轉移率低。因此，平版的墨色比其它印刷的墨色淺淡。根據馬丁·西維爾的下印模式，油墨要在墨輥、印版間進行良好的傳遞，必須混入適量的潤濕液，這樣，必須會導致墨色的下降。因此，嚴格的控制印版的供水量，保持水墨平衡，是提高平版印刷質量的關鍵。


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