油墨的传输和转移

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在印刷过程中，油墨要经传递、输送而转移到承印材料表面。始终保持油墨传输和转移的稳定、均匀和适量，是获得高质量印刷品的保证。
　　油墨传输和转移的质量，既与印刷机的性能和精度有关，又与纸张油墨印刷适性有关，还与印刷工艺的设计与实施有关。这给油墨传输与转移的分析带来许多困难。
　　本章介绍有代表性的凸版印刷机和平版印刷机(即长墨路)油墨传输和转移的基本概念和原理。

第一节　油墨的传输

一、给墨行程的油墨传输
1.传输和转移
A.给墨行程：供墨部
B.分配行程：匀墨和着墨部分
C.转移行程：印版或橡皮布→承印物
A、B→传输，C→转移
2.输墨装置组成及作用
供（给）墨部分    作用：贮存、传递油墨
匀墨部分    作用：打匀、传递、贮存油墨
着墨部分　作用：向印版着墨
3.墨辊排列特点
①软硬间隔排列。接触良好
②各辊直径不同。防止误差复映
③数量较多。匀墨性能良好　
④与印版滚筒线速度相同。防止摩擦
4.供墨装置
（1）印品墨层厚度
（2）调节供墨量：整体—转速（连续转）或转角（间歇转），螺钉，时间，压力。
局部--调墨螺钉
5.影响给墨量的因素
墨斗角度α；墨斗油墨接触弧夹角θ
墨量不变时，α大，则θ大。
（1）θ角越大，给墨量越多
（2）间隙 l 越大，给墨量越多
（3）墨量少，下墨少
墨斗墨量较多时，适当减少，油墨传输和转移无变化。
墨斗墨量较少时，墨量减少，印品实地密度随之减小。
印刷过程中，不断地补充油墨，保持一定高度。
（4）墨斗辊转角或转速
转角或转速大，下墨量大；反之则小。
影响因素中，（1）、（3）与油墨触变性有关。
油墨触变性：油墨在搅拌或受外力时，墨体变松变软，流动性变大，静止一段时间后，又恢复到原来的状态。

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二、分配行程的油墨传输
分配行程：匀墨和着墨部分
1.匀墨系数Kc
Kc=A匀/A版=∑Ai/A版=π·L∑Di/A版
Kc大，匀墨性能好， Kc＞3。
采用多辊小直径。
Kc一定时，直径大，结构大，辊数少，打墨线数少，影响匀度。
2.着墨系数Kd
Kd=A着/A版=∑Aj/A版=π·L∑Dj/A版
Kd大，着墨性能好， Kd＞1。
采用多辊（3~4根）小直径。
Kd一定时，直径大，结构大，辊数少，影响匀度。
3.贮墨系数Kg
Kg＝Kc＋Kd　
Kg大，辊面贮墨多，自动调节性能好，墨色一致，下墨慢。
胶印机（单）：总墨辊16~27，常用17~19；
其中，着3~6，常4，串4~6，常4，匀5~7，重2~5
胶印机（卷）：总墨辊11~19 　
凸印机：总墨辊7~11　　

三、油墨传输中胶辊的粘弹性效应
墨辊应力周期性变化→应变周期性变化→，材料阻尼（内耗）、外摩擦→产生热能→温度升高→胶层老化→油墨流动性变大→破坏传墨性能→直径膨胀
b增加1mm，温度升高3ºC。
措施：1.采用小直径墨辊，b小；2.降低串墨辊温度；3.润湿液降温。

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第二节　油墨在墨辊间的流动和分配

一、油墨在墨辊间的流动
流动过程：
两辊转动→墨层汇合→到最小间隙→拉丝（中间空洞）→断裂→附在两辊另一侧
进入时，墨层厚度不同，传出时，墨层厚度基本相同。

二、油墨在墨辊间的分配
1.墨层分配
δA’+δB′=δA+δB
δA’=δB′=1/2(δA+δB)
2.墨层厚度计算
（1）计算
设：印版剩余墨量为δ0，转移墨量为100a
则：印版墨量为δ0 +100a
墨层厚度计算
设其余各辊墨层厚度为δ1 ~δ7
假设传墨辊直接将墨传到纸张上
δ7+0=100a+δ6
δ7－δ6=100a
进入墨量与传出的墨量相等，达到平衡。
墨层厚度计算
δ7－δ6=100a

1/2 (δ7+δ5)=δ6
1/2(δ6+δ4)=δ5
1/2 (δ5+δ2)=δ4
1/2(δ4+δ0+100a)=δ3
1/2(δ3+δ1)=δ2
1/2 (δ2+δ0)=δ1
1/2 (δ1+δ3)=δ0+100a
墨层厚度计算
解方程组：
δ1 =δ0 ＋50a

δ2 =δ0 +100a

δ3 =δ0 +150a

δ4 =δ0 +200a

δ5 =δ0 +300a

δ6 =δ0 +400a
δ7 =δ0 +500a
（2）结论
①知道纸张上墨层厚度和f，就可以算出其它辊的墨层厚度，反之亦然，为控制墨层厚度打下基础　
②各墨辊间墨层厚度以一定的比例出现。
③依照墨辊顺序出现的墨层厚度增减，只有在油墨传递时出现，不印刷时各辊墨层厚度相等。
④墨辊排列不同，墨层厚度分配不同

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3.着墨率
图（a）为非对称布置，着墨辊着墨率分别为：41.67%、41.67%、8.33%、8.33%
图（b）为对称布置，着墨辊着墨率均为：25%（不好）
着墨率
着墨率：每根着墨辊输给印版的墨量与所有着墨辊数给印版的总墨量之比。

ai =δi /∑δi ×100%
前两根（靠近水辊）主要起着墨作用，着墨率大；后两根主要起匀墨和收墨作用，着墨率小。
着墨率计算
ai =δi /∑δi ×100%
辊1： δi = δ1- δ0
∑δi =100a
a1 = δ1- δ0 /100a
=(δ0 +50a- δ0) /100a =50%
着墨率计算
辊2：
δi = δ0+100a-δ1
∑δi =100a
a2 =(δ0+100a- δ1)/100a
=(δ0 +100a- δ0-50a) /100a =50%

三、输墨装置工作状态分析
图3－12印刷中断时，墨辊上的油墨重新分配，达到相同厚度；再印刷时，向承印物转移墨量多，N次印刷后，逐渐达到正常转移墨量

三、输墨装置工作状态分析
图3－15短墨路输墨装置，供墨量发生变化后，只要通过少量的过版纸，印刷便迅速达到稳定状态

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第三节
油墨的附着

一、“机械投锚效应”与二次结合力
1.机械投锚效应：油墨流入承印物表面的凹凸和间隙，像投锚。
2.二次结合力：分子间相互作用力。
色散力—非极性分子间
诱导力—极性与非极性分子间
取向力—极性分子间
3.一次结合力：原子或离子间相互作用力（化学键）

二、油墨在纸张上的附着
1.二次结合力
（1）纸张极性较强。纸张主要成分是纤维素、胶料、填料等，纤维素和松香胶料分子不对称。
（2）油墨有一定的极性 。油墨流体部分是连结料，常用干性植物油和天然树脂或合成树脂。
（3）二次结合力吸附。分子靠近时 ，产生取向力、诱导力和色散力，附着在纸张上。二次结合力愈大，附着效果愈好 。
2.机械投锚效应
纸张纤维交织，①表面凹凸不平有孔隙，②油墨有较好流动性，机械投锚效应使油墨在纸张上附着。
平滑度较高纸张，油墨附着主要依赖二次结合力；粗糙纸张，油墨附着主要借助机械投锚效应。


3.毛细作用
当纸张（或其它承印材料）和印版滚筒分离时，借毛细管吸力，油墨附着在上面。印版与承印物的间隙愈小，毛细管吸力愈大，油墨转移量也愈大
4.纸张为高能表面
纸张中的填料(氧化钙、氧化钛等)、涂料(白土、碳酸钙等)，大部分是无机化合物。
无机化合物提高了纸张的比表面能，纸张为高能表面。
低表面张力的油墨覆盖在纸张表面时，纸张的表面自由能降低，形成稳定的体系，故油墨能牢固地附着在纸张表面。

三、油墨在金属箔和高聚物薄膜上的附着
1.金属
（1）二次结合力。金属表面平滑，油墨的附着靠分子间的二次结合力（2）高能表面。金属表面是高能表面，比油墨的表面张力高得多，有较大的粘附功，使油墨的附着效果较好
2.高聚物薄膜
（1）二次结合力。表面平滑，油墨附着靠分子间的二次结合力。
（2）低能表面。二次结合力很弱，油墨的附着仍很困难。表面张力大于固体临界表面张力γc（见图3-17、表3-2）的液体，均不能润湿此固体表面。
为提高附着效果，要对高聚物表面进行处理。一般采用电晕放电法联，提高表面自由能，增加表面粗糙度。

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第四节　油墨转移过程的动力分析



一、油墨转移的力学模型
压印滚筒半径为R，纸张表面到印版表面的最小距离为ｈ0。取坐标系oxy，油墨自左而右通过纸面和版面间的通道 。
经数学推导，求出压力p、速度ｕ、剪切速率D的解析式。

二、油墨的粘度变化
油墨是触变性流体，油墨的表观粘度明显受到剪切应力和剪切速率的影响。
油墨的表观粘度还受温度的影响；一般是随温度的上升ηａ有所下降。


三、墨流的分裂和转移
墨流进入通道，压力急剧上升；到达通道最窄处前，压力达到峰值；此后压力急剧下降。墨流受到张力的作用
墨流的分裂和转移
墨流被剪断的地方出现极微小的空隙，即油墨分裂的核，最后成为空洞
空洞逐渐拉长长大，空洞与空洞之间的油墨被拉长变细呈纤维状，逐渐成为墨丝。

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重点内容
1.油墨转移方程
2.油墨转移方程参数的赋值方法
3.油墨转移方程的应用

油墨转移方程是对转移过程进行定量分析的解析表达式，它建立了转移墨量与印版墨量之间的数量关系，并且通过方程中的参数，赭一转移与纸张、油墨的印刷适性及印刷条件联系起来。
　　依据不同的油墨转移的数学模型，建立的油墨转移方程，在形式上有很大的区别。本章介绍W·F油墨转移方程的建立、求解、修正和应用。

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重点内容
1.水墨平衡与油墨乳化
2.润湿液的作用及种类
3.滚筒包衬的理论与方法
4.无水平版印刷

平版印刷的成品，阶调丰富，色彩柔和。近年来，随着电子、激光等新技术的迅速发展，平版印刷与电子分色机、彩色桌面出版系统、计算机排版相结合，不仅能复制高质量的彩色印刷品，而且印刷书刊、报纸，字迹清晰醒目，也逐渐成为复制文字印刷品的重要手段。

平版印刷已成为目前发展最快，极有前途的一种印刷方法。平版印刷油墨转移的理论和新材料，新工艺的开发，正不断地引起人们的关注。

平版印刷方法，有其本身的特点。印版上不着墨的空白部分和着墨的图文部分同处在一个平面上，空白部分亲水疏油，图文部分亲油疏水。印刷时，先给印版上水，使空白部分形成拒墨的水膜，然后给印版上墨，使图文部分沾附油墨，在印刷压力的作用下，印版图文部分上的油墨，经橡皮滚筒转移到承印物表面，便完成一次印刷。

平版印刷品的印迹，是从印版滚筒通过橡皮滚筒间接转移到承印物上的。实施印刷过程的胶印机由许多部件组成，其中输墨装置、输水装置、印刷滚筒(包括印版滚筒、橡皮滚筒、压印滚筒)是胶印机的重要部件。

油墨、润湿液、印版、橡皮布和承印物，这几种印刷材料在胶印机的机组和部件中得到使用(如图5-1所示)。它们各自的印刷适性以及相互匹配的情况，不仅直接影响平版印刷品的质量，而且使平版印刷的油墨转移变得十分复杂。

与凸版印刷、凹版印刷相比，除印刷中发生的一般问题如：背面蹭脏、油墨的透印、粉化等以外，润湿液和橡皮布的使用又带来了许多新的问题，本章将围绕这些新问题展开讨论。

ttxqa

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barryji

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