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磁性印刷工艺与机械探讨

由于磁性油墨的连结料与一般油墨是相同的，而连结料主要是影响着油墨的印刷适性，所以从原理上讲，凸版、平版、凹版、丝版和柔性版都可以用磁性油墨印刷。因此，磁性印刷可以是凸版印刷、平性印刷、凹性印刷、丝印刷和柔性版印刷。凸版印刷已大部分被平版所取代，运用的场合越来越少，所以这里就不再专门论述。

一、平版印刷

（一）平版印刷的基本特点

产版印刷工艺与凸版印刷、凹版印刷等工艺相比，有着它的独特之处，简要归纳如下：

1．平版印刷的印版，其空白部分和图文部分几乎在印版的同一平面上

平版印刷的印版形态，其空白部分和图文部分在不借助仪器鉴别的情况下，几乎处在版面的同一平面上。利用油、水不相溶的规律（也就是油、水对不同的固体表面具有选择性吸附的能力），通过技术处理，在同一平面的印版上构成亲油疏水的图文部分和亲水疏油的空白部分。在印刷过程中，先由润湿机构对印版空白部分涂布均匀适量的水，使空白部分不吸附油墨，然后再由着墨机构使图文部分吸附适量的油墨，通过压印机构完成图文的转移复制，从而达然后紧固到印刷的目的。

2．平版印刷的印刷方式是一种间接印刷，印版上的图形是“正形”的

平印印版上的油墨不直接传递给印张，而是先通过弹性体的中间滚筒。即在印刷过程中，印版图文上的油墨先转移到橡皮滚筒上，橡皮滚筒上的油墨再转移到承印材料上。因此其图文是“正形”的，属间接印刷。

橡皮滚筒表面所包裹的橡皮布有两个特性：一是有较好的疏水、亲油的特性，能充分地传递油墨，并限制水分的传递；二是橡皮布具有弹性，可以在较大的印刷压力和压缩变形的情况下印得结实而扩大率小的印迹。

3．点成色

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平印产品呈现的色彩千变万化，其色彩的形成是由点和色墨套叠而成的，并且点成色是主要的。它是以光色理论作指导，运用点重叠、并列的手段，以三原色加黑（四色）的理论，通过照相分色或电子分色，把图画的色彩争解成纹角度不同的黄、品红、青、黑等四种色版，然后用四色印版，套印交叠再现出无数众多层次及色彩，获得色彩非常丰富的艺术复制品。

4．多色套印，印刷幅面范围广

平版印刷能印刷单色文字版，但主要是多色套印。印刷幅面可大可小（四开以下至双全张）并且可同时印有点和实地的多色产品，成品的画面平整，色彩鲜艳，是凸版印刷方式所不及的。

（二）平版印刷的基本原理

平印印版的图文和空白部分几乎处在同一个平面上，但这两部分对于水和油的亲疏关系具有完全相反的性质。图文部分是亲油疏水的，而空白部分是亲水疏油的。因此，在印刷过程中，图文部分吸附油墨，排斥润版液，而印版的空白部分吸附润版液，排斥油墨。在印刷过程中，空白部分首先被润版液润湿，随后图文部分被油墨涂布，接着图文部分的油墨转移到纸张上。因此，平版印刷是根据油、水不相溶的原理，把印版上的图文转印至承印物上面的。

1．水、油不相溶原理

润版液的主要成分是水，水是由氢原子和氧原子组成的。氢的电负性为2．1，氧的电负性为3．5，故水分子中的O－H键的极性很强。

实验证明，水分子的结构式如图2－23所示，分子中的两个O－H键之间成104°45的夹角。水分子的偶极矩不等于零，分子中正电荷的“重心”与负电荷的“重除尘布袋心”不能重合在一起，使得氢原子的一端带正电，氧原子的一端带负电，于是显示了很强的极性，因此水分子是极性很强的极性分子。极性分子之间由于相互间的静电引力，对其他极性分子便有一定的亲合力，由极性分子构成的物质对水也有亲合力。凡是对水有亲合力的物质都叫亲水物质。金属无机盐和金属氧化物等都是极性结构的物质，它们能和水产生很强的亲合力，是亲水物质。还有些物质，分子的结构是对称的，因而分子便失去极性。在二氧化碳分子O＝C＝O中，虽然共用电子对偏向氧，每个C＝O键（氧原子部分带负电荷，碳原子部分带正电荷），但由于两个C＝O键是在一直线上，即几何结构是对称的微型车，两个键的极性互相抵消（见图2－240，在整个CO2分子中，正、负电荷的绷缝机重心是重合的，所以它是非极性分子。各种饱和烷烃的有机化合物都是分子结构对称的物质。

非极性分子对非极性分子有亲合力，而对极性分子没有亲合力，这是根据结构相似的物质互溶的原理得到的结论。所有非极性分子构成的物质，其分子对水分子都没有亲合力，这种物质叫做疏水物质。在有机化学中，“油”是非极性有机液体的总称，因此，疏水物质就一定有亲油的性质。

当一些极性的官能团，如羟基（－OH）、氨基（－NH2)、羧基（－COOH）、羰基（－COH）、硝基（NO2）等，引入疏水物质以后，疏水物质就有了一定的极性，并因此产生了亲水性。这种亲水性的大小，取决于该物质分子中碳链的长短，碳链愈长，分子的非极性愈强，亲水性就愈低，疏水性就提高了。

2．印版的亲水性和亲油性

润湿是固体表面吸附液体的过程。固体被润湿的程度用接触角的大小来度量。

将液滴滴在固体表面（图2－25），则形成三相：S－固体，L－液相，G－气相。三相的交点为E。从E点向气相作液滴的切线与固相表面形成的平夹角 称为接触角。

角愈大，液滴隆起，固体表面被润湿的程度愈低；反之

角愈小，液滴愈平，因而固体表面被润湿的程度愈低；反之

角愈小，液滴愈平，因而固体表面被润湿的程度愈高。所以，可用接触角的大小来度量固体表面被润湿的程度。一般，把θ＝90定为固体表面是否被润湿的界限。θ＞90，为不润湿；θ＜90，为被润湿。 愈小，润湿性愈好，θ＝0时，液体在固体表面完全润湿。

把各种常用金属做成光滑的平板，将其表面处理洁净，并在其上滴水，测定水滴在这些金属表面的接触角。按测得的接触角大小顺序排出如下：

θCu＞θFe＞θZn＞θAl＞θNi＞θCr

如改用油做上述试验，测定油在各种金属板表面上的接触角，按其大小排出的顺序如下：

θCu＜θFe＜θZn＜θAl＜θNi＜θCr

由此得到的各种金属的亲水性和亲油性的增大趋势可表示如下：

从中可以看出，铜的亲水性最差，而亲油性最好；铬的亲水性最好，而亲油性最差。既有高度的亲水性，又有高度的亲油性，这样的金属无法找到。要使同一块版材表面，既有亲油性能良的图文部分，又有亲水性能良好的空白部分，只能改变金属版材表面的性能。金属铝和锌的亲水性和亲油性都是中等程度，润湿性能容易改变。因此，平版印刷中选择铝或锌板做版材。为了改善铝质印版在暴露前落后行属性测试(通常这些是拉伸性能和冲击性能)对水的润湿性能，应在其表面形成稳定的金属氧化物的亲水薄膜。由于亲合力的作用，水和印版之间的附着力大于水分子之间的内聚力，因而水便附着在金属无机盐或金属氧化物的表面上，提高了印版对润版液的亲合能力。在印版表面涂布一层和油墨能产生亲合力的脂肪酸和脂肪酸盐，形成亲油薄膜，油墨就能附着在它上面了。

脂肪酸的分子结构是R－COOH，脂肪酸盐的分子结构是M（RCOO）n，式中M是金属离子，n是金属离子的化合价。它们分子的一端都是R，R是17个碳原子以上的碳链，在分子中显示出很强的非极性；分子的另一端是－COOH，具有微弱的极性。把脂肪酸或脂肪酸盐涂布在铝板或锌板上，脂肪酸或脂肪酸盐便以分子中极性的一端附着于金属的表面，而使分子中非极性的一端伸向空间，这就使得梓板或铝板的外层有了附着力。这个附着力大于油墨本身的内聚力时，油墨便被分开，有一部分附着到印版表面上了。硬化了感光树脂也具有良好的亲油疏水性，油墨也能很好地附着在它上面。

总之，在铝质印版或锌质印版表面形成稳定的脂肪酸、脂肪酸盐或醒化感光树脂的薄膜，便可改善油墨对印版的润湿性能，即提高了印版对油墨的亲合能力T 剪应力 单位为兆帕。

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