影響膠印水墨平衡因素之探討

摘 要：水墨平衡是膠印生產(chǎn)中必須面對的問題，不能有效控制水墨平衡就無法印刷。文章通過對影響水墨平衡因素之討論，不但給出了影響水墨平衡的七項因素，更重要的是針對這些因素我們應(yīng)該從哪些方面入手去控制水墨平衡。文章具體對水、墨的表面張力、界面張力以及它們與印版潤濕性的分析，以便我們用科學(xué)的態(tài)度調(diào)節(jié)水墨平衡，還通過乳狀液的分析闡述乳化值的控制、潤版液PH值的控制以及對所使用水的硬度、紙張的酸堿度的檢測等的重要性。

關(guān)鍵詞：水墨平衡；表面張力；界面張力；潤濕性；乳狀液；乳化值

一個平版印刷者每天在印刷機(jī)上操作能否完全地控制水墨平衡潤濕現(xiàn)象呢？事實上他依靠經(jīng)驗。印刷者是否能正確的將水斗液作良好控制？印刷者在印刷過程中：給水、給墨、印刷，在水和墨中加入各種輔助劑，以達(dá)到各種效應(yīng)，雖然他并不十分了解這些輔助劑的作用，而他經(jīng)常依舊靠經(jīng)驗如此做。因此我們認(rèn)為平版印刷者應(yīng)該了解影響膠印水墨平衡的一些因素，應(yīng)該利用正確的科學(xué)理論及實驗結(jié)果來控制水墨平衡現(xiàn)象，為此作者收集有關(guān)水墨平衡現(xiàn)象的名詞定義，以使印刷專業(yè)者更能了解油墨、水斗液、印刷三者間的關(guān)系，以使這些知識被真正了解和正確控制油墨與水的作用。

膠印印刷中，靠版水輥先對印版上水潤濕，印版的空白部分親水而吸附一定量的水分，圖文部分親油而不吸附水分；靠版墨輥對印版上墨，這時圖文部分就會吸附一定量的油墨。再通過壓印，水分和油墨經(jīng)印版滾筒，橡皮滾筒轉(zhuǎn)移到紙張上。這一過程的難點是水墨平衡，而影響膠印水墨平衡的有以下七項因素：油墨的表面張力、潤版液的表面張力、水與油墨間的界面張力、油墨與印版圖文間的潤濕性、水與印版空白間的潤濕性、油墨與印版空白部分的潤濕性、水與印版圖文部分的潤濕性平版版面對液體的選擇性吸附首先取決于極性與非極性，同極性相親和不同極性不相親和；另一方面取決于液體的表面張力的大小，此外印版空白部分是高能表面先接觸什么液體就親什么，因此膠印時必須先水后墨，才能使印版進(jìn)行選擇性吸附正常印刷。

1 表面張力

液體抗拒其表面擴(kuò)張的力稱為表面張力，假如液體被空氣所包圍，液體分子間相互吸引，在液體表面的分子有被其內(nèi)部分子吸引向液體中心的現(xiàn)象。

不同的油墨其表面張力不同；油墨含水后其表面張力會發(fā)生變化；潤版液的成分和含量不同，其表面張力也不同。例如：加入酒精后，其表面張力顯著降低，與印版接觸角降低，潤濕效果更好。

2 界面張力

形成界面的兩物質(zhì)傾向于減少其共同接觸面積的力稱為界面張力。界面張力出現(xiàn)于液體與固體間或者兩不相容液體之界面。液體與固體之間界面張力與潤濕能力成反比。界面張力越小，接觸角越小，潤濕能力越強(qiáng)。如膠印中潤版液滴在印版圖文部位，甚至是圖文部位的墨層上面后只有細(xì)微的改變，基本上是以水珠（接觸角大）的形式出現(xiàn)，表明界面張力大；但如果滴在印版的非圖文部位，由于潤版液與印版非圖文部分界面張力較小，所以很快就鋪展開了。我們知道如果停止供水，對印版非圖文部分來說，也會很快上墨而起臟；如果停止供墨，潤版液也很快就會把印版圖文部分的油墨洗掉。油墨與潤版液的分離條件是兩者有足夠的界面張力差。

界面：兩物質(zhì)所接觸之面稱為界面。例如：潤版液與印版非圖文部分形成一個界面，油墨與印版圖文部分形成一個界面，油墨與潤版液之間也形成一個界面等。

3 潤濕能力

一種固體與不同的液體有不同的潤濕性，水珠在不同的固體上有不同的接觸角（θ），此接觸角是很有參考價值的，接觸角越小潤濕能力越強(qiáng)。

印版的表面是由圖文部分和空白部分組成，空白部分是穩(wěn)定的吸收極性液體，如潤版液，而圖文部分特別容易吸收同極性的液體，如油墨，這是一個規(guī)則，但每個規(guī)則都有例外，任何一個平版印刷都知道當(dāng)停止供水時版面空白部分會沾墨，同樣停止供墨后版面圖文部分的油墨也會被洗掉。平版印刷的基本原理就是利用油水不相混溶以及油、水表面張力的大小不同來實現(xiàn)的。在此我們應(yīng)注意油、水并非絕對不相混溶，且空白部分不會"完全"排斥油墨。另外，潤版液還會通過空白部分、靠版墨輥進(jìn)入輸墨系統(tǒng)，這是一個事實。

4 乳狀液

當(dāng)兩種液體放在一起兩種液體間的界面張力高到使這兩種液體不至于混合，一種液體在另一種液體中形成細(xì)小的水珠狀，這就形成乳狀液。潤版液經(jīng)由印版和靠版墨輥加入油墨中，就形成油與水的乳狀液。在膠印中油墨與潤版液互不相容，但要求其在一定程度上是可混合的，完全拒水的油墨不能應(yīng)用在膠印中，一定量的潤版液（一般要求具有15～26%的含水量）由于受擠壓作用進(jìn)入油墨中形成微珠分散其間，從而形成油包水型乳狀液（乳化油墨）。

5 潤版液

印刷廠使用的自來水是由水廠將地下水加入氯等處理后，變?yōu)樽詠硭摹Ｆ桨嬗∷⒄哂么怂渲茲櫚嬉海捎趯ψ詠硭疅o法完全控制了解，且自來水組成會因時間與地點而改變，所以平版印刷者應(yīng)將自來水視為不穩(wěn)定因素，要加以檢測。

水的硬度：水的硬度是用以表示水中含有石灰量的一個名詞，水的硬度是決定于溶解在水中堿性物質(zhì)的量，假如增加水中石灰量，油墨中的脂肪酸與此水結(jié)合形成皂化反應(yīng)，這些皂化物具有親水性的同時也親墨，它將沉淀在印版上使印版起臟，沉淀在墨輥上使墨輥發(fā)生墨轉(zhuǎn)移困難，沉淀在水輥上使供水不良。顯然平版印刷者必須盡量避免水的硬度過高。

PH值：水不單只有H2O分子組成，其中還有游離的氫離子和氫氧離子，氫離子與氫氧離子如果達(dá)成平衡就形成中性水，如果氫離子占優(yōu)勢稱為酸性，反之為堿性。通常平版印刷者使用PH試紙進(jìn)行檢測，用一張石蕊紙浸入水斗液中，由變色的結(jié)果和彩色級數(shù)卡相比較，讀出PH值。平版印刷PH值控制在5-6之間為宜。

6 酒精在水斗液中的作用

酒精是控制潤濕性的重要添加物，酒精對潤版液的PH值沒有影響，酒精主要作用是降低水的表面張力同時提高水對印版的潤濕力。

水中加酒精后能在印版上形成薄而均勻的水膜，因此印刷中可以減少供水量迅速達(dá)成水墨平衡。另外，酒精蒸發(fā)快，通過橡皮布傳遞到紙張上的水量減少，紙張大小改變也相對減少。同時蒸發(fā)時的散熱效果，消除了機(jī)器各部分所產(chǎn)生的熱。

7 紙張的影響因素

紙張是由吸水性強(qiáng)的纖維組成，紙張吸收或釋放水分時可導(dǎo)致纖維膨脹或收縮，使紙張幾何尺寸的變化，而且這種尺寸變化與紙張的抄紙方向有關(guān)，若紙張吸收水分，則橫向膨脹較縱向膨脹顯著得多。因此，膠印印刷進(jìn)紙時多采用直絲進(jìn)紙，避免套印不準(zhǔn)時又無法通過工藝方法解決。

綜上所述，影響水墨平衡的因素是多方面的，主要有水、墨的表面張力、界面張力，印版與水、墨的潤濕性能，水中的添加劑、潤版液的PH值以及墨、紙的因素等等，這些因素中的每一因素的改變都會破壞水墨平衡。因此，了解和掌握這些科學(xué)理論知識，有助于印刷專業(yè)者在印刷過程中指導(dǎo)印刷實踐。平版膠印生產(chǎn)中水墨平衡是無法回避的，印刷者只要開機(jī)印刷就涉及到水墨平衡的問題。我們所關(guān)注的是，在印刷時能使膠印印刷在最短時間內(nèi)達(dá)成水墨平衡，并且在印刷過程中盡量避免水墨不平衡的現(xiàn)象發(fā)生。

參考文獻(xiàn)

[1]魏先福.印刷原理與工藝[M].中國輕工出版社，2014，1.

[2]馮瑞乾.印刷原理與工藝[M].印刷工業(yè)出版社，1999，4.

作者簡介：唐宇平，男，副教授，從事印刷及印刷專業(yè)教學(xué)近30年，具有較強(qiáng)的印刷實踐經(jīng)驗和豐富的印刷理論知識，曾主編《印刷概論》等教材。