影响胶印水墨平衡因素之探讨

摘 要：水墨平衡是胶印生产中必须面对的问题，不能有效控制水墨平衡就无法印刷。文章通过对影响水墨平衡因素之讨论，不但给出了影响水墨平衡的七项因素，更重要的是针对这些因素我们应该从哪些方面入手去控制水墨平衡。文章具体对水、墨的表面张力、界面张力以及它们与印版润湿性的分析，以便我们用科学的态度调节水墨平衡，还通过乳状液的分析阐述乳化值的控制、润版液PH值的控制以及对所使用水的硬度、纸张的酸碱度的检测等的重要性。

关键词：水墨平衡；表面张力；界面张力；润湿性；乳状液；乳化值

一个平版印刷者每天在印刷机上操作能否完全地控制水墨平衡润湿现象呢？事实上他依靠经验。印刷者是否能正确的将水斗液作良好控制？印刷者在印刷过程中：给水、给墨、印刷，在水和墨中加入各种辅助剂，以达到各种效应，虽然他并不十分了解这些辅助剂的作用，而他经常依旧靠经验如此做。因此我们认为平版印刷者应该了解影响胶印水墨平衡的一些因素，应该利用正确的科学理论及实验结果来控制水墨平衡现象，为此作者收集有关水墨平衡现象的名词定义，以使印刷专业者更能了解油墨、水斗液、印刷三者间的关系，以使这些知识被真正了解和正确控制油墨与水的作用。

膠印印刷中，靠版水辊先对印版上水润湿，印版的空白部分亲水而吸附一定量的水分，图文部分亲油而不吸附水分；靠版墨辊对印版上墨，这时图文部分就会吸附一定量的油墨。再通过压印，水分和油墨经印版滚筒，橡皮滚筒转移到纸张上。这一过程的难点是水墨平衡，而影响胶印水墨平衡的有以下七项因素：油墨的表面张力、润版液的表面张力、水与油墨间的界面张力、油墨与印版图文间的润湿性、水与印版空白间的润湿性、油墨与印版空白部分的润湿性、水与印版图文部分的润湿性平版版面对液体的选择性吸附首先取决于极性与非极性，同极性相亲和不同极性不相亲和；另一方面取决于液体的表面张力的大小，此外印版空白部分是高能表面先接触什么液体就亲什么，因此胶印时必须先水后墨，才能使印版进行选择性吸附正常印刷。

1 表面张力

液体抗拒其表面扩张的力称为表面张力，假如液体被空气所包围，液体分子间相互吸引，在液体表面的分子有被其内部分子吸引向液体中心的现象。

不同的油墨其表面张力不同；油墨含水后其表面张力会发生变化；润版液的成分和含量不同，其表面张力也不同。例如：加入酒精后，其表面张力显著降低，与印版接触角降低，润湿效果更好。

2 界面张力

形成界面的两物质倾向于减少其共同接触面积的力称为界面张力。界面张力出现于液体与固体间或者两不相容液体之界面。液体与固体之间界面张力与润湿能力成反比。界面张力越小，接触角越小，润湿能力越强。如胶印中润版液滴在印版图文部位，甚至是图文部位的墨层上面后只有细微的改变，基本上是以水珠（接触角大）的形式出现，表明界面张力大；但如果滴在印版的非图文部位，由于润版液与印版非图文部分界面张力较小，所以很快就铺展开了。我们知道如果停止供水，对印版非图文部分来说，也会很快上墨而起脏；如果停止供墨，润版液也很快就会把印版图文部分的油墨洗掉。油墨与润版液的分离条件是两者有足够的界面张力差。

界面：两物质所接触之面称为界面。例如：润版液与印版非图文部分形成一个界面，油墨与印版图文部分形成一个界面，油墨与润版液之间也形成一个界面等。

3 润湿能力

一种固体与不同的液体有不同的润湿性，水珠在不同的固体上有不同的接触角（θ），此接触角是很有参考价值的，接触角越小润湿能力越强。

印版的表面是由图文部分和空白部分组成，空白部分是稳定的吸收极性液体，如润版液，而图文部分特别容易吸收同极性的液体，如油墨，这是一个规则，但每个规则都有例外，任何一个平版印刷都知道当停止供水时版面空白部分会沾墨，同样停止供墨后版面图文部分的油墨也会被洗掉。平版印刷的基本原理就是利用油水不相混溶以及油、水表面张力的大小不同来实现的。在此我们应注意油、水并非绝对不相混溶，且空白部分不会"完全"排斥油墨。另外，润版液还会通过空白部分、靠版墨辊进入输墨系统，这是一个事实。

4 乳状液

当两种液体放在一起两种液体间的界面张力高到使这两种液体不至于混合，一种液体在另一种液体中形成细小的水珠状，这就形成乳状液。润版液经由印版和靠版墨辊加入油墨中，就形成油与水的乳状液。在胶印中油墨与润版液互不相容，但要求其在一定程度上是可混合的，完全拒水的油墨不能应用在胶印中，一定量的润版液（一般要求具有15～26%的含水量）由于受挤压作用进入油墨中形成微珠分散其间，从而形成油包水型乳状液（乳化油墨）。

5 润版液

印刷厂使用的自来水是由水厂将地下水加入氯等处理后，变为自来水的。平版印刷者用此水配制润版液，由于对自来水无法完全控制了解，且自来水组成会因时间与地点而改变，所以平版印刷者应将自来水视为不稳定因素，要加以检测。

水的硬度：水的硬度是用以表示水中含有石灰量的一个名词，水的硬度是决定于溶解在水中碱性物质的量，假如增加水中石灰量，油墨中的脂肪酸与此水结合形成皂化反应，这些皂化物具有亲水性的同时也亲墨，它将沉淀在印版上使印版起脏，沉淀在墨辊上使墨辊发生墨转移困难，沉淀在水辊上使供水不良。显然平版印刷者必须尽量避免水的硬度过高。

PH值：水不单只有H2O分子组成，其中还有游离的氢离子和氢氧离子，氢离子与氢氧离子如果达成平衡就形成中性水，如果氢离子占优势称为酸性，反之为碱性。通常平版印刷者使用PH试纸进行检测，用一张石蕊纸浸入水斗液中，由变色的结果和彩色级数卡相比较，读出PH值。平版印刷PH值控制在5-6之间为宜。

6 酒精在水斗液中的作用

酒精是控制润湿性的重要添加物，酒精对润版液的PH值没有影响，酒精主要作用是降低水的表面张力同时提高水对印版的润湿力。

水中加酒精后能在印版上形成薄而均匀的水膜，因此印刷中可以减少供水量迅速达成水墨平衡。另外，酒精蒸发快，通过橡皮布传递到纸张上的水量减少，纸张大小改变也相对减少。同时蒸发时的散热效果，消除了机器各部分所产生的热。

7 纸张的影响因素

纸张是由吸水性强的纤维组成，纸张吸收或释放水分时可导致纤维膨胀或收缩，使纸张几何尺寸的变化，而且这种尺寸变化与纸张的抄纸方向有关，若纸张吸收水分，则横向膨胀较纵向膨胀显著得多。因此，胶印印刷进纸时多采用直丝进纸，避免套印不准时又无法通过工艺方法解决。

综上所述，影响水墨平衡的因素是多方面的，主要有水、墨的表面张力、界面张力，印版与水、墨的润湿性能，水中的添加剂、润版液的PH值以及墨、纸的因素等等，这些因素中的每一因素的改变都会破坏水墨平衡。因此，了解和掌握这些科学理论知识，有助于印刷专业者在印刷过程中指导印刷实践。平版胶印生产中水墨平衡是无法回避的，印刷者只要开机印刷就涉及到水墨平衡的问题。我们所关注的是，在印刷时能使胶印印刷在最短时间内达成水墨平衡，并且在印刷过程中尽量避免水墨不平衡的现象发生。

参考文献

[1]魏先福.印刷原理与工艺[M].中国轻工出版社，2014，1.

[2]冯瑞乾.印刷原理与工艺[M].印刷工业出版社，1999，4.

作者简介：唐宇平，男，副教授，从事印刷及印刷专业教学近30年，具有较强的印刷实践经验和丰富的印刷理论知识，曾主编《印刷概论》等教材。