金属印刷酒精润湿的应用分析

    对酒精润湿的原理进行了深入的阐述，列出了酒精润湿液的一般配方，讨论了酒精用量和润湿效果之间的关系，从而得出了酒精润湿的特点；并分析了马口铁的性能及其印刷特点，对酒精润湿系统在马口铁印刷中的应用进行了研究，对我国特种印刷业有一定的指导作用。

      金属印刷，在我国属于特种印刷行业，但随着包装印刷的快速发展，金属包装品的广泛应用，金属印刷的应用愈来愈广。但在我国金属印刷由于起步慢，并且重视不够，金属印刷的质量不尽人意。

      金属印刷(马口铁印刷)工艺利用油墨和水不相混合原理，即在Ps印版的空白部分亲水斥油，图文部分亲油斥水，印刷时先给印版润湿使空白部分先吸附水膜，再给印版上油墨，图文部分着墨印刷。由于外观印刷要求精美、套印精准、防伪、低废品率等，采用常规的润湿，印品质量差，已难以达到上述要求。尤其在马口铁平版胶印工艺中，由于马口铁对橡皮滚筒带来的水份毫无吸收性，所以水份很容易滞留在各滚筒之间。若采用普通润版系统，操作者很难掌握好印铁工艺中的水墨平衡。这样就会引起下列弊端：

(1)水在油墨中过多会引起油墨乳化，墨迹清淡，网点不清晰，同时水份过多会阻挠油墨在墨辊之间的正常传递；

(2)版面水份过多，印刷中断前后，墨色差距较大，影响产品色彩一致性；

(3)水量过小，使印刷糊版，水胶套润版尤为明显；(4)传统水胶套的间歇式输水容易使润版不均或产生水杠。因此先进的印铁机常采用酒精润湿装置，如：英国著名印铁机制造商CRABTRFF(确丽)公司、日本富士公司都采用酒精润湿，能够满足金属印刷的要求，但价格比较高。

1 酒精润湿原理

1．1 酒精润版液

    酒精型润版液中的主要成分为酒精，加上适量的磷酸和亲水胶体。酒精又称乙醇，是烃链很短的有机溶剂，为极性分子。由于分子的氢键缔合作用，与水能够形成共沸点混合物，与水分子产生氢键缔合。醇分子和水分子氢键缔合的结果，能显著地降低水的表面张力，增加了溶液对版面的亲和力，排斥了油墨对空白部分的侵蚀。酒精型润版液中，乙醇的含量一般为10％ ～30％。有时为了降低成本，可以用异丙醇来代替酒精，使用配方一般为13％ ～18％异丙醇、1％～2％小量阿拉伯树胶、2％ ～3％润版液、77％ ～84％水混合组成。见表1

1．2 酒精润版的原理。

    印版的表面是由金属盐层及金属氧化物和感脂层构成。金属盐层及金属氧化物层和感脂层将整个印版分成了亲水和亲油两类表面区域。因此水和油墨在亲水和亲油域上能发生选择性吸附，所以使得版面图文部分亲油而吸附油墨，空白部润版液在印版上的选择性吸附理论表现为：

1)表面能理论。

     从物理学可知，由于分子与分子之间存在着相互吸引的作用，所以液体的表面层具有内部所没有的特性。固体表面与其内部分子之间的关系和液体的完全相同，只是固体表面的形状是一定的，界面张力的作用表现为气体或液体分子在固体表面上的吸附。液体表面边界单位长度上的力为表面张力，单位为N／m。由于表面张力的存在，在没有外力作用时，液体都具有自动收缩其表面成为球形的趋势。

     印刷油墨的表面张力一般在(3．0—3．6)×10～N／m，而润版的图文表面上吸附并铺展开来，但是水不能在亲油基表面上铺展，因为油墨在形成图文的亲油基铺展，可导致体系能量的下降，从能量数据来看，这是一个释放能量的过程。

2)极性理论。

    在分子当中，正、负电子数量相等，整个分子是中性的。但是，对于正、负电荷而讲，其电荷中心可能聚在一点上，也可能在不同点，当正负电荷中心分处两点时，整个分子具有了极性；如正负电荷中心在同一点时，则整个分子不具备极性。正是因为物质之间存在这种极性现象和同类相吸的规律，即极性分子吸附极性分子，非极性分子吸附非极性分子，所以当具有强极性的润版液在通过同样为强极性的版基时，就能够被版基吸附，而图文部分的分子(感光化合物)是非极性分子，不吸附酒精溶液，从而实现润版液的选择性吸附。

1．3 酒精用量与润湿效果

    由图1知，水滴在固体表面上的接触角比酒精溶液与固体表面的接触角0大。接触角的大小与水中加的酒精溶液多少有关。0角小，则相同体积的液滴与固体表面接触面积越大，润湿效果越好。

由杨式润湿方程可知：COS。=(b—c)／a

(1)式中：。为接触角；。为液体的表面张力；b为固体的表面张力；c为液体和固体的界面张力。润湿方程中b是由固体种类决定，是个常数，。，b和接触角成正比关系，要想使某种液体很好地润湿某液体表面，就要减小接触角。具体方法如下：

1)减小液体的表面张力；

2)减小液体和固体的界面张力。酒精浓度与表面张力的关系如图2所示。由图可知，当酒精浓度增~DB,-2，表面张力降低。也就是说在水里按一定比例添加酒精，可以降低水的表面张力，改变水对版面的润湿状态，减少印版表面的水量。但是也不是说酒精的含量越大越好，一般实际润版液中酒精的含量为6％ 一15％之间。

 1．4 酒精润湿的特点

     由于酒精能大大降低润版液的表面张力，改善润版液在印版上的成膜情况，因而对油墨的乳化程度较低，有利于油墨的传输和色彩的再现，其特点如下：

 1)能显著地降低水的表面张力，减少水的供水量，保持润版液的稳定性，容易达到墨色一致。由于酒精易挥发，大大地降低了油墨的乳化值，可以使印刷品墨色鲜艳，具有光泽。

 2)酒精型润版液可采用无绒水辊，因此避免因水辊绒老化影响产品质量，同时降低了生产成本。

 3)达到水、墨平衡所需时间少，墨量稳定，因此可以缩短辅助时间。但由于酒精易挥发，对人体健康和环保有一定的影响。

 2. 马口铁性能分析

2．1 马口铁印刷的特点

    马口铁印刷原理与平版胶印相类似，但由于其材料的特殊性，在印刷时应使其设备结构也相应地具有特殊结构，以适应马口铁印刷的需求 J。马口铁ED,~U具有以下特点：

 1)由于镀锡钢板的表面为镀锡层，具有闪光的色彩效果，再经过底色印刷，其印制出来的图文具有色彩鲜艳，层次丰富，视觉效果良好的特点。

 2)马口铁具有良好的力学性能和加工、成型性能，其印品可实现新颖、独特的造型设计，即可制造出各种异型筒、罐、盒等包装容器。

 3)马口铁良好的性能和其印刷油墨良好的耐磨性、耐久性，有利于实现商品的使用价值和艺术性的统一。

 3. 酒精润版系统在马口铁印刷中的应用酒精润湿液，一般是在普通润湿液中，加入乙醇或异丙醇配制而成的。异丙醇的作用和乙醇相似，但其挥发速度比乙醇慢。乙醇改善了润湿液在印版上的铺展性能，大大减少了润湿液的用量，故也减少了印张沾水和油墨的严重乳化。由于乙醇有较大的蒸发潜热，挥发时能带走大量的热量，使版面温度降低，网点增大值下降，非图文部分不易沾脏。因此，使用酒精润湿液，能印刷出高质量的精细胶印产品，近几年来颇受印刷界人们的推崇。

     但是，乙醇的挥发速度较快，如果不加控制，就会使润湿液因乙醇浓度的降低。表面张力上升，润湿性减弱，所以必须及时补充消耗掉的乙醇。同时，为了减少乙醇的挥发，应尽量把润湿液的温度控制在IO~C以下(最好是4～9~C)。因此，使用酒精润湿液的胶印机，一般采用图3所示的酒精润湿装置 ]，将润湿液连续地提供给印版，并配备有润湿液循环冷却、自动补加乙醇的辅助装备。水斗辊和计量辊是通过直流调速电机独立驱动，而着水辊和轴向串动桥辊则由印版滚筒齿轮带动。

The hint chart of alcohol wetting system

 3．1 酒精润湿供水装置

1)润版液预混合装置：将异丙醇、水和添加剂混合；

2)润版涂循环器：将润版液输送到冷冻水斗装置；

3)低温冷冻设备：将润版液温度保持在5℃左右，主要目的是防止异丙醇挥发和油墨乳化等故障；

4)水斗：需要良好保温层使润版液保持在5℃左右。

 3．2 控制水量方法

      此系统水量控制由压力、倾斜度和转速三方面相互调节来达到水墨平衡。

3．3 酒精润湿系统的优点

      由于酒精润版系统润版液用量小。版面工作温度低，浓度恒定从而改善了印刷质量的效果，

      另外在马口铁印刷中有以下几个特点：

 1)酒精润版系统各水辊的转动比例不同，(当辊筒和润版辊的传动比例为1：0．8时为理想状态)，此时润版液的传递量不管线速度如何变化都保持均匀一致，使水墨平衡达到印刷质量要求，另外这种比例的组合，还具有保护PS版表面的作用。

 2)摆动辊w ，可在润版辊与着墨辊之间摆动和左右串动，调节它可使润版辊上的润版更加均匀，还可去除印刷面的水线和印刷重影及墨屑等产品缺陷。

 3)风扇在工作时，既可降低油墨系统的工作温度。也可带走墨路中的水份，对保持油墨的印刷适性，降低油墨乳化起一定的作用。

 4)酒精润版系统连续式输水，可避免润版液分布不均和间歇式出水容易带来的水杠故障。

 4 结语

     可以看出，酒精润湿在金属印刷中具有很重要的作用，控制酒精的用量，提高酒精润版的效果，可以使金属印刷品的质量也有大幅度的提高。因此酒精润版在包装印刷行业有着广泛的应用前景。

来自: 中国金包网