浅谈水墨平衡

陈晓红

［摘要］水墨平衡是胶印的基础。胶印是利用油墨和水相斥(不相溶)原理，使油墨和水同时在印版上存在并保持相互平衡，来实现图文的正确转移，获得层次丰富、图像清晰、色彩鲜艳的印刷效果。在实际印刷过程中，由于水膜和墨膜不断受到诸多可变因素的影响，因此要保持严格的水墨平衡是不可能的，平衡只是一个相对的概念，是一个动态的平衡。

［关键词］胶印调节印刷材料印刷质量

印刷中最基本的印刷原理是利用油水不相溶、印版具有选择性吸附的两大规律使油墨和水在印版上保持相互平衡来实现网点转移,并以此达到印刷品图像清晰、色彩饱满的效果。

印刷版面上油墨和水必须同时存在、保持平衡,其目的是既要保持图文印刷区最大的载墨量,使墨色鲜艳、饱和、网点清晰光洁,又要保持非印刷区高度干净整洁,这种供水量和供墨量的平衡关系称为水墨平衡。在胶印过程中，水墨平衡是否恰到好处，与印迹的正常转移、墨色深浅、套印的准确性以及印刷品的干燥状态有着十分密切的关系。能否正确掌握和控制水墨平衡，是确保印刷品质量稳定的关键。

1、水墨平衡

在四种印刷方式中，只有一种方式在油墨转移的原理上明显的不同于其他三种印刷方式，这就是平版印刷，也就是我们平常所说的胶印。在一定的印刷速度和印刷压力下，调节润版液的供给量，使乳化后的油墨，所含润版液的比例小于26%，形成轻微的W/O型乳化油墨、用最少供液量和印版上的油墨相抗衡。胶印是利用油和水互不相溶的自然规律，在印版上构成图文及空白部分，胶印的印版分为亲水疏油的空白部分和亲油疏水的图文部分。在印刷过程中，先给水后供墨，对印版既供墨又供水，空白部分、图文部分分别选择性地吸附水和油墨，然后形成均匀的水膜和墨膜。如果在理想的水墨平衡状态下，印版的空白部分附着润版液，图文部分附着油墨，油墨的乳化状态有两种：当水大墨小时，形成'水包油（O/W）'型；当水小墨大时，形成'油包水(W这些水膜和墨膜在一定的印刷速度和压力下，经过滚筒、墨辊之间的挤压，就会融合在一起，使油墨乳化。／O)'型。当水和油墨达到理想的供给量，乳化后的油膜中水与油墨的体积之比在15％～26％之间，形成轻微程度的油包水'(W／O)'型油墨，从而使印版上的水量与油墨量相互抗衡，这时，就达到水墨平衡。水墨平衡是构成平版印刷的基础。在胶印过程中，水墨平衡是否恰到好处，与印迹的正常转移、墨色深浅、套印的准只有当润版液的表面张力和油墨的表面张力相等时，两者的界面上的扩散压为零，润版液与油墨在界面上保持相对平衡、互不浸润，这种情况下印刷效果才理想。但实际印刷中，水墨平衡是一个动态平衡，是时刻都在变化的。确定以及印刷品的干燥状态有着十分密切的关系。能否正确掌握和控制水墨平衡，是确保印刷品质量稳定的关键。

2、水墨失衡对印刷的不利影响

水墨平衡失调对印刷造成的影响可以归纳为以下4种情况：

1)水小墨小时：水墨供给量都达不到量的要求，这时由于印版的水量不足以形成水膜，版画空白部分没有足够的斥墨能力，不能与油墨抗衡，就容易吸附墨辊上的油墨，导致空白部分上脏；同时由于供墨量也小，图文部分吸墨量不足，这样就会导致印迹发虚、暗淡，图文不结实、缺少光泽。

2)水小墨大时：由于供水量不足，版面空白部分不能形成斥墨的水膜抗拒油墨，墨辊上的油墨就很容易吸附到空白的非图文区，产生粘脏；网点不清晰和网点扩大严重，导致图像失去层次，文字也容易糊版，尤其是反白细小文字；由于水小，对结构不同的图文区缺水程度不一样，也容易造成版面墨色不匀。

3)水大墨小时：版面的水分过大，不仅印版水膜过厚，而且水分会沿着墨辊传布，经过滚筒、墨辊的相互挤压，油墨乳化加速，形成了'水包油(O／W)'型乳化状态，从而阻碍了油墨的正常传输。图文区得不到饱和的油墨，甚至不上墨，图文墨色逐渐变浅，印迹不结实，网点实虚、灰暗，失去光泽，图像虚蒙，缺乏层次。另外，由于水量较大，纸张吸湿后会造成变形伸长，影响套印。

4)水大墨大时：由于版面水分过量，水分不断向墨辊传布，油墨乳化过度，油墨的粘度和内聚力降低，油墨传输受阻。尽管墨量大，但多在墨辊表面上堆积，而版面墨量反而减少，导致墨色逐渐变浅，颜色偏淡，色彩陈旧，图像无光泽和层次。这时即使再增加供墨量也不会改善效果，并同时会出现水辊粘脏和版面'浮脏'的现象；由于油墨中水分较大，引起其性能改变，尤其是干燥性能恶化，印迹干燥变得缓慢，容易导致印刷品粘脏、蹭脏。

正确的水墨平衡条件是：在保证多原色实地密度达到标准的前提下，以最少的水量来实现水墨平衡。

3、产生水墨平衡的条件

众所周知，水墨平衡是做好胶印的先决条件。当传水辊磨损时，磨损处就会出现上水量过大的现象。此时如果没有备用的传水辊，可以将封口胶带贴在传水辊表面，以减少上水量。

在印刷过程中,即便输水装置调整和操作正确,但由于受停机的影响、印刷车间的温湿度变化、印刷机器的运行速度、油墨、纸张的种类、版面空白部位随着印刷份数的增多而使亲水性能减弱等情况的制约,也会直接影响到水墨平衡。

1）印版必须具有牢固的图文基础和空白基础,保持亲油和亲水相对稳定。若某一条件不具备,就会使水墨失去平衡。

2）砂目的粗细要控制好。印版表面的砂目必须保持均匀细密,具有一定的物理强度,使图文和空白部分有牢固的依附基础并有良好的储水条件。

3）车间温度、湿度要恒定。原则上要求车间具有恒温、恒湿的条件,因为温度的变化会引起油墨的粘度、流动性的变化,温度升高使水分蒸发,从而使水墨失去平衡。尤其是树脂油墨,对温度很敏感。最好是安装空调,把温度控制在２０℃～２５℃范围内。

4）机器要匀速运转。在生产中机器运行必须保持正常速度和匀速运转,机器忽快忽慢,易使水墨平衡失去控制。

5）要掌握不同类型的纸张、油墨等原材料的特性。印刷所用油墨和纸张的性能差别很大,使用不同的纸张、油墨,对水墨平衡有不同的要求。如纸张有质地紧密与疏松之分,含水量大小之分;油墨有粘度、流动性、颜料颗粒大小之分等。在印版、温度、湿度等相同条件下,必须掌握它们性质的变化。

6）干燥油用量要适度。油墨中放干燥油,促使油墨干燥加速,但干燥油又促使油墨粘滞,因而,干燥油用量不适是使水墨平衡失去控制而脏版的主要因素。

7）润版稀释液ＰＨ值不宜波动。润版液的ＰＨ值也是影响水墨平衡的重要条件。必须使之恒定,避负大范围波动。

8）正确调整压力。印刷机必须有精确的滚筒压力、墨辊压力和水辊压力,这三种压力直接决定着水墨平衡。

水墨平衡恰到好处，油墨就能得到较为理想的转移，从而实现网点光沾、整齐、图像清晰、层次丰富，色彩鲜艳、饱和的印刷效果，并保证套印的准确性以及促进印刷品的干燥，同时又确保空白部分干净、整洁。

4、如何控制水墨平衡

保持水墨平衡，首先应管理好水。深刻理解水的性质和作用，是管理好水的基础。水广泛分布在自然界中，他是无色无味的透明液体。水是偶极物质，能与许多其它物质相溶解。但也有与它不相溶的物质，例如，它与油类就是不相相溶的，与其能相溶的物质也有亲疏之别，从金属的亲水性能排列次序上就能看得出来。下面的排列是亲水性能由强到弱的次序：钾，钙，钠，镁，铝，锌，铬，铁，镍，锡，铅等，我们用的印版机就是亲水性能较好的铝金属制成的。

胶版印刷油墨一般采用抗水性好、色彩鲜艳、透明度、饱和度、纯度都比较好的油墨。油是非极性物质，在常规条件下与水不相混溶。世界上任何事物都不是纯粹的单一元素的物质，油墨的斥水性也是这样。从油的分子结构上看，油分子中各类脂肪主要有两个部分组成:一部分为很长的碳氢链，具有斥水亲油性，称为斥水基团；另有极小部分具有斥油亲水性，称为亲水基团。这两个基团互相联系又互相矛盾，性质完全相反的基团存在于一个分子中，前者为疏水亲油的斥水基，呈非极性，后者为斥油亲水基，呈极性。也就是说，油具有两重性，既是非极性，又具有极性成分，既存在油水不相混溶性，又存在油水混溶的可能性。但是，由于亲水斥油的极性羧基基团在整个油分子中为数极少，在油分子中只处于从属地位，而非极性的斥水亲油基团占绝对多数，在整个油分子中占取了支配地位，因而油在常温常压下，呈油水不相混溶的特征。通过以上的分析和探讨可知，胶印工艺要使油墨一点也不乳化，是不可能的。关键是要掌握得当，达到水墨平衡。

5、润版液的组成、作用及使用

1)润版液的选用应十分慎重，要考查其是否具有以下成分：缓冲剂、印版保护剂、润湿剂、防腐剂、干燥剂。生物杀灭剂和防泡沫剂等。

缓冲剂主要起稳定润版液pH值的作用，因润版液原液一般呈酸性，随着缓；中剂添加量的变化，润版液的pH值会有较大的波动，添加量不合适将影响印版的使用寿命(对印版产生腐蚀)．另外还会使油墨干燥困难，特别是含有金属颜料的油墨。

印刷过程中，润版液一直和印版接触，印版的非图文部分(无机盐层)会不断溶解，从而使印版的亲水性降低，导致脏版现象。印版保护剂则可不断补充溶解的无机盐层，维持动态平衡，保证印版稳定的亲水性。印版保护剂还含有护版胶，出现临时停机的情况也不用擦版。

印刷过程中，在不脏版的前提下用润版液越少越好，因此润湿剂很重要。润湿剂可以降低润版液的表面张力，使水分均匀地分布在印版上，用较少的润版液就可以达到良好的润湿效果。一般传统润版液中的酒精添加量在15％以上，而现代新型润版液中含有润湿剂，可大幅降低酒精的用量。

防腐剂可保护金属部件，因为润版液呈弱酸性，对印刷机的金属部件有腐蚀性；干燥剂可促进油墨的干燥；生物杀灭剂可防止藻类及微生物在水路循环系统中的滋生，避免管路的堵塞；防泡沫剂可防止泡沫的生成，因为水箱中的大量泡沫不利于对印版的润湿。

现代新型润版液应含有上述成分，另外，用户选择时还应结合印刷厂的水质及其他条件，对工厂用水的硬度、电导值、pH值进行测试。润版液生产商也应根据用户的水质条件提供适用的润版液及相关参数，这些控制参数主要包括润版液原液添加量、异丙醇(酒精)添加量、润版液的pH值和电导率等。

2)润版液的使用

润版液原液的添加量一般控制在2％～3％，但如果缺少必要的量取工具，或遇到自动抽取设备出现障的情况，操作人员往往只能凭经验添加，这就引发了润版液用量控制中的很多问题。

如果润版液原液添加量过少，则印刷时易脏版，调机时间长；不易达到水墨平衡，难以取得满意的墨色效果，增加机器锈蚀的危险。如果润版液原液添加量过大，则油墨易过度乳化，墨色不易控制；发生甩墨、飞墨现象，污染水斗和水辊；墨辊不上墨，油墨易堆积在橡皮布上。

为了解决这些问题，人工添加润版液时需配备标准量具，以保证定量添加；如果有自动添加装置，应定期检查、维护，以保证其正常工作。

使用现代新型润版液时，酒精的添加量应控制在10％以内，一般操作人员会认为酒精添加量越大越不易脏版，故酒精用量总是偏大。其实不然，当酒精用量过高时，会使纸张表面溶解加剧，印品易出现纸毛纸粉；油墨易过度乳化，影响印品质量。

pH值和电导值两个参数通常用来反映润版液的状况，并通过其进行监控。试验证明，pH值在4.8～5.3范围内时，印刷最稳定，印版寿命最长，印品质量最好，水墨平衡最易控制，pH值不仅由润版液原液添加量决定，还受纸张酸碱性的影响。电导率一般应控制在(1400±200)μs，电导值易受水的硬度、酒精用量、灰尘及油墨混入物的影响，故电导值在800～2000μs允许的，但当润版液看起来明显已受到污染时，就必须重新配制。总之，在印刷过程中控制好润版液，往往会有事半功倍的效果。

6、水墨平衡失调的现象分析

如何实现水墨平衡，操作者不仅要了解和研究水墨相互间的有机联系，相互间的制约因素以及它们之间产生微妙变化的规律，还应该分析和探讨水墨不平衡时所导致的不良后果.

1）水小墨也少的现象分析：在印刷过程中，印版在空白部分有一定的水膜存在，当水膜与油能抗衡时，就不会被墨辊上的油墨沾脏，如果水分过小，水层的量不能抗拒油墨对空白部分的吸附，则空白部分会沾附油墨，产生挂脏，供墨量少则会使印品字迹无光泽，浅淡发灰,印迹不实,印迹中布满雪花似的白点.在这种状态下，虽然也达到了"水墨平衡",但这种"水墨平衡"不是我们所要的"水墨平衡".

2）水少墨多的现象分析：此时最易产生印品墨色不均,挂脏,某一部位或大块版面由于缺水导致糊版,糊字.同时印品的印迹墨色也比较深,使印品变的黑糊糊，网点不清晰,尤其对细微网点的再现影响最大，图象分不清层次.

3）水大墨少的现象分析：如果版面的水分过大，逐步传布到所有的墨辊表面,形成一定厚度的水层,阻碍了油墨的正常传送油墨的乳化速度加快,印迹墨色逐渐不饱和，图文变浅，字迹发虚，发灰，发毛，发花，暗淡无光。印迹周围有晕虚不利落，图像不清晰，无层次。

4）水大墨多的现象分析：当版面水分过量时，墨色会变浅，往往会盲目的认为供墨量少，因而不断增加墨量，长时间的循环往复，油墨乳化失去了稳定性，造成水墨不平衡的恶性循环，导致油墨严重乳化，堆聚在墨辊表面，使印刷无法正常进行。

参考文献：

［1］《胶印的使用和调节》.

［2］《印刷材料》.

［3］《胶印工艺与胶印机操作》.

［4］《PS术及应用》.

［5］《胶印技术问答》.

［6］《印刷机与质量控制技术》等.