CN109624484B - 一种基于电润湿的润版水施加方法及其系统与应用 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于电润湿的润版水施加方法及其系统与应用，所述方法包括以下步骤：1）在水斗中加入润版水；2）启动水辊，所述的水辊包括金属辊和覆盖在该金属辊外表面的介电层，将水辊的介电层部分与润版水接触；3）将水斗中的润版水和金属辊同时通电，使得润版水以连续、均匀水膜的形式从水辊传递至印版上，即可。本发明创造性的采用电润湿的原理进行润版水的施加，可大大降低润版水表面张力，在水辊表面稳定均匀地附着形成水膜，本发明可以大幅降低润版水中包括醇在内的表面活性物质的用量，甚至无需添加任何表面活性物质，即可实现高质量印刷，高效环保。

Description

一种基于电润湿的润版水施加方法及其系统与应用

技术领域

本发明属于印刷技术领域，具体涉及一种基于电润湿的润版水施加方法及其系统与应用。

背景技术

平版印刷是指在印刷时，印版上的图文部分与非图文部分几乎处于同一个平面上，为了能使油墨区分印版的图文部分和非图文部分，首先由印刷系统的润版水施加系统向印版的非图文部分供水，然后由印刷系统的供墨装置向印版供墨，由于印版的非图文部分受到水的保护，因此，油墨只能供到印版的图文部分，最后将印版上的油墨转移到橡皮布上，再利用橡皮滚筒与压印滚筒之间的压力，将橡皮布上的油墨转移到承印物上，完成印刷。印刷系统利用油水互不相溶的原理，而在印版的非图文部分涂布上一层薄薄的润版水膜，从而实现油墨在印版上的顺利印刷。

润版水在现有技术中是主要成分为水，并添加有一定添加剂的润版用液体的统称。印版上润版水膜的顺利形成在平板印刷中具有至关重要的作用，为了使润版水膜更容易顺利形成，则需要降低水的表面张力。因此，平版印刷的现有技术中，必须在润版水中添加酒精、异丙醇(IPA)或者是其他的醇类、醚类替代品，以实现降低水的表面张力的目的。然而，酒精、异丙醇或者是其他的醇类、醚类替代品也存在较多弊端：1、异丙醇含有害物质，因其属于易挥发物，对环境污染严重，而且在相对密闭的印刷车间中，挥发的异丙醇蒸气会重损害操作者的健康；2、酒精和异丙醇均属于易燃易爆品，因其闪点太低，容易燃烧和爆炸，非常不安全；3、增加印刷成本；4、会引起较多的印刷问题，乳化现象严重，印刷效果差等。因此添加醇类、表面活性剂等化学物质以降低润版水表面张力的方法在绿色安全生产、保护环境的趋势下势必难以长久。

现有技术中，已有专利公开了一种零醇类平版印刷系统，使用纯物理方法，通过在串水辊上布设刻有网纹的陶瓷层，并取消原串水辊上的喷砂层，采用将本身表面张力较大难以成膜的润版水在网纹上物理性分割的方式从而实现润版水的摊薄成膜，实现不添加醇类或醚类得到质量较好的印刷品。这种方法一定程度上缓解了现在具有印刷领域统治地位的平板印刷对醇类润版液的过度使用以及对环境造成的巨大压力，但是由于此种方法严重依赖串水辊的网纹结构，而由于印刷系统本身是机械作业，串水辊需不停进行横向、纵向运动，且串动距离为5-50mm，同时串水辊还需与水斗辊和到版辊接触，甚至出于控制印刷速度、供水量等目的，还需施加一定压力，从而导致串水辊表面网纹结构磨损、变形等问题难以避免，由于该系统对于网纹结构的过度依赖，一旦出现细小损伤，即需更换串水辊，不仅需停工延误开工，而且增加成本；而如果置之不理，则势必造成印刷质量与日递减，直至印刷品不合格。

电润湿（Electrowetting，EW）是指通过改变液滴与基板之间的电压，来改变液滴在基板上的润湿性，即改变接触角的现象。在现有技术中，电润湿被广泛用于显示器、流体操作、微变焦透镜等领域，但是用于润版水的施加和平板印刷上尚未见报道。

针对以上问题，有必要发明一种基于电润湿的润版水施加方法及其系统与应用。

发明内容

本发明的第一目的在于提供一种基于电润湿的润版水施加方法，第二目的在于提供一种基于电润湿的润版水施加系统，第三目的在于提供一种基于电润湿的润版水施加方法的应用。

本发明的第一目的是这样实现的，包括以下步骤：

1）在水斗中加入润版水；

2）启动水辊，所述的水辊包括金属辊和覆盖在该金属辊外表面的介电层，将水辊的介电层部分与润版水接触；

3）将水斗中的润版水和金属辊同时通电，使得润版水以连续、均匀水膜的形式从水辊传递至印版上，即可。

本发明的第二目的是这样实现的，包括金属辊、润版水槽、水槽电极，所述的金属辊为带电辊，所述的金属辊外表面覆盖有介电层，所述的润版水槽内呈弧状，所述的金属辊的下部位于润版水槽内，且介电层与润版水槽不接触，所述的水槽电极设于润版水槽内的底部。

本发明的第三目的是这样实现的，所述的方法在平板印刷中的应用，具体包括以下步骤：

1）通过所述的润版水施加方法使得润版水以连续、均匀水膜的形式传递至印版上，形成图案化的润版水膜；

2）通过油墨施加系统将油墨施加到所述印版上未被所述图案化的润版水膜覆盖的区域；

3）将所述印版上的图案转印到橡皮布上，并进而转印到印刷纸张上，完成印刷，即可。

与现有技术相比，本发明具有以下技术效果：

1、本发明创造性的采用电润湿的原理进行润版水的施加，可大大降低润版水表面张力，在水辊表面稳定均匀地附着形成水膜，本发明可以大幅降低润版水中包括醇在内的表面活性物质的用量，甚至无需添加任何表面活性物质，即可实现，高效环保。

2、本发明使用带电金属辊配合带电润版水，产生电湿润作用，使润版水均匀覆盖于介电层，有效降低润版水表面张力，而且通过电势差、介电层材质厚度等的控制即可灵活调整水膜厚度和接触角大小，操作简单，不受水辊的机械结构限制。而且本发明不仅对于常规的添加有表面活性物质的润版水能够实现印刷的目的，进一步的，能够降低表面活性物质用量，而且即使对于不添加表面活性物质的润版水也能实现高质量印刷。

3、本发明克服了现有技术中完全依赖平板印刷系统机械结构的问题，仅使用在到版辊上形成水膜然后直接连接印版的方式，即可实现印刷对润版水膜的要求，大大降低了现有技术中对于印刷供水系统各级水辊的要求；进一步的，本发明在取消现有技术中的串水辊和匀水辊的情况下，只保留水斗辊和到版辊也可实现，使得设备简单，供水时间缩短，效率增加；更进一步的，当需要进一步增加水膜的均匀性时，也可以加上串水辊和/或匀水辊，采用在传统的水斗棍或传水辊上形成水膜经各级水辊后传递至印版的方式，促进水膜更均匀。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为图1中还包括带电链板、主动辊、张紧辊的结构示意图；

图中：1-金属辊，2-润版水槽，3-水槽电极，4-带电链板，5-介电层，6-水位传感器，7-润版水加水管，8-主动辊，9-张紧辊。

具体实施方式

下面结合实施例和附图对本发明作进一步的说明，但不以任何方式对本发明加以限制，基于本发明教导所作的任何变换或替换，均属于本发明的保护范围。

本发明所述的基于电润湿的润版水施加方法，包括以下步骤：

1）在水斗中加入润版水；

2）启动水辊，所述的水辊包括金属辊和覆盖在该金属辊外表面的介电层，将水辊的介电层部分与润版水接触；

3）将水斗中的润版水和金属辊同时通电，使得润版水以连续、均匀水膜的形式从水辊传递至印版上，即可。

优选的，所述的润版水为自来水、去离子水、蒸馏水、添加有任意量表面活性物质的现有润版水中的任一种。

优选的，所述的介电层为陶瓷层、玻璃层、石英玻璃层、云母层、四氟乙烯塑料层、橡胶层中的任一种或多种。

优选的，所述的介电层的厚度为1μm~10mm。

优选的，所述的润版水和金属辊之间的电势差为1~1000V。

优选的，所述的水辊上水膜的厚度为0.1~5μm，接触角为10-45°。

如附图1~图2所示本发明包括金属辊1、润版水槽2、水槽电极3，所述的金属辊1为带电辊，所述的金属辊1外表面覆盖有介电层5，所述的润版水槽2内呈弧状，所述的金属辊1的下部位于润版水槽2内，且介电层5与润版水槽2不接触，所述的水槽电极3设于润版水槽2内的底部。

优选地，所述的润版水槽2侧面上部设有水位传感器6。

优选地，所述的润版水槽2顶部设有润版水加水管7。

优选地，还包括带电链板4、主动辊8、张紧辊9，所述的带电链板4其中一段与金属辊1端部相贴合，使金属辊1带电，所述的主动辊8与带电链板4其中一段贴合，用于驱动带电链板4，所述的张紧辊9与带电链板4其中一段贴合，用于张紧带电链板4。

优选地，所述的金属辊1为传水辊或到版辊。

优选地，所述的金属辊1带负电，润版水槽2中的润版水带正电。

优选地，所述的介电层5为介电陶瓷。

本发明所述的基于电润湿的润版水施加方法的应用为所述的方法在平板印刷中的应用，具体包括以下步骤：

1）通过所述的润版水施加方法使得润版水以连续、均匀水膜的形式传递至印版上，形成图案化的润版水膜；

2）通过油墨施加系统将油墨施加到所述印版上未被所述图案化的润版水膜覆盖的区域；

3）将所述印版上的图案转印到橡皮布上，并进而转印到印刷纸张上，完成印刷，即可。

本发明工作原理和工作过程：金属辊1为带电辊（优选带负电），而水槽电极3使润版水槽2内的润版水带电（优选带正电）；当金属辊1转动过程中，将润版水槽2中的润版水带起，同时在正负电作用下产生电润湿效果，使润版水均匀覆盖于介电层，形成水膜；然后再通过其他水辊将润版水传至印版辊。进一步的，设置带点链板4，则金属辊1在带电链板4的作用下带负电，而水槽电极3使润版水槽2内的润版水带正电，也可以实现。

实施例1

一种基于电润湿的润版水施加方法，包括以下步骤：

1）在水斗中加入润版水；所述的润版水为自来水；

2）启动水辊，所述的水辊包括金属辊和覆盖在该金属辊外表面的介电层，将水辊的介电层部分与润版水接触，即金属辊部分不与润版水接触；所述的介电层为陶瓷层；所述的介电层的厚度为1μm。

3）将水斗中的润版水和金属辊同时通电，使得润版水以连续、均匀水膜的形式从水辊传递至印版上，即可。所述的润版水和金属辊之间的电势差为1V。所述的水辊上水膜的厚度为5μm，接触角为45°左右。

一种基于电润湿的润版水施加方法的应用，所述的方法应用在平板印刷中，具体包括以下步骤：

1）通过所述的润版水施加方法使得润版水以连续、均匀水膜的形式传递至印版上，形成图案化的润版水膜；

2）通过油墨施加系统将油墨施加到所述印版上未被所述图案化的润版水膜覆盖的区域；

3）将所述印版上的图案转印到橡皮布上，并进而转印到印刷纸张上，完成印刷，即可。

本实施例所使用的润版水中醇类及其替代物的含量为0，印刷品亮、中、暗调分明，层次清楚，网点清晰，角度准确，颜色真实、自然、协调，版面干净，无浮脏现象。本实施例的系统持续运行9个月后，无停工检修状况，而且得到的印刷品能够保持质量一致。

实施例2

一种基于电润湿的润版水施加方法，包括以下步骤：

1）在水斗中加入润版水；所述的润版水为去离子水；

2）启动水辊，所述的水辊包括金属辊和覆盖在该金属辊外表面的介电层，将水辊的介电层部分与润版水接触，即金属辊部分不与润版水接触；所述的介电层为玻璃层；所述的介电层的厚度为10mm。

3）将水斗中的润版水和金属辊同时通电，使得润版水以连续、均匀水膜的形式从水辊传递至印版上，即可；所述的润版水和金属辊之间的电势差为1000V。所述的水辊上水膜的厚度为3μm，接触角为30°左右。

一种基于电润湿的润版水施加方法的应用，所述的方法应用在平板印刷中，具体包括以下步骤：

1）通过所述的润版水施加方法使得润版水以连续、均匀水膜的形式传递至印版上，形成图案化的润版水膜；

2）通过油墨施加系统将油墨施加到所述印版上未被所述图案化的润版水膜覆盖的区域；

3）将所述印版上的图案转印到橡皮布上，并进而转印到印刷纸张上，完成印刷，即可。

本实施例所使用的润版水中醇类及其替代物的含量为0，印刷品亮、中、暗调分明，层次清楚，网点清晰，角度准确，颜色真实、自然、协调，版面干净，无浮脏现象。本实施例的系统持续运行12个月后，无停工检修状况，而且得到的印刷品能够保持质量一致。

实施例3

一种基于电润湿的润版水施加方法，包括以下步骤：

1）在水斗中加入润版水；所述的润版水为蒸馏水；

2）启动水辊，所述的水辊包括金属辊和覆盖在该金属辊外表面的介电层，将水辊的介电层部分与润版水接触；所述的介电层为石英玻璃层；所述的介电层的厚度为10μm。

3）将水斗中的润版水和金属辊同时通电，使得润版水以连续、均匀水膜的形式从水辊传递至印版上，即可；所述的润版水和金属辊之间的电势差为500V。所述的水辊上水膜的厚度为0.1μm，接触角为10°左右。

一种基于电润湿的润版水施加方法的应用，所述的方法应用在平板印刷中，具体包括以下步骤：

1）通过所述的润版水施加方法使得润版水以连续、均匀水膜的形式传递至印版上，形成图案化的润版水膜；

2）通过油墨施加系统将油墨施加到所述印版上未被所述图案化的润版水膜覆盖的区域；

3）将所述印版上的图案转印到橡皮布上，并进而转印到印刷纸张上，完成印刷，即可。

本实施例所使用的润版水中醇类及其替代物的含量为0，印刷品亮、中、暗调分明，层次清楚，网点清晰，角度准确，颜色真实、自然、协调，版面干净，无浮脏现象。本实施例的系统持续运行24个月后，无停工检修状况，而且得到的印刷品能够保持质量一致。

实施例4

一种基于电润湿的润版水施加方法，包括以下步骤：

1）在水斗中加入润版水；所述的润版水为自来水；

2）启动水辊，所述的水辊包括金属辊和覆盖在该金属辊外表面的介电层，将水辊的介电层部分与润版水接触；所述的介电层为云母层；所述的介电层的厚度为100μm。

3）将水斗中的润版水和金属辊同时通电，使得润版水以连续、均匀水膜的形式从水辊传递至印版上，即可。所述的润版水和金属辊之间的电势差为10V。所述的水辊上水膜的厚度为4μm，接触角为40°左右。

一种基于电润湿的润版水施加方法的应用，所述的方法应用在平板印刷中，具体包括以下步骤：

1）通过所述的润版水施加方法使得润版水以连续、均匀水膜的形式传递至印版上，形成图案化的润版水膜；

2）通过油墨施加系统将油墨施加到所述印版上未被所述图案化的润版水膜覆盖的区域；

3）将所述印版上的图案转印到橡皮布上，并进而转印到印刷纸张上，完成印刷，即可。

本实施例所使用的润版水中醇类及其替代物的含量为0，印刷品亮、中、暗调分明，层次清楚，网点清晰，角度准确，颜色真实、自然、协调，版面干净，无浮脏现象。本实施例的系统持续运行36个月后，无停工检修状况，而且得到的印刷品能够保持质量一致。

实施例5

一种基于电润湿的润版水施加方法，包括以下步骤：

1）在水斗中加入润版水；所述的润版水为添加有原添加量30%的表面活性物质的润版水；

2）启动水辊，所述的水辊包括金属辊和覆盖在该金属辊外表面的介电层，将水辊的介电层部分与润版水接触；所述的介电层为四氟乙烯塑料层；所述的介电层的厚度为1mm。

3）将水斗中的润版水和金属辊同时通电，使得润版水以连续、均匀水膜的形式从水辊传递至印版上，即可。所述的润版水和金属辊之间的电势差为200V。所述的水辊上水膜的厚度为0.5μm，接触角为35°左右。

一种基于电润湿的润版水施加方法的应用，所述的方法应用在平板印刷中，具体包括以下步骤：

1）通过所述的润版水施加方法使得润版水以连续、均匀水膜的形式传递至印版上，形成图案化的润版水膜；

2）通过油墨施加系统将油墨施加到所述印版上未被所述图案化的润版水膜覆盖的区域；

3）将所述印版上的图案转印到橡皮布上，并进而转印到印刷纸张上，完成印刷，即可。

本实施例印刷品亮、中、暗调分明，层次清楚，网点清晰，角度准确，颜色真实、自然、协调，版面干净，无浮脏现象。本实施例的系统持续运行18个月后，无停工检修状况，而且得到的印刷品能够保持质量一致。

实施例6

一种基于电润湿的润版水施加方法，包括以下步骤：

1）在水斗中加入润版水；所述的润版水为自来水；

2）启动水辊，所述的水辊包括金属辊和覆盖在该金属辊外表面的介电层，将水辊的介电层部分与润版水接触；所述的介电层为橡胶层；所述的介电层的厚度为5μm。

3）将水斗中的润版水和金属辊同时通电，使得润版水以连续、均匀水膜的形式从水辊传递至印版上，即可。所述的润版水和金属辊之间的电势差为300V。所述的水辊上水膜的厚度为1μm，接触角为25°左右。

一种基于电润湿的润版水施加方法的应用，所述的方法应用在平板印刷中，具体包括以下步骤：

1）通过所述的润版水施加方法使得润版水以连续、均匀水膜的形式传递至印版上，形成图案化的润版水膜；

2）通过油墨施加系统将油墨施加到所述印版上未被所述图案化的润版水膜覆盖的区域；

3）将所述印版上的图案转印到橡皮布上，并进而转印到印刷纸张上，完成印刷，即可。

本实施例所使用的润版水中醇类及其替代物的含量为0，印刷品亮、中、暗调分明，层次清楚，网点清晰，角度准确，颜色真实、自然、协调，版面干净，无浮脏现象。本实施例的系统持续运行15个月后，无停工检修状况，而且得到的印刷品能够保持质量一致。

实施例7

一种基于电润湿的润版水施加方法，包括以下步骤：

1）在水斗中加入润版水；所述的润版水为添加有原添加量20%的表面活性物质的润版水；

2）启动水辊，所述的水辊包括金属辊和覆盖在该金属辊外表面的介电层，将水辊的介电层部分与润版水接触；所述的介电层为陶瓷层和玻璃层；所述的介电层的厚度为50μm，其中陶瓷层和玻璃层各25μm厚。

3）将水斗中的润版水和金属辊同时通电，使得润版水以连续、均匀水膜的形式从水辊传递至印版上，即可。所述的润版水和金属辊之间的电势差为400V。所述的水辊上水膜的厚度为2μm，接触角为20°左右。

一种基于电润湿的润版水施加方法的应用，所述的方法应用在平板印刷中，具体包括以下步骤：

1）通过所述的润版水施加方法使得润版水以连续、均匀水膜的形式传递至印版上，形成图案化的润版水膜；

2）通过油墨施加系统将油墨施加到所述印版上未被所述图案化的润版水膜覆盖的区域；

3）将所述印版上的图案转印到橡皮布上，并进而转印到印刷纸张上，完成印刷，即可。

本实施例印刷品亮、中、暗调分明，层次清楚，网点清晰，角度准确，颜色真实、自然、协调，版面干净，无浮脏现象。本实施例的系统持续运行20个月后，无停工检修状况，而且得到的印刷品能够保持质量一致。

实施例8

一种基于电润湿的润版水施加方法，包括以下步骤：

1）在水斗中加入润版水；所述的润版水为自来水；

2）启动水辊，所述的水辊包括金属辊和覆盖在该金属辊外表面的介电层，将水辊的介电层部分与润版水接触；所述的介电层为石英玻璃层和云母层；所述的介电层的厚度为20μm，其中石英玻璃层和云母层各10μm厚。

3）将水斗中的润版水和金属辊同时通电，使得润版水以连续、均匀水膜的形式从水辊传递至印版上，即可。所述的润版水和金属辊之间的电势差为800V。所述的水辊上水膜的厚度为0.8μm，接触角为15°左右。

一种基于电润湿的润版水施加方法的应用，所述的方法应用在平板印刷中，具体包括以下步骤：

1）通过所述的润版水施加方法使得润版水以连续、均匀水膜的形式传递至印版上，形成图案化的润版水膜；

2）通过油墨施加系统将油墨施加到所述印版上未被所述图案化的润版水膜覆盖的区域；

3）将所述印版上的图案转印到橡皮布上，并进而转印到印刷纸张上，完成印刷，即可。

本实施例所使用的润版水中醇类及其替代物的含量为0，印刷品亮、中、暗调分明，层次清楚，网点清晰，角度准确，颜色真实、自然、协调，版面干净，无浮脏现象。本实施例的系统持续运行30个月后，无停工检修状况，而且得到的印刷品能够保持质量一致。

Claims (9)

1.一种基于电润湿的润版水施加方法，其特征在于包括以下步骤：

1）在水斗中加入润版水；

2）启动水辊，所述的水辊包括金属辊和覆盖在该金属辊外表面的介电层，将水辊的介电层部分与润版水接触；

3）将水斗中的润版水和金属辊同时通电，使得润版水以连续、均匀水膜的形式从水辊传递至印版上，即可；

所述的基于电润湿的润版水施加方法的润版水施加系统，包括金属辊（1）、润版水槽（2）、水槽电极（3），所述的金属辊（1）为带电辊，所述的金属辊（1）外表面覆盖有介电层（5），所述的润版水槽（2）内呈弧状，所述的金属辊（1）的下部位于润版水槽（2）内，且介电层（5）与润版水槽（2）不接触，所述的水槽电极（3）设于润版水槽（2）内的底部；所述的润版水槽（2）侧面上部设有水位传感器（6）；所述的润版水槽（2）顶部设有润版水加水管（7）；所述的润版水施加系统，还包括带电链板（4）、主动辊（8）、张紧辊（9），所述的带电链板（4）其中一段与金属辊（1）端部相贴合，使金属辊（1）带电，所述的主动辊（8）与带电链板（4）其中一段贴合，用于驱动带电链板（4），所述的张紧辊（9）与带电链板（4）其中一段贴合，用于张紧带电链板（4）。

2.根据权利要求1所述的基于电润湿的润版水施加方法，其特征在于所述的润版水为自来水、去离子水、蒸馏水、添加有任意量表面活性物质的现有润版水中的任一种。

3.根据权利要求1所述的基于电润湿的润版水施加方法，其特征在于所述的介电层为陶瓷层、玻璃层、石英玻璃层、云母层、四氟乙烯塑料层、橡胶层中的任一种或多种。

4.根据权利要求1所述的基于电润湿的润版水施加方法，其特征在于所述的介电层的厚度为1μm~10mm。

5.根据权利要求1所述的基于电润湿的润版水施加方法，其特征在于所述的润版水和金属辊之间的电势差为1~1000V。

6.根据权利要求1所述的基于电润湿的润版水施加方法，其特征在于所述的水辊上水膜的厚度为0 .1~5μm，接触角为10-45°。

7.根据权利要求1所述的基于电润湿的润版水施加方法，其特征在于所述的金属辊（1）为传水辊或到版辊。

8.根据权利要求 l 所述的基于电润湿的润版水施加方法，其特征在于所述的金属辊（1）带负电，润版水槽（2）中的润版水带正电。

9.一种根据权利要求1~6任一所述的基于电润湿的润版水施加方法的应用，其特征在于所述的方法在平板印刷中的应用，具体包括以下步骤：

1）通过所述的润版水施加方法使得润版水以连续、均匀水膜的形式传递至印版上，形成图案化的润版水膜；

2）通过油墨施加系统将油墨施加到所述印版上未被所述图案化的润版水膜覆盖的区域；

3）将所述印版上的图案转印到橡皮布上，并进而转印到印刷纸张上，完成印刷，即可。

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