第一章 概论Word文件下载.docx

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1.课堂讲授使用多媒体教学；

2.启发式提问法

3.举例法

思考题

1、特种印刷对材料适性有什么样的要求？

2、你对哪一种特种印刷比较感兴趣？

教学过程

一、特种印刷的定义

印刷业深入到人类社会、生活的衣、食、住、行和娱乐等几乎所有的领域，各种琳琅满目、色彩鲜艳、形象逼真的印刷品，就像空气一样紧紧地围绕在我们的身边。

普通印刷——纸为载体（书刊、杂志、报纸、宣传品、商品目录、商业广告）

特种印刷——纺织、建材、皮革、金属、玻璃、陶瓷为载体。

这些种类繁多的印刷品，并非某一种印刷技术所能包涵，常规印刷所无法承担的一切印刷品，利用特种印刷便可迎刃而解。

因此，有人说除了空气和水以外，几乎任何物质都可以印刷，这就是特种印刷的魅力所在。

人们常把除了普通印刷（如平版、凸版和凹版）以外，与最新的边缘科学相结合而形成的新的印刷技术群作为一个分支，列为特种印刷范畴

特种印刷是采用不同于一般制版、印刷、材料和印后加工，生产供特殊用途的一种印刷技术之总称。

它们或者采用特殊的印刷版材（甚至摒弃印版），或者采用特殊的油墨，或者采用特殊的工艺，几乎可以对任何承印材料并且不管其外观形体如何复杂，完成印刷过程。

二、特种印刷的特点

1、概念的相对性

特种印刷是相对普通常规凸版、平版、凹版和孔版印刷而言，它受到相邻科学技术发展的不断引伸，产品层出不穷。

新的工艺不断出现，旧的工艺逐渐被淘汰，今日的某一种特种印刷，也许在将来又会变成一般的常规印刷，乃至被另一种新的印刷方法所代替而消失，因此，特种印刷是一种相对的概念。

2、印刷工艺的特殊性

印刷原理上：

常规印刷主要是靠压力或者是接触印刷，而特种印刷则除了有压力外，还可能是无压力或者是非接触印刷，如数字印刷、喷墨印刷、离子印刷等。

制版方法、制版版材、工艺过程等会有所不同。

3、印刷设备的专用性

特种印刷由于其工艺的特殊性必然对设备会有特殊的要求，以适合其工艺特点，如全息立体印刷，喷墨印刷其设备就不可能与常规印刷方法所共用。

4、承印物的多样性

承印物的多样性主要表现在两个方面：

一方面是承印材料的材质不是仅限于纸张、塑料，即使象金属、玻璃、陶瓷、瓷、皮革、纺织品和合成树脂纤维等也被广泛使用；

另一方面，承印物外表面也不是仅限于平面，而且还有曲面、刚性表面、弹性表面，甚至是成型物等也同样可以印刷。

学好特种印刷：

1、把握特种印刷与常规印刷的联系和区别

2、吸取相关的边缘科学技术知识

三、特种印刷的分类

特种印刷是一个很大的范畴，其工艺究竟有多少种，可能难以说清楚，为了与特种印刷特征相适应，便于印刷行业的管理，从以下几个方面进行分类

（一）根据使用的特殊工艺分类

1．立体印刷

根据光学或视觉原理制作的这类印刷品会给人以立体感觉，例如，全息立体印刷、普通立体印刷、变画面立体印刷等

2．非接触印刷

这类印刷多为结合现代高科技技术，采用不同于常规印刷的原理、工艺，完全实现数字化作业环境，既无印版，又不需要印刷压力，故又称为非接触印刷，如，喷墨印刷、数字印刷、离子印刷、电子印刷等。

3．转移印刷

这类印刷主要是对某些承印物不便于直接在其上进行印刷，或者是工艺上有特殊的要求，需要从一个中间载体上再转到所需的承印物上，如，直接移印、热转印、湿转印、压力转印、贴花印刷和不干胶商标印刷等。

（二）根据使用的特殊材料分类

根据特种印刷所使用的材料，包括印版、油墨、承印物，或者承印物表面状态的不同，如曲面、平面或不规则的表面来进行分类。

1．采用不同材质的印版

用于制作特种印刷的印版版材有金属、木材、玻璃和合成树脂等，因此相应的特种印刷包括各种采用普通印刷方法的金属印版、珂罗版印刷、柔性版印刷等。

2．采用不同的印刷油墨

其特点是在于油墨成分中包含有各种特殊材料，如油墨中掺有荧光粉的称为荧光印刷，掺有珠光粉的称为珠光印刷，依此类推的其它还有液晶印刷、磁性印刷、香味印刷、光致变色印刷、发泡印刷、感热印刷和液晶印刷等均是在油墨中加入相应特殊材料的印刷方式。

3．采用不同的承印材料

特种印刷的承印材料广泛，不但性质各异，而且形体也比较随意，如：

（1）平面承印物如皮革印刷、织物印刷、玻璃印刷、陶瓷印刷、金属印刷、建材印刷、铝箔印刷等。

（2）曲面承印物如包括各种成型物印刷、容器印刷等。

三）根据印刷品的使用功能分类

这类特种印刷常常是根据特殊用途的要求而设计的印刷品，因此就带有一定的功能性。

1．有价证券印刷

主要指各类金融债券印刷，如钞票、邮票、证券印刷

2、防伪印刷

为防止伪造而设计的一些特殊商标，如防伪商标印刷、磁卡印刷、智能卡印刷

3、其它印刷

盲文印刷、电路版印刷、集成电路印刷、太阳能印刷

四、特种印刷的应用

（一）、工业方面

1、仪器仪表工业的电子元器件的印刷，如铭牌、标盘、印刷线路板、太阳能电池、电线、电缆等的印刷。

2、建筑器材、装饰业的装饰板、木材、玻璃、陶瓷、壁纸等材料的印刷。

3、印染行业的纺织品、皮革制品的印刷。

4、轻工系统的各种包装材料、包装容器、包装装潢的印刷。

5、交通运输器械和通航、通行标志的印刷。

印刷方式有：

喷墨印刷、直接移印、不干胶商标印刷、金属印刷、包装装潢印刷、建材印刷、电路板印刷、塑料薄膜印刷等特种印刷工艺。

（二）、文化生活方面

1、工艺美术、仿真文物、版画、油画的印刷。

2、旅游纪念品的印刷。

3、浮雕立体装饰产品的印刷。

4、各种感热、感湿、感压显示装饰产品的印刷。

5、各种生活用具、儿童玩具。

立体印刷、香味印刷、升华印染、液晶印刷、珂罗版印刷、喷墨印刷等特种印刷工艺。

（三）、经济活动方面

1、有价证券的钞票、邮票、证券、发票、帐册、表格等的印刷。

2、产品防伪标志印刷。

3、商业广告、产品营销印刷。

4、各种卡类印刷

证券印刷、防伪印刷、磁性印刷、全息立体印刷、喷墨印刷等特种印刷工艺。

（四）、宣传广告方面

1、城市环境美化、招贴画的印刷。

2、大型宣传广告的印刷。

3、会议、节庆日大型宣传条幅的印刷。

喷墨印刷、纺织品丝网印刷和塑料印刷等

五、特种印刷材料的适性

版材印版种类较多

承印材料承印刷材料广泛，有金属、塑料、合成树脂、玻璃、陶瓷、搪瓷、皮革等。

材料的性质差别很大，表面状态也各异，有平面的，也有曲面的。

呈色材料呈色材料不仅仅是油墨呈色，而且还有的印刷方法不是使用油墨，而是模压的干涉波纹。

所有这些材料与普通印刷一样也有一个材料的印刷适性的问题，而且除了纤维制品外，绝大多数承印材料的表面均无吸收性，给油墨的附着产生很多技术难题，因此材料的印刷适性也就更为复杂。

（一）版材的适性

特种印刷所使用的印刷方法多数是采用常规的平版、凸版、凹版、孔版印刷。

其印版的印刷适性要求应视特种印刷所选用印刷方法而定，如金属印刷，若是采用平版印刷，那么其印版与普通平版大体上是一致的，必须保持印版表面的亲水、亲墨的平衡，但由于其承印对象是金属，表面对油墨的吸附和固着过程不完全相同，由于油墨性质和粘度的差别，对印版的适性要求就有所不同。

再如，柔性版印刷其版材属于凸版印刷范畴，由于版材柔软而富于弹性，变形较大，耐溶剂性差，因此，柔性版印版的传墨性、印版与油墨的相溶性等现象便是印版的主要适性问题。

各种印版除了其本身的适性外，还必须考虑与油墨、承印物之间的适性关系。

（二）承印材料

特种印刷的承印物有柔软的塑料薄膜，也有刚性很强的金属板材；

有厚度只有数微米的金属箔片，也有厚达数公分的板材；

有平面的，也有曲面的；

有多孔的纺织纤维制品，也有表面光滑的玻璃、搪瓷、陶瓷制品；

有小到仅数平方毫米的电子元器件，也有大到数平方米装饰板等等。

在如此复杂的承印材料中，一个共同的难题是要使印刷油墨针对不同材料必须牢固粘附，经久耐用，保证产品印刷质量要求。

为此，要求各种印刷材料表面应具有一定的印刷适性，如对油墨的吸附性、润湿度等。

对承印材料表面的处理：

1、表面能

2、表面积

1、金属及表面的印刷适性处理

纯金属的表面能一般是比较高的，通常都超过100ｍＮ／ｍ以上，而印刷油墨表面能则往往则较低，只有30ｍＮ／ｍ。

因此从热力学的观点出发，油墨对金属的粘附润湿是一个自发的过程，能够较好地润湿金属表面。

但是，普通金属表面常常被一些有机或无机化合物所污染，致使金属表面产生较大的变化。

一般金属表面常以氧化层出现，如铁和空气或水接触后，铁被氧化成Fe2O3和FeO的氧化层，结果使铁的表面能降低，接触角增大削弱了金属表面的润湿性。

金属表面结构紧密、坚硬光滑、缺乏吸收性，但实际上绝对光滑的表面是不存在的，金属表面或多或少也会有不同几何形状的细孔或呈现凹凸不平的粗糙度，因此适当的粗糙度，增加了金属的比表面会有利于粘附。

当然，表面过于粗糙则由于深凹处积存空气反而会使粘附力降低。

金属承印材料使用前必须进行适性处理，以最大限度地提高其对油墨的粘附力，具体方法有以下几种：

（1）采用溶剂或清洗剂将金属表面的防锈油脂、脏污以及氧化物等异物清洗干净，提高金属表面的活性。

（2）对于某些金属，如铝可以通过磷酸、铬酸电解液进行阳极氧化处理，获得特殊的多孔性氧化层结构，不但可以增加铝的比表面积，而且还可形成毛细孔现象增加吸附能力。

2、玻璃及表面的印刷处理

玻璃的主要材料是SiO2、Al2O3、Fe2O3等氧化物，这些氧化物经加热呈熔融状态后，再经冷却而制成的。

玻璃的特性

（1）玻璃的表面有较强的表面能，一般在２００－３００ｍＮ／ｍ，有益于油墨的吸附。

（2）有良好的亲水性

由于玻璃表面能较高，所以即使新制成的玻璃表面一旦遇到空气也会很快被一层吸附膜所覆盖，从而降低了表面能，使润湿性变差。

为了使玻璃表面易于印刷，要进行清洁处理，一是为了清除表面的覆盖层和污秽物，其次是改变其表面活性使之对油墨易于润湿。

处理方法有以下几种：

（1）采用表面处理剂对玻璃表面进行处理。

例如使用一种有机硅氧烷偶联剂均匀涂擦在干净的玻璃表面上，硅氧烷水解生成硅醇基，这些硅醇基和玻璃表面可以形成氢键，也可以缩合为硅氧键从而形成牢固的化学结构，而有机硅氧烷的另一端是有机基团与油墨有良好的亲合力，甚至可以发生化学交联，从而提高玻璃表面与油墨的吸附牢度。

（2）采用脱脂和化学方法等综合处理。

例如，先用丙酮、甲乙酮清洗玻璃表面使之脱脂，然后用铬酸、重铬酸盐、硫酸液在室温下浸泡１０－２０分钟，再用蒸馏水洗净并干燥。

（3）采用机械方法处理。

例如，用水磨砂进行水磨，或在中性洗涤剂中进行机械打磨，以增加比表面积，减小润湿接触角，便于油墨的润湿，最后用蒸馏水充分洗净，室温下干燥。

3、陶瓷及表面的印刷适性处理

陶瓷化学组成主要是硅酸盐，从结构上看是由结晶物质、玻璃态物质以及微孔所组成的复杂系统。

表面与玻璃一样也具有较高的表面能，一般为２００－４５０ｍＮ。

陶瓷易于吸附油墨，但是曝露在空气中的陶瓷也极易在表面形成一层吸附膜，从而导至表面能和表面活性的降低，润湿性变差。

因此，印刷之前必须经过化学清洗剂处理，去除表面上的污秽、油脂和脏物以提高陶瓷的表面活性。

4、塑料及其表面的印刷适性处理

聚乙烯（ＰＥ）、聚丙烯（ＰＰ）、聚氯乙烯（ＰＶＣ）、聚苯乙烯（ＰＳ）、尼龙（ＰＡ）、双向拉伸聚丙烯（BOPP）、聚酯（ＰＥＴ）、聚偏二氯乙烯和丙烯腈－丁二烯－苯乙烯共聚物（ＡＢＳ）等。

塑料表面的印刷与纸张表面的印刷有很大的区别，主要表现是塑料的表面对印刷油墨的附着性比较差,这是塑料的表面特性所决定的，而且随分子结构形式、极性基团的多少、结晶程度和塑料的化学稳定性的不同而变化，塑料表面的特性主要有以下几方面：

（1）塑料的分子结构为非极性特征

不含极性基团，惰性比较强，不容易接受印刷油墨

（2）塑料的表面张力小

大多数仅为３０－５０ｍＮ／ｍ之间，而且表面张力越小，越不易被液体所润湿

（3）化学性能稳定

塑料的分子结构多为结晶性聚合物，难以溶解和溶胀，在常温下一般都不溶于有机或无机溶剂，如聚乙烯、聚丙烯等能耐大多数酸、碱的腐蚀，这就使得塑料膜薄表面对印刷油墨或涂料等的吸附能力变差。

（4）表面油污

制造过程中，为了使塑料薄膜抗静电、耐老化、防紫外线照射等，加入了一定量的助剂，如白油、十八烯酰胺、抗静电剂、稳定剂等，这些助剂在高温吹塑后会缓慢地向薄膜表面迁移而形成油污，使得塑料薄膜不容易与其它物质粘合。

（5）表面静电

常常因磨擦而带上静电，容易吸附脏物，造成脏污或印迹出现毛刺不清晰等现象。

由塑料表面的特性可知，如果直接在其表面进行印刷是不可能获得应有的印刷效果的。

必须对塑料表面进行适性处理。

其方法可分为物理处理方法和化学处理方法两种。

物理处理方法包括电晕处理法、等离子体处理法和火焰处理法等。

化学处理方法包括氧化法、溶剂处理法、涂层处理法、表面活性剂处理法等。

（1）火焰处理方法

对某些中空吹塑塑料制品或注塑制品通常采用火焰高温处理，使塑料表面经瞬间高温作用下，使之氧化，去除表面的油污并熔化表面薄层（深度约0.04－0.09μｍ），增强表面活性基团的作用，以提高着墨能力，此法不适宜于塑料薄膜的处理

具体处理方法是采用一定配比的可燃气体，如氧气、空气、煤气之比为１:

５:

３，通过特殊的喷口，用火焰形式直接喷射到塑料制品的表面，火焰高度一般为10ｍｍ，火焰距制品表面为10－20ｍｍ，处理时间约１－４秒。

由于火焰的作用，物质被激化可以产生自由基、离子、原子和分子，并在塑料表面按自由基进行反应，形成一种新的表面组分，从而改善塑料表面的性质，同时在高温的作用下还可消除表面的油污层。

这种方法迅速、简单、有效，可以明显增加油墨的吸附性，但处理时必须主意火焰的长度、温度、喷射的角度，否则容易产生变形，甚至烧毁制品。

因此火焰处理方法比较难以控制，现已被电晕放电处理方法所代替。

（2）电晕放电法

对塑料薄膜表面处理特别适用，它系采用高频高压或中频高压放电对塑料表面进行处理，使其表面活性化，呈多孔性，以提高塑料薄膜表面对印刷油墨的粘附力，以改善薄膜的印刷适性。

电晕放电处理装置包括两个电极，产生高频振荡频率４－10ＫＨｚ。

当塑料薄膜连续地从两个电极之间通过时，由于高压电使空气中的氧被电离而产生臭氧，这种强氧化剂立即氧化聚乙烯分子，在聚乙烯链上生成羰基、羧基、不饱和键等。

同时空气中的氮气也同样可与聚乙烯分子作用，在聚乙烯分子链上生成胺型基团，并继续被氧化，生成一系列含氮的化合物。

表面氧化之结果，使聚乙烯薄膜转化为极性，增加表面能，一般聚乙烯薄膜的表面张力可以从31ｍＮ／m提高到３９mＮ／m，这样便增加了薄膜对印刷油墨的润湿性和粘附性，从而提高迹的牢度。

经过电晕处理后的塑料薄膜最好是立即使用，以防止表面吸附灰尘而重新被污染，影响印刷效果。

（3）等离子处理方法

等离子体处理方法是当辉光放电或高频放电产生低温等离子体时，先是自由电子在电场作用下变成高能电子，当这个能量大于气体的原子或分子的激发能时，便可使与它碰撞的气体原子或分子产生激发分子、激发原子、自由基、离子及辐射线形成含有正离子和电子的电离气体（等离子体），当这些电离气体轰击被处理的塑料表面时，若为氧和氮等离子体，它不仅使塑料表面产生结构上的变化，而且由于氧和氮的化学活性较高，可结合到分子的键上，改变其化学成份，由低表面能转化为高表面能；

若为惰性气体或氢等离子体，则可使塑料表面产生自由基，通过加成反应，使表面形成交联层，也可增加表面能

（4）化学氧化处理方法

化学氧化处理是采用氧化剂对聚烯烃类塑料的表面进行处理，使其表面氧化生成极性基团，从而使塑料制品表面对印刷油墨的吸附性。

常用的氧化剂有无水铬酸－四氯乙烷、铬酸－醋酸、氯酸盐－硫酸、Ｋ２Ｃr2O7－H2SO4等。

例如，以37.5％的Ｋ２Ｃr2Ｏ7溶液200ml与浓硫酸1500ml混合，反应生成的初生态氧可对聚合物表面进行强烈的氧化，在聚烯烃表层生成羧基、羟基和烷基硫酸酯，使塑料表面活化。

（5）涂层处理方法

涂层处理法是在塑料薄膜上直接涂上涂布液以提高其表面着色能力。

使用时，将涂布液直接涂到塑料制品的表面，风干１０分钟，再用高压水银灯照射１５秒，使之固化即可。

（6）溶剂处理方法

采用溶剂清洗塑料表面渗出的油污，如塑料制造过程中施加的各种添加剂，包括防冻剂、增塑剂、润滑剂、防静电剂、防氧化剂等所造成的表面污染，阻碍油墨或其它涂料的润湿。

为此，可以采用表面活性剂清洗，也可以用溶剂清洗，如对于聚丙烯，可用四氯乙烯、三氯乙烯、五氯乙烷、二氯戊烷等氯系溶剂，在保持溶剂约８７。

Ｃ左右，清洗表面１５秒即可。

经过处理的塑料表面可提高塑料对油墨或涂料的附着牢度。

塑料表面印刷适性的检测方法：

通常可以采用润湿性试验方法进行检测。

测试液是由甲酰胺和乙二醇乙醚组成，使用时，根据已知薄膜处理后应达到的表面张力值选定测试液配比，用脱脂棉球蘸上并涂在处理过的塑料薄膜上，涂布面约３０mm2左右，若两秒钟内测定液收缩成水滴状，则说明薄膜处理强度不够，需要继续对塑料薄膜进行处理；

若试液两秒钟内不发生水纹收缩，则表明薄膜已达到预期的处理效果，此时薄膜的润湿张力大，与印刷油墨粘合性能好。

（三）承色材料

颜料或染料呈色

（1）常规印刷油墨

这类油墨大多适用于以纸为媒体，印刷时与普通常规印刷的油墨完全相同，甚至采用的版式和印刷方法也相同，只是印刷品的功能特殊罢了。

例如，不干胶商标印刷、普通立体印刷、部份证券印刷等，它们可以用普通平版印刷、凸版印刷或凹版印刷等方法印刷，因此所使用油墨与相应的印刷方法是相一致的，只不过印刷品的使用功能不同而已。

（2）特殊承印材料的油墨

是指随着承印材料的不同而需要有不同性能的油墨，它们的印刷方法可以是常规的印刷方法，也可以是其它特种印刷方法。

但由于承印材料不同，为了获得预先的印刷效果，必须针对不同印刷材料的特性加以选用。

如塑料印刷油墨、陶瓷印刷油墨、金属印刷油墨等。

（3）专用油墨

这类油墨是由于印刷工艺的特殊需要而设计的专用油墨。

如喷墨印刷油墨、升华油墨、数字印刷油墨，与常规的印刷油墨相比几乎具有完全不同的性能。

（4）特种功能油墨

在普通油墨中加入某种特殊的材料使其具有一定功能。

如磁性油墨，在油墨的配方中所用的颜料经过磁场处理后具有保留磁性的能力，印刷后的成品可以通过磁性识别装置加以辨别、识读，多用于银行票据的自动分类、邮政业务的自动处理、信贷卡片和各种卡类的印刷。

其它还有荧光油墨、防伪油墨、香味印刷油墨、仿金属蚀刻油墨、电导油墨等。

干涉波纹呈色

颜色是光对视觉的物理感觉作用，是光的一种特性，它以一定波长或某种复合波长的光射入人眼，刺激人眼的视网膜而引起人的感觉。

由于波长不同，光能量也不同，所以对人眼视网膜产生的刺激也就不同，从而就形成了不同的颜色感觉。

因此，物体之所以具备某种颜色是物体对光进行选择性吸收和选择性反射的结果。

可见，除了使用各种色彩的油墨进行印刷使之呈色之外，也可以利用光的干涉作用和衍射作用将一束光分解成不同波长的光而呈现出各种色彩斑斓的颜色。

在特种印刷中的全息立体印刷，实际上不是用油墨印刷呈色，而是在塑料薄膜通过全息图片的模压版压印出一组密密麻麻、错综复杂、凹凸不平的干涉条纹，这种由干涉条纹组成的图象通过改变观察角度，不同波长的光便可反射出不同的颜色的彩色图象。

电化铝呈色

特种印刷中有一种烫金的印刷品，它是将带有图纹的金属版加热后压印在电化铝上，在金属版的作用下，电化铝按其图纹转移到承印物上而呈现出可视图纹。

电化铝有红、橙、黄、绿、蓝和紫等多种颜色可供选择。

液晶呈色

液晶是一种既有液体流动性，又有晶体光学性质的物质，由于它的光学的异向特性，以及对电场、磁场、温度、应力和化学环境等的变化敏感，其颜色和透明度也会随着这些条件的变化而产生变化。

因此，在印刷油墨中若加入液晶成分，其印刷产品的呈色就会在特定的条件下（电场、加热）而发生变化，如在打火机外壳用液晶油墨印刷图案，其外表看起来可能没有颜色，但一旦打火，受热影响图案便可立即显出。

特种印刷油墨对承印材料的适性要求更为复杂

特种印刷油墨不但起呈色作用，还具有多种功能和特性。