石版画印制的基本原理

在一个平面的版材上获取印迹是石印术与其它印刷术的根本区别，它依据的是与别的印刷术截然不同的印制原理。石版画制作过程中，磨版、绘版、制版、印刷等项工作的展开都紧密围绕着石印原理。对石印原理的了解有助于理解石印的操作流程与规范，把握各阶段的工作原则，在制作实践中掌握主动权，创造性地予以发挥。

 

1、版像生成的物理学方式与化学方式

在石印术发明以前，人类所使用的木版、铜版等凹凸版印刷术中，印版上版像的生成采用的是物理学方式。用特定的工具和材料破坏版的平面而造成版面凹凸，其凹凸的分界即为版像与空白的边界，版像或存在于凹面，或存在于凸面。如果版面没有凹凸差，是不可能产生版像的；在均匀的印刷压力下，也不可能取得图像印迹；尽管在铜版印刷术中造成版面凹凸分界也可采用化学手段，但其目的终是为了改变版体的物理形态。石印术中的版像生成和版像转移却是在平面的版材上，原因是其生成方式是化学的而非物理的。石印术的发明人利用油水分离这一简单的化学原理，以同一平面上油和水的边际作为版像与空白的边界而建立版像，进而借助机械完成了平面版像向纸面的传递，取代了凹凸版印刷术利用物体形态边界建立版像并传递版像的物理学方式，开辟了平版印刷之先河，成为现代胶印发展的先驱。（图1）

 

2、油与水

依据化学规律，组成物质的分子有极性与非极性之分，极性分子之间相亲和，非极性分子之间相亲和；而极性分子与非极性分子相排斥，且极性差越大其排斥力越强。物质分子中正负电荷中心重合则该物分子为极性；正负电荷中心不重合则该物质分子为非极性。水的分子结构显示了极性很强的特性，而油的分子结构显示了非极性特性，两者之间的极性差较大，因而水和油之间具有很强的排它性。水与水、油与油会分别自然融合，而把水与油同置于容器中则二者不相溶，会因比重不同上下层分离；如果把水与油同置于一个平面上，油所占部分水不能介入，水所占部分油不能介入，彼此形成明确的范围与边际。这就是石印术所依据并应用的化学原理。

 

3、亲油与亲水

油和水在同一平面上彼此不溶，形成各自的占区，如果使这种区域和界限固定下来，需要借助某一固体对油和水的吸附和粘附，使这一固态物体表面分别形成亲油性膜层和亲水性膜层。这种膜层的平面形状是可人为控制的，石印版像就是在人为控制亲油膜层的形状中得以生成。

任何物质都具有依仗其表面能使其它物质分子、原子、离子自动聚集在该物质表面的吸附性能；固体物质与液体物质之间也都具有各自界面的两种分子相互作用附着的粘附性能。固态物质表面物质分子亦有极性与非极性之分，因而其亲油与亲水性能不同，有的亲油性强，有的亲水性强，有的则同具亲油性和亲水性。用于石印的石板、锌板、铝板表面都具有亲油和亲水的两重性，当吸粘油层时，其表面性质即变为油性而不亲水；当吸粘水层时，其表面性质即变为水性而不亲油。石印绘版、制版实际上是使版面图像部分与空白部分分别建立亲油层与亲水层的过程。

对版材的研磨是使版面形成砂目粒面而加大其比表面积和活化度，以增强版平面的吸附与粘附性能；前腐蚀是通过清蚀版面而强化这一性能。用含脂肪酸的绘版材料在版面绘制图像，是使版面图像部分物理性吸附脂肪酸物质，进而使之发生化学吸附作用——与石版上的钙物质反应生成脂肪酸钙、与锌版中的锌物质反应生成脂肪酸锌、与铝版中的铝物质反应生成脂肪酸铝等亲油性物质，其所具亲油性与空白部分自身及前腐蚀后留下的亲水无机盐层的亲水性形成性能反差。制版过程中用酸胶液腐蚀版面是巩固和稳定这种性能差的过程，其中，胶液在空白处附着的亲水膜层、使用沥青油在图像表层附着的完全亲油膜层，都是对不同部位亲油和亲水性能的强化。当版像只接受含脂肪酸的非极性分子物质，而空白部只接受不含脂肪酸的极性分子物质，并处于稳定状态时，印版就具备在油水同置的条件下，向另一平面——纸面传递图像的可能了。

 

4、油墨与水

由印版向纸面多次的传递图像，需要图像部的亲油度和空白部的亲水度保持稳定的平衡状态，尤其是在巨大的印刷压力下，水与油墨的乳化和张力失衡都会影响印版上水和油膜的稳定性，维护这种稳定伴随石印的整个过程。

油与水的不溶不是绝对的。在极性与非极性分子物质中加入双极性分子物质，两种不溶的物质就会发生乳化和融合，例如用肥皂水即可调和油和水。在印刷中，多种物质成分可能引起水和油膜乳化，使油墨中大量含水，失去排水性而使印版失效。但油墨微量乳化而少量含水可使油墨粘度下降，有利于其向纸面转移。因此，适度掌握版面水分至关重要，过多的水分会导致油墨乳化含水过大而亲水，水分过小导致空白部干燥而亲油，都会使水墨失衡。

水和油墨在版面失衡的另一主要因素是油墨与水的表面张力——即其所受的拉拽力。如水的表面张力大于油墨，则油将向水的区域浸润，使油迹增大、空白部脏糊；如油墨的表面张力大于水，则水将向油墨的区域浸润，使油迹缩小，丧失细微色调。水与油墨的表面张力比为2：1，因而在水中加入少量酒精可降低水张力，使水膜在不增厚的情况下保持对油墨浸润的抵抗力，这就是印刷过程中以润版液（含酒精，欧洲人常用啤酒代用）代清水润版的原因。（图2）

 

5、版与纸

印版经印刷机械作用向印纸传递图像，实际上是版上油墨向纸面部分地转移过程。当版上油墨层与纸面接触时，纸的亲油吸粘能力在压力作用下吸粘油墨，其中，油墨粘稠连接料渗入纸纤维，而使不粘的颜料分子浮于纸面，这就使纸与版揭离时墨层易于分离；当纸面吸粘足量的油墨并层揭离版时，版上图像就完成了向纸面的传递。

影响油墨转移效果的因素很多。油墨的性质中，连接料分子与颜料分子界面的表面张力大，墨膜分离性强，油墨的转移量就大；反之则转移量少。细颗粒纸面吸收油墨中连接料少，墨层分离靠近印版，油墨向纸面的转移量就大；粗颗粒纸面则相反。刮压速慢、纸张揭离版面速慢，会使油墨层在接近版面处分离，纸面墨层就厚；反之则纸面墨层薄。

油墨添加量与印刷压力之间的调剂、配比也是油墨转移效果的重要成因。当油墨添加量满足了印纸吸粘的最大程度，再过分添加油墨，版上墨层就会在印力作用下被挤到空白部分，墨迹扩散，导致糊版。当版上油墨量少，墨层薄时，加大刮印压力可以增加油墨向纸面的转移量；当油墨在版上业已饱和，加大压力，只会强迫墨迹扩散。不应单纯依靠加墨或是加压来提高油墨转移率，应是靠两者的协调，力争以最少的加墨量、最小刮压力，实现最大程度上的油墨转移。（图3）