印刷胶辊的印刷适性分析

印刷胶辊的印刷适性分析

博星国际贸易（上海）有限公司华南地区经理税俊

作为拥有悠久历史和久负盛名的许多国际知名品牌印刷机的主要原装胶辊生产供应商，德国Böttcher(博星)国际集团公司由于始终坚持高标准的生产和品质要求，以及精益求精的科学研究态度，尤其在印刷胶辊及印刷全方位平衡方面取得的众多成果，为印刷机朝着更高速、更高效、更稳定的优质印刷境界提供了有力的支持。

以前博星公司曾介绍过印刷胶辊的橡胶材料生产和胶辊的制造过程，原料及工艺过程的选择怎样直接影响到胶辊各项品质的表现，以及相同成分的橡胶经过不同的生产工艺可以得到不同的橡胶性质。

Böttcher 公司每年研发及测试上千种橡胶配方，以配合各种不同工业的多样化要求：造纸、冶金、纺织、木材、玻璃、塑料加工、印刷、扶手、办公设备等等，而最终往往只会选定几十种，甚至一、两种应用于印刷工业。

由此可见，橡胶的种类极多，工艺控制的要求也高。那么，什么样要求的胶辊才是真正适用于印刷环境的呢？印刷环境又会对印刷胶辊产生什么样的影响呢？

印刷胶辊的技术参数及对印刷的影响

一. 印刷环境对橡胶的品质要求

从胶辊在印刷中的必须表现来看，橡胶的品质对于印刷胶辊在印刷中的作用和影响是根本性的，它主要可以达成和控制胶辊在印刷中的以下表现：

1. 能把油墨以均匀的墨膜/水膜形式分离。

2. 保证连续平滑的油墨/润版液传输。

3. 形成油墨/润版液蓄积以弥补印刷输送环节造成油墨/润版液不均的缺陷。

4. 补偿几何差变。

5. 补偿和抑制振动。

6. 控制热增长。

7. 与印刷机上媒介质的化学兼容性，如油墨、润版液及清洁维护的化学品等。

8. 抗臭氧、老化，保持稳定的硬度。

9. 良好的热和电的传导性。

10. 良好的弹性和回复性。

11. 抗磨损和抗撕裂的能力。

二. 印刷胶辊的表面结构对印刷过程的影响

在印刷胶辊的技术指标中，表面粗糙度是达成胶辊传递油墨和润版液的一项重要性能。一般来说，印刷墨辊要求表面粗糙度为6 – 20微米即可，而酒精水辊的表面粗糙度为4 – 10微米即可，有的印刷机为了增加带水的能力，水辊的表面研磨得更细，比如：在小森印刷机上的酒精润版水辊的表面粗糙度为2 – 6微米。

胶辊的表面粗糙度在印刷中的作用是至关重要的，它既要准确的计量所传递的油墨和水，保证传水传墨的稳定性，从而保证印刷色彩的稳定，同时，能把油墨以均匀的墨膜/水膜形式分离，保证连续平滑的油墨/润版液传输，并形成油墨/润版液蓄积以弥补输送环节造成的不均缺陷。但是，在实际的印刷过程中，由于印刷压力和与胶辊接触的其他化学品的作用，胶辊总会造成表面结构的损失，我们称之为表面釉化现象。以下是对釉化现象的发生以及在印刷中产生的不良后果的分析研究。

1. 胶辊表面的釉化

结釉的印刷胶辊表面积损失，同时胶辊的硬度变大，弹性降低。胶辊表面发生釉化现象是不可避免的，胶辊结釉时不要草率的认为胶辊已经老化、失去印刷功能，也不要粗暴地使用含颗粒的物质去清洁或打磨胶辊表面（这种做法目前在印刷厂中普遍存在，由于违背釉化的原理，效果也并不理想），向博星的专业技术人员咨询，可通过化学方式恢复胶辊。

2. 釉化现象产生的原因

在印刷过程中，一些残留的杂质堆积在胶辊的橡胶表面。它们中的某些残留物可以通过水或溶剂清洁，但仍会有少量留在橡胶表面的微孔底部。这些残留物在孔内长时间的堆积，在印刷压力和热量的作用下，最终使胶辊表面发生釉化。

值得一提的是，一些清洁剂本身的清洁能力不足或自身的残留物过多（如一些劣质的煤油、汽油、酒精），都会加快釉化的过程。不及时处理，釉化层会越来越厚，对印刷造成极大的困扰。

图2.6是一个新的胶辊表面状态示意图：

图2.6 新的胶辊表面结构

图2.7是一个釉化的胶辊表面状态示意图：

图2.7 釉化的胶辊表面结构

3. 釉化现象造成的不良后果

A.使橡胶表面积大大减少，油墨和润版液转移性能不良，印刷困难。

以下一组数据可以说明问题（以海德堡印刷机为例）：

普通胶辊：在印刷机运转百万转以后，橡胶表面开始结釉。

优质胶辊：在印刷机运转五百万转以后，橡胶表面积残留不到30%。

博星免釉化胶辊：在印刷机运转三千万转以后，橡胶表面积可以保持

在70%以上。

B. 釉化使胶辊表面变硬，导致印刷压力增大，调校墨辊和水辊的压力困难。

并直接导致以下问题：

印品油墨密度不足

干燥慢

水墨平衡不稳定

增加纸张浪费并且清洁困难

二. 胶辊粘弹性原理是胶型选择的依据之一

1. 胶辊粘弹性的基本原理

博星在平版印刷中使用的胶辊材料是粘弹性相对滞后的橡胶材料，也就是说平版印刷中使用的胶辊材料弹性很小，这是为什么呢？

橡胶作为一种粘弹性材料，其弹性的基本原理是在周期性的应力作用下产生周期性的应变，而且相位滞后于应力。在应力-应变曲线上形成所谓的滞后圈的面积即是材料结构阻尼所耗散的能量，即由机械能转变为热能，这一过程叫作内耗。

在印刷过程中，这种内耗若得不到及时的发散，会使胶辊及周围环境温度升高，胶辊受到长期低温焦灼后会极大程度地影响自身寿命，而且油墨在高温影响下流变也会不稳定，由此会导致印刷调节的困难、印刷速度对印品质量的失控。

墨辊在油墨传输过程中温度的上升，是由墨辊间的接触压力引起的，接触压力与接触面积有关，在胶辊长度一定时，即与接触宽度有关。

图2.1是印刷胶辊的温度升高和墨辊间接触宽度的关系曲线。

5 10 15 20 25 墨辊接触宽度(mm)

图2.1 : 胶辊的温度和接触宽度的关系

胶辊的温度升高与接触宽度成线性关系，大约接触宽度每增加1毫米，胶辊温度约升高3摄氏度。

胶辊温度的升高引起墨辊直径的膨胀，两者也成线性关系，而且橡胶层愈厚，墨辊直径的膨胀量愈大。见图2.2。