制作膠輥的印刷橡膠原材料及工藝的選擇直接影響膠輥的各項品質。Bottcher公司每年研發膠輥新品種時,膠輥都需要測試上千種橡膠配方,性分析再從中選定幾種,印刷甚至只有一兩種橡膠材料可用于制造印刷設備的膠輥各種膠輥。
由此可見,性分析橡膠的印刷種類雖然很多,但由于印刷工藝對膠輥材料的膠輥要求很高,許多橡膠材料并不適合在印刷設備上使用。性分析那么,印刷什么樣的膠輥膠輥才真正適用于印刷環境呢?印刷環境又會對印刷膠輥產生什么樣的影響呢?以下我們將做一分析。
印刷膠輥的性分析特點及作用
1.橡膠的特點
從膠輥在印刷中的作用來看,橡膠的印刷品質對印刷的作用和影響是不容忽視的。首先印刷膠輥應具有以下特性:
1)與印刷機上的膠輥多種介質應具有化學兼容性,如印刷油墨、性分析潤版液及清潔維護用的化學品等;
2)具有良好的彈性和回復性;
3)對熱和電具有良好的傳導性;
4)抗臭氧、抗老化,能夠保持穩定的硬度;
5)具有抗磨損和抗撕裂的能力。
2.膠輥的作用
膠輥在印刷過程中對整個流程有重要作用及影響,具體表現在以下幾個方面:
1)能將印刷油墨或潤版液分離為均勻的墨膜或水膜的形式;
2)保證連續平滑的油墨和潤版液的傳輸;
3)印刷過程中,有少量油墨和潤版液蓄積在膠輥上,以彌補印刷輸送環節造成油墨和潤版液不均的缺陷;
4)補償幾何差變;
5)補償和抑制振動;
6)可有效地控制運行中的熱增長。
膠輥表面結構對印刷的影響
在印刷膠輥的技術指標中,表面粗糙度是控制膠輥傳遞油墨和潤版液的一項重要性能。一般來說,印刷墨輥的表面粗糙度要求為6~20μm,而酒精潤版液用的水輥表面粗糙度為4~10μm,有的印刷機為了增加膠輥的帶水能力,將表面研磨得很細,如小森印刷機上使用的酒精潤版水輥的表面粗糙度為2~6μm.
膠輥的表面粗糙度在印刷中的作用是至關重要的,它要能準確計量所傳遞的油墨和水的多少,保證傳水傳墨的穩定性,從而保證印刷色彩的穩定。但是,在實際印刷過程中,由于印刷壓力和與膠輥接觸的其他化學品的作用,膠輥就會出現表面結構的磨損,我們稱之為表面釉化(玻璃化)現象。以下分別對膠輥表面釉化現象的產生以及在印刷中產生的不良后果進行分析。
1.膠輥表面的釉化
結釉的印刷膠輥表面積損失,同時膠輥的硬度變大,彈性降低。這種現象雖然是不可避免的,但不要草率地認為膠輥已經老化、失去了印刷功能,也不要盲目地使用含顆粒的物質去清潔或打磨膠輥表面(這種做法目前在印刷廠普遍存在,由于違背了釉化產生的原理,效果并不理想)。
只有了解釉化的本質,才可找到合理的解決辦法。
2.釉化現象產生的原因
在印刷過程中,一些殘留的雜質堆積在膠輥的橡膠表面,其中一些殘留物可以用水或溶劑清潔掉,但仍有少量雜質存留在橡膠表面的微孔底部。這些殘留物在孔內長時間堆積,在印刷壓力和熱量的作用下,最終使膠輥表面失去微孔性而發生釉化。
值得一提的是,一些清潔劑本身的清潔能力不佳或自身的殘留物過多(如一些劣質的煤油、汽油、酒精),都會加快釉化的過程。如果不及時處理,釉化層會越來越厚,最終對印刷造成極大的危害。
3.釉化現象造成的不良后果
①導致橡膠表面積大大減少,對油墨和潤版液的轉移性能變差,導致印刷困難。
以下一組數據可以說明釉化的嚴重性(以海德堡印刷機為例):
普通膠輥:印刷機運轉達到100萬轉以后,橡膠表面開始結釉。
優質膠輥:印刷機運轉500萬轉以后,橡膠表面積剩下不到30%.
優質免釉化膠輥:在印刷機運轉3000萬轉以后,橡膠表面積可以保持原有的70%以上。
②釉化使膠輥表面變硬,彈性減小,印刷壓力增大,給調校墨輥和水輥的壓力帶來困難。并直接導致印品油墨密度不足、干燥慢、水墨平衡不穩定、增加紙張浪費和膠輥清潔困難。
膠輥的黏彈性
1.膠輥黏彈性的基本原理
目前在平版印刷中使用的較先進的膠輥材料是黏彈性相對滯后的橡膠材料,也就是說平版印刷中使用的膠輥材料彈性很小,這是為什么呢?
橡膠作為一種黏彈性材料,具有在周期性應力的作用下產生周期性應變的彈性,而且相位滯后于應力。在應力-應變曲線上形成的所謂滯后圈的面積即可表示材料結構阻尼所需消耗的能量,即機械能轉變為熱能,這一過程叫做內耗。
在印刷過程中,這種內耗若得不到及時的發散,會使膠輥及周圍環境溫度升高,膠輥受到長期低溫焦灼會嚴重影響自身壽命,而且油墨在高溫影響下流變性也不穩定,由此會導致印刷調節困難及印品質量的降低。
①墨輥在油墨傳輸過程中溫度的上升,是由墨輥間的接觸壓力引起的,接觸壓力與接觸面積有關。在膠輥長度一定的情況下,墨輥溫度的升高與墨輥的接觸寬度有關。是印刷膠輥的溫度和墨輥間接觸寬度的關系曲線。
②從曲線可以判斷,膠輥的溫度升高與接觸寬度成線性關系,大約接觸寬度每增加1mm,膠輥溫度約升高3℃。膠輥溫度的升高必然引起墨輥直徑的膨脹,兩者也成線性關系,而且橡膠層愈厚,墨輥直徑的膨脹量愈大,如所示。
因此,在勻墨系統中,不增大墨輥的直徑,而增加墨輥的數目,不僅能夠提高勻墨系數,還可以保持墨輥間接觸寬度不再增大,膠輥的溫度上升不會很高。同時,為了保持膠輥尺寸的穩定性,包覆的橡膠厚度小,會更有利于印刷膠輥溫度的控制。
③在傳輸油墨的過程中,膠輥間的不斷輾壓和摩擦,會造成印刷機輸墨裝置溫度的慢慢上升。
是在小型雙色膠印機上,連續印刷過程中,所測定的膠輥溫度的變化情況。
從中可以看出,當機器運轉2小時以后,墨斗、串墨輥、著墨輥的溫度都有所升高,4小時后,溫度繼續升高,溫度最高的膠輥是串墨輥。當印刷機運轉7小時后,墨斗輥、串墨輥、著墨輥的溫度幾乎相等。因此,為控制印刷機輸墨系統溫度的上升幅度,降低串墨輥的溫度可以收到良好的效果。
目前很多先進的印刷機一般都在串墨輥的附近安裝了冷卻系統,以降低印刷過程中輸墨系統的溫度,就是基于這個原因。
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