印刷过程的润湿--橡皮布的润湿性

  橡皮布和墨辊固有润湿性,在印刷过程中润湿性的变化,对印刷的正常进行尤其是胶印生产的正常进行非常重要。

  橡皮布的润湿性及其变化

  橡皮布是胶印机油墨转移的中间体。印刷时,橡皮布与印版图文部分油墨接触的同时,也与印版空白部分的水相接触。因此,橡皮布主要由非极性材料橡胶构成,以保证橡皮布最大限度地吸附油墨并转移油墨,最小限度地吸附水分;还要求橡皮布具有最佳的耐油、耐酸、耐氧化和抗老化等性能。为使橡皮布具有良好的印刷性能,除选择适宜的橡胶材料制作橡皮布以外,印刷过程中,在工艺操作上还必须尽量维护橡皮布的润湿性。

  1.橡皮布的润湿性。橡皮布由胶层和底布组成。胶层包括粘结底布的内胶层和用于转移油墨的表面胶层。胶层的主要组分是天然橡胶和合成橡胶。

  天然橡胶可以看做是顺式异戊二烯单体的聚合物,即

  经实验测定,天然橡胶的分子量约为20~50万。因此,聚合度n是个千位数。在平常状态下,天然橡胶是由数千个顺式异戊二烯聚合而成的长线形分子,柔顺的分子链卷曲在一起,使其富有很高的弹性。但是,天然橡胶的耐磨、耐冲击等机械性能较低,湿度效应较差,受热容易发粘、变脆,并且容易发生塑性变形和老化。为了克服天然橡胶在物理性能方面的不足,在天然橡胶中加入硫化剂(一般是硫磺),对橡胶进行硫化处理,使线形结构橡胶分子的一些双键打开,以硫磺作"桥梁",形成硫桥,发生交联反应,成为立体网状结构。

  硫化以后的橡胶结构模型如图1-21所示。从图中可以看到,硫原子将线形结构的橡胶分子连结起来,形成了许多网状格子,从而提高了橡胶的机械和物理性能。

  经过硫化的橡胶,机械物理性能虽然提高了,但是,一般弹性下降,硬度增大。这是因为硫化剂加的愈多,交联愈多,由硫原子联结起来的网状格子也愈多而造成的。含硫量少的为软橡胶,含硫量达10%以上的就成了硬橡胶。用于橡皮布的橡胶含硫量较少,弹性好,硬度低。印刷用的橡胶墨辊,其硬度的不同,是利用加硫量的多少来实现的。

  硫化的天然橡胶,耐油性仍然较差,尤其是和煤油等有机溶剂长期接触,就会逐渐溶胀变形。因此,天然橡胶用于橡皮布的表面胶层并不合适。由于天然橡胶具有较大的粘结力,能把橡皮布的底布牢固地粘合在一起,一般作为橡皮布的内胶层使用。但在印刷过程中或清洗橡皮布时,要严防煤油等有机溶剂的渗入,以避免天然橡胶溶胀而使橡皮布“起泡”或“脱壳”。

  目前,平版印刷普遍使用树脂型油墨,其树脂型连结料中含有一定量的高沸点煤油,这就要求橡皮布的表面胶层耐油性相当好,故橡皮布的表面胶层一般采用耐油性能好的合成橡胶作原料。

  制作橡皮布表面层的合成橡胶有氯丁橡胶、丁腈橡胶等。

  氯丁橡胶是由氯丁二烯聚合而成的,即

  氯丁橡胶由于氯原子的存在,除弹性耐寒性稍比天然橡胶差以外,耐磨性、耐油性、耐热性耐有机溶剂性、耐臭氧怀、气密性均比橡胶优良,尤其是耐老化性特别好,长时间受到光、以及空气中氧的作用,化学结构不易破坏,仍能保持较好的物理机械性能。

  丁腈橡胶是丁二烯和丙烯腈在引发剂存在的条件下,共聚而成的,即

  丁腈橡胶中由于有氰基(-C≡N或-CN)的存在,因而耐油和耐溶剂的性能特别好,是天然
橡胶无法相比的。

  氯丁橡胶和丁腈橡胶的分子中,由于存在着氰基和氯原子(-CI)等极性基团,有呈极性的倾向,但仍然以非极性为主,能够被油墨很好地润湿。为了进一步增强橡皮布表面胶层亲油疏水的性能,有的橡皮布表面胶层原料中加入一定量的醋酸乙烯-氯乙烯共聚体。尽管如此,橡皮布在使用过程中,润湿性还是要发生变化的。

  2.橡皮布表面润湿性的变化。橡皮布包覆在胶印机的橡皮滚筒上,在滚筒相互滚压的过程中,橡皮布每一徽小单元体要周期性地和印版、承印物相接触。印版上的油墨、润湿液,承印物(主要是纸张上脱落下来的纸粉)和橡皮布将发生物理、化学作用,其结果会改变原来橡皮布的润湿性。
  印刷过程中,由于物理吸附,在橡皮布的表面胶层上会形成掩盖层,这层掩盖层主要是纸粉涂料粒子、植物纤维、油墨中的颜料颗粒等物质堆积而形成的。掩盖层中的物质大部分是极性的,故使橡皮布的非极性减弱、极性增加,亲油性下降、亲水性上升。这样,印版图文部分上的油墨,尤其是微小网点上的油墨,在高速压印时,不能正常地通过橡皮布转移到承印物上,造成印刷品的印迹发虚、网点丢失。另一方面,因为橡皮布的亲水性增加,它将从印版表面吸附较多的润湿液传递给纸张,使纸张的含水量增加,尺寸伸长,套印不准,与此同时,纸张的表面强度下降,纸粉、纸毛堆积橡皮布的程度加剧,致使生产无法进行,这就需要清洗橡皮布,恢复其橡皮布原有的润湿性。

  天然橡胶分子链上的双键很多,这些不饱和的双键很容易和氧发生反应,使橡胶的分子结构改变,从而发生“老化”现象。

  天然橡胶硫化处理以后,大部分的双键因为形成“硫桥”而被破坏,但还剩下少量双键。氯丁橡胶、丁腈橡胶等合成橡胶,它们分子结构的主链上也有多个双键,因而由硫化橡胶和合成橡胶为原料制造的橡皮布内胶层、表面胶层也很容易氧化,发生老化现象。

  橡皮布是在有光线照射的情况下工作的,日久天长橡胶发生老化,表面生成玻璃状的光老化膜。由于这层膜非常光滑,不仅掩盖了橡皮布原来的表面性质,而且使表面的毛细管作用完全消失,亲油传墨性能降低。

  橡皮布受热以后,产生热老化,使表面胶层变硬、发粘,甚至出现裂纹,不能再使用。此外,橡皮布在转移油墨的过程中,受到印版滚筒和压印滚筒周期性的应力作用,这种交变应力的频度很高(尤其是高速胶印机),因而橡胶的内耗较大,放出的热量使橡皮布胶层的温度上升,又加剧了橡皮布胶层的热老化。为了减缓橡皮布热老化的程度,印刷车间应严格地控制温湿度的变化,实现恒温恒湿的作业环境。印刷中提倡采用适宜的印刷压力转移油墨,在超高速的胶印机上,采用水、墨辊冷却散热的方法,维持橡皮布表面的润湿性。

[时间:2009-07-10  来源:必胜网]

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