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。