滚筒包衬应用探讨

所谓滚筒包衬是指滚筒壳体以外包裹在滚筒表面的各种包覆物。胶印机印版滚筒与橡皮布滚筒表面都有包衬，除了印版和橡皮布以外，常用的包衬材料还有绝缘纸、牛皮纸、橡皮垫、毡呢以及其它纸张等。

　　滚筒包衬一般是指橡皮滚筒的包衬，它的包衬量的大小决定着胶印机三滚筒能否正确滚压，对图文的转移、逼真还原再现印版图文的色调，准确地进行多色套印，提高印刷品的质量，有着极为重要的意义。

　　胶印机使用衬垫的目的：首先是利用衬垫材料的弹性变形来产生所需的印刷压力；其次是弥补机器制造的精度误差和各印刷面之间存在的缺陷；第三是减少冲击和荷载，避免各滚筒壳体“硬碰硬”的接触，保护机械设备。

　　一、滚筒包衬的分类

　　根据各种类型胶印机橡皮布滚筒的缩径量(也叫切削量)的大小，所选用的衬垫材料，产品的质量要求，胶印机的性能差别等，可将滚筒包衬分为硬性包衬、中性包衬、软性包衬三大类。

　　l.硬性包衬

　　硬性包衬是由衬垫纸和橡皮布组成，即在橡皮布下垫几张纸便构成硬性包衬。滚筒压力线宽度为4-6mm，缩径量λ=0.04～0.08mm。这类包衬相对较硬，包衬的弹性模量较大，少量变形就可产生很大的印刷压力，且大多数胶印机采用接触滚枕(即走肩铁)，使得滚筒运转平稳。

　　硬性滚筒包衬的包衬缩径量较小，即包衬变形量小，网点扩大及变形也就小。在印刷机精度很高的条件下，使用硬性包衬，对网点传递较好，能使细小网点清晰再现，有利于色彩与层次的再现，可获得光洁、逼真的优质印刷品，适合于网纹印刷品。使用硬性包衬时，印版表面的摩擦量大，印版磨损比较明显，印版耐印率较低，对机器的制造精度和材料的耐磨性要求很高，否则，可能会因印刷压力的不均而出现墨杠。国产的JJl02A、JJ204型、JJ201型的卷筒纸胶印机，进口的Miller(米勒)、Heideberg(海德堡)、日本的小森机等大多采用硬性包衬。

　　2.中性包衬

　　中性包衬由厚纸、毛哔叽和橡皮布等组成。滚筒压力线宽度为8-10mm，缩径量λ=0.1～0.2mm。

　　中性包衬的印刷性能介于硬性和软性包衬之间，弹性模量居中，网点再现性较好。对印版的磨损不是很大，对纸张的印刷适性和胶印机的制造精度等要求不是十分苛刻，印刷适应性较强。多数国产的单张纸胶印机以及部分进口的中档胶印机，大多使用中性包衬。

　　①中性偏硬包衬

　　一张厚度为1.85～1.90mm的国产橡皮布，再加上一张橡皮垫或软木垫，最后用一定厚度的纸张找齐即可。

　　②中性偏软包衬

　　一张厚度为1.85～1.90mm的国产橡皮布，再加上一张毡呢，最后用一定厚度的纸张找齐即可。

　　3.软性包衬

　　软性包衬一般是在橡皮布下垫上呢子布再加上几张薄纸。滚筒压力线宽度为10-12mm，缩径量λ=0.2～0.4mm。软性包衬与硬性包衬正好相反，其弹性模量较小，产生同样的印刷压力所需的包衬缩径量相对较大，故软性包衬对网点的传递性差。软性包衬压印时接触区宽度较大，接触性相对较好，印品墨色相对厚实、饱满，特别是印实地产品时更能体现其优点，故适合印刷文字、色块、实地类印刷品。

　　软性包衬缓冲能力强，橡皮布不易压坏，对印版的摩擦作用较小，滚筒滚压中的多数滑动量可由橡皮布的位移而消除，印版使用寿命长，耐印率高。但是，由于橡皮布变形和位移较大，容易变形，所印产品网点不够光洁，不适合印刷精细产品。对机械制造精度和印刷压力调节精度的要求相对低些。

　　国产的J1202型、J2101型、德国的PZO-5型等胶印机采用软性包衬。

　　二、滚筒包衬的印刷适性

　　l.硬性及中性偏硬包衬

　　网点清晰、光洁、完整，还原再现性好，适合于精细产品和高档包装产品的印刷；

　　图文的几何形状变化小，特别是图文及印版的宽度增量比较小；

　　纸面受墨量小，不易产生糊版现象；

　　印版容易磨损，耐印力较低；

　　衬垫改变量较小，垫橡皮布时，容易起“硬口”；

　　遇到纸张折角、歪斜，多张时极易扎坏橡皮布；

　　对机器制造精度要求高，否则，易出现“墨杠”或脏版、糊等弊病。

　　2.软性及中性偏软包衬

　　版面摩擦少，印版使用寿命长；

　　墨层较厚实，适合中等要求的大批量线条、实地等产品的印刷；

　　橡皮布位移及变形量大，网点易变形且不光洁；

　　图文宽度尺寸增量较大；

　　垫补橡皮布时不易起“硬口”但衬垫改变量大；

　　橡皮布不易被轧坏。

　　三、滚筒包衬的理论

　　l.等径包衬理论

　　等径包衬理论是根据线速度一致理论提出的，即!=Rω。该理论认为，滚筒在滚压时，必须保持三滚筒的半径相等，才能保证三滚筒表面线速度一致，在滚压中就不会产生滑差，从而获得理想的滚压，印版上的墨迹经过两次转移，就会如实地再现在印刷品上。

　　由于橡皮布滚筒不是刚体，而是弹性体，在印刷过程中，压印点处必然凹陷而使半径减少，也就是说压印区域内的其它各点的半径是不相等的，所以等径理论包衬三滚筒的半径也不是完全相等，而是橡皮布滚筒半径略大一些。

　　2.异径包衬理论

　　①几何速差理论

　　当一个刚体与一个弹性体接触后，它们只有一点或两点的半径相等，其余各点的半径不可能相等。因此，该理论认为，两个滚筒接触时，只有一点或两点的线速度是一致的，其余各点都不一致，于是便产生了印版滚筒与橡皮布滚筒的表面滑差。

　　②Sites(塞茨)异径理论

　　等径刚体与弹性体相互滚压时，由于弹性体的受压变形而使其运动一周的行程比刚体略长一些。正是由于弹性滚筒受压后其半径会增大这一事实，提出了橡皮布滚筒半径必须小于压印滚筒和印版滚筒的半径。即印版滚筒最大，压印滚筒居中，橡皮布滚筒最小，或者橡皮布滚筒最小，其他两个滚简相等。

　　四、滚筒包衬的确定

　　所谓滚筒包衬的确定，就是在印版滚筒和橡皮布滚筒的壳体，按要求包覆一定厚度的衬垫材料，以调节滚筒之间的间隙和印刷压力，使齿轮在节圆相切的位置上啮合，从而满足胶印工艺的需要。

　　l.确定原则

　　①滚筒表面不产生相对滑动原则

　　即同步滚压原则。胶印机每色组都有三个滚筒，印刷时三个滚筒两两相互接触，为保证产品质量的需要，要求滚筒接触表面之间不能有相对滑动摩擦存在。但是由于三滚筒是通过齿轮传动的，其角速度(ω)相等，要保证其表面不滑动，就要求各滚筒的滚动半径(R滚)相等。当滚筒为刚体时，滚筒的滚动半径和自由半径(R自)相等。由于橡皮布滚筒上装有弹性包衬，故为弹性体，其滚动半径不等于其自由半径，印版滚筒和压印滚筒则可似为刚体。

　　弹性滚筒的滚动半径与弹性滚筒上包衬的缩径量(λ)有关，

　　即：R滚=R自+λ

　　R滚：滚动半径

　　R自：自由半径

　　λ：包衬的缩径量

　　②滚筒齿轮节圆相切原则

　　即滚筒中心距原则。胶印机上各滚筒之间都是通过齿轮来做传递动力的，为了保证传动的平稳性，减轻齿轮磨损等，这就要求齿轮在节圆相切啮合传动，即滚筒中心距等于两滚筒齿轮分度圆半径之和。但在实际应用中，并非如此，若将滚动中心距调得过大，造成齿轮啮合间隙较大，则传动平稳性大大下降，齿轮磨损也同时加剧，产品质量和机器使用寿命都会不同程度地降低。

　　③压力合适原则

　　印版滚筒(P)与橡皮布滚筒(B)之间的接触压力称为版压(λP-B)，橡皮布滚筒与压印滚筒(I)之间的接触压力称为印压(λB-I)，即印刷压力。一般印压要大于版压0.05-0.1mm，压力合适是确定滚筒包衬的首要原则。应注意防止压力过大现象，尤其是版压对网点扩大最敏感，版压过大会造成网点扩大严重，从而影响印品色彩与层次的还原。

　　2.确定方法

　　在实际应用中，以上原则不可能同时满足，只能满足其中部分原则，因此，我们应当采取一些工艺措施，尽量满足以上原则，不至于差别太大。

　　①强调同步滚压的滚压比

　　根据同步滚压条件，滚压时保持三滚筒的半径相等。但当印刷材料的厚度发生改变时，滚筒的包衬也必须做适当的调整。但在实际生产中，显得不太方便，故此法确定的包衬数据适用于长期或大多数情况下印刷固定纸厚或纸厚变化不大的产品。

　　②优先考虑印版、橡皮布滚筒

　　用这种方法可满足印版与橡皮布滚筒之间同步滚压条件与中心距条件，它不随印刷品厚度的变化而发生改变，但是压印滚筒与橡皮布滚筒之间不满足任何条件。其优点是当印刷品的厚度变化时，印版与橡皮布滚筒的包衬不用改变，印版滚筒与橡皮布滚筒的中心距也不用改变，仅改变压印滚筒与橡皮布滚筒的中心距即可，这样操作起来比较方便，省事。

　　五、包衬厚度的检验

　　橡皮布和衬垫材料都是弹性体，压缩形变和拉伸形变都比较大，用千分卡测量时，应多测几个点，并求其平均值，最好用筒径仪加以检验。滚筒的包衬厚度和中心距一旦确定后，最好不要经常随便改变，以实现印刷工艺参数的数据化，标准化，这样才能保证印刷品的质量稳定，节约生产时间，为逐步实现生产自动化创造条件。