CN102690472B - 一种擦版辊及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种擦版辊，其浆料体系的化学成分按重量百分含量计算包括：R1069树脂：19.3～48.3%，PSH-10树脂：8.7～37.7%，邻苯二甲酸二辛酯：21.2～24.6%，三羟甲基丙烷丙烯酸三甲酯：10～14.5%，纳米活性碳酸钙：4.2～8.7%，亚纳米级疏水白碳黑：0.4～1.5%，二月桂酸二丁基锡：0.9～1.5%。本发明还公开了该擦版辊的制备方法。本发明擦版辊各组份之间相容性好，韧性好、强度高，耐高温，耐老化，使用寿命长；擦版辊的制备方法满足了印刷要求，并节约大量油墨、纸张和人力消耗，提高设备的利用率。

Description

一种擦版辊及其制备方法

技术领域

本发明属于印刷技术领域，涉及一种雕刻凹版印刷用聚氯乙烯擦版辊及其制备方法。

背景技术

擦版辊是雕刻凹版印刷特有的“除墨”装置。擦版工艺作为不可缺少的中心环节，在雕刻凹版印刷中占有重要地位，直接影响产品质量和正常印刷。在雕刻凹版印刷过程中，输墨系统将各色油墨传递到凹印印版表面，油墨既填满图纹部分，也涂布在非图纹部分。在印刷压印之前，擦版辊与印版辊筒接触点的逆向滚动摩擦，在擦版辊与凹版滚筒具有一定压力作用下，利用它们之间的剧烈摩擦力，将印版上非图纹部分附着的油墨擦净，保留图纹部分油墨，完成擦版行程；擦版辊上的油墨再通过刮刀、毛毡和清洗液的物理化学作用完成清洗行程，回复清洁干燥进行下一轮擦版。

擦版辊在使用过程中，频繁受到摩擦力和压力，同时需在高温、强碱环境下工作，擦版辊容易疲劳。由于钞券设计的特点，擦版辊在使用一段时间后，表面出现磨损不均衡。如附图1所示（为便于理解，“起棱”部位做了放大处理），阴影部分为“起棱”部位，也即裂口出现位置，在“起棱”位置，擦版辊受力较其它部位多，擦版辊在这些位置严重疲劳，容易裂口。当裂口增大到0.5mm时，擦版辊不满足凹印印刷要求。擦版辊在使用过程中，受到较大的压力和摩擦力（尤其是“起棱”部位），这使得擦版辊过度疲劳，最终不堪重负在“起棱”部位裂口, 如附图2-4所示。

采用传统填料（包括轻质碳酸钙、重质碳酸钙、石墨、白炭黑等物质）的擦版辊，填料和基体树脂的相容性差，体系稳定性差，能承受的压力也差，擦版辊使用寿命不高，影响凹印印刷产量与质量。传统工艺采用的一种聚氯乙烯擦版辊配方具有下述重量百分比浆料组份：P-21树脂35.1%、4472树脂23.4%、邻苯二甲酸二辛酯（DOP）22.8%、三羟甲基丙烷丙烯酸三甲酯（TD-1500）1.5%、三羟甲基丙烷丙烯酸三甲酯（X980）7.0%、乙二酸1.2丙烯乙二醇聚酯2.6%、轻质碳酸钙3.8%、石墨2.6%、二月桂酸二丁基锡（KS-20）1.2%，其填料组份均为普通无机粉体材料。这种擦版辊虽然能在一定程度上满足使用要求，但存在下列问题：无机粉体填料和基体树脂的相容性不好，聚氯乙烯体系韧性较差，擦版辊易疲劳，一旦超过了材料的承受能力，容易在“起棱”部位裂口。

上述聚氯乙烯擦版辊的制备方法主要包括浆料配制、搅拌、轧浆、浆料质检、真空脱泡、辊芯准备、辊芯质检、上浆塑化、车削加工、质量检验和上凹印机试用步骤。其中，“辊芯质检”步骤仅检查轴头跳动量，这一指标不足以表征擦版辊辊芯质量；“质量检验”只检验擦版辊硬度和尺寸，不能完全表征擦版辊质量；擦版辊表面未做有效抛光，表面光洁度不能满足凹印机使用要求，需要在凹印机上借助油墨和印版抛光以达到凹印机使用要求，这一过程常常需要花费15到30分钟时间，耗费大量纸张、油墨和人力，降低了印刷效率。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中聚氯乙烯擦版辊韧性不好、使用寿命不高的不足，提供一种雕刻凹版印刷用聚氯乙烯擦版辊。该擦版辊各组份之间相容性好，韧性好、强度高，耐高温，耐老化，使用寿命长。

本发明的另一个目的在于提供一种上述聚氯乙烯擦版辊的制作方法。

为实现上述目的，本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种聚氯乙烯擦版辊，其浆料体系的化学成分按重量百分含量计算包括：

R1069树脂：19.3～48.3%，

PSH-10树脂：8.7～37.7%，

邻苯二甲酸二辛酯：21.2～24.6%，

三羟甲基丙烷丙烯酸三甲酯：10～14.5%，

纳米活性碳酸钙 ：4.2～8.7%，

亚纳米级疏水白碳黑：0.4～1.5%，

二月桂酸二丁基锡：0.9～1.5%。

作为优选，上述的各化学成分的重量百分含量为：

R1069树脂：37.2～39.6%，

PSH-10树脂：18.6～19.8%，

邻苯二甲酸二辛酯：23.0～23.2%，

三羟甲基丙烷丙烯酸三甲酯：11.5～12.2%，

纳米活性碳酸钙 ：4.6～6.1%，

亚纳米级疏水白碳黑：0.6～1.1%，

二月桂酸二丁基锡：1.1～1.2%。

除作为基体树脂的R1069树脂和PSH-10树脂外，上述各化学成分在该擦版辊浆料体系中的作用分别如下：

1．DOP为主增塑剂；X980为辅增塑剂，控制制品硬度。增塑剂具有提高树脂加工性能的作用，将树脂配制成具有流动性能的增塑糊。

2．纳米活性碳酸钙具有增加体系韧性，推迟体系裂口时间的作用，同时兼具无机材料的刚性、尺寸稳定性及热稳定性；亚纳米级疏水白碳黑具有增加体系强度、韧性和耐磨性的作用，能够使擦版辊耐磨性增强，尺寸减小速度变慢，“起棱”速度变慢。添加了上述两种物质之后，擦版辊韧性增加，冲击强度增大，能对抗更大的压力和摩擦力；擦版辊耐磨性增加，尺寸减小速度变慢；“起棱”部位裂口慢，部分擦版辊使用尺寸减小到工艺控制范围之外时，“起棱”部位还未出现裂口。采用上述两种填料的增塑糊还具有触变性，利于加工。

3．KS-20为稳定剂。理想的聚氯乙烯结构是稳定的，但PVC分子存在许多结构缺陷，容易热分解；离开热稳定剂，PVC加工的产品则是废品。KS-20在加工时能起到减缓PVC热分解的作用，且分散效果和稳定效果好，制品透明。

本发明采用高分子量乳液聚合法树脂，能适应擦版辊涂布加工工艺要求，且高分子链能相互缠结而形成类似交联橡胶的网络结构，显示一定的粘弹性能。高分子量的树脂耐磨性能好，满足使用要求。但高分子量树脂加工性能不佳，因此配方中采用两种树脂，起到降低增塑糊粘度，少使用增塑剂，优化体系性能的作用。选择DOP做主增塑剂是因为其和树脂的相容性好，具备增速效率高、挥发性和吸水性小、毒性较微等优点。X-980的使用不仅能起到增塑的作用，还能调节制品硬度，使之能达到擦版辊工艺硬度要求。纳米亚活性碳酸钙作为填料，既能降低生产成本，还能改善制品性能，提高制品韧性。亚纳米级疏水白炭黑能够增强体系耐磨性能。

本发明擦版辊采用功能性改性（纳米活性碳酸钙、亚纳米级疏水白碳黑）无机粉体材料，活性碳酸钙以及疏水白碳黑与基体树脂之间形成牢固的相界面，体系相容性增强，使复合体系韧性大幅度提高；同时，由于纳米活性碳酸钙的加入，提高了体系的耐热性能，使该擦版辊更耐高温，拉伸强度和抗冲击性能均得到显著提高。本发明采用国产X980单体，使成本大大降低；本发明摒弃了传统石墨，制品透明，便于监测和提高擦版辊制作质量；本发明使用原材料品种减少，全部原材料由过去的十余种减少为7种，利于提高配料质量。本发明擦版辊印刷适应性好，质量稳定，耐印率高，单根最高印数分别为：92型105.9万印，接线凹89万印，82型82万印。平均印数分别为：92型40万印，接线凹40凹印，82型45万印。

本发明擦版辊的制备方法主要步骤包括浆料配制、搅拌、轧浆、浆料质检、真空脱泡、辊芯准备、辊芯质检、上浆塑化、车削加工、表面自动抛光、质量检验；其中：

“辊芯准备”步骤主要包括车削掉废旧擦版辊表面的受损部分，使其表面粗糙度达到1.5～3μm，或者将加工好橡胶的辊芯放置到上浆机上在130～150℃烘烤3～6小时；

“辊芯质检”步骤主要包括检查轴头跳动量、擦版辊轴与套之间间隙量检测和辊芯动平衡量检测。将擦版辊放置到车床上，测量轴头跳动量，跳动量指标控制在0.05mm之内，然后测定擦版辊轴套间隙，轴套间隙量控制在0.10mm之内，最后测定擦版辊动平衡值，动平衡量控制在100g以内；

“表面自动抛光”步骤主要包括将擦版辊放置到车床上，通过专用布带抛光机抛光擦版辊表面，使其表面粗糙度控制在0.3μm以内；

“质量检验”步骤主要包括检测擦版辊表面硬度，测定擦版辊表面光洁度，检测擦版辊表面不圆度和不直线度。

本发明完善了擦版辊辊芯质量检测步骤，增加了轴套间隙量检测和辊芯动平衡量检测，使辊芯质量得到可靠控制。上述内容主要是为了保证擦版辊辊芯精度，提高擦版辊的印刷适应性。

本发明增加了“表面自动抛光”步骤，抛光已制作完毕的成品擦版辊，使其表面粗糙度由1μm左右降低到0.3μm以下，使擦版辊不用在凹印机上用油墨和印版抛光即可印刷产品，满足印刷要求，节约大量油墨、纸张和人力消耗，提高设备的利用率。

本发明完善了擦版辊质量检测指标，增加表面不圆度、不直线度和表面粗糙度指标，与传统的表面硬度和直径两项质量控制指标一起，能够基本反映擦版辊质量。检测合格的擦版辊能够上凹印机直接使用，避免了部分擦版辊上凹印机后才表现出不能适应印刷的问题。

本发明的有益效果在于：本发明构思巧妙、设计合理，擦版辊各组份之间相容性好，韧性好、强度高，耐高温，耐老化，使用寿命长；擦版辊的制备方法满足了印刷要求，并节约大量油墨、纸张和人力消耗，提高设备的利用率。

附图说明

本发明将通过例子并参照附图的方式说明，其中：

图1 为擦版辊表面磨损不均衡性示意图；

图2 为擦版辊未裂口电镜图；

图3 为传统填料制作擦版辊表面裂口电镜图；

图4 为纳米级亚纳米级改性填料制作擦版辊表面裂口电镜图。

具体实施方式

本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。

实施例1：一种擦版辊，其浆料体系的化学成分包括：

R1069树脂（聚氯乙烯糊树脂）：20kg

PSH-10树脂（聚氯乙烯糊树脂）：37kg，

邻苯二甲酸二辛酯（DOP）：23kg，

三羟甲基丙烷丙烯酸三甲酯（X980）：14kg，

纳米活性碳酸钙：3kg，

亚纳米级疏水白碳黑：1.5kg，

二月桂酸二丁基锡（KS-20）：1.5kg。

上述擦版辊的制备方法主要步骤包括浆料配制、搅拌、轧浆、浆料质检、真空脱泡、辊芯准备、辊芯质检、上浆塑化、车削加工、表面自动抛光、质量检验。

实施例2：一种擦版辊，其浆料体系的化学成分包括：

R1069树脂（聚氯乙烯糊树脂）：46kg，

PSH-10树脂（聚氯乙烯糊树脂）：12kg，

邻苯二甲酸二辛酯（DOP）：23kg，

三羟甲基丙烷丙烯酸三甲酯（X980）：12kg，

纳米活性碳酸钙：5kg，

亚纳米级疏水白碳黑：0.9kg，

二月桂酸二丁基锡（KS-20）：1.1kg。

上述擦版辊的制备方法同实施例1。

实施例3：一种擦版辊，其浆料体系的化学成分包括：

R1069树脂（聚氯乙烯糊树脂）：40kg，

PSH-10树脂（聚氯乙烯糊树脂）：19kg，

邻苯二甲酸二辛酯（DOP）：22kg，

三羟甲基丙烷丙烯酸三甲酯（X980）：13.8kg，

纳米活性碳酸钙：3kg，

亚纳米级疏水白碳黑：1kg，

二月桂酸二丁基锡（KS-20）：1.2kg。

上述擦版辊的制备方法同实施例1。

实施例4：一种擦版辊，其浆料体系的化学成分包括：

R1069树脂（聚氯乙烯糊树脂）：37kg，

PSH-10树脂（聚氯乙烯糊树脂）：18kg，

邻苯二甲酸二辛酯（DOP）：22kg，

三羟甲基丙烷丙烯酸三甲酯（X980）：13kg，

纳米活性碳酸钙：8kg，

亚纳米级疏水白碳黑：0.5kg，

二月桂酸二丁基锡（KS-20）：1.5kg。

上述擦版辊的制备方法同实施例1。

实施例5：一种擦版辊，其浆料体系的化学成分包括：

R1069树脂（聚氯乙烯糊树脂）：38kg，

PSH-10树脂（聚氯乙烯糊树脂）：19.3kg，

邻苯二甲酸二辛酯（DOP）：23.2kg，

三羟甲基丙烷丙烯酸三甲酯（X980）：11.8kg，

纳米活性碳酸钙：5.6kg，

亚纳米级疏水白碳黑：0.9kg，

二月桂酸二丁基锡（KS-20）：1.2kg。

上述擦版辊的制备方法同实施例1。

本发明并不局限于前述的具体实施方式。本发明扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合，以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。 

Claims (3)

1.一种擦版辊，其特征在于其浆料体系的化学成分按重量百分含量计算包括：

R1069树脂：19.3～48.3%，

PSH-10树脂：8.7～37.7%，

邻苯二甲酸二辛酯：21.2～24.6%，

三羟甲基丙烷丙烯酸三甲酯：10～14.5%，

纳米活性碳酸钙 ：4.2～8.7%，

亚纳米级疏水白碳黑：0.4～1.5%，

二月桂酸二丁基锡：0.9～1.5%。

2.如权利要求1所述的一种擦版辊，其特征在于：所述的各化学成分的重量百分含量为：

R1069树脂：37.2～39.6%，

PSH-10树脂：18.6～19.8%，

邻苯二甲酸二辛酯：23.0～23.2%，

三羟甲基丙烷丙烯酸三甲酯：11.5～12.2%，

纳米活性碳酸钙 ：4.6～6.1%，

亚纳米级疏水白碳黑：0.6～1.1%，

二月桂酸二丁基锡：1.1～1.2%。

3.一种权利要求1所述的擦版辊的制备方法，其特征在于主要步骤包括浆料配制、搅拌、轧浆、浆料质检、真空脱泡、辊芯准备、辊芯质检、上浆塑化、车削加工、表面自动抛光、质量检验；其中：

“辊芯准备”步骤主要包括车削掉废旧擦版辊表面的受损部分，使其表面粗糙度达到1.5～3μm，或者将加工好橡胶的辊芯放置到上浆机上在130～150℃烘烤4～6小时；

“辊芯质检”步骤主要包括检查轴头跳动量、擦版辊轴与套之间间隙量检测和辊芯动平衡量检测，

将擦版辊放置到车床上，测量轴头跳动量，跳动量指标控制在0.05mm之内，然后测定擦版辊轴套间隙，轴套间隙量控制在0.10mm之内，最后测定擦版辊动平衡值，动平衡量控制在100g以内；

“表面自动抛光”步骤主要包括将擦版辊放置到车床上，通过布带抛光擦版辊表面，使其表面粗糙度达到0.3μm以下；

“质量检验”步骤主要包括检测擦版辊表面硬度，测定擦版辊表面光洁度，检测擦版辊表面不圆度和不直线度。

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