オフセット印刷におけるゴムローラー：硬度、圧力、表面管理

ゴムローラーは、オフセット印刷機のインキつぼから版へインキと湿し水を運びます。ローラーの仕様書に記載された数値は固定値ではありません。硬度、直径、表面状態は、温度、印刷機の設定方法、そしてローラーが毎日触れる化学薬品によって変化します。これらの数値を動かす要因を知ることが、安定した印刷機への第一歩です。

ゴムローラー内部の熱の蓄積

印刷用ゴムは粘弾性体です。ローラーが版や他のローラーに押し付けられると、変形エネルギーの一部は戻り、一部はゴム内部で熱として失われます。粘弾性の回復が遅いゴムは、その熱を保持しにくいため、寸法がより安定し、劣化も遅くなります。

2本のローラーがどちらも25℃での使用に適合していても、同じ印刷機上ではまったく異なる挙動を示すことがあります。内部減衰が大きいゴムは、同じ設定でも動的硬度と動的圧力が高くなり、同一の運転条件ではより早く温度が上昇します。押し当て幅が広く、温度が上昇すると、圧力は非線形に上昇します。そうなると、ローラー本体内部で熱が急速に蓄積し、ローラーが損傷する可能性があります。枚葉オフセット印刷機はウェブ印刷機よりも早く熱が蓄積するため、ゴムが使用温度に適合していても、正しい押し当て幅が重要になります。ローラーメーカーは純正ローラーの押し当て要件を公表しており、その数値に従う必要があります。空運転は過熱の一般的な原因であり、専用の空運転保護ペーストは、ジョブなしで印刷機が回転する際のローラー温度を下げます。

ローラー硬度の選定

ゴムの種類と硬度は、印刷方式と機械内のローラーの位置に合わせて選定されます。各位置には独自の機械的および化学的負荷がかかるためです。リソグラフィ印刷機では、硬度はゴム品質の目安にもなります。硬いローラーは腐食により強くなりますが、水とインキを均一に運びにくく、印刷機とPS版をより摩耗させます。柔らかいローラーは圧縮と耐薬品性が低下し、使用寿命が短くなります。

動作原理は単純です。ローラーがインキと水を均一に供給し、遭遇する薬品や機械的負荷に耐えられる範囲で、硬度を可能な限り低く保ちます。自動洗浄ユニットのローラーには、クリーナーをよく移行させ、自己洗浄し、腐食に耐えるゴムが必要です。紙粉や紙埃に対応するために作られた脱インキローラーは、別の問題に対処します。ゴムを位置に合わせることで、多くの品質不良を事前に防ぐことができます。

押し当て幅と印刷圧力

印刷圧力は、ローラーの技術的数値が実際に作用した総合的な結果です。硬度、弾性、表面粗さがすべて影響し、印刷機の各位置には設定圧力基準があります。圧力設定はまず印刷品質に影響し、次にローラーの寿命、機械の減価償却、消費電力に影響します。

印刷機で測定したところ、押し当て幅4 mmで18 N、幅6 mmで63.5 N、幅8 mmで149 Nが生じました。押し当て幅が50パーセント広がると圧力は約250パーセント上昇し、100パーセント広がると約725パーセント上昇しました。これらの数値から実用的なルールが導かれます。印刷が許容する範囲で圧力を可能な限り低く保つことです。押し当て幅はその圧力の目に見える形であり、メーカーのマニュアルに記載された幅は純正ローラーの試験値であるため、理由なく変更すべきではありません。

生産における圧力のコスト

圧力はコストにも影響します。5色機ハイデルベルグCD102での連続テストでは、標準的な4色オフセットインキ、BottcherFount3010湿し水、60mmのインキ着けローラーを使用し、毎時10,000枚、24時間稼働で運転しました。当初のインキローラーと水ローラーはいずれもSH25でした。2か月後、圧力は1か月目の値の50パーセントに設定され、テスト期間中のランニングコストの差は大きなものでした。圧力は品質の設定であると同時にコストの設定でもあります。

硬度、直径、表面の許容変化

ローラーの仕様は、生産現場が実際に必要とするものに一致していなければなりません。1992年製ハイデルベルグCD102の第1色ユニットで、高級アルバム用のコート紙に標準インキを使用し、2交替制で1日あたり約18時間の実働、平均毎時11,000枚で運転した3か月間の調査では、当初のBoettcherローラーを用いて硬度、直径、表面状態を追跡しました。通常の洗浄を行えば、硬度はSH2以内、直径は2パーセント以内、表面構造の損失は10パーセント以内に収まりました。印刷は通常どおり継続でき、定期的なメンテナンス後にはローラーは元の性能に戻りました。

精密な仕事における許容範囲は次のとおりです。硬度はその印刷機ではSH25と指定され、許容差はSH5です。これを超える変化は印刷不良を示し、回復が難しくなります。直径は最大5パーセントまで変化してもよく、それを超える変化は交換が必要です。表面粗さは艶付き（グレージング）で判断します。表面積の30パーセントの損失ですでに深刻な印刷不良が発生し、その段階では良質なローラーはまだ回復可能ですが、50パーセントを超える損失は、一時的な回復が可能であっても交換を意味します。定期的な洗浄とメンテナンスにより、これら3つの数値はすべて許容範囲内に保たれます。

ローラーが早く変化する場合

ローラーが3か月以内に許容範囲を外れた場合は、まずコンパウンドを確認します。通常のインキローラーと水ローラーでUVジョブを運転することは、よくあるミスマッチです。次にインキ、湿し水、洗浄剤を確認します。不具合が単一の項目だけで引き起こされることはまれです。良質なローラーでも不適切な紙と組み合わせると表面の結晶化が加速し、芳香族ポリマーインキや芳香族洗浄剤はゴム自体を侵します。薬剤が関与する場合は、技術者が原因の特定を支援できます。ローラーを傷めず、印刷挙動のバランスが保たれた消耗品を使用することで、印刷機全体をより長く稼働させることができます。