陶瓷网纹辊常见问题解析

陶瓷网纹辊应用广泛，因其表面规则的多孔状结构，可精准地将各类功能性涂料、油墨在其表面附着一层均匀的带液层，通过直接或间接（各类树脂、橡胶印版）的方式精准地转移至纸、塑、金属等材料上，以实现材料表面理化性能改变、色彩丰富的目的，所以又被人们称之为计量辊，其在柔性版印刷供墨系统应用中起着重要的传墨作用。

就陶瓷网纹辊制造而言，其包含金属原材料加工、辊坯精加工、陶瓷涂层加工、激光雕刻、表面封孔张力定型、检验出厂等工序，整个过程涵盖了机械精密加工技术、热处理定形技术、陶瓷涂层工艺，激光雕刻工艺、张力定型工艺、各种微观检测工艺等；根据CI设备迅速更换、操作便捷的特点，还需制作套筒式网纹辊的基辊套筒。

近年，由于环保因素的促进，并在各种新技术的推动下，柔印品质越来越高，与胶印、凹印展开竞争的能力越来越强；陶瓷网纹辊的使用越来越广泛，本文尝试对陶瓷网纹辊应用中的一些常见问题和发展的趋势进行一些探讨。

 网纹辊表面鼓包问题 

表面鼓包是指网纹辊表面有点状或块状凸起现像，如图1所示，不管是进口品牌还是国产品牌或多或少都有发生。通常认为，鼓包是由于陶瓷涂层加工原因所致，网纹辊的陶瓷涂层未能有效防止具有腐蚀性的带有酸性离子的液体1从陶瓷涂层孔隙渗透到陶瓷涂层的下面，导致网纹辊金属基辊被腐蚀（见图2），隆起的被腐蚀表面顶起网纹辊陶瓷涂层后造成的，如图3所示。

图1 网纹辊表面鼓包

图2 被腐蚀的金属基辊

图3 鼓包形成机理示意图

观察问题印刷品，与网纹辊鼓包部位相对应的印品上会出现不均匀的“云团”状色块；色块中间浅，两侧深，因为鼓包突起的中间部位刮刀受力较大，刮走了更多的油墨，墨量低导致颜色较浅；而两侧部位刮刀受力较小，更多的油墨留在了网纹辊表面并转移到印版和承印物表面，导致两侧颜色较深。

一般情况下，只要严格按照网纹辊制造商的使用说明进行使用、清洗和储存，保质期内出现此类现象，网纹辊供应商一般都能免费进行返厂重修，当然操作不当导致的此类问题除外。

须特别提醒大家注意：当网纹辊横向出现贯穿整个辊面的水滴状的的鼓包时，可能是因为网纹辊清洗后未能抹干，并且未及时使网纹辊与刮刀墨腔或橡胶匀墨辊分离，残留的腐蚀性液体长时间浸润，引起网纹辊金属基辊腐蚀所致。

随着陶瓷网纹辊应用越来越广泛 ，在铝金属材料表面钝化、PVDC高阻隔材料的酸性工况涂布、电路板磨刷清洗等行业，经过特殊处理的陶瓷网纹辊可以直接被应用于盐酸、铬酸等强酸环境；也有因为没有更好的清洗办法而必须使用强酸对网纹辊进行清洗的情况。虽然陶瓷涂层技术在不断发展，封孔充填等技术不断推陈出新，网纹辊本身防止鼓包发生的能力越来越强；但是建议当网纹辊表面发生鼓包后，再次购买前须和网纹辊供应商详细沟通使用工况，以便在生产网纹辊时加入相应防腐蚀工艺。

 网纹辊表面划痕问题 

网纹辊表面的划痕根据其外观可分为两种：一种是触感明显的深度划痕，一种是表面发亮的细丝状刀线。

1. 深度划痕

深度划痕，轻则网穴被磨掉，重则整个陶瓷层都被划穿；使用放大镜观察，见图4，可以看到网墙明显残断。带有深度划痕的网纹辊印刷品上呈现深色线条，这样的情况有个规律，出现在新网纹辊使用初期的概率较大，连续使用30天以上再出现深度划痕的概率会大大降低。

图4  深度划痕的放大图片

那么这种网纹辊表面的深度划痕是如何产生的呢？一般认为，陶瓷网纹辊的耐磨性由网纹辊表面的陶瓷涂层的性能决定，后续的激光雕刻过程不会降低或提升陶瓷涂层的硬度；目前陶瓷涂层表面硬度达HV1350以上，比常见的凹印镀铬版辊表面硬度HV850要高得多；而且，陶瓷网纹辊表面的抗压能力在几十兆帕，是镀铬金属辊的15倍以上4，所以深度划痕一般都是由陶瓷和陶瓷直接摩擦而产生的。

产生这种情况通常是由于油墨中的杂质、颗粒等异物在刮刀的推压下，横向推倒了网纹辊制造过程中的低强度的少量网墙，产生了陶瓷颗粒碎屑，在网纹辊旋转中，陶瓷碎屑周而复始地与陶瓷网纹辊表面摩擦而形成的。这种问题一般在新网纹辊开始使用一周内产生，严重的情况下新网纹辊上机3-5个小时就会出现。或许会有人不解地问：“为什么老网纹辊不会产生？”。确实，越老的网纹辊发生深度划痕的概率越小，分析其原因可能是网纹辊经过一段时间使用后，网墙结构都已经稳定，不会再有缺陷网墙会被推倒，也就不会有陶瓷碎屑产生了。

另外，需要注意的是，机器老化、保养清洁不到位、生产操作不规范，如图5所示，越容易导致网纹辊深度划痕。虽然油墨过滤会排除掉一些杂质，但墨槽（腔）内、刮刀架内侧、油墨循环管路中、承印物都会不时地带入各种颗粒杂质（如图6所示）。甚至在一纸箱预印设备上，曾发生过因设备脱落的一个螺丝，很快就出现一条0.5mm深1mm宽的划痕，导致刚上机的新网纹辊直接报废。

图5  清洁保养不到位的印刷机

图6  颗粒杂质

如何避免这种网纹辊的深度划痕出现呢？在新网纹辊初上机使用时，使用新油墨进行磨合2-4小时，磨合完毕后废弃磨合过程使用的油墨；磨合过程注意逐步提高印刷机的车速。新网纹辊正常使用的前1-2周，印刷过程中多注意观察，一旦出现划痕的苗头，及时停机彻底清洁整个墨腔并更换刮刀，墨路系统中的油墨也需要进行更加严格地过滤。此后，这种问题发生的概率将会大幅度降低。

2. 细丝状刀线

细丝状刀线，是深度划痕的低级版本，一般认为是由刮刀磨损产生的硬质金属颗粒和陶瓷涂层磨擦产生。这种划痕往往很浅，引起带墨能力降低，墨层较淡，印高清网点时能在印刷品上看得出来，印刷大墨量的实地部位时则很难在印刷品上看出差异。

出现这种网纹辊划痕的原因有以下几种：

1．陶瓷网纹辊雕刻后表面处理不够，表面较粗糙易拉伤刮刀；

2．刮刀压力过大，造成金属碎屑容易在网纹辊表面留下痕迹；

3．油墨对网纹辊和刮刀接触部位的润滑不充分，刮刀磨损程度不一致，其中的刮刀缺口在网纹辊表面留下金属磨痕。油墨本身的润滑特性不足或墨路系统的消耗与供墨不均衡，都会导致这种问题的发生。

一般深度划痕的网纹辊需返厂再处理；细丝状刀线，刮刀压力调轻即可缓解其对印刷品的影响，若是可以避开敏感部位的图文，则可以继续正常使用。

 网纹辊堵塞问题 

网纹辊堵塞其实是网纹辊使用中最避不开的一个话题，其表现形式分为网纹辊表面堵塞和网纹辊网穴堵塞两种情况。如图7就是典型的网纹辊堵塞外观。

网纹辊表面堵塞比较容易理解，一般是网纹辊使用不当，使油墨在网纹辊表面完成了固化和交联，造成堵塞，如图8所示。

典型的柔印墨路系统由墨腔（封闭式供墨系统）、网纹辊、印版辊筒及承印物组成，如图9所示；必须使油墨在墨腔、网纹辊网穴、印版网点表面和承印物表面之间建立一个稳定的油墨传递过程，才能获得高质量的印刷品。在这个油墨传递路径中，需要注意一点，网纹辊表面并不是只有网穴中含有油墨，在网纹辊旋转的离心力作用下，网纹辊表面有一层高出网穴的油墨层，如图10所示；另外，从网纹辊到印版表面的油墨转移率5大致为40%（如图11所示），而从印版到承印物，油墨的转移率大致为50%，可见这样的墨路传递不是一个简单的物理传递，而是一个包含油墨传递、油墨干燥、油墨再溶解的复杂过程；而随着现在柔印机的印刷速度越来越快，这个复杂的过程将变得越来越复杂，而且其墨路传递中的波动频率会越来越快；对陶瓷网纹辊表面性能、网穴的物理性能的要求也就越来越高。

油墨中广泛使用交联机理的聚合物，如聚氨酯、丙烯酸树脂等，以提高墨层附着力、耐磨性、耐水性和耐化学性能6，由于网纹辊网穴中的油墨转移率只有40%，也就是说网穴中的大部分油墨在整个印刷过程中实际上是停留在网穴的底部不动的，即使有部分进行了置换，也容易造成油墨在网穴中完成了本来应该在承印物表面完成的树脂交联，这就导致了网纹辊网穴的堵塞。图12就是网纹辊网穴严重堵塞的放大照片。

图12  网纹辊严重堵塞

对于网纹辊制造商来说，陶瓷涂层技术、激光雕刻技术、网纹辊雕刻后的陶瓷表面处理技术的提升，都可以提高油墨从网纹辊到印版上的转移率，也就可以减少网穴堵塞的发生。目前普遍采用的方法是减少网墙的宽度、提高网穴内壁的光滑度、提高陶瓷涂层的致密性等，同时开发出了大量的不同形状的网穴和网纹形状（如图13就是一种独特的网纹形状），但应用效果目前仍在验证中。笔者单位目前已在涂层技术方面取得了突破性的进展，在提高陶瓷网纹辊表面微孔结构的基础上，对油墨的适应性、对树脂印版的亲和性方面有了长足的改善。

图13  独特形状的网纹

对于印刷企业而言，也可以从油墨的干燥速度、复溶性、刮墨点到印刷点的距离调整，来减轻网纹辊网穴的堵塞状况。

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