專利名稱：Ps版用鋁版基的電化學(xué)磨版用電解液及電化學(xué)磨版方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及PS版用鋁版基的電化學(xué)磨版電解液及使用電解液對(duì)PS版用鋁版基的電化學(xué)磨版方法。
背景技術(shù)：
PS版(Pre-sensitized Offset Plates)是預(yù)涂感光版的簡(jiǎn)稱，它被制成印版而廣泛用于平版印刷中。PS版由兩部分組成版基和涂層。在印刷過程中，版基親水，感光層親油從而達(dá)到印刷過程中的油水分離和水墨平衡。版基為表面經(jīng)電解、氧化等一系列處理的鋁板。鋁為純鋁AA1050A，H18(鋁的純度為99.5％，硬度為H18)。涂層為重氮鹽體系的感光層，其組分包括光敏劑、樹脂、染料等，將它們?nèi)苋脒m當(dāng)?shù)挠袡C(jī)溶劑中，以溶液的形式均勻涂布在處理好的版基上，經(jīng)干燥段干燥而成。
PS版經(jīng)曝光、顯影后，會(huì)在版面上形成圖文區(qū)和空白區(qū)。圖文區(qū)有感光層，空白區(qū)則沒有感光層而露出版基。在印刷過程中，圖文部分因有感光層而親油墨，空白部分因是版基而親水，這樣就達(dá)到印刷過程中的油水分離和水墨平衡。
由于版基既是印刷過程中的親水部分，所以要求版基要有優(yōu)良的親水性、保水性。同時(shí)又是親油的感光層的載體，所以要對(duì)感光層有合適的吸附力。同時(shí)，要保證感光層有比較好的再現(xiàn)性，則要求版基要有很好的微觀均勻性。而所有這些都取決于鋁表面的砂目形態(tài)。砂目就是鋁表面直徑為1-20μm的小坑。均勻細(xì)密、層次豐富、無(wú)未電解的平臺(tái)的砂目形態(tài)是我們希望得到的。
使鋁版表面產(chǎn)生砂目的過程我們稱之為磨版(也叫電解、粗化或腐蝕)。磨版按實(shí)現(xiàn)方式的不同分為化學(xué)磨版，機(jī)械磨版和電化學(xué)磨版，現(xiàn)普遍采用電化學(xué)磨版。電化學(xué)磨版就是將鋁版浸在稀酸溶液中，將鋁通以交流電，鋁在正半周發(fā)生Al→Al3+，負(fù)半周發(fā)生H+→H2，如此交替重復(fù)，從而在鋁表面形成許許多多小蝕坑，稱之為砂目。電化學(xué)磨版工藝直接影響所生成的砂目形態(tài)。
目前電化學(xué)磨版常用的電解液為HCl和HNO3。HCl電化學(xué)磨版的優(yōu)點(diǎn)是反應(yīng)快速，操作寬容度大，但形成的砂目分布較不均勻，有較大的坑，同時(shí)也有未磨版的平臺(tái)。采用HNO3磨版，易得到較均勻細(xì)密的砂目，但HNO3對(duì)環(huán)境污染嚴(yán)重，廢酸廢水的處理難度較大，因而使得應(yīng)用受到限制。所以國(guó)內(nèi)目前普遍采用HCl作為磨版電解液。然而HCl電化學(xué)磨版形成的砂目形態(tài)造成成品PS版分辨力不高，越來越難以滿足日益精美的印刷需要。具體表現(xiàn)在磨版后版基表面所生成的砂目不均勻，未電解部分(我們稱之為“平臺(tái)”)較多，Ra(平均表面粗糙度)值偏大，進(jìn)而影響了成品PS版的分辨力。
因此人們一直致力于解決HCl中磨版不均勻的問題。對(duì)HCl中電化學(xué)磨版的改進(jìn)主要有兩種方式一是改進(jìn)電源，如美國(guó)專利4,087,341采用控制陽(yáng)極半周的通電時(shí)間使其小于陰極半周的通電時(shí)間；美國(guó)專利3,193,485采用控制陽(yáng)極半波電位大于陰極半波電位的方法；英國(guó)專利879,768和美國(guó)專利4,294,672使用脈沖電流等。但這種方法因設(shè)備開支耗費(fèi)龐大，因而難以應(yīng)用于大生產(chǎn)。另一種改進(jìn)HCl中電化學(xué)磨版的方案是改進(jìn)電解液，通常采用添加無(wú)機(jī)酸的辦法，例如美國(guó)專利4,072,589加入HNO3，英國(guó)專利1,400,918加入HNO3和H3PO4，但這些會(huì)帶來更大的環(huán)境污染。還有添加有機(jī)酸的方法，如美國(guó)專利4,172,772和美國(guó)專利3,963,594加入葡萄糖酸，歐洲專利0,036,672加入檸檬酸，美國(guó)專利4,052,275加入酒石酸。但是這些有機(jī)的組分均存在電化學(xué)不穩(wěn)定和在高電流負(fù)荷(電位)下易分解的缺點(diǎn)。也有采用加入腐蝕抑制劑的方法，如美國(guó)專利3,887,447加入H3BO3和H2CrO4，美國(guó)專利3,980,535加入H3BO3，但磨版結(jié)果常常會(huì)在局部形成大坑，而其他部分有大量平臺(tái)，使版基處理得十分不均勻。
與本專利有關(guān)的文獻(xiàn)報(bào)道有A.J.Dowell于1979年發(fā)表在《金屬精飾研究所學(xué)報(bào)》上的“鋁版基的交變電流腐蝕”指出SO42-對(duì)電化學(xué)磨版是不利的，其添加量的增加會(huì)產(chǎn)生不理想的，粗糙的，不均勻的粗化結(jié)構(gòu)，這對(duì)平版印刷是不利的。
在英國(guó)專利號(hào)1,392,191中，講述了在平版印刷版的版基制備中，在HCl溶液中，如SO42-的濃度大于10-15ppm，其影響是不利的。
在美國(guó)專利4,840,713中，其對(duì)印刷版材用鋁版基的電化學(xué)粗化是在含有H2SO4的AlCl3的非飽和溶液中進(jìn)行的。其認(rèn)為Al3+在任何情況下對(duì)電化學(xué)磨版均起到好的作用。但我們?cè)趯?shí)驗(yàn)中和生產(chǎn)中均發(fā)現(xiàn)Al3+的濃度超過30g/l時(shí)，電解灰質(zhì)多，版面易出現(xiàn)“燒版”點(diǎn)，易出現(xiàn)“結(jié)瘤”狀砂目。
在美國(guó)專利5156723中，其采用兩次電化學(xué)磨版，其中的初次磨版用電解液含有SO42-和Al3+，Al3+是以AlCl3的形式存在。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是在無(wú)需較大設(shè)備投資、不增加環(huán)境污染的條件下提供一種能使進(jìn)行電化學(xué)磨版后砂目分布均勻、無(wú)平臺(tái)的PS版用鋁版基的電化學(xué)磨版用電解液及用該電解液進(jìn)行電化學(xué)磨版的方法。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為PS版用鋁版基的電化學(xué)磨版用電解液，含有4～40g/l HCl和5～50g/l的Al2(SO4)3.nH2O。
其中上述Al2(SO4)3/H2O的摩爾比n＝0～18。在Al2(SO4)3.nH2O中，起作用的是Al2(SO4)3，n數(shù)值的不同不會(huì)影響其在電解液中的作用。
在上述電解液在生產(chǎn)過程中可含有因反應(yīng)生成的不大于20g/l的Al3+。
在電解液中可另外加無(wú)機(jī)有機(jī)酸或鹽，如磷酸；檸檬酸；酒石酸；十二烷基磺酸鈉，葡萄糖酸鈉等。它們?cè)陔娊庖褐衅疠o助作用，如改善潤(rùn)濕效果、緩沖作用或利于反應(yīng)生成氣體排出等。
用交流電上述電解液中進(jìn)行PS版用鋁版基的電化學(xué)磨版方法，是將鋁版浸在電解液中，對(duì)鋁通以交流電，從而在鋁表面形成砂目，電流密度為20～150A/dm2，時(shí)間為3～60秒。
對(duì)PS版用鋁版基的進(jìn)行電化學(xué)磨版后，可再加以氧化處理，還可再加以親水、封孔或涂中間層處理。
在本發(fā)明中，采用向含4-40g/l HCl電解液中加入5-50g/l的Al2(SO4)3.18H2O，從而克服了上述的在已報(bào)道的文獻(xiàn)中所帶來的所有不足，從而在既不需要巨大的設(shè)備投資，又不會(huì)帶來更大的環(huán)境污染的條件下，能得到均勻細(xì)密、無(wú)平臺(tái)的磨版效果，這對(duì)PS版的整體性能，尤其是適合于精美印刷的能力大大增強(qiáng)。
根據(jù)本發(fā)明對(duì)PS版用鋁版基進(jìn)行電化學(xué)磨版后，再對(duì)PS版用鋁版基進(jìn)行陽(yáng)極氧化處理可增加版基的耐磨性能和吸附性能。陽(yáng)極氧化處理常用H2SO4，H3PO4，H2CrO4，草酸等其他有機(jī)氧化性酸，也可是它們的混合溶液。陽(yáng)極氧化常用直流電，也有用交流或其他形式的電流疊加。
可有選擇的對(duì)PS版用鋁版基進(jìn)行氧化后的后處理。不同性能的版材，不同性能的感光層，所需后處理的目的和工藝也不相同。
可對(duì)以上處理好的鋁版基均勻涂上一層不同性能的感光層，以得到不同性能、不同用途的印刷用版材，如常規(guī)PS版、計(jì)算機(jī)直接制版(CTP)、抗UV油墨版或其他特殊用途的印刷版材。
具體實(shí)施例方式
以下用列表的方式舉出本發(fā)明電解液及磨版方法的實(shí)施例和對(duì)比例鋁材選用AA1050鋁，先在65℃，20g/l的NaOH溶液中浸泡20秒，然后迅速用流水充分沖洗，再在下表中所列的條件下磨版，電解液溫度保持在40℃。
對(duì)磨版后所得鋁表面的砂目形態(tài)(均勻、無(wú)大坑、無(wú)平臺(tái))進(jìn)行10個(gè)不同點(diǎn)的500倍和2000倍的SEM進(jìn)行評(píng)價(jià)，得出每一個(gè)磨版條件所得磨版效果的等級(jí)，“1”(最好)表示均勻細(xì)密、無(wú)平臺(tái)、無(wú)大坑。“10”(最差)表示有超過30μm大坑或有大量平臺(tái)或根本未形成砂目。
表1本發(fā)明實(shí)施例1～34及對(duì)比實(shí)施例C35～C49


表2本發(fā)明的對(duì)比實(shí)施例C50～C69

表3本發(fā)明的對(duì)比實(shí)施例C70～C74

本發(fā)明并不局限于表1中所列舉的實(shí)施例1～34。
對(duì)比實(shí)施例C35-C44表明當(dāng)HCl大于40g/l或小于4g/l，時(shí)，磨版效果變差。
對(duì)比實(shí)施例C45-C48表明當(dāng)Al2(SO4)3.18H2O大于50g/l或小于5g/l時(shí)，磨版效果變差。
對(duì)比實(shí)施例C49-C51表明電流密度小于20A/dm2或大于150A/dm2，以及處理時(shí)間小于3秒或大于60秒時(shí)，磨版效果變差。
對(duì)比實(shí)施例C52-C71表明當(dāng)用HCl+H2SO4體系來代替HCl+Al2(SO4)3.18H2O時(shí)，磨版效果變差。
對(duì)比實(shí)施例C72-C76表明當(dāng)用HCl+H2SO4+AlCl3.6H2O體系來代替HCl+Al2(SO4)3.18H2O時(shí)，磨版效果變差。
權(quán)利要求
1.PS版用鋁版基的電化學(xué)磨版用電解液，其特征是含有4～40g/l HCl和5～50g/l的Al2(SO4)3.nH2O。
2.如權(quán)利要求1所述的電解液，其特征是n＝0～18。
3.如權(quán)利要求1或2所述的電解液，其特征是電解液在生產(chǎn)過程中可含有因反應(yīng)生成的不大于20g/l的Al3+。
4.如權(quán)利要求1或2所述的電解液，其特征是電解液中可另外加人無(wú)機(jī)或有機(jī)酸或鹽。
5.用交流電在權(quán)利要求1所述電解液中進(jìn)行PS版用鋁版基的電化學(xué)磨版方法，將鋁版浸在稀酸溶液中，對(duì)鋁通以交流電，從而在鋁表面形成砂目，其特征是，電流密度為20～150A/dm2，時(shí)間為3～60秒。
6.如權(quán)利要求5所述的電化學(xué)磨版方法，其特征是對(duì)PS版用鋁版基的進(jìn)行電化學(xué)磨版后，加以氧化處理。
7.如權(quán)利要求6所述的電化學(xué)磨版方法，其特征是對(duì)PS版用鋁版基的進(jìn)行電化學(xué)磨版及氧化處理后，加以親水、封孔或涂中間層處理。
8.如權(quán)利要求7所述的電化學(xué)磨版方法，其特征是對(duì)PS版用鋁版基的進(jìn)行電化學(xué)磨版及氧化及親水、封孔或涂中間層處理后，可涂上不同性能的感光層，從而可制得常規(guī)PS版、計(jì)算機(jī)直接制版、抗UV油墨版或其他特殊用途的印刷版材。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種PS版用鋁版基的電化學(xué)磨版用電解液，此電解液含4－40g/l HCl和5－50g/l Al
文檔編號(hào)C25F3/04GK1751892SQ20041006052
公開日2006年3月29日 申請(qǐng)日期2004年9月20日 優(yōu)先權(quán)日2004年9月20日
發(fā)明者孫長(zhǎng)義 申請(qǐng)人:樂凱集團(tuán)第二膠片廠