CN101422992B - 胶印制版用金属版基表面的处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于印刷版材领域，涉及非电化学阳极氧化处理的金属版基，更具体涉及胶印制版用金属版基表面的处理方法。用于胶印的金属版基不经过阳极氧化处理，直接用不同砂目的砂纸对金属版基表面进行横向和纵向的均匀打磨处理，以使金属版基表面的摩擦层具有均匀粗糙度(Ra＝0.6～3μm)，打磨后的金属版基水洗烘干，再用亲水性高分子涂料涂布已打磨好的金属版基表面，烘干，得到胶印制版用金属版基。所得胶印制版用金属版基与水的接触角在2.0～76.2度之间。

Description

胶印制版用金属版基表面的处理方法 

技术领域

本发明属于印刷版材领域，涉及非电化学阳极氧化处理的金属版基，更具体涉及胶印制版用金属版基表面的处理方法。 

背景技术

胶印印刷速度快，工艺性能稳定，在文字、图片及新闻印刷中占主导地位。因而，胶印版材是目前国内外普遍使用的印刷版材。胶印主要分为PS版(预涂感光平版)和CTP版(计算机直接制版)两种印刷方式。目前印刷版基主要使用铝版基，也可使用锌版等金属版基。为了使铝版基的耐印力及分辨力提高，通常要对铝版进行阳极氧化及砂目化处理(见CN85100875)。而阳极氧化时须使用大量的酸、碱对铝版基进行预处理，酸、碱废液对环境造成较大污染。 

本发明旨在通过用不同砂目的砂纸摩擦金属版表面达到不同的粗糙度，避免阳极氧化，减少环境污染，同时涂布亲水性高分子涂料使金属版基具有优良的印刷适性。 

发明内容

本发明的目的在于提供一种胶印制版用金属版基表面的处理方法，使用该方法制备的金属版基，可代替阳极氧化的铝版，经砂纸打磨处理的金属版材具有与阳极氧化处理相似的性能，从而克服铝版基电化学阳极氧化时产生的废酸废碱液给环境带来的危害。 

本发明的另一目的在于提供亲水性高分子涂料，涂布在经砂目处理后的胶印制版用金属版基表面。 

本发明的胶印制版用金属版基表面的处理方法：用于胶印的金属版基不经过阳极氧化处理，直接用不同砂目的砂纸对金属版基表面进行横向和纵向的均匀打磨处理，以使金属版基表面的摩擦层具有均匀粗糙度，打磨后的金属版基水洗烘干，再用亲水性高分子涂料涂布已打磨好的金属版基表面，烘干，得到胶印制版用金属版基。所得胶印制版用金属版基与水的接触角在2～ 76.2度之间。 

所述的打磨压力为0.5～2.5KPa；砂纸的砂目粒径范围为20～200μm。 

所述的表面粗糙度用表面粗糙度高度参数轮廓算术平均偏差Ra(单位为μm)表示。Ra根据图1按照如下公式计算出，要求Ra＝0.6～3μm。 

$\mathrm{Ra}=\frac{1}{n}\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}\left|y_i\right|$

所述的亲水性高分子涂料涂布已打磨好的金属版基表面的涂布量为1～2.5g/m²。 

所述的亲水性高分子涂料是由0.5～15wt％的亲水性高分子，0.5～15wt％的纳米级或微米级的氧化物颗粒，0～1wt％的添加剂和80～98wt％的溶剂组成。 

所述的亲水性高分子涂料的制备方法为：将0.5～15wt％的亲水性高分子，0.5～15wt％的纳米级或微米级的氧化物颗粒，0～1wt％的添加剂和80～98wt％的溶剂混合，室温搅拌得到涂料(一般0.5～12小时即可)。 

所述的亲水性高分子选自聚乙烯醇、聚乙烯醇缩醛类、明胶、聚丙烯酰胺树脂、聚乙烯吡咯烷酮等中的一种或大于一种以上；或选自水溶性酚醛树脂、聚丙烯酸树脂、聚丙烯酸树脂酯化物、聚甲基丙烯酸树脂、聚甲基丙烯酸树脂的酯化物、聚乙二醇、聚乙二醇的缩醛类、纤维素类聚合物、丙烯酸与丙烯酸酯类的共聚物、甲基丙烯酸与甲基丙烯酸酯类的共聚物等中的一种或大于一种以上。 

所述的纳米级或微米级的氧化物颗粒的直径在10nm～3000nm之间；选自二氧化硅、氧化铝、二氧化钛等中的一种，优选二氧化硅。 

所述的溶剂可以选自水或水与低级醇的混合物，其中，低级醇在混合物中的浓度为1～10wt％；或溶剂还可以选自丙酮、丁酮、乙二醇独乙醚、乙二醇甲醚、丙二醇甲醚、乙醚、四氢呋喃等中的一种或一种以上。 

所述的低级醇是甲醇、无水乙醇、1-丙醇、2-丙醇、2-丁醇或2-甲基-2-丙醇。 

所述的添加剂是阳离子固色剂、消泡剂、抗氧化剂中的一种或一种以上。 

当使用水基墨印刷时，上述涂料中可以添加阳离子固色剂。所述的阳离子固色剂是聚乙烯亚胺、聚乙烯胺、聚二烯丙基二甲基氯化铵中的一种或一种以上的混合物。 

所述的消泡剂是有机硅氧烷或聚醚。 

所述的抗氧化剂是多元醇的酯。 

所述的涂布是采用旋涂法或辊涂法涂布于具有打磨层、已清洗及烘干后 的金属版基上，烘干温度为100～200℃，烘干时间为0.5～12小时。 

所述的金属版基包括铝版、锌版等可用于胶印的金属版基，本发明优选使用铝版基。 

本发明使用的金属版基经过砂纸打磨、涂布亲水性高分子涂料后，纳米级或微米级的氧化物颗粒(如氧化铝、二氧化硅或二氧化钛)的存在使金属版基表面具有高比表面能，无机和有机溶液均能在其表面很好的铺展和浸润，满足高耐印力和环保的要求。 

本发明利用亲水性高分子的粘结性能使微米级或纳米级的氧化物颗粒粘附在金属版基上，微米级或纳米级的氧化物颗粒使形成的涂层具有一定吸墨能力。 

本发明避免对金属版基进行阳极氧化处理，通常使用的胶印铝版基经阳极氧化处理形成打印图像，热固化后形成耐磨图像，可直接上机印刷，但铝版基经阳极氧化处理后的废酸、废碱液对环境造成较大污染。 

附图说明

图1.表面粗糙度高度参数轮廓算术平均偏差Ra的示意图。 

Ra值＝表面粗糙度高度参数轮廓算术平均偏差；n＝所取轮廓的个数；y_i＝轮廓的平均半峰宽。 

图2.本发明实施例1的打磨后并涂布涂料的铝版基的表面扫描电镜图。放大倍数1500倍。 

图3.比较例的阳极氧化的铝版基的表面扫描电镜图。放大倍数1500倍。 

图4.本发明实施例1的打磨后并涂布涂料的铝版基的表面扫描电镜图。放大倍数8000倍。 

图5.比较例的阳极氧化的铝版基的表面扫描电镜图。放大倍数8000倍。 

具体实施方式

实施例中所用砂纸产地：北京东新研磨工具有限公司 

实施例1 

用200#(粒径：83.0μm)砂纸以0.5KPa压力打磨铝版基表面。打磨后涂布亲水性高分子涂料。称量0.75g明胶，0.25g二氧化硅(粒径为2～3μm)，放入100ml三角瓶中，加入49g蒸馏水，搅拌6～10小时，使其充分溶解。将铝版裁成10×10cm²，用丙酮和蒸馏水先后清洗，烘干。在匀胶机上以旋涂法将涂料组合物涂布于铝版上，通过控制匀胶机速度使涂布量为1g/m²。在200℃下烘1小时左右，测定版面的接触角、Ra值及其粘附力见表1、2及表3。

打磨后并涂布涂料的铝版基的表面扫描电镜图如图2(放大倍数1500倍的，标尺：10μm/cm)及图4(放大倍数8000倍，标尺：2μm/cm)所示。 

实施例2 

用300#(粒径：111.1μm)砂纸，打磨压力2.5KPa，打磨后涂布亲水性高分子涂料。称量0.5g聚乙烯醇(聚合度2500，醇解度88％)，0.5g聚乙烯吡咯烷酮K-30，0.25g二氧化硅(粒径为10～20nm)，放入50ml三角瓶中，加入23.75g蒸馏水，乙醇5ml，搅拌6～8小时，使其充分溶解。将铝版裁成10×10cm²，用丙酮和蒸馏水先后清洗，烘干。在匀胶机上以旋涂法将涂料组合物涂布于铝版上，通过控制匀胶机速度使涂布量为2.5g/m²。在200℃下烘0.5小时，测定版面的接触角、Ra值及其粘附力见表1、2及表3。 

实施例3 

用400#(粒径：155.6μm)砂纸，打磨压力0.75KPa，打磨铝版基表面。打磨后涂布亲水性高分子涂料。称量1g明胶，0.25g二氧化硅(粒径为2～3μm)，放入50ml三角瓶中，加入23.75g蒸馏水，搅拌6～10小时，使其充分溶解。将铝版裁成10×10cm²，用丙酮和蒸馏水先后清洗，烘干。在匀胶机上以旋涂法将涂料组合物涂布于铝版上，通过控制匀胶机速度使涂布量为1.5g/m²。在150℃下烘1小时左右，测定版面的接触角、Ra值及其粘附力见表1、2及表3。 

实施例4 

用600#(粒径：200.0μm)砂纸，打磨压力1KPa，打磨铝版基表面。打磨后涂布亲水性高分子涂料。称量2.5g明胶，1.25g聚丙烯酰胺，1.25g二氧化硅(粒径为2～3μm)，放入50ml三角瓶中，加入20g蒸馏水，搅拌6～10小时，使其充分溶解。将锌版裁成10×10cm²，用丙酮和蒸馏水先后清洗，烘干。在匀胶机上以旋涂法将涂料组合物涂布于铝版上，通过控制匀胶机速度使涂布量为1g/m²。在110℃下烘2小时左右，测定版面的接触角、Ra值及其粘附力见表1、2及表3。 

实施例5 

用P800(粒径：28.0μm)砂纸，打磨压力1.5KPa，打磨铝版基表面。打磨后涂布亲水性高分子涂料。称量2.5g聚乙二醇，5g醋酸纤维素，0.25g二氧化硅(粒径为2～3μm)，0.25g聚乙烯亚胺，放入100ml三角瓶中，加入42g丙酮，搅拌2～5小时，使其充分溶解。将铝版裁成10×10cm²，用丙酮 和蒸馏水先后清洗，烘干。在匀胶机上以旋涂法将涂料涂布于铝版上，通过控制匀胶机速度使涂布量为1g/m²。在120℃下烘3小时左右，测定版面的接触角、Ra值及其粘附力见表1、2及表3。 

实施例6 

用P1000(粒径：20.0μm)砂纸，打磨压力2.5KPa，打磨铝版基表面。打磨后涂布亲水性高分子涂料。称量7.5g聚乙烯醇缩丁醛(缩醛度低于50％)，0.25g二氧化硅(粒径为2～3μm)，0.25g多元醇的酯，放入100ml三角瓶中，加入42g丙酮，搅拌1～3小时，使其充分溶解。将铝版裁成10×10cm²，用丙酮和蒸馏水先后清洗，烘干。在匀胶机上以旋涂法将涂料涂布于铝版上，通过控制匀胶机速度使涂布量为1g/m²。在100℃下烘12小时左右，测定版面的接触角、Ra值及其粘附力见表1、2及表3。 

实施例7 

用200#(粒径：83.0μm)砂纸，0.5KPa的砝码压力打磨铝版基表面。打磨后涂布亲水性高分子涂料。称量5g酚醛树脂(磺化)，0.25g氧化铝(粒径为10～20nm)，放入100ml三角瓶中，加入44.75g乙二醇甲醚，搅拌2～4小时，使其充分溶解。将铝版裁成10×10cm²，用丙酮和蒸馏水先后清洗，烘干。在匀胶机上以旋涂法将涂料涂布于铝版上，通过控制匀胶机速度使涂布量为1.5g/m²。在120～150℃下烘8～9小时，测定版面的接触角、Ra值及其粘附力见表1、2及表3。 

实施例8 

用300#(粒径：111.1μm)砂纸，打磨压力2.5KPa，打磨后涂布亲水性高分子涂料。称量5g丙烯酸与丙烯酸丁酯的共聚物，2.5g聚甲基丙烯酸树脂，0.25g二氧化硅(粒径为2～3μm)，0.5g有机硅氧烷，放入100ml三角瓶中，加入41.75g水，搅拌2～5小时，使其充分溶解。将锌版裁成10×10cm²，用丙酮和蒸馏水先后清洗，烘干。在匀胶机上以旋涂法将涂料涂布于铝版上，通过控制匀胶机速度使涂布量为1g/m²。在100℃下烘11～12小时，测定版面的接触角、Ra值及其粘附力见表1、2及表3。 

实施例9 

用400#(粒径：155.6μm)砂纸，打磨压力0.75KPa，打磨铝版基表面。打磨后涂布亲水性高分子涂料。称量5g聚丙烯酸树脂，2.5g甲基丙烯酸与甲基丙烯酸乙酯的共聚物，0.25g二氧化硅(粒径为2～3μm)，放入100ml三角 瓶中，加入42.25g水，搅拌2～5小时，使其充分溶解。将铝版裁成10×10cm²，用丙酮和蒸馏水先后清洗，烘干。在匀胶机上以旋涂法将涂料涂布于铝版上，通过控制匀胶机速度使涂布量为1.5g/m²。在200℃下烘0.5小时，测定版面的接触角、Ra值及其粘附力见表1、2及表3。 

实施例10 

用600#(粒径：200.0μm)砂纸，打磨压力1KPa，打磨铝版基表面。打磨后涂布亲水性高分子涂料。称量1.25g聚乙烯醇(聚合度1700，醇解度99％)，3.75g二氧化硅(粒径为2～3μm)，放入50ml三角瓶中，加入20g蒸馏水，搅拌6～8小时，使其充分溶解。将铝版裁成10×10cm²，用丙酮和蒸馏水先后清洗，烘干。在匀胶机上以旋涂法将涂料涂布于铝版上，通过控制匀胶机速度使涂布量为2.5g/m²。在100℃下烘3小时左右，测定版面的接触角、Ra值及其粘附力见表1、2及表3。 

实施例11 

用P800(粒径：28.0μm)砂纸，打磨压力2.5KPa，打磨铝版基表面。打磨后涂布亲水性高分子涂料。称量0.75g明胶，0.25g二氧化钛(粒径为2～3μm)，放入100ml三角瓶中，加入49g蒸馏水，搅拌6～10小时，使其充分溶解。将铝版裁成10×10cm²，用丙酮和蒸馏水先后清洗，烘干。在匀胶机上以旋涂法将涂料组合物涂布于铝版上，通过控制匀胶机速度使涂布量为1g/m²。在200℃下烘1小时左右，测定版面的接触角、Ra值及其粘附力见表1、2及表3。 

实施例12 

用P1000(粒径：20.0μm)砂纸，打磨压力2.5KPa，打磨铝版基表面。打磨后涂布亲水性高分子涂料。称量1g聚乙烯醇(聚合度2500，醇解度88％)，0.25g二氧化钛(粒径为10～20nm)，放入50ml三角瓶中，加入23.75g蒸馏水，乙醇5ml，搅拌6～8小时，使其充分溶解。将铝版裁成10×10cm²，用丙酮和蒸馏水先后清洗，烘干。在匀胶机上以旋涂法将涂料组合物涂布于铝版上，通过控制匀胶机速度使涂布量为2.5g/m²。在200℃下烘0.5小时，测定版面的接触角、Ra值及其粘附力见表1、2及表3。 

比较例 

测定普通PS版与水的接触角、Ra值及表面粘附情况见表1、2及表3。 

测定普通PS版与水的接触角、Ra值及表面粘附情况见表1、2及表3。其表面扫描电镜图如图3(放大倍数1500倍，标尺：10μm/cm)及图5(放大 倍数8000倍，标尺：2μm/cm)所示；对不同粒径砂纸打磨后的铝版基、锌版基进行了接触角和表面粗糙度Ra的测量，并与经阳极氧化的铝版基比较，通过测量版基表面与水的接触角可以表征吸墨性，若接触角较小，则吸墨性良好。结果如下： 

  表1 实施例、比较例的表面接触角及Ra值测量结果 

  表2 实施例、比较例的表面接触角及Ra值测量结果 

注：涂层对表面粗糙度的Ra基本无影响。 

用漆膜划格仪(天津市东文亚材料试验机有限公司)测定膜层与铝、锌版基的结合强度，结合强度大，表明耐印力好。0～5级表示结合力由强到弱。结果如表3。 

  表3 膜层与版基粘结力测量结果 

Claims (9)

1.一种胶印制版用金属版基表面的处理方法，其特征是：用于胶印的金属版基不经过阳极氧化处理，直接用砂纸对金属版基表面进行横向和纵向的均匀打磨处理，以使金属版基表面的摩擦层具有均匀粗糙度，打磨后的金属版基水洗烘干，再用亲水性高分子涂料涂布已打磨好的金属版基表面，烘干，得到胶印制版用金属版基；

所述的胶印制版用金属版基与水的接触角在2～76.2度之间。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征是：所述的用于胶印的金属版基是铝版或锌版。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征是：所述的砂纸的砂目粒径范围为20～200μm。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征是：表面粗糙度用表面粗糙度高度参数轮廓算术平均偏差Ra表示，Ra＝0.6～3μm。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征是：所述的亲水性高分子涂料涂布已打磨好的金属版基表面的涂布量为1～2.5g/m²。

6.根据权利要求1或5所述的方法，其特征是：所述的亲水性高分子涂料是由0.5～15wt％的亲水性高分子，0.5～15wt％的纳米级或微米级的氧化物颗粒，0～1wt％的添加剂和80～98wt％的溶剂组成；

所述的亲水性高分子选自聚乙烯醇、聚乙烯醇缩醛类、明胶、聚丙烯酰胺树脂、聚乙烯吡咯烷酮中的一种或大于一种以上；或选自水溶性酚醛树脂、聚丙烯酸树脂、聚丙烯酸树脂酯化物、聚甲基丙烯酸树脂、聚甲基丙烯酸树脂的酯化物、聚乙二醇、聚乙二醇的缩醛类、纤维素类聚合物、丙烯酸与丙烯酸酯类的共聚物、甲基丙烯酸与甲基丙烯酸酯类的共聚物中的一种或大于一种以上。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征是：所述的纳米级或微米级的氧化物颗粒的直径在10nm～3000nm之间；选自二氧化硅、氧化铝、二氧化钛中的一种。

8.根据权利要求6所述的方法，其特征是：所述的溶剂选自水或水与低级醇的混合物，其中，低级醇在混合物中的浓度为1～10wt％；或溶剂选自丙酮、丁酮、乙二醇独乙醚、乙二醇甲醚、丙二醇甲醚、乙醚、四氢呋喃中的一种或一种以上；

所述的低级醇是甲醇、无水乙醇、1-丙醇、2-丙醇、2-丁醇或2-甲基-2-丙醇。

9.根据权利要求6所述的方法，其特征是：所述的添加剂是阳离子固色剂、消泡剂、抗氧化剂中的一种或一种以上；其中：

所述的阳离子固色剂是聚乙烯亚胺、聚乙烯胺、聚二烯丙基二甲基氯化铵中的一种或一种以上的混合物；

所述的消泡剂是有机硅氧烷或聚醚；

所述的抗氧化剂是多元醇的酯。

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