CN102839412B - 一种新型的ctp版铝版基的电化学磨版电解液 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种CTP版用铝版基的电化学磨版用电解液，此电解液含5-25g/lHCl和1-5g/l H2SO4及1-5g/l的醋酸，其浓度(克每升)比为5∶1∶1为最佳。此电解液中的硫酸可用氧化排放的废硫酸而不增加任何费用，醋酸用量仅为现在流行的HCl+醋酸工艺中醋酸用量的5％-10％，成本大大降低，基本不增加环境污染。将铝版浸在上述混酸溶液中，对铝通以交流电，电流密度为20～150A/dm2，时间为3～60秒，电解液的温度维持在20-50℃。用此电解液进行CTP版用铝的电化学磨版，可在不增加成本和环境污染的条件下得到均匀细密的、适合CTP版质量要求的磨版效果。

Description

一种新型的CTP版铝版基的电化学磨版电解液
技术领域
本发明涉及CTP版铝版基的电化学磨版电解液及使用电解液对CTP版用铝版基的电化学磨版方法。其中CTP版包括：热敏CTP版，紫激光CTP版，UV-CTP版(也叫CTcP版)，报业CTP版，免处理CTP版等各种形式的CTP版材。
技术背景
在平版胶印中，其印版为传统的PS版。其制版过程为：先在计算机上设计好图像信息，然后通过印刷胶片(银盐片)输出设备，将计算机上得图像信息复制在印刷胶片上，印刷胶片经过显影、定影等一系列处理，获得有黑白图像的印刷胶片，印刷上叫菲林。然后将获得的菲林片覆盖在PS版上，通过晒版、显影而获得能够上印刷机的印版。
随着数字技术的发展，传统的制版过程正逐步被CTP(computer-to-plate)技术所取代。CTP技术就是计算机上的图像信息可直接传递到版材上面，而省去了中间出菲林的环节。所以说CTP版是常规PS版的更新换代产品。
CTP版由版基和感光层组成。其中版基为A1050，H18的商用纯铝。版基处理一般包括以下过程：去油、电解、除灰、氧化、封孔等。其中电解对CTP版的性能有着至关重要的影响。电解是生成砂目的过程，电解工艺的不同，所生成的砂目形态也不相同，而砂目形态的好坏将直接影响CTP版材的感度、耐印率、版基密度以及在印刷过程的水墨平衡。
由于CTP版是通过将激光聚焦在CTP版表面上进行曝光的，所以感光层的微观均匀性显得尤为重要，否则就会造成偏离激光聚焦范围，会因曝光不足而造成底灰。版基表面砂目是在电解过程中产生的一层细密的“小坑”，这些“小坑”的形状和均匀性对CTP版的性能显得尤为重要。“小坑”不均匀，有大有小则随后涂布在其上面的感光层厚薄不一。同时“小坑”的深浅也很重要：过深，则此处涂层过厚而需要较高的激光能量而容易产生底灰；过浅，则对随后涂布在其上面的感光层吸附不牢而耐印率达不到。由此可见，版基砂目的细密均匀，尤其是砂目坑底深度对CTP版尤为重要。
衡量砂目形态的指标很多，其中有两个重要的指标经常被采用，一个是Ra，即平均表观轮廓算术平均偏差Ra，其定义为：在取样长度内，轮廓偏距绝对值的算术平均值。一个是Rz，即微观不平度十点高度，其定义为：在取样长度内最大的轮廓峰高的平均值与五个最大的轮廓谷深的平均值之和。对CTP版基而言，通常：Ra在0.3-0.5um，Rz≤3.5um。
使铝版表面产生砂目的过程我们称之为磨版(也叫电解、粗化或腐蚀)。磨版按实现方式的不同分为：化学磨版，机械磨版和电化学磨版，现普遍采用电化学磨版。电化学磨版就是将铝版浸在稀酸溶液中，将铝通以交流电，铝在正半周发生Al→Al3+，负半周发生H+→H2，如此交替重复，从而在铝表面形成许许多多小蚀坑，称之为砂目。电化学磨版工艺直接影响所生成的砂目形态。
目前电化学磨版常用的电解液为HCl和HNO3。HCl电化学磨版的优点是反应快速，操作宽容度大，但形成的砂目分布较不均匀，有较大的坑，同时也有未磨版的平台。采用HNO3磨版，易得到较均匀细密的砂目，但HNO3对环境污染严重，废酸废水的处理难度较大，因而其应用受到限制。所以国内目前普遍采用HCl作为磨版电解液。然而单纯的HCl溶液电化学磨版所形成的砂目形态不均匀，造成成品CTP版分辨力不高，感度慢，达不到CTP版的质量要求。具体表现在磨版后版基表面所生成的砂目有大有小，大坑较深，需要很大的能量和较强的显影才能显干净，造成感度慢，同时造成小网点丢失而分辨率降低。
如何解决HCl电解液中磨版不均匀的问题，人们想了很多办法。有对电源波形做改造的，有对供液方式和设备做改造的，还有通过多级电解，即不同的电解液和浓度等，但综上所述，要么成本高，要么不易控制，结果均不是很理想，达不到大生产的要求。
采用混合酸技术来改进HCl中电化学磨版的砂目均匀性一直是大家的努力方向，也取得可喜的成果。目前大多数厂家采用的是HCl+醋酸工艺。HCl+醋酸工艺能达到很好的砂目形态，其中HCl为8-15g/l，醋酸为20-40g/l。但HCl+醋酸工艺带来的问题是：1)废液废水处理成本高，约每平米1元左右，环保压力大；2)生产成本增加，仅醋酸消耗一项每平米增加成本0.5元。两项之和就是额外增加1.5元的单位成本，竞争力下降。
鉴于以上原因，有些厂家尝试用其他酸取代醋酸，以期既达到HCl+醋酸的磨版效果，又达到废液易处理和降低成本的目的。如有的加硫酸，有的加磷酸，有的加硝酸，虽然较单纯HCl工艺，砂目形态有所改善，但还是达不到CTP版所需的磨版效果。若使用这种电解工艺，CTP版的整体性能变差。
如何在得到理想砂目形态的同时，尽可能不用或少用醋酸，以达到降低生产成本和降低废液废水的处理难度？
本发明提供一种新的电化学磨版用电解液。此电解液含5-25g/lHCl和1-5g/lH2SO4及1-5g/l的醋酸，其浓度比为5∶1∶1为最佳。此电解液可以含有因反应生成的小于10g/l的Al3+。将铝版浸在上述混酸溶液中，对铝通以交流电，电流密度为20～150A/dm2，时间为3～60秒，电解液的温度维持在20-40℃。用此电解液进行CTP版用铝版基的电化学磨版，可在不增加成本和环境污染的条件下得到均匀细密的、适合CTP版质量要求的磨版效果。
发明内容
本发明的目的是提供一种CTP版用铝版基的电化学磨版用电解液。使用该电解液，能在不增加成本和环境污染的条件下得到均匀细密的、适合CTP版质量要求的磨版效果。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：CTP版用铝版基的电化学磨版用电解液，含有5-25g/l HCl和1-5g/l H2SO4及1-5g/l的醋酸。
在上述电解液在生产过程中可含有因反应生成的不大于10g/l的Al3+。
在电解液中可另外加无机或有机酸或盐，如磷酸；柠檬酸；酒石酸；十二烷基磺酸钠，葡萄糖酸钠等。它们在电解液中起辅助作用，如改善润湿效果、缓冲作用或利于反应生成气体排出等。
用交流电上述电解液中进行CTP版用铝版基的电化学磨版方法，是将铝版浸在电解液中，对铝通以交流电，从而在铝表面形成砂目，电流密度为20～150A/dm2，时间为3～60秒。
对CTP版用铝版基的进行电化学磨版后，可再加以氧化处理，以及再加以亲水、封孔或涂中间层处理。
可对以上处理好的铝版基均匀涂上一层不同性能的感光层，以得到不同性能、不同用途的印刷用版材，如常规PS版、热敏CTP版、紫激光CTP版、免处理CTP版、抗UV油墨CTP版或其他特殊用途的印刷版材。
具体实施方式
以下用列表的方式举出本发明电解液及磨版方法的实施例和对比例
铝材选用AA1050铝，先在65℃，20g/l的NaOH溶液中浸泡20秒，然后迅速用流水充分冲洗，再在下表中所列的条件下磨版，电解液温度保持在30℃。
对磨版后所得铝表面的砂目形态(均匀、无大坑、无平台)进行10个不同点的500倍和2000倍的SEM进行评价，得出每一个磨版条件所得磨版效果的等级，“1”(最好)表示均匀细密、无平台、无大坑。“10”(最差)表示有超过30μm大坑或有大量平台或根本未形成砂目。
CTP版所需的磨版效果要达到2以上，最好为1。
表1：本发明实施例1～35
表2：本发明的对比实施例C36～C45
表3：本发明的对比实施例C46-C52
表4：本发明的对比实施例C53-C61
表5：本发明的对比实施例C62-C63
本发明并不局限于表1中所列举的实施例1～35。
通过实施例1～35，我们可以看出：单纯HCl工艺，磨版效果达不到要求；HCl+醋酸工艺，醋酸浓度达到20g/l以上，最好到30g/l才能达到CTP版所需的磨版效果；HCl+H2SO4虽较纯HCl磨版效果有所改善，但仍然达不到CTP版所需的磨版效果；而用HCl+H2SO4+醋酸工艺，当电解液含5-25g/l HCl和1-5g/l H2SO4及1-5g/l的醋酸，其浓度比为5∶1∶1时，磨版达到CTP版的要求。
由于醋酸用量仅为现在流行的HCl+醋酸工艺中醋酸用量的5％-10％，故成本大大降低，基本不增加环境污染。
对比实施例C36-C45表明：当HCl大于30g/l或小于5g/l，以及H2SO4大于5g/l或小于1g/l及醋酸大于5g/l或小于1g/l时，磨版效果变差。
对比实施例C46-C52表明：当Al3+大于10g/时，磨版效果变差。
对比实施例C53-C61表明：当电解温度低于20，或大于50时，磨版效果变差。
对比实施例C62-C63表明：可以使用氧化排放的废H2SO4来代替新鲜的H2SO4，同样达到CTP版所要求的磨版效果。则在本发明中，H2SO4未增加任何费用。

Claims (6)

1.CTP版用铝版基的电化学磨版用电解液，其特征是含有5-25g/LHCl和1-5g/L H2SO4及1-5g/L的醋酸。
2.如权利要求1所述的电解液，其特征是浓度比为HCl∶H2SO4∶醋酸＝5∶1∶1为最佳磨版效果。
3.如权利要求1或2所述的电解液，其特征是含有因反应生成的小于10g/l的Al3+。
4.如权利要求1或2所述的电解液，其特征是其温度控制在20-50℃范围内。
5.如权利要求1或2所述的电解液，其特征是电解液中可另外加入无机或有机酸或盐，以改善液体的导电性和气泡的逸出。
6.用交流电在权利要求1或2所述电解液中进行CTP版用铝版基的电化学磨版，将铝版浸在该电解液中，对铝通以交流电，从而在铝表面形成砂目，其特征是，电流密度为20～150A/dm2，时间为3～60秒。
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