CN103484841A - 一种高精度及硬度精细烫金版的生产工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高精度及硬度精细烫金版的生产工艺，包括如下步骤：（1）上料：（2）化学除油；（3）循环水洗；（4）电解活化；（5）双清洗：（6）镀镍：用含有硫酸镍：28g/L、次磷酸钠：30g/L、乳酸（W=85%）：18mL/L、醋酸钠：13g/L、碘酸钾：8mg/L及纯净水组成的镀液进行化学镀镍，镀液的PH值调节为4.6～4.9，在镀液温度为85～91℃条件下进行搅拌，镀镍时间设置为3～5min；（7）双清洗：（8）烘干：（9）收卷。本发明采用预先电解活化及预镀镍的方式，大大提高了镀镍层与铜基的牢固结合度，提高了烫金版的使用寿命。
Description
技术领域
本发明涉及及烫金版电镀工艺技术领域，尤其涉及一种高精度及硬度精细烫金版的生产工艺。
背景技术
产品包装随着人们生活水平的提高，要求也越来越高，为了提高包装的精美程度，人们采用众多不同的印前设计、印刷复制与印后加工工艺，其中烫金是最常用的一种工艺，烫金工艺是利用热压转移的原理，烫金通过将金属印版加热，施箔，在接装纸上压印出鲜艳的文字或图案，以形成特殊的金属效果，从而达到色彩鲜艳的美观效果。随着烟酒、礼品包装档次的提高，烫金工艺被广泛的应用。高质量的烫金版是保证高质量烫金效果的首要条件，在印刷机械领域，烫金版作为烫金过程中的重要部件应用越来越广泛，现有的圆压圆烫金设备中，烫金版为整体或单块制作，与烫金辊结合用于烫金印刷，这种烫金版由于是铜材制成的，铜较软，在烫金过程中特别容易被压伤或损坏，目前烫金版主要存在如下缺点：a)、易磨损。耐印率低，换版频繁，生产效率低；b)、新版使用寿命过程中，随着磨损增加烫印效果也会变差，产品质量差异明显。
在零件上镀镍可以使零件具有优良的耐蚀性、耐磨性、可焊性以及高硬度等优点，满足零件的使用要求，提高零件的使用寿命。 镀镍通常可以采用化学镀镍，也可以采用电镀或刷镀。镀镍工艺虽然广泛应用于航空航天工业、汽车工业、化学工业、石油天然气、食品加工业及采矿工业，并从中解决机械零部件的腐蚀、磨损及使用寿命等问题，大大推动了行业的发展，但现有技术中并未公开任何关于镀镍工艺应用在烫金版上的内容。目前采用传统镀镍工艺生产的铜质的凹凸、烫金版材已成为大中型加工企业使用的主流版材，而此种版材报废后的回收体系还没有形成。由此造成的资源浪费数目巨大，并且对环境造成一定程度的污染。目前所使用的铜质烫金版，每100万压次需更换一次，并且后期产品质量不稳定。铜质板材表面与镀镍层的结合牢固度是烫金版质量的保证，CN1896307A公开了一种铜合金化学镀镍工艺,包括以下步骤:将合金表面透过酸洗,将其表面之油脂清洗干净,再将该合金进行预电镀,最后,再以化学镀镍方式进行电镀。本发明工艺过程简单化,维护简单,去除了活化过程,节省了成本,使化学镀镍可以在铜合金表面进行,而且预电镀及化学镀镍的镀液的操作温度低,PH接近中性,此工艺由于没有活化过程,避免了以前工艺对于化学镀镍液的影响,镀液使用周期加长。上述专利申请虽然有效提高了工艺效率，节约了时间，且节省步骤有效降低了生产成本，但是由于没有活化过程，因此铜质板材表面与镀镍层的结合牢固度无法保证，影响了产品的质量，且采用预电镀的方式，与化学镀相比，镀层无法完全覆盖整个镀件，进而影响后序的镀镍工艺的进行，导致镀层结合度牢固度降低。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明所要解决的技术问题是，提供一种有效提高烫金版耐磨及耐腐蚀性能，实现烫金版使用寿命的倍增，在保证产品质量的前提下，提高生产效率。生产环境环保，减少了铜版的再加工次数，降低生产成的高精度及硬度精细烫金版的生产工艺。
为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：一种高精度及硬度精细烫金版的生产工艺，包括如下步骤：
（1）、上料：
选用H68型铜块，铜版厚度：6.8mm，维氏硬度：H；
（2）、化学除油：
使用体积比浓度为80%的碳酸钠溶液与85%的硅酸钠溶液对领料上卷后的来料分别进行喷洗及涤洗，然后使用AEO\TX按3:4配比液生成剂进行处理，并使用柠檬酸钠进行二次表面清洗，最后使用硅酸盐封膜；
（3）、循环水洗：
使用氢氧化钠乳化液循环水洗10 min～20min，然后使用体积比浓度为85%的硼酸钠溶液循环水洗15 min～30 min；
（4）、电解活化：
将步骤（3）中完成后的卷料进行电解，电流密度为1000～5000Ａ·ｍ，使用质量百分比浓度为5%～55%的柠檬酸水溶液，使用脂肪醚、芳香醚、环醚、醚醇中的一种或多种作为溶剂、由盐酸、硫酸、甲酸、柠檬酸、硼酸及氟硼酸组成浓度为0.1～1.0 mol/L的混合液，电解活化溶液温度为15～90℃，电解活化时间为30s～60s；
（5）、双清洗：
将步骤（4）中电解活化完成后的卷料使用质量百分比浓度80%的硼酸溶液在40℃～60℃的温度环境下清洗10min～20min，再用质量百分比浓度80%的醚醇常温下清洗15min～25min；
（6）、镀镍：
用含有硫酸镍：28g/L、次磷酸钠：30g/L、乳酸（W=85%）：18mL/L、醋酸钠：13g/L、碘酸钾：8mg/L及纯净水组成的镀液进行化学镀镍，镀液的PH值调节为4.6～4.9，在镀液温度为85～91℃条件下进行搅拌，镀镍时间设置为3～5 min；
（7）、双清洗：
将步骤（4）中电解活化完成后的卷料使用质量百分比浓度80%的硼酸溶液在40℃～60℃的温度环境下清洗10min～20min，再用质量百分比浓度80%的醚醇常温下清洗15min～25min；
（8）、烘干：
烘干温度设置为120～150℃，烘干时间为10～20 min；
（9）、收卷。
上述的高精度及硬度精细烫金版的生产工艺，其特征是：所述步骤（6）镀镍前首先进行预镀镍步骤，用含有硫酸镍：28g/L、次磷酸钠：30g/L、乳酸（W=85%）：18mL/L、醋酸钠：13g/L、碘酸钾：8mg/L及纯净水组成的镀液进行化学镀镍，镀液的PH值调节为4.6～4.9，在镀液温度为85～91℃条件下进行搅拌，预镀镍时间设置为1～2 min。
上述的高精度及硬度精细烫金版的生产工艺，其特征是：所述预镀镍步骤之后进行回收步骤，用固体碱添加到预镀镍老液中，调整PH值到11.5以上，再加入老液体积3%～5%的次磷酸钠和50～800ml的质量浓度为0.05～5g/l氯化钯溶液。
上述的高精度及硬度精细烫金版的生产工艺，其特征是：所述电解活化步骤前进行阴极-阳极联合电解除油及二次循环水洗步骤，所述电流密度为5～15A/dm2，电解除油溶液温度控制到60～80℃，首先用阴极除油3～7min，然后再用阳极除油0、5～2min，在氢氧化钠乳化液和体积比浓度为85%的硼酸钠溶液的基础上，加入0.1g/ml的氢氧化钠，和0.05g/ml的硫酸铜混合，进行循环水洗。
上述的高精度及硬度精细烫金版的生产工艺，其特征是：所述电解活化步骤中，由盐酸、硫酸、甲酸、柠檬酸、硼酸及氟硼酸组成的混合液浓度为0.3～0.8 mol/L。
上述的高精度及硬度精细烫金版的生产工艺，其特征是：所述步骤（6）中镀镍后进行二次回收，用固体碱添加到预镀镍老液中，调整PH值到11.5以上，再加入老液体积3%～5%的次磷酸钠和50～800ml的质量浓度为0.05～5g/l氯化钯溶液。
本发明高精度及硬度精细烫金版的生产工艺的优点是：使用寿命长，减少换版装版时间，提高生产效率。a) 使用寿命大大增加，生产效率大大提高。采用烫金钢板配合铜底模，烫金钢板平均使用寿命延长到2000 万印，比原来增加到2 倍。铜底模平均使用寿命延长到1000 万印，比原来增加到10 倍；节约换版时间40 小时以上，设备产能增加20 万印，性价比高。
b)、产品质量更加稳定。由于烫金刚板的材质硬度高、耐磨性好，变形小，产品烫印质量可靠稳定，废品率低。铜底模具有材质细腻、易于加工、表面光洁度好、传热效果好、物美价廉等优点。本发明采用化学镀镍的方式，与电镀相比具有显著的优点：
1.具有广泛的覆盖能力，对于本发明烫金版高密度、高精度来说，各个部位可以得到较均匀的镀层；
2.具有比电镀优良得多的深镀能力，可以大大地减少镀件盲孔、深孔内的无镀层现象。化学镀镍的特点 ：低温化学镀镍与高温化学镀镲的基础镀液大致相同，但由于温度的降低，根据Arrhenius方程，镍的沉积速度将大为降低，因此，低温化学镀镍须在碱性条件下进行，这是低温化学镀镍的一个特点，同时，加速剂显得更为重要，因为在碱性条件下，Ni 极易与OH 形成溶度积较小的Ni(OH)2沉淀，因而，对络合剂的选择相对高温化学镀镍而言更为严格。我们常说的PCB镀镍有光镍和哑镍（也称低应力镍或半光亮镍），通常要求镀层均匀细致，孔隙率低，应力低，延展性好的特点。采用该工艺，目标比现用铜质烫金版使用寿命增加2-3倍，降低生产成本、节约能耗。
附图说明
图1为本发明的工艺流程图。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施例对本发明做进一步详细说明；
实施例1：
如图1所示，一种高精度及硬度精细烫金版的生产工艺，包括如下步骤：
（1）、上料：
选用H68型铜块，铜版厚度：6.8mm，维氏硬度：H；
（2）、化学除油：
使用体积比浓度为80%的碳酸钠溶液与85%的硅酸钠溶液对领料上卷后的来料分别进行喷洗及涤洗，然后使用AEO\TX按3:4配比液生成剂进行处理，并使用柠檬酸钠进行二次表面清洗，最后使用硅酸盐封膜；
（3）、循环水洗：
使用氢氧化钠乳化液循环水洗10 min，然后使用体积比浓度为85%的硼酸钠溶液循环水洗15 min；
在循环水洗后，进行阴极-阳极联合电解除油及二次循环水洗步骤，所述电流密度为5A/dm2，电解除油溶液温度控制到60℃，首先用阴极除油3min，然后再用阳极除油0.5min。在氢氧化钠乳化液和体积比浓度为85%的硼酸钠溶液的基础上，加入0.1g/ml的氢氧化钠，和0.05g/ml的硫酸铜混合，进行循环水洗。
（4）、电解活化：
将步骤（3）中完成后的卷料进行电解，电流密度为1000Ａ·ｍ，使用质量百分比浓度为5%的柠檬酸水溶液，使用脂肪醚、芳香醚、环醚、醚醇中的一种或多种作为溶剂、由盐酸、硫酸、甲酸、柠檬酸、硼酸及氟硼酸组成浓度为0.1～0.3 mol/L的混合液，电解活化溶液温度为15℃，电解活化时间为30s；
（5）、双清洗：
将步骤（4）中电解活化完成后的卷料使用质量百分比浓度80%的硼酸溶液在40℃的温度环境下清洗10min，再用质量百分比浓度80%的醚醇常温下清洗15min；
双清洗后，进行预镀镍步骤，用含有硫酸镍：28g/L、次磷酸钠：30g/L、乳酸（W=85%）：18mL/L、醋酸钠：13g/L、碘酸钾：8mg/L及纯净水组成的镀液进行化学镀镍，镀液的PH值调节为4.6，在镀液温度为85℃条件下进行搅拌，预镀镍时间设置为1min；预镀镍步骤之后进行回收步骤，用固体碱添加到预镀镍老液中，调整PH值到11.5以上，再加入老液体积3%的次磷酸钠和50ml的质量浓度为0.05g/l氯化钯溶液。
（6）、镀镍：
用含有硫酸镍：28g/L、次磷酸钠：30g/L、乳酸（W=85%）：18mL/L、醋酸钠：13g/L、碘酸钾：8mg/L及纯净水组成的镀液进行化学镀镍，镀液的PH值调节为4.6，在镀液温度为85℃条件下进行搅拌，镀镍时间设置为3 min；
步骤（6）中镀镍后进行二次回收，用固体碱添加到预镀镍老液中，调整PH值到11.5以上，再加入老液体积3%的次磷酸钠和50ml的质量浓度为0.05g/l氯化钯溶液。
（7）、双清洗：
将步骤（4）中电解活化完成后的卷料使用质量百分比浓度80%的硼酸溶液在40℃的温度环境下清洗10min，再用质量百分比浓度80%的醚醇常温下清洗15min；
（8）、烘干：
烘干温度设置为120℃，烘干时间为10 min；
（9）、收卷。
实施例2：
如图1所示，一种高精度及硬度精细烫金版的生产工艺，包括如下步骤：
（1）、上料：
选用H68型铜块，铜版厚度：6.8mm，维氏硬度：H；
（2）、化学除油：
使用体积比浓度为80%的碳酸钠溶液与85%的硅酸钠溶液对领料上卷后的来料分别进行喷洗及涤洗，然后使用AEO\TX按3:4配比液生成剂进行处理，并使用柠檬酸钠进行二次表面清洗，最后使用硅酸盐封膜；
（3）、循环水洗：
使用氢氧化钠乳化液循环水洗15min，然后使用体积比浓度为85%的硼酸钠溶液循环水洗23 min；
在循环水洗后，进行阴极-阳极联合电解除油及二次循环水洗步骤，所述电流密度为8A/dm2，电解除油溶液温度控制到70℃，首先用阴极除5min，然后再用阳极除油1min。在氢氧化钠乳化液和体积比浓度为85%的硼酸钠溶液的基础上，加入0.1g/ml的氢氧化钠，和0.05g/ml的硫酸铜混合，进行循环水洗。
（4）、电解活化：
将步骤（3）中完成后的卷料进行电解，电流密度为2500Ａ·ｍ，使用质量百分比浓度为30%的柠檬酸水溶液，使用脂肪醚、芳香醚、环醚、醚醇中的一种或多种作为溶剂、由盐酸、硫酸、甲酸、柠檬酸、硼酸及氟硼酸组成浓度为0.3～0.8 mol/L的混合液，电解活化溶液温度为50℃，电解活化时间为45s；
（5）、双清洗：
将步骤（4）中电解活化完成后的卷料使用质量百分比浓度80%的硼酸溶液在50℃的温度环境下清洗15min，再用质量百分比浓度80%的醚醇常温下清洗20min；
双清洗后，进行预镀镍步骤，用含有硫酸镍：28g/L、次磷酸钠：30g/L、乳酸（W=85%）：18mL/L、醋酸钠：13g/L、碘酸钾：8mg/L及纯净水组成的镀液进行化学镀镍，镀液的PH值调节为4.7，在镀液温度为88℃条件下进行搅拌，预镀镍时间设置为1.5 min；预镀镍步骤之后进行回收步骤，用固体碱添加到预镀镍老液中，调整PH值到11.5以上，再加入老液体积3%～5%的次磷酸钠和450ml的质量浓度为3g/l氯化钯溶液。
（6）、镀镍：
用含有硫酸镍：28g/L、次磷酸钠：30g/L、乳酸（W=85%）：18mL/L、醋酸钠：13g/L、碘酸钾：8mg/L及纯净水组成的镀液进行化学镀镍，镀液的PH值调节为4.7，在镀液温度为88℃条件下进行搅拌，镀镍时间设置为4 min；
步骤（6）中镀镍后进行二次回收，用固体碱添加到预镀镍老液中，调整PH值到11.5以上，再加入老液体积4%的次磷酸钠和450ml的质量浓度为3g/l氯化钯溶液。
（7）、双清洗：
将步骤（4）中电解活化完成后的卷料使用质量百分比浓度80%的硼酸溶液在50℃的温度环境下清洗15min，再用质量百分比浓度80%的醚醇常温下清洗20min；
（8）、烘干：
烘干温度设置为135℃，烘干时间为15 min；
（9）、收卷。
实施例3：
如图1所示，一种高精度及硬度精细烫金版的生产工艺，包括如下步骤：
（1）、上料：
选用H68型铜块，铜版厚度：6.8mm，维氏硬度：H；
（2）、化学除油：
使用体积比浓度为80%的碳酸钠溶液与85%的硅酸钠溶液对领料上卷后的来料分别进行喷洗及涤洗，然后使用AEO\TX按3:4配比液生成剂进行处理，并使用柠檬酸钠进行二次表面清洗，最后使用硅酸盐封膜；
（3）、循环水洗：
使用氢氧化钠乳化液循环水洗20min，然后使用体积比浓度为85%的硼酸钠溶液循环水洗30 min；
在循环水洗后，进行阴极-阳极联合电解除油及二次循环水洗步骤，所述电流密度为15A/dm2，电解除油溶液温度控制到80℃，首先用阴极除油7min，然后再用阳极除油2min。在氢氧化钠乳化液和体积比浓度为85%的硼酸钠溶液的基础上，加入0.1g/ml的氢氧化钠，和0.05g/ml的硫酸铜混合，进行循环水洗。
（4）、电解活化：
将步骤（3）中完成后的卷料进行电解，电流密度为5000Ａ·ｍ，使用质量百分比浓度为55%的柠檬酸水溶液，使用脂肪醚、芳香醚、环醚、醚醇中的一种或多种作为溶剂、由盐酸、硫酸、甲酸、柠檬酸、硼酸及氟硼酸组成浓度为0.8～1.0 mol/L的混合液，电解活化溶液温度为90℃，电解活化时间为60s；
（5）、双清洗：
将步骤（4）中电解活化完成后的卷料使用质量百分比浓度80%的硼酸溶液在60℃的温度环境下清洗20min，再用质量百分比浓度80%的醚醇常温下清洗25min；
双清洗后，进行预镀镍步骤，用含有硫酸镍：28g/L、次磷酸钠：30g/L、乳酸（W=85%）：18mL/L、醋酸钠：13g/L、碘酸钾：8mg/L及纯净水组成的镀液进行化学镀镍，镀液的PH值调节为4.9，在镀液温度为91℃条件下进行搅拌，预镀镍时间设置为2 min；预镀镍步骤之后进行回收步骤，用固体碱添加到预镀镍老液中，调整PH值到11.5以上，再加入老液体积5%的次磷酸钠和800ml的质量浓度为5g/l氯化钯溶液。
（6）、镀镍：
用含有硫酸镍：28g/L、次磷酸钠：30g/L、乳酸（W=85%）：18mL/L、醋酸钠：13g/L、碘酸钾：8mg/L及纯净水组成的镀液进行化学镀镍，镀液的PH值调节为4.9，在镀液温度为91℃条件下进行搅拌，镀镍时间设置为5 min；
步骤（6）中镀镍后进行二次回收，用固体碱添加到预镀镍老液中，调整PH值到11.5以上，再加入老液体积5%的次磷酸钠和800ml的质量浓度为5g/l氯化钯溶液。
（7）、双清洗：
将步骤（4）中电解活化完成后的卷料使用质量百分比浓度80%的硼酸溶液在60℃的温度环境下清洗20min，再用质量百分比浓度80%的醚醇常温下清洗25min；
（8）、烘干：
烘干温度设置为150℃，烘干时间为20 min；
（9）、收卷。
当然，上述说明并非是对本发明的限制，本发明也并不限于上述举例，本技术领域的普通技术人员，在本发明的实质范围内，作出的变化、改型、添加或替换，都应属于本发明的保护范围。
Claims (6)
1.一种高精度及硬度精细烫金版的生产工艺，其特征在于，包括如下步骤：
（1）、上料：
选用H68型铜块，铜版厚度：6.8mm，维氏硬度：H；
（2）、化学除油：
使用体积比浓度为80%的碳酸钠溶液与85%的硅酸钠溶液对领料上卷后的来料分别进行喷洗及涤洗，然后使用AEO\TX按3:4配比液生成剂进行处理，并使用柠檬酸钠进行二次表面清洗，最后使用硅酸盐封膜；
（3）、循环水洗：
使用氢氧化钠乳化液循环水洗10 min～20min，然后使用体积比浓度为85%的硼酸钠溶液循环水洗15 min～30 min；
（4）、电解活化：
将步骤（3）中完成后的卷料进行电解，电流密度为1000～5000Ａ·ｍ，使用质量百分比浓度为5%～55%的柠檬酸水溶液，使用脂肪醚、芳香醚、环醚、醚醇中的一种或多种作为溶剂、由盐酸、硫酸、甲酸、柠檬酸、硼酸及氟硼酸组成浓度为0.1～1.0 mol/L的混合液，电解活化溶液温度为15～90℃，电解活化时间为30s～60s；
（5）、双清洗：
将步骤（4）中电解活化完成后的卷料使用质量百分比浓度80%的硼酸溶液在40℃～60℃的温度环境下清洗10min～20min，再用质量百分比浓度80%的醚醇常温下清洗15min～25min；
（6）、镀镍：
用含有硫酸镍：28g/L、次磷酸钠：30g/L、乳酸（W=85%）：18mL/L、醋酸钠：13g/L、碘酸钾：8mg/L及纯净水组成的镀液进行化学镀镍，镀液的PH值调节为4.6～4.9，在镀液温度为85～91℃条件下进行搅拌，镀镍时间设置为3～5 min；
（7）、双清洗：
将步骤（4）中电解活化完成后的卷料使用质量百分比浓度80%的硼酸溶液在40℃～60℃的温度环境下清洗10min～20min，再用质量百分比浓度80%的醚醇常温下清洗15min～25min；
（8）、烘干：
烘干温度设置为120～150℃，烘干时间为10～20 min；
（9）、收卷。
2.根据权利要求1所述的高精度及硬度精细烫金版的生产工艺，其特征是：所述步骤（6）镀镍前首先进行预镀镍步骤，用含有硫酸镍：28g/L、次磷酸钠：30g/L、乳酸（W=85%）：18mL/L、醋酸钠：13g/L、碘酸钾：8mg/L及纯净水组成的镀液进行化学镀镍，镀液的PH值调节为4.6～4.9，在镀液温度为85～91℃条件下进行搅拌，预镀镍时间设置为1～2 min。
3.根据权利要求2所述的高精度及硬度精细烫金版的生产工艺，其特征是：所述预镀镍步骤之后进行回收步骤，用固体碱添加到预镀镍老液中，调整PH值到11.5以上，再加入老液体积3%～5%的次磷酸钠和50～800ml的质量浓度为0.05～5g/l氯化钯溶液。
4.根据权利要求1或2所述的高精度及硬度精细烫金版的生产工艺，其特征是：所述电解活化步骤前进行阴极-阳极联合电解除油及二次循环水洗步骤，所述电流密度为5～15A/dm2，电解除油溶液温度控制到60～80℃，首先用阴极除油3～7min，然后再用阳极除油0、5～2min，在氢氧化钠乳化液和体积比浓度为85%的硼酸钠溶液的基础上，加入0.1g/ml的氢氧化钠，和0.05g/ml的硫酸铜混合，进行循环水洗。
5.根据权利要求4所述的高精度及硬度精细烫金版的生产工艺，其特征是：所述电解活化步骤中，由盐酸、硫酸、甲酸、柠檬酸、硼酸及氟硼酸组成的混合液浓度为0.3～0.8 mol/L。
6.根据权利要求5所述的高精度及硬度精细烫金版的生产工艺，其特征是：所述步骤（6）中镀镍后进行二次回收，用固体碱添加到预镀镍老液中，调整PH值到11.5以上，再加入老液体积3%～5%的次磷酸钠和50～800ml的质量浓度为0.05～5g/l氯化钯溶液。
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