CN103625145A - 热敏阳图型ctp版制备基材处理工艺 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种热敏阳图型CTP版制备基材处理工艺，包括如下步骤：A除油：B中和：C水洗：D电解：E白化处理：F阳极氧化：G冲洗：H封孔：I冲洗：G烘干：本发明采用氟化钠550-650mg/L、磷酸二氢钠65-75g/L和40-50℃区间处理温度设置，比较传统工艺的溶度含量降低了40％左右，反应温度降低了40％以上。通过验证为电解工序的酸度、电流参数调整提供了有效的保障，确定了工艺条件下酸度、电流的运行曲线。研究成果运用于封孔工序电解处理时，极大地降低了NaH₂PO₄磷酸二氢钠和NaF氟化钠溶液的浓度含量和反应温度，达到减少工艺成本和节约能源的有益效果。

Description

热敏阳图型CTP版制备基材处理工艺

技术领域

本发明涉及一种热敏阳图型CTP版制备基材处理工艺。 

背景技术

目前，国内热敏阳图型CTP版材主要还是用于高档印刷制品。据统计，国内从事热敏阳图型CTP版材约有40多家，国内许多企业对CTP制版质量比较满意，但与世界先进水平还存在一定的差距。但是我们也看到，CTP版材在我国不仅已经起步，而且正处在快速高起点的发展中，随着制版量的增加，一定会在中国得到很好的发展。 

CTP技术出现于19世纪80年代。这个时期是直接制版技术研究的初期阶段。所以在此期间，无论是技术方面还是制版质量方面，都不很成熟。到了九十年代，设备制造厂商与印刷厂家密切配合，加速了这项技术的研究开发步伐，并在此期间达到了成熟和工业化应用的程度。于是，在1995年Drupa印刷展览会上，展出了42种CTP系统。 

这一举措立刻引起印刷业对这项技术的极力关注。在1995-1997年之间，就有许多大型印刷公司采用了CTP系统，实现直接制版工艺，但是由于直接制版机在此期间仍十分昂贵，所以限制了这项技术在各中小型企业的使用和推广。1997年-1998年期间，直接制版机的价位大幅度下降，并且直接制版版材开始成熟和发展，所以大量中小型印刷厂开始接受并使用CTP技术。CTP的应用普及速度以每年一倍以上的速度增长着。从1995年到1998年的3年期间，增长的速度竟高达10倍。 

美国舆论界评价：CTP是一场不可避免的技术革命，它必将取代照排技术，就象5年前电分机被照排机取代的情况一样。当前CTP制 版技术正朝着更简单、更快的方向发展。 

CTP当前制版技术的分类： 

1、按照曝光方式分类 

按照曝光方式分类，目前可以分为内鼓式、外鼓式和平板式三大类，使用最多的是内鼓式和外鼓式。内鼓式主要用于报纸等大幅面版材上，如爱克发的GalileoVS系统、ECRM的Wildcat(威豹)/Tigercat(虎豹)系统；外鼓式适合用热敏版材，如克里奥赛天使的Lotem系列产品；平台式特别适用于铝版基，如巴可的Mondrian系统。 

2、按照光源方式分类 

近年来，一种新型的紫激光光源逐渐为众多的新型CTP系统选用，并与红激光光源和绿激光光源并驾齐驱。采用紫激光作为CTP制版光源，设备的耗能较之以往更低，可以大大降低设备的制造成本，其所应用的版材也更加便宜。Agfa公司最新的GalileoViolet、Mitsuhishi Chemical公司推出的lv-1/cobat8CTP制版系统都属此类产品。 

目前，CTP直接制版机一般分为内鼓式、外鼓式、平台式、曲线式四大类。在这四种类型中，使用的最多的是内鼓式和外鼓式，平台式主要用于报纸等的大幅面版材上，曲线式使用得很少。其中又以外鼓式为主流趋势。 

影响CTP制版系统成像质量的因素主要有激光、版材、显影条件等因素。 

到目前为止，热敏版材的发展一直垄断直接版材的市场。从总体来看，红外热敏版材大致可以分为两大类型，即，热烧蚀型直接版材和非热烧蚀型直接版材，非热烧蚀又分为热交联、热转移和热致相变化三种。在众多的热敏版材中，激光扫描成像后不经任何化学后处理即可进行印刷的无须后处理版材是热敏版材的发展方向，引起了各大公司的极大关注。尽管受到紫外光敏直接版材的冲击，但热敏版材的 发展势头仍然非常迅猛。 

本发明针对运用于生产过程的热敏版材制备基材的预处理进行了相关研究，制备基材通过一系列化学、电化学方法对版基进行砂目化处理，使其表面形成多层复合砂目结构和密实的氧化膜，保证版材具有精确的网点还原和优越的耐磨性。相关研究成果形成了公司独特工艺技术，为公司热敏版材产品立足市场奠定了坚实的技术基础。 

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供一种既节能环保，又能生产出高耐印、高分辨力、稳定的热敏阳图型CTP版制备基材处理工艺。 

本发明的热敏阳图型CTP版制备基材处理工艺，其包括如下步骤： 

A除油：取2份(体积份数)NaOH、1份(体积份数)Na₃PO₄、1份(体积份数)Na₂CO₃和1份(体积份数)C₆H₁₁O₇Na，把上述药品按一定比例混合溶解，稀释至50-100g/L，加热到50-55℃； 

NaOH和铝版基表面的保护油反应，除去保护油；NaOH和铝版基表面形成的氧化铝反应除去氧化铝，以便于下一步电解；NaOH和铝版基反应，对版基提前粗化； 

Na₃PO₄起乳化剂和去垢作用； 

Na₂CO₃起软水剂作用； 

C₆H₁₁O₇Na起缓腐蚀作用，防止NaOH对版基过度腐蚀并有一定的阻垢作用，反应原理如下： 

3NaOH+ROCOH₂C-CHOCOR-CH₂OCOR→3R-COONa+HOH₂C-CHOH-CH₂OH 

2NaOH+Al₂O₃→2NaAlO₂+H₂O 

2NaOH+2Al+2H₂O→2NaAlO₂+3H₂↑ 

B中和：取10-15g/L的HCl溶液，中和除油过后版基表面未冲洗干净的碱，并进一步提前粗化版基； 

原理：NaOH+HCl→NaCl+H₂O 

2Al+6HCl→2AlCl₃+3H₂↑ 

C水洗：取去离子水，利用高压喷淋方式对版面进行彻底的清洗； 

D电解：取2份(体积份数)HCl、1份(体积份数)H₃PO₄、1.5份(体积份数)Hac，把上面的三酸按比例溶解于水中做成电解液，总酸度在25-30g/L，温度在25-30℃，加低电压高电流的不等波形的交流电，电流及电压大小根据版面宽度和生产速度调整，利用交流电能够连续不断的改变极性的特点，使铝版在稀酸中不断发生电解产生致密而均匀的多层砂目，辅料H₃PO₄、Hac含氧酸能抑制过度电解，使砂目更致密、均匀； 

原理：Al-3e→Al³⁺

2H⁺+2e→H₂↑ 

E白化处理：取2份(体积份数)NaOH、1份(体积份数)Na₃PO₄、1份(体积份数)Na₂CO₃、1份(体积份数)C₆H₁₁O₇Na，把上述药品按一定比例混合溶解，稀释至50-100g/L，加热到30-35℃，去除电解后产生的电解灰质，使版面白亮、干净、不易上脏，并起到一定的修整砂目的作用； 

F阳极氧化：取浓度180-220g/L、温度20-25℃的H₂SO₄，加低电压高电流的直流电，电流电压大小依据版面宽度和生产速度而定，在砂目表面形成一层致密、均匀的氧化膜，提高版材的保存性能和耐印力； 

原理：阳极Al-3e→Al³⁺

阴极2H⁺+2e→H₂↑ 

即： 

G冲洗：采用去离子水，利用高压喷淋方式对版面进行彻底的清洗； 

H封孔：取65-75g/L的NaH₂PO₄，550-650mg/L的NaF，温度： 40-50℃，使氧化过程中产生的氧化膜表层不规则的小孔密闭，从而提高图文部分的亲墨性能，提高非图文部分的亲水能力，是非图文部分不上脏，提高版材的耐印力； 

I冲洗：采用去离子水，利用高压喷淋方式对版面进行彻底的清洗； 

G烘干：利用红外加热管对清洗过的版材进行烘干处理，温度一般控制在110-120℃。 

与现有技术相比本发明的有益效果为： 

本发明采用氟化钠550-650mg/L、磷酸二氢钠65-75g/L和40-50℃区间处理温度设置，比较传统工艺的溶度含量降低了40％左右，反应温度降低了40％以上。 

通过验证为电解工序的酸度、电流参数调整提供了有效的保障，确定了工艺条件下酸度、电流的运行曲线。研究成果运用于封孔工序电解处理时，极大地降低了NaH₂PO₄磷酸二氢钠和NaF氟化钠溶液的浓度含量和反应温度，达到减少工艺成本和节约能源的有益效果。 

本发明运用表面条纹形成助溶机制的机理，封孔工序采用磷酸二氢钠和氟化钠进行处理，使氧化膜致密无孔，提高印版图文部位的亲墨特性，增强了光敏涂层和基材之间的粘合程度。 

项目运用表面条纹形成助溶机制的机理，由于表面突起位置有较高的溶解速率，导致表面趋于光滑平整，使铝版基表面的砂目层不但承担了在印刷时亲水的功能，还要起到感光树脂层的涂布和固化作用。砂目层的质量得以稳定。 

附图说明

图1是本发明的工艺流程图； 

图2是经电解工序处理的项目产品的粗糙度为0.4μm的检测图； 

图3是经电解工序处理的项目产品的粗糙度为0.5μm的检测图。 

具体实施方式

下面对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。 

以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。 

参见图1，本发明的热敏阳图型CTP版制备基材处理工艺，其包括如下步骤： 

A除油：取2份NaOH、1份Na₃PO₄、1份Na₂CO₃和1份C₆H₁₁O₇Na，把上述药品按比例混合溶解，稀释至50-100g/L，加热到50-55℃； 

NaOH和铝版基表面的保护油反应，除去保护油；NaOH和铝版基表面形成的氧化铝反应除去氧化铝，以便于下一步电解；NaOH和铝版基反应，对版基提前粗化； 

Na₃PO₄起乳化剂和去垢作用； 

Na₂CO₃起软水剂作用； 

C₆H₁₁O₇Na起缓腐蚀作用，防止NaOH对版基过度腐蚀并有一定的阻垢作用，反应原理如下： 

3NaOH+ROCOH₂C-CHOCOR-CH₂OCOR→3R-COONa+HOH₂C-CHOH-CH₂OH 

2NaOH+Al₂O₃→2NaAlO₂+H₂O 

2NaOH+2Al+2H₂O→2NaAlO₂+3H₂↑ 

B中和：取10-15g/L的HCl溶液，中和除油过后版基表面未冲洗干净的碱，并进一步提前粗化版基； 

原理：NaOH+HCl→NaCl+H₂O 

2Al+6HCl→2AlCl₃+3H₂↑ 

C水洗：取去离子水，利用高压喷淋方式对版面进行彻底的清洗； 

D电解：取2份HCl、1份H₃PO₄、1.5份Hac，把上面的三酸按比例溶解于水中做成电解液，总酸度在25-30g/L，温度在25-30℃，加低电压高电流的不等波形的交流电，电流及电压大小根据版面宽度和生产速度调整，利用交流电能够连续不断的改变极性的特点，使铝版在稀酸中不断发生电解产生致密而均匀的多层砂目，辅料H₃PO₄、Hac含氧酸能抑制过度电解，使砂目更致密、均匀； 

原理：Al-3e→Al³⁺

2H⁺+2e→H₂↑ 

E白化处理：取2份NaOH、1份Na₃PO₄、1份Na₂CO₃、1份C₆H₁₁O₇Na，把上述药品按一定比例混合溶解，稀释至50-100g/L，加热到30-35℃，去除电解后产生的电解灰质，使版面白亮、干净、不易上脏，并起到一定的修整砂目的作用； 

F阳极氧化：取浓度180-220g/L、温度20-25℃的H₂SO₄，加低电压高电流的直流电，电流电压大小依据版面宽度和生产速度而定，在砂目表面形成一层致密、均匀的氧化膜，提高版材的保存性能和耐印力； 

原理：阳极Al-3e→Al³⁺

阴极2H⁺+2e→H₂↑ 

即： 

G冲洗：采用去离子水，利用高压喷淋方式对版面进行彻底的清洗； 

H封孔：取65-75g/L的NaH₂PO₄，550-650mg/L的NaF，温度：40-50℃，使氧化过程中产生的氧化膜表层不规则的小孔密闭，从而提高图文部分的亲墨性能，提高非图文部分的亲水能力，是非图文部分不上脏，提高版材的耐印力； 

I冲洗：采用去离子水，利用高压喷淋方式对版面进行彻底的清洗； 

G烘干：利用红外加热管对清洗过的版材进行烘干处理，温度一般控制在110-120℃。 

通过相关研究和反复验证，对传统版基砂目处理工艺进行了较大的改进，重点对工序电解、阳极氧化的调整，通过电解处理时对三酸、时间和温度的调整，使砂目的Ra值可稳定地控制在0.45～0.55μm的范围内；通过增设封孔、冲洗工序，提高印版图文部位的亲墨特性，增强了光敏涂层和基材之间的粘合程度，从而提高印版的耐印力。 

(1)电解、阳极氧化工序的改进研究： 

项目电解采用HCl氯化氢和HAc乙酸材料通过交流整流柜设备进行电解处理。其工作原理：在一定的酸度及温度条件下，采用大电流、低电压进行电解催化，在铝板表面形成均匀的砂目，即粗糙度。 

项目阳极氧化采用H₂SO₄硫酸通过直流整流柜设备进行电解氧化处理。其工作原理：在一定的酸度及温度条件下，加一定的电流的催化处理，在铝板表面的砂目层产生一层致密的氧化层。 

依据弱电解质的解离平衡原理和同离子效应，通过对酸度XX％和电流标准值的正负3％的范围内反复试验，验证了弱电解质的解离平衡： 

a％＝(已解离的分子数/原分子数)×100 

＝(已电离的浓度/初始浓度)×100 

电解度(离解度a％)：平衡时弱电解质的电离百分率 

∴K a＝(ca)²/c(1-a) 

当a＜5％时，1-a＝1 

Ka＝ca²稀释定律 

验证表明随着溶液浓度的降低，电离度增大。 

同离子效应 

HAc^□H⁺+Ac^-

加入NaAc，NaAc→Na⁺+Ac^-

溶液中Ac^-大大增加，平衡向左移动，降低了HAc的电离度.同离子效应：向弱电解质中加入具有相同离子(阳离子或阴离子) 的强电解质后，解离平衡发生左移，降低电解质电离度的作用称为同离子效应。 

项目工艺控制：温度和电流调整；化学滴定控制酸度，由曲线可观察滴定过程中溶液pH值的变化情况，由此判断被物质能否被准确滴定；砂目仪测定粗糙度。 

通过验证为电解工序的酸度、电流参数调整提供了有效的保障，确定了工艺条件下酸度、电流的运行曲线。研究成果运用于封孔工序电解处理时，极大地降低了NaH₂PO₄磷酸二氢钠和NaF氟化钠溶液的浓度含量和反应温度，达到减少工艺成本和节约能源的有益效果。具体浓度为：NaF氟化钠--550-650mg/L；NaH₂PO₄磷酸二氢钠--65-75g/L。同时处理温度设置在40-50℃区间。比较传统工艺的溶度含量降低了40％左右，反应温度降低了40％以上。 

通过对成品版材检测证明，项目在解决版材灰底的前提下，增加了感光层与基材的粘合力，提高了版材的网点再现能力和耐印率。 

(2)提高砂目层饱和的研究： 

胶印版材铝板基表面砂目层的形成通常是采用电解工艺来实现的。其表面一般是无序的、峰谷参差不齐的立体空间结构。其实际就是由无数的波峰和凹谷组成，峰的高度可能参差不齐，谷的深浅可能不一。 

项目通过提高砂目层饱和的研究，借鉴国外先进技术成果，在传统工艺中增设了封孔工序。 

要保证平版印刷油墨转移的正常进行，印版的贮水量应保持在1.25mL/m²左右国内现在维持正常印刷的含水量一般为1.32mL/m²。而维持这样的贮水量，印版的砂目必须具有一定的深度，且相邻砂目间应保持一定的距离。若相邻两砂目间的距离过细，贮水量偏低，达不到印刷的要求。当然若相邻两砂目之间的距离过大，印版的砂目较为粗疏，贮水量过多，印版上的水分会被高速旋转的橡皮滚筒带走，反 而使印版贮水量降低，造成空白部位上脏。 

砂目的另一个重要功能成为支撑油墨的颗粒底基。油墨是形成印刷品图文部分的材料。理论计算表明，每粒油墨颗粒通常需要5个以上的砂目来支撑，才能使油墨处于稳定状态而不致滑动。 

因此，项目在传统工艺中增设了封孔工序。封孔工序采用NaH₂PO₄磷酸二氢钠和NaF氟化钠在一定的酸度及温度条件下，使氧化过程中产生的氧化膜表层不规则的小孔进行密闭，从而提高图文部位的亲墨特性，增强光敏涂层和基材之间的粘合程度，提高非图文部分的亲水性能，不致于上脏，提高耐印率。 

NaH₂PO₄+NaF+Al₂O₃→NaAlF₄+Na₃Al₂(PO₄)₈+H₂O 

项目运用表面条纹形成助溶机制的机理，由于表面突起位置有较高的溶解速率，导致表面趋于光滑平整，使铝版基表面的砂目层不但承担了在印刷时亲水的功能，还要起到感光树脂层的涂布和固化作用。砂目层的质量得以稳定。 

工艺控制：温度和电流调整；化学滴定控制酸度。 

由图2和图3可见，经电解工序处理的项目产品，其粗糙度检测最终均可稳定获得0.4μm-0.5μm，采用粗糙度测量仪测得Rpm值接近和等于1/2Rz值，中心线以上的峰高值和中心线以下的谷深值基本上是相等的，峰谷上下均匀，这样砂目应该说对CTP版的感光性能及保水性能都是比较有利的。 

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领 域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。 

Claims (1)

1.一种热敏阳图型CTP版制备基材处理工艺，其特征在于，包括如下步骤：

A除油：取2份(体积份数)NaOH、1份(体积份数)Na₃PO₄、1份(体积份数)Na₂CO₃和1份(体积份数)C₆H₁₁O₇Na，把上述药品按比例混合溶解，稀释至50-100g/L，加热到50-55℃；

NaOH和铝版基表面的保护油反应，除去保护油；NaOH和铝版基表面形成的氧化铝反应除去氧化铝，以便于下一步电解；NaOH和铝版基反应，对版基提前粗化；

Na₃PO₄起乳化剂和去垢作用；

Na₂CO₃起软水剂作用；

C₆H₁₁O₇Na起缓腐蚀作用，防止NaOH对版基过度腐蚀并有一定的阻垢作用；

B中和：取10-15g/L的HCl溶液，中和除油过后版基表面未冲洗干净的碱，并进一步提前粗化版基；

C水洗：取去离子水，利用高压喷淋方式对版面进行彻底的清洗；

D电解：取2份(体积份数)HCl、1份(体积份数)H₃PO₄、1.5份(体积份数)Hac，把上面的三酸按比例溶解于水中做成电解液，总酸度在25-30g/L，温度在25-30℃，加低电压高电流的不等波形的交流电，电流及电压大小根据版面宽度和生产速度调整，利用交流电能够连续不断的改变极性的特点，使铝版在稀酸中不断发生电解产生致密而均匀的多层砂目，辅料H₃PO₄、Hac含氧酸能抑制过度电解，使砂目更致密、均匀；

E白化处理：取2份(体积份数)NaOH、1份(体积份数)Na₃PO₄、1份(体积份数)Na₂CO₃、1份(体积份数)C₆H₁₁O₇Na，把上述药品按一定比例混合溶解，稀释至50-100g/L，加热到30-35℃，去除电解后产生的电解灰质，使版面白亮、干净、不易上脏，并起到一定的修整砂目的作用；

F阳极氧化：取浓度180-220g/L、温度20-25℃的H₂SO₄，加低电压高电流的直流电，电流电压大小依据版面宽度和生产速度而定，在砂目表面形成一层致密、均匀的氧化膜，提高版材的保存性能和耐印力；

G冲洗：采用去离子水，利用高压喷淋方式对版面进行彻底的清洗；

H封孔：取65-75g/L的NaH₂PO₄，550-650mg/L的NaF、温度为40-50℃，使氧化过程中产生的氧化膜表层不规则的小孔密闭，从而提高图文部分的亲墨性能，提高非图文部分的亲水能力，是非图文部分不上脏，提高版材的耐印力；

I冲洗：采用去离子水，利用高压喷淋方式对版面进行彻底的清洗；

G烘干：利用红外加热管对清洗过的版材进行烘干处理，温度一般控制在110-120℃。

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