CN107955954A - 一种在电铸镍生产中应用的高分子脱模剂及其制备、成膜和使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种在电铸镍生产中应用的高分子脱模剂及其制备、成膜和使用方法。使用甲基纤维素、聚乙二醇和羧甲基纤维素，以一定的配比制备的水溶液作为电铸镍版前期操作过程中采用的脱模剂(隔离液)。本发明工艺操作简单、成膜速率快、生产成本低、减少水污染，可解决传统电铸工艺存在的版面蛋白印迹和粘版等使产品作废问题，并对电铸药液的后期净化处理带来便捷，经济效益和社会效益显著。所制备的无色、澄清高分子脱模剂水溶液，黏度范围在15～20000mPa·s，可具有胶体的性质，具有成膜容易、均匀性好、版面不残留等特点，可显著提高镍凹印版的版面清洁性和产品的成功率。

Description

一种在电铸镍生产中应用的高分子脱模剂及其制备、成膜和 使用方法

技术领域

本发明涉及一种在电铸镍生产中应用的高分子脱模剂，属于电铸制作技术领域，主要应用于钞券电铸制版行业。

背景技术

在印制行业中，凹印版是通过利用电铸镍工艺来制备的。电铸的流程可以分为四大部分，即原型的选定或制作、电铸前处理、电铸和电铸后处理。电铸的前处理也被称为电铸原型的表面改性处理。我们知道，电铸的原型分为金属原型和非金属原型两大类。无论是金属原型还是非金属原型，在电铸前都要进行适当的前处理加工，使电铸层能可靠的在原型表面生长出来。对于金属原型，其前处理包括表面的整理、除油和除锈等相关流程。但是这种前处理不是为了获得良好的结合力，而是使得镀层表面平整，以利于在其上面生长出电铸层，而且还要方便以后的脱模处理。因此电铸的前处理中有时还要加入一个最重要的工序，就是脱模剂或隔离层的设置。

目前电铸工艺中使用的脱模剂是水溶性的蛋白溶液。蛋白的主要成分为蛋白质，还包括其他一些微量物质，因蛋白质大分子量和其结构特点，使用蛋白水溶液作为脱模剂常常带来如子版蛋白印、无法使母版和子版分离等问题而影响产品质量，甚至是作废。其次，蛋白质在水中的溶解度并不理想，需要较长时间的搅拌，因此有时为了使其溶解速度加快在溶解蛋白质时一般要加入如十二烷基硫酸钠(SDS)等表面活性剂，或者是硼酸等物质，引入的一些杂质对后期镀液洁净处理带来困难。还有，蛋白液容易腐败、变质，因而要现配现用，对于大规模生产来说耗时耗力。因为其用量较大，会致使下水沟变臭，再者大量的蛋白废液会提高水质的COD，对污水的后期处理带来压力。

发明内容

为了解决现有脱模剂产品版面残留印记、粘版及难以配制和保存的问题，本发明提供一种在电铸镍生产中应用的高分子脱模剂、制备方法及成膜方法。

一种在电铸镍生产中应用的高分子脱模剂，其特征在于为溶质主要包括甲基纤维素、聚乙二醇和羧甲基纤维素的水溶液，其中甲基纤维素质量浓度为1.0％～4.0％,聚乙二醇质量溶度为0.5％～6.0％，所述水溶液黏度范围在15～20000mPa·s。

进一步优选的，所述甲基纤维素、聚乙二醇的质量浓度分别为1.5％～2.5％、1.0％～4.0％，添加羧甲基纤维素时根据实际黏度确定添加终点，基本上添加的质量浓度范围在1.0-5.0％的范围内。

优选的，所述聚乙二醇的分子量为400～2000。

前述的高分子脱模剂的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

(1)将去离子水倒入容器中，分别称取甲基纤维素粉末和聚乙二醇倒入容器内，并进行搅拌，二者添加顺序可以调整；测量溶液黏度并加入羧甲基纤维素实时调节溶液的黏度；

(2)继续搅拌溶液，然后进行过滤。

优选的步骤(1)中制备所处的环境温度范围为5～80℃。

优选的步骤(2)中所述使用的滤网为400～1000目。

优选的步骤(2)中过滤后溶液装入洁净容器密封保存。

前述高分子脱模剂的成膜方法，其特征在于，所述脱模剂溶液在1-3分钟内分2-5次均匀的涂布在已经经过前期处理的电铸母版表面，1-3分钟之后用去离子水冲洗掉在母版表面的多余液体。

优选的所述脱模剂水溶液的成膜温度在5～200℃。脱模剂成膜是溶液中的有效成分作用，即使在瞬间高温条件下例如通电瞬间水分蒸发也可成膜。优选是50-70℃左右。

前述的高分子脱模剂的使用方法，其特征在于，所述脱模剂水溶液成膜后的使用电流密度为0～45A/h，电铸液温度为50～70℃，优选为50-55℃，即甲基纤维素溶液会形成热凝胶的温度。

本发明的目的在于提供一种电铸镍生产中应用的高分子脱模剂(隔离液)，在保证或提高印刷质量的前提下从根本上解决产品版面残留印记、粘版等问题。本发明采用不同高分子材料混合来配制的水溶液作为脱模剂，利用甲基纤维素为成膜材料，利用分子量为400～2000 左右的聚乙二醇与成膜材料共同作用提高成膜的效率，以羧甲基纤维素作为黏度剂，使成膜在基材表面具有一定的附着力，每种材料发挥各自的优点，同时实现协同作用。所制备的高分子脱模剂水溶液为一定浓度的无色、澄清水溶液，其黏度范围是在15～20000mPa·s。脱模剂成分中甲基纤维素的水溶液会有热凝胶的性质，其热凝胶温度为50-70℃左右，例如2％水溶液其凝胶温度在50～55℃，因此优选使用的电铸液温度也为上述范围，可以与脱模剂形成更好的配合，提升所成膜在电铸时与模具的附着性质，而脱模时分离容易。本发明的脱模剂具有成膜容易、均匀性好、版面不残留等特点，且可具有胶体的性质，可显著提高镍凹印版的版面清洁性和产品的成功率。

本发明操作更为简捷，大幅度的提升产品质量，有效的降低了作废率。并且使用该高分子脱模剂不引入新的杂质，因其成分为简单的碳水化合物，因此对电铸液的后期处理不会带来任何影响。高分子脱模剂稳定性好，成膜脱模容易，用量少，在药品保质期内可长期存放。经过大量的试验和实际应用，高分子脱模剂完全可以取代传统电铸工艺用蛋白液作为脱模剂的历史。

本发明与传统电铸所使用脱模剂相比具有如下具体优点及有益效果：

(1)本发明制备的脱模剂由于其良好的水溶性和各成分分子结构特点，不会在版面留下类似蛋白印等残留印记，提高产品质量，提升印版印刷质量。

(2)本发明制备的脱模剂成膜容易，均匀性好，在版面具有适中的附着力，不易进入电铸液而带来杂质影响生产。

(3)本发明制备的脱模剂相比较传统的蛋白液的现配现用、耗时耗力，此脱模剂溶液在药品保质期内一次过滤可长期存放，存储方便，有效的降低了生产中的劳动力成本。

(4)本发明制备的脱模剂在一次生产中的用量较传统脱模剂使用量减少，减少了废液的排放。因组成各成分均为简单化合物，易于转化为二氧化碳和水，有利于环境的保护，减少了对环境的污染，具有显著的社会效益。

(5)本发明制备的脱模剂具有较高的分解、变质温度，可适应快速电铸大电流环境作业，具有显著的经济效益。

具体实施方式

以下结合具体的实施例对本发明的技术方案作进一步说明：

实施例1

室温下将2000mL去离子水放入容器中，称取10g甲基纤维素粉末倒入容器内开始搅拌 10～15min，接着称取5g聚乙二醇加入容器内并搅拌10～15min，此时测量溶液的黏度，在未达到要求的黏度范围15～10000mPa·s时，加入羧甲基纤维素调节溶液的黏度，使其落在所要求的范围内，本实施例中加入了20g。经过混合搅拌后为澄清无色脱模剂水溶液，利用黏度测量仪测定其黏度为600mPa·s。继续搅拌溶液10～15min，通过观察发现溶液中没有较大颗粒物时停止搅拌，然后进行过滤，装入洁净的容器内。

在室温下，正常湿度范围内，取600mL脱模剂溶液在两分钟内分4次均匀的涂布在已经经过前期处理的电铸母版表面。两分钟之后用一定量的去离子水冲洗掉在母版表面的多余液体，利用薄膜厚拓偏测量仪测量，此时在母版表面已经形成一层厚度为300nm的均匀、致密的薄膜在版面形成一层隔离层，可开始电铸作业。通电电流为2A/h，电铸效果好，脱模后无残留印记，脱模效果良好。

实施例2

室温下将2000mL去离子水放入容器中，称取100g甲基纤维素粉末倒入容器内开始搅拌 10～15min，接着称取150g聚乙二醇加入容器内并搅拌10～15min，此时测量溶液的黏度，在未达到要求的黏度范围15～10000mPa·s时，加入羧甲基纤维素调节溶液的黏度，使其落在所要求的范围内，本实施例中加入了60g，年。本实施例经过混合搅拌后的澄清无色脱模剂水溶液，利用黏度测量仪测定其黏度为6500mPa·s。继续搅拌溶液10～15min，通过观察发现溶液中没有较大颗粒物时停止搅拌，然后进行过滤，装入洁净的容器内。

在室温下，正常湿度范围内，取600mL脱模剂溶液在1分钟内分3次均匀的涂布在已经经过前期处理的电铸母版表面。1分钟之后用一定量的去离子水冲洗掉在母版表面的多余液体，利用薄膜厚拓偏测量仪测量，此时在母版表面已经形成一层厚度为300nm的均匀、致密的薄膜在版面形成一层隔离层，可开始电铸作业。电铸液为50℃，通电电流为40A/h，电铸效果好，脱模后无残留印记，脱模效果良好。

实施例3

与前述实施例类似，区别在于在2000mL去离子水中加入50g甲基纤维素粉末和80g聚乙二醇，添加羧甲基纤维素调节黏度至8000mPa·s。效果同上。

实施例4

与前述实施例类似，区别在于在2000mL去离子水中加入32g甲基纤维素粉末和25g聚乙二醇，添加羧甲基纤维素调节黏度至50mPa·s。效果同上。

实施例5

在室温下，正常湿度范围内，取600mL经过自然环境中，无密封，无避光放置40天的前述实施例的脱模剂溶液在两分钟内分几次均匀的涂布在已经经过前期处理的电铸母版表面。两分钟之后用一定量的去离子水冲洗掉在母版表面的多余液体，利用薄膜厚拓偏测量仪测量，此时在母版表面已经形成一层厚度为350nm的均匀、致密的薄膜在版面形成一层隔离层，可开始电铸作业，发现此时脱模剂仍可发挥作用，保证质量。自然环境中，无密封，无避光放置40天的脱模剂溶液，从表观观察与新配置未发现重大差异，同样可以发挥脱模剂作用。

以上实施例均实现了成膜容易、均匀性好、版面无蛋白印迹和不粘版的效果。以上所述仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，例如物料配比、加料次序、环境温度、搅拌时间方式等都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种在电铸镍生产中应用的高分子脱模剂，其特征在于所述脱模剂为溶质包括甲基纤维素、聚乙二醇和羧甲基纤维素的水溶液，其中甲基纤维素质量浓度为0.4％～4.0％,聚乙二醇质量溶度为0.2％～6.0％，所述水溶液黏度范围在15～20000mPa·s。

2.根据权利要求1所述的高分子脱模剂，其特征在于所述甲基纤维素、聚乙二醇和羧甲基纤维素的质量浓度分别为1.5％～2.5％，1.0％～4.0％，1.0％～5.0％。

3.根据权利要求1所述高分子脱模剂，其特征在于所述聚乙二醇的分子量为400～2000。

4.权利要求1-3任一所述的高分子脱模剂的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

(1)将去离子水倒入容器中，分别称取甲基纤维素粉末和聚乙二醇倒入容器内，搅拌，然后加入羧甲基纤维素调节溶液的黏度；

(2)继续搅拌溶液，然后进行过滤。

5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中制备所处的环境温度范围为5～80℃。

6.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)中所述使用的滤网为400～1000目。

7.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)中过滤后溶液装入洁净容器密封保存。

8.权利要求1-3任一所述高分子脱模剂的成膜方法，其特征在于，所述脱模剂溶液在1-3分钟内分2-5次均匀的涂布在已经经过前期处理的电铸母版表面，1-3分钟之后用去离子水冲洗掉在母版表面的多余液体。

9.根据权利要求8所述的成膜方法，其特征在于，所述脱模剂水溶液的成膜温度在5～200℃。

10.权利要求1-3任一所述的高分子脱模剂的使用方法，其特征在于，所述脱模剂水溶液成膜后的使用电流密度为0～45A/h，电铸液温度为50～70℃。