1、第二講凹版滾筒的制備 筒芯的加工 滾筒表面預處理工藝 電鍍工藝 后處理工藝內(nèi)容提要：1印刷常用版輥餐巾紙壓花輥鋁箔紙壓花輥凹印滾筒網(wǎng)紋輥凹版滾筒凹版滾筒的基本結(jié)構(gòu)滾筒的結(jié)構(gòu)筒芯鍍鎳層基礎銅層2mm隔離層雕刻銅層0.15mm鍍鉻層凹印產(chǎn)品往往精美漂亮、層次豐富，立體感強等，從印版的多層結(jié)構(gòu)可以看出，其具有明顯的技術性。目前軟包裝凹印制版公司主要集中在廣東、浙江、江蘇、上海、河南、河北等省市；珠三角和長三角地區(qū)比較集中、技術水平最高，環(huán)渤海地區(qū)近些年也有很大發(fā)展。煙盒凹版制版企業(yè)以云南、廣東、山東等省市為主，基本已形成煙包凹印制版基地。典型滾筒制備的工藝流程鋼坯毛坯去油粗加工活化(用5%硫酸)清洗

2、(用400#水砂摩擦鋼輥)澆注隔離層電雕鍍外銅電解除油清潔滾筒鍍鉻清洗清洗(用800#水砂摩擦鋼輥)鍍內(nèi)銅鍍鎳活化(用5%硫酸)活化(用5%硫酸)活化(用5%硫酸)清洗(用400#水砂摩擦鋼輥)一、 筒芯的加工筒芯材料分有色金屬和黑色金屬兩種。有色金屬材料有銅和鋁合金；黑色金屬一般是鋼鐵材料。銅價格昂貴，加工時容易出現(xiàn)凹空和砂眼，逐漸淘汰；鋁合金重量輕，價格低，但電鍍工藝復雜。因此，目前國內(nèi)外絕大部分都采用鋼鐵材料。筒芯用的鋼鐵材料有鑄鐵和碳素鋼。鑄鐵內(nèi)部有空隙和氣泡，使?jié)L筒表面出現(xiàn)砂眼和凹坑。所以，碳素鋼是最常用的銅芯材料。我國是全世界第一大銅消費國，約占全球的20%，但總儲量卻有很大反差，

3、資料顯示我國銅金屬資源儲量1670萬噸，人均儲量不到世界平均水平的一半。近些年，銅的價格越來越高，主要還是消費量越來越大以及儲量有限的原因。低碳鋼( 0.6%)：強度、硬度高，塑性和可焊性差。碳素鋼因此，中碳鋼是最常用的滾筒銅芯材料。銅芯結(jié)構(gòu)主要有軸形和套筒形兩種，前者較為常用。1881鋼輥的粗加工鋼輥制造有兩種，一種是無縫鋼管直接加工，另一種是鋼板卷壓成筒并進行焊接。一般選用45號鋼板。鋼輥粗加工 對鋼管表面及法蘭進行加工車：去除表面雜質(zhì)，確定尺寸磨：表面平整光滑度筒面光潔度達到4，粗車余量1.5-2.5mm車床磨床2鋼輥的半精加工3精加工主要對滾筒外圓軸形滾筒的軸進行必要的加工，以便使軸與

4、滾筒保持同心和良好的動平衡。光潔度可達 5，余量在1.5-2mm在法蘭上銑鍵槽，對滾筒外圓精加工，余量0.01mm以內(nèi)。衡量加工精度的指標動平衡：滾筒旋轉(zhuǎn)時，某圓周各部分產(chǎn)生的離心力相等。同心度：滾筒軸心和外圓圓心在同一直線上。加工精度：精加工的光潔度達7 ，直徑精度達0.01mm。檢查動平衡根據(jù)轉(zhuǎn)子不平衡引起的支承振動來測量不平衡表面光滑度/粗糙度輪廓算術平均偏差Ra: 在取樣長度l內(nèi)，輪廓偏距絕對值的算術平均值。微觀不平度十點高度Rz：在取樣長度內(nèi)五個最大的輪廓峰高的平均值與五個最大的輪廓谷深的平均值之和。表面光潔度1234567表面粗糙度Ra502512.56.33.21.600.80R

5、z200100502512.56.36.3表面光潔度891011121314表面粗糙度0.400.200.100.500.0250.012-3.21.600.800.400.200.1000.050參考GB/T 3505-2000及GB/T 6062-2002Unit: um粗糙度/平滑度檢測_Perthometer M1 二、 凹版滾筒的電鍍工藝1 電鍍工藝流程電鍍前處理 除油和酸洗在粗糙銹蝕或粘著污物的版輥表面上不能獲得平滑光亮、結(jié)合力好的優(yōu)質(zhì)鍍層。日常生產(chǎn)實踐中，鍍層出現(xiàn)脫殼、起泡、花斑等故障，往往是由于前處理不當引起的。前處理筒芯鍍鎳打磨清洗鍍銅卸滾筒交車磨鍍鉻油膜一般是在對滾筒車、磨

6、時形成，除油方法有手工除油和電解除油兩種。電解除油：在電極上析出大量氣體，大量的氣泡起機械攪拌和剝離作用，加速溶液對油脂的皂化和乳化作用；另外，小氣泡通過油膜析出時，周圍會吸附部分油膜帶入溶液，便于除去油脂。手工除油：用抹布、衛(wèi)生棉和毛刷沾上除油劑(苯、二甲苯、汽油和碳酸鎂等)在滾筒表面擦刷除油。酸洗酸洗即化學腐蝕，原理是利用化學藥品對金屬材料的腐蝕，將滾筒表面的銹皮溶解和剝離。銹皮主要成分是FeO、 Fe2O3和Fe3O4組成，因此化學溶液一般是硫酸和鹽酸。在對鐵滾筒表面酸洗時，除氧化物的溶液外，鋼鐵還會與酸反應，不過這種現(xiàn)象對鐵滾筒影響不大。酸洗液FeO+H2SO4FeSO4+H2OFe2

7、O3+3H2SO4 Fe2(SO4)3+3H2OFe3O4 +4H2SO4 FeSO4+Fe2(SO4)3+4H2O大多數(shù)公司采用金屬凈洗劑，主要由表面活性劑組成，去油效果好，防腐、防銹性能好。2 鍍銅鍍銅層質(zhì)柔軟，具有良好的延展性。鍍銅槽中的電解液主要是硫酸和硫酸銅。電解銅做陽極，銅金屬失去兩個電子，變成Cu 2+ ;凹版滾筒做陰極，Cu 2+離子在這里吸收電子并附著在滾筒表面,整個過程在硫酸銅溶液中進行。鍍銅原理陽極：Cu - 2e Cu 2+ 陰極： Cu 2+ + 2e Cu213211-版滾筒（陰極） 2-電解銅（陽極） 3-電解液半浸式全浸式半浸式電流小，質(zhì)量容易控制，但電鍍時間長

8、；全浸式工裝件防腐要求高，電流大，質(zhì)量控制要求高，但電鍍速度快，目前全浸式是主流。23鍍銅工藝條件電流密度DK：全浸式為1518 A/dm2 ，半浸式為2030A/dm2 。溫度： 鍍液溫度全浸式為421，半浸式為381。溫度過低，使電流密度降低，硫酸銅溶液容易結(jié)晶析出；溫度過高，增強導電性，會使鍍層結(jié)晶粗糙。施鍍時間：根據(jù)法拉第第一定律，在電極上析出或溶解的質(zhì)量M與通過的電量Q成正比，即M=KQ。鍍銅時間根據(jù)所要求的銅層硬度而定，一般為11.5小時每槽。電解陽極：陽極為電解銅球，直徑40mm。銅球含磷量越少越好，可以減少銅粉，避免出現(xiàn)砂眼，其含量在0.035%0.05%。鍍層質(zhì)量標準1 外觀

9、標準鍍層外觀應為玫瑰紅色，表面光潔細致，無毛刺，麻點、起泡和起皮現(xiàn)象。2 尺寸要求銅層厚度要求達到最佳，而且均勻一致，厚度高低誤差應小于0.03mm。太厚易造成浪費，太薄會使雕刻刀碰到隔離層。3 硬度要求鍍銅層硬度應在180210HV。硬度太高，會出現(xiàn)打針、銅層爆皮現(xiàn)象，硬度太低，網(wǎng)穴又容易變形，(210HV硬度最佳)。HV-適用于顯微鏡分析。以120kg以內(nèi)的載荷和頂角為136的金剛石方形錐壓入器壓入材料表面，用載荷值除以材料壓痕凹坑的表面積，即為維氏硬度值。銅層的厚度要求銅層厚度要求達到最佳，而且均勻一致。銅層太厚，銅料消耗大；銅層太薄，雕針容易刻到鋼上，易磨損雕刻針或打針。一般質(zhì)量標準為

10、： 軟包裝版單面厚度為100m，最低為80m以上； 鋁箔版單面厚度為150m，最低為100m以上； 紙張版單面厚度為250m，最低為150m以上。硬度檢查_GE Inspection Technologies MIC103 鍍鎳由于筒芯是鐵，很難直接在其表面鍍銅，因為鐵會首先與鍍銅液中的銅離子發(fā)生置換反應。一般，清洗后的筒芯在完成鍍鎳后再鍍銅。鎳是白色金屬，塑性好，具有較高的硬度，在空氣和堿液中化學穩(wěn)定性好，不易變色。鎳的抗蝕性比銅好，在硫酸及鹽酸中溶解緩慢。電鍍的順序是先鍍鎳后鍍銅，電鍍過程類似于鍍銅，陽極為電解鎳板，陰極為凹版滾筒，溶液為硫酸鎳溶液。195鍍鎳的主要成分硫酸鎳(NiSO47

11、H2O), 在鍍液中的含量不同公司規(guī)范不一，一般為180320g/L，常見的硫酸鎳含量在300g/L左右，鍍層色澤均勻，采用較高的電流密度時，沉積速度快。 氯化鎳(NiCl26H2O) 在鍍液中的含量一般公司規(guī)范為3060g/L。氯化鎳是陽極活化劑，一方面氯離子可以活化陽極，另一方面，鎳離子可以補充溶液中鎳離子的濃度。 硼酸(H3BO3 ) 是緩沖劑，可游離出氫離子和硼酸根，其含量一般規(guī)范為3055g/L，硼酸在鍍鎳溶液中具有穩(wěn)定pH值的作用。 硼酸除了具有穩(wěn)定pH值的作用外，還能使鍍層結(jié)晶細致，不易燒焦。 陽極：Ni - 2e Ni2+ 陰極：Ni2+ + 2e Ni鍍鎳液配方：硫酸鎳：20

12、0250g/L硼 酸：3540g/L氯化鈉：2025g/L電 流：3A/dm2溫 度：40pH 值：5.5 鍍鎳原理凹版電鍍設備工藝條件溫度： 401，溫度高有利于導電，但過高會使溶液蒸發(fā)量增加，且鎳鹽易水解，生產(chǎn)氫氧化鎳沉淀。電流密度：電流密度受鍍液的濃度、溫度、pH值等影響。電流大可加快沉積，但不易過大，否則電流效率降低，在陰極鍍件上有大量氫氣析出，鍍層表面產(chǎn)生針孔麻點，影響鍍層質(zhì)量，一般其密度為34A/dm2 。施鍍時間：1520分鐘。PH值：過大鍍液分散能力大，鍍層起泡，用鹽酸或稀硫酸調(diào)整；過小鍍層粗糙有毛刺，用稀堿液調(diào)整，或用碳酸鎳。4 澆注隔離液酸性隔離液：KCN (30g/L)和

13、 AgNO3 (25g/L)堿性隔離液：NaOH (30g)和 (NH4)2S(100ml), 水500ml隔離液要求：牢固粘住制版銅層，不致于發(fā)生故障，又要便于剝離目的：完成印刷或制版失敗后，把制版銅層從基礎銅層剝離，重新鍍上制版層。2125 應用廣泛的鍍鉻工藝純鍍鉻的LAMBORGHINI blackberry 花灑From SpainZippo SONY VAIO鍍鉻鍍鉻的必要性 銅的硬度低，印刷時刮墨刀容易將版刮壞，耐印力不超過3000。鍍鉻層的特點硬度高低，達到8001000HV耐磨性高耐熱性高，400化學穩(wěn)定性好易溶于鹽酸和熱硫酸中鍍鉻工藝流程清洗雕刻滾筒鍍鉻拋光檢查滾筒清洗：徹底

14、清除表面的氧化雜質(zhì)，不能有銹斑痕跡。用碳酸鎂加酒精，用含洗衣粉或洗潔精的溫水調(diào)成糊狀，用海綿擦洗。最后用自來水沖洗，并用稀硫酸中和，增加活性。電鍍液：主要成分是鉻酐(CrO3)和硫酸，濃度有高、中、低三種，中等濃度的鉻酐含量為180250g/L 最為常用鉻酐：200250g/L硫酸：22.5g/L溶液溫度：5560電流密度：4050A/dm2鍍鉻原理陰極反應：2H+ + 2e H2 Cr2O72- +8H+ + 6e Cr2O3 + 4H2OCr2O72- + H2O 2CrO32- + 2H+ CrO42- +8H+ + 6e Cr + 4H2O陽極反應：2 H2O-4e O2 + 4H+

15、Cr2O3 + H2O - 6e Cr2O72- + 8H+ 鍍鉻工藝條件溶液濃度 鉻酐和硫酸濃度適宜鍍鉻溫度 一般控制在5060 ，最佳為5255 。溫度降低1度，硬度會提高60HV。鍍鉻時間 傳統(tǒng)鍍鉻為40分鐘，鍍硬鉻為30分鐘。先進工藝 掌握總結(jié)硬度、電流密度、溫度都各因素的相互關系，可參考日本全浸鍍鉻條件。6 研磨拋光處理目的：提高印版表面的光潔度，增加承印量，保證網(wǎng)點變化穩(wěn)定。一些大制版公司，產(chǎn)品檔次高，都采用瑞士產(chǎn)的MDC 的polishmaster車磨聯(lián)合機。加工后的版滾筒，一是同心度特別精確，幾何精度誤差小于0.005mm；二是版滾筒的光潔度達到鏡面光亮；三是完全符合印刷適性。

16、 研磨工藝中為了獲得高質(zhì)量的版滾筒，應根據(jù)車磨聯(lián)合機的新舊情況，規(guī)范4種工藝流程。 新車磨機：滾筒銅層車磨加工電雕。 用了幾年后的車磨機：滾筒銅層車磨加工拋光電雕。 再用了幾年后的車磨機：滾筒銅層車磨加工3000#精磨拋光電雕。 舊車磨機：滾筒銅層800#研磨3000#精磨拋光電雕。 拋光工藝目前，常用拋光方法主要有機械拋光和手工拋光兩種。對印版最外層的鍍鉻層拋光時，應該有一定的粗糙度，根據(jù)不同承印物，光潔度不同，OPP薄膜一般為56um，紙張一般為8um，從而避免版輥的帶墨和刀絲現(xiàn)象。拋光后的網(wǎng)點一般會變小，應在總的工藝設計中考慮到。拋光膏的選用最重要，多數(shù)公司采用硅碳材料為主的油性拋光膏，

17、實際生產(chǎn)證明效果很好。 拋光時拋光膏務必涂抹均勻，壓力均勻，拋力不能太大。 拋一個來回，特別注意兩端要拋光亮，拋光完后即可進行電子雕刻。 7 滾筒的退鉻退鉻原因：在生產(chǎn)中經(jīng)常出現(xiàn)鉻層不符合質(zhì)量標準，或滾筒鉻層在印刷過程中逐漸被磨損變薄，使網(wǎng)點深度變淺，就需要退鉻或重新鍍鉻。常用退鉻方法主要有化學退鉻和電化學退鉻法。前者使用鹽酸溶液，對版輥浸泡，退鉻速度很快。后者又稱氫氧化鈉法，在NaOH溶液中，將滾筒放在陽極，利用電解法將Cr金屬變成正價離子。退鉻液(1) 氫氧化鈉法配制濃度為80g/L的氫氧化鈉電解溶液，把版滾筒浸入溶液中，慢慢旋轉(zhuǎn)滾筒并通電，電流密度為1013A/dm2，電壓為45V。這樣退去