专利名称：Ps版用铝版基的电化学磨版用电解液及电化学磨版方法
技术领域：
本发明涉及PS版用铝版基的电化学磨版电解液及使用电解液对PS版用铝版基的电化学磨版方法。
背景技术：
PS版(Pre-sensitized Offset Plates)是预涂感光版的简称，它被制成印版而广泛用于平版印刷中。PS版由两部分组成版基和涂层。在印刷过程中，版基亲水，感光层亲油从而达到印刷过程中的油水分离和水墨平衡。版基为表面经电解、氧化等一系列处理的铝板。铝为纯铝AA1050A，H18(铝的纯度为99.5％，硬度为H18)。涂层为重氮盐体系的感光层，其组分包括光敏剂、树脂、染料等，将它们溶入适当的有机溶剂中，以溶液的形式均匀涂布在处理好的版基上，经干燥段干燥而成。
PS版经曝光、显影后，会在版面上形成图文区和空白区。图文区有感光层，空白区则没有感光层而露出版基。在印刷过程中，图文部分因有感光层而亲油墨，空白部分因是版基而亲水，这样就达到印刷过程中的油水分离和水墨平衡。
由于版基既是印刷过程中的亲水部分，所以要求版基要有优良的亲水性、保水性。同时又是亲油的感光层的载体，所以要对感光层有合适的吸附力。同时，要保证感光层有比较好的再现性，则要求版基要有很好的微观均匀性。而所有这些都取决于铝表面的砂目形态。砂目就是铝表面直径为1-20μm的小坑。均匀细密、层次丰富、无未电解的平台的砂目形态是我们希望得到的。
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，因而使得应用受到限制。所以国内目前普遍采用HCl作为磨版电解液。然而HCl电化学磨版形成的砂目形态造成成品PS版分辨力不高，越来越难以满足日益精美的印刷需要。具体表现在磨版后版基表面所生成的砂目不均匀，未电解部分(我们称之为“平台”)较多，Ra(平均表面粗糙度)值偏大，进而影响了成品PS版的分辨力。
因此人们一直致力于解决HCl中磨版不均匀的问题。对HCl中电化学磨版的改进主要有两种方式一是改进电源，如美国专利4,087,341采用控制阳极半周的通电时间使其小于阴极半周的通电时间；美国专利3,193,485采用控制阳极半波电位大于阴极半波电位的方法；英国专利879,768和美国专利4,294,672使用脉冲电流等。但这种方法因设备开支耗费庞大，因而难以应用于大生产。另一种改进HCl中电化学磨版的方案是改进电解液，通常采用添加无机酸的办法，例如美国专利4,072,589加入HNO3，英国专利1,400,918加入HNO3和H3PO4，但这些会带来更大的环境污染。还有添加有机酸的方法，如美国专利4,172,772和美国专利3,963,594加入葡萄糖酸，欧洲专利0,036,672加入柠檬酸，美国专利4,052,275加入酒石酸。但是这些有机的组分均存在电化学不稳定和在高电流负荷(电位)下易分解的缺点。也有采用加入腐蚀抑制剂的方法，如美国专利3,887,447加入H3BO3和H2CrO4，美国专利3,980,535加入H3BO3，但磨版结果常常会在局部形成大坑，而其他部分有大量平台，使版基处理得十分不均匀。
与本专利有关的文献报道有A.J.Dowell于1979年发表在《金属精饰研究所学报》上的“铝版基的交变电流腐蚀”指出SO42-对电化学磨版是不利的，其添加量的增加会产生不理想的，粗糙的，不均匀的粗化结构，这对平版印刷是不利的。
在英国专利号1,392,191中，讲述了在平版印刷版的版基制备中，在HCl溶液中，如SO42-的浓度大于10-15ppm，其影响是不利的。
在美国专利4,840,713中，其对印刷版材用铝版基的电化学粗化是在含有H2SO4的AlCl3的非饱和溶液中进行的。其认为Al3+在任何情况下对电化学磨版均起到好的作用。但我们在实验中和生产中均发现Al3+的浓度超过30g/l时，电解灰质多，版面易出现“烧版”点，易出现“结瘤”状砂目。
在美国专利5156723中，其采用两次电化学磨版，其中的初次磨版用电解液含有SO42-和Al3+，Al3+是以AlCl3的形式存在。
发明内容
本发明的目的是在无需较大设备投资、不增加环境污染的条件下提供一种能使进行电化学磨版后砂目分布均匀、无平台的PS版用铝版基的电化学磨版用电解液及用该电解液进行电化学磨版的方法。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案为PS版用铝版基的电化学磨版用电解液，含有4～40g/l HCl和5～50g/l的Al2(SO4)3.nH2O。
其中上述Al2(SO4)3/H2O的摩尔比n＝0～18。在Al2(SO4)3.nH2O中，起作用的是Al2(SO4)3，n数值的不同不会影响其在电解液中的作用。
在上述电解液在生产过程中可含有因反应生成的不大于20g/l的Al3+。
在电解液中可另外加无机有机酸或盐，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PS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PS版用铝版基的进行电化学磨版后，可再加以氧化处理，还可再加以亲水、封孔或涂中间层处理。
在本发明中，采用向含4-40g/l HCl电解液中加入5-50g/l的Al2(SO4)3.18H2O，从而克服了上述的在已报道的文献中所带来的所有不足，从而在既不需要巨大的设备投资，又不会带来更大的环境污染的条件下，能得到均匀细密、无平台的磨版效果，这对PS版的整体性能，尤其是适合于精美印刷的能力大大增强。
根据本发明对PS版用铝版基进行电化学磨版后，再对PS版用铝版基进行阳极氧化处理可增加版基的耐磨性能和吸附性能。阳极氧化处理常用H2SO4，H3PO4，H2CrO4，草酸等其他有机氧化性酸，也可是它们的混合溶液。阳极氧化常用直流电，也有用交流或其他形式的电流叠加。
可有选择的对PS版用铝版基进行氧化后的后处理。不同性能的版材，不同性能的感光层，所需后处理的目的和工艺也不相同。
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、计算机直接制版(CTP)、抗UV油墨版或其他特殊用途的印刷版材。
具体实施例方式
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40℃。
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。
表1本发明实施例1～34及对比实施例C35～C49
表2本发明的对比实施例C50～C69
表3本发明的对比实施例C70～C74
本发明并不局限于表1中所列举的实施例1～34。
对比实施例C35-C44表明当HCl大于40g/l或小于4g/l，时，磨版效果变差。
对比实施例C45-C48表明当Al2(SO4)3.18H2O大于50g/l或小于5g/l时，磨版效果变差。
对比实施例C49-C51表明电流密度小于20A/dm2或大于150A/dm2，以及处理时间小于3秒或大于60秒时，磨版效果变差。
对比实施例C52-C71表明当用HCl+H2SO4体系来代替HCl+Al2(SO4)3.18H2O时，磨版效果变差。
对比实施例C72-C76表明当用HCl+H2SO4+AlCl3.6H2O体系来代替HCl+Al2(SO4)3.18H2O时，磨版效果变差。
权利要求
1.PS版用铝版基的电化学磨版用电解液，其特征是含有4～40g/l HCl和5～50g/l的Al2(SO4)3.nH2O。
2.如权利要求1所述的电解液，其特征是n＝0～18。
3.如权利要求1或2所述的电解液，其特征是电解液在生产过程中可含有因反应生成的不大于20g/l的Al3+。
4.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人无机或有机酸或盐。
5.用交流电在权利要求1所述电解液中进行PS版用铝版基的电化学磨版方法，将铝版浸在稀酸溶液中，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。
6.如权利要求5所述的电化学磨版方法，其特征是对PS版用铝版基的进行电化学磨版后，加以氧化处理。
7.如权利要求6所述的电化学磨版方法，其特征是对PS版用铝版基的进行电化学磨版及氧化处理后，加以亲水、封孔或涂中间层处理。
8.如权利要求7所述的电化学磨版方法，其特征是对PS版用铝版基的进行电化学磨版及氧化及亲水、封孔或涂中间层处理后，可涂上不同性能的感光层，从而可制得常规PS版、计算机直接制版、抗UV油墨版或其他特殊用途的印刷版材。
全文摘要
本发明涉及一种PS版用铝版基的电化学磨版用电解液，此电解液含4－40g/l HCl和5－50g/l Al
文档编号C25F3/04GK1751892SQ20041006052
公开日2006年3月29日 申请日期2004年9月20日 优先权日2004年9月20日
发明者孙长义 申请人:乐凯集团第二胶片厂