专利名称：一种在检测铝基板性能中使用的电解装置及电解方法
技术领域：
本发明涉及印刷用铝基板电解性能的检测，具体涉及 一 种在检测 印刷用铝基板性能中使用的电解装置及这种电解装置的使用方法。
背景技术：
PS版是预涂感光树脂版的简称，是将感光液预先涂布在版基表面 所形成的一种胶印版材。我国PS版制造业已经成为当前印刷器材制 造业重要的产业之一，目前我国广泛应用的PS版，是以印刷用铝基
板作为支持体，经电解、氧化等表面粗化处理形成砂目状的氧化膜层， 再涂布重氮感光树脂层而制成的。
PS版技术的关键在于印刷用铝基板表面砂目的处理效果。砂目是 印刷用铝基板表面粗化后形成的蜂窝状结构，砂目的结构对PS版的 性能起着重要的作用，如PS版的解像力、清晰度、耐印率等都与砂 目的状态有直接的关系。砂目比较均匀，则PS版会获得更好的印刷
适应性，使印刷部分建立时有良好的基础，扩大了版面的比表面积， 增强了吸附感光胶的能力，而对于空白部分，则有利于存储水分和减 小表面张力，有效地防止版面上脏。在印刷用铝基板上建立砂目的方
法有机械磨版法、电解磨版法、喷砂法和腐蚀法等。现在中、大型PS
版生产线通常采用的方法是电解磨版法。
电解砂目的均匀性与印刷用铝基板的性能密切相关，目前判定铝 厂生产的用于印刷用铝基板的性能方法一般是，将铝厂生产的印刷用 铝基板发送到印刷版厂进行上机试验，在电解流水线上，印刷用铝基 板连续通过电解槽被电解，当生成电解砂目后，用放大镜检查印刷用 铝基板经电解腐蚀后的外观和砂目状态，然后分别按照标准对印刷用 铝基板评定等级。
在现有技术中，只能在电解流水线上对印刷用铝基板电解后，才 能根据印刷用铝基板上的电解砂目判定印刷用铝基板的性能，然后再将该性能结果反馈给生产印刷用铝基板的铝基板厂，铝基板厂再根据 该性能结果调整印刷用铝基板的生产工艺。现有技术中的印刷用铝基 板性能检测方法严重滞后，由于不能及时的检测印刷用铝基板的电解 腐蚀性能，因此会影响调整印刷用铝基板的生产工艺。
发明内容
本发明解决的问题在于提供 一 种在检测印刷用铝基板性能中使 用的电解装置，模拟印刷版厂的流水线工艺对印刷用铝基板试样进行 电解砂目处理，使得对印刷用铝基板性能的检测更加快捷。本发明还 提供了使用这种电解装置对印刷用铝基板试样的电解方法。
为了解决上述技术问题，本发明的技术方案为
一种在检测印刷用铝基板性能中使用的电解装置，包括将印刷用
铝基板进行电解的电解槽和储存电解腐蚀介质的储液装置；
电解槽中设置与交流电源连接的用来电解印刷用铝基板的交流
电极，位于交流电极下方用于支撑印刷用铝基板试样的承托装置； 储液装置中放置有控制电解腐蚀介质温度的控温装置； 所述电解装置还包括输液装置和回流装置，所述储液装置中的电
解腐蚀介质被输液装置持续输送至电解槽，流过印刷用铝基板试样,
交流电极，溢流板，再通过所述回流装置流回储液装置。
作为优选，所述回流装置具体为连接所述电解槽与储液装置的溢
流板，所述电解腐蚀介质通过溢流板回流至储液装置。
作为优选，所述电解装置还包括连接在输液装置和电解槽之间的
流量测量装置。
作为优选，所述电解装置还包括用来过滤电解腐蚀介质的过滤装 置，所述过滤装置的入口与所述电解槽相连，过滤装置的出口与所述 储液装置相连。
所述的电解装置对印刷用铝基板试样的电解方法，包括
将印刷用铝基板试样固定于交流电极下方的承托装置上；
在所述交流电极上加电压；
向电解槽持续输送电解腐蚀介质，使电解腐蚀介质流过印刷用铝基板试样、交流电极，对印刷用铝基板试样进行电解后，再通过回流 装置流回储液装置；
作为优选，在将印刷用铝基板试样固定于交流电极下方的承托装
置上之前，使用浓度为2%~ 8%的NaOH溶液进行碱洗，碱液温度为
30°C~50°C,碱洗时间为15s 40s。
作为优选，所述交流电极的电压为6.3V 24V。 作为优选，所述电解腐蚀介质为盐酸液或硝酸液中的一种。 作为优选，所述电解腐蚀介质为浓度1%~4%的盐酸。 作为优选，所述电解腐蚀介质的流速为3m/min - 60m/min。 作为优选，所述电解腐蚀介质的温度为22°C ~40°C。 作为优选，所述对印刷用铝基板试样进行电解的时间为5min
15min。
作为优选，所述电解腐蚀介质中Al"浓度小于10g/l。 本发明提供的用于检测印刷用铝基板性能的电解装置，模拟印刷 版厂的电解工艺，将流水线工艺缩小改造成为在实验室中即可使用的 电解装置。电解时，先取要检测的一块印刷用铝基板试样，进行传统 的预处理工艺后，将印刷用铝基板试样放置在电解腐蚀介质中用交流 电极进行电解砂目处理。电解过程中采用使电解腐蚀介质相对于固定 的印刷用铝基板试样流动来模拟实际生产线上印刷用铝基板的相对运 动。使用本发明提供的电解装置，在铝厂内就可以对印刷用铝基板的 性能进行检测，不必发送到印刷版厂进行上机试验，使得印刷用铝基 板的性能检测更加快捷、改善了印刷用铝基板生产工艺的滞后；并且 在生产线上是对整个印刷用铝基板进行电解，若印刷用铝基板质量不 合格需要返厂，则造成印刷用铝基板质量损失较大，而利用本发明提 供的电解装置只需要一块印刷用铝基板试样，即使印刷用铝基板不合 格也不会使剩下的铝基板质量受到损失。
图1为本发明一种具体实施方式
所提供的电解装置结构示意图。
具体实施方式
为了进一步了解本发明，下面结合实施例对本发明优选实施方案 进行描述，但是应当理解，这些描述只是为进一步说明本发明的特征 和优点，而不是对本发明权利要求的限制。
电解砂目的处理是在电解腐蚀介质中进行交流电解，其原理为 在电流的作用下，当印刷用铝基板为阴极时，电解腐蚀介质中的氢离 子在铝板上接受电子生成氢气逸出，2H++2e~>H2T;由于是交流电，
当正负电极交换，印刷用铝基板为阳极时，铝基板放出电子而生成铝
离子进入电解腐蚀介质，Al — Al3++3e。在交流电的反复作用下，反应 交替进行，细微的砂目由此产生，铝离子与溶液中的氯离子逆式反应 A13+ + 3C1_—Aiq。
电解砂目的均匀性与印刷用铝基板的性能密切相关，因此本发明 提供一种电解装置对印刷用铝基板进行电解砂目处理，以便后续通过 观察印刷用铝基板经腐蚀后的外观和电解砂目的状态，来对印刷用铝 基板的性能进行判定。
请参考图1,图1为本发明一种具体实施方式
所提供的电解装置 结构示意图。本发明提供的在检测印刷用铝基板性能中使用的电解装 置包括将印刷用铝基板进行电解的电解槽和储存电解腐蚀介质的储液 装置，电解反应在电解槽2中进行，使用交流电源进行电解，与交流 电源相连接的两个电极21设置在电解槽中，作为优选该交流电源能够 提供6.3V~24V的电压。电解槽2中两个电极21的下方设置一个托 板22作为承托装置，托板22上面的两端分别设置螺栓221和螺栓222, 用来卡住印刷用铝基板试样。托板22的底部带有滚轮或设置滑槽等其 它可以移动的装置，可以使托板22在电极21下方左右移动。当需要 向托板22上放置印刷用铝基板试样时，将托板22向左移动从电才及21 下面拉出，当放置好印刷用铝基板试样开始电解时，将托板22向右推 至电才及21下方。
在托板22上方靠近托板22处有一个用于喷出电解腐蚀介质的喷 淋口 23,电解腐蚀介质依靠输液装置进行输送、循环，电解腐蚀介质 一般采用稀盐酸，因此本发明使用耐酸泵3作为输液设备，比如内衬橡胶泵和塑料泵等是输送盐酸的较好选择。喷淋口 23通过耐酸泵3 与电解储液槽1相连接。在电解储液槽1与耐酸泵3之间设置出液阀 门31,在电解时，出液阀门31处于打开状态，电解腐蚀介质可以流 出由耐酸泵3输送至印刷用铝基板试样处，电解完毕后关闭出液阀门 31，另外在维修耐酸泵3时，也需要关闭出液阀门31，阻止电解腐蚀 介质流出。
耐酸泵3与喷淋口 23之间安装有流量计4，可以用来控制或计量 电解腐蚀介质的流量。作为优选，设置分流阀41与流量计4并联，分 流阀41直4妄将流量计4的入口和出口相连通。在电解时，分流阀41 一般处于关闭状态，只有当电解腐蚀介质流量较大时，为了减压才打 开分流阀41，使一部分电解腐蚀介质通过分流阀41所在的支i 各流出。
喷向印刷用铝基板试样的电解腐蚀介质来源于电解储液槽1，储 存在电解储液槽1中的电解腐蚀介质通过耐酸泵3输送，并由喷淋口 23喷出至印刷用铝基板试样。电解储液槽l位于电解装置的侧部并与 电解槽2出流电解腐蚀介质的 一 侧相接，相接处的共用面为溢流板2 4, 溢流板作为回流装置。溢流板24的上沿高于两个电极21，使得在电 解槽2中的电解腐蚀介质能够将两个电极21和托板22上的印刷用铝 基板试样全都浸没后再由溢流板24上沿溢流入电解储液槽1，本发明 中电解槽2优选使用矩形槽，四周有四个壁，其他三个壁的高度均高 于溢流板24, -使得电解腐蚀介质只能由溢流板24流至电解储液槽1 而不会由其他三个壁的上沿流出。当然将电解储液槽1和电解槽2分 开设置，中间连接管道作为回流装置也是可以实现发明目的的。
温度是影响电解腐蚀的重要因素之一，温度在电解腐蚀过程中， 对化学反应速度、氧的溶解度、腐蚀产物的溶解度、印刷用铝基板的 表面状态、电解腐蚀介质的粘度等都有影响，所以在印刷用铝基板电 解腐蚀过程中必须同时控制温度。
在本发明的电解装置中，以电解腐蚀介质的温度为控制对象，在 电解储液槽l中，安装有控制电解腐蚀介质温度的控温装置。控温装 置包括加热装置和测温装置，加热装置优选使用耐腐蚀材料制成的加热装置，更优选为聚四氟乙烯加热装置，聚四氟乙烯耐腐蚀性能较好， 能耐酸、碱、水和各种有机溶剂，可以在腐蚀介质中长期使用，使用 温度达250。C,绝缘性能好。本发明使用聚四氟乙烯加热管11，由聚 四氟乙烯管内套金属管、电阻丝及耐温导热填料等材料制成，它传热 快，耐腐蚀，绝缘性好，不漏电。测温装置，本发明优选使用温度传 感器，更优选为聚四氟乙烯热电偶温度传感器12。热电偶温度传感器
12直接测量温度，并把温度信号转换成热电动势信号，通过电器仪表
转换成被测电解腐蚀介质的温度。
聚四氟乙烯加热管11和聚四氟乙烯热电偶温度传感器12都插入
电解腐蚀介质中，聚四氟乙烯加热管11按照需要对电解腐蚀介质进行
加热，聚四氟乙烯热电偶温度传感器12对温度进行测量，两者配合将 电解腐蚀介质的温度控制在有利于电解腐蚀反应的范围内。
电解储液槽1的底板设置向外排液的排液管，排液管上安装排液 阀13,平时排液阀13处于关闭状态。当随着电解次数的增加，电解 腐蚀介质逐渐失效，打开排液阀13,将电解储液槽1中的电解腐蚀介 质通过排液管排出电解装置，以便更换新的电解腐蚀介质。
本发明为了确保电解腐蚀的效果，盐酸液中A产浓度优选小于 10g/l,因此电解装置中还设置有过滤装置，将盐酸液中的Al"浓度控 制在10g/l以下。本发明中过滤装置使用能够过滤掉生成的铝离子和 反应残留物过滤柱5，过滤柱5通过管路连接在电解槽2的底板与电 解储液槽1的侧壁之间，在电解槽2出流口与过滤柱5之间安装回流 阀51。在电解时，回流阀51处于关闭状态，铝基板在电解过程中， 会受到腐蚀，生成铝离子和反应残留物，影响电解腐蚀介质在下次电 解时的使用，因此在电解结束后，打开回流阀51,除了通过溢流板24 溢流回到电解储液槽1的部分电解腐蚀介质以外，电解槽2底部含有 沉积的铝离子和反应残留物的电解腐蚀介质将流入过滤柱5,过滤掉 铝离子和反应残留物后，再流回电解储液槽l。
另外，本发明使用电控柜对电解装置进行控制，可以实现自动化 控制，对电解腐蚀介质进行加热并显示温度值，测定电解腐蚀介质的流速，自动显示并改变工作电压、电流，设定电解时间，减少人为误 差。
本发明提供的电解装置对印刷用铝基板试样的电解方法如下
首先准备用于电解的印刷用铝基板试样。取适合本发明电解装置 大小的一块印刷用铝基板作为印刷用铝基板试样，要求该印刷用铝基 板试样表面光滑平整，无擦伤、划伤等表面缺陷。作为优选，电解前 需要将印刷用铝基板试样进行碱洗除去油污和氧化物，碱洗使用浓度 为2%~8%的NaOH溶液，石威液温度为30°C ~ 50°C,石威洗时间为 15s 40s,石咸洗后进4亍常身见的预处理水洗—酸中和—水洗。
然后配制电解腐蚀介质，本发明的电解腐蚀介质优选为盐酸，盐 酸中氧和氯离子都有加速印刷用铝基板试样电解腐蚀的功能，但是盐 酸浓度提高，溶液中溶解氧浓度会减少，氯离子对印刷用铝基板试样 的腐蚀虽然增加，却减弱了氧腐蚀的影响，故总腐蚀效果反而减弱。 所以本发明优选使用浓度为1%~4%的盐酸液，更优选为2%。可以在 电解储液槽中用去离子水按照2°/。的浓度直接配制盐酸溶液，配好后 打开分流阀41和回流阀51，启动耐酸泵，循环20-30分钟，^吏得盐 酸溶液充分混合后，关闭分流阀41、回流阀51和耐酸泵3。
设置加热温度， 一般情况，温度升高，腐蚀速度加快，但是温度 不能太高，因为温度太高电解腐蚀介质中的溶解氧浓度会减少，减弱 了氧腐蚀的影响，也会导致砂目变粗，影响电解效果，并且设备也会 受到损坏；温度过低则将导致电解腐蚀介质的导电率变差，电解后印 刷用铝基板试样表面产生灰雾。使用本发明电解装置进行电解时，电 解腐蚀介质的加热温度优选为22°C ~40°C,更优选为40°C。电解腐蚀 介质的流量较大时，选择较高的温度，电解腐蚀介质的流量较小时， 选择较低的温度。设置好温度后，打开加热开关将电解腐蚀介质加热 至电解温度。
在电控拒内预先设置电压，电压太低，电解会不完全，增大电压 可以提高电解腐蚀速度，但电压过高会产生过腐蚀。本发明优选将电 压设置为6.3V 24V，更优选为IOV。试验开始，先将托板22从电极21下面拉出，将经预处理过的印 刷用铝基板试样平放在托板22上，緩慢将托板22推入电极21下的位 置，在托板22两端放入绝缘丝板，旋紧两端螺栓221和螺栓222,将 印刷用铝基板试样固定在托寺反22上。
关闭回流阀51和分流阀41,打开耐酸泵3的开关和出液阀31, 耐酸泵3启动，通过流量计4调整盐酸的流量以控制盐酸液的流速。 在印刷版厂上机试验时，印刷用铝基板不是静态而是动态的，相对于 电解腐蚀介质向前移动，本发明提供的电解装置，基于空间限制和便 捷性，釆用电解腐蚀介质相对于固定的印刷用铝基板试样流动来模拟 实际生产线上印刷用铝基板的相对运动，电解腐蚀介质的流速优选为 3m/min~ 60m/min, 4艮据流速计算出合适的流量。记录下流量，关闭 耐酸泵3的开关。
待盐酸液流回电解储液槽后，重新启动耐酸泵3，接通交流电源， 电解开始，记录电流、电压。盐酸液从电解储液槽1中流出通过耐酸 泵3，流经流量计4，从喷淋口23喷出，盐酸液喷至印刷用铝基板试 样上，随着喷出的盐酸液逐渐增多，盐酸液将电极21和印刷用铝基板 试样都浸没，在交流电的作用下，印刷用铝基板试样开始被电解腐蚀， 盐酸液在电解槽2中相对于印刷用铝基板试样向前流动。当盐酸液的 量到达溢流板24上沿继续上涨时，流动的盐酸液由溢流板24的上沿 溢流回电解储液槽1,流回电解储液槽1的盐酸继而又在耐酸泵3的 动力下作用下再次流出电解储液槽1，流向电解槽2，如此循环。控制 适当的电解时间，防止电解不完全或者产生过腐蚀，本发明的电解时 间优选为5min- 15min, 更l尤选为15min。
电解时间到，关闭交流电源，关闭耐酸泵3，打开回流阀51。电 解槽上部的盐酸液通过溢流板24上沿溢流回电解储液槽1,电解槽下 部的盐酸液通过回流阀51、过滤柱5流回电解储液槽1,电解腐蚀产 生的铝离子和反应残留物经过过滤柱后，被过滤掉，将盐酸液中的A13+ 浓度控制在10g/l以下。流回电解储液槽1的盐酸液可以重复利用， 当电解次数过多，盐酸液失效后，打开电解储液槽底部的排液阀13，排掉废盐酸液，再更换新的盐酸液。
待盐酸液完全流回电解储液槽1后，松开托板22两端固定的螺栓
221和螺栓222,将托板22緩慢从电极21下拉出，取出印刷用铝基板 试样，对印刷用铝基板试样再做常规的水洗、去污、烘千等处理后， 对印刷用铝基板试样进行等级评定和测定粗糙度。
本发明提供的用于检测印刷用铝基板性能的电解装置，模拟印刷 版厂的流水线，在实验室中对印刷用铝基板试样进行电解，从而能够 对电解后的印刷用铝基板试样进行等级评定和测定粗糙度，达到检测 印刷用铝基板性能的目的。在电解过程中，电解腐蚀介质反复循环相 对于印刷用铝基板试样流动，模拟实际流水线上印刷用铝基板的相对 运动，使得印刷用铝基板的性能检测更加快捷，且减少了印刷用铝基 板的质量损失。
以上对本发明所提供的在检测印刷用铝基板性能中使用的电解 装置及使用该电解装置对印刷用铝基板试样的电解方法进行了详细介
以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应 当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理 的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也 落入本发明权利要求的保护范围内。
权利要求
1、一种在检测印刷用铝基板性能中使用的电解装置，其特征在于，包括将印刷用铝基板进行电解的电解槽和储存电解腐蚀介质的储液装置；电解槽中设置与交流电源连接的用来电解用铝基板的交流电极，位于交流电极下方用于支撑印刷用铝基板试样的承托装置；储液装置中放置有控制电解腐蚀介质温度的控温装置；所述电解装置还包括输液装置和回流装置，所述储液装置中的电解腐蚀介质被输液装置持续输送至电解槽，流过铝基板试样和交流电极，再通过所述回流装置流回储液装置。
2、 根据权利要求1所述的电解装置，其特征在于，所述回流装 置具体为连接所述电解槽与储液装置的溢流板，所述电解腐蚀介质通 过溢流板回流至储液装置。
3、 根据权利要求1或2所述的电解装置，其特征在于，还包括 连接在输液装置和电解槽之间的流量测量装置。
4、 根据权利要求1或2所述的电解装置，其特征在于，还包括 用来过滤电解腐蚀介质的过滤装置，所述过滤装置的入口与所述电解 槽相连，过滤装置的出口与所述储液装置相连。
5、 权利要求1至4中任一项所述的电解装置对印刷用铝基板试 样的电解方法，其特征在于，包括将印刷用铝基板试样固定于交流电极下方的承托装置上； 在所述交流电才及上加电压；向电解槽持续输送电解腐蚀介质，使电解腐蚀介质流过印刷用铝 基板试样、交流电极，对印刷用铝基板试样进行电解后，再通过回流 装置流回储液装置。
6、 根据权利要求5所述的电解方法，其特征在于，在将印刷用 铝基板试样固定于交流电极下方的承托装置上之前，使用浓度为2 % ~ 8%的NaOH溶液进行碱洗，碱液温度为30°C~50°C，碱洗时间为 15s 40s。
7、 根据权利要求5所述的电解方法，其特征在于，所述交流电才及的电压为6.3V~ 24V。
8、 根据权利要求5所述的电解方法，其特征在于，所述电解腐 蚀介质为盐酸液或硝酸液中的一种。
9、 根据权利要求8所述的电解方法，其特征在于，所述电解腐 蚀介质为浓度1%~4%的盐酸。
10、 根据权利要求5至9中任一项所述的电解方法，其特征在于， 所述电解腐蚀介质的流速为3m/min~ 60m/min。
11、 根据权利要求IO所述的电解方法，其特征在于，所述电解腐 蚀介质的温度为22°C ~40°C。
12、 根据权利要求5所述的电解方法，其特征在于，所述对印刷 用铝基板试样进行电解的时间为5min ~ 15min。
13、 根据权利要求9所述的电解方法，其特征在于，所述电解腐 蚀介质中A产浓度小于10g/l。
全文摘要
本发明提供了一种在检测印刷用铝基板性能中使用的电解装置，包括将铝基板进行电解的电解槽和储存电解腐蚀介质的储液装置；电解槽中设置交流电极，位于交流电极下方的承托装置；储液装置中放置有控制电解腐蚀介质温度的控温装置；所述电解装置还包括输液装置和回流装置，所述储液装置中的电解腐蚀介质被输液装置持续输送至电解槽，流过铝基板试样和交流电极，再通过所述回流装置流回储液装置。本发明提供的电解装置，采用使电解腐蚀介质相对于固定的铝基板试样流动来模拟实际生产线上铝基板的相对运动，在铝基板出厂前就可以对铝基板的性能进行检测，使得铝基板的性能检测更加快捷，改善了铝基板生产工艺的滞后，并且减少了铝基板的质量损失。
文档编号C25F3/04GK101603198SQ20091015185
公开日2009年12月16日 申请日期2009年7月1日 优先权日2009年7月1日
发明者周仁良, 游江海, 陈昌云 申请人:西南铝业(集团)有限责任公司