CN103395277A - 高清晰度激光直接雕刻凹印版的制作方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种高清晰度激光直接雕刻凹印版的制作方法，包括制作基版，基版上镀铜，在镀铜基版上镀锌，将锌层抛光处理后，进行激光雕刻形成凹坑，雕刻后对版面进行抛光，用重量浓度5-15%硝酸清洗后，在镀锌层上进行镀铬。由该方法制得的凹印版可以有效提高凹坑深浅变化，减少网点缺陷，由此提高印刷品图文的清晰度和灰度变化层次。

Description

高清晰度激光直接雕刻凹印版的制作方法
技术领域
本发明涉及印刷机械的制造，具体是用于凹版印刷机中的滚筒式凹印版的制作方法，特别涉及使用激光雕刻凹坑形成印刷图案的凹印版的制作方法。
背景技术
凹版印刷是印刷工艺的一种方式，其印刷产品墨层厚实、色泽鲜艳明亮、能真实再现原稿效果、综合加工能力强等优点，加上其可采用水性油墨和醇溶性油墨，符合绿色环保印刷的要求，并能广泛适应薄膜、复合材料、纸张等多种承印物，因而在印刷领域占有重要地位。
从应用情况看，凹印主要用于杂志、产品目录等精细出版物及包装印刷和钞票、邮票等有价证券印刷，也应用于装饰材料等特殊领域，国内主要用于包装领域和特种印刷领域。
凹版印刷使用的凹印版需要在图案位置形成凹坑以便汲取油墨，印刷时将油墨释放在承印物上，凹坑的大小、深浅可以汲取不同量的油墨，在承印物上释放出不同量的油墨，由此实现印刷图案的深浅灰度变化，因此，在高级的凹印版中，凹坑存在着大小、深浅的变化。
凹印版的制作工艺大体可分为四种：手工腐蚀制版，激光刻膜腐蚀制版，电子雕刻制版，激光直接雕刻制版。
手工腐蚀制版，包括碳素纸腐蚀制版和照相网点腐蚀制版，制作过程是在镀铜的滚筒表面涂覆感光胶，经感光显影后洗去凹坑位置的感光胶，使凹坑位置露铜而凹坑以外的铜面被感光胶覆盖保护，用三氯化铁溶液对露铜进行氧化腐蚀而形成凹坑，这种方法的缺陷是不容易控制凹坑的大小、深浅、版面均匀度，印刷图案精细度差，不容易产生灰度变化。激光刻膜腐蚀制版是在镀铜的滚筒上涂覆光刻膜，采用激光烧蚀光刻膜形成凹坑网点，在网点位置露铜，用三氯化铁溶液对露铜进行氧化腐蚀而形成凹坑，虽然精细度高但与手工腐蚀制版有同样的缺陷，不容易控制凹坑的深浅及版面均匀度。
电子雕刻制版是利用电子脉冲震荡在印刷滚筒上形成凹坑，由于电子脉冲震荡频率高，电子雕刻制版具有较高的生产效率，但投资成本和费用高，并且在文字线条和精细图文的边缘网点有明显锯齿状毛边，因此至今在高端印刷上仍达不到要求。
激光直接雕刻制版是采用激光直接在铜镀层上雕刻凹坑，激光束的几何形状非常精确而显示出很好的效果，是目前高档印刷主流的制版方法。但由于铜对于激光来说是良好的反射器，激光器必须具有很高的功率密度才能使铜熔化，刻蚀后凹坑中的铜屑也不容易清理出来，网点缺陷率较高。
CN1491794A公开一种用于凹版印刷的且尤其是轮转凹版印刷的印版的制造方法，其中借助激光束雕刻在一个雕刻表面上形成多个杯坑。这种方法的改进点在于，在该激光束雕刻之前，在该印版上涂上一个铬层作为雕刻表面。
CN102152602A本发明公开了一种激光凹印版辊，包括基体和在基体上镀的铜层，在铜层上形成网点区，网点区内密布规则形状的网穴，相邻网穴之间的网壁上有相互连通的切口，以此改善凹印油墨流通性，起到网点间油墨的互补，增加实地油墨的流平，减少了水波纹现象发生。
CN102152600A公开了一种高清晰度激光凹印版辊的制作方法，包括印版基体制作、印版基体镀铜制作、镀铜后印版表面处理、激光图像文件制作、印版的涂胶、印版的激光雕刻制作、印版的显影、印版的腐蚀、印版的清洗、印版的镀铬步骤，在激光图像文件制作步骤中，将原图文减细2-90微米后，再在图文边缘包10-40微米100%的实地边线，边线内的图文挂网，解决图文边缘有锯齿而影响印制效果的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种高清晰度激光直接雕刻凹印版的制作方法，由该方法制得的凹印版可以有效提高凹坑深浅变化，减少网点缺陷，由此提高印刷品图文的清晰度和灰度变化层次。
本发明滚筒式凹印版的制作方法包括制作基版，基版上镀铜，在镀铜基版上镀锌，将锌层抛光处理后，进行激光雕刻形成凹坑，雕刻后对版面进行抛光，用重量浓度5-15%硝酸清洗后，在镀锌层上进行镀铬。
上述镀锌层中，文字和线条图文的边缘形成10-40微米宽度的由半圆形凹坑组成的线条凹坑。
上述硝酸清洗后的版面还用0.05-0.2wt%的烷基酚聚氧乙烯醚、0.1-0.3wt%的氨基磺酸和余量的水组成的清洗液再次清洗5-10分钟。
各镀层厚度的优选方案为：镀铜层厚度为200-300微米，镀锌层厚度为30-200微米，更优选为80-150微米，镀铬层厚度为5-30微米。
本发明使用镀锌层雕刻可降低激光的功率，通过激光束在镀锌层激光雕刻，使凹坑的深度得到精准的控制，并将残留在凹坑内的锌屑和氧化锌完全清除干净，线条凹坑可消除图文边缘的锯齿状缺陷，由于灰度层次多，多种图案可制作在一个印版上，替代丝印、胶印的文字、线条印刷，减少胶印、丝印与凹印之间的套印，大大提高了印刷行业的生产率和合格率。
附图说明
图1、图2、图3分别是本发明制作的凹印版中一个图案局部平面放大图。
图4、图5分别是本发明制作的凹印版中一个图案局部三维扫描显像图。
图6是本发明制作的凹印版中一个线条图案局部三维扫描显像图。
具体实施方式
实施例 1
本实施例是与一种凹版印刷机尺寸匹配的凹版印刷滚筒。大致包括基版制作、基版镀铜、镀铜后表面研磨抛光、镀锌、镀锌后印版表面研磨抛光、激光雕刻、印版的雕后抛光、清洗、印版的快速镀铬等步骤。具体制作流程为：
基版制作：采用无缝钢管加工成的滚筒作为基体，根据印刷厂提供的版辊加工尺寸图，进行切割、车外圆、车子口、配焊法兰、粗车、精车、修孔、倒角、测平衡、研磨、检验等工序，成为与客户印刷机尺寸匹配的印版基体。
镀铜：采用电镀方法在印版基体上电镀200-300微米的铜层，并对铜面进行研磨、抛光处理，以便达到合适的光洁度。电镀铜工艺参数：电镀液成分：CuSO4·5H2O：200-250g/L、H2SO4：55-70g/L，Cl—：100-120ppm，以及适量的光泽剂、抗针孔剂和流平剂，电镀温度38-40℃、电压8-10V、电流密度10A/dm2。
镀锌：采用电镀方法在镀铜层面上镀上锌层，镀锌层厚度约120微米，镀锌后放置5小时以上进行老化处理，使锌层的内部结构稳定，检测硬度达到100HV-120HV之间为合格。将镀锌后的印版清洗干净，分别用1000#磨石和2000#磨石进行抛光。电镀锌采用碱性镀锌工艺，在温度33.5-34.5℃、电压8-10V，电流密度8A/dm2进行。
激光雕刻：在雕刻之前如果客户的印刷图文为彩色，需要将彩色印刷图文分解成多个颜色，每一颜色制作一个凹印版，经多色套印成为彩色印刷图文。根据单色印刷图文各部分的灰度形成雕刻网点的凹坑形状、深度和密度数据，印刷图文中的线条和文字的边缘形成10-40微米由半圆形凹坑组成的线形凹坑，边线内的图文设置为点状凹坑，将印刷图文转换成一个激光雕刻文件后，将激光雕刻文件输入到激光雕刻机上，驱动激光雕刻机对镀锌印版上进行雕刻。 
后处理：雕刻的印版用2000#磨石6KG压力来回进行两次抛光，然后用重量浓度10%的硝酸水溶液进行表面冲洗4-5分钟，再用清水表面清洗后，用0.1wt%的烷基酚聚氧乙烯(10)醚、0.15wt%的氨基磺酸和余量的水组成的清洗液再次清洗5-10分钟，可将残留在凹坑内的锌屑和氧化锌完全清除干净。
印版的镀铬：采用电镀方法在印版上电镀一层厚度为10微米左右的铬，其硬度约为 800-1000HV，可保护锌层不被刮伤及延长印版的使用寿命。镀铬工艺参数：铅阳极，电镀液物质：CrO3；200-250g/L，H2SO4：2.2-2.7g/L、Cr3+：1-3g/L，电镀温度：58-60℃，阴极电流密度：25-35A/dm2。
产品可得到下述技术性能指标：
版辊外观及尺寸：外观无碰伤及槽纹缺陷；表面粗糙度Ra：不大于0.2μm；辊长误差 ±0.002 mm，直径误差：±0.02mm，同轴度误差：±0.02mm，椭圆度偏差：±0.02mm；凹坑宽度误差：±0.002mm；凹坑深度误差：±0.003mm。0.2mm宽度的线条或文字用25倍放大镜观察字迹清晰；制袋色块、加宽印刷误差±0.3mm；图样尺寸误差±0.1%；颜色误差30%以下；网点不大于0.002mm；弥盖能力白版0.3-0.5mm，其它版0.1-0.2mm；凹印版套印精度不大于0.15mm。
图1、图2、图3是本发明制作的凹印版凹印版中图案局部平面放大图，本发明可形成多种形状和密度的凹坑，且具有较高的规整度。图4和图5是凹印版中两种图案局部三维扫描效果图，凹坑深度也具有较好的规整度，说明凹坑中的残留物已被完全清洗干净。通过凹坑的形状、密度和深度布置，可承印品上印刷出不同的灰度，使印刷图案具有高清晰度。
图6是线条图案局部三维扫描效果图，对线条边缘处的凹坑的形状进行了变形，成为由半圆形凹坑组成的线条凹坑，克服了已有锯齿形边缘的缺陷。

Claims (7)

1.一种高清晰度激光直接雕刻凹印版的制作方法，包括制作基版，基版上镀铜，其特征在于，在镀铜基版上镀锌，将锌层抛光处理后，进行激光雕刻形成凹坑，雕刻后对版面进行抛光，用重量浓度5-15%硝酸清洗后，在镀锌层上进行镀铬。
2.根据权利要求1所述方法，其特征在于，所述硝酸清洗后的版面还用0.05-0.2wt%的烷基酚聚氧乙烯醚、0.1-0.3wt%的氨基磺酸和余量的水组成的清洗液再次清洗5-10分钟。
3.根据权利要求1或2所述方法，其特征在于，所述镀锌层中，文字和线条图文的边缘形成10-40微米宽度的由半圆形凹坑组成的线条凹坑。
4.根据权利要求1或2所述方法，其特征在于，所述镀铜层厚度为200-300微米。
5.根据权利要求1或2所述方法，其特征在于，所述镀锌层厚度为30-200微米。
6.根据权利要求5所述方法，其特征在于，所述镀锌层厚度为80-150微米。
7.根据权利要求1或2所述方法，其特征在于，所述镀铬层厚度为5-30微米。
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