CN110760905A - 碱性无氰镀铜工艺在凹版行业的应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了凹印制版技术领域的碱性无氰镀铜工艺在凹版行业的应用，将碱性无氰镀铜工艺应用于凹版制作，包括以下步骤：步骤一、打磨除油：对待镀的版辊表面进行打磨清洗，并使用脱脂剂除油；步骤二、水洗：将除油后的待镀版辊水洗至表面洁净无杂物；步骤三、喷淋；步骤四、碱性无氰碱铜：将待镀铜凹版置入镀铜槽中进行镀铜，制得的凹版镀层结晶细腻，整平性优良，使版辊外观更加美观，也减少了腐蚀物对后续镀液的污染，不需要人工对镀层进行打磨，可以直接进行酸铜的施镀，能够取消电镀酸铜前的打磨工序，节省人力物力和清洗打磨废水的排放，降低了凹版的生产成本，具有良好的经济效益。
Description
技术领域
本发明涉及凹印制版技术领域，具体为碱性无氰镀铜工艺在凹版行业的应用。
背景技术
制版是将原稿复制成印版的统称。有将铅活字排成活字版，以及用活字版打成纸型现浇铸成复制凸版和将图像经照像或电子分色获得底片，用底片晒制凸版、平版、凹版等一系列的制版方法。在制版中影响印版质量的因素最多，主要有显影液浓度、显影温度和显影时间以及显影液的循环搅拌情况、显影液的疲劳衰退程度等。
目前已经不单单使用电子雕刻工艺，激光雕刻胶层后腐蚀、激光直雕铜层等工艺也逐步应用到制版行业，但电镀工艺依然采用传统工序和工艺：镀镍打底、酸性电镀硬铜、电镀硬铬。凹版印刷是印刷行业的小众分支，凹版电镀又是电镀行业的更小众分支，且电镀技术和成本在凹版生产流程中占的比重又非常小，一直沿用传统的电镀工艺，因此急需环保碱性无氰镀铜工艺在凹版行业进行应用，但传统的碱性无氰镀镍工艺，因沉积速度慢，满足不了凹版行业实际生产的需要，且镀镍成本较大，镀镍结束后，因版面容易出现麻点，毛刺等缺陷，并且为预防镍离子对酸铜溶液的污染，一般都需要人工清洗打磨，此过程会浪费较多人力，并且产生一定数量的废水。
基于此，本发明设计了具体为碱性无氰镀铜工艺在凹版行业的应用，以解决上述问题。
发明内容
本发明的目的在于提供碱性无氰镀铜工艺在凹版行业的应用，以解决上述背景技术中提出的传统的碱性无氰镀镍工艺成本较大，需要在电镀酸铜前清洗打磨的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：碱性无氰镀铜工艺在凹版行业的应用，将碱性无氰镀铜工艺应用于凹版制作，包括以下步骤：
步骤一、打磨除油：对待镀的版辊表面进行打磨清洗，并使用脱脂剂除油；
步骤二、水洗：将除油后的待镀版辊水洗至表面洁净无杂物；
步骤三、喷淋：配制质量份数为5％的碳酸钾稀溶液，在版辊水洗后喷淋一层5％的碳酸钾稀溶液；
步骤四、碱性无氰碱铜：将待镀铜凹版置入镀铜槽中进行镀铜，其中，电镀液组成以及工艺参数如下：
BEO：14-17mg/L，
铜离子：4-7g/L，
络合剂：100-130g/L，
开缸剂：140-160g/L，
pH值：9-10，
温度：40-50℃，
电流密度：2-3A/dm2，
入浸率：50-100％，
阴阳极面积比例为1:1.5-2，
版辊转速：0.8-1.5m/s，
电镀时间：300-500s，
下液时间：30-45s，
冲洗时间：3-8s，
补加剂添加速度：800-1200ml/KAH。
本发明如上所述的碱性无氰镀铜工艺在凹版行业的应用，进一步的，碱性无氰碱铜中电镀液组成以及工艺参数如下：
BEO：16mg/L，
铜离子：5.5g/L，
络合剂：115g/L，
开缸剂：150g/L，
pH值：9.5，
温度：57℃，
电流密度：2A/dm2，
入浸率：65-75％，
阴阳极面积比例为1:1.5-2，
版辊转速：1.0m/s，
电镀时间：420s，
下液时间：35s，
冲洗时间：6s，
补加剂添加速度：1000ml/KAH。
本发明如上所述的碱性无氰镀铜工艺在凹版行业的应用，进一步的，所述脱脂剂为氢氧化钠、碳酸钠、磷酸钠和OP乳化剂中的至少一种。
本发明如上所述的碱性无氰镀铜工艺在凹版行业的应用，进一步的，所述络合剂为HEDP、柠檬酸钠或乙二胺四乙酸二钠。
本发明如上所述的碱性无氰镀铜工艺在凹版行业的应用，进一步的，所述电镀阳极为无氧压延铜板或电解铜角。
本发明如上所述的碱性无氰镀铜工艺在凹版行业的应用，进一步的，所述电镀阳极为无氧压延铜板，且其形状为U型。
本发明如上所述的碱性无氰镀铜工艺在凹版行业的应用，进一步的，所述电镀液预热时间为3-8s。
本发明如上所述的碱性无氰镀铜工艺在凹版行业的应用，进一步的，所述开缸剂为硫酸铜、氯化铜、硝酸铜和碱式碳酸铜中的至少一种。
本发明如上所述的碱性无氰镀铜工艺在凹版行业的应用，进一步的，所述电镀液配制时使用氢氧化钾或氢氧化钠作为pH调整剂，用量为15-25g/L。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、将碱性无氰镀铜代替镀镍打底工艺，杜绝了镍离子的排放；
2、本发明制得的凹版表面镀层结晶细腻，整平性优良，不需要人工对镀层进行打磨，可以直接进行酸铜的施镀，能够取消电镀酸铜前的打磨工序，节省人力物力和清洗打磨废水的排放；
3、相对于镀镍而言，具有更好的深度能力，提高了对版辊基体的保护，使版辊外观更加美观，也减少了腐蚀物对后续镀液的污染；
4、采用碱性无氰镀铜工艺，其电镀成本为镀镍成本的一半，降低了凹版的生产成本，具有良好的经济效益。
本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明待镀版辊的结构示意图；
附图中，各标号所代表的部件列表如下：
1-外辊，2-密封套筒。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1所示，待镀版辊包括两侧直径300mm的外辊1，以及连接两个外辊1且长度为60mm的密封套筒2，以下各实施例以及对比例中对该版辊做电镀处理。
实施例1：
碱性无氰镀铜工艺在凹版行业的应用，将碱性无氰镀铜工艺应用于凹版制作，包括以下步骤：
步骤一、打磨除油：对待镀的版辊表面进行打磨清洗，并使用氢氧化钠除油；
步骤二、水洗：将除油后的待镀版辊水洗至表面洁净无杂物；
步骤三、喷淋：配制质量份数为5％的碳酸钾稀溶液，在版辊水洗后喷淋一层5％的碳酸钾稀溶液；
步骤四、碱性无氰碱铜：将待镀铜凹版置入镀铜槽中进行镀铜，其中，电镀液组成以及工艺参数如下：BEO：15mg/L，铜离子：4g/L，柠檬酸钠：120g/L，开缸剂：145g/L，pH值：9，温度：45℃，电流密度：2.5A/dm2，入浸率：60％，阴阳极面积比例为1:1.7，版辊转速：1.2m/s，电镀时间：360s，下液时间：40s，冲洗时间：5s，补加剂添加速度：1100ml/KAH，电镀阳极为电解铜角，预热时间为6s，氢氧化钠：16g/L，其中开缸剂为硫酸铜、氯化铜和硝酸铜的混合物。
实施例2：
碱性无氰镀铜工艺在凹版行业的应用，将碱性无氰镀铜工艺应用于凹版制作，包括以下步骤：
步骤一、打磨除油：对待镀的版辊表面进行打磨清洗，并使用磷酸钠除油；
步骤二、水洗：将除油后的待镀版辊水洗至表面洁净无杂物；
步骤三、喷淋：配制质量份数为5％的碳酸钾稀溶液，在版辊水洗后喷淋一层5％的碳酸钾稀溶液；
步骤四、碱性无氰碱铜：将待镀铜凹版置入镀铜槽中进行镀铜，其中，电镀液组成以及工艺参数如下：BEO：16mg/L，铜离子：5.5g/L，HEDP：115g/L，开缸剂：150g/L，pH值：9.5，温度：47℃，电流密度：2A/dm2，入浸率：70％，阴阳极面积比例为1:2，版辊转速：1.0m/s，电镀时间：420s，下液时间：35s，冲洗时间：6s，补加剂添加速度：1000ml/KAH，电镀阳极为U型无氧压延铜板，预热时间为5s，氢氧化钾：20g/L，其中开缸剂为硫酸铜和氯化铜的混合物。
实施例3：
碱性无氰镀铜工艺在凹版行业的应用，将碱性无氰镀铜工艺应用于凹版制作，包括以下步骤：
步骤一、打磨除油：对待镀的版辊表面进行打磨清洗，并使用碳酸钠除油；
步骤二、水洗：将除油后的待镀版辊水洗至表面洁净无杂物；
步骤三、喷淋：配制质量份数为5％的碳酸钾稀溶液，在版辊水洗后喷淋一层5％的碳酸钾稀溶液；
步骤四、碱性无氰碱铜：将待镀铜凹版置入镀铜槽中进行镀铜，其中，电镀液组成以及工艺参数如下：BEO：17mg/L，铜离子：6g/L，乙二胺四乙酸二钠：110g/L，开缸剂：155g/L，pH值：10，温度：43℃，电流密度：3A/dm2，入浸率：80％，阴阳极面积比例为1:1.5，版辊转速：0.8m/s，电镀时间：300s，下液时间：42s，冲洗时间：4s，补加剂添加速度：900ml/KAH，电镀阳极为U型无氧压延铜板，预热时间为3s，氢氧化钾：24g/L，其中开缸剂为硫酸铜、氯化铜、硝酸铜和碱式碳酸铜的混合物。
实施例4：
碱性无氰镀铜工艺在凹版行业的应用，将碱性无氰镀铜工艺应用于凹版制作，包括以下步骤：
步骤一、打磨除油：对待镀的版辊表面进行打磨清洗，并使用OP乳化剂除油；
步骤二、水洗：将除油后的待镀版辊水洗至表面洁净无杂物；
步骤三、喷淋：配制质量份数为5％的碳酸钾稀溶液，在版辊水洗后喷淋一层5％的碳酸钾稀溶液；
步骤四、碱性无氰碱铜：将待镀铜凹版置入镀铜槽中进行镀铜，其中，电镀液组成以及工艺参数如下：BEO：14mg/L，铜离子：7g/L，HEDP：125g/L，开缸剂：140g/L，pH值：9.2，温度：50℃，电流密度：2.8A/dm2，入浸率：75％，阴阳极面积比例为1:1.9，版辊转速：1.3m/s，电镀时间：320s，下液时间：37s，冲洗时间：7s，补加剂添加速度：800ml/KAH，电镀阳极为U型无氧压延铜板，预热时间为7s，氢氧化钾：18g/L，其中开缸剂为硫酸铜、硝酸铜和碱式碳酸铜的混合物。
实施例5：
碱性无氰镀铜工艺在凹版行业的应用，将碱性无氰镀铜工艺应用于凹版制作，包括以下步骤：
步骤一、打磨除油：对待镀的版辊表面进行打磨清洗，并使用碳酸钠除油；
步骤二、水洗：将除油后的待镀版辊水洗至表面洁净无杂物；
步骤三、喷淋：配制质量份数为5％的碳酸钾稀溶液，在版辊水洗后喷淋一层5％的碳酸钾稀溶液；
步骤四、碱性无氰碱铜：将待镀铜凹版置入镀铜槽中进行镀铜，其中，电镀液组成以及工艺参数如下：BEO：15mg/L，铜离子：4.5g/L，柠檬酸钠：125g/L，开缸剂：160g/L，pH值：9.7，温度：48℃，电流密度：2.3A/dm2，入浸率：65％，阴阳极面积比例为1:1.6，版辊转速：1.2m/s，电镀时间：400s，下液时间：37s，冲洗时间：6s，补加剂添加速度：1050ml/KAH，电镀阳极为U型无氧压延铜板，预热时间为3s，氢氧化钾：22g/L，其中开缸剂为硫酸铜碱式碳酸铜的混合物。
实施例6：
碱性无氰镀铜工艺在凹版行业的应用，将碱性无氰镀铜工艺应用于凹版制作，包括以下步骤：
步骤一、打磨除油：对待镀的版辊表面进行打磨清洗，并使用磷酸钠除油；
步骤二、水洗：将除油后的待镀版辊水洗至表面洁净无杂物；
步骤三、喷淋：配制质量份数为5％的碳酸钾稀溶液，在版辊水洗后喷淋一层5％的碳酸钾稀溶液；
步骤四、碱性无氰碱铜：将待镀铜凹版置入镀铜槽中进行镀铜，其中，电镀液组成以及工艺参数如下：BEO：14.5mg/L，铜离子：5.5g/L，乙二胺四乙酸二钠：100g/L，开缸剂：155g/L，pH值：9.4，温度：42℃，电流密度：2.5A/dm2，入浸率：60％，阴阳极面积比例为1:1.8，版辊转速：1.0m/s，电镀时间：360s，下液时间：43s，冲洗时间：5s，补加剂添加速度：950ml/KAH，电镀阳极为电解铜角，预热时间为7s，氢氧化钠：19g/L，其中开缸剂为硫酸铜、氯化铜、硝酸铜和碱式碳酸铜的混合物。
对比例1：采用无氰镀镍工艺对待镀版辊进行电镀处理，工艺参数如下：硫酸镍：210g/L，氯化镍：50g/L，硼酸40g/L，温度：40度，电流密度2A/dm2；入浸率：50％；电镀时间420秒。
将实施例1和对比例1对待镀版辊电镀后的镀层厚度进行测试，分别对待镀版辊的A、B、C、D、E、F、G、H施镀区域进行测试，得到表1数据。
表1：
根据表1数据可知，利用碱性镀铜工艺镀得的铜层的方差值远小于镀镍镍层的方差值，因此，碱性镀铜镀层均匀性优于镀镍工艺，能够在后去电镀酸铜的过程中保护版辊端面不受酸性镀铜溶液的腐蚀，不但产品外观美观，也减少了酸性镀铜溶液的污染。
对本发明碱性无氰镀铜工艺以及传统无氰镀镍工艺的成本进行统计，得到表2数据。
表2：
由表2数据可知，碱性无氰镀铜的成本为2348元，镀镍的成本为4506元，碱性无氰镀铜成本为镀镍成本的1/2，因此本发明将碱性无氰镀铜工艺应用在凹版制作中具有较好的经济效益。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。
Claims (9)
1.碱性无氰镀铜工艺在凹版行业的应用，其特征在于，将碱性无氰镀铜工艺应用于凹版制作，包括以下步骤：
步骤一、打磨除油：对待镀的版辊表面进行打磨清洗，并使用脱脂剂除油；
步骤二、水洗：将除油后的待镀版辊水洗至表面洁净无杂物；
步骤三、喷淋：配制质量份数为5％的碳酸钾稀溶液，在版辊水洗后喷淋一层5％的碳酸钾稀溶液；
步骤四、碱性无氰碱铜：将待镀铜凹版置入镀铜槽中进行镀铜，其中，电镀液组成以及工艺参数如下：
BEO：14-17mg/L，
铜离子：4-7g/L，
络合剂：100-130g/L，
开缸剂：140-160g/L，
pH值：9-10，
温度：40-50℃，
电流密度：2-3A/dm2，
入浸率：50-100％，
阴阳极面积比例为1:1.5-2，
版辊转速：0.8-1.5m/s，
电镀时间：300-500s，
下液时间：30-45s，
冲洗时间：3-8s，
补加剂添加速度：800-1200ml/KAH。
2.根据权利要求1所述的碱性无氰镀铜工艺在凹版行业的应用，其特征在于，碱性无氰碱铜中电镀液组成以及工艺参数如下：
BEO：16mg/L，
铜离子：5.5g/L，
络合剂：115g/L，
开缸剂：150g/L，
pH值：9.5，
温度：57℃，
电流密度：2A/dm2，
入浸率：65-75％，
阴阳极面积比例为1:1.5-2，
版辊转速：1.0m/s，
电镀时间：420s，
下液时间：35s，
冲洗时间：6s，
补加剂添加速度：1000ml/KAH。
3.根据权利要求1或2所述的碱性无氰镀铜工艺在凹版行业的应用，其特征在于：所述脱脂剂为氢氧化钠、碳酸钠、磷酸钠和OP乳化剂中的至少一种。
4.根据权利要求3所述的碱性无氰镀铜工艺在凹版行业的应用，其特征在于：所述络合剂为HEDP、柠檬酸钠或乙二胺四乙酸二钠。
5.根据权利要求4所述的碱性无氰镀铜工艺在凹版行业的应用，其特征在于：所述电镀阳极为无氧压延铜板或电解铜角。
6.根据权利要求5所述的碱性无氰镀铜工艺在凹版行业的应用，其特征在于：所述电镀阳极为无氧压延铜板，且其形状为U型。
7.根据权利要求6所述的碱性无氰镀铜工艺在凹版行业的应用，其特征在于：所述电镀液预热时间为3-8s。
8.根据权利要求7所述的碱性无氰镀铜工艺在凹版行业的应用，其特征在于：所述开缸剂为硫酸铜、氯化铜、硝酸铜和碱式碳酸铜中的至少一种。
9.根据权利要求8所述的碱性无氰镀铜工艺在凹版行业的应用，其特征在于：所述电镀液配制时使用氢氧化钾或氢氧化钠作为pH调整剂，用量为15-25g/L。
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