[发明专利]铝平版印刷片

说明书

技术领域

本发明涉及铝合金平版印刷片(lithographic sheet)产品。特别地，涉及为促进增强的电解粗糙化而设计的合金组成。本发明还涉及制造铝平版印刷片基板的方法。

背景技术

在铝平版印板(lithographic plate)的生产中，通常清洁卷绕的铝片表面，然后粗糙化，(可选地，称为“搓纹”(graining))，阳极化以提供坚硬耐久氧化层，然后在用于印刷操作之前用亲油层涂布。

表面粗糙化可以通过其中很多在工业中被良好建立或报道的化学、机械或电化学技术，或各自的组合来实现。粗糙化工艺对于控制亲油涂层在支撑板上的粘合性及控制未涂布表面的保水性是必要的。

电化学粗糙化，也称为电解粗糙化且在下文中称为电化学搓纹(electrograining)，已使用多年。它是粗糙化铝平版印刷片表面的主要商用方法。在该方法中，铝片首先典型地在苛性钠中清洁，然后连续地通过导电电解液浴。

电化学搓纹是交流电(a.c.)工艺。工业上使用各种电池构造，但是本质上所有电池构造都包含平行连续地传递至连接到交流电源的对电极的片。因此，电流从一个或多个连接至电源一侧的电极通过电解液流向所述片，沿着所述片传递并因此再次经由电解液传递到第二电极或电极组。这被称为液体接触法，因为在片和电源之间没有直接接触。

商用电化学搓纹在硝酸或盐酸中进行。这些酸通常在1％至3％的浓度。低于此范围，电导率过低而不能在合理的时间内传递足够的电流；高于此范围，由于不均匀电流分布导致搓纹在微观水平上和横跨所述片的宽度上通常不均一。为改进搓纹性能通常向这些电解液加入添加物如乙酸、硼酸、硫酸盐等。

电化学搓纹工艺产生特征在于很多蚀坑的表面。蚀坑的大小和分布变化不一并且取决于多种因素，该因素包括但并不限于合金组成、金相结构、电解液、电解液浓度、温度、施加的电压和施加的电压波形谱。

最近，随着粗糙化步骤产生更细微的蚀坑大小，平版印板消费者期望具有蚀坑大小的均一性改进的平板形貌(topographies)。

在电化学搓纹期间的电压/时间图的交流电波形或曲线，通常是正弦曲线形状，尽管通常在阳极方向上形状是偏置的。片电势在周期的阳极部是正的，在阴极部是负的。图1和2分别说明了在硝酸和盐酸中交流电波形的性质。

为了产生新蚀坑并使其生长，必须超过某一电压。该电压极限称为点蚀电势(pitting potential)，或E_pit。还有称为再钝化电势E_rep的第二电压极限要考虑。该电势极限低于E_pit且表示再钝化发生的点。再钝化由在活性蚀坑上形成氧化膜引起，从而重新确立铝的正常条件，即，用氧化膜覆盖表面。

在电压通过阴极最小值后，然后它开始变成更不负。一旦电压升至高于点蚀电势，便引发蚀坑并接着发生持续的生长。这些蚀坑位点可以是新的或是已在先前的周期期间是活性的蚀坑位点。在电压高于点蚀电势的整个时期持续蚀坑化，但是只要电压再次下降至低于再钝化电势就停止。

在纯盐酸电解液中，点蚀电势和再钝化电势为负值，它们位于阴极区。在如纯硝酸或盐酸加乙酸的其它电解液中，这些电势为正的，从而它们位于波形的阳极区。在当电压为阳极的、但低于点蚀电势的这些情况下，发生阳极极化。

发生在阴极周期的另外的机制为表面在局部点可以变为敏化的。这些敏化点在保护性氧化膜中是有效的瑕疵，一旦电压回到高于点蚀电势时这些敏化点变为潜在的蚀坑位点部。在硝酸中，已显示这些位点出现于在金属/氧化物界面处亚搓纹(sub-grains)的接合点与氧化膜接触的位置。对于盐酸，当氯离子穿透覆盖氧化膜时，这些位点就出现。

对于给定的波形，蚀坑引发和生长的持续时间及再钝化的持续时间分别取决于蚀坑和再钝化电势的值。当电压，或片电势变化并升高至点蚀电势以上时，就可能会形成新蚀坑或在第一周期中形成的那些蚀坑可能会进行进一步的生长。在蚀坑生长和蚀坑引发之间的平衡取决于主要的工艺条件。虽然在蚀坑与蚀坑水平上这是相对随意的过程，但是在再钝化部中较长的持续时间将趋向促成在阴极周期的潜在的新蚀坑位点的增敏，并为现有蚀坑提供更多的时间去再钝化。通常地，当在提高点蚀电势和再钝化电势(即，更正向)的电解液中电化学搓纹时，例如在硝酸中或通过添加添加剂如硫酸盐或乙酸至盐酸的电解液中，发现更细更均一的凹化表面。