基于印刷设备版辊铜层的喷淋式高精细深度腐蚀工艺制造技术

本发明专利技术属于版辊加工技术领域，具体是基于印刷设备版辊铜层的喷淋式高精细深度腐蚀工艺，包括版辊安装、喷头纵向定位、喷淋腐蚀、版辊表面喷洗，以及版辊固定旋转机构使待加工版辊继续旋转，旋转结束后取下加工完成的版辊；本发明专利技术是通过版辊固定旋转机构实现对版辊的固定，保证加工过程的稳定进行，有助于实现对版辊外表面的均匀喷淋腐蚀，并通过采用氯化铜对版辊表面铜层进行腐蚀，不会有污泥状的生成物产生，不易造成过滤系统和喷嘴堵塞，还原简单且反应快，以及通过蚀刻液再生来控制溶液的氧化

【技术实现步骤摘要】
基于印刷设备版辊铜层的喷淋式高精细深度腐蚀工艺


[0001]本专利技术涉及版辊加工
，具体是基于印刷设备版辊铜层的喷淋式高精细深度腐蚀工艺。

技术介绍

[0002]在版辊的加工过程中，先经过激光在外表面包裹有防腐蚀激光胶的版辊上雕刻出镂空图案，之后再通过腐蚀设备喷淋腐蚀液以将镂空图案腐蚀，达到所需要的网穴深度；目前对版辊铜层的腐蚀方式所采用的原理主要为通过三氯化铁和版辊（滚筒表面镀铜）反应，在腐蚀过程中会产生泥状（粘稠状）物，不仅容易堵塞过滤系统和喷嘴，还对后续污水处理带来麻烦，且此种方式难以实现蚀刻液的再生，蚀刻液无法得到循环利用，在腐蚀过程中需要耗费大量蚀刻液，加工成本高；针对上述的技术缺陷，现提出一种解决方案。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于提供基于印刷设备版辊铜层的喷淋式高精细深度腐蚀工艺，解决了现有技术在腐蚀过程中不仅容易堵塞过滤系统和喷嘴，还对后续污水处理带来麻烦，且难以实现蚀刻液的再生，蚀刻液无法得到循环利用，在腐蚀过程中需要耗费大量蚀刻液，腐蚀成本高的问题。
[0004]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：基于印刷设备版辊铜层的喷淋式高精细深度腐蚀工艺，包括以下步骤：步骤一、版辊安装：将待加工版辊放置于版辊固定旋转机构的两组辊体夹紧盘之间，启动版辊固定旋转机构中的夹紧调节电机，夹紧调节电机使双向螺杆转动，两组辊体夹紧盘在双向螺杆和横向导杆的作用下进行相向运动，直至两组辊体夹紧盘夹紧待加工版辊；步骤二、喷头纵向定位：判断喷淋腐蚀机内的喷淋头是否处于零点，若喷淋头未处于零点则将喷淋头回归零点，通过腐蚀机操控面板输入版辊直径并选定预设间距值，在喷淋头处于零点后获取所加工版辊的直径以及喷淋头与版辊外表面的预设间距值，基于版辊直径和预设间距值对喷淋头进行纵向位置调节，直至喷淋头处于所需位置；步骤三、喷淋腐蚀：通过腐蚀机操控面板选定腐蚀时长，版辊固定旋转机构控制待加工版辊进行旋转，在滑板拉动机构和弹性平衡机构的配合下使喷淋头进行横向运动，喷淋头将蚀刻液均匀喷向待加工版辊的外表面，蚀刻液与版辊表面铜层发生腐蚀反应，在喷淋腐蚀时间达到腐蚀时长时停止喷淋腐蚀，腐蚀反应化学式如下：CuCl2+Cu=2CuCl；即通过采用氯化铜对版辊表面铜层进行腐蚀；在腐蚀过程中，对氧化
‑
还原电位和Cu
1+
浓度进行控制，使氧化
‑
还原电位维持在510
‑
550MV之间，Cu
1+
浓度＜0.4g/l，且使溶液温度保持在40～55℃之间，波美度控制在31
‑
33
°
Be'之间，对应的含铜量在120～150g/l之间；步骤四、版辊表面喷洗：通过腐蚀机操控面板选定喷洗时长，版辊固定旋转机构使
待加工版辊进行旋转，在滑板拉动机构和弹性平衡机构的配合下使喷淋头进行横向运动，喷淋头将清水均匀喷向待加工版辊的外表面，对版辊外表面进行喷洗以去除版辊外表面所附着的蚀刻液，在喷水清洗时间达到喷洗时长时停止喷水清洗；步骤五、版辊固定旋转机构使待加工版辊继续旋转15
‑
20秒，旋转结束后完成腐蚀加工。
[0005]进一步的，氧化
‑
还原电位和Cu
1+
浓度的控制方法如下：根据能斯特方程：E=E0＋(0.059/n)lg([Cu
2+
]/[Cu
1+
])，式中：E表示指定浓度下的电极电位，E0表示标准电极电位，n表示得失电子数，[Cu
2+
]表示二价铜离子浓度，[Cu
1+
]表示一价铜离子浓度；氧化
‑
还原电位E与（Cu
2+
/Cu
1+
）比值呈正相关，在加工过程中，随着蚀刻的进行，溶液中Cu
1+
的浓度不断升高，溶液中的电极电位不断下降；通过蚀刻液再生来控制溶液的氧化
‑
还原电位和溶液中Cu
1+
的浓度并实现蚀刻液的循环利用，蚀刻液再生的原理是利用氧化剂将溶液中的Cu
1+
氧化成Cu
2+
。
[0006]进一步的，蚀刻液再生方式的再生反应式为：2CuCl＋2HCl＋H2O2→
2CuCl2＋2H2O，其中，HCl表示盐酸溶液，H2O2表示过氧化氢溶液，H2O2提供初生态氧[O]以加快再生速率；随着蚀刻的进行，当溶液的电极电位低于预设适宜电位范围的最小值时，启动对应的电磁阀以向蚀刻液再生箱的溶液中补加H2O2和HCl，在具体的补加过程中，使补加HCl的电磁阀先启动，推迟H2O2的供给，以调节H2O2和HCl的补加比例，再生过程中溶液内的Cu
1+
不断氧化成Cu
2+
，使溶液的电极电位升高至预设适宜电位范围，电磁阀停止工作以结束H2O2和HCl的补加操作。
[0007]进一步的，喷淋腐蚀机包括喷淋腐蚀机槽体和透明罩壳，所述喷淋腐蚀机槽体固定设置在腐蚀机支撑架的顶部，所述喷淋腐蚀机槽体的开口朝上，所述透明罩壳通过合页铰接在喷淋腐蚀机槽体的顶部并罩住喷淋腐蚀机槽体的开口，所述喷淋腐蚀机槽体内安装有版辊固定旋转机构，所述版辊固定旋转机构对版辊进行固定并在加工过程中使其旋转；所述喷淋腐蚀机槽体的前、后两侧内壁通过滑轨滑动设置有滑板，两组所述滑板相对的一面通过纵向调位气缸连接有喷淋分散管，且喷淋分散管上沿X向等距安装有喷淋头；所述喷淋腐蚀机槽体的背面通过螺栓固定设置蚀刻液再生箱，所述蚀刻液再生箱上安装有蚀刻液输送管和溶液回流管，所述溶液回流管上安装有回流泵，所述蚀刻液输送管上安装有腐蚀泵，且溶液回流管远离蚀刻液再生箱的一端与喷淋腐蚀机槽体相通，所述喷淋分散管的一端安装有输液软管，所述喷淋分散管的另一端安装有输水软管，且输液软管远离喷淋分散管的一端与蚀刻液输送管相连，所述蚀刻液再生箱上安装有盐酸输送管和过氧化氢输送管，且盐酸输送管和过氧化氢输送管上均安装有电磁阀，所述喷淋腐蚀机槽体的内壁安装有与滑板相连的弹性平衡机构，所述喷淋腐蚀机槽体的外侧安装有滑板拉动机构，且滑板拉动机构作用于两组滑板。
[0008]进一步的，所述版辊固定旋转机构包括通过电机座固定设置在喷淋腐蚀机槽体外侧壁的夹紧调节电机和通过轴承转动设置在喷淋腐蚀机槽体内的双向螺杆，所述双向螺杆两端的螺纹走向相反，所述双向螺杆的下方安装有与喷淋腐蚀机槽体固定连接的横向导杆，且双向螺杆的两端与连接块螺纹连接，横向导杆贯穿两组连接块；所述连接块的顶部安装有竖向固定杆，所述竖向固定杆的顶端固定设置有安装块，两组所述安装块上通过轴承转动设置有旋转轴，且旋转轴远离对应安装块的一端通过螺栓与辊体夹紧盘相连，其中一
组所述安装块内通过电机座固定设置有旋转电机，且旋转电机的输出端与对应的旋转轴相连，两组所述辊体夹紧盘相对的一面开设有辊端插槽，且待加工版辊的一端插入其中一组辊体夹紧盘的辊端插槽内，待加工版辊的另一端插入另一组辊体夹紧盘的辊端插槽内。<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于印刷设备版辊铜层的喷淋式高精细深度腐蚀工艺，其特征在于，包括以下步骤：步骤一、版辊安装固定：将待加工版辊放置于版辊固定旋转机构（4）的两组辊体夹紧盘（44）之间，启动版辊固定旋转机构（4）中的夹紧调节电机（41），夹紧调节电机（41）使双向螺杆（42）转动，两组辊体夹紧盘（44）在双向螺杆（42）和横向导杆（49）的作用下进行相向运动，直至两组辊体夹紧盘（44）夹紧待加工版辊；步骤二、喷头纵向定位：判断喷淋腐蚀机内的喷淋头（12）是否处于零点，若喷淋头（12）未处于零点则将喷淋头（12）回归零点，通过腐蚀机操控面板（17）输入版辊直径并选定预设间距值，在喷淋头（12）处于零点后获取所加工版辊的直径以及喷淋头（12）与版辊外表面的预设间距值，基于版辊直径和预设间距值对喷淋头（12）进行纵向位置调节，直至喷淋头（12）处于所需位置；步骤三、喷淋腐蚀：通过腐蚀机操控面板（17）选定腐蚀时长，版辊固定旋转机构（4）控制待加工版辊进行旋转，在滑板拉动机构（5）和弹性平衡机构（6）的配合下使喷淋头（12）进行横向运动，喷淋头（12）将蚀刻液均匀喷向待加工版辊的外表面，蚀刻液与版辊表面铜层发生腐蚀反应，在喷淋腐蚀时间达到腐蚀时长时停止喷淋腐蚀，腐蚀反应化学式如下：CuCl2+Cu=2CuCl；即通过采用氯化铜对版辊表面铜层进行腐蚀；在腐蚀过程中，对氧化
‑
还原电位和Cu
1+
浓度进行控制，使氧化
‑
还原电位维持在510
‑
550MV之间，Cu
1+
浓度＜0.4g/l，且使溶液温度保持在40～55℃之间，波美度控制在31
‑
33
°
Be'之间，对应的含铜量在120～150g/l之间；步骤四、版辊表面喷洗：通过腐蚀机操控面板（17）选定喷洗时长，版辊固定旋转机构（4）使待加工版辊进行旋转，在滑板拉动机构（5）和弹性平衡机构（6）的配合下使喷淋头（12）进行横向运动，喷淋头（12）将清水均匀喷向待加工版辊的外表面，对版辊外表面进行喷洗以去除版辊外表面所附着的蚀刻液，在喷水清洗时间达到喷洗时长时停止喷水清洗；步骤五、版辊固定旋转机构（4）使待加工版辊继续旋转15
‑
20秒，旋转结束后完成腐蚀加工。2.根据权利要求1所述的基于印刷设备版辊铜层的喷淋式高精细深度腐蚀工艺，其特征在于，氧化
‑
还原电位和Cu
1+
浓度的控制方法如下：根据能斯特方程：E=E0＋(0.059/n)lg([Cu
2+
]/[Cu
1+
])，在加工过程中，随着蚀刻的进行，溶液中Cu
1+
的浓度不断升高，溶液中的电极电位不断下降，通过蚀刻液再生来控制溶液的氧化
‑
还原电位和溶液中Cu
1+
的浓度并实现蚀刻液的循环利用。3.根据权利要求2所述的基于印刷设备版辊铜层的喷淋式高精细深度腐蚀工艺，其特征在于，蚀刻液再生方式的再生反应式为：2CuCl＋2HCl＋H2O2→
2CuCl2＋2H2O；随着蚀刻的进行，当溶液的电极电位低于预设适宜电位范围的最小值时，启动对应的电磁阀以向蚀刻液再生箱（3）的溶液中补加H2O2和HCl，在具体的补加过程中，使补加HCl的电磁阀先启动，推迟H2O2的供给，以调节H2O2和HCl的补加比例，再生过程中溶液内的Cu
1+
不断氧化成Cu
2+
，使溶液的电极电位升高至预设适宜电位范围，电磁阀停止工作以结束H2O2和HCl的补加操作。4.根据权利要求1所述的基于印刷设备版辊铜层的喷淋式高精细深度腐蚀工艺，其特征在于，步骤二中的喷淋腐蚀机包括喷淋腐蚀机槽体（1）和透明罩壳（2），所述喷淋腐蚀机槽体（1）固定设置在腐蚀机支撑架（18）的顶部，所述喷淋腐蚀机槽体（1）的开口朝上，所述透明罩壳（2）通过合页铰接在喷淋腐蚀机槽体（1）的顶部并罩住喷淋腐蚀机槽体（1）的开
口；所述喷淋腐蚀机槽体（1）内安装有版辊固定旋转机构（4），所述版辊固定旋转机构（4）对版辊进行固定并在加工过程中使其旋转；所述喷淋腐蚀机槽体（1）的前、后两侧内壁通过滑轨均滑动设置有滑板（7），两组所述滑板（7）相对的一面通过纵向调位气缸（14）连接有喷淋分散管（13），且喷淋分散管（13）上沿X向等距安装有喷淋头（12）；所述喷淋腐蚀机槽体（1）的背面通过螺栓固定设置有蚀刻液再生箱（3），所述蚀刻液再生箱（3）上安装有蚀刻液输送管（10）和溶液回流管（11），所述溶液回流管（11）上安装有回流泵（8）...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗宗宏，林裕荣，
申请(专利权)人：汕头市精工东捷制版有限公司，
类型：发明
国别省市：