[发明专利]制造照相凹版滚筒的方法

说明书

发明领域

本发明涉及用于制造照相凹版或凹版滚筒的方法。

本发明还涉及如此获得的照相凹版滚筒。

本发明还涉及照相凹版滚筒在印刷工业中用于印刷包装材料(通过将油墨从印刷滚筒转移至包装材料)比如例如凹版印刷工艺的用途。

发明背景

凹版滚筒由滚筒基底、铜层和保护层组成(见示出这种滚筒的图1)，所述滚筒基底通常由钢或铝制成(1，图1；及1，图2)，所述铜层通常是0.5mm至1mm厚(2，图1；及2，图2)，所述保护层通常是典型地6μm至8μm厚的铬层(3，图1；及3，图2)。

铜层被电镀到滚筒基底上且形成通过化学方法或电动机械(金刚石)方法或电子(激光)方法用将被印刷(转移)到包装材料(纸、塑料薄膜、铝箔等)上的图案雕刻或蚀刻的表面。铜是用于雕刻的主要表面，因为其易于雕刻。雕刻的滚筒上的铬层保护滚筒表面免受在印刷工艺(将油墨转移至包装材料上)期间由刮刀施加在印刷滚筒上的压力。

滚筒主体通常由满足对精度的要求和在印刷过程中需要的小偏差的钢制成。可选择地，对于印刷工业，滚筒主体可以由轻重量金属如铝或铝合金制造。铝具有约2700kg/m³的比重，然而钢具有约7800kg/m³的比重。使用铝作为滚筒基底产生较轻的照相凹版滚筒(轻约三分之一)，这意味着显著减少的运输成本和在生产阶段期间较安全的操作。

然而，铝是电化学钝性材料且将其电镀铜是相当有挑战性的。这已经限制铝用于滚筒基底的用途。在使用铝的程度上来说，其需要多个工艺步骤以便获得用于铝主体的适当的铜表面。

用于制造包括铝基底、铜表面和铬保护层的照相凹版滚筒的一种方法从WO2011/073695A2中是已知的。铜表面在包括不少于六个步骤的工艺中产生。

在第一步骤中，通过机械手段比如砂纸、喷砂增加下方的滚筒的表面粗糙度。此后，10-50μm厚度的铜涂层在热喷涂工艺中被沉积。铜涂层被认为是用于随后的电镀的衬底。然后，进行用砂纸的另外的表面处理。

在第四步骤中，进行预镀铜步骤，其中镀上约100-300μm的铜层。在没有硬化剂的情况下镀铜，产生100-120HV的维氏硬度(Vickers hardness)。

此步骤之后的是另外的镀铜步骤，这使用包含硬化剂的浴，以便获得具有优选地200-240HV的维氏硬度的铜雕刻层。已知这样的维氏硬度对于雕刻是最佳的；在较低的值，雕刻的单元图案失去清晰度。此外，如果硬度超过240HV，在电子雕刻期间经常被用于雕刻滚筒的金刚石刻刀(styli)的寿命可能减少。WO2011/073695的铜雕刻层以约200μm的厚度被沉积。最后，进行抛光步骤以实现适当地在0.03-0.07mm的范围内的预定的表面粗糙度。

根据此方法，非常硬的铜雕刻层用较少硬的堆叠支撑。众所周知，铝或铝合金的维氏硬度是相对低的；已知中等强度的铝合金比如铝合金6082具有35HV的维氏硬度。包括铜粘附层和特别地随其的预镀层的铜支撑体具有在铝基底和硬铜层之间的中间硬度。此外，根据此方法，至少0.5mm的铜层中的约一半作为支撑体存在。需要这样的层厚度，以便获得在其顶上硬铜可以生长的合适地均匀的层的微结构。

然而，在关于根据WO2011/073695A2制造的滚筒的另外的研究中，观察到滚筒的可靠性少于期望的。特别地，约1-5％的滚筒在客户使用后相对迅速地发生缺陷。然而，缺陷以不可预知的方式不规则地发生。这类缺陷明显地导致不期望的对替换缺陷滚筒的需求。

发明概述

因此，目标是克服来自现有技术的已知的缺点，且提供具有良好的可靠性的具有铝基底、铜支撑体和硬铜层的照相凹版滚筒的制造方法。

另外的目标是提供具有改进的性质的产生的照相凹版滚筒及这种改进的滚筒用于印刷工艺的用途。

根据本发明的第一方面，提供制造照相凹版滚筒的方法，其中铜支撑体被提供到圆柱形基底上，并且铜雕刻层被电镀到铜支撑体上，且其中铜雕刻层此后根据期望的图案被雕刻且用保护层保护。在本文中提供铜支撑体包括通过至少部分熔融沉积的铜颗粒形成在基底的圆周处的铜层。

根据本发明的第二方面，提供中间产品，所述中间产品包括铝圆柱形基底，圆周铜层(circumferential copper layer)延伸到所述铝圆柱形基底上，基底和圆周铜层具有共同的界面，其中圆周铜层用固有的压缩应力在下方的基底上获得且充当电镀的铜雕刻层的支撑体。