Файл: Геодаков, А. И. Изготовление форм офсетной печати.pdf

Как известно, в начале образования электролитических покры­ тий образуются так называемые центры кристаллизации, т. е. соз­ даются первоначальные зародыши в виде мельчайших кристалли­ ков. По мере возникновения этих элементарных частиц вокруг них начинается кристаллообразование. И в результате вырастают груп­ пы кристаллов — зерна. Зарождение центров кристаллизации и само кристаллообразование непрерывны и происходят в течение всего процесса электрохимического осаждения металла.

Причем, если скорость образования центров кристаллизации опережает скорость роста кристаллов вокруг них, то осадок полу­ чается мелкокристаллическим, он состоит из чрезвычайно мелких зерен. Если же кристаллообразование происходит интенсивнее, чем зарождение центров кристаллизации, то покрытие получается круп­ нозернистым. Поэтому очень важно создать такие условия для электролиза, чтобы в начале процесса скорость образования цент­ ров кристаллизации была больше скорости образования кристаллов вокруг зародышей. В этом случае осадки получаются равномерны­ ми, более плотными и обладают значительно большей адсорбцион­ ной способностью, хорошей стойкостью против механических воз­ действий, т. е. большей тиражеустойчивостью.

Выбор толщины покрытия также имеет важное значение, так как по мере ее увеличения скорость образования центров кристал­ лизации уменьшается и поверхность покрытия становится крупно­ зернистой.

кристаллической. Чрезмерное увеличение плотности тока также не­ желательно, так как на поверхности катода может образоваться слой порошкообразного осадка.

Снижение концентрации ионов в растворе ведет к получению осадков с более мелким зерном. Однако очень низкая концентра­ ция может понизить электропроводность раствора, что в свою оче­ редь повлечет прекращение кристаллизации. Чтобы этого не про­ изошло, в раствор добавляют сильно диссоциирующие добавки (при меднении пластин в электролите с медным купоросом — сер­ ную кислоту). Концентрация ионов меди при этом значительно сни­ жается, а электропроводность раствора остается стабильной.

Более мелкую структуру осадка получают при введении в

электролит полимеров (гуммиарабик, желатин) и некоторых орга­ нических веществ (фенол, крезол).

С повышением температуры электролита увеличиваются ско­

46

ция ионов в прикатодном слое. Кристаллы в покрытии становятся крупнее.

Мелкокристаллическую структуру осадков можно получить, периодически переключая полюса постоянного тока, проходящего через электролит, и одновременно повышая его плотность. При этом не только устраняется ионный голод в прикатодном слое электролита, но и в момент переключения катода на анод верхуш­ ки зерен осадка на пластине растворяются, тем самым создается более равномерное покрытие металла на катоде.

Перемешивание раствора (чаще сжатым воздухом) также со­ здает условия для более интенсивного пополнения убыли ионов в прикатодном слое, а значит, и получения пленки металла с мел­ ким интенсивно выделяющимся зерном. При перемешивании нельзя забывать и о фильтровании, иначе мелкие взвешенные час­ тицы металла будут проникать в осадок, делая его хрупким и по­ ристым.

Структура осадка во многом зависит от состояния поверхности пластины, на которую наносится покрытие. В связи с тем что ме­ талл основы пластины имеет кристаллическую структуру, в полу­ чаемом осадке продолжается рост кристаллов, которые воспроиз­ водят кристаллическую структуру поверхности. Понятно поэтому, что электролитические осадки на поверхности металла — подложки достаточно прочно закрепляются, срастаясь с ними посредством межкристаллических связей.

Распределение осадка на поверхности пластин

Электролитические осадки на поверхности пластин распределены неодинаково. На краях толщина покрытия больше, чем посере­ дине. Растворение металла на аноде также более интенсивно про­ исходит по краям. Согласно закону Фарадея количество осажден­ ного металла на катоде или растворенного на аноде строго соот­ ветствует количеству электричества, прошедшего через электролит от одного электрода к другому. Следовательно, толщина покрытия на пластине зависит от распределения силовых линий по ее по­ верхности: по краям они сосредоточиваются гуще, чем в середине.

Способность электролита давать практически равномерные по всей поверхности катода осадки металла в гальванотехнике назы­ вают р а с с е и в а ю щ е й с п о с о б н о с т ь ю ванны.

Равномерность распределения осадков по поверхности катода зависит от многих факторов. Так, форма и размер электродов и со­ суда, в котором происходит электрохимический процесс, а также и то, как расположены относительно друг друга электроды, оказы­ вают большое влияние на равномерность покрытия пластины. Не­ маловажное значение при этом имеет и режим проведения про­ цесса. При увеличении плотности тока и хорошей электропровод­ ности раствора рассеивающая способность ванн повышается, а при увеличении температуры и концентрации раствора снижается. Кроме того, на рассеивающую способность влияет и состав элек-

47

тролита. Если в нем есть соли металла, которые образуют в раство­ ре комплексы ионов, то рассеивающая способность также повы­ шается.

Подобрав соответствующий режим электролиза, обеспечиваю­ щий высокую рассеивающую способность ванн, можно получить необходимую структуру осадка и достаточно равномерный его слой по всей поверхности пластины.

Для изготовления биметаллических офсетных форм применяют сочетания таких металлов, как медь — никель, медь — хром, алю­ миний— медь, сталь — медь и др. Определяющим при выборе ме­ таллов является их способность образовывать устойчивые печатаю­ щие и пробельные элементы формы, которые могут выдержать высокие тиражи во время печатания и давать наиболее точное вос­ произведение оригинала. Это значит, что разница в размерах и конфигурации печатающих элементов изображения в начале печа­ тания и в конце тиража должна быть наименьшей.

Должно быть учтено и то, что при воздействии на печатную фор­ му электролитов во время обработки ее поверхности, а также и во время печатания тиража, когда форма подвергается постоянному увлажнению, и даже в естественных условиях, особенно при непра­ вильном хранении, создается возможность образования гальвани­ ческих пар, а вместе с этим и коррозии поверхности формы. Поэто­ му сочетания металлов должны быть такими, чтобы их контакт в среде с электролитом был связан с крайне малым электрохимиче­ ским воздействием.

Кроме того, для основы и покрытий следует использовать срав­ нительно недефицитные и недорогие материалы, безопасные для здоровья исполнителя.

При применении никеля и хрома или электролитического сплава никель — кобальт для гальванических покрытий на участках про­ бельных элементов отпадает необходимость в искусственном зерне­ нии поверхности формы. Благодаря микрокристаллической струк­ туре отложений этих металлов они хорошо удерживают воду, при печатании тиража в машине форма требует минимального увлаж­ нения и обладает высокой химической стойкостью и механической устойчивостью.

В зависимости от способа изготовления форм используют сле­ дующие виды пластин с гальваническим наращением металличе­ ских осадков:

алюминиевые с медным покрытием для способа, при котором никелевый осадок на пробельные элементы наносят после копиро­ вания и подготовки формы;

алюминиевые (в том числе и на гладком алюминии) и сталь­ ные с нанесенным двойным слоем: медным и никелевым, а также электролитическим сплавом никель — кобальт или медным и хро­ мовым для способа, при котором электролитический осадок после копирования формы и соответствующей ее обработки удаляется с участков, предназначенных под печатающие элементы, либо хими­ ческим, либо электрохимическим путем;

48

меднохромовую фольгу для изготовления форм со съемной основой-подложкой, например цинковой.

Алюминиевые пластины с медноникелевым и меднохромовым покрытиями

Технологический процесс наращивания на поверхность алюми­ ниевых пластин медно-никелевых или медно-хромовых электроли­ тических осадков металла слагается из двух стадий: меднения пластин и последующего их никелирования или хромирования.

Меднение состоит из следующих операций: подготовка пластины; оксидирование; травление; меднение; шлифование; подмеднение.

Последние две операции производят после регенерации (восста­ новления) пластин, бывших в употреблении.

Алюминиевую пластину после шлифования и зернения тща­ тельно при помощи щетки промывают водой в раковине-мойке, пос­ ле чего опускают на 10 мин в ванну с 5-процентным раствором каустической соды. Затем вынимают, промывают горячей водой и обдают 5-процентным раствором серной кислоты. После этого сно­ ва промывают горячей водой, тщательно протирая щеткой.

травлению в ванне с содовым раствором, составленным по следую­ щему рецепту:

Затем пластину промывают водой и опускают в качестве като­ да в гальванованну с кислым электролитом. Анодом служит медная пластина M l (ГОСТ 767—70). Для меднения используют электро­

Сернокислую медь растворяют в горячей воде и через фильтр вливают в ванну, затем тонкой струей вливают серную кислоту,

49