分析CTP版生產(chǎn)對鋁板基質量要求

鄭明卿

柯達（中國）圖文影像有限公司

分析CTP版生產(chǎn)對鋁板基質量要求

鄭明卿

柯達（中國）圖文影像有限公司

高質量的鋁板基是制造優(yōu)質CTP版的首要條件，文章從CTP版生產(chǎn)的質量要求入手，分析了鋁板基的量化指標和表觀質量對CTP版生產(chǎn)和產(chǎn)品質量的影響，并針對鋁板基存在的典型缺陷，提出了版材生產(chǎn)中控制和處置措施。

鋁板基；CTP版；質量；缺陷；標準；處置、運用

背景

隨著印刷業(yè)向高檔化、個性化、高增值化方向發(fā)展，因此急需高端高品質的CTP版材。而在CTP版材的生產(chǎn)過程中，鋁板基作為它的重要原材料之一，其質量直接影響到CTP版的生產(chǎn)和版材的質量。目前，國內能生產(chǎn)中高端CTP版用的鋁板基主要有西南鋁業(yè)和瑞閩鋁板帶，還有2009年試產(chǎn)的美鋁渤海鋁業(yè)公司和新投資建廠的廈門廈順鋁箔有限公司，除西南鋁，其它三家都擁有世界先進的CTP版鋁板基BWG純拉伸矯直生產(chǎn)線，這大大提升了國產(chǎn)CTP鋁板基的生產(chǎn)能。而現(xiàn)在的印刷業(yè)競爭日益激烈，企業(yè)在保證質量的前提下，降低成本，提高競爭力勢在必行，由此國產(chǎn)鋁板基的選用也就水到渠成。本文著重從量化指標與表觀指標兩大方面來分析鋁版基質量對CTP版生產(chǎn)和版材質量的影響，以促進國內鋁板基生產(chǎn)廠家提高質量。

1.CTP版用的鋁板基的量化指標

CTP版材用的鋁板基的量化指標包括鋁板基的化學成份、常溫及烤板的機械性能，厚度和寬度的精度，鋁板基的表面粗照度，邊緣毛刺、以及板型，這些指標不同程度的關系到CTP版生產(chǎn)及其版材質量。

1.1鋁板基的化學成份

CTP版要求的電解砂目要更細密、均勻，兩個因素很重要，一是：鋁板基的內在成份，也就是說與生產(chǎn)CTP版的鋁合金所含的微量金屬元素的種類和含量有關。目前，國內用在CTP版生產(chǎn)的鋁板基的合金有1110、1050、1060、1070[1]，普遍運用的是1050合金及其金衍生出來的類似合金，其自編合金號及化學成份參考表（1.1）。

表（1.1）　化學成分（%）

市場上運用最好的Hydro1052鋁板基就是在1050合金的基礎上，添加了質量百分比為0.15%～0.30% 的活潑元素鎂，調整后的特種金屬含量的比例更合理，使得鋁板基既有良好的物理機械性能又能明顯改善其電解適性，即明顯改善電解砂目的響應敏感性，無須強化處理就能形成細密而均勻的砂目層。二是：鋁板基加工過程中工藝的控制。添加的特種金屬元素在鋁機體中的分布要更均勻，才能使電解砂目細密均勻。對此有采取對CTP版用的鋁板基的熱軋用的方鑄錠或冷軋用坯料先進行均勻化熱處理。

鋁板基的化學成分的質量跟蹤，是確保原材料質量的重要參數(shù)之一。常用的測試方法是ICP原子發(fā)射光譜法。

1.2鋁版基的物理機械性能

CTP版的上版的方式有手動、半自動、全自動，及自動定位打孔裝置，要求版材具有一定的挺度。版基如太軟，挺度就差，容易彎曲變型而影響印刷運用；鋁板基太硬，則不易校平，因此，CTP版材用鋁板基必須有良好的機械性能。Hydro生產(chǎn)的1052H18的鋁卷，被公認為最適合用于生產(chǎn)CTP版材，其機械性測試結果明顯比1050合金高出20-40MPa。2008年前國內還沒有廠家生產(chǎn)類似的合金，隨著CTP鋁板基需求的增加，少數(shù)廠家也開始研發(fā)生產(chǎn)類似1052合金的鋁板基，如西南鋁業(yè)生產(chǎn)的合金1A25H18、美鋁的合金C17N H18、廈順的合金1050X與1050Y H18也都適用于CTP版的生產(chǎn)。另外，鋁版基的耐烘烤性能也需參考，因為印量的需求，客戶常常會烤版后再使用?？景娴臈l件有兩種，即280oC下烤4分鐘或220oC下烤10分鐘。市面不同牌號的鋁板基的機械性能參考表（1.2）。

1.3鋁板基的幾何性能

鋁板基的幾何性能指標主要有板基的寬度、厚度、表面粗糙度、邊緣毛刺。

CTP版材用的鋁板基的厚度常見的有0.15mm、0.30mm、0.40mm， 在日本用得最多的是0.20mm和0.24mm 的厚度。按國際標準[2]厚度在0.270±0.010mm范圍的板基制成的CTP版在中國可被稱作0.3 mm厚度的版。目前CTP制版機市場上主要有兩大類，外鼓式與內鼓式激光掃描方式制版。熱敏CTP版用的是外鼓式激光掃描方式制版，而紫激光CTP制版機多采用內鼓式激光掃描方式制版。CTP版生產(chǎn)企業(yè)在考慮成本的同時，也應結合實際運用，將厚度的質量控制維持一致性，因為有些CTP制版機，如海德堡的CTP制版機、網(wǎng)屏機因設備本身無對焦補償，厚度波動的范圍太大，會導致對焦問題?？逻_全勝制版機設備自身帶有對焦補償，在一定程度上可以克服厚度小的偏差的影響。

CTP版對版材的寬度、長度和方正度要求很高，因為這直接影響到客戶的使用，如果尺寸偏差過大，一方面，會到導致制版機無法接受而被拒用；另一方面，影響套色，使印刷品圖案模糊不清。另外，從成本考慮，我國版材生產(chǎn)有的不安裝在線切邊裝置，所以要求鋁卷的寬度公差≤±0.5mm，最好無公差。以避免在線調片和切邊質量問題。鋁板基生產(chǎn)廠對寬度的控制因生產(chǎn)設備能力的不同而有區(qū)別，因此版材生產(chǎn)廠需要與鋁板基廠家溝通達成協(xié)議。

表（1.2）　不同牌號的鋁板基的機械性能

1.4鋁板基的電解性能對CTP版的電化學處理效果的影響

首先，來解一下電解磨版處理的效果直接影響著印刷的效果，（1）改善底層與感光涂層的黏合性，增加印刷壽命；（2）在印刷過程中維持一個期望的水墨平衡，防止臟版。

CTP版電化學處理的控制與其自身的生產(chǎn)工藝如選擇酸的類型和濃度、溶液的溫度、電流的密度、磨版的時間、電荷的密度等有直接的關系外，還與鋁板基的化學成份和表面質量有關。鋁板基在進行電解磨版處理之前，必須先經(jīng)過堿洗， 其目的是洗去鋁板基表面含有的軋制時用的油脂、塵土，自然被氧化的Al2O3，以及次表層里被嵌入的爐渣和金屬之間的化合物微粒等，這樣電解磨版時才能獲得均勻砂目層，即有穩(wěn)定的粗糙度（Roughness）。堿洗工藝過程用刻蝕量（Etch Loss）來控制，即通過測量鋁盤（10X10cm2）在堿液中反應30秒測得的刻蝕量來控制生產(chǎn)工藝，這比用滴定結果來控制生產(chǎn)過程更重要。理想情況的控制是鋁盤的刻蝕量等于板帶片幅的刻蝕量，但事實上鋁盤的刻蝕量不等于片幅上的刻蝕量。當然，刻蝕量還與堿溶液的濃度、溫度有關。

國內產(chǎn)的鋁板基在74oC/30秒條件下刻蝕量一般都在8.5g/m2左右，而德國產(chǎn)的鋁板基一般較小，約在5.5 g/m2左右，前者在鋁板基生產(chǎn)的收卷工序前噴石蠟油潤滑以防鋁卷復繞時產(chǎn)生擦劃傷導致表面質量缺陷，而后者則是去油收卷。鋁板基在冷軋后如果去油清潔不好，殘留的Al-Si或Al-Fe未除凈，也會造成刻蝕不均勻。因此，鋁板基表面質量穩(wěn)定與否直接影響CTP版材生產(chǎn)的控制。

CTP版多用于高質量的彩色印刷，CTP制版機掃描制版多采用調頻網(wǎng)或調頻/調幅混合加網(wǎng)技術，其版基砂目值一般在0.40～0.55μm，要達到精細網(wǎng)點、網(wǎng)線的還原，除與生產(chǎn)廠的電解工藝條件有關外，還與鋁板基本身的表觀質量和表面粗糙度有直接關系。一般鋁板基的表面粗糙度越大，電解磨版后更大，因為粗糙度是累加上去的。電解砂目越粗，網(wǎng)點、網(wǎng)線的還原性越差，因此，CTP鋁版基的粗糙度要控制在0.15—0.28μm，橫向Ra允許的偏差為±0.02 μm，Rz≤ 2.5μm[1]，否則很難做出較細的砂目層。此外，鋁板基自身的內部與外部表觀缺陷，也將影響電解磨版的質量，如軋制線、金屬條紋、油污壓入、鋁板基表面被氧化等。雖然，在內部缺陷不嚴重時，可以通過調整電解腐蝕參數(shù)加以改善消除，但若版基的表觀質量太差，不進行強化電解根本就無法消除版面的缺陷，這也將導致砂目粗糙。

1.5鋁板基的板型對CTP版的影響

CTP版的版型受使用的鋁板基的板型的直接影響，鋁板基的板型是指板基材的平直度。鋁板基板型的缺陷是由于軋件在寬度方向上的縱向延伸不均勻，出現(xiàn)內應力的結果，使鋁板基產(chǎn)生邊緣波浪、中鼓等缺陷。CTP版材生產(chǎn)對鋁板基的具體要求是：（1）帶材的不平度，在每米長度上的波浪數(shù)不得超過3個，每個波浪的波高≤2 mm[1]；（2）在帶材自由展開時，不允許有目測可見的邊緣波浪、中鼓。

多數(shù)CTP制版機采用外鼓式激光掃描成像制版，不像PS版曬版是采取抽真空方式可使版面與膠片密合。為了使CTP版材能很好的與外鼓密合，確保激光成像質量，要求CTP版的版型控制略微反翹（即翹向版背）。反翹的質量控制可用懸掛式平整度的方法來測量。版材的版型當然還與版材生產(chǎn)設備狀況有關，因此，需要供需雙方不斷磨合，達到互相匹配。

2.鋁板基的表觀質量

在CTP版生產(chǎn)中，鋁板基的表觀質量對生產(chǎn)和最終產(chǎn)品的質量影響是最大的，也是最不好控制的，不但沒有具體的量化指標，還因生產(chǎn)線的不同，產(chǎn)生不同的缺陷。因此，要保證CTP印版的質量，鋁板基的表觀質量是前提。常見的由鋁版基帶來的表觀缺陷有：軋制紋、織布紋、非金屬壓入、壓過劃痕、黑條、黏鋁、機械損傷等幾種。典型內部質量問題則主要表現(xiàn)在化學成分不均、組織粗大、化合物形狀尺寸異常等。這些缺陷對表面質量和電解腐蝕砂目要求極高的高端CTP版基確是致命的缺陷。下面具體的分析鋁板基缺陷對CTP版質量的影響及控制和處置。

2.1軋制線(Grain Streak)

在CTP版的底層有明顯的與軋制方向一致的高低差細條紋稱為軋制線。圖（2.1）是300倍顯微放大，在圖標紅線的右邊是正常的鋁板基經(jīng)電解粗化處理后砂目均勻；右邊為有軋制紋缺陷的電解砂目圖，是由于鋁板基生產(chǎn)時，軋輥發(fā)生振動或磨輥粗糙度不一致導致表面存在細微高低差，經(jīng)電解砂目后形成條紋，從而影響表觀質量。該弊病是間斷出現(xiàn)，純屬鋁板表觀問題。經(jīng)運用評估，該弊病對低端的CTP印版因Ra相對較高而影響小些，或非FM運用的印刷，在運用中并未達到影響產(chǎn)品的影像還原，也不影響版材的印刷質量，如清潔，上臟及耐印數(shù)等，但由于它可顯現(xiàn)在底版而引起客戶的高度關注并拒絕使用。針對該缺陷，鋁板基生產(chǎn)企業(yè)，可通過調整成品道次、冷軋工序道次變形量，下調軋輥表面粗糙至0.20± 0.02um來改善，同時通過陽極化檢驗及低倍組織檢查來控制。版材生產(chǎn)企業(yè)，則可通過如下三項檢驗方法來把控鋁板基的軋制線缺陷，（1）低倍試驗，主要針對鋁軸使用前的檢查， 但較難判定；（2）取鋁軸上機后的底層頭樣對比參考樣來判定，條紋程度比參考樣品嚴重的則換軸，退下的大軸，等待第（3）點的測試評估結果出來，再決定是否再使用；（3）對第（2）點有疑問的版材，可以設計“網(wǎng)點漸變曝光沖洗”的評估方法作為產(chǎn)品放行的依據(jù)。

圖(2.1)軋制紋版材的底層和生樣顯微照片

2.2織布紋(Strike Through)

織布紋顧名思義則是在CTP版材上呈現(xiàn)的間距、位置相對固定的連續(xù)或間斷重復的條紋。該缺陷在印刷運用時，影像明顯受影響，在實地位置尤為明顯，呈刷子狀的條紋，是完全不可接受的。該缺陷產(chǎn)生的原因是用于鋁板基生產(chǎn)時所用的冷軋輥表面有條紋缺陷，其條紋是磨輥時車床進刀時振動產(chǎn)生的。CTP版生產(chǎn)中可以通過表觀檢查和在線照相機監(jiān)測到該缺陷。首先，在鋁板基上機前，通過取外圈鋁板基月2米長進行全幅的表觀檢查，可借助10倍放大鏡和對比限度參考樣品做判定；二是優(yōu)化在照相機的設置，提高檢測靈敏度，自動探測與剔除缺陷；三是生產(chǎn)線上常規(guī)的取樣檢查。

2.3金屬條紋(Mill Line)

由于鑄錠光晶比例偏高，導致鋁板基的表面局部有光晶，或工藝控制不當產(chǎn)生的晶粒粗大，經(jīng)軋制后呈通條分布的暗條紋，條紋區(qū)域寬度不等。在圖（2.3）中，A所示為低倍浸蝕后的缺陷低倍形貌，其它兩圖為在體視鏡下觀察，缺陷條紋區(qū)域及正常區(qū)域宏觀形貌。CTP生產(chǎn)線上加大腐蝕也克服不了，是不可接受的缺陷，因此，鋁板基生產(chǎn)企業(yè)應加強鑄錠銑面后表面粗大晶粒的檢查，降低缺陷漏檢率。

圖(2.3)金屬條紋

2.4黑條(Black Line)

黑條在CTP版上的表現(xiàn)為暗色條紋，進一步洗去涂層后在底版上仍然可見黑色的條紋，且用丙酮溶劑都無法洗掉。反查鋁版基可發(fā)現(xiàn)沿軋制方向分布的長短不一的異常條紋，圖（2.4.1）為缺陷宏觀形貌。在掃描電鏡下觀察樣品缺陷部位可見缺陷部位均沿軋制方向分布，表面存在不同程度的損傷，經(jīng)軋制變形完全焊合后殘留的痕跡.圖（2.4.2）為EDX能譜分析，異常處碳氧元素明顯高于正常部分，為典型的黑條缺陷。

該缺陷是隨機出現(xiàn)，輕微時電解可消除。一般地，黑條輕重主要看顏色的深淺和尺寸的大小，顏色深、尺寸大一般較重，反之則輕。經(jīng)運用評估，該程度輕的黑條對印刷運用無使用功能的影響，但由于它可顯現(xiàn)在非影像部位的底版而引起客戶的高度關注并拒絕使用。版材生產(chǎn)中對該弊病的控制，一是可通過對原鋁板基的表觀檢查，但該缺陷是隨機產(chǎn)生的，漏檢出的概率高；二是對在線照相機檢測系統(tǒng)進行優(yōu)化可剔除部分反差大的缺陷；三是生產(chǎn)線上常規(guī)的取樣檢查。

圖(2.4.1)缺陷宏觀形貌

圖(2.4.2)EDX能譜分析

2.5壓過劃痕(Surface Broken)

壓過劃痕是指鋁材表面產(chǎn)生的機械損傷經(jīng)軋制變形后未完全焊合形成的缺陷.該缺陷對CTP版為絕對不允許缺陷，該弊病在生產(chǎn)中可通過優(yōu)化在線照相機系統(tǒng)的設置及時監(jiān)測到并剔除。

2.6非金屬壓入(主要是油污壓入 Roll in Oil)

在CTP版的底層上缺陷區(qū)域呈現(xiàn)亮斑且電解砂目不能進行，使得版材曝光后該缺陷區(qū)域的影像丟失而不能使用，圖（2.6）為缺陷電解砂目后的形貌圖。

圖(2.6)

這里所指的油污是印刷版生產(chǎn)線上堿洗除油不能清除一類。它主要產(chǎn)生于鋁材軋制和精整工序，是國產(chǎn)鋁板基非常普遍的缺陷，嚴重影響電解砂目形成.為絕對不允許的缺陷。該缺陷是隨機產(chǎn)生、影響是批量，導致生產(chǎn)上較難控制剔除。一般通過不斷的優(yōu)化在線照相機自動檢測系統(tǒng)的設置提高探測靈敏度并自動剔除。但由于不同的產(chǎn)品顏色的差異，導致反差不同，照相機探測該缺陷的靈敏度也不一樣，漏檢率約在0-2%左右，這就需要根據(jù)具體產(chǎn)品進行不同的處置。

2.7金屬或顆粒壓入 (Roll in Dirty)

金屬雜質或硬顆粒壓入鋁卷表面，使表面呈明顯的點線狀缺陷。該缺陷不影響電解砂目形成，且等級較輕的在低端版材的運用沒影響，但用于高分辨率低Ra的CTP版生產(chǎn)則不能接受，其導致印刷運用時非影像區(qū)上臟。

除了以上的缺陷外，還有雜質點、表面黏鋁、刮傷等缺陷都會直接影響CTP版材的質量。目前，針對表觀缺陷在CTP版用的鋁板基的國標里沒有明確指標，各生產(chǎn)企業(yè)應根據(jù)自身的生產(chǎn)工藝條件和能力，以及產(chǎn)品的運用，制定缺陷的評判標準。

結束語：

總之，CTP版材生產(chǎn)用的鋁版基的整體質量要比PS版高得多，由于市場上進口和國產(chǎn)的鋁版基質量參差不起，不同廠家因自身的工藝不同而存在不同的缺陷，其弊病對CTP版材的影響程度也會因生產(chǎn)CTP版的企業(yè)生產(chǎn)工藝條件不同而不同，這就需要CTP版生產(chǎn)廠家根據(jù)生產(chǎn)線速度、電解腐蝕能力等相關工藝參數(shù)，與鋁版基供應商多進行技術溝通，積極進行驗證，通過不斷磨合改進，不斷提高產(chǎn)品的質量，達到互相匹配，以求共同發(fā)展。作為CTP版材的生產(chǎn)企業(yè)，可通過內部質量控制以及優(yōu)化在線照相機缺陷自動檢測系統(tǒng)的設置，定期檢查、抽查以降低缺陷流出的風險，提高終端客戶的滿意度。

［1］GB/T 32183-2015 《計算機直接排版印刷版基用鋁帶材》

［2］INTERNATIONAL STANDARD ISO 12635：2008（E） Graphic technology — Plates for offset printing — Dimensions

［3］陳昌云，溫慶紅《印刷對鋁基材質量的要求》《鋁加工》2008年第2期總第181期