鄭明卿

柯達(dá)（中國）圖文影像有限公司

分析CTP版生產(chǎn)對(duì)鋁板基質(zhì)量要求

鄭明卿

柯達(dá)（中國）圖文影像有限公司

高質(zhì)量的鋁板基是制造優(yōu)質(zhì)CTP版的首要條件，文章從CTP版生產(chǎn)的質(zhì)量要求入手，分析了鋁板基的量化指標(biāo)和表觀質(zhì)量對(duì)CTP版生產(chǎn)和產(chǎn)品質(zhì)量的影響，并針對(duì)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(zhì)量；缺陷；標(biāo)準(zhǔn)；處置、運(yùn)用

背景

隨著印刷業(yè)向高檔化、個(gè)性化、高增值化方向發(fā)展，因此急需高端高品質(zhì)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(zhì)量直接影響到CTP版的生產(chǎn)和版材的質(zhì)量。目前，國內(nèi)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(jìn)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(jìng)爭(zhēng)日益激烈，企業(yè)在保證質(zhì)量的前提下，降低成本，提高競(jìng)爭(zhēng)力勢(shì)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(biāo)與表觀指標(biāo)兩大方面來分析鋁版基質(zhì)量對(duì)CTP版生產(chǎn)和版材質(zhì)量的影響，以促進(jìn)國內(nèi)鋁板基生產(chǎn)廠家提高質(zhì)量。

1.CTP版用的鋁板基的量化指標(biāo)

CTP版材用的鋁板基的量化指標(biāo)包括鋁板基的化學(xué)成份、常溫及烤板的機(jī)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(biāo)不同程度的關(guān)系到CTP版生產(chǎn)及其版材質(zhì)量。

1.1鋁板基的化學(xué)成份

CTP版要求的電解砂目要更細(xì)密、均勻，兩個(gè)因素很重要，一是：鋁板基的內(nèi)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(guān)。目前，國內(nèi)用在CTP版生產(chǎn)的鋁板基的合金有1110、1050、1060、1070[1]，普遍運(yùn)用的是1050合金及其金衍生出來的類似合金，其自編合金號(hào)及化學(xué)成份參考表（1.1）。

表（1.1）　化學(xué)成分（%）

市場(chǎng)上運(yùn)用最好的Hydro1052鋁板基就是在1050合金的基礎(chǔ)上，添加了質(zhì)量百分比為0.15%～0.30% 的活潑元素鎂，調(diào)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(jī)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(yīng)敏感性，無須強(qiáng)化處理就能形成細(xì)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(jī)體中的分布要更均勻，才能使電解砂目細(xì)密均勻。對(duì)此有采取對(duì)CTP版用的鋁板基的熱軋用的方鑄錠或冷軋用坯料先進(jìn)行均勻化熱處理。

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

1.2鋁版基的物理機(jī)械性能

CTP版的上版的方式有手動(dòng)、半自動(dòng)、全自動(dòng)，及自動(dòng)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(yùn)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(jī)械性能。Hydro生產(chǎn)的1052H18的鋁卷，被公認(rèn)為最適合用于生產(chǎn)CTP版材，其機(jī)械性測(cè)試結(jié)果明顯比1050合金高出20-40MPa。2008年前國內(nèi)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?yàn)橛×康男枨?，客戶常常?huì)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(hào)的鋁板基的機(jī)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(biāo)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(biāo)準(zhǔn)[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(jī)市場(chǎng)上主要有兩大類，外鼓式與內(nèi)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(jī)多采用內(nèi)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(shí)，也應(yīng)結(jié)合實(shí)際運(yùn)用，將厚度的質(zhì)量控制維持一致性，因?yàn)橛行〤TP制版機(jī)，如海德堡的CTP制版機(jī)、網(wǎng)屏機(jī)因設(shè)備本身無對(duì)焦補(bǔ)償，厚度波動(dòng)的范圍太大，會(huì)導(dǎo)致對(duì)焦問題。柯達(dá)全勝制版機(jī)設(shè)備自身帶有對(duì)焦補(bǔ)償，在一定程度上可以克服厚度小的偏差的影響。

CTP版對(duì)版材的寬度、長度和方正度要求很高，因?yàn)檫@直接影響到客戶的使用，如果尺寸偏差過大，一方面，會(huì)到導(dǎo)致制版機(jī)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(diào)片和切邊質(zhì)量問題。鋁板基生產(chǎn)廠對(duì)寬度的控制因生產(chǎn)設(shè)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(dá)成協(xié)議。

表（1.2）　不同牌號(hào)的鋁板基的機(jī)械性能

1.4鋁板基的電解性能對(duì)CTP版的電化學(xué)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(gè)期望的水墨平衡，防止臟版。

CTP版電化學(xué)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(shí)間、電荷的密度等有直接的關(guān)系外，還與鋁板基的化學(xué)成份和表面質(zhì)量有關(guān)。鋁板基在進(jìn)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(shí)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(shí)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(cè)量鋁盤（10X10cm2）在堿液中反應(yīng)30秒測(cè)得的刻蝕量來控制生產(chǎn)工藝，這比用滴定結(jié)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(shí)上鋁盤的刻蝕量不等于片幅上的刻蝕量。當(dāng)然，刻蝕量還與堿溶液的濃度、溫度有關(guān)。

國內(nèi)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(fù)繞時(shí)產(chǎn)生擦劃傷導(dǎo)致表面質(zhì)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(huì)造成刻蝕不均勻。因此，鋁板基表面質(zhì)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(zhì)量的彩色印刷，CTP制版機(jī)掃描制版多采用調(diào)頻網(wǎng)或調(diào)頻/調(diào)幅混合加網(wǎng)技術(shù)，其版基砂目值一般在0.40～0.55μm，要達(dá)到精細(xì)網(wǎng)點(diǎn)、網(wǎng)線的還原，除與生產(chǎn)廠的電解工藝條件有關(guān)外，還與鋁板基本身的表觀質(zhì)量和表面粗糙度有直接關(guān)系。一般鋁板基的表面粗糙度越大，電解磨版后更大，因?yàn)榇植诙仁抢奂由先サ?。電解砂目越粗，網(wǎng)點(diǎn)、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(xì)的砂目層。此外，鋁板基自身的內(nèi)部與外部表觀缺陷，也將影響電解磨版的質(zhì)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(nèi)部缺陷不嚴(yán)重時(shí)，可以通過調(diào)整電解腐蝕參數(shù)加以改善消除，但若版基的表觀質(zhì)量太差，不進(jìn)行強(qiáng)化電解根本就無法消除版面的缺陷，這也將導(dǎo)致砂目粗糙。

1.5鋁板基的板型對(duì)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(nèi)應(yīng)力的結(jié)果，使鋁板基產(chǎn)生邊緣波浪、中鼓等缺陷。CTP版材生產(chǎn)對(duì)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(gè)，每個(gè)波浪的波高≤2 mm[1]；（2）在帶材自由展開時(shí)，不允許有目測(cè)可見的邊緣波浪、中鼓。

多數(shù)CTP制版機(jī)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(zhì)量，要求CTP版的版型控制略微反翹（即翹向版背）。反翹的質(zhì)量控制可用懸掛式平整度的方法來測(cè)量。版材的版型當(dāng)然還與版材生產(chǎn)設(shè)備狀況有關(guān)，因此，需要供需雙方不斷磨合，達(dá)到互相匹配。

2.鋁板基的表觀質(zhì)量

在CTP版生產(chǎn)中，鋁板基的表觀質(zhì)量對(duì)生產(chǎn)和最終產(chǎn)品的質(zhì)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(biāo)，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(zhì)量，鋁板基的表觀質(zhì)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(jī)械損傷等幾種。典型內(nèi)部質(zhì)量問題則主要表現(xiàn)在化學(xué)成分不均、組織粗大、化合物形狀尺寸異常等。這些缺陷對(duì)表面質(zhì)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(duì)CTP版質(zhì)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(xì)條紋稱為軋制線。圖（2.1）是300倍顯微放大，在圖標(biāo)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(shí)，軋輥發(fā)生振動(dòng)或磨輥粗糙度不一致導(dǎo)致表面存在細(xì)微高低差，經(jīng)電解砂目后形成條紋，從而影響表觀質(zhì)量。該弊病是間斷出現(xiàn)，純屬鋁板表觀問題。經(jīng)運(yùn)用評(píng)估，該弊病對(duì)低端的CTP印版因Ra相對(duì)較高而影響小些，或非FM運(yùn)用的印刷，在運(yùn)用中并未達(dá)到影響產(chǎn)品的影像還原，也不影響版材的印刷質(zhì)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(guān)注并拒絕使用。針對(duì)該缺陷，鋁板基生產(chǎn)企業(yè)，可通過調(diào)整成品道次、冷軋工序道次變形量，下調(diào)軋輥表面粗糙至0.20± 0.02um來改善，同時(shí)通過陽極化檢驗(yàn)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(xiàng)檢驗(yàn)方法來把控鋁板基的軋制線缺陷，（1）低倍試驗(yàn)，主要針對(duì)鋁軸使用前的檢查， 但較難判定；（2）取鋁軸上機(jī)后的底層頭樣對(duì)比參考樣來判定，條紋程度比參考樣品嚴(yán)重的則換軸，退下的大軸，等待第（3）點(diǎn)的測(cè)試評(píng)估結(jié)果出來，再?zèng)Q定是否再使用；（3）對(duì)第（2）點(diǎn)有疑問的版材，可以設(shè)計(jì)“網(wǎng)點(diǎn)漸變曝光沖洗”的評(píng)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(duì)固定的連續(xù)或間斷重復(fù)的條紋。該缺陷在印刷運(yùn)用時(shí)，影像明顯受影響，在實(shí)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(shí)所用的冷軋輥表面有條紋缺陷，其條紋是磨輥時(shí)車床進(jìn)刀時(shí)振動(dòng)產(chǎn)生的。CTP版生產(chǎn)中可以通過表觀檢查和在線照相機(jī)監(jiān)測(cè)到該缺陷。首先，在鋁板基上機(jī)前，通過取外圈鋁板基月2米長進(jìn)行全幅的表觀檢查，可借助10倍放大鏡和對(duì)比限度參考樣品做判定；二是優(yōu)化在照相機(jī)的設(shè)置，提高檢測(cè)靈敏度，自動(dòng)探測(cè)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(dǎo)致鋁板基的表面局部有光晶，或工藝控制不當(dāng)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?qū)挾炔坏?。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(yīng)加強(qiáng)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(jìn)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(jī)出現(xiàn)，輕微時(shí)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(yùn)用評(píng)估，該程度輕的黑條對(duì)印刷運(yùn)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(guān)注并拒絕使用。版材生產(chǎn)中對(duì)該弊病的控制，一是可通過對(duì)原鋁板基的表觀檢查，但該缺陷是隨機(jī)產(chǎn)生的，漏檢出的概率高；二是對(duì)在線照相機(jī)檢測(cè)系統(tǒng)進(jìn)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(jī)械損傷經(jīng)軋制變形后未完全焊合形成的缺陷.該缺陷對(duì)CTP版為絕對(duì)不允許缺陷，該弊病在生產(chǎn)中可通過優(yōu)化在線照相機(jī)系統(tǒng)的設(shè)置及時(shí)監(jiān)測(cè)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(jìn)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(yán)重影響電解砂目形成.為絕對(duì)不允許的缺陷。該缺陷是隨機(jī)產(chǎn)生、影響是批量，導(dǎo)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(jī)自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)的設(shè)置提高探測(cè)靈敏度并自動(dòng)剔除。但由于不同的產(chǎn)品顏色的差異，導(dǎo)致反差不同，照相機(jī)探測(cè)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(jìn)行不同的處置。

2.7金屬或顆粒壓入 (Roll in Dirty)

金屬雜質(zhì)或硬顆粒壓入鋁卷表面，使表面呈明顯的點(diǎn)線狀缺陷。該缺陷不影響電解砂目形成，且等級(jí)較輕的在低端版材的運(yùn)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(dǎo)致印刷運(yùn)用時(shí)非影像區(qū)上臟。

除了以上的缺陷外，還有雜質(zhì)點(diǎn)、表面黏鋁、刮傷等缺陷都會(huì)直接影響CTP版材的質(zhì)量。目前，針對(duì)表觀缺陷在CTP版用的鋁板基的國標(biāo)里沒有明確指標(biāo)，各生產(chǎn)企業(yè)應(yīng)根據(jù)自身的生產(chǎn)工藝條件和能力，以及產(chǎn)品的運(yùn)用，制定缺陷的評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)。

結(jié)束語：

總之，CTP版材生產(chǎn)用的鋁版基的整體質(zhì)量要比PS版高得多，由于市場(chǎng)上進(jìn)口和國產(chǎn)的鋁版基質(zhì)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(duì)CTP版材的影響程度也會(huì)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(guān)工藝參數(shù)，與鋁版基供應(yīng)商多進(jìn)行技術(shù)溝通，積極進(jìn)行驗(yàn)證，通過不斷磨合改進(jìn)，不斷提高產(chǎn)品的質(zhì)量，達(dá)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(nèi)部質(zhì)量控制以及優(yōu)化在線照相機(jī)缺陷自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)的設(shè)置，定期檢查、抽查以降低缺陷流出的風(fēng)險(xiǎn)，提高終端客戶的滿意度。

［1］GB/T 32183-2015 《計(jì)算機(jī)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(duì)鋁基材質(zhì)量的要求》《鋁加工》2008年第2期總第181期