标牌(标识)设计、制作、安装新工艺新技术与新材料手册(四)

第三篇
标牌( 标识)制作新工艺新技术

蚀刻标牌是指金属标牌的图文与金属表面不在同一个表面,并以蚀刻的方式
而制得。它可以是保留图文在原基材的平面,将图文以外的区域蚀刻成下凹,称为
阳文蚀刻;也可以保留原基材的表面,使图文区域蚀刻成下凹,称为阴文蚀刻。
蚀刻标牌具有图文的永久性,常用于机械设备标牌和一些使用环境恶劣而需
要作耐久性标识的场合。
蚀刻标牌是传统性的标牌。在以往,习惯称它为腐蚀标牌,实际上这是很不正
确的称谓。腐蚀一词多指金属在自然条件下所遭受的破坏行为的一种结果;而蚀
刻则是一种有意识、有选择性的、为达到预期目的而实施的一种刻意行为。为此,
腐蚀标牌从严格的意义上讲,宜改成为蚀刻标牌更为妥切。
蚀刻标牌的工艺过程,无论是抗蚀膜,或者是蚀刻液与蚀刻方式,在近年来都
有了较大的变化。但所有这些变化,应该承认,它是从传统蚀刻标牌的基础上逐步
发展而来。从变化的起步到逐步的应用,也足足经历了二十多年,直到目前为止,
由于种种原因,还不能完全取消传统工艺。正因为如此,本篇将以传统与现代相并
存的方式,介绍蚀刻标牌的工艺及其演变过程。

第一章
蚀刻标牌制作
新工艺新技术
第一节蚀刻中的抗蚀膜层及其演变
在谈到蚀刻标牌,不能不对抗蚀膜层做一重点的介绍。抗蚀膜层是蚀刻标牌
的关键,直接关系到蚀刻过程的成败。感光抗蚀膜经过多年的演变,大致有以下几
种。
一、骨胶感光胶
以骨胶为主体的感光抗蚀膜层,虽然是一种传统的感光胶,沿用了半个多世
纪,由于工艺稳定、成本低,直到目前为止仍在蚀刻标牌的生产中有所应用。
关于感光胶的有关问题在有关章节中已有了较为详细的叙述。为了方便应
用,现仅按照蚀刻标牌的有关问题加以介绍。
蚀刻感光胶与晒印染色感光胶的不同之处在于胶的浓度不同。它们之间不宜
通用,这一点应注意区分。现将蚀腐感光胶的典型配方提供如下。
骨胶:!""#;
重铬酸铵:$ % !&#;
水:’"" % ’(")*。
其配料方法,请参见有关章节。
蚀刻用的感光胶适用于铝板、铜板等金属板材的蚀刻。经布胶、晒版、显影、水
洗、干燥后,必须经过一道烘烤过程,使胶层充分脱水固化。烘烤的温度约在&+"
! , ! 第一章蚀刻标牌制作新工艺新技术

! "#$%,观察胶膜在高温下的变色情况。正确的变色过程,应该是由染色显影用
的甲基紫,由青莲色变白!变黄!变成有光泽的深褐色(栗壳色)。如果颜色偏黄,
则说明脱水不充分,抗蚀能力不强并易于脱落;如颜色过深接近于黑色,表面且没
有光泽,说明胶膜炭化,烘烤过度,蚀刻时极易出现麻点。
由于骨胶抗蚀胶的烘烤温度,接近于&$$%,在这样的温度下铝板退火而变
软,易使工件变形,因此,在"$ 世纪的’$ 年代普及了聚乙烯醇感光胶后,蚀刻铝标
牌逐步向聚乙烯醇胶转移。
二、聚乙烯醇感光胶
在有关章节中介绍过聚乙烯醇感光胶的特征。用于蚀刻的聚乙烯醇,应根据
作业的需要,选择适宜的聚合度。以中聚合度的聚乙烯醇感光胶为例,为提高抗蚀
性能,可适当加入蛋白片,其典型配方如下。
中聚合度聚乙烯醇:($$);
蛋白片:* ! +);
十二烷基磺酸钠:适量;
重铬酸铵:, ! +);
水:约($$$-.;
用波美度表调整到&/& ! &/*012。
采用聚乙烯醇作为蚀刻感光胶的优点,是固化烘烤的温度只需(3$ ! (*$%即
可,在这个温度下铝材可保持原有的硬度。同时烘烤时可以集中上架进入烘箱内
烘烤,时间大约在* ! ($-45,这样不仅烘烤的一致性好、节省能源,同时能减轻劳动
强度,提高生产效率。
三、网印自干型耐蚀印料
对于一些金属标牌蚀刻要求不高的场合,为避开配制感光胶、布胶、烘板的烦
琐工序,金属蚀刻的耐蚀层,可采用耐蚀印料直接印制图文。耐蚀印料曾走过了一
段自行配制印料的路程,这些印料大多以沥青漆或白厚漆为主要成分。自市场上
有了耐腐蚀油墨的商品以来,基本上结束了自配的印料,而改用网印耐蚀油墨。
" , ( 第三篇标牌(标识)制作新工艺新技术

网印自干型耐蚀油墨,从这一商品的名称上看,已把它的特征基本上做了描
述。首先它是通过网印的方式获得抗蚀的图形;其次是它无须加热或紫外光照射,
能在常温下自行干燥,属于一挥发性氧化结膜型油墨;再者,具有一定的耐蚀刻的
能力。
通过网印的图形属于二次图形,它与直接曝光的感光性胶膜相比,自然在精细
度上有所差别。其主要技术性能见表! " !。
表! " ! 网印自干型耐蚀油墨性能
项目技术指标
外观蓝色糊状物
黏度(#$%)& ’(·) * + ,
丝漏网目-目!*..
印刷性能丝印时不粘网,不拉丝,无明显气泡和针孔
闪点& % ",.
干燥时间室温#.%,相对温度,./ + 0./时,表干时间*1
铅笔硬度实干后达到#2
附着力三级
细度&!3 !!$
耐蚀性能耐三氯化铁、氯化铜、过硫酸铵等酸性腐蚀
去膜#/4(52 水溶液、#$%以下!!367
储存期室温密封! 年
* , ! 第一章蚀刻标牌制作新工艺新技术

四、光致抗蚀膜
光致抗蚀膜是一种在涤纶片基上预涂的、具有感光性的抗蚀膜层,又称干膜。
它始于!" 世纪#" 年代的前后,其最大的优点是可以适当地储存,同时可剪裁成所
需的尺寸,可回避了临时配胶的麻烦。使用时将抗蚀膜贴在清洁并经处理过的金
属表面,经过低温贴膜!曝光!揭膜!显影!干燥等工序可即时应用于蚀刻。
光致抗蚀膜虽然有一定的作业便利性,在高精度的$%& 工艺中应用较多,但
作为标牌的蚀刻,受成本的限制,只有在少量试样而又没有现成其他抗蚀感光胶的
情况下,才具特点。
继光致抗蚀膜后,经济而有适用的产品,也就是当前提倡的感光抗蚀油墨。
五、感光抗蚀油墨
感光抗蚀油墨又称为光致抗蚀剂或光成像抗蚀抗电镀油墨。它的性质有些类
似于感光干膜,所不同的是它不是预涂成膜,而是液态油墨形式现涂现用。为了有
别于感光干膜,又称为液体干膜或湿膜。
感光抗蚀油墨是!" 世纪#" 年代末期的产物,经过不断地改进,目前已成为金
属抗蚀刻膜层的主流产品,市场的占有量不断扩大,其产品品牌不下’" 个品种。
感光抗蚀油墨自问世以来,受到标牌行业普遍的重视,它不仅是一种环保型的
感光材料,而且给蚀刻标牌带来许多有利的条件,是蚀刻中( 种感光膜层不断演变
的最终产品,也是蚀刻工艺进步的标志。笔者本着推介新工艺、新技术,提倡环保
的愿望出发,将对感光抗蚀油墨单独列为一节,予以详细介绍。
第二节感光抗蚀油墨在蚀刻标牌中的应用
一、感光抗蚀油墨的组成及其特点
感光抗蚀油墨,主要由感光性高分子树脂、光交联剂、光引发剂、颜料和助剂及
) * + 第三篇标牌(标识)制作新工艺新技术

溶剂所组成。具有以下特点。
!感光度高,曝光量为!"" # $""%& ’ (%),提高制版速度和生产效率。
"分辨力高,能制造线条细度为*"#% 高精度的蚀刻图像。
$显影速度快,用稀弱碱水溶液显影,线条边沿整齐。
%抗电镀性好,显影后,可以达到一般酸性电镀的要求。
&耐酸性好,可以用硫酸、盐酸、三氯化铁等酸性蚀刻液蚀刻,而且蚀刻后的线
条边沿整齐。
’网版满版印刷,操作简单,不需要高技术操作人员。
(易退墨,用较稀的氢氧化钠溶液即可退墨。
二、技术性能及其操作过程
!+ 技术性能
现以,-./ 0 )"") 型光致抗蚀油墨为例,其技术性能及参数见表! 0 )。
表! 0 ) 光致抗蚀油墨技术参数
颜色蓝色
黏度($"" 1 )")/2·3
使用方法印刷
分辨率)#% 以下
干燥条件(4" 1 ))5、!" # !*%67
曝光能量4" # !)"%& ’ (%)
显影条件"+*892) :;$
水溶液、()4 1 ))5、<" # *"3
去膜*8 # !"8苛性钠水溶液、<"5、="3
包装!>?
储存期)" # $"5、= 个月
* = ! 第一章蚀刻标牌制作新工艺新技术

!" 操作过程
光致抗蚀油墨的应用,可采用下列流程作业:基材前处理!涂布!干燥!曝光
!显影!转往下的工序。
(#)基材前处理
可参阅有关去氧化层、去油的常规处理。
(!)涂布
视图形的精度要求,允许采用#$% & ’%% 目网版,满版刮印,墨层要求密实无针
眼,膜层干燥后的最佳厚度宜在#$ & !%!(。墨膜过厚,要增加干燥时间和曝光量,
否则会造成显影不良,膜会有脱落倾向;墨膜过薄,要适当减少曝光量,否则显影困
难并难以退膜。
(’)干燥
涂布后的墨层,应即时加热干燥,如采用烘箱干燥,应将工件用插架直放在烘
箱内,避免由水平放置而造成箱内温度的不均。干燥的温度控制在()% * !)+,以
墨层不粘手为准,一般需#% & #$(,-。干燥温度过高或时间过长,会造成显影慢和
退墨难的现象。
(.)曝光
宜采用有真空吸气的晒版装置,光源波长在!)% & ’)%-( 为好,可采用高压水
银灯或其他金属卤素灯,根据墨层的厚薄情况和光源的距离,掌握曝光时间。曝光
不足,墨层不干,抗蚀性和抗电镀性能差;曝光过度,显影困难,小字图文边界不清
并会使之变形。
由于光致抗蚀油墨的感光速度比较快,以上作业均应在黄色安全灯下进行。
($)显影
采用#/ & #"$/的碳酸钠水溶液,温度为(’% * !)+,以喷射的方式显影,喷射
压力调整为#01"#’ & !0."!%234(! & ’256 7 8(!);显影时间不宜过长,应在0%9 之内完
成,过长的时间会使墨层受损,当图文清晰、余墨去净即可。显影后以清水冲洗、晾
干,待转入往后的工序。
三、常见故障及其排除
采用光致抗蚀油墨,有可能出现的故障及其排除的方法,参见表# : ’。
1 1 # 第三篇标牌(标识)制作新工艺新技术

表! " # 感光抗蚀油墨使用中常见故障现象、原因及排除的方法
故障现象原因及排除方法
产生气泡
!丝网因素:没有脱脂;没有清洁版面
"印刷问题:速度太快;刮刀不锐利;静置时间不够
#基材问题:表面不清洁;不平整
$油墨问题:油墨黏度不高;稀释剂使用不当;油墨有问题
显影不良
!预烘问题:预烘温度太高;预烘时间太长;预烘后放置时间太长
"曝光问题:曝光时间太长;造成线条之间粘连;底片有缺陷
#显影问题:显影液浓度不够,使用时间太长;显影温度太低;压力不够
$油墨问题:油墨稀释过量;产品过期;印刷后未烘,放置时间太长
显影图像破坏
!预烘问题:温度太低,少量溶剂残留;时间不够,印刷墨层太厚
"曝光问题:曝光量太小,曝光不完全
#显影压力太大;时间太长
无法显像!烘烤问题:温度太高;时间太长;烘箱控温失灵
"油墨问题:稀释比例不当;油墨过期
表面有粘版或压痕
!预烘问题:温度太低;时间不够
"曝光问题:曝光时间太久,产生的热量使得温度太高;曝光机冷却系统出毛
病;真空压力太大
表面因印刷产生斑
点弊病
!网版问题:网版未脱脂;封网胶带被溶解,污染网版
"基板问题:基板被油脂污染
#磨刷机问题:水质污染,有油脂;吸水海绵被油脂污染;刷轮太旧,失去作用
表面龟裂!烘烤问题:烘烤温度太高;烘烤时间太长
"油墨问题:油墨稀释时被污染,混进不良物质;油墨被过度稀释
$ % ! 第一章蚀刻标牌制作新工艺新技术

四、感光抗蚀油墨与其他抗蚀膜层的比较
在本章第一节,对蚀刻中的各种抗蚀膜层及其演变的过程做了介绍。不同的
工艺方法,迄今为止都仍有不同程度的应用,为便于对照了解、合理取舍,各抗蚀膜
层的有关情况见表! " #。
表! " # 各抗蚀膜层综合比较
项目
种类
骨胶聚乙烯醇胶抗蚀印料抗蚀干膜抗蚀油墨
成膜方式摇胶感光摇胶感光网印图文热贴膜感光满印感光
蚀前固膜$%&’ !(&’ 自干)&’ %&’
成本最低低低高中
环境保护有*+, - 污染有*+, - 污染无无有气味
退膜易易一般易易,高温后困难
抗蚀性能一般一般差一般较好
成像精度一般一般差好好
溶剂挥发性无无有无有
储存期不超过! 天不超过( 天, 个月左右, 个月. ! 年, 个月. ! 年
第三节蚀刻设备及蚀刻液
一、蚀刻设备
蚀刻设备涉及到蚀刻的操作方式,在这方面多年来必有不少的变化。
!/ 手工蚀刻
所谓手工蚀刻,也就是最传统、最简单的一种操作方法。它几乎不存在什么设
% , ! 第三篇标牌(标识)制作新工艺新技术

备,而是仅采用一只类似于“船”状平底的木盆,又称为摇床,如图! " ! 所示。盆中
放置少量蚀刻液,在盆中央放置被蚀刻的工件,手按动“船”的一端使之前后摇动,
蚀刻液来回在工件上流过,达到蚀刻的目的。这种方法虽然比较“落后”,但由于没
有投资费用,而且只需要! # $% 的蚀刻液就可工作,更换药液也十分方便,特别适
用于少量工件的生产。
图! " ! 摇床蚀刻示意
$& 卧式蚀刻机
卧式蚀刻机又称泼溅式或搅拌式蚀刻机,它有陶瓷产品和塑料制品两种。其
结构是通过主轴上连接的多个不同方位的斗形叶轮,转动时叶轮将蚀刻液泼到工
件上,使工件蚀刻的表面不断得到“新鲜”的、并有一定冲击力的药液,随时冲走蚀
刻时的残留物,蚀刻的速度较快,但要注意蚀液时需中途停机,调换工件的方向,避
免工件单方向的侧蚀,达到蚀刻均匀。图! " $ 为卧式蚀刻机的结构示意。
图! " $ 卧式蚀刻机结构示意
’ ( ! 第一章蚀刻标牌制作新工艺新技术

!" 立式蚀刻机
立式蚀刻机不是市售的商品,而是一种简易可行的自制设备,其结构如图# $
! 所示。
图# $ ! 立式蚀刻机结构示意
该设备可利用一只水缸或其他圆形的广口容器,高约%&&’’,在缸的中央有一
根直径约为#&&’’ 的塑料管,塑料管上端密闭,与主轴电机相连,塑料管的下端焊
成! ( ) 片螺旋状的叶片,在塑料管的圆周上,钻有若干个直径约为*’’ 的小孔,
缸的沿周为一圈木制版架,供倾斜放置工件。当电机带动主轴高速旋转时,塑料筒
主轴下端的螺旋叶片吸取蚀刻液,受离心力的作用,蚀刻液只能从主轴上的多个小
孔中射出,甩向工件的表面。这种自制的立式蚀刻机,因蚀刻液几乎呈雾状,与卧
式泼溅相比冲击力小而均匀,同时缸的四周空间全部可利用,工作效率高,制作取
材方便,造价低廉。
)" 三氯化铁蚀刻机
图# $ ) 是一台使用三氯化铁的喷淋式蚀刻机。三氧化铁的水溶液,经调整好
密度后,储存于大的塑料桶中,由耐酸泵抽取,向机内加注。
机器上方有塑料管排出废气。使用三氯化铁蚀刻机,应做好废水的集中处理
和防止废气的污染。
经蚀刻清洗后的版子,可随即进入烘干机,图# $ + 是一台红外式金属标牌
干机,其作业过程是先将版面经过一个传送轴传输到一对柔性的挤压辊中,柔性挤
& , # 第三篇标牌(标识)制作新工艺新技术

压辊具有吸水性,先将版面的水分挤干,然后输入烘干区并以热风吹干。
图! " # 三氯化铁的喷淋式蚀刻机
图! " $ 红外式金属标牌烘干机
采用以上设备,可连续完成蚀刻" 清洗" 去膜" 清洗" 挤干" 烘干的过程,可
与其他的作业合并组成连续作业生产线。
$% 氯化铜喷淋式蚀刻机
氯化铜喷淋式蚀刻机是一种较为理想的专业化生产蚀刻设备,其外形如图!
! & ! 第一章蚀刻标牌制作新工艺新技术

! " 所示。
图# ! " 氯化铜喷淋式蚀刻机
该机具有摆动喷淋,使蚀刻工件无死角;溶液温度自动控制,能满足蚀刻温度
的调整与控制;无级调速可任意控制蚀刻速度;配有蚀刻液(氯化铜)的再生装置,
节约成本。能满足蚀刻、清洗、去膜、吸干的连续作业。
采用喷淋式蚀刻设备,由于在大多数情况下是反向喷淋,同时药液呈雾状,因
此,蚀刻较为均匀,侧蚀的现象可减轻。适合于大批量蚀刻生产使用。与其他蚀刻
设备相比,一次性投资较大。
"$ 电解蚀刻机
采用电解的方式对金属进行蚀刻,是一种环保型、无害化的蚀刻方式,是蚀刻
工艺的发展方向。目前已有多家工厂投放电解蚀刻设备走向市场。但真正应用于
专业蚀刻加工的为数不多,究其原因,可能由于金属蚀刻标牌本身向高档次发展的
产品不多,从成本、效率考虑,还存在一定的适应能力。为了提倡电解蚀刻的无害
作业,现已将这一部分的内容安排在第九章的牌匾工艺中予以介绍,这是由于牌匾
蚀刻是阴文居多,耗用功率较小,同时牌匾加工相对于蚀刻标牌而言在成本上的考
虑较为宽松。
二、蚀刻液
蚀刻液通常又称为蚀刻药水,不同的金属基材有不同蚀刻液的配比。在标牌
蚀刻的蚀刻液中以三氯化铁、硫酸铜、氯化铜和氯化钠等蚀刻剂为主,其中又以三
氯化铁应用最为普遍。三氯化铁存在着对环境的污染,使用时应做好治理工作。
现结合标牌蚀刻的具体情况,按照不同的基材分别介绍有关的蚀刻液。
% & # 第三篇标牌(标识)制作新工艺新技术

!" 铝标牌蚀刻液
蚀刻铝标牌,通常采用三氯化铁与硫酸铜的混合液,典型的配方如下。
硫酸钢水溶液波美度(!# $ !%&’():%))*+;
三氯化铁水溶液波美度(,- $ .)&’():.))*+;
工业硫酸:!%*+。
将以上的配比,用水调整到波美度!% $ /)&’(,当蚀刻铝版的阴文(凹字)时,应
用波美度低一些的溶液,波美度在!% $ !0&’( 之间,以防止凹隔图文中残留物集聚
而无法清除;当蚀刻铝版的阳文(凸字)时,可选用波美度!- $ /)&’(。过浓的蚀刻
液蚀刻过程反应激烈不易控制,并容易使版面字迹变形或产生过蚀的麻点。
铝标牌蚀刻的改进配方,是采用氯化铜为主的蚀刻液。氯化铜蚀刻宜在专用
的蚀刻机中进行,它有体内循环的再生系统,可重复多次使用,废液的排放经过简
单的处理即符合排放标准,其配方如下。
氯化铜:/"0 $ /"-#12;
氯化钠:/"0 $ /"-#12;
盐酸:!", $ !".12;
水:!)12。
/" 铜标牌蚀刻液
(!)三氯化铁体系
以三氯化铁为主体的蚀刻液比较简单,通常是将三氯化铁直接在水中溶解,以
波美表调整到,% $ ,-&’(,经冷却后即可使用。为了增强蚀刻的速度,可适当加入
些硫酸,其加入量为总量的/3 $ -3。
铜标牌因表面易于形成一层氧化的膜层,在蚀刻前宜先用排笔蘸较浓的蚀刻
液轻轻刷过,直到露出钢的本色后,再进入蚀刻机蚀刻。
(/)氯化铜体系
当采用氯化铜蚀刻液时,可参照下列配比。
氯化铜:,12;
氯化钠:,12;
盐酸:!"#12;
水:!)12。
, 0 ! 第一章蚀刻标牌制作新工艺新技术

!" 不锈钢蚀刻液
蚀刻不锈钢标牌,可采用浓度较高的三氯化铁蚀刻液,其波美度宜在!# $ %&’
()。也可采用氯化钢蚀刻液,其配比如下。
氯化铜:!"*+ $ !"+,-;
氯化钠:!,-:
盐酸:*".,-;
水:*/,-。
有关采用电解蚀刻的蚀刻液,参见第九章中的相关内容。
%" 其他蚀刻液
以上不同金属所用的蚀刻液,仅为一些典型的配方,除此而外还有许多,根据
在日常工作中积累的适用配方,现一并列表如下供参考(表* 0 + $ 表* 0 1)。
表* 0 + 铜及铜合金的蚀刻液
序号配方使用温度2 3
* 4567!
;867 &/97;8&: !# $ %/’(),每*//9; 内加盐酸&/9; %/ $ +/
& 4567!
;!# $ %/’() %/
! 6<67& !/ $ !+- 2 ; ++
% 6<67& &//-;=>67 *//-;867 *//9;;8&: ?//9;
+ 6<67 *+/ $ %+/-;=8% 67 饱和;8&: ?//9; !/ $ %/
. 6<67& *//-;=8%:8 .1/9;;=8% 67 *//-;8&: !!/9;;@8A ?". $ */ %/ $ ./
1 8&:& (&1B)+/9;2 ;;8& C:% &//9;2 ;;=8% 67 */ $ &/- 2 ;;8&:& 1+/9; +/ $ ++
#
8&:& &..9;2 ;;8& C:% ?!9;2 ;;D-=:! /"+- 2 ;;8! E:% !+9;F;;尿素*/- 2 ;;正丁
醇*&"!9;2 ;;8&: .//9;
室温
% 1 * 第三篇标牌(标识)制作新工艺新技术

表! " # 钢铁的蚀刻液
序号配方使用温度$ %
! &’()* *+ , -+./0 12 , -2
1 345* !2267;&’()* !2267;315 12267 12 , -2
* 345* 8 &’()* 8315 9 !8!8*
- 345* 12:;31 ;5- +:;3* <5- +: #2 , =2
+ 345* ->:;31 ;5- +?+:;3* <5- !!:;醋酸+?+: -2 , +2
表! " = 不锈钢类材料的蚀刻液
序号配方使用温度@%
! &’()* -+ , ->./0 *+ , +2
1 &’()* *2 , -1./0 !2267;3151 1+67;3& 1+67 *2 , +2
* &’()* -2 , -+./0 !2267;3& -267;3() !+67 +2
- 3() +2:;345* !*:;315 余量;3* <5-
少量;3& 少量
+ 3() 12:;345* 12:;315 #2:
# 3() +2:;345* +:;3* <5- 1?+: #+
= 3() !22 份;3A45* #?+ 份;315 !22 份
注:以上各配方,仅供参考,采用时请先试样。
+ = ! 第一章蚀刻标牌制作新工艺新技术

第四节蚀刻标牌的典型工艺
掌握了蚀刻标牌中前述的有关感光抗蚀膜层、蚀刻方式及蚀刻液等有关的内
容,这将对了解蚀刻标牌的重点过程有很大帮助。由于前述内容是把多种方法集
中介绍的,这对介绍蚀刻工艺的全过程,将更为简便而无须重复。现以蚀刻标牌典
型工艺的全过程予以贯穿,侧重点是相关联的工艺。
一、蚀刻铝标牌
以阳文、蚀刻、喷漆,传统工艺为例。
!" 工艺流程
#" 工艺解析
(!)感光落样
感光落样又称晒版,它是感光标牌制作过程具有普遍性的工序。因此,晒版机
也就成了通用性的设备之一。专业性商品化的晒版机并不多见,由于晒版机的结
构并不复杂,大部分是由生产厂根据自己的生产规模、使用频率自行设计制作。图
! $ % 表示了一种往复式晒版机的结构示意。它是由两个晒版工位共用一组光源
所组成,两个晒版匣在轨道上可以往复滑动,当一个晒版匣装好工件后,可推向曝
光区进行曝光,此时可对另一个晒版匣装入工件,相互交替作业。另一种自制的多
工位晒版机,如图! $ & 所示,它可制成六面晒版匣,机内垂直放置’ 盏金属卤素
灯;( 个晒匣可绕轴转动,其中有一个工位的晒匣前装有遮光板,不会因打开晒匣
( % ! 第三篇标牌(标识)制作新工艺新技术

受强光照射而影响装版的工作;晒版机的上方有一通风排气孔,可散发灯管产生的
热量。这种自制的晒版机非常适用,造价也很低廉。
图! " # 往复式晒版机示意
图! " $ 自制多工位晒版机
(%)烘版
无论是采用骨胶或聚乙烯醇胶,经显影、清洗、晾干后,必须进行烘版,以达到
固膜、脱水的目的,有关工艺规范如下。骨胶烘版温度约需%$& ’ ($&),保持( ’
#*+,;聚乙烯醇胶烘版温度约需!-& ’ !.&),保持. ’ !&*+,。
(()修补
在版面固化后,应仔细检查版面,刮去多余的胶点,修补砂眼、划痕、缺失。修
补液应能抗蚀并在碱液中易于去除。通常采用松香.&/,加胶版油墨%/,用香蕉水
# # ! 第一章蚀刻标牌制作新工艺新技术

调配。
(!)保护
是将铝版(铜版)的反面涂上一层过渡性的抗蚀涂料。通常采用"#$的虫胶
与酒精的溶液;或者用松香%&&’、香蕉水#&&()、酒精#&&() 的混合液。为了便于
观察涂层的完整性,可在溶剂中加入适量的盐基青莲。上述涂料具有易于去除的
特点,可在去除字迹表面的胶膜时,同时去除。
(#)蚀刻
在蚀刻前,先将经过修补和保护的版子,放在&*"#$ + &*%$的氯氟酸的水溶
液中浸渍数秒,去除表面的自然氧化层及污渍,以保证蚀刻面的均匀性。蚀刻方式
及蚀刻液,参照本节的介绍选择。蚀刻深度视产品的要求而定。属一般喷漆的标
牌,如系浅色或双色填漆的,其深度约为&*,& + &*,"((;如果深色或单色,其深度
约在&*&- + &*,&((。主要应根据字迹大小决定,以图文不走样为原则。
凡是带油墨、胶层喷漆的板子,经蚀刻、刷洗后,则可放入.$ + -$冷烧碱溶
液中浸渍十余秒,再刷去修补物,洗后放入&*#$ + ,$的硝酸水溶液中作中和处
理,插架,晾干;如果是蚀刻后需再进行阳极氧化的产品,则应在蚀刻、洗净后放入
.$ + -$的烧碱溶液中,在温度/& + -&0下浸泡数,&1,以去除所有胶层,冲净后作
中和处理,插架、晾干。以下根据需要进行后处理。后处理包括喷吵、氧化、着色、
喷漆、嵌漆、电镀、抛光等工艺,这些工艺比较成熟,此处不再赘述。仅对喷漆与罩
光加以介绍。
(.)喷漆
此处以不经抛光的喷漆阳文标牌为例,漆液配比如下。
硝基外用喷漆:!2’;
3 4 , 甲级香蕉水:% + %*#2’;
56 4 ! 黏度计:夏季%& + %#1 7 杯;
冬季%# + !&1 7 杯。
(/)刮漆
刮漆的工序是针对阳文凸字的表面,因喷漆后留下一层漆膜应予刮除。各色
硝基自干漆只需待其干燥后,将喷过漆的版子浸在#& + /&0的温水中,片刻漆膜
软化,可用单面刮胡刀片弯成一点弧度,在版面上很轻易地铲除。铲除余漆的版子
一并在#$氢氧化钠的热溶液(/& + -#0)中去除余胶及背面的保护涂料。
- / , 第三篇标牌(标识)制作新工艺新技术

(!)罩光
采用下列军光剂喷涂。
!配方"
硝基木器清漆:"#$;
% & " 硝基漆稀释剂:’ ( ’)*#$。
"配方+
!+*+ 丙烯酸清漆:"#$;
二甲苯:,)!#$;
丙酮:,)-#$;
./ & - 黏度计:"!0。
以上铝蚀刻标牌工艺已全完成,经冲裁成型即成成品。
二、蚀刻铜标牌
本典型应用例,仍以阳文蚀刻喷漆为例,不采用传统的工艺,以便说明工艺的
改进,同时增加铜牌的喷漆要求。
") 工艺流程
+) 工艺解析
(")网印抗蚀墨
阳文可直接采用网印制版,直接以自干抗蚀墨印出所需的图文。
(二)修补与保护
可采用上述铝标牌中的修补液与保护液。
(’)蚀刻
可选用任何一种蚀刻铜标牌的蚀刻液,蚀刻深度略比铝牌为深,以便喷漆后镀
铬、抛光,使图文呈凸起状。
1 2 " 第一章蚀刻标牌制作新工艺新技术

(!)去墨
用"#氢氧化钠的水溶液,温度"$%左右。
($)钝化
阳文铜标牌往往需要着漆、电镀和抛光处理,为了提高铜底层与漆面的结合牢
度,对铜标牌在喷漆前必须进行一次钝化处理,这是至关重要的。钝化处理的工艺
规范如下。
重铬酸钾:&$ ’ ($) * +;
硫酸:,- ’ ""./;
水:,000.+;
温度:室温,, ’ ".12。
钝化后,用水将铜牌冲净,晾干。
(&)喷漆
铜标牌的用漆不同于铝标牌。它一般宜用氨基烘漆,喷后需使其静置" ’ 34,
然后再进入烘箱在,,0 ’ ,"0%温度下,烘烤约, ’ ,5$4。
除了以上的喷漆外,也可配制混合漆,特别是喷色漆更宜采用以下配比配制。
硝基喷漆:3 份;
33$ 氨基清烘漆:, 份;
醋酸丁酯:适当稀释。
喷后在(0 ’ -0%温度下烘烤!0 ’ &0.12 即可。以下可转入电镀6 抛光或直接
本色抛光。
这一工艺,是在传统的工艺上,改用了抗蚀印料,由于抗蚀印料抗蚀性好,又特
别适用于阳文的印刷,用以取代感光胶,从流程中可以看出已没有配胶、摇胶、烘版
的烦琐过程,也没有显影、清洗的过程,使工艺得到简化。
三、改良工艺的应用实例
(一)感光抗蚀墨及电泳着漆
再以铜标牌阴文工艺为例,在以感光抗蚀油墨取代感光胶的基础上再结合电
0 - , 第三篇标牌(标识)制作新工艺新技术

泳工艺的情况。
!" 工艺流程
! ! ! ! 感光抗蚀墨显影、清洗、晾干蚀刻电泳切裁成品
#" 工艺解析
(!)感光抗蚀墨
采用空白网版,满版网印、曝光、显影、晾干、修补、保护后,转入蚀刻工序;采用
感光抗蚀墨也可直接印出阳文图文经曝光即可。
(#)蚀刻
蚀刻可采用前述的任一种蚀刻方式,蚀刻液应为酸性,进行蚀刻,如果是阴文
字迹,为防止在阴文的笔画中留有残余物,应在清水中刷除。
($)电泳
电泳着漆是蚀刻标牌的最佳搭档。无论是阴文或者是阳文,金属标牌经蚀刻
后,必然暴露出金属的基体,这暴露的基体在绝大多数的情况下,必然需要进行上
漆保护及装饰,特别是阴文蚀刻标牌,无一例外。采用电泳上漆,在顷刻时间,成批
的标牌即可在需要填漆的任何部位,完整地填入漆液,无一疏漏;而不需要上漆的
部位,因有蚀刻时留下的墨层保护而无法上漆。这一工艺早在!% 年前编写的《现
代标牌装饰技术》中做过介绍,目前随着阳极电泳漆的普及,已愈来愈得到广泛的
应用,详细过程可参照第二章中的第二节。
(&)注意
如果是按照传统的工艺,阴文字迹蚀刻后需要描漆,或者是用注射针筒进行填
漆上色。这是多年来阴文蚀刻标牌最受困惑的事,工作量大、质量无法控制、工效
低。在本工艺中已引入“电泳”工序,请认真思考。当采用光致抗蚀油墨与电泳结
合时,由于电泳后的漆膜需在!’()左右的高温下固膜,因此,不同的抗蚀墨经高
温后会有难以去膜的倾向,请读者应慎作选择。据悉,目前光致抗蚀墨的诸多生产
单位,已认识到这一点,正在努力改进,并有成功改型的报道。
(二)感光彩色装饰墨抗蚀工艺
无论是阴文或阳文,只要是在未被蚀刻的金属图文部分,而需要以色彩装饰的
表面,可以直接采用一种新型的“感光装饰抗蚀油墨”。这种装饰抗蚀油墨又称彩
! ’ ! 第一章蚀刻标牌制作新工艺新技术

色抗蚀油墨,它兼有感光、抗蚀、装饰为一体的多重功能。感光彩色抗蚀油墨,目前
已有无锡德利技术生产的!" # $ 型和北京力拓达生产的"%! # &’(( 型等。色彩
有黑、红、蓝、绿、黄等色。"%! # &’(( 型又分光亮型和雾面型两种,能给金属表面
的装饰赋予不同的色泽。现以北京拓力达"%! # &’(( 系列为例,简介如下。
’) 工艺流程
! ! ! ! ! ! 金属表面前处理网印预干曝光显影不洗吹干
后烘
*) 工艺解析
(’)金属表面的前处理
这一问题是具有普遍性意义的问题。在表面处理的章节中已有集中的叙述。
每次工艺都会提及“前处理”,其目的也在于强调去氧化层、去油污、亲水性表面对
任何涂层的结合性十分重要。
在这里重复和强调金属表面的前处理的另一层含意是,当采用彩色装饰抗蚀
墨,希望底层金属有一定的亮度,这对突出彩色油墨的装饰效果会更为明显。
(*)网印
这里指的同印有两种情况,一种是按阳文蚀刻标牌,将凸起的图文直接通过网
版印出。用感光彩色蚀刻墨印出阳文的特点是,可以改变以往的阳文只有金属本
色或镀层的单调色泽,阳文采用彩色抗蚀墨,就可以使阳文图形随意改变其不同的
色彩,而显得更为多姿多彩;另一种即为满版印刷,然后按常规的曝光、显影、水洗,
再进行蚀刻等过程,这适用于阴文的图文,彩色抗蚀墨造就了大面积的金属底层的
亮白色彩,以免除喷漆或电泳的过程。
(&)后烘
后烘与前面的干燥有严格的区别。干燥是在低温下使墨层固化,以便具有一
定的结合牢度,能在曝光、显影、水洗、蚀刻等过程具有良好的作业性;后烘的目的
是使其墨层进一步交联,需在’+(,左右的温度下烘烤&(-./,使墨层更牢固,如果
是衔接电镀工序的产品,这更不可少。
&) 底面装饰
!如果采用彩色抗蚀墨保留在阳文凸起的图文上,被蚀刻的凹面,仍可采用文
* 0 ’ 第三篇标牌(标识)制作新工艺新技术

式相反的网版套印,或满版印刷后套版曝光,使之形成不同色彩或不同色泽的对
比。
!可将被蚀刻的部位进行电泳漆涂装。
四、金属蚀刻标牌的有关问题
!" 侧蚀
在标牌的蚀刻过程中,当图文向深蚀刻的同时,图文的侧面也必然会受到影
响,表现在阳文图文会变细而阴文图文则向侧面扩大,这称为侧蚀,如图! # $ 所
示。
图! # $ 侧蚀示意
侧蚀的存在会使蚀刻的图文变形、失真,严重时会导致产品的报废,这虽然是
一较难避免的问题,但则希望尽量减轻这种现象。
有人在研究克服侧蚀现象时,引入了“侧蚀系数”这一概念,并以下列关系式表
示:
! % "
#
式中!———侧蚀系数;
"———蚀刻深度,&&;
#———侧蚀宽度,&&。
’ ( ! 第一章蚀刻标牌制作新工艺新技术

蚀刻中,努力克服侧蚀的过程就是尽量增加! 值,! 值愈大愈好。影响! 值通
常有以下方面的因素。
!蚀刻液的选择与配比过浓或过于强烈。
"蚀刻方式的选择,反向喷淋较泼溅冲击为好。
#工艺规范的正确与否。
$缓蚀刻的应用与否。缓蚀刻又称侧面保护剂,这在制版行业的应用较为普
遍。
早年有天津化工厂生产的防侧蚀保护剂,主要用于蚀刻锌板时的侧面保护,继
而又有铜板用的防侧蚀刻,对金属侧面保护的原理大致相同,可参照使用。
!" 电镀标牌对抗蚀膜层的要求
感光抗蚀油墨往往特别强调“耐电镀”的字样,这应该是有一定原则的,并不是
所有耐蚀刻的涂层油墨都具有耐电镀的能力,耐电镀的油墨至少应具备以下两点。
!墨层应具备#$ 值! 情况下的抗酸能力,因绝大部分电镀液是酸性的,某些
镀种的#$ 值会接近为!。
"墨层有很强的结合牢度,不仅在有一定温度的强酸下墨层不松弛,特别是在
电镀过程工件处于阴极,在酸性分解液中,阴极有析出氢气的反应,氢气在金属表
面的析出,是一种向保护膜层反向的冲击过程,这在图文保护层的边缘表现得更为
明显。
抗电镀墨层如果没有足够和稳定的结合牢度,墨层的边缘就会由于析氢过程
而松动。
%" 金属标牌的圆角成型
金属标牌以矩形为多,在很多情况下,矩形金属标牌是在剪板机下完成的,为
了防止金属的尖角造成一定的伤害,总希望把直角边的尖角制成一定弧度的圆角,
如果每种矩形标牌都制成一副金属模具,势必工作量大,费用也高。现介绍一种简
易的圆角通用的模具,其外形结构如图& ’ &( 所示。
模具呈四方形,上模在其四角制成"!
、"%
、")
、"*) 种不同的圆弧,下模方块的
四角也同样制成) 种圆角形的凹弧,在下模的直角边两侧各有一块挡板,工件受挡
板的控制,露出尖角,当上、下模的圆弧对应并固紧时,被上模往下的压力切除,工
件的四角轮换,即成具有圆弧角的金属标牌。
) + & 第三篇标牌(标识)制作新工艺新技术

图! " !# 圆角通用模具
$ % ! 第一章蚀刻标牌制作新工艺新技术


    
工厂地址:江苏吴江黎里杨秀港   电话:0512-63622952 63620315

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