中建八局装饰工程有限公司济南分公司 山东济南 250000
摘要：本文阐述了一种铝板刻蚀方法，采用耐酸油墨，丝网印刷上所需的图案，混合酸腐蚀铝板，所得刻蚀图象清晰，操作方便且时间短。
关键词：丝网印刷；刻蚀；铝板
铝及其合金材料由于其耐蚀美观、轻便价低、耐候性强、传热性好等优点，在各领域，特别是建筑装磺行业得到广泛应用。铝板作为具有防火性能的天花板及室内装修用材，其应用广泛。国内出售铝板成品大都无图案或只有简单的辊压花纹。除特殊用途材料外，一般未经阳极氧化、封闭或化学氧化、钝化等处理过程，故其耐腐蚀性受到一定影响。基于此，本文分析了丝网印刷酸刻蚀制作装饰铝板。
一、丝网印刷在金属蚀刻中的作用
金属蚀刻的关键之一就是需要可靠的耐蚀保护层，这种保护层要能牢固地粘附在金属表面，而且还要能显示出精细美观的图文来。一般加工方法、印刷方法都难以实现，只有丝网印刷是最可靠、最有效的方法，它是金属蚀刻工艺的关键。
1、直接丝印图文。印料使用与金属粘合牢固、耐酸（或耐碱）、耐电镀的油墨，以往这些印料都是用户自配，这样的配方原料易得、价格便宜、抗蚀性好、透印力强、和金属结合牢固、去除方便。但图文精细度要求高，或大批量应用，自配往往达不到要求，甚至还带来意外的麻烦，所以就要选用专业厂生产的专用抗蚀印料。
在印刷中，图文的精细度全靠网印来保证，牵涉到网具选择、绷网、制印版、印刷工艺等多种因素，所以要求更高的就难以保证，需采用如下办法。
2、网印液态光致抗蚀油墨。在金属表面涂布一层均匀的感光膜层，这种涂布方法，可用喷涂、刷涂、淋涂，但对尺寸不太大的平面，丝网印刷是最方便、可靠的方法。感光膜层面经曝光、显影形成图文。这种光致抗蚀油墨由光聚合树脂、光交联剂、光引发剂等组成，它不同于一般油墨，它有感光性能，要避光使用。这种油墨丝印涂布都是满板印刷，采用100目～200目丝网，也有用至300目的，这时为了保证印层均匀，不出现“白点”，往往印刷两次。油墨对印刷环境的要求较高：
1）因是感光材料，室内不能有强光或直射阳光，一般用黄色灯光及黄色窗帘；
2）室内清洁程度要求高，为防止灰尘，最好是净化车间，在精细产品中，一粒灰尘往往就会造成几条断线；
3）在满足上述条件外，还要注意室内温湿度及通风换气。
印好后要烘干，一般温度在60℃～100℃范围，绝对不要高温，否则将影响显影和蚀刻；时间在15min左右，以膜干不粘手为准。在这些过程中仍要注意避光和防止灰尘。
在使用中要先熟悉该产品的说明书，对不同产品要区别对待，尽管它们大同小异，对小异也不能忽视，有些问题要在实践中积累经验。例如有些油墨介绍中没有“坚膜”这道工序，但在双面蚀刻精细线条时发现加紧坚膜工序比不坚膜好；又如脱膜一般都介绍用3～5%NaOH水溶液40℃～50℃去除，实际上这样的温度偏低，脱膜不净或脱不掉，大量生产中往往采用“碱煮”，即用5%NaOH溶液加热至接近沸腾，即90℃左右，脱膜才能快速有效进行，当然这要看工件的材料，如果某材料高温下要和碱液起作用，就不能“碱煮”。
二、试验原材料
铝板LD31、LD5型，厚1mm；丝网制版感光胶：DH重氮型；丝印油墨：油墨99-956或99-200K型。酸、碱及其它化学药品均为工业级。
三、工艺流程
脱脂→碱蚀→丝印→刻蚀→除墨→涂漆或其它后处理。
1、脱脂。采用常温中性或弱碱性脱脂剂如OP、AES、烷基苯磺酸钠等，或直接使用中性金属清洗剂脱脂。
2、碱蚀
1）碱蚀液。碱蚀液中加入一定量的淀粉糊，提高溶液粘度，可使铝板碱蚀平整均一；葡萄糖酸钠和山梨醇的作用是防止；Al（OH）3沉淀结块；硝酸钠的加入能提高铝板碱蚀后的光亮度；十二烷基苯磺酸钠除具有湿润作用外，还能抑制碱雾逸出，降低环境污染。亦可采用铝型材阳极氧化表面处理用的碱蚀剂及氢氧化钠、碳酸钠、磷酸钠及淀粉配制碱蚀液。适当加入一些硝酸钠（一般1～2g/L）光亮度更佳。
2）碱蚀液维护。碱蚀液维护较方便，淀粉仅在配槽时加入，使用中无需补加。碱及其它组分可视碱蚀速度，根据槽液含碱量分析结果按比例添加。测定含碱量时，用酚酞作指示剂，以盐酸或硫酸标液滴定。槽液含碱量在15～20g/L间即可。
3）碱蚀质量控制及后处理。碱蚀力求均匀并具有一定光洁度，故碱的浓度不能过高，碱蚀时间不能过长，除尽铝板正面的划痕和氧化斑即可。碱蚀后的铝板要用30％左右硝酸出光，或在水洗时用软布擦洗或高压水冲洗除去表面积灰。水洗干净后，自然凉干即可丝网印刷。对无氧化斑和无划痕光亮板材，可不碱蚀而直接丝印，得到的刻蚀产品非刻蚀面光洁度更高，闪亮耀眼，与刻蚀面反差大。而经碱蚀的铝板制得的产品则显得柔和些。生产时可两种产品同时生产供用户选择。
3、丝印。用不锈钢、聚酯或尼龙单丝纤维丝网，涂覆感光胶后经曝光、显影后制得模版。若图案线条精细，则应采用100～110线/cm2不锈钢网制版。印刷时采用碱溶性耐酸油墨，自然干燥或烘干。烘烤时注意温度不能过高，时间不能过长，否则油墨的碱溶性降低，除墨时不易清洗干净。99-956和99-200K油墨自然干燥时间为1hr，烘干温度为60℃，时间为5min。此外，铝是两性金属，既可用酸亦可用碱刻蚀。碱刻蚀油墨优点是刻蚀后可用低浓度的氢氧化钠方便除去。
4、刻蚀
1）刻蚀液。整平剂作用是使刻蚀面清晰、平整、柔和。它由65％的含磷有机物、35％的非离子及阴离子混合表面活性剂组成。
2）刻蚀液对刻蚀面及刻蚀度的影响。刻蚀关键是要掌握好时间和温度。刻蚀液的酸度很高，所用的丝印油墨虽然是“耐酸性”的，但若刻蚀温度过高或时间过长，油墨与铝板的附着力降低。刻蚀时温度一般不会升高至50℃，主要是要控制刻蚀时间，防止油墨脱落。当刻蚀液温度为35～40℃时，刻蚀时间若超过十分钟，便有可能出现。刻蚀和非刻蚀部位交界处油墨部分脱落甚至整块脱落现象，致使刻蚀图像模糊不清晰。
3）刻蚀液的维护。当刻蚀速度降低较多时，可根据槽液含酸量分析结果按比例补足各种酸。
5、除墨。刻蚀水洗后的铝板，放入2～3％氢氧化钠溶液，浸溃10～20s，然后高压水冲洗或手工用软布擦洗除去油墨。为避免铝板表面光洁度降低，氢氧化钠溶液浓度不能大于3％，并且手工擦洗时动作尽量快些，擦尽油墨后立即用水冲洗除去碱液。
6、后处理。刻蚀后的铝板，喷（浸、刷）涂透明防腐涂料或进行化学钝化处理，以提高其耐腐蚀能力。若进行阳极氧化（及封闭，也可电解着色法或有机染色法着上各种颜色）处理，效果更好。
参考文献：
[1]杨为正.丝网印刷与金属蚀刻技术[J].网印工业，2019（11）.
[2]王文涛.丝网印刷酸刻蚀制作装饰铝板[J].丝网印刷，2015（02）.