表面处理中的电镀以及烫金工艺.docx

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表面处理中的电镀以及烫金工艺

表面处理中的电镀以及烫金工艺

电镀镀层厚度：

镀层的厚度是由电流和时间决定的，电流越大，时间越长，镀层厚度就越厚。

电流大小是由电流密度和镀件面积决定的，电流密度是由各电镀工艺决定的。

那么，知道了这几个条件怎样计算镀层厚度或者时间呢？

首先要了解电化当量的概念，所谓电化当量，就是单位电流和单位时间内能够镀出的金属的质量（重量），电镀常用的电化当量单位是克/安培小时，不同的金属有不同的电化当量，可以查相关资料得到，也可以自己计算出来，计算方法是金属的克当量（就是金属的原子量除以它的价数）除以26.8。

比如，镍的原子量是58.69，价数是2，它的克当量就是58.69/2=29.35，它的电化当量就是29.35/26.8=1.095（克/安培小时）。

怎样由电化当量计算镀层厚度呢？

举个例子，比如镀镍，已知电化当量是1.095克/安培小时，假定给的电流密度是3A/平方分米，那么1平方分米面积，镀1小时，就是3安培小时，就会镀出1.095乘以3，等于3.225克镍，这么多的镍分布在1平方分米的面积上，镍的密度（比重）是8.9，不难算出镀层厚度是3.6丝，考虑到电流效率不是100%，镀镍电流效率一般为95%，修正后镀层厚度就是3.6乘以0.95=3.4丝。

电镀材料：

塑胶一般镀铜、镍、铬，五金件要看用途，防护用一般镀锌；装饰用一般镀铜和镍打底，面层镀铬、仿金、金、银、铂、铑、珍珠黑等等；特殊要求各有镀种，如要求耐磨镀铬或化学镀镍，要求导电镀银或金，要求可焊镀锡或铅锡合金等等。

真空电镀：

湿法工艺：

1.化学浸镀

2.电镀

3.喷导电涂料

干法工艺

1.真空蒸镀

2.阴极溅镀

3.离子镀

4.烫金

5.熔融喷镀

真空蒸镀法是在高度真空条件下加热金属，使其熔融、蒸发，冷却后在塑料表面形成金属薄膜的方法。

常用的金属是铝等低熔点金属。

加热金属的方法：

有利用电阻产生的热能，也有利用电子束的。

在对塑料制品实施蒸镀时，为了确保金属冷却时所散发出的热量不使树脂变形，必须对蒸镀时间进行调整。

此外，熔点、沸点太高的金属或合金不适合于蒸镀。

置待镀金属和被镀塑料制品于真空室内，采用一定方法加热待镀材料，使金属蒸发或升华，金属蒸汽遇到冷的塑料制品表面凝聚成金属薄膜。

在真空条件下可减少蒸发材料的原子、分子在飞向塑料制品过程中和其他分子的碰撞，减少气体中的活性分子和蒸发源材料间的化学反应（如氧化等），从而提供膜层的致密度、纯度、沉积速率和与附着力。

通常真空蒸镀要求成膜室内压力等于或低于10-2Pa，对于蒸发源与被镀制品和薄膜质量要求很高的场合，则要求压力更低（10-5Pa）。

镀层厚度0.04-0.1um。

太薄，反射率低；太厚，附着力差，易脱落。

厚度0.04时反射率为90%

电抛：

1）200mm-1000mm,即便是直径再大些,也不算太大。

不锈钢抛光件，这些尺寸的物件是普通活。

超过两米直径的容器，因为化学抛光的池子要将近三米高，要设立吊具，所以总觉得两米以上的物件才算得上是大件。

2）要求镜面。

这倒不难，制作不锈钢罐子的不锈钢板材，其表面本来就不十分粗糙。

如果表面没有很厚的氧化皮，可以直接用布轮粗抛，随后进行细抛精抛，便可达到1花12以上的镜面光亮度。

3）无抛光痕迹。

这一条麻烦。

用机械抛光，即布轮抛光，可以抛亮，但最后也会有轮印痕迹，无论如何，再高的工匠也不会不留痕迹。

但就此要求，抛光技术早已有了对策，那就是要用化学抛光或电化学抛光。

化抛不需电抛的直流电源，设备简单，但是化抛抛光液的配方，比电抛抛光液多好几种药品，操作温度也高，其施工成本大大高于电抛。

另则，电抛效果大大好于化抛。

如果这个活计是批量生产，完全可以自己设立一套抛光设备，因为不锈钢抛光技术已经成熟，不难掌握。

烫金

烫金

亦作“烫印”。

一种印刷装饰工艺。

将金属印版加热，施箔，在印刷品上压印出金色文字或图案。

随着烫印箔及包装行业的飞速发展，电化铝烫金的应用越来越广泛

1.综述

2.立体烫金

3.全息图烫金

4.冷烫金工艺

5.微压纹工艺

基本解释

　　1.[gilding;bronzing]∶书籍封面用真金烫字

2.[goldblocking]∶用雕刻的浮凸版（如在封面）压金箔

概念介绍

如：

图书封面烫金，礼品盒烫金，烟、酒、服装的商标和盒的烫金，贺卡、请柬、笔的烫金等等，其颜色和花纹之多，还可根据具体要求定做专版。

烫印的基材包括一般纸张，金、银墨等油墨印刷纸，塑料（PE、PP、PVC、工程塑料如ABS等）、皮革、木材等特殊材料。

　　电化铝烫印箔主要是采用加热和加压的办法，将图案或文字转移到被烫印材料表面。

完成这项工艺，需要一台烫印机、刻有专门文字或图案的烫金模版（如锌版、铜版、硅胶版等），加热到所需要的温度，转移需要的压力并保持相应的肘间。

需要注意的是，在烫印不同材质时，应选用合适型号的电化铝，并选择合适的温度、压力、烫印时间，以达到理想的烫印效果。

烫金的特点

　　图案清晰、美观，色彩鲜艳夺目，耐磨、耐候。

在印制的烟标上，烫金工艺的应用占85％以上。

而在平面设计上烫金，可以起到画龙点睛、突出设计主题的作用，特别是用于商标、注册名上，效果更为显著。

产品的应用

　　1．普通金、镭射金烫印。

可用于绝大多数产品，包括金卡、银卡、镭射卡及玻璃卡上的烫印，其应用较为普遍。

　　2．定位全息烫金。

全息镭射定位电化铝在设计上属特殊的工艺应用，具有相应的防伪图案，可以大大提高产品的防伪能力，同时还能提高产品的档次。

这种电化铝一般为国内生产，与国外进口货相比，价格较为便宜，但烫金性能则稍差。

全息镭射定位电化铝对烫金温度、烫金压力和车速的控制，甚至烫金机型都有很大的关系。

　　3．电化铝在工艺上的特别应用。

先烫后印是烟标设计和印刷行业的新创意。

该工艺的应用对电化铝的要求很高，除要达到烫金位置准确，表面平滑光亮，压力平衡、均匀，不起泡、不糊版等要求外，还要特别注意烫金图案边缘不能有明显压痕，烫金电化铝在烫印表面要有良好的附着力，以及无明显擦花和刮伤等现象。

大家都知道，烫金过程实际上就是一个纸张受热和受压的过程。

对于白卡、玻璃卡来说，特别要注意对半成品的保护，生产过程中要尽量减少纸张变形的各种不利因素，这样对烫金后工序的顺利进行，产品合格率的提高有很大帮助。

　　在烫金工艺的应用上，会碰到生产中如何提高工作效率的问题，特别是对量大产品的工艺改进非常有必要。

　　在UV光油表面直接烫金，其工艺本身对UV光油和烫金电化铝的要求相当高，在光油涂布时，要注意控制油量的大小，尽量保证整批产品光油涂布的相对稳定，而且油层要薄、平；对于用来烫金的电化铝来说，要求做到耐高温、有很好的附着力、与光油有很好的烫金适性（光油中所使用的树脂类型与烫金电化铝中的热熔胶相匹配）。

在所有的产品中，这种工艺应用的范围较小，另外，电化铝在金、银墨及哑油上烫金也对烫金表面和烫金电化铝有很高的要求，如果烫金表面油墨颗粒较大或表面粗糙，都会直接影响烫金的正常进行。

注意的事项

　　1．必须根据被烫物的不同品种，选择合适的烫印箔。

烫印时必须掌握好温度、压力、烫印速度的三方配合，并根据烫印材料、烫印面积的不同而有所区别。

　　2．切割时应掌握好车刀的速度和方向。

　　3．电化铝烫印箔应选用属性适合的纸张、油墨（特别是黑油墨）、煤油、复合的胶水，烫印件必须保持干燥，以免造成烫金层氧化或损伤。

　　4．一般的包装为：

64CM×120M一卷，每10卷一盒；可定制宽度为64CM，长度为120M或360m大卷或其它特殊规格（1.5米宽1000米或者3000米长）。

　　5．储存时要立放、防压、防潮、防热、防晒，放于阴凉通风处。

　　服装烫金方法：

将烫金浆用33T的网版印刷到布料上，至少印两遍，再用100-150℃左右烘烤5-10分钟，然后烫金，滚烫180℃；平烫150℃以上，时间15-25秒（16μm厚的烫金纸，如果是国产12μm的，温度和时间可适量下调），压力4kg/cm以上。

烫金纸储存条件

（1）温度5℃—20℃

（2）湿度30-70％（3）立式摆放（4）避免阳光直射

工艺原理及特点

　　烫金工艺是利用热压转移的原理，将电化铝中的铝层转印到承印物表面以形成特殊的金属效果，因烫金使用的主要材料是电化铝箔，因此烫金也叫电化铝烫印。

电化铝箔通常由多层材料构成，基材常为PE，其次是分离涂层、颜色涂层、金属涂层（镀铝）和胶水涂层。

　　烫金基本工艺是在压力状态，即电化铝被烫印版、承印物压住的状态下，电化铝受热使其上热熔性的有机硅树脂层和胶牯剂熔化，此时受热熔化的有机硅树脂粘性变小，而特种热敏胶粘剂受热熔化后粘性增加，使得铝层与电化铝基膜剥离的同时转印到了承印物上。

随着压力的卸除，胶粘剂迅速冷却固化，铝层牢固地附着在承印物上，完成一个烫印过程。

　　烫金主要有两种功能：

一是表面装饰，可提高产品的附加值。

烫金与压凹凸工艺等其他加工方式相结合，更能显示出产品强烈的装饰效果：

二是赋予产品较高的防伪性能，如采用全息定位烫印商标标识等。

　　产品烫金后图案清晰、美观，色彩鲜艳夺目，耐磨、耐候。

目前印制烟标上的烫金工艺应用占85％以上，在平面设计上，烫金可以起到画龙点睛、突出设计主题的作用，特别适用于商标、注册名的装饰使用。

烫金技术的发展

综述

　　近年来，随着烫金材料和烫金版加工水平的提高，以及新的机器设备的使用，国内的烫金工艺也得到了一些新的发展。

高速烫金、立体烫金、全息定位烫金以及烫金后再印刷等工艺在烟包生产上开始广泛应用。

立体烫金

　　立体烫金：

立体烫金技术是烫金技术和凹凸压印技术相结合的一种复合技术，是利用腐蚀或雕刻技术将烫金和压凹凸的图文制成一个上下配合的阴模凹版和阳模凸版，实现烫金和凹凸压印技术一次完成的工艺过程。

这种工艺同时完成烫金和压凹凸，减少了加工工序和套印不准产生的废品，提高了生产效率和产品质量。

　　由于立体烫金形成的产品效果是呈浮雕状的立体图案，不能再在上面进行印刷，因此必须采用先印后烫的工艺设计，同时由于它的高精度和高质量要求，不太适合采用冷烫印技术生产。

立体烫金设备通常有平压平和圆压圆两种，圆压平方式不适合用来立体烫金。

　　平压平立体烫印设备以博斯特设备为代表，其正向高速、高精度、使用方便的方向发展，是立体烫金的主要机种。

博斯特烫金机已达到7500张／时的烫金速度，精度可保持在0.1～4mm以内，是目前最先进的烫金机之一。

　　圆压圆烫金方法通常用于卷筒纸联线加工。

由于圆压圆是线接触，可以完全避免在平压平烫金中可能存在的气泡现象，同时速度快，质量好。

但由于其烫金版和底模凸版都是圆的，加工难度大、成本高，圆形烫金版的传热效果也不是很理想，因此使用并不广泛，常在一些产量大、质量高的长版活，如烟包、酒包、保健品等上使用。

　　由于高档香烟流行软包装形式，使得原来在白卡纸上应用成熟的印后加工工艺，也纷纷向软纸上转移。

软纸的凸印、定位烫这种工艺将烫金、压凸在一道工序上完成，产品具有烫金饱满、图文精细、美观、无压凸歪斜的特点。

但这项工艺技术难度大，对烫印版、全息膜、烫印机的精度要求特别高，各项操作指标都很严格。

也正因为如此，被模仿难度大，防伪程度较高。

全息图烫金

　　全息图烫金：

激光全息图是根据激光干涉原理，利用空间频率编码的方法制作而成。

由于激光全息图色彩佳、层次明显、图像生动逼真、光学变换效果好、信息技术含量高等特点被广泛应用于防伪领域。

　　最新的光学可变图案技术已明显区别于广泛采用的HOLOGRAM全息图（三维全息图），部分全息图已具有机器识别功能。

全息烫金的机理是在烫印设备上通过加热的烫印模头将全息烫印材料上的热熔胶层和分离层加热熔化，在一定的压力作用下，将烫印材料的信息层全息光栅条纹与PET基材分离，使铝箔信息层与承烫面粘合，融为一体，达到完美结合。

　　全息烫印主要有普通烫印和定位烫印两种。

其中专用版全息图定位烫印近两年在高档烟包上频繁出现。

它是指在烫印设备上通过光电识别将全息防伪烫印电化铝上特定部分的全息图准确烫印到烟包的特定位置上。

全息图定位烫技术难度很高，不仅要求印刷厂配备高性能、高精度的专门定位烫设备，还要求有高质量的专用定位烫印电化铝，生产工艺过程也要严格控制才能生产出合格的烟包产品。

冷烫金工艺

　　冷烫金工艺：

冷烫金技术是近年来欧美印刷行业中率先应用的新技术成果，是在冷压状态下完成电化铝箔的转移。

冷烫金所使用的是特种电化铝，其背面不涂胶，粘合剂在印刷时直接涂在需要装饰的位置上，转移时，在粘合剂的作用下，电化铝附着在印刷品表面。

　　冷烫金工艺首先印刷UV油墨。

烘干后，在油墨表面需要烫金的部位再印刷特种UV固化粘合剂；再经过UV干燥装置将粘合剂中的水分蒸发并形成一层高粘度的薄压敏胶层。

然后，在一对金属滚筒的作用下，使铝箔同粘合剂接触并压合为一体。

由于粘合剂同铝箔之间的粘结力大，所以排废时，铝箔与粘合剂接触的部位留在印刷品表面，与印刷品成为一体，而铝箔的其它部分则同传统烫金一样排废，从而完成烫金技术的前一部分。

由于转移在印刷品上的铝箔图纹浮在印刷品表面，牢固度较差，所以必须在印刷品表面上光或覆膜，以保护铝箔图纹。

　　与传统烫金工艺相比，冷烫金工艺速度快，节省能源：

材料适用面广，可在热敏类纸张和一部分薄膜材料上进行冷烫金。

使用一般柔印版代替昂贵的金属版滚筒，所以大大降低了烫金版的制作成本和周期，同时减少了金属版腐蚀过程中的污染。

　　冷烫金工艺受粘合剂、金属箔等条件的限制，也存在一些缺点，如：

印品冷烫金后必须上光或覆膜，用以保护烫金图纹，增加了成本和工艺的复杂性。

冷烫工艺不适合应用在有收缩特性的PVC、PE等薄膜材料上。

由于UV粘合剂流平性差，所以干燥后的表面平滑性差，而导致转移在其上面的金属箔表面亮度差，有漫反射现象，效果不如传统的热烫金工艺。

冷烫金工艺的技术关键是UV粘合剂和特种电化铝金属箔，发展前景广阔。

　　先烫后印工艺：

为了突出表现烟包上特定的图案和标识，近年来有些印刷厂又推出了先烫印电化铝，然后再在电化铝上印刷图案的新工艺，可以使烟包主题更加生动、活泼。

　　先烫后印是烟标设计印刷行业的新创意。

该工艺的应用对电化铝的要求很高，工艺的关键是电化铝的烫印一定要牢固，在印刷的时候电化铝决不能被印刷油墨反拉下来。

反拉不但影响烟包质量，而且反拉下来的电化铝会很快堆积在橡皮布上，轻则造成图像网点丢失，重则造成局部图像印不上，随着机器的运转，电化铝粉末还会传递到墨辊系统，加速墨辊的磨损。

因此，此项工艺要根据印刷用纸的特点，选用合适的电化铝，确保电化铝能够牢固地附着在纸张表面。

　　生产中除要达到烫金位置准确，表面平滑光亮，压力平衡、均匀，不起泡、不糊版等要求外，还特别要求烫金图案边缘不能有明显压痕，烫金电化铝在烫印表面要有良好的附着力，以及无明显擦花和刮伤等现象。

大家都知道，烫金过程实际上就是一个纸张受热和受压的过程。

对于白卡、玻璃卡来说，特别要注意对半成品的保护，生产过程中要尽量减少纸张变形的各种不利因素，这样对烫金后工序的顺利进行及产品合格率的提高有很大帮助。

微压纹工艺

　　微压纹工艺：

这项工艺是在铝箔纸图文部分用微压版压上各种需要的细纹路，所获得的产品具有烫印、压纹的效果，金属质感很强。

　　烫金质量控制

　　目前，尽管出现了各种新型的烫金工艺，但传统的电化铝热烫金技术作为印后加工中的重要工艺，以其独特的装饰效果和成熟的工艺操作，并没有受到冷落，反而受到人们更多的关注和偏爱。

　　传统的热压电化铝烫印箔主要是采用加热和加压的办法，将图案或文字转移到被烫印材料表面。

完成这项工艺，需要一台烫印机、刻有专门文字或图案的模版、加热所需要的温度、转移需要的压力并保持相应的时间。

需要注意的是，在烫印不同材质时，应选用合适型号的电化铝，并选择合适的温度、压力、烫印时间，以达到理想的烫印效果。

　　烫金版：

高质量的烫金版是保证烫金质量的首要因素。

目前，制作烫金版主要采用照相腐蚀工艺和电子雕刻技术，材质多为铜版或锌版。

铜版材质细腻，表面的光洁度、传热效果都优于锌版，采用优质铜版可以提高烫金图文光泽度和轮廓清晰度。

　　传统的照相腐蚀技术制作烫金版工艺简易、成本较低，使用寿命也较短，主要用于文字、粗线条、一般图像的烫金：

对于较精细、图文粗细不均等烫金版需采用二次烂深或采用电子雕刻技术。

电雕制作烫金版能表现丰富细腻的层次变化，大大拓展了包装的表现能力。

该工艺有利于环保，但电雕设备投资较大，目前雕刻的深度还不够理想，容易造成烫金“糊版”，但其耐印力高，适合烟包类长版活件。

全息防伪烫金版制作技术要求较高，制版周期较长，只用于固定、批量较大产品的包装。

烫金设备

　　烫金设备：

烫金设备的选用是决定烫金质量的关键因素。

单张纸烫金机有平压平、圆压平、圆压圆三种机型，目前应用量最大的是平压平机型。

　　三种压印方式烫金机各有优缺点。

圆压圆、圆压平烫印实施的是线压力，总压力小，可以相对较小的压力轻松完成大面积实地烫金，运行平稳。

圆压圆型生产效率较高，适合大批量活件烫金，由于铜版圆弧面加工难度较大，制作成本较高，加热滚筒也比平面加热困难。

平压平操作灵活方便，比较适合短版产品。

　　国产烫金设备与进口烫金设备相比在性能价格上有明显的优势，但进口机的套印精度、稳定性、功能上都明显优于国产机，也较国产机耐用，较适合固定批量高档包装产品加工。

烫金适性

　　所谓烫金适性，是指电化铝的型号选择以及烫金速度、温度、压力等因素之间的匹配。

在设备等硬件固定的情况下，正确掌握烫金适性是提高烫金质量最重要的手段。

烫金的工艺流程为：

烫印准备一装版一垫版一调整烫印工艺参数一试烫一签样一正式烫印。

　　从烫金的工艺流程中可以看出，烫金的3个基本要素是：

温度、压力和烫印时间。

要想获得理想的烫印效果，烫印温度、烫印压力、烫印速度等工艺参数一定要合理掌握并匹配。

另外，与烫金有关的原材料质量也必须有保障，比如：

承印物的烫印适性、电化铝材料的性能以及烫印版的质量等等。

如果某一环节出了问题，必将影响到最终的烫印效果。

故障及排除

　　烫印不上或烫印不实：

这与印件表面特性、电化铝的性质、烫印温度及压力等多种因素有关。

　　①印件表面喷粉太多，印刷油墨未干或表面含有撤粘剂、亮光油之类的添加剂，将妨碍电化铝与纸张的吸附。

可进行印品表面的去粉处理或在印刷工艺中解决。

　　②电化铝选用不当也会直接影响烫金牢度。

应根据烫金面积的大小，被烫印材料的特性综合考虑选用什么型号的电化铝。

市场上电化铝材料的型号很多，各种型号又都对应有不同材质的承印物及其最适宜的烫印范围，它们主要是以使用过程中的附着力和剥离程度来区分。

当操作者选择了牢度和松紧度差的电化铝材料进行烫印时，烟包上的烫金图案就会出现烫印不实和掉金。

　　电化铝选配时主要可参照以下分类：

普通产品上的烫金（一般墨色）电化铝有88一I型、KURZ的PM型：

烟包、化妆品等浓墨色的印刷品（包括印金、印银）的烫金电化铝有88-2型；烟标、化妆品包装等细笔划烫印的电化铝有88-3、88-4型、PM288等适用于0PP或PET覆合的纸张以及有UV油墨的纸板、上光纸等产品烫印电化铝有88-4型、K系列、LK系列、以及SP系列。

　　③没有正确掌握烫金设备、烫压时间、烫印温度之间的匹配，影响烫印牢度和图文轮廓的清晰度。

　　由于设备、被烫印材质的不同，烫压时间、烫印温度都有不尽相同。

例如，高速圆压圆机速快，压印线接触，烫印温度就要高于圆压平或平压平。

一般情况下，圆压圆烫印温度在190％～220℃，圆压平约在130℃～150℃，平压平约在100℃～120℃。

当然，烫压时间、烫印温度与生产效率很大程度上还受到电化铝转移性能的制约。

也要注意检查压力是否平衡，部分图文烫印不上也要检查烫金版是否有损坏。

　　反拉：

反拉是指烫印后电化铝将印刷油墨或印件上光油等拉走。

主要原因是印品表面油墨未干或者印品表面UV等后加工处理不当，造成印品表面油墨、UV油与纸张表面结合不牢而造成的。

　　应待印品干燥后再烫金。

另外可选用分离力较低、热转移性优良的电化铝材料。

问题原因

　　糊版和烫印后电化铝变色糊版主要是由于烫金版制作不良，电化铝安装得松弛或电化铝走箔不正确造成的。

烫印后电化铝变色主要是烫印温度过高造成的。

另外，电化铝起皱也易造成烫印叠色不匀而变色，可通过适当降低温度加以解决。

对于圆压平机型可在送箔处加装风扇，保持拉箔飘挺，避免在烫印前电化铝触及烫金版而烤焦。

　　破坏了电化铝表面光泽性，图文轮廓发虚：

需要覆膜加工的烫金，因担心金箔容易擦落而先烫印再覆膜。

这易造成薄膜（尤其是亚光膜）会破坏电化铝的表面光泽性，也不宜采用水溶性胶水覆膜，否则会造成电化铝表面发黑，同时极易造成金粉粘在图文边缘造成发虚现象。

烫金后因压力作用而凹陷，再加上胶水不易渗透电化铝表层，易造成烫金处0PP与纸张分离而影响产品质量。

正确的工艺是应先覆膜再烫金，选择与OPP相匹配的电化铝。

　　总之，响烫金质量的因素很多，制作高质量的烫金版，正确掌握烫金适性是提高烫金质量的关键。

烟包生产不同于其他出版物，有其独特的印刷加工要求，质量、装饰性、防伪性等要求都比较高，而且批次印量大。

企业生产前要认真阅读施工单，日常做好机器的维护和保养，掌握好电化铝箔的性能，熟悉温度、压力、速度三者之间的关系，只有如此，烟包烫金质量才能有所保证。