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Verfahren zur Herstellung von Aluminium-Offsetdruckplatten
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Aluminium-Offsetdruckplatten durch elektrochemische Oxydation im sauren Bad.
Es ist bekannt, dass die Oberfläche von Aluminiumgegenständen mit Hilfe von chemischen und elektrochemischen Verfahren oxydiert werden kann, wodurch die leicht verletzbare Metalloberfläche sowohl mechanisch als auch chemisch geschützt wird. Die durch chemische Methoden hergestellte Oxydschicht ist nicht genug widerstandsfähig, wogegen mit Hilfe der elektrochemischen Methode eine Oxydschicht hergestellt werden kann, welche angenähert die Härte des Korunds besitzt. Bis jetzt war aber kein elektrochemischer Prozess bekannt, mit dessen Hilfe für die Herstellung von hohen Auflagen geeignete Aluminium-Druckplatten hergestellt werden konnten.
Eine gute Offsetdruckplatte soll sowohl die Drucktinten als auch das Gummiarabicum fest binden.
Von diesem Gesichtspunkt aus weist der lithographische Stein die vorteilhaftesten Eigenschaften auf, aber seine Verwendung ist umständlich und für den Druck von hohen Auflagen nicht geeignet. Die Qualität
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aber sehr kostspieligen Bimetalldruckplatten begonnen.
Die oben genannten Nachteile können mit Hilfe des erfindungsgemässen Verfahrens vermieden wer-
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Nach einem speziellen Ausführungsbeispiel beträgt die Konzentration des salpetersauren Bades 0,3 bis 1, 0 Gew.-%, vorzugsweise 0,6Gew.-%.
Die elektrochemische Oxydation kann auch mit Wechselstrom durchgeführt werden.
Mit Hilfe des erfindungsgemässen Verfahrens kann auf der Oberfläche der Aluminiumplatte eine Oxydschicht hergestellt werden, deren poröse Struktur sowohl die Kunststofflacke als auch das Gummiarabicum durch orientierte Absorption dauerhaft bindet. Demzufolge ist es im Falle des erfindungsgemä- ssen Verfahrens unnötig, sowohl hydrophile als auch oleophile Metalle zur Herstellung der Offsetdruckplatte zu verwenden, und statt der kostspieligen Bimetalldruckplatte kann die Aluminiumdruckplatte selbst mit demselben oder besserem Resultat, wie die Bimetalldruckplatte, verwendet werden.
Das Oxydieren von Aluminiumoberflächen wird in andern Industriezweigen im allgemeinen in schwefelsauren Elektrolytbädern durchgeführt. Die Porengrösse der so erhaltenen Oxydschicht beträgt ungefähr 0, 1 J1.. d. h. die Poren haben ungefähr dieselbe Grössenordnung wie die Moleküle des Kunstharzes bzw. des Gummiarabicums ; demzufolge können diese Substanzen an der Oberfläche nicht adsorbiert werden. FUr die Moleküle kann eine entsprechend gute Bindung nur dann gesichert werden, wenn die Oberfläche der Platte vor der anodischen Oxydation in einer Granulationsanlage aufgerauht wird. Die aufgerauhte und anodisch oxydierte Aluminiumoberfläche ist aber dunkelgrau, wodurch die Kontrolle der Druckprozesse unmöglich wird. Überdies haftet der auf eine solche Oberfläche aufgebrachte Kunstlackharz sehr schlecht.
Durch die in salpetersaurem Bade durchgeführte anodische Oxydation der Oberfläche der Aluminiumplatte wird eine hellgraue, samtartige und matte Oxydschicht mit grossen Poren hergestellt, wobei die Feinheit der Poren diejenige der bisher bekannten aufgerauhten Offsetplatten weitgehend übersteigt. Im
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Falle der Anwendung als Offsetdruckformen ermöglicht aber auch diese Oberfläche an sich selbst keine zufriedenstellenden Resultate, da auch die sehr ausgezeichnete oleophile Eigenschaften aufweisenden
Kunstharzlacke auf diese Oberfläche geschichtet ihre fettbindenden Eigenschaften wenigstens teilweise ver- lieren. Überdies ist diese Oxydoberfläche auch vom mechanischen Standpunkt nicht beständig, kann z. B. mit einem Nagel leicht gekratzt werden und ist demzufolge für den Druck von hohen Auflagen nicht ge- eignet.
Das erfindungsgemässe Verfahren macht das umständliche mechanische Granulieren vor der anodi- schen Oxydation überflüssig und ermöglicht die Herstellung einer Oxydschicht, welche dieselben vor- teilhaften Druckeigenschaften aufweist wie der lithographische Stein, mit dem Unterschied, dass sowohl ihre mechanische als auch ihre chemische Widerstandsfähigkeit wesentlich höher ist.
Die entsprechende Porengrösse ist durch eine anodische Oxydation gesichert, welche erst in einem salpetersauren und darauffolgend in einem schwefelsauren Elektrolytbad durchgeführt wird. Die so erhal- tene poröse Oberfläche weist eine grosse Oberflächenenergie auf ; demzufolge werden die DipolmolekUle des Wassers mit grosser Kraft gebunden, d. h. die Oberfläche wird während des Druckes gut benetzt, wo- durch der Druck mit wenig Benetzungswasser ermöglicht wird. Die Poren sind von solchen Dimensionen, dass sie sowohl die Kunstharzmoleküle als auch die Gummiarabicum-Moleküle gut adsorbieren können.
Die Härte der mit Hilfe des erfindungsgemässen Verfahrens hergestellten Oxydschicht ist derjenigen des Chroms ähnlich, gegenüber den meisten Säuren beständig und kann den Kunstharzlack sehr gut adsor- bieren. Ihre mechanische Widerstandsfähigkeit wurde dadurch bewiesen, dass die auf ihre Oberfläche an- gebrachte Lackschicht durch ein mit einem Vibrator in 12 min durchgeführte Polieren nicht entfernt werden konnte, wogegen die Lackschicht einer Zinkplatte durch eine ähnliche mechanische Behandlung in 20 sec abpoliert werden konnte.
Das erfindungsgemässe Verfahren kann mit Aluminiumplatten sowohl von piger oder noch höherer
Reinheit als auch mit solchen Aluminiumplatten, die Silizium und Magnesium enthalten, durchgeführt werden.
Es ist bloss wichtig, dass das Aluminium eine homogene Struktur aufweist, d. h. es soll tadellos ge- walzt sein und darf keine Einschlüsse enthalten.
Die aus dem Walzwerk gelieferten Aluminiumplatten müssen vor der anodischen Oxydation entfettet werden. Dies kann vorteilhaft mit Natronlauge erfolgen, wodurch nicht nur die Fettverunreinigungen, sondern auch die Unebenheiten der oberflächlichen Oxydschicht entfernt werden. Danach wird die Platte mit fliessendem Wasser gespült und die zurückgebliebene Lauge mit verdünnter Säure neutralisiert. Nach
1 - 2 min Einreiben mitkreidepulver und nach wiederholter Spülung mit Wasser kann mit der anodischen
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begonnen werden. DazuKonzentration gesetzt. Im Falle von Säurekonzentrationen unter 0, 3% müsste eine zu kleine Stromdichte verwendet werden, und dann wäre nicht nur die erhaltene Oxydschicht uneben, sondern das Bad würde sich auch zu schnell erschöpfen.
Im Falle von Säurekonzentrationen über 1% wird die Stromstärke sprungweise erhöht und auch die Stromausbeute wird stark herabgesetzt. Die den oben erwähnten Konzentrationsgrenzen entsprechend zu verwendende Stromdichte schwankt von 0, 9 A/dm2 bis 6 A/dm2. Diese Behandlung kann vorteilhaft mit Wechselstrom durchgeführt werden, wobei es möglich ist, in dem Bad auf beide Elektroden Platten zu schalten. Die Badtemperatur ist am vorteilhaftesten 16-25 C. Nach einer Elektrolyse von ungefähr 20 min werden die Platten mit Wasser gespült und danach für eine weitere Zeitdauer von 20 min in ein schwefelsaures Bad gesetzt und wieder mit Wechselstrom elektrolysiert.
Die Kon- zentration des Schwefelsäurebades schwankt zweckmässig zwischen 4 und 12 Vol. -0/0 und die zu verwendende Stromdichte zwischen 0, 9 und 2, 5 A/dm2. Je dünner die Schwefelsäure und je niedriger die Tem- peratur, umso härter und dicker ist die Oxydschicht.
Für Offsetdruckformherstellung kann eine Schwefelsäure von 5- bis 6%iger Konzentration am vorteilhaftesten verwendet werden, da in solchem Bade die Härte und Stärke der Oxydschicht zufriedenstellend sind. Auch hier ist das Bad von Zimmertemperatur das vorteilhafteste.
Nach der Elektrolyse im Schwefelsäurebad werden die Platten mit Wasser gründlich gespült, während ihre Oberflächen kräftig gebürstet werden. Schliesslich werden die Platten durch Aufblasen von heisser Luft getrocknet, wonach sie ohne jedwede weitere Behandlung zum Druck verwendet werden können.
Die Behandlungszeitdauer der beiden Platten beträgt 40 min, wenn zu jeder Elektrode eine Platte geschaltet wird. Wenn jedoch zwei Elektrolytbäder verwendet werden, werden die beiden Platten in 20 min fertigbehandelt, d. h. die Zeitdauer der Herstellung einer Platte beträgt 10 min. Diese Zeitdauer kann weiter vermindert werden, wenn an die Elektroden nicht nur eine Platte, sondern mehrere Platten geschaltet werden. Dagegen braucht man zum mechanischen Granulieren der Zinkplatte eine Dreiviertelstunde und der Aluminiumplatte eine halbe Stunde.
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Das Salpetersäurebad ist in bezug auf seine Temperatur nicht empfindlich. Wenn zwei Platten in einer Wanne von 350 l Inhalt 20 min lang gleichzeitig behandelt werden, steigt die Temperatur kaum um 1 C. doch kann auch diese Temperatursteigerung durch Anwendung einer Kühlschlange oder eines doppelwandigen Elektrolysegefässes beseitigt werden.
Beide Bäder können mit gewöhnlichem Leitungswasser hergestellt werden. Das Salpetersäurebad ist aber gegen SO. (-Ionen empfindlich ; deshalb muss man darauf achten, dass aus dem zweiten Bad keine SO.
Ionen in das erste Salpetersäurebad geraten.
Die Entfernung der Elektroden kann von 15 bis 30 cm schwanken. An den Rändern ist die Stromdichte höher ; deshalb ist es zweckmässig, die Stärkelinien mit Hilfe einer Maske abzuschatten. Die Verwendung von Wechselstrom ermöglicht die Erhöhung der Stromausbeute und gestattet die Durchführung des Verfahrens ohne hohe Kosten, da sich die Anwendung von kostspieligen Gleichrichtern erübrigt.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur Herstellung von Aluminium-Offsetdruckplatten durch elektrochemische Oxydation im sauren Bad, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberflächen der Aluminiumplatten erst in einem salpetersauren und danach in einem schwefelsauren Bad bei Stromdichten von 0, 9 bis 6 A/dm2, vorzugsweise 3, 5 bis 4 A/dm2, oxydiert werden.