DD205197A1

DD205197A1 - Verfahren zur herstellung von oxidschichten als traegermaterial

Info

Publication number: DD205197A1
Application number: DD23986882A
Authority: DD
Inventors: Peter Kurze; Guenter Marx; Waldemar Krysmann; Karl-Heinz Dittrich; Helmut Horn
Original assignee: Peter Kurze; Guenter Marx; Waldemar Krysmann; Dittrich Karl Heinz; Helmut Horn
Priority date: 1982-05-14
Filing date: 1982-05-14
Publication date: 1983-12-21

Abstract

Die Erfindung beinhaltet ein Verfahren zur Herstellung und Anwendung von substrateigenen Oxidschichten auf Aluminiumplatten, -baendern, -folien oder -formteilen als Traegermaterial fuer Farben und Lacke, insbesondere fuer lithographische Zwecke. Es werden thermisch-aktivierte, hydrophile Oxidschichten durch Plasmabehandlung, insbesondere durch anodische Funkenentladung bei Arbeitsspannungen von 100 bis 140 V in waessrigen Elektrolyten, die Natriumcarbonat, Natriumfluorid, Natriumtetraborat und Ammoniumfluorid nahe der Saettigungskonzentration enthalten, erzeugt. Die Schichten zeichnen sich durch eine mittlere Rauhtiefe von 2-7 mikrometer, eine Schichtdicke von 3-12 mikrometer, eine mittlere Porenflaeche von 25-45 %, eine Haftfaehigkeit von 20-30 MPa und einen polaren Anteil der Oberflaechenspannung von 40-60 mN mal m hoch -1 aus und sind ohne hohen technischen Aufwand schnell und oekonomisch herstellbar. Diese Traegermaterialien kommen insbesondere dort zum Einsatz, wo hohe Oberflaechenenergien und eine hohe Hydrophilie gefragt sind, d.h.beim Aufbringen von speziellen lichtempfindlichen Lacken und Farben, vorzugsweise in der Polygraphie.

Description

239868 O

Verfahren zur Herstellung von Oxidschichfcen als Trägermaterial

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von Oxidschichten als Trägermaterial insbesondere auf Aluminium oder -legierungen durch eine spezielle Plasmabehandlung in Form der anodischen Funkenentladung in wäßrigen Elektrolyten, um thermisch-aktivierte hydrophile Oxidschichten zu gewinnen, die als Tragermaterial für lichtempfindliche Lacke und Farben, insbesondere für lithographische Zwecke, vorzugsweise für Offsetdruckplatten, —bänder, -folien und nach dem Flexo-, Offset-, Siebdruck zu bedruckende Aluminiumformteile, -bleche oder -folien, benötigt werden.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Es ist bekannt, in der Lithographie Aluminiumplatten, -bleche, -bänder oder-folien zu verwenden, die vor der anodischen Oxidation besonders sorgfältig und aufwendig mittels Dampf und/oder Ultraschall gereinigt werden und durch eine entsprechende Säure- oder Laugenvorbehandlung oder ein anderes mehrstufiges und/oder kombiniertes mechanisches Reinigungsund Aufrauhungsverfahren behandelt werden, um so günstige Voraussetzungen für eine möglichst gleichmäßige Oxidbeschichtung zu schaffen, damit eine langzeitstabile Druckplatte und ein gutes Druckbild erreicht werden.

H.MAI1982*ÜOi)86'i

239868 O

Trotz des großen Aufwandes vor der gezielten Oxidbildung erreichen die üblichen Anodisierverfahren, wie sie Z₀B₀ in den Erfindungsbeschreibungen DE-OS 2811396, DE-AS 2328606, DE-OS 2507386, GB 1224226, DE-OS 1956795, DE-OS 1796159, DE-OS 1233472 dargelegt werden, entweder nur harte, wenig verformbare Schichten mit geringer Porosität, oder es steigen die Kosten durch die relativ langen Behandlungszeiten unvertretbar hoch an. Weder der große Aufwand bei den kontinuierlichen Durchzugverfahren, bei teilweise sehr hohen Elektrolyt tempern türen (DE-OS I771057) unter Anwendung von Wechselstrom, bringt die erforderlichen Schichteigenschaften für ein langzeitstabiles, hydrophiles Tragermaterial, noch die vielfältigen Phosphorsäure- oder Schwefelsäure-Elektrolyt-Kombinationen, oder die Variationen der Oxidationsparameter (Stromdichte, Spannung, Oxidationszeit usw_e), wie sie aus den Erfindungsbeschreibungen DB-OS 2507380, DE-OS 2611396, US 3511661, DE-OS 224ö743, CH 171733, CH 161851 zu entnehmen sind, auch wenn die Schichten einer nachfolgenden chemischen oder elektrochemischen Alkalimetallsilikat-Behandlung unterworfen werden, wie es in den Patentschriften US 3181461, US 2714066, US 3280734, DE-AS I471707, DE-OS 2532769 dargelegt wird, oder der Schichtbildungsprozeß nach vorheriger mechanischer Oberflächenaufrauhung (DE-OS 2251710) erfolgt. Diese Vorbehandlung dient u.a. zur Vergrößerung der wahren Oberfläche und im Zusammenhang mit der späteren Oxidation zur Verbesserung der Haftfestigkeit zwischen Trägermaterial und Lack, der gegebenenfalls lichtempfindlich sein kann, sowie zur Verbesserung der Lyophilie, wie sie bei Gleit- und Druckvorgängen benötigt wird.

Weitere aufwendige Möglichkeiten zur Verbesserung der Hydrophilie der Schichten werden im Auftragen einer hydrophilen Hochpolymerverbindung auf die Oxidschichten, so wie es in US 351I6II beschrieben wird, oder in der Verbesserung der Oxidationsvorrichtung zur Schaffung eines homogenen elektrischen Feldes, gesehen. In DE-AS 1771826 und US 3296114 wird gezeigt, daß ein gazeartiges Polyethylengewebe bzw. ein

239868 O

elekbrisch isolierendes Band mib vielen öffnungen zwischen Anode und Kabode angeordneb, die gleichmäßige Beschichbung förtLerb und eine Erhöhung der Arbeibssbromdichbe zulaßt.

Die vielen beschrittenen Wege und vorgeschlagenen Varianten zeigen, daß die bislang hergesbellben Schichben und benubzben Verfahren noch nichb opbimal sind und den Anforderungen nach billigen und gleichzeibig langzeibsbabilen, hydrophilen Tragermaberialien genügen.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung isb es, die beschriebenen Nachteile zu beseibigen und bhermisch-akbivierbe und hydrophile Schichben, die eine genügende Porosibäb besibzen, feinkörnig, hafbfesb, flexibel und abriebfesb sind, als Tragermaberial für Farben und Lacke, die gegebenenfalls lichbempfindlich sind, ohne hohen Aufwand herzusbellen.

Darlegung des Vvesens der Erfindung

Der Erfindung 3iegb die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Hersbellung von Oxidschichben als Tragermaberial zu finden, wobei der Aufwand zu deren Hersbellung reduzierb und die erforderlichen Gebrauchswerbeigenschafben gesicherb werden. Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelösb, daß eine bhermisch-akbivierbe, hydrophile Schichb mib genügender Porosibäb als Tragermaberial für insbesondere libhographische Zwecke, vorzugsweise für Offsebdruckplabben, -bänder, -folien und nach dem Flexo-, Offseb- oder Siebdruck zu bedruckende Aluminiumformbeile, -bleche oder -folien hergesbellb wird. Zweckmäßigerweise wird die bhermische Akbivierung der Schichboberflache dadurch erreichb, daß eine spezielle Plasmaoxidabion in Form der anodischen Oxidabion unber Funkenenbladung (ANOF) in einem wäßrigen Elekbrolyben durchgeführb wird, wobei der Elekbrolyb vorzugsweise die Komponenben Kabriumcarbonab, Nabriumfluorid, Nabriumbebraborab und Ammoniumfluorid nahe der Säbbigungs-

239868 O

konzentration enthält. Die Arbeitsparameter werden so gewählt, daß bei Arbeitsspannungen, insbesondere Gleich- und/ oder Impulsspannungen, von 100 bis 140 V thermisch-aktivier te hydrophile Schichten erzeugt werden, die eine mittlere Rauhtiefe _y

^Rtm ⁼ ^ Ζ^{1011 be}^ Dii-ttl⁶¹'®¹¹ Schichtdicken von

d = 3 /Um

aufweisen und bei einer mittleren Porenfläche ^V0G A = 25 % eine Haftfähigkeit von

6= 20 MPa

H besitzen.

Das Trägermaterial wird erfindungsgemäß auf Platten, Bander oder Folien aus Aluminium oder -legierungen beidseitig oder einseitig aufgebracht. Durch eine oder mehrere Nachbehandlungsstufen, in Form.von Spülphasen, chemischen oder elektrochemischen Behandlungen in Polyvinylphosphonsäure* oder in anderen höhermolekularen, wasserlöslichen Stoffen der allgemeinen Formel R_x. - (CR₂OH)_n - OH bzw. in einer Alkalisilikat-Lösung usw., wird die Hydrophilie des Trägermaterials beeinflußt.

Ausfiihrungsbeispiel

Die Erfindung soll nachstehend an drei Ausfuhrungsbeispielen erläutert werden.

Ausfiihrungsbeispiel 1

Die thermisch-aktivierte hydrophile Oxidschicht wird auf entfettetem, walzblankem Aluminium Al 99|5 nach dem ANOF-Verfahren unter diskontinuierlicher Arbeitsweise in einem Elektrolyten, der 0,7 molar an Natriumcarbonat, 0,4 molar an Natriumfluor id, 0,15 molar an Ammoniumfluor id und 0,15 molar an Natriumtetraborat ist, bei einer Arbeitsspannung von 125 Volt hergestellt. Dazu wird die Vorrichtung zur einseitigen Beschichtung nach Erfindungsanmeldung WP G 25 D/229 502/6 auf die zu beschichtende Platte aufgesetzt und in 20 Minuten mit einer Strommenge von 6,5 As/cm

239868

so beschichtet, daß die feinkörnige, flexible und abriebfeste Schicht eine mittlere Rauhtiefe von R. = 5-6 /Um, Schichtdicke von d = 6-7 /Um, mittlere Porenfläche von A = 36-39 % und Haftfähigkeit von <$* = 24-26 MPa besitzt.

Die thermisch-aktivierte Schicht zeigt eine hohe Oberflachenenergie und eine hohe Hydrophilie. Der polare Anteil der

dfb -.Λ

* ^Γ = 54 mN ' m .

Das so hergestellte Trägermaterial wird einem Spülprozeß unter fließendem Wasser unterzogen und mit einem Kopierlack beschichtet, der durch die Belichtung in Alkalien löslich wird. Als lichtempfindlicher Stoff wird dabei das an sich bekannte Gemisch aus Diazo-Verbindung, Harz, Weichmacher und Farbstoff eingesetzt. Die Belichtung erfolgt in üblicher Weise unter teildurchlässigen Masken.

Mit der so präparierten Druckplatte werden im Offsetdruckverfahren eine sehr hohe Anzahl von Überrollungen und eine gute Rasterpunktwiedergabe erreicht.

Ausführungsbeispiel 2

Das'nach dem Ausführungsbeispiel 1 hergestellte Druckplatten-Trägermaterial wird nach 'dem Spülprozeß in fließendem Wasser einer Tauchbehandlung in einer wäßrigen Alkalisilikat-Lösung nach DE-AS 1471707 unterzogen. In Analogie zum Ausführungsbeispiel 1 wird mit einem Kopierlack beschichtet, der durch die Belichtung seine Löslichkeit in wäßrigen Salzlösungen verliert. Als lichtempfindlicher Stoff wird eine Lösung von Polyvinylcinnamat und Farbstoff in Wasser eingesetzt. Es wurde eine hohe Anzahl Überrollungen und eine gute Rasterpunktwiedergabe erreicht.

Ausführungsbeispiel 3

Das entsprechend Ausführungsbeispiel 1 hergestellte Trägermaterial wird in eine Siebdruckeinrichtung eingelegt und in üblicher Weise mit Hilfe von Siebdruckschablone und Rakel bedruckt. Die Haftfestigkeit zwischen Trägermaterial und Farbe ist wesentlich höher als von unbehandeltem Aluminium

239868 O

und Farbe« Das Abriebverhalten ist wesentlich günstiger und das Kontrastverhältnis zum porzellanfarbenen Untergrund sehr vorteilhaft.

Claims

23986 8 O _7_ Erfindungsansprach

1. Verfahren zur Herstellung von Oxidschichten als Trägermaterial mit hoher Hydrophilie für Farben und Lacke, die gegebenenfalls lichtempfindlich sind, insbesondere für lithographische Zwecke, vorzugsweise für Offsetdruckplatten, -bänder, -folien und nach dem Flexo-, Offset- oder Siebdruck zu bedruckende Aluminiumformteile, dadurch gekennzeichnet, daß die thermische Aktivierung zur Erzeugung der Hydrophilie des Trägermaterials durch konventionelle Verfahren oder Plasmabehandlung erfolgt.

2. Verfahren nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Plasmabehandlung mittels anodischer Funkenentladung in einem wäßrigen Elektrolyten mit den Komponenten Natriumcarbonat, Natriumfluorid, Natriumtetraborat und Ammoniumfluorid nahe der Sättigungskonzentration bei Arbeitsspannungen von 100 bis 140 V erfolgt.

3. Verfahren nach Punkt 1 und' 2, gekennzeichnet dadurch, daß die feinkörnigen, flexiblen, abriebfesten Oxidschichten durch eine mittlere Rauhtiefe von = 2 /um, Schichtdicke von = 3 /um» mittlere Porenfläche von = 25 %, Haftfähigkeit von = 20 MPa und durch einen polaren Anteil der Oberflächenspannung von 40-60 mN ° m charakterisiert sind.

4„ Verfahren nach Punkt 1 bis 3, gekennzeichnet dadurch, daß nach einer Spülphase in fließendem Wasser eine Tauchbehandlung in einer üblichen hydrophilierenden Lösung, vorzugsweise in Polyvinylphosphonsäure oder in anderen höhermolekularen, wasserlöslichen Stoffen der allgemeinen Formel RxI-(CR₂OH)_n -OH bzw. in einer Alkalimetallsilikat-Lösung, durchgeführt wird.

239868 O

5» Verfahren nach. Punkt 1 bis 4, gekennzeichnet dadurch, daß auf das Trägermaterial lichtempfindliche Lacke, insbesondere die durch Licht löslich werdenden Gemische auf der Basis von o-Chinondiazid und die durch Licht unlöslich werdenden Gemische auf der Basis von PoIyvinylcinnamat oder Kondensationsproduktion von Diphenylamindiazoniumsalzen mit Formaldehyd aufgebracht werden.

6. Verfahren nach Punkt 1 bis 3> gekennzeichnet dadurch, daß das thermisch-aktivierte, hydrophile Tragermaterial auf Aluminium-Iormteile aufgebracht wird, die später im ITlexo--, Offset- oder Siebdruckverfahren bedruckt werden.