DE1077941B - Verfahren zum Herstellen einer Druckplatte durch Aufbringen eines Metallueberzuges auf eine Matrize - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft Druckplatten und ein Verfahren zur Herstellung derselben. Sie befaßt sich insbesondere mit Druckplatten hoher Qualität, die scharf ausgeprägte Kontaktoberflächen aufweisen.

Nach einem bekannten Verfahren werden die Druckplatten so hergestellt, daß zunächst eine Form der zu reproduzierenden Druckseite geformt wird, wobei die Form aus Papiermache oder plastischem Kunststoff hergestellt wird. Die Form enthält die Drucktypen umgekehrt, und zum Formen der Druckplatte muß die Form zunächst vollständig gereinigt und dann mit einer Lösung, wie z. B. Zinnchlorid, aktiviert werden, deren Überschuß dann aus der Form ausgegossen wird. Danach wird die Formoberfläche mit einem aufgesprühten dünnen Silberbelag versehen, auf den später eine elektrolytisch niedergeschlagene Nickelplattierung von etwa 0,0025 bis 0,0095 cm Dicke aufgebracht wird. Diese Nickelschicht wird dann kupferplattiert und anschließend die einheitliche Kupfer-, Nickel-, Silberplatte von der Papiermache- oder Plastikmatrize abgezogen. Die Kontaktoberfläche des elektrolytisch aufgebrachten Films ist die Oberfläche, die in Berührung mit der Form gebildet wurde, und ist dementsprechend eine positive Reproduktion des Originals. Die Rückseite des elektrolytisch aufgebrachten Films wird nach dem Trennen verzinnt und dann mit Letternmetall ausgegossen. Die Kontaktoberfläche kann, falls gewünscht, mit einer Chromplattierung versehen werden, wodurch die Widerstandsfähigkeit der Platte erhöht wird.

In manchen Fällen kann die nach dem bekannten Verfahren hergestellte Form aus Blei bestehen, aber dies wird im allgemeinen wegen des hohen Gewichts dieses Materials und der Notwendigkeit häufigen Gebrauches als unvorteilhaft angesehen.

Man muß sich auf jeden Fall vergegenwärtigen, daß bei allen der vorbeschriebenen Herstellungsarten eine große Anzahl von Einzelschritten zur Schaffung elektrolytisch herstellbarer Typenplatten erforderlich ist.

Bei einem anderen und für größere Produktionsgeschwindigkeiten geeigneten Verfahren wird die Elektrolyt-Typenplatte dadurch geformt, daß in die Papiermacheform geschmolzenes Blei gegossen wird, das nach Erstarren von der Rückenmatrize abgezogen und für den Druckvorgang verwendet wird. Während dieses Verfahren wohl für eine schnellere Herstellung geeignet ist, ist es wegen des dem Blei anhaftenden Unvermögens, wirklich scharf ausgeprägte Lettern zu formen, nicht dort geeignet, wo ein qualitativ hochwertiger Druck verlangt wird. Außerdem sind derartige Platten wegen ihres Gewichts schwer zu handhaben, ganz abgesehen davon, daß Blei relativ weich ist und keine hohen Widerstandseigenschaften besitzt.

Verfahren zum Herstellen

einer Druckplatte durch Aufbringen

eines Metallüberzuges

auf eine Matrize

Anmelder:

The Commonwealth Engineering Company

of Ohio,
Dayton, Ohio (V. St. A.)

Vertreter: Dipl.-Chem. Dr. phil. E. Sturm, Patentanwalt, München 23, Leopoldstr. 20

Peter Pawlyk, Indianapolis, Ind.,

und Herman R. Nack, Columbus, Ohio (V. St. A.),

sind als Erfinder genannt worden

Auch durch Aufsprühen mit metallischen Pulvern sind schon Überzüge auf Druckplatten hergestellt worden. Jedoch haben alle bisher in Vorschlag gebrachten Verfahren, eine Matrizenoberfläche mit einem dünnen Metallüberzug zu versehen, sei es durch Aufsprühen, galvanische Bäder, geschmolzenes Metall oder eine andere der oben geschilderten Arten, verschiedene Nachteile. Entweder bildeten die dadurch erzeugten Überzüge keine zusammenhängende Flächen oder blätterten leicht wieder ab, oder· es mußten erst besondere, den elektrischen Strom leitende Zwischenschichten aufgebracht werden. Besondere Feinheiten der Matrizenoberfläche gingen nach diesen bekannten Verfahren häufig verloren.

Die Erfindung überwindet diese Nachteile und ermöglicht die Herstellung einer verbesserten Druckplatte hoher Qualität, die im wesentlichen nur aus Nickel und einem Trägermaterial besteht und mittels einer wesentlich geringeren Anzahl von Verfahrenschritten als bisher üblich erstellt werden kann. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird ein Gas in Berührung mit der Oberfläche der Form gebracht, das daran thermisch zersetzt wird, wodurch ein Metall in vorher bestimmter Schichtdicke auf der Formoberfläche abgeschieden wird. Gleichzeitig wird dadurch in

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einfacher Weise erreicht, daß ein gleichmäßiger, lückenloser Überzug ohne Grate oder Risse entsteht, da das Gas in die feinsten Unebenheiten eindringt.

Ziel der vorliegenden Erfindung ist deshalb ein Verfahren zur Herstellung einer Druckplatte, bei welchem eine Formoberfläche auf mindestens 90° C erhitzt wird, wonach diese erhitzte Oberfläche mit einem Gas von normaler Temperatur oder erhitzt in Berührung gebracht wird, das gasförmiges Nickelkarbonyl enthält, und durch Zersetzung des Karbonyls Nickel zusammenhängend auf der Formoberfläche abgeschieden wird.

Nach diesem Verfahren kann eine Druckplatte erhalten werden, die aus einer Nickelplatte mit einer Stärke von etwa 0,0025 bis etwa 0,013 cm, einem Versteifungsmaterial auf dessen einer Seite und gegebenenfalls aus einer Lage aus verschleißfestem Material über der freien Nickeloberfläche besteht.

Die Filmdicke wird vorzugsweise durch Messung des per Zeiteinheit der Form zugeführten Trägergasvolumens kontrolliert.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens weist die das Formwerkstück aufnehmende Vorrichtung im Abstand voneinander angebrachte Gasdurchlässe, z. B. in Form von Düsen, auf, durch die das Gasgemisch austritt und die so gelegen sind, daß eine gleichmäßige Metallablage über die dem Gas ausgesetzte Formoberfläche sichergestellt ist. Das Metall schlägt sich aus dem Dampf in sehr feinen Teilchen nieder und dringt selbst in die feinsten Vertiefungen der Formoberfläche ein, und der Niederschlagsfilm ist von solch einer Struktur, daß er seine Form auch dann beibehält, wenn der Film von der Form nach Vollendung der Plattenherstellung abgenommen wird.

Die Entfernung des Metallfilms von der Form, im Falle daß diese aus Papiermache besteht, kann durch Einweichen derselben in Wasser oder mit einem Befeuchtungsmittel bewirkt werden, wobei das Papiermache auch zunächst mit einer Silikonlösung behandelt sein kann, um die Entfernung des Meallfilms zu unterstützen. Normalerweise braucht man für Plastikformen kein besonderes Entfernungsmittel, und die Metallfilme können von diesen direkt abgenommen werden, was auch der Fall bei Formen aus Blei ist, obwohl in gewissen Fällen die dem Fachmann geläufigen Entfernungsmittel natürlich verwendet werden können.

Die Oberfläche des Nickelfilms, der auf der Oberfläche der Form aufliegt, kann mit einem dünnen Chromfilm versehen werden, wodurch die Verschleißfestigkeitseigenschaften der Platten erhöht werden. Auf der anderen Seite des Films kann ein Unterlagematerial, z. B. Typenmetall, aufgebracht werden, damit die fertiggestellte Platte den Drücken, denen sie bei Verwendung ausgesetzt ist, besser Widerstand leisten kann.

Faßt man die Erfindung zusammen, so besteht das nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellte Produkt aus einem Nickelfilm, der auf die Konturen der Form aufgebracht wird, wobei der Film mit einer Lage Verstärkungsmaterial versehen ist, das dazu dient, die Druckplatte bezüglich der ihr auferlegten Drücke widerstandsfähiger zu machen.

Das erfindungsgemäße Verfahren besteht in der Niederschlagung von Metall aus einer wärmezersetz-Hchen Metallverbindung in gasförmigem Aggregatzustand auf Formteile mit scharf ausgeprägten, sich abzeichnenden Linien, wie sie bei Druckblöcken auftreten, und in der Bildung eines Films. genügenden Zusammenhalts, der in Zusammenwirken mit einer Verstärkungsschicht den aufgewendeten Drücken genügend Widerstandsfähigkeit entgegenbringt.

Die Erfindung wird an Hand der Zeichnungen näher beschrieben.

Fig. 1 zeigt eine Vorrichtung zur Herstellung einer Platte nach der Erfindung,

Fig. 2 einen Querschnitt durch eine Platte nach der Erfindung,

Fig. 3 ein, die Reihenfolge der erfindungsgemäßen Verfahrensschritte kennzeichnendes Schaubild,

Fig. 4 bis 6 weitere Schaubilder, die die Verfahrensschritte bei bestimmten Ausführungsformen kennzeichnen.

In Fig. 1 ist ein Behälter 1 dargestellt, der ein Schutzträgergas, wie z. B. Kohlendioxyd, enthält und mit einem Ventil 2 und einem Strömungsmesser 3 ausgestattet ist. Von dem Behälter 1 führt eine Leitung 4 zu einem Verdampfer 5, der in einen mit öl 6 gefüllten Tank 7 eintaucht. Das Öl wird mit Hilfe eines Erhitzers 8, der von einem Thermostat 10 gesteuert wird, auf konstanter Temperatur gehalten.

Im Tank 7 befindet sich ein Rührwerk 12, das von einem Motor 14 durch einen Riemen 16 angetrieben wird. An dem oberen Ende des Verdampfers 5 befindet sich eine Leitung Ϊ8, die über eine Pumpe 20 in eine Kammer 22 mündet, in der eine Metallplatte 24 im Abstand von den Wänden durch Stützglieder 25 gehalten wird. In die Kammer ragt ein Strahlrohr 26 mit gegenüber der Platte 24 liegenden Düsen 28 hinein. Die Kammer umgibt ein Wassermantel 30, der einen Einlaß 32 und einen Auslaß 34 aufweist. Außerhalb der Kammer 22 ist, auf dem Wassermantel aufliegend, eine Induktions-Erwärmungsvorrichtung vorgesehen, die aus einer Spule 36 besteht, die elektrisch mit einer nicht dargestellten Stromquelle verbunden ist.

Die gegenüberliegende Seite der Kammer 22 ist mit einem abnehmbaren Deckel 38 für das Einbringen der auf die Platte 24 zu legenden Gegenstände ausgestattet. Der Deckel weist eine Öffnung auf, durch die die Leitung 40 reicht, welche in einen mit Kühlwasser umgebenen Kondensator 42 endet. Das Kühlwasser wird durch einen Einlaß 48 eingeleitet, fließt durch einen Tank 46 und verläßt ihn durch den Auslaß 50.

Die beschriebene Apparatur arbeitet nunmehr wie folgt: Das Trägergas, z. B. Kohlendioxyd, strömt aus dem Behälter 1 in den Verdampfer 5, in welcher die Nickelverbindung verdampft wird. Das Trägergas wird mit den Dämpfen der Nickelverbindung beladen und befördert diese in die Plattierungskammer. Das Plattierungsgas, das aus den in dem Zuleitungsrohr 26 befindlichen Düsen 28 ausströmt, zersetzt sich, und metallisches Nickel schlägt sich auf der Form, beispielsweise aus Papiermache, nieder. Die Form wird direkt durch Berührung mit der Platte 24 erwärmt, die wiederum mittels des durch die Induktionsspule entstehenden Wärmestromes erhitzt wird.

Die zersetzten und nicht zersetzten Gase verlassen die Kammer durch die öffnung im Deckel 38 und gelangen in den Kondensator 42, in dem die Metallkomponenten gekühlt und niedergeschlagen werden, während der Restanteil einschließlich des umgebildeten Kohlendioxyds ins Freie geht.

Die nachfolgend aufgeführten Beispiele geben im einzelnen die Bedingungen an, unter denen eine Nickelplattierung hergestellt werden kann, die eine möglichst scharfe Wiedergabe und Nachbildung, identisch den in die Form- eingebrachten Konturen ergibt, wobei es gleichgültig ist, ob diese Form aus Papiermache, plastischem Kunststoff oder Blei besteht.

Beispiel 1 Eine zu hohe Strömungsgeschwindigkeit des das

. Metall tragenden Materials ist bei der Herstellung

Form aus Papiermache dünner Auflagen nicht erwünscht, da dies einen zu

Temperatur 125° C großen Verlust an Plattierungsmaterial bedingt.

Verdampfertemperatur 10° C 5 Natürlich ist andererseits auch eine zu geringe

Trägergas-Strömungsdurchlaß ... 0,5 l/min Strömungsgeschwindigkeit, insbesondere bei der Her-Metallniederschlag 0,000508cm/min stellung dickerer Schichten, nicht zweckmäßig, weil

Plattenstärke 0,00254 cm sonst die Plattierungszeit zu hoch wird. Es ist not-

Plattierungszeit etwa 5 Minuten wendig, die Strömungsgeschwindigkeit so mit der

Plattierungsgas Nickelkarbonyl io verlangten Plattierungsstärke abzustimmen, daß ein

+ Kohlendioxyd- gleichmäßiger Niederschlag erzielt wird. Bei den

trägergas erwähnten Stärken ist eine Plattierungszeit von etwa

Formgröße etwa 10 · 10 cm 3 bis 5 Minuten als ausreichend für die Herstellung

zusammeuhaftender Nickelniederschläge gefunden

Beispiel 2 ¹⁵ worden.

Unter diesen Bedingungen löst sich die anliegende

Form aus Papiermache Nickelplattierung leicht von der Form, und die

Temperatur 140° C Kontaktoberfläche weist erhabene und vertiefte Ein-

Verdampfertemperatur 21° C drücke auf, die getreue Wiedergaben der Form-Trägergas Kohleildioxyd 2° oberfläche sind.

Trägergas-Strömungsdurchlaß ... 20 l/min Die bei Fortsetzung des Verfahrens bei jedem der

Metallniederschlag 0,0038 cm/min vorerwähnten Beispiele verstärkten Platten können an

Plattenstärke 0,013 cm der Rückseite verzinnt werden und am Rücken mit

Plattierungszeit etwa 3 Minuten einem schwereren Metall, z. B. Typenmetall, aus-

Plattierungsgas Nickelkarbonyl 25 gerüstet werden, damit die Metallplatte den auf den

+ Kohlendioxyd- dünnen Film wirkenden Drücken während des

trägergas Gebrauchs widerstehen kann.

Formgröße etwa 10 · 10 cm Im vorstehenden ist darauf hingewiesen, daß die

Kontaktfläche der Platte mit einer dünnen Chrom-Beispiel 3 3° auflage versehen werden kann, wodurch die Wider-T-, , . , _T_ , „. Standseigenschaften gegen Abnutzung erhöht werden. Form aus plastischem Kunststoff _{Da die in den Beispi}*_{len angege}benen Grenzen als

Temperatur 93° C optimal anzusehen sind, muß darauf hingewiesen

Verdampfertemperatur 38° C werden, daß, falls die Form aus Papiermache besteht,

Trägergas-Strömungsdurchlaß ... 20 l/min 35 die Temperaturen der Form zweckmäßig zwischen

Metallniederschlag 0,0025 cm/min etwa 90 und 150° C liegen sollten und, falls sie aus

Plattenstärke 0,013 cm Blei besteht, zwischen 90 und 205° C, während

Plattierungszeit etwa 5 Minuten Formen aus plastischem Kunststoff einer Temperatur

Plattierungsgas Nickelkarbonyl von etwa 90° C bis gerade unterhalb ihrer Er-

+ Kohlendioxyd- 40 weichungstemperatur ausgesetzt werden können. Die

trägergas Verdampfertemperatur liegt vorzugsweise zwischen

Formgröße etwa 10 · 10 cm etwa 0 und 40° C bei einer Trägergasgeschwindigkeit

zwischen 0,5 und 20 l/min.

Beispiel 4 Man sieht, daß in jedem Fall die Form bis minde-•p p,. . +5 stens 90° C erhitzt werden sollte, wobei die Tempe- V orm aus Blei _ratur derselben bis kurz unterhalb der Erweichungs-Temperatur 175° C punkte erhöht werden kann.

Verdampfertemperatur 24° C Die Strömungsgeschwindigkeit und die Plattie-

Trägergas-Strömungsdurchlaß ... 15 l/min rungsgeschwindigkeiten sind nicht kritisch, können Metallniederschlag 0,0025 cm/min 50 aber, wie in den Beispielen gezeigt, in der Größen-Plattenstärke 0,013 cm Ordnung von etwa 5 l/min und zwischen 0,00508 und

Plattierungszeit etwa 5 Minuten 0,00381 cm/min liegen.

Plattierungsgas Nickelkarbonyl Die plastischen Kunststoffe, aus denen die Formen

+ Kohlendioxyd- in geeigneter Weise herzustellen sind, schließen in der trägergas 55 Wärme härtende Harze, wie z. B. solche aus Phenol-Formgröße etwa 10 · 10 cm formaldehyden und HanrstofErnelaminen, ein, ebenso

wie thermoplastische Stoffe einschließlich der Vinyle,

Es sei darauf hingewiesen, daß es üblich ist, die wie z. B. Vinylchlorid und Vinylacetat. Die Erfindung

Plattierungskammer von Sauerstoff und anderen ist jedoch nicht auf diese Kunststoffe beschränkt,

Gasen zu reinigen, ehe man das Werkstück auf 60 sondern für jede Art plastischen Materials geeignet,

Plattierungstemperatur bringt, was in einfacher Weise das einer Veränderung bzw. Erweichung mindestens

dadurch erfolgen kann, daß man einen Kohlendioxyd- bei einer Temperatur von etwa 90° C widersteht,

strom oder einen Plattierungsgasstrom durch die Der Tiefe der Eindrückungen in der Formoberfläche

Kammer leitet. ist, soweit bisher bekannt, keine kritische Grenze ge-

Vorzugsweise werden in der Vorrichtung wärme- 65 setzt, man muß lediglich für genügend Niederschlag

isolierte Verbindungsleitungen verwendet, damit die Sorge tragen, um die Eindrückungen zu füllen und

Länge der Leitungen keinen Einfluß auf die Ver- außerdem eine Stärke von 0,0025 bis 0,013 cm des

fahrensbedingungen hat. Vorliegend stimmen Ver- Körpers der Nickelplatte zu erhalten. Normalerweise

dampfertemperatur und Temperatur an der Plattie- jedoch hat es sich bei tiefen Eindrückungen als

rungsstelle auch tatsächlich überein. 70 zweckmäßig erweisen können, schwerere Körper zu

formen, d. h, 0,013 cm stark, damit' das Produkt gleichmäßig ausgebildet wird.

Die Abbildungen auf der Nickelplatte sind außerordentlich scharf ausgebildet, und zwar bei Vertiefungen ebenso wie bei Erhöhungen, da das aus dem Dampfzustand sich niederschlagende Metall fest an der Formoberfläche haftet, und zwar gleichgültig, ob die Eindrückungen erhaben oder vertieft sind.

Die sonstigen Eigenschaften des zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens verwendeten Kunststoffes sind belanglos. Es ist jedoch erforderlich, daß das Material bei einer Mindesttemperatur von etwa 90° C, die für die Zersetzung des Nickelkarbonyls erforderlich ist, nicht erweitert.

Der Gasdruck in der Plattierungskammer kann über einen weiten Bereich von etwas oberhalb Atmosphärendruck bis unter 40 mm Quecksilbersäule variieren. Bei tieferen Drücken sollte allerdings Vorsorge getroffen werden, daß keine Luft in das System eindringt, da die Anwesenheit von Sauerstoff die Haftung: der niedergeschlagenen Schicht schädlich beeinflussen würde.

Die vorliegende Erfindung ist durch die vorstehend angegebenen Einzelbeispiele bzw. durch die Beschreibung nicht erschöpft, sie kann vielmehr den jeweils herrschenden besonderen Bedingungen günstig angepaßt werden, ohne den Erfindungsgedanken zu verlassen oder den Umfang zu verringern.

Claims (2)

PATENTANSPRÜCHE:

1. Verfahren zum Herstellen einer Druckplatte durch Aufbringen eines Metallüberzuges auf eine Matrize, dadurch gekennzeichnet, daß die Formoberfläche der Matrize auf mindestens 90° C erhitzt wird, wonach diese erhitzte Oberfläche mit einem Gas von normaler Temperatur oder erhitzt in Berührung gebracht wird, das gasförmiges Nickelkarbonyl enthält, und durch Zersetzung des Karbonyls Nickel zusammenhängend auf der Formoberfläche abgeschieden wird.

2. Druckplatte, hergestellt nach Anspruch 1, bestehend aus einer Nickelplatte mit einer Stärke von etwa 0,0025 bis etwa 0,013 cm, einem Versteifungsmaterial auf dessen einer Seite und gegebenenfalls aus einer Lage aus verschleißfestem Material über der freien Nickeloberfläche.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschrift Nr. 477 975;
schweizerische Patentschrift Nr. 127 548.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

© 909 760/226 3.