DE1268929B - Verfahren zur elektrolytischen Herstellung von Aluminiumgravierplatten - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. α.:

Nummer:
Aktenzeichen:
Anmeldetag:
Auslegetag:

C23b

Deutsche Kl.: 48 a-9/02

P 12 68 929.1-45
13. September 1956
22. Mai 1968

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur elektrolytischen Herstellung von Aluminiumgravierplatten, die in mechanischen oder elektronischen Graviervorrichtungen verwendet werden können.

Insbesondere betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Behandlung vorgeschnittener, roher Aluminiumplatten, wobei die Kornstruktur der Oberflächen dieser Platten verändert wird und Metallplatten hergestellt werden, die physikalisch so beschaffen sind, daß sie mit dem Griffel oder der Nadel einer elekironischen Graviervorrichtung gut bearbeitet werden können.

Aus rohem Aluminiumblech werden Platten mit etwas größeren Abmessungen als für die Gravierplatte erforderlich zugeschnitten. An den überstehenden Rändern greifen die Klemmvorrichtungen an, mit denen die Platten durch die einzelnen Verfahrensstufen befördert werden. Beim Beschneiden erhält man dann Platten, die über ihre gesamte Breite und Länge eine gleichmäßige und vollständig behandelte ao Oberfläche aufweisen.

Elektronische Graviervorrichtungen werden angewandt, um Gravierungen, insbesondere auf besonders hergestellten Kunstharzplatten, durchzuführen. Diese wurden durch Metallplatten ersetzt, aber mit diesen Vorrichtungen können Metallplatten nicht zufriedenstellend graviert werden. Der Graviergriffel oder die Nadel einer derartigen Vorrichtung erzeugt auf Metall Unebenheiten und arbeitet nicht richtig. Es wurden Platten von schlechter Qualität erhalten, während der Griffel oder die Nadel der Vorrichtung stark abgenutzt wurde und leicht zerbrach. Durch jede stärkere Abnutzung des Griffels wird die Brauchbarkeit desselben für Gravierzwecke beeinträchtigt. Der Griffel ist zu teuer, als daß er dauernd ersetzt werden könnte, und es ist schwierig, ihn zu schärfen oder aufzubessern.

Es ist bekannt, daß überzogenes Zink probeweise verwendet wurde, aber die elektronischen Graviervorrichtungen schneiden nicht so tief, daß eine gebrauchsfertige Gravierung erhalten wird. Eine auf der Vorrichtung geschnittene Zinkgravierung muß chemisch geätzt werden, bevor sie zum Mattieren oder Drucken benutzt werden kann. Aluminium dagegen kann sofort tief genug geschnitten werden, so daß keine anschließende Behandlung erforderlich ist.

Kunstharzplatten besitzen nicht die Haltbarkeit und Dauerhaftigkeit, die für gute Reproduktionen erforderlich sind. Wenn auch die Schärfe und die Qualität der Schattierung bei Reproduktionen, die mit einer Kunstharzplatte hergestellt wurden, ausreicht, so ist doch die Zahl der annehmbaren Reproduk-Verfahren zur elektrolytischen Herstellung von
Aluminiumgravierplatten

Anmelder:

General Development corporation,

Wilmington, Del. (V. St. A.)

Vertreter:

Dr.-Ing. H. Ruschke, Patentanwalt,

1000 Berlin 33, Auguste-Viktoria-Str. 65

Als Erfinder benannt:
William Donald McLean,
Oakville, Ontario (Kanada)

Beanspruchte Priorität:

Großbritannien vom 21. Dezember 1955 (36685),

V. St. v. Amerika vom 24. Januar 1956 (561172)

tionen, die hergestellt werden können, begrenzt. Das Kunstharz neigt dazu, Druckfarbe zu absorbieren, so daß nach 30 000 bis 40 000 Reproduktionen praktisch alle Einzelheiten verlorengehen und die Reproduktion verschmiert wirkt. Eine Kunstharzplatte ist zur Herstellung von Matrizen für Stereotypplatten oder für gleiche Anwendungszwecke dieser Art, wo Prägungen von den gravierten Platten erforderlich sind, nicht geeignet. Derartige Kunstharzplatten sind bestenfalls für kurze Verwendung geeignet, da sie Pressen und Drücken nicht lange aushalten. Außerdem können derartige Platten nicht wie Metallplatten korrigiert oder wieder benutzbar gemacht werden.

Nach der Erfindung wird das rohe Aluminiumblech in an sich bekannter Weise gereinigt, entfettet und gegebenenfalls gespült, dann in einer 50gewichtsprozentigen wäßrigen Lösung von technischer Schwefelsäure unter Verwendung einer Gegenelektrode aus Graphit bei einer Temperatur von 21° C während mindestens 60 Sekunden mittels Wechselstrom bei einer Stromdichte von 0,194 Amp./cm² und einer Spannung von 12 bis 18 Volt behandelt und anschließend in an sich bekannter Weise mit Wasser gespült.

Nach einer besonderen Ausführungsform wird bei Verwendung einer Aluminiumgegenelektrode die Spannung auf 24 bis 36 Volt erhöht.

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Die unerwünschten, den Kunstharzplatten anhaftenden Nachteile und Beschränkungen werden hierdurch vermieden.

Bei dieser Behandlung erhält die Aluminiumplatte eine harte oxydische Oberfläche mit feiner Kornstruktur, die als harte Hülle wirkt und so bei der Bearbeitung mit dem Griffel eine schärfere und saubere Gravur ergibt.

Beim Gravierverfahren werden im Hinblick auf gute Gravierergebnisse und Endprodukte Platten mit einer gefärbten Oberfläche benötigt. Bei einer gefärbten Oberfläche kann bei der Bedienung der Graviervorrichtung auf den ersten Blick erkannt werden, ob die Reproduktion in der gewünschten Qualität entsteht. Auszugleichende Mangel können festgestellt und gegebenenfalls jede erforderliche Einstellung an der Vorrichtung, wie z. B. die Regelung der Schnittiefe, vorgenommen werden.

Bei einigen der zur Zeit üblichen Verfahren zum Färben der Platten müssen vier oder fünf zusätzliche Arbeitsgänge durchgeführt werden. Dies ist ein teurer und zeitraubender Vorgang, der üblicherweise darin besteht, daß ein Film oder ein Überzug auf der Oberfläche der Platte gebildet wird, der dem Griffel Widerstand leistet und seine Schnittwirkung beeinträchtigt.

Nach der Erfindung wird die wie oben vorbehandelte, oxydierte Platte einer einen wasserlöslichen Anilienfarbstoff enthaltenden Farbbandlösung bei einer zwischen 65 und 75° C liegenden Temperatur ausgesetzt und nach erneutem Spülen mit Wasser 15 bis 20 Sekunden in ein auf eine Temperatur von mindestens 82° C bis unter den Siedepunkt erhitztes Wasserbad eingetaucht.

Unbehandeltes Aluminiumblech weist nach der Bearbeitung mit dem Graviergriffel nicht nur die obenerwähnten Unebenheiten auf, sondern auch kleine, mit einem Vergrößerungsglas sichtbare Höhlungen oder Einschnitte in den Seitenwänden der eingravierten, punktförmigen Vertiefungen. Nach der Erfindung behandelte und gravierte Platten weisen eine Oberfläche auf, die in ihrer kristallinen Zusammensetzung oder Komstruktur so verbessert ist, daß die Bildung dieser zu beanstandenden Löcher oder Höhlungen in den Seitenwänden der punktförmigen Vertiefungen vollständig verhindert wird. Bei nicht behandelten Platten werden derartige pilzartige Vertiefungen eingedrückt, wenn die Oberfläche der Platte Druck ausgesetzt wird.

Die behandelten Metallplatten nehmen die ausgezeichnete oder brauchbare Oberflächenbeschaffenheit oder Oberflächenstruktur nur dann an, wenn die Platten einzeln oder unabhängig voneinander, auf Gestellen befestigt, in dem elektrolytischen Bad behandelt werden.

Als Material für die Gravierplatten wird sehr reines Rohaluminiumblech ausgewählt. In einigen Fällen kann ein halbhartes Aluminiumblech einer Al-Mn-Legierung mit einer Stärke von etwa 1,62 mm verwendet werden. Ferner ist ein reineres Aluminiumblech (Al 99) von 1,59 mm Stärke günstig, das jetzt in der Drucktechnik angewandt und auf diesem Gebiet vorzugsweise als genormte Platte für Gravierungszwecke benutzt wird. Ferner können übliche Rohaluminiumbleche mit Stärken von 1,3 und 0,76 mm angewandt werden.

Die Reinigung der Rohaluminiumplatten kann auf verschiedene Weise erfolgen. Am zweckmäßigsten ist die Verwendung nichtätzender, chlorierter Lösungsmittel, z. B. kalter Tetrachlorkohlenstoff oder nichtätzender Kohlenwasserstofflösungsmittel. Für das Entfetten ist eine Zeit von 60 Sekunden im allgemeinen angemessen; gegebenenfalls können die Werkstücke mit einem Tuch abgewischt werden, um auf der Plattenoberfläche befindliche Zeichentinte zu entfernen. Es wird bei dieser kalten Behandlung mit Lösungsmittel technischer Tetrachlorkohlenstoff benutzt. Wenn auch oben 1 Minute als Mindestzeit für das Tauchverfahren angegeben ist, so können doch die Platten 2 oder 3 Minuten im Tetrachlorkohlenstoffbad gereinigt werden, wobei die Temperatur dieses Bades auf 21° C gehalten wird.
An Stelle der obigen Lösungsmittel können andere nichtätzende Reiniger und Reinigungsmittel (kalt oder heiß) zur Reinigung des Metalls angewandt werden. Es wird jedoch vorgezogen, ein chloriertes oder ein Kohlenwasserstofflösungsmittel zu verwenden, das für Tauchbäder benutzt oder als Dampfreinigungsmittel angewandt werden kann. Benzinähnliche Lösungsmittel können als kalte Reinigungsmittel angewandt werden, aber diese sind wegen ihrer Feuergefährlichkeit nicht sehr zweckmäßig.
Sobald die gereinigten Platten aus dem Entfettungsbad entnommen worden sind, werden die auf Gestellen befestigten Platten in kaltem laufendem Wasser 2 oder 3 Sekunden hin und her bewegt. Die Spülzeit ist nicht ausschlaggebend.
Die Werkstücke werden nun mit den Gestellen in das Oxydationsbad eingetaucht.

Wenn eine Aluminiumgegenelektrode an Stelle der Graphitelektrode benutzt wird, wird die Spannung etwa verdoppelt. Die Graphitelektrode wird bevorzugt, wenn auch die Aluminiumelektrode — je nach den Arbeitsbedingungen — gegebenenfalls benutzt werden kann.

Das Gestell mit den Platten wird nun in ein Spülbad übergeführt, wo er zur Entfernung von Schwefelsäure in kaltes, fließendes Wasser eingetaucht wird. Hierbei werden die Platten nur kurz eingetaucht, wofür 2 bis 5 Sekunden erforderlich sind.

Anschließend wird es einmal in ein Farbstoffbad getaucht, um die Oberflächen der Blechplatten zu färben. Es wird eine Mindesteintauchzeit von 5 Minuten eingehalten, während die Farbstofflösung mit Luft mäßig bewegt wird. Wenn eine dunklere Färbung gewählt wird, kann eine höhere Farbstoffkonzentration angewandt oder die Werkstücke oder Platten können langer mit der Farbstofflösung behandelt werden.

Beispiele für eine Farbstofflösung sind 5 g wasserlöslicher Anilinfarbstoff, wie Anthrachinon-Blau, aus der Gruppe der wasserlöslichen Anthrachinonfarbstoffe oder Nr. 246 des Colour Index aus der Gruppe der wasserlöslichen Diazofarbstoffe oder Nr. 758 des Colour Index aus der Gruppe der wasserlöslichen Xanthenfarbstoffe, die in 11 Wasser gelöst v/erden. Die angegebenen Nummern des Colour Index sind die, die in dem »Colour Index of the Society of Dyers & Colourists« aufgeführt sind.

Das Gestell und die Platten werden aus dem Färbbad genommen und einige Sekunden in fließendem kaltem Wasser gespült.

Die Platten werden darauf in einen Spülbehälter übergeführt, der auf eine Temperatur von mindestens 82° C bis unter den Siedepunkt erhitztes Wasser enthält. Es wird 15 bis 20 Sekunden gespült, so

daß Streifen und Flecken vermieden und ferner die Platten nach dem Herausnehmen aus diesem Bad mit Hilfe der latenten Wärme, die von den Metallplatten während des Eintauchens aufgenommen wurde, getrocknet werden. Diese letzte Spüllösung darf nicht bis zum Siedepunkt erhitzt werden, da hierbei der anodische Überzug, der den Platten durch die vorstehend beschriebene Behandlung erteilt wurde, geschlossen werden könnte.

Die Blaufärbung wird für das Gravierverfahren bevorzugt. Gegebenenfalls können zum Färben und Tönen der Oberflächen der behandelten Aluminiumplatten andere wasserlösliche Anilinfarben benutzt werden, um rote, orange, gelbe, grüne usw. Oberflächen zu erhalten.

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur elektrolytischen Herstellung einer Aluminiumgravierplatte zur Verwendung in mechanischen oder elektronischen Graviervor- ao richtungen, dadurch gekennzeichnet, daß das rohe Aluminiumblech in an sich bekannter Weise gereinigt, entfettet und gegebenenfalls gespült, dann in einer 50gewichtsprozentigen wäßrigen Lösung von technischer Schwefelsäure »5 unter Verwendung einer Gegenelektrode aus Graphit bei einer Temperatur von 21° C während mindestens 60 Sekunden mittels Wechselstrom bei einer Stromdichte von 0,194 Amp./cm² und einer Spannung von 12 bis 18 Volt behandelt und anschließend in an sich bekannter Weise mit Wasser gespült wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung einer Aluminiumgegenelektrode die Spannung auf 24 bis 36 Volt erhöht wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die oxydierte Platte einer einen wasserlöslichen Anilinfarbstoff enthaltenden Farbbadlösung bei einer zwischen 65 und 75° C liegenden Temperatur ausgesetzt und nach erneutem Spülen mit Wasser 15 bis 20 Sekunden in ein auf eine Temperatur von mindestens 82° C bis unter den Siedepunkt erhitztes Wasserbad eingetaucht wird.

In Betracht gezogene Druckschriften:

Deutsche Patentschrift Nr. 701076;

»Oberflächentechnik«, 1937, S. 157;

Jamy, »Die elektrolytische Oxydation des Aluminiums und seiner Legierungen«, 1938, S. 182, 191, 198.

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