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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Aufrauhen einer metallischen
Flachdruckplatte, bei welcher die Reinigung und Aufrauhung der metallischen Oberfläche
in neuartiger Weise mit einem Lichtbogenplasmastrahl vorgenommen wird.
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Bei der Herstellung von metallischen Flachdruckplatten dient eine
Metallfolie als Träger für das aufzubringende Druckbild. Solche metallischen Träger
müssen fast immer gereinigt, insbesondere von den von der Herstellung durch Walzen
zurückgebliebenen Spuren von Fett sorgfältig befreit werden und nach der Reinigung
auf der Oberfläche, die das Druckbild tragen soll, aufgerauht werden. Danach werden
sie mit dem druckenden Bild versehen. Oft modifiziert man die Oberfläche vor 'dem
Aufbringen des drukkenden Bildes, z. B. um die Haftung des druckenden Bildes auf
der Oberfläche zu verbessern oder um. die Hydrophilie der Oberfläche zu erhöhen.
Das Reinigen der Folie erfolgt durch Waschen oder durch eine chemische oder elektrochemische
Behandlung, und für das Aufrauhen werden mechanische oder ebenfalls chemische oder
elektrochemische Verfahren angewendet. Sowohl das Reinigen als auch das Aufrauhen
der Folienoberfläche sind zeitraubend, verbrauchen Waschmittel oder andere Chemikalien
und bringen wegen der erforderlichen Beseitigung oder Wiedergewinnung der benutzten
Wasch- oder Behandlungsmittel lästige Umstände mit sich. Auch ist es meist erforderlich,
Reinigen und Aufrauhen der Folienoberfläche in zwei voneinander getrennten Verfahrensschritten
vorzunehmen.
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Ein Ziel der Erfindung war es, ein Verfahren zu schaffen, bei dem
keine oder wesentlich weniger Bebndlungsmittel gebraucht und als Abfall beseitigt
werden müssen und Reinigen und Aufrauhen vorzugsweise in einem Verfahrensschritt
durchgeführt werden.
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Ausgegangen wird von dem bekannten Verfahren zum Aufrauhen von Flachdruckformen
aus einer Metallfolie, vorzugsweise einer Aluminium- oder Stahlfolie, bei welchem
die Oberfläche der Folie nach dem Aufrauhen mit einem druckenden Bild versehen wird.
Bei dem Verfahren nimmt man erfindungsgemäß das Aufrauhen der Oberfläche durch Behandlung
mit einem Plasmastrahl vor.
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Plasmastrahlbehandlungen haben in jüngster Zeit Eingang in die Technik
gefunden. Es handelt sich um Strahlen sehr hoch erhitzter Gase, meist auch von hoher
Gasgeschwindigkeit.
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Im Rahmen der Erfindung werden als Plasmastrahlen solche Ströme erhitzter
Gase angesehen, die über 3000° C heiß sind. Vorzugsweise handelt es sich um Gase
von 7000 bis 25 000° C. Man erzeugt sie am bequemsten mit Hilfe eines Lichtbogens,
der zwischen einer hitzebeständigen Elektrode, z. B. einer Wolframelektrode oder
einer Reihe von Elektroden einerseits und der Folienbahn andererseits in einem Schutzgas,
beispielsweise in einer Argonatmosphäre, erzeugt wird. Wie sich überraschend herausgestellt
hat, erhält man bei Einhalten einer geeigneten Behandlungszeit eine völlig gleichmäßig
fein aufgexauhte Oberfläche. Die am besten geeignete Behandlungsdauer kann leicht
durch Versuche ermittelt werden. Sie hängt von den Verfahrensbedingungen ab, so
von der Art des Folienmetalls, von der Foliendicke und von der Wärmekapazität und
von der Temperatur der Umgebung der Folie. Als zweckmäßig hat es sich erwiesen,
die Folie während der Behandlung mit einem Kühlmittel zu kühlen oder sie auf einer
durch ein Kühlmittel gekühlten Unterlage liegen zu. haben.
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Bei den Versuchen zum Bestimmen der geeigneten Verfahrensbedingungen
kann meist das Aussehen der erhaltenen Oberfläche zur Beurteilung herangezogen werden,
wobei man zweckmäßig auch eine mikroskopische Vergrößerung betrachtet. So konnte
beim Bestreichen der Oberfläche eines rohen, d. h. ungereinigten Alumiumbleches
mit einem Plasmastrahl, der mittels eines Argonschweißgerätes mit abgeschirmter
Schweißelektrode erzeugt wurde, bei Stromstärken zwischen 10 und 60 Ampere beobachtet
werden, daß die behandelte Oberfläche sehr schnell ihr Aussehen veränderte. Schon
durch Beobachtung des Aussehens der Oberfläche mit dem bloßen Auge konnte ausprobiert
werden, bei welchem Elektrodenabstand, bei welcher Stromstärke, bei welcher Behandlungsgeschwindigkeit,
bei welcher Form und Stellung der Lichtbogenelektrode die Oberfläche das erwünschte
gleichmäßige matte Aussehen annahm. Bei Betrachtung der behandelten Oberflächen
unter dem Mikroskop bei 275facher Vergrößerung konnte in noch feinerer Unterscheidung
festgestellt werden, ob unter den angewandten Verfahrensbedingungen eine zu geringe
oder eine zu starke Einwirkung des Plasmastrahls erfolgt war. Bei zu geringer Einwirkung
war die durch das Walzen des Aluminiumbleches der Oberfläche aufgeprägte Struktur
auf der ganzen Oberfläche oder stellenweise noch zu erkennen, bei zu starker Einwirkung
wurde Verschmelzung der Oberfläche festgestellt, die je nach dem Grad der übermäßigen
Einwirkung von feinen örtlichen Ausschmelzungen bis zur grobwellig geschmolzenen
Oberflächenstruktur gingen. So machte sich beispielsweise auch eine Unruhe (Unstetigkeit)
des Lichtbogens durch örtlich begrenzte feine Verschmelzungen der Oberfläche bemerkbar.
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Bei dem Verfahren zur Herstellung von lithographischen Flachdruckplatten
erfolgt, wenn man ungereinigtes Folienmatersal verwendet, bei dem Aufrauhen zugleich
auch eine Reinigung der Oberfläche. Es erübrigt sich daher, vor der Plasmastrahlbehandlung
eine Reinigung der Oberfläche vorzunehmen, und man behandelt daher zweckmäßig nach
dem Verfahren Folien mit einer von dem Walzfett noch nicht befreiten Oberfläche.
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Das Verfahren bietet zu den schon genannten Vorteilen noch die Möglichkeit,
zusammen mit dem Reinigen und Aufrauhen der Oberfläche auch eine Modifizierung vorzunehmen.
Mischt man dem Schutzgas mehr oder weniger große Mengen Luft oder Sauerstoff bei,
so kommt es zu einer gewissen Oxydation .der Oberfläche, die beispielsweise bei
Aluminium zu einer an sich wünschenswerten besseren Oberflächenhärte führt. Einstäuben
von feindispersem Kieselgur in den Plasmastrahl bewirkt eine gleichzeitig mit der
Reinigung und Aufrauhung der Oberfläche eintretende Silikatbildung auf der Oberfläche,
was deren Hydrophilie verbessert. Auch verbietet das Verfahren die Möglichkeit,
zugleich mit dem Aufrauhen und gegebenenfalls Reinigen ,der Oberfläche eine Metallisierung
derselben vorzunehmen, indem man das feinpulverisierte Metall in den Plasmastrahl
einführt. Man erhält so eine Bimetallplatte, wenn man beispielsweise bei dem Verfahren
zugleich eine Verkupferung der Oberfläche vornimmt. Eine besonders harte
Oberfläche wird durch Metallisieren mit Titan erhalten. Auch
harte
Metallcarbide wie Siliciumcarbid lassen sich bei dem erfindungsgemäßen Verfahren
auf die behandelte Oberfläche aufbringen.
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Nach der Behandlung der metallischen Oberfläche folgt bei dem Verfahren
zur Herstellung einer Flachdruckform das Aufbringen des druckenden Bildes auf die
behandelte Oberfläche. Dieser Verfahrensschritt ist in mannigfachen Ausführungen
bekannt, und er ist für sich allein nicht Gegenstand der Erfindung. Er braucht daher
nicht näher erläutert zu werden. Auch bei dem erfindungsgemäßen Verfahren kann das
Auftragen des Bildes in irgendeiner Weise erfolgen. Als Beispiele der Auftragungsart
seien, ohne damit eine Beschränkung auf die genannten Arten zu beabsichtigen, die
folgenden genannt: das direkte Beschriften oder Aufzeichnen; das Umdruckverfahren;
die photomechanische Bilderzeugung z. B. mittels lichtempfindlicher Kolloidschichten.
Diazoschichten oder Azidoschichten, die elektrophotographische Bilderzeugung; die
Bilderzeugung durch bildmäßige Wärmeeinwirkung z. B. durch Wärmepolymerisation;
elektrochemische und elektrolytische Bilderzeugung.
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Eine besonders günstige Verfahrensweise zur Lichtbogenplasmastrahlbehandlung
der Oberfläche metallischer Folienbahnen, die nicht nur zur Herstellung von metallischen
Trägern für Druckplatten, sondern allgemein anwendbar ist, bildet einen weiteren
Gegenstand der Erfindung. Das Verfahren besteht darin, daß man, während man die
Folienbahnen in waagerechter Lage ihrer Länge nach transportiert, die Lichtbogenplasmastrahlbehandlung
auf ihrer oberen Oberfläche vornimmt, indem man in einer quer zur Bahn liegenden
Zone einen Plasmalichtbogen zwischen einer Reihe von Lichtbogenelektroden einerseits
und der Folienbahn andererseits erzeugt, in dieser Zone gegen die untere Oberfläche
der Folienbahn in ihrer gesamten Breite einen Strom flüssigen Kühlmittels führt
und diesen auf einem waagerechten Abflußbett sowohl unter dem der Zone zugeführten
als auch unter dem von der Zone weggeführten Teil der Folienbahn abfließen läßt,
so daß die Folienbahn von dem auf dem waagerechten Abflußbett abfließenden Kühlmittel
getragen wird.
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Das Verfahren wird im folgenden an Hand der Abbildung näher erläutert.
Diese zeigt in schematischer Darstellung einen Querschnitt durch eine Anlage zur
Durchführung des Verfahrens. Von einer Rolle 1 wrid eine Metallfolienbahn 3 abgezogen,
indem sie von einer angetriebenen Aufwickelvorrichtung zu einer Rolle 8 aufgewickelt
wird: Dabei wird die Folienbahn über eine Kontaktwalze 3 umgelenkt, in waagerechter
Lage unter einer quer zur Folienbahn angeordneten Reihe von Wolframelektroden 4
und danach über eine angetriebene zweite Kontaktwalze 7 umgelenkt. Zwischen der
Reihe von Elektroden 4 und der darunter vorbeigeführten Folienbahn 3 wird eine Reihe
von Lichtbogen 5 in einer Argonschutzgasatmosphäre erzeugt. Unter dem waagerecht
geführten Teil der Folienbahn 3 befindet sich ein Kühlmittelbehälter 6, der oben
mit einem Deckel mit waagerechter glatter Außenfläche zugedeckt ist. In dem Deckel
befindet sich in der Zone, in der der Plasmastrahl erzeugt wird, ein Schlitz. Durch
diesen wird Kühlmittel aus dem Behälter 6 mit Hilfe einer nicht dargestellten Pumpe
austreten gelassen. Das Kühlmittel breitet. sich unterhalb der Folienbahn 3 auf
der Außenfläche des Deckels des Behälters aus und fließt schließlich in ein Sammelgefäß,
aus dem es in den Kühlmittelbehälter zurückgepumpt wird. Die Folienbahn wird auf
diese Weise in der Zone, in der der Plasmastrahl auf sie einwirkt, von einer waagerechten
Schicht aus Kühlflüssigkeit getragen. Zweckmäßigerweise bewegt sich dabei die Lichtbogenreihe
im Verhältnis zur Folienbahn in deren Querrichtung hin und her, damit die Lichtbogenplasmastrahlen
auf die Folienoberfläche gleichmäßig einwirken. Auch kann die Folienbahn den elektrischen
Kontakt zur Stromquelle durch das Kühlmittel haben., wenn dieses elektrisch leitend
ist.