DE1962729A1

DE1962729A1 - Verfahren zum Koernen von Oberflaechen fuer Flachdruckplatten

Info

Publication number: DE1962729A1
Application number: DE19691962729
Authority: DE
Inventors: Joachim Dipl-Ing Stroszynski
Original assignee: Kalle GmbH and Co KG
Current assignee: Kalle GmbH and Co KG
Priority date: 1969-12-15
Filing date: 1969-12-15
Publication date: 1971-06-16
Also published as: AT300851B; FR2073767A5; GB1277567A; NL7017752A; BE760331A; ZA708406B; ES386458A1; CA948412A

Description

KALLE AKTIENGESELLSCHAFT 1962729 Unsere Zeichen Tag Blatt

_{K 1Q}oA FP-Dr.P.-is 3· Dezember 1969

Beschreibung
zur Anmeldung der

KALLE AKTIENGESELLSCHAFT Wiesbaden-Biebrich

für ein Patent
betreffend

Verfahren zum Körnen von Oberflächen für Flachdruckplatten

Die Erfindung betrifft das Körnen von Oberflächen aus Material für Flachdruckplatten au"s Metall und Kunststoff.

Es ist bekannt, daß Flachdruckplatten in den meisten Fällen mit einer aufgerauhten Oberfläche versehen sein müssen. Man bezeichnet die Aufrauhung oft als die Körnung der Oberfläche. Zur Erzeugung der Körnung hat man die Oberfläche von Blechen oder Metall-Folien unter anderem mittels eines Sandstrahls aufgerauht, doch ist es schwierig, mit dieser Verfahrensweise eine gleichmäßige Körnung zu erhalten. Außerdem entwickelt sich beim Sandstrahlen Staub, dessen Beseitigung umständlich ist, und ferner ist die Rückgewinnung

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des Körnungsmittels, insbesondere seine Trennung vom Abrieb, schwierig. Noch dazu muß die Metalloberfläche vor dem Sandstrahlen entfettet und nach dem Sandstrahlen gewaschen werden. Eine andere bekannte Methode zum Körnen besteht darin, daß man die Oberfläche mittels rotierender Stahldraht-Bürsten schleift. Dieses Verfahren hat den Vorteil, daß es sich verhältnismäßig einfach in kontinuierlicher Weise durchführen läßt, so daß man nicht jede Druckplatte einzeln zu körnen braucht, sondern ein Metallband körnen und dieses danach in Druckplatten zerschneiden kann. Das Bürstverfahren gibt jedoch eine verhältnismäßig grobe Körnung und führt sehr leicht zur Bildung von Riefen in der Bürstrichtung, und es bedarf außerordentlich sorgfältiger Zurichtung der Schleifbürsten, um solche und andere Fehler zu vermeiden. Bekannt ist auch elektrochemisches Aufrauhen von Oberflächen für Flachdruckplatten. Man kann damit ebenfalls Bänder aufrauhen, doch hat es den Nachteil, daß im Material vorhandene Kratzer oder Riefen, die beispielsweise von Walzen der Metallfolien herstammen können, nicht mit Sicherheit beseitigt, manchmal sogar verstärkt werden.

Aufgabe der Erfindung iet ein Verfahren zum Körnen von Oberflächen für Flachdruckplatten-Material, das zu

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gleichmäßig aufgerauhten Oberflächen führt, verhältnismäßig einfach und mit verhältnismäßig geringem Raumbedarf kontinuierlich durchführbar ist, Wenig Hilfsmittel verbraucht und wenig Abfallstoffe im Gefolge hat.

Bei der Lösung der Aufgabe wird von dem bekannten Verfahren zum Körnen von Oberflächen eines Materials für Flachdruckplatten ausgegangen, bei dem man durch Aufrauhen mittels eines Strahls eines Körnungsmittels das Körnen der Oberfläche bewirkt, und die Lösung der Aufgabe wird durch ein Verfahren verwirklicht, das durch die zusätzlichen Verfahrensschritte gekennzeichnet ist, daß man ein Band aus dem Material in Bandrichtung bewegt, das Körnungsmittel in einer Flüssigkeit suspendiert und die Körnungsmittel-Suspension in einem über die gesamte Bandbreite sich ι

erstreckenden Breitstrahl auf das bewegte Band prallen läßt. Die bei dem Verfahren zur Suspendierung des Körnungsmittels angewandte Flüssigkeit ist in der Regel Wasser. Als Körnungsmittel kommen beispielsweise Pulver von Eisen, Korund, Aluminiumoxid und anderen aus der Schleif- und Läpptechnik bekannten Schleif- und Läppmitteln in Betracht. Die Korngröße des Körnungsmittels richtet sich nach der beabsichtigten Wirkung. Für eine relativ feine Körnung wählt man eine entsprechend feine Korngröße, zum Beispiel

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von 0,01 nun, für eine gröbere Körnung eine gröbere Korngröße, zum Beispiel von 0,1 ram. Für Rauhigkeitstiefen von etwa 0,002 bis 0,004 mm, die man bei Aluminiumplatten meist anstrebt, kann man beispielsweise Siliciumcarbid-PuIver von etwa 0,018 bis 0,020 mm mittlerer Korngröße mit Erfolg anwenden. Die erzielte Rauhigkeitstiefe hängt jedoch auch von der Aufprallenergie der in dem Suspensionsstrahl enthaltenen Teilchen des Körnungsmittels ab. Man muß daher die Aufprallgeschwindigkeit des Suspensions-Strahls auf das Band dem gewünschten Ergebnis anpassen, was beispielsweise bei Benutzung einer Breitschlitzdüse durch Einstellung des Druckes erfolgt, unter dem der Suspensionsstrahl aus der Düse ausgepreßt wird.

Der Suspensionsstrahl, den man bei dem Verfahren erzeugen muß, hat eine solche Breite, daß er die gesamte Breite des zu körnenden Bandes überdeckt. Vorzugsweise benutzt man zu seiner Erzeugung eine Düse mit einem entsprechend breiten Schlitz. Die "öffnung" des Schlitzes, damit ist die in der Bandrichtung angeordnete Dimension des Schlitzes gemeint, beträgt im allgemeinen 3 bis 10 mm. Je größer die öffnung des Schlitzes ist, umso größer ist bei sonst vergleichbaren Verfai.rensbedingungen die Einwirkung des Körnungsmittels auf das Band, beziehungsweise umso schneller

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kann das Band zur Erzielung einer bestimmten Körnung voranbewegt werden. Der öffnung des Schlitzes sind nach Maximalwerten hin aus praktischen Gründen Grenzen gesetzt, weil es umso schwieriger ist, beim Verwenden von Breitschlitzdüsen einen Strahl von gleichmäßiger Wirkung zu erzeugen, je größer die öffnung der Breitschlitzdüse ist.

Der zur Erzielung einer bestimmten Wirkung erforderliche Flüssigkeitsdruck in der Breitschlitzdüse kann beispielsweise mittels einer Kreiselpumpe erzeugt und aufrechterhalten werden. Eine genügend hohe Geschwindigkeit des breiten Strahles erreicht man, ohne hohen Flüssigkeitsdruck anwenden zu müssen, indem man die Suspension aus der Flüssigkeit und dem Körnungsmittel mit einem expandierenden Gas, vorzugsweise mit Druckluft, mischt, ehe man sie auf die Materialbandoberfläche prallen läßt. Diese Verfahrensweise verdient bei weitem den Vorzug. Zu ihrer Durchführung benutzt man Breitschlitzdüsen, die als Mischdüse oder «la Injektordüse ausgebildet sind.

Bei Verwendung von InjektorbreitschlitzdÜsen kann das Verfahren ausgeübt werden, ohne daß man, um dem Breitetrahl die nötige Geschwindigkeit zu geben, eine Pumpe anwenden muß. Das ist ein sehr wichtiger Vorteil, da

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die Körnungsmittel-Suspensionen beim Fördern durch eine Pumpe diese sehr stark abnutzen.

Der breite Strahl der Körnungsmittel-Suspension kann auch von einem rotierenden Körper abgeschleudert und der abgeschleuderte Breitstrahl so gerichtet werden, da% er quer auf das bewegte Band aufprallt.

Der Suspensions-Breitstrahl kann bei dem Verfahren senkrecht oder schräg auf das bewegte Metallband gerichtet sein. Die Anordnung des Strahls richtet sich nach der gewünschten Wirkung und hängt auch von den übrigen Verfahrensbedingungen, wie Strahl- und Bandgeschwindigkeit, ab. Natürlich kann man nacheinander auch mehrere Suspensions-Breitstrahlen auf die bewegte Metallbahn aufprallen lassen.

In einer in manchen Fällen bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens wird ein zu dem Körnen zusätzliches Verfahrensergebnis dadurch erreicht, daß man das Körnungsmittel in einer Flüssigkeit suspendiert, die außer dem Körnungsmittel ein weiteres Behandlungsmittel gelöst oder dispergiert enthält. So übt man beispielsweise mit einem Aluminiumband, so wie es vom Walzwerk geliefert wird,

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durch Aufprallenlassen einer Suspension eines Körnungsmittels in Wasser, in dem ein fettentfernendes Mittel gelöst oder emulgiert enthalten ist, das Verfahren in der Weise aus, daß man in einem Arbeitsgang ein entfettetes und gekörntes Aluminiumband erhält, wie es für das Herstellen von Offsetdruckplatten gebraucht wird. Das fettentfernende Mittel ist beispielsweise ein Fettalkohol- oder ein Alkylaryl-Sulfonat. Ein anderes Beispiel für das gleichzeitige Erzielen des Körnens und eines anderen Verfahrensergebnisses liegt vor, wenn in einer bei dem Verfahren gemäß der Erfindung benützten wässrigen Suspension des Körnungsmittels eine Substanz gelöst enthalten ist, welche der behandelten Oberfläche des Materialbandes ein besseres Haftvermögen für später aufzubringende lichtempfindliche Kopierschichten verleiht, wie es bei- ' spielsweise Wasserglas oder Polyvinylphosphonsäure bei Aluminiumoberflächen oder Trichloressigsäure allein oder in Kombination mit Chromsäure bei einer biaxial gereckten Folie aus Polyäthylenterephthalat bewirken. Man erreicht dann bei dem Verfahren in einem Arbeitsgang sowohl eine Aufrauhung als auch eine Haftverbesserung der Oberfläche des behandelten Materialbandes. Bei Folien aus verseifbarem Kunststoff, wie Polyvinylacetat, kann mit der Aufrauhung zugleich eine Verseifung der Oberfläche erfolgen.

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In einigen Fällen wird das durch den Aufprall der Suspension des Körnungsmittels gekörnte Materialband keiner Reinigung oder sonstigen weiteren Behandlung bedürfen, ehe es zu Druckplatten zerschnitten wird. Falls es aber erwUnscht oder erforderlich ist, das Band zwischen dem Aufprallen der Körnungsmittel-Suspension und dem Zerschneiden in Druckplatten einer Reinigung oder einer anderen Behandlung zu unterwerfen, so kann dies in irgendeiner bekannten Weise durchgeführt werden. Beispielsweise kann das gekörnte Band durch Abbrausen mit Wasser von etwa haftengebliebenen Körnungsmittel-Resten befreit werden. Andere auf das Verfahren gemäß der Erfindung zwischen Körnen und Zerschneiden der Druckplatte folgende Arbeitsgänge können unter anderem sein: eine Haftverbesserung der Oberfläche des gekörnten Metallbandes, eine chemische oder elektrochemische Erzeugung einer Aluminiumoxidschicht auf einem gekörnten Aluminiumband, ein Sensibilisieren des gekörnten Bandes durch Aufbringen einer lichtempfindlichen Kopierschicht oder mehrere dieser oder anderer Arbeitsgänge.

Das Verfahren wird im folgenden anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Von diesen zeigt Fig. 1 in schematischer Darstellung eine Anlage zur Durchführung

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des Verfahrens in einer Schnittansicht, Fig. 2 zeigt ein Detail aus Fig. 1 in größerer Darstellung und Fig. 3 eine andere Ausführungsform des in Fig. 2 gezeigten Details. Die Darstellungen sind nicht maßstabgerecht.

In der in Fig. 1 dargestellten Anlage wird eine Materialbahn M, deren eine Oberfläche in der Anlage aufgerauht werden soll, über eine Eingangs-Walze 1 einer liegenden, in Umdrehung versetzten Arbeitstrommel 2 so zugeführt, daß sie auf deren unterer Hälfte aufliegen kann. Das Materialband verläßt danach die Anlage über die Ausgangswalze 3· Die untere Hälfte der Arbeitstromrael 2 ragt in eine Kammer 4 durch eine öffnung in der Kammerwand 5 hinein. Der untere Teil der Kammer bildet eine Wanne 7« Sie dient zur Aufnahme der Körnungsmittel-Suspension S. Unter der Arbeitstrommel 2 ist eine Breitschlitzdüse 8 mit ihrem Breitschlitz 9 der Breite nach längs der untersten Mantellinie der Arbeitstrommel angeordnet. Die Breitschlitzdüse 8 ist eine Mischdüse und hat eine Luftkammer 10 und eine Plüsaigkeitskammer 11. Die in der Wanne 7 befindliche KörnungijmLttel-Suspenaion wird durch eine Pumpe 12 über oino Umlauf-iJaugleitunp; 15 und eine Umlauf-Druckleitung V\ Ln Umlauf gu halt en, de «atm üuuchwindii;k*jit

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leitung 15 zweigt zwischen Pumpe 12 und Umlauf-Ventil 15 eine Arbeits-Druckleitung 16 ab, durch die in die Plüssigkeitskammer 11 der Breitschlitzdüse KÖrnungsmittel-Suspension hineingepumpt werden kann. Zur Regelung der in die Kammer 11 hineingepumpten Menge dient ein Suspensions-Ventil 17· Die Luftkammer 10 der Breitschlitzdüse erhält Druckluft von einer nicht dargestellten Druckluft-Quelle über eine Druckluft-Leitung 18 in einer durch ein Druckluft-Ventil 19 regelbaren Menge.

Der in der Breitschlitzdüse 8 aus der zugeführten Körnungsmittel-Suspension und der zugeführten Druckluft erzeugte und aus ihr austretende breite Sprühstrahl prallt auf das Materialband M₄ das auf der Unterseite der Arbeitstrommel 2 liegend von dieser oberhalb der Düse 8 von rechts nach links vorbeibewegt wird, und verrichtet dort seine Aufrauhungsarbext.

Nach dem Aufprall auf das Materialband fällt ein Teil der Körnungsmittel-Suspension in die Wanne 7 zurück, wie durch die gebogenen Pfeillinien T angedeutet ist. Dia mit dem schwebend gebliebenen Rest der Kömungsmittel-Suspenslon beladens Luft wird, wie durch die mehrfach gekrümmten Pfsillinien R angedeutet int, fliir»öh in diä Kara^i» k mingefoaube Schikuns-WILnils 20, 2 i und 22 zwm Hin- ιιηΊ Her--

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strömen gezwungen und dadurch ein großer Teil des Restes zur Abscheidung aus der Luft und Rückkehr in die Wanne 7 veranlaßt. Die mit dem noch verbliebenen letzten Rest der Körnungsmittel-Suspension beladene Luft geht durch Abscheider 23, wo der letzte Rest abgeschieden wird. Aus den Abscheidern 23 wird die gereinigte Luft durch Saugleitungen 24 von Ventilatoren 25 abgesaugt und in Abluftleitungen 26 befördert.

Von den Abluftleitungen 26 zweigen Blaseluft-Leitungen ab, die zu Luftrakeln 28 führen. Diese erzeugen über die gesamte Breite des Materialbandes M reichende Luftstrahlen, von denen einer dazu dient, von der Materialbahn Verunreinigungen, insbesondere Staub, abzublasen, etie sie in den Arbeitsbereich der Breitschlitzdüse 8 kommen, und der andere dazu dient, von der Materialbahn anhaftende Reste der Körnungsraittel-Suspension abzublasen und die Materialbahn zu trocknen, nachdem sie den Arbeitsbereich der Breitschlitzdüse 8 verlassen hat. Die Verteilung der von den Ventilatoren 25 abgeblasenen Luftmenge auf die abführenden Teile 26a der Abluftleitungen 26 und die Blaseluft-Leitungen 27 wird durch Drosselklappen 29 und 30 geregelt.

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Wird bei dem Verfahren, wie es durch Pig. I erläutert ist, eine Breitschlitzdüse verwendet, die eine Mischdüse ist, dann ist es zweckmäßig, deren Mischkanal mit einer Verwirbelungsnische 31 (Fig. 2) zu versehen. Die Nische 31 ist so angeordnet, daß das aus der Kammer 10 durch den Breitschlitz-Luftkanal 32 austretende Luftband nach Vereinigung mit dem durch den Breitschlitz-Suspensionskanal 33 zugepumpten Band aus Körnungsmittel-Suspension in die Verwirbelungsnische 31 hineinfährt und von dieser umgewirbelt wird, ehe das Band aus Luft und darin suspendierter Körnungsmittel-Suspension aus dem Breitschlitz 9 der Düse 8 heraustritt. In der zwischen der Austrittsmündung des Breitschlitzes 9 und der Nische 31 befindlichen Strecke des Breitschlitzes erfolgt eine Beschleunigung der Suspension. Diese Beschleunigungsstrecke muß mindestens so lang sein wie die "öffnung" des Schlitzes.

Wird bei dem durch Fig. 1 erläuterten Verfahren eine Breitschlitzdüse verwendet, die eine Injektordüse ist, dann kann die verwendete Breitschlitzdüse, wie in Fig. 3 dargestellt, gebaut sein. In dem Körper der Düse 8 befindet sich eine Luftkammer 10, durch deren Breit schlitz-Luftkanal 32 ein Luftband in die Rinne 34 eines umgekehrten Rinnen-Trichters 35 geblasen wird, der

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den Körper der Düse 8 umgibt. Infolge von Venturi-Wirkung wird ein gewisser Anteil einer Körnungsmittel-Suspension mitgerissen, in die der Körper der Düse 8 und der ihn umgebende Rinnen-Trichter 35 eingetaucht sind. Die Körnungsmittel-Suspension ist in einem Düsentrog 36 enthalten. Im allgemeinen reicht die in dem Trog 36 enthaltene Körnungsmittel-Suspension bis an den Austrittsquerschnitt des Breitschlitz-Luftkanals 32 j doch kann sie in dem Trog 36 auch bis zu einigen Millimetern darüber oder darunter stehen. Auch hier muß die Beschleunigungsstrecke, die sich zwischen der Mündung des Breitschlitz-Luftkanals 32 und der Mündung der Rinne 34 befindet, eine Mindestlänge haben. Diese kann durch Versuche ermittelt werden. Sie ist im übrigen bei den bekannten Injektor-Runddüsen von entsprechendem Querschnitt ebenso vorhanden. ,

Die vorstehend geschilderte Anlage zur Durchführung des Verfahrens gemäß der Erfindung kann mannigfache Abwandlungen erfahren. Beispielsweise kann vorgesehen sein, daß ständig ein Teil der Körnungsmittel-Suspension S der Wanne 7 entnommen wird und, nach Entfernen von Schleifstaub und Ersatz von verbrauchtem Körnungsmittel durch frisches und Ersatz von verbrauchtem Wasser, gegebenen-

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falls von verbrauchtem Reinigungsmittel, Haftverbesserer oder anderen verbrauchten Bestandteilen der Körnungsmittel-Suspension, der Wanne wieder zugeführt wird.

Besonders vorteilhaft wird es in manchen Fällen sein, das durch Fig. 1 erläuterte Verfahren in mehreren Stufen durchzuführen und dabei die einzelnen Stufen der Anlage so zueinander anzuordnen, daß in die Wanne 7 der letzten Anlagestufe fortwährend frische Körnungsmittel-Suspension eingebracht wird und eine entsprechende Menge mehr oder weniger verbrauchter Körnungsmittel-Suspension in die stufenweise tiefer angeordneten Wannen 7 der jeweils vorhergehenden Anlagestufe bis in die erste Anlagestufe kaskadenförmig abläuft. Die aus der ersten Stufe der Anlage ablaufende Körnungsmittel-Suspension wird entweder als Abfall verworfen oder nach Regenerierung in die letzte Anlagestufe eingebracht.

Mit einer in Fig. 1 dargestellten Vorrichtung kann man beispielsweise ein Aluminiumband auf verhältnismäßig kurzer Wegstrecke und mit verhältnismäßig hoher Bandgeschwindigkeit in einer für lithographische Zwecke geeigneten Weise aufrauhen. So wird beispielsweise unter

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Anwendung eines Düsenluftdrucks von 2 bis 8 Atü mit einer IO bis 15 Vol.-iiigen wässrigen Körnungsmittel-Dispersion eine außerordentlich gleichmäßige Aufrauhung bei Bandgeschwindigkeiten von 2 bis 6 m je Minute erzsielt. Die Rauhigkeitstiefe liegt , wenn man Siliciumcarbid mit einer durchschnittlichen Korngröße von 0,020 mm verwendet, bei 0,002 bis 0,003 mm und die Spitzenzahl bei etwa 300 bis 600 je cm.

Es ist einer der wesentlichsten Vorteile des Verfahrens, daß es bei verhältnismäßig geringem Raumbedarf eine verhältnismäßig hohe Verfahrensgeschwindigkeit ermöglicht. Ein anderer Vorteil liegt darin, daß das Durchführen einer zweiten Behandlung, zum Beispiel ein Entfetten oder eine Verbesserung der Haftfestigkeit, gleichzeitig mit dem Körnen durchführbar ist. Weitere Vorteile sind, daß eine sehr große Gleichmäßigkeit der Körnung erreichbar ist, daß der bei dem Verfahren anfallende Abfall leicht abgefangen werden kann und daß bei dem Verfahren nur wenig Abfall von Behandlungsmitteln entsteht.

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Patentansprüche

fl.J Verfahren zum Körnen von Oberflächen eines Materials für Plachdruckplatten durch Aufrauhen mittels eines Strahls eines Körnungsmittels, dadurch gekennzeichnet, daß man ein Band aus dem Material in Bandrichtung bewegt, das Körnungsmittel in einer Flüssigkeit suspendiert und die Körnungsmittel-Suspension in einem über die gesamte Bandbreite sich erstreckenden Breitstrahl auf das bewegte Band prallen läßt J

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man die Körnungsmittel-Suspension mit einem expandierenden Gas mischt, ehe man sie auf das Band prallen läßt.

3. Verfahren nach Anspruch i oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß man in der Flüssigkeit ein Entfettungsmittel löst oder suspendiert, ehe man die Suspension auf das Band prallen läßt.

i|. Verfahren nach Anspruch I oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß man in der Flüssigkeit einen Haftvermittler löst, ehe man die Suspension auf das Band prallen läßt.

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