DE2228424C3 - Verfahren zum Erzeugen einer lithographischen Oberfläche auf einem Aluminiumband durch Elektrolyse - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft die Behandlung eines Aluminiumbandes durch Elektrolyse zwecks Erzeugung einer Oberfläche, die direkt oder gegebenenfalls nach weiterer Behandlung dazu geeignet ist als Unterlage für das druckende Bild einer lithographischen Druckplatte zu dienen.

Es ist bekann, daß man Aluminiumfolien .:ls lithographische Druckplatten verwenden kann, wenn man ihre Oberfläche entsprechend herrichtet. In der Hauptsache handelt es sich um ein Reinigen, Aufrauhen und Oxydieren der Oberfläche, von der später gedruckt werden soll. Diese Behandlungen müssen mit großer Sorgfalt durchgeführt werden, insbesondere sollen sie einerseits nur von sehr geringer Tiefenwirkung (zum Beispiel nur etwa 0,002 mm), andererseits aber auch von außerordentlich hoher Gleichmäßigkeit sein. Man kennt auch Verfahren, bei denen das Reinigen, Aufrauhen oder Oxydieren von Aluminiumoberflächen auf elektrolytischem Wege durchgeführt wird. So ist aus der deutschen Offenlegungsschrift 19 62 728 ein Verfahren zum kontinuierlichen Erzeugen einer lithographischen Oberfläche auf einem Aluminiumband bekannt, bei welchem das Aluminiumband mit einer Schleifmittel-Suspension geschliffen und danach die derart mechanisch aufgerauhte Oberfläche elektrolytisch behandelt wird, wobei man das Schleifmittel zugleich auch als Elektrolyt verwendet. Bei einer Ausführungsform dieses bekannten Verfahrens wird die Schleifmittel-Suspension aus einer Breitschlitzdüse in Form eines bandförmigen Strahls auf ein daran vorbeigeführtes Aluminiumband gespritzt und das so aufgerauhte Band anschließend einer elektrolytischen Behandlung unterworfen. Die Zufuhr des Elektrolysenstroms zu dem

Aluminiumband erfolgt dabei beispielsweise von der Breitschlitzdüse durch den Elektrolyten-Breitstrahl.

Der Erfindung, die zu der vorliegenden Anmeldung geführt hat liegt die Aufgabe zu gründe, ein Verfahren zum Erzeugen einer lithographischen Oberfläche auf einem Aluminiumband durch Elektrolyse zu schaffen, welches bei ebenso gleichmäßiger oder noch gleichmäßigerer Einwirkung auf die Aluminiumbandoberfläche als die bisher bekannten Verfahren schneller als diese durchführbar ist Bei der Lösung der Aufgabe wird von dem oben geschilderten Verfahren ausgegangen, bei welchem man das Aluminiumband an einem darauf gerichteten quer dazu sich erstreckenden Strahl des bei der Elektrolyse angewendeten Elektrolyten vorbeiführt und den bei der Elektrolyse angewendeten elektrischen Strom durch den Elektrolyten-Breitstrahl zu dem Aluminiumband fließen läßt und die Lösung der Aufgabe besteht darin, daß man einen von Gasen und Festkörpern freien Elektrolyten verwendet und den für die Durchführung der Elektrolyse angewendeten Spannungsabfall des Eiektrolysenstroms in dem Elektrolyten-Breitstrahl oder in mehreren solcher Elektrolyten-Breitstrahle stattfinden läßt.

Erfolgt die elektrolytische Behandlung mit Wechselstrom, dann ist es in der Regel am vorteilhaftesten, zwei oder Gruppen von zwei Elektrolyten Breitstrahlen auf das Aluminiumband zu richten, dieses als Mittelleiter zu schalten und den Elektrolysenstrom durch die beiden Elektrolyten-Breitstrahle zuzuführen. Es erübrigt sich auf diese Wehe, das Aluminiumband mit dem Elektrolysenstrom durch einen metallischen Leiter zu verbinden. Die Anwendung zweier oder mehrerer Elektrolyten-Breitstrahle bietet sich auch an, wenn die elektrolytische Behandlung des Aluminiumbandes mit einer oder mehr Unterbrechungen oder in zwei oder mehr durch ihre Verfahrensbedingungen voneinander verschiedenen Stufen erfolgen soll. Auch kann man zwei verschiedene elektrolytische Behandlungen, beispielsweise mit der ersten Breitstrahlöuie eine Aufrauhung und mit der zweiten eine Oxydation, gleichzeitig durchführen.

Es ist wesentlich für das Verfahren, daß die elektrolytische Einwirkung auf engem Raum erfolgt und an allen Stellen möglichst gleichmäßig erfolgt Dies wird erfindungsgema J dadurch erzielt daß man dem bei dem elektrolytischen Verfahren angewendeten Elektrolyten die Form eines breiten Bandes gibt, das sich quer der Folienbahn. und in der Regel senkrecht zu dieser, befindet. Naturgemäß läßt es sich nicht vermeiden, daß von dem Aluminiumband abfließende oder zurückprallende Elektrolyt-Flüssigkeit ebenfalls Elektrolysenstrom leitet und zu der elektrolytischen Behandlung des Bandes beiträgt. Dies ist meist sogar erwünscht da dadurch die elektrolytische Wirkung vermehrt und folglich gleiche Wirkungen bei höherer Laufgeschwindigkeit des Aluminiumbandes erzielbar sind. Um jedoch trotz der unregelmäßigen und schwer zu kontrollierenden Bewegungen des Elektrolyten, die in der etwas weiter abseits von dem auf das Aluminiumband gerichteten Breitstrah! gelegenen Umgebung stattfinden, eine weitgehend gleichmäßige elektrolytische Einwirkung auf das Aluminiumband zu gewährleisten, beschränkt man zweckmäßigerweise die Möglichkeit des in der Umgebung des Breitstrahls befindlichen Teils der Elektrolytflüssigkeit zu einer Teilnahme an der Elektrolyse im wesentlichen auf die dem Breitstrahl unmittelbar benachbarte Umgebung. Dies geschieht in einfacher Weise dadurch, daß man die Breitschlitzdüse,

aus der man den Breitstrabi gegen das Aluminiumband schleudert, nach außen hin derart elektrisch isoliert, daß kein unerwünschter Stromübergang stattfinden kann. Man isoliert demgemäß die Breitschlitzdüse außen mit Ausnahme je eines zu beiden Seiten des Breitschlitzes <> gelegenen parallel zu diesem verlaufenden Streifens. Auch die Innenseite der Breitschlitzdüse wird zweckmäßigerweise isoliert Die Längen (gemeint sind die Ausdehnungen quer zu dem Breitschlitz) der beiden Streifen und des Breitschlitzes ergeben zusammen die Länge der wesentlichen Einwirkungszone des Elektrolysenstroms auf das Aluminiumband. Es ist meistens zweckmäßig, die Länge eines jeden seitlichen elektrisch leitfähigen Streifens nicht mehr als 15 mm betragen zu lassen. Doch gibt es Ausnahmen, insbesondere wenn es bei der elektrolytischen Behandlung zu verhältnismäßig geringer Wärmeentwicklung kommt Eine größere Länge der wesentlichen Einwirkungszone als 100 mm scheint in jedem Fall nicht empfehlenswert zu sein. Die Länge der Zone der wesentlichen elektrolytischen Einwirkung ergibt sich aus der Summe der Längen der beiden leitfähigen Seitenstreifen und der Oüsenlänge. Letztere hat eine geringe Ausdehnung. Im allgemeinen liegt sie bei 0,2 bis 3 mm, vorzugsweise bei 0,5 bis 2 mm.

Das Verfahren wird vorzugsweise derart durchge· führt, daß der Elektrolyten-Breitstrahl mit verhältnismäßig hoher Geschwindigkeit auf das Aluminiumband auftrifft das heißt mit einer Geschwindigkeit vor mindestens 10 m je Sekunde. Die Geschwindigkeit kann wesentlich höher liegen, zum Beispiel bei 50 m je jo Sekunde. Die Anwendung einer hohen Elektrolyten-Breitstrahl-Geschwindigkeit hat den Vorteil, daß der Elektrolyt in dem Bereich des Stromübergangs zu dem Aluminiumband schnell erneuert wird und sich folglich seine Temperatur infolge des Stromdurchgangs nicht nennenswert erhöht Insbesondere werden auch, infolge der Strömungsenergie, örtliche Erhitzungen verhindert. Die große Strömungsgeschwindigkeit des Elektrolyt-Breitstrahls bewirkt auch, daß durch die Elektrolyse etwa sich loslösende Festteilchen keinen Schlamm auf der Oberfläche des Aluminiumbandes bilden können, sondern fortgeschwemmt werden. Insbesondere wenn man Elektrolyten-Breitstrahl-Geschwindigkeiten von mehr als 10 m je Sekunde anwendet, ist die Länge des Breitstrahls vorzugsweise klein, das heißt seine Länge zwischen Düsenmündung und Metallbandoberfläche beträgt dann vorzugsweise 0,1 bis 5 mm. Die geringe Länge des Breitstrahlj verbessert weiterhin die Gleichmäßigkeit der elektrolytischen Behandlung, da das Fließen von Elektrolysenstrom in unregelmäßig wechselnden Bahnen weiterhin verhindert wird.

Das Verfahren gemäß der Erfindung ermöglicht infolge des Umstandes, daß der Elektrolysenstrom durch einen ständig ausgetauschten Elektrolyten erfolgt, die Anwendung verhältnismäßig hoher Stromdichten. Man führt daher das Verfahren, wenn immer möglich, unter Anwendung hoher Stromdichten, zum Beispiel von 20 bis 500 Ampere je dm² durch, wobei als die Fläche der Querschnitt des Düsenstrahls, gegebenenfalls unter Hinzuzahlen der neben dem Düsenschlitz auf der Düsenoberfläche befindlichen elektrisch leitenden Seitenstreifen, zu rechnen ist

Im folgenden wird das Verfahren anhand der Zeichnung näher erläutert Sie zeigt in schematischer Darstellung eine AMlage zur Durchführung des Verfahrens in einer geschnittenen Ansicht. Die Vorrichtung besteht im wesentliche^ aus einer waagerecht drehbar gelagerten Trommel 1, zwei Breitschlitzdüsen 2 und 3, zu denen je ein elektrischer Leiter 6 bzw. 7 führt Sie stellen Hie Verbindung zu den Polen der bei dem Verfahren benutzten Quelle der elektrischen Energie her. Die Breitschlitzdüsen sind mit einer Innenisolierung 4 und einer Außenisolierung 5 versehen. Oberhalb der Trommel 1 sind eine Zubringerwalze 8 und eine Abführwalze 9 waagerecht drehbar angebracht Sie dienen dazu, das elektrolytisch zu behandelnde Aluminiumband 10, das von einer nicht dargestellten Transportvorrichtung in der durch die Pfeile angegebenen Richtung in seiner Längsrichtung transportiert wird, auf die Oberfläche der Trommel 1 zu lenken bzw. davon abzulenken. Bei seinem Transport liegt das Aluminiumband 10 eine Zeit lang auf der Oberfläche der Trommel 1 und fährt mit dieser dicht an den Mündungen der Breitschlitzdüsen 2 und 3 vorbei Bei Durchführung des Verfahrens spritzt man aus den Breitschlitzdüsen 2 3 Breitstrahlen von Elektrolytflüssigkeit gegen das Aluminiimband und schließt die Leiter 6 und 7 an die vorgesehene Stromquelle an. Der' ..ivtm fließt dann von dein Leiter θ durch die Breitschiitzüüf; 2 und den von ihr in breiter Bandform ausgespritzten Elektrolyten zu dem Aluminiumband 10 und von dort durch den von der Breitschlitzdüse 3 in Bandform ausgespritzten Elektrolyten /u der Breitschlitzdüse 3 und weiter zum Leiter 7. Das Aluminiumband erfährt dabei zweimal eine elektrolytische Behandlung, die erste beim Vorbeigang vor der Breitschlitzdüse 2, die zweite beim Vorbeigang vor der Breitschlitzdüse 3. Die eleküdlytische Behandlung kann beispielsweise eine Aufrauhung oder eine anodische Oxydation der Aluminiumoberfläche bezwekken.

Insbesondere bei dicht nebeneinander angeordneten Breitschlitzdüsen kann es vorkommen, daß ein gewisser Teil des angewendeten Stromes, dir von einer zur anderen Düse fließt, seinen Weg nicht über die Aluminiumfolie zu nehmen braucht. ondern durch die Elektrolytflüssigkeit allein von einer zur ander;η Düse fließen kann. In derartigen Fällen ist es zweckmäßig, einen solchen unerwünschten Stromdurchgang durch ε.tie aus elektrisch isolierendem Material bestehende Wand U zu unterbinden, die man zwischen beiden Breitschlitzdüsen anordnet und die bis dicht an das Metallband 10 heranreicht. Bei gleichzeitiger Durchführung von zwei verschiedenen elektrolytischen Behandlungen kann die Wand 11 auch die beiden Elektrolyten voneinander getrennt halten. Die oben erwähnten beiderseits der Breitschlitze befindlichen elektrisch leitenden Streifen, die von der Isolierung ausgenommen sein können, sind in der Zeichnung mit 12 bezeichnet.

Die beiden Breitichlitzdüsen 2 und 3 befinden sich in einem Bassin 13, in dim die auf das Aluminiumband geiiritzte und von dort herunterfallende Elektrolytflüssigkeit gesammelt wird. Zweckmäßigerweise entnimmt man den den BnStschlitzdüsen 2 und 3 zuzuführenden Elektrolyten dem Bassin 13 mittels Pumpen.

Um ein Versprühen von Elektrolyt in die Umgebung der Vorrichtung zu vermeiden, ist das Bassin mit zwei Abdeckungen lia versehen, die an ihren der Trommel 1 zugewandten Kanten mit je einer Breitschlitzdüse 14 versehen sind. Mittels durch diese beiden Düsen geblasener Luft wird das Bassin 13 nach oben durch einen Luftvorhang abgedichtet

Wird bei dem Verfahren der Elektrolyt nur mit einer Breitschlitzdüse auf die Aluminiumbandoberfläche gespritzt, dann muß das Aluminiumband an die Stromquelle, von der der Elektrolysenstrom bezogen wird, angeschlossen werden, beispielsweise indem man eine

Trommel mit elektrisch leitfähiger Mantelfläche verwendet und letztere an die Stromquelle anschließt.

Es versteht sich von selber, daß das Verfahren der Anmeldung auch durchführbar ist, wenn das Aluminiumband in einer geraden Ebene voranbewegt wird. Man kann dabei den auf das Aluminiumband ausgeübten Druck des Elektrolyten-Breitslrahls mittels einer gegenüber der Breitschlitzdüse angeordneten Gegendruckplatte auffangen, wobei das Aluminiumband zwischen dieser und der Breitschlitzdüse an letzterer vorbeibewegt wird. Die mit dem Aluminiumband in Kontakt kommende Oberfläche der Gegendruckplatte ist zweckmäßigerweise aus einem Material von geringer Reibung gegenüber Aluminium, oder man sorgt, in bekannter Weise, für das Vorhandensein eines Flüssigkeitsfilms zwischen Gegendruckplatte und Aluminiumband. Ein Material von geringer Reibung gegenüber Aluminium ist beispielsweise Polytrifluorchlorethylen. Es hat sich im übrigen gezeigt, daß man das Verfahren mit gerader Elektrolysen-Zone auch ohne Gegendruckplatten zu verwenden durchführen kann, da ein gespannt gehaltenes Aluminiumband den Druck der Elektrolyten-Breitstrahle ohne Schaden aushalten kann, selbst wenn es nur eine Dickt von einigen Zehntel mm hat.

Das Verfahren ist weiterhin nicht darauf beschränkt.

daß der Elektrolyten-Breitstrahl nach oben gerichtet ist. er kann auch von oben auf das Aluminiumband gerichtet sein, wobei dann der aufgespritzte Elektrolyt an den Seitenrändern des Aluminiumbandes abfließen kann.

Das Verfahren gemäß der Erfindung bringt den Vorteil mit sich, daß es bei gleichem Raumbedarf für die Anlage zur Durchführung des Verfahrens eine wesentlich höhere Durchsatzgeschwindigkeit hat. Es ist beispielsweise bei elektrolytischem Aufrauhen mit nur einer Elektrolyten-Breitschlitzdilse eine Bandgeschwindigkeit von 10 m je Minute, mit zwei Elektrolyten-Breitschlitzdüsen von 20 m je Minute eingehalten worden. Höhere Bandgeschwindigkeiten sind verhältnismäßig leicht erreichbar. Man kann daher Bandgeschwindigkeiten einhalten, die man bisher für nicht praktisch durchführbar halten mußte. Ein weiterer Vorteil ist die hohe Gleichmäßigkeit der elektrolytischen Einwirkung auf die Oberfläche des Aluminiumbandes sowohl in seiner Quer- als auch in seiner Längsrichtung. Noch ein Vorteil des Verfahrens tritt insbesondere bei senkrecht oder nahezu senkrecht auf die Aluminiumoberfläche gerichtetem Elektrolyten-Breitstrahl ein. Er besteht darin, daß bei der elektrolytischen Behandlung sich kein Schlamm absetzt, so daß das Entschlammen, das bei herkömmlichen Verfahren meist üblich ist, hier überflüssig ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Erzeugen einer lithographischen Oberfläche auf einem Aluminiumband durch Elektrolyse, bei welchem man das Aluminiumband an einem darauf gerichteten, quer dazu sich erstreckenden breiten Strahl des bei der Elektrolyse angewendeten Elektrolyten vorbeiführt und den bei der Elektrolyse angewendeten Strom durch den Elektrolyten-Breitstrahl zu dem Aluminiumband fließen läßt, dadurch gekennzeichnet, daß man einen von Gasen und Festkörpern freien Elektrolyten verwendet und den für die Elektrolyse angewendeten Spannungsabfall des Elektrolysenstroms im Elektrolyten-Breitstrahl oder in mehreren solchen Elektrolyten-Breitstrahlen stattfinden läßt

2. Verfahren nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß der Elektrolysenstrom in dem Bereich des Breitstrahls, gegebenenfalls dem Bereich jeden Breitstrdhies, in der Bandrichtung gemessen, auf höchstens 32 mm Länge einwirkt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Elektrolyten-Breitstrahl mit einer Geschwindigkeit von mindestens 10 m je Sekunde auf das Band auftrifft

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Elektrolyten-Breitstrahl in Richtung auf das Band eine Länge von 0,1 bis 5 mm hat

5. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Elektrolysenstrom in einer Dichte vor. 10 bis 500 Ampere je dm² einwirkt