DE2251382B2 - Verfahren zur Herstellung von aluminiumhaltigen Trägern - Google Patents

Verfahren zur Herstellung von aluminiumhaltigen Trägern

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Description

35
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung vom aluminiumhaltigen Trägern durch mechanische Körnung und anschließende Anodisierung.
Der hier verwendete Ausdruck »Aluminium« umfaßt sowohl Aluminium als auch Aluminiumlegierungen, die mehr als 95Gew.% Aluminium und weniger als 5 Gew.% andere Metalle enthalten, beispielsweise Mangan, Kupfer, Zink, Titan, Eisen, Magnesium, Chrom u.dgl. Geeignete Beispiele für Aluminiumlegierungen, die erfindungsgemäß eingesetzt werden können, sind AA 1100, AA 3003 u. dgl., wobei das Symbol »AA« die Abkürzung für American Aluminium Association ist.
Das pianographische Drucken ist ein Verfahren, bei welchem eine Reproduktion erhalten wird, indem eine mit Wasser benetzbare oder hydrophile bildfreie Fläche und eine wasserabweisende und mit Öl mischbare Bildfläche auf einer Platte ausgebildet werden, das Wasser an der bildfreien Fläche und eine Druckfarbe an der Bildfläche unter Ausnutzung der Wasserabweisung für die Druckfarbe zum Anhaften gebracht werden und dann die Druckfarbe auf die gewünschte Kopie übertragen wird.
Bei derartigen Verfahren wird eine dünne Metallplat- m> te, beispielsweise eine Aluminium- oder Zinkplatte als Trägerplatte und nicht-bildformendes Material verwendet, während ein Film aus einer lichtempfindlichen, organischen Verbindung, beispielsweise ein Bichromat-Kolloid, eine Diazoniumverbindung oder ein lichtempfindiiches Harz als bildbildendes Material verwendet wird. Üblicherweise wird die Aluminium- oder Zinkplatte oberflächenbehandelt und mit einem lichtempfindlichen Film aberzogen und dann so behandelt, daß lediglich der Bildbereich den Film durch Haftung an der Metallplatte beibehält Dies wird üblicherweise unter Anwendung eines photographischen Verfahrens (Belichtung-Entwicklung) bewirkt
Verschiedene Oberflächenbehandlungsverfahren wurden zwecks Erhöhung und Verstärkung des Haftvermögens zwischen dem bildgebenden Film und dem Aluminiumträger sowie hinsichtlich der Eignung des bildfreien Bereiches, beispielsweise hinsichtlich ihrer hydrophilen Eigenschaften und des Wasserbeibehaltungsvermögens vorgeschlagen.
Die zumeist verwendete Methode besteht darin, eine feine Rauheit auf der Metalloberfläche durch Oberflächenschleiftechnik, wie beispielsweise Schleifen unter Anwendung kleiner Stahl- oder Porzellankugeln mit einem speziellen Schleifmittel für die Druckfläche, Sandstrahlen, Flüssigkeitsschleifen oder Bürstci herbeizuführen. Als Verfahren zur Erhöhung der Bildhaftung und hydrophilen Eigenschaften durch chemische Filmbildung wurden Eintauchbehandlungen, wie beispielsweise unter Verwendung von Natriumsilikat, Fluozirkonat, Polycarbonat und Polyphosphat, angewendet
Jüngste Entwicklungen in der Technik bestanden darin, eine Aluminiumplatte anodisch zu oxidieren. Als Verfahren zur anodischen Oxidation von Aluminium wird allgemein Elektrolyse mittels Gleichstrom in wäßriger Schwefelsäure verwendet Es ist auch bekannt, daß eine anodisch oxidierte Platte, wobei Phosphorsäure bei der anodischen Oxidation verwendet wurde, als Druckplatte verwendet werden kann.
Die Herstellung von aluminumhaltigen Trägern durch Körnung und anschließende anodische Oxidation ist in der Technik bereits mehrfach beschrieben. So beschreibt die AT-PS 2 24 656 ein Verfahren zur Herstellung von Aluminium-Offsetdruckplatten durch elektrochemische Oxidation im sauren Bad, wobei die Oberflächen der Aluminiumplatten erst in einem salpetersauren und danach in einem schwefelsauren Bad bei Stromdichten von 0,9 bis 6 A/dm2 oxidiert werden.
Ferner beschreibt die GB-PS 12 08 224 eine lithographische Druckplatte, die einen Aluminiumträger mit einer porösen und gehärteten Oberfläche umfaßt, wobei die poröse und gehärtete Oberfläche durch eine erste Anodisierung der Oberfläche in einem salzsauren Elektrolyten mit Wechselstrom und anschließende Anodisierung der Oberfläche in einem schwefelsauren Elektrolyten mit Gleichstrom gebildet wurde. Dabei wird nach der anfänglichen Anodisierungsstufe die Aluminiumplatte gespült und jegliche zurückbleibende Säure mittels einer verdünnten alkalischen Lösung neutralisiert, wobei diese Behandlung zwischen der Anodisierungsstufe mit Wechselstrom und der Anodisierungsstufe mit Gleichstrom ausgeführt wird. Bei Ausführung dieser Arbeitsweise werden Platten erhalten, die nicht das dunkle, stahlgraue, glanzlose Aussehen von mechanische vorgekörnten und mit Gleichstrom anodisieren Aluminiumplatten aufweisen.
Aufgrund eigener Untersuchungen wurde festgestellt, daß eine Aluminiumplatte, die gekörnt ist und der anodischen Oxidation durch Gleichstrom-Elektrolyse in Schwefelsäure unterworfen wurde, ausgezeichnete Eigenschaften als Druckplatte aufweist. Das heißt, im Vergleich mit einer Druckplatte, die nicht der anodischen Oxidation unterworfen worden ist, zeigt erstere ausgezeichnete Ergebnisse beim Druck im Hinblick auf Abriebsbeständigkeit, Druckbeständigkeit, Kratzbeständigkeit, hydrophile Eigenschaften und Was-
serbeibehaltungsvermögen (Wasserbeibehaltungsver. mögen der bildfreien Bereiche).
Unter Berücksichtigung sämtlicher Eigenschaften als Druckplatte liegen jedoch bei einer derartigen Platte einige Nachteile vor. Zunächst wird, wenn eine gekörnte Aluminiumplatte der Elektrolyse unterworfen wird, die Plattenoberfläche leicht schwarz. Man nahm an, daß diese Erscheinung auf den Rückstand an Schleifpulver, das zur Körnung verwendet worden war, zurückzuführen ist Jedoch findet diese Schwarzfärbung bei jeder der vorstehend erwähnten Schleifmethoden statt und ist unvermeidbar, selbst bei reichlichem Waschen nach dem Schleifvorgang- Diese Erscheinung wird außerdem durch jede Ungleichmäßigkeit oder Schwankung im Polierzustand der Platte erhöht Diese Schwärzungserschienung führt nicht nur zu einer merklichen Verschlechterung des Aussehens der Druckplatte, sondern verringert auch die Empfindlichkeit einer während der Herstellung der Druckplatte darauf aufgebrachten lichtempfindlichen Schicht Darüber hinaus ist selbst nach der Entwicklung die Unterscheidung eines Bildbereiches sehr schwierig und die Maßnahmen der Retuschierung der Bildbeseitigung, die zur Plattenherstellung wesentlich sind, werden behindert Aus dem gleichen Grund ist die Beurteilung hinsichtlich der Regelung der Feuchtigkeit und Druckfarbe bei dem Druckvorgang schwierig.
Ein zweites wichtiges Problem bei den bisherigen Druckplatten besteht darin, daß die Beseitigung der lichtempfindlichen Schicht auf den bildfreien Bereichen (bei der Entwicklung) schwierig ist Es ist bekannt daß die Haftung eines ajf einer gekörnten Oberfläche aufgebrachten Films durch /iie bisher ausgeführte anodische Oxidation erhöht wird, jedoch verbleiben nach Entfernung des Films die Übe. zugsb istandteile auf der gekörnten Oberfläche in einem größeren Ausmaß als auf einer Oberfläche, die nicht der anodischen Oxidation unterworfen wurde. In dieser Hinsicht ist eini; Druckplatte unter Verwendung eines Trägers, der vorher der anodischen Oxidation unterworfen worden ist, einer Druckplatte unter Verwendung eines Trägers, der nicht der anodischen Oxidation unterworfen worden ist unterlegen, da ein bildfreier Bereich während des Druckvorgangs leicht verschlechtert wird, wenn nicht der Entwicklungsvorgang mit einem starken Entwickler in großer Menge sorgfältig ausgeführt wird.
Aufgabe der Erfindung ist daher die Schaffung eines Verfahrens zur Herstellung von aliminiumhaltigen Trägern von gleichförmigem Aussehen, die keim; unerwünschten Fehler und Schwärzungserscheinungen durch anodische Oxidation aufweisen und welche die besonderen Vorteile, die durch die anodische Oxidation erzielt werden, in vollem Ausmaß zeigen.
Ferner soll die auf den Träger aufgebrachte, lichtempfindliche Schicht im bildfreien Bereich mühelos entfernbar sein und damit die Entwicklungsleistung erhöht werden.
Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt gemäß der Erfindung durch die Schaffung eines Verfahrens zur Herstellung von aluminiumhaltigen Trägern durch mechanische Körnung und anschließende Anodisierung, das dadurch gekennzeichnet ist, daß nach der mechanischen Körnung und vor der Anodisierung mit einer basischen oder sauren Lösung Metall in einer Menge von 0,5 bis 30 g/m2 abgeätzt wird.
Als Körnungsmethode der Erfindung kann jede bisher verwendete Polier- oder Schleifmethode angewendet werden, einschließlich solcher Methoden, die Schleifpulver, wie beispielsweise Aluminiumoxid, Siliciumcarbid, Diamant und Bimssteinpulver, verwenden, z, B, KugelpoUeren, Sandstrahlen, FlOssigkeitsschleifen und Bürstenpolieren. Das bevorzugte Ausmaß der mechanischen Körnung betrflgt 0,2 bis 1,5 μπι, ausgedrückt als Ha-Wert Die Unebenheit auf der Oberfläche der Aluminiumplatten soll durch den sogenannten »Abschliff« reguliert werden. Bei der Erfindung liegt der bevorzugte Abschliffwert bei 0,75 mm, wobei Ungleichmäßigkeiten von größerem Ausmaß als 0,75 mm abgeschliffen werden.
Die erfindungsgemäß verwendete Ätzlösung kann aus irgendwelchen basischen oder sauren wäßrigen Lösungen ausgewählt werden, die Aluminium lösen können. Die Ätzlösung soll jedoch so sein, daß auf einer geätzten Oberfläche kein Film gebildet wird, der sich von Aluminium oder der Ätzlösung ableitet und von Aluminium verschieden ist Die saure Ätzlösung weist vorzugsweise einen pH-Wert von weniger als etwa 3 auf, während die basische Ätzlösung vorzugsweise einen pH-Wert von über 11 aufweist In jedem Fall liegt die Konzentration des Ätzmineis in der Lösung gewöhnlich im Bereich von etwa 3 bis etwa 30Gew.%. Die pH-Werte und Konzentrationen können auch oberhalb und unterhalb der angegebenen bevorzugten Bereiche liegen, obgleich die Behandlung dann langsamer erfolgt
Bevorzugte Ätzmittel sind basische Materialien, wie beispielsweise Natriumhydroxid, Kaliumhydroxid, Trinatriumphosphat Dinatriumphosphat Trikaliumphosphat und Dikaliumphosphat, und saure Materialien, wie beispielsweise Schwefelsäure, Perschwefelsäure und deren Salze. Jedoch sind Salze eines Metalls mit einem niedrigeren Ionisationspotential als Aluminium, wie beispielsweise Zink, Chrom, Kobalt, Nickel oder Kupfer, nicht zweckmäßig, weil diese Salze zur Bildung unnötiger Filme neigen.
Die Ätzmittel werden vorzugsweise bei einer Temperatur und Konzentration angewendet so daß die l-ösungsgeschwindigkeit des Aluminiums 0,3 bis 40 g/m2 je Minute der Eintauchzeit beträfe,*, wobei die Temperatur gewöhnlich im Bereich von 25 bis 90° C Hegt
Die Ätzung erfolgt gewöhnlich durch Eintauchen einer gekörnten Aluminiumplatte in die obenerwähnte Ä tzlösung oder durch Beschichten der Aluminiumplatte mit der Ätzlösung. Die geätzte Platte wird gewöhnlich vor der anodischen Oxidation gewaschen.
Die anodische Oxidation kann unter Anwendung irgendeines bekannten Bades, vorzugsweise in Schwefelsäure, Oxalsäure. Phosphorsäure, Chromsäure oder in Mischungen derselben durchgeführt werden. Die Konzentration des Elektrolyten, die Stromdichte währtnd der Elektrolyse und die Elektrolysezeit können gemäß bekannten Methoden angewendet werden, und es bestehen keine Begrenzungen hinsichtlich der verwendbaren Vorrichtung.
Bei Anwendung von Schwefelsäure sind beispielsweise die bevorzugten Bedingungen folgende: Konzentration = 10 bis 35%; Stromdichte «■ 1 bis 15 A/dm2; Elektrolysezeit — 15 bis 180 Sekunden. Die zur anodischen Oxidation angewandten Bedingungen können weitgehend in Abhängigkeit von der Art der Behandlungslösung variieren, jedoch ist das angewendete Verfahren üblich und dem Fachmann bekannt.
Der gemäß der Erfindung behandelte Aluminiumträger kann mit einem Überzugsfilm aus einem lichtempfindlichen Material, wie beispielsweise einem Gemisch aus einem Bichromat mit Polyvinylalkohol, Fischleim
oder Ei-Albumin; einer stickstoffhaltigen, lichtempfindlichen Substanz, z, B. eine Substanz, die eine Diazonium- oder Tetrjwonium-Verbindung enthält; oder einem lichtempfindlichen Polymeren, wie beispielsweise PoIyvinylcinnamat oder dessen Derivat, beschichtet werden. Verfahren zur Herstellung der Platte gemäß der US-PS 27 14 066 können angewendet werden.
Gemäß der Erfindung kann ein Aluminiumträger von gleichförmigem Aussehen frei von unerwünschten Schädigungen und Schwärzungen durch anodische Oxidation ohne Verschlechterung der Vorzüge eines Trägers, der einer anodischen Oxidation unterzogen wurde, erhalten werden. Daher wird die Arbeitsleistung in den verschiedenen Stufen der Plattenherstellung merklich verbessert, wenn der Aluminiumträger als Träger für eine Druckplatte verwendet wird. Ferner ist die Beseitigung der lichtempfindlichen Schicht auf den bildireien Bereichen ebenso leicht durchführbar wie im Fall einer Platte, die nicht anodisch oxidiert wurde, wodurch die Entwicklung merklich gesteigert wird.
Beispiel 1
Eine Platte aus Aluminiumlegierung (Materialqualität: AA 3003) mit einer Stärke von 03 mm wurde mit Trichloräthylen zur Entfernung von Fett gewaschen, durch Bürsten mit einer Nylon-Bürste und einer wäßrigen Suspension von Bimspulver (Siebkorngröße 37 μΐη, 400 mesh) auf einen Ha-Wert von 0,40 μιη gekörnt und gut mit Wasser gewaschen. Die Platte wurde in eine lOVoige, wäßrige Natriumhydroxid-Lösung während 30 Sekunden bei 300C eingetaucht, mit Wasser gewaschen, in 20%iger Salpetersäure während 20 Sekunden eingetaucht und wieder mit Wasser gewaschen. Das Atzausmaß der gekörnten Oberfläche erreichte ein Maximum von etwa 5,0 g/m2.
Die geätzte Platte wurde dann der anodischen Oxidation während 2 Minuten bei einer Stromdichte von 1,6 A/dm2 in einem elektrolytischen Bad aus 15%iger, wäßriger Schwefelsäure bei einer Temperatur von 27" C unterworfen, und anschließend mit Wasser gewaschen und getrocknet
Zu Vergleichszwecken wurde eine andere Platte in der gleichen Weise hergestellt, wobei jedoch die Ätzbehandlung weggelassen wurde. Erstere Platte besaß eine Platten-Reflexionsdichte D von 0,40 bis 0,43, während letztere Platte einen D-Wert von 0,70 bis 0,80 aufwies. Erstere Platte war ausgezeichnet hinsichtlich des Aussehens, der Gleichmäßigkeit und des Weißgrades im Vergleich zur letzteren. Beide so hergestellten Platten eigneten sich zur Verwendung als Träger für eine Druckplatte in diesem Punkt, wobei jede ein Oberflächenrauheit von 0,45 bis 0,48 μιη, angegeben durch den Ha-Wert, aufwies.
Jede Platte wurde dann mit einem Gemisch aus einem Diazoxid-Harz und einem Phenol-Harz (5 Gew. teile des Reaktionsprodukts, hergestellt durch Umsetzung von 62 g Kondensationsprodukt aus Aceton und Pyrogallol mit 100g2-Diazo-l-naphthcl-5-sulfochlorid, gelöst in 80 Teilen Cyclohexan, hergestellt gemäß der britischen Patentschrift 11 13 759) überzogen und getrocknet, um eine lichtempfindliche Platte von Positiv-Positiv-Typ als Druckplatte herzustellen.
Die gemäß der Erfindung erhaltene Platte war in keiner Weise der bisherigen lichtempfindlichen Platte zum Druck im Hinblick auf die Plattenherstellungsmaßnahmen der Belichtung, der Retuschierung und der Druckarbeitsgänge unterlegen und besaß den Voiteil, daß eine Unterscheidung eines Bildbereichs durch die oben beschriebene Erhöhung des WeiQgrades sehr leicht war. Beim Druck zeigte sie eine auf das Dreifache erhöht? Beständigkeit (Druckbeständigkeit) wie eine Druckplatte ohne anodische Oxidation. Im allgemeinen ist der Weißgrad eines zum Drucken geeigneten Platte geringer als OA ausgedrückt als Reflexionsdichte. Wenn eine gekörnte Aluminiumplatte der anodischen Oxidation ohne Ätzbehandlung unterzogen wird, ergibt die Platte gewöhnlich eine Reflexionsdichte im Bereich von etwa 0,7 bis etwa 1,0, die zum Drucken nicht bevorzugt ist
Gemäß dem Verfahren der Erfindung, wonach zuerst eine gekörnte Aluminiumoberfläche mit einer Ätzlösung geätzt und dann die geätzte Oberfläche der anodischen Oxidation unterworfen wird, kann die Reflexionsdichte der erhaltenen Oberfläche im allgemeinen auf weniger als 0,5 herabgesetzt werden.
Beispiel 2
Das Verfahren nach Beispiel 1 wurde mit dsr Ausnahme wiederholt daß -.z\e 12%ige, wäßrige Trinatriumphosphai-Lösung bei 7O" C ansielle der 10%igen, wäßrigen Natriumhydroxid-Lösung, die in Beispiel 1 als Atzbad verwendet wurde, eingesetzt wurde.
Her erhaltene Aluminiumträger war ausgezeichnet hinsichtlich des Aussehens, der Gleichmäßigkeit und des Weißgrades wie in Beispiel 1. Eine lichtempfindliche Druckplatte ähnlich der gemäß Beispiel 1 wurde hergestellt und zur Plattenherstellung verwendet Die Arbeitsleistung bei der Plattenherstellung war ausgezeichnet Die Druckbeständigkeit der Platte war gleichfalls gut
3. Beispiel 3
Das Verfahren nach Beispiel 1 wurde mit der Ausnahme wiederholt, daß die Platte aus Aluminiumlegierung einer Behandlung in 30%iger Schwefelsäure bei 80° C während 60 Sekunden anstelle der Beh sndlung mit Natriumhydroxid und Salpetersäure unterworfen wurde und dann der anodischen Oxidation im gleichen Bad bei den gleichen Bedingungen wie in Beispiel 1 beschrieben, unterzogen wurde. Ähnliche, ausgezeichnete Ergebnisse wie in Beispiel 1 wurden erhalten.
Beispiel 4
Nach den Behandlungen bis zu der anodischen Oxidationsbehandlung, wie in Beispiel 1 beschrieben, wurde die Platte aus Aluminiumlegierung mit einer 0,5%igen, wäßrigen Kaliumfluozirkonat-Lösung bei 80° C während 60 Sekunden behandelt, mit Wasser gewaschen und getrocknet. Diese Platte wurde mit einem Kondensat aus Diphenylamin-4-diazonium und formaldehyd (Molverhältnis 1 :1) zur Herstellung einer lichtempfindlichen Druckplatte vom Negativ-Positiv-Typ überrogen. Die PlattenherstiHung und deren Druckfähigkeit waren ausgezeichnet, d. h. die Feucht-Lösung wu'de leicht geregelt und die Platte war beim Druck einfach zu handhaben.
Beispiel 5
Eine Aluminiumplatte (Materialqualität: AA 1001) von 03 mm Stärke wurde nach der Sandstrahl-Methode unter Verwendung von Sand mit einer Siebkorngrößc von 53 μιη gekörnt und dann der Ätzbehandlung wie im Beispiel 1 unwrworfen. Die Platte wurde dann der anodischen Oxidation durch Gleichstrom-Elektrolyse während 5 Minuten bei einer Stromdichte von
2,0 A/dm2 in einer 10%igen. wäßrigen Oxalsäureiösung als Elektrolytbad unterzogen. Unter Anwendung dieser Platte als Träger wurde eine Druckplatte in gleicher Weise wie die gemäB Beispiel 1 hergestellt, die beim Druck ausgezeichnete Ergebnisse lieferte.

Claims (7)

Patentansprüche:
1. Verfahren zur Herstellung von aluminiumhaltigen Trägern durch mechanische Körnung und anschließende Anodisierung, dadurch gekennzeichnet, daß nach der mechanischen Körnung und vor der Anodisierung mit einer basischen oder sauren Lösung Metall in einer Menge von 0,5 bis 30 g/m2 abgeätzt wird.
2. Verfahren nach Anspruch I1 dadurch gekenn- ι ο zeichnet, daß die mechanische Körnung auf einen Ha-Wert von 0,2 bis 1,5 um durchgeführt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1, oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine basischen Ätzlösung mit einem pH-Wert von mehr als 11 verwendet wird. '5
4. Verfahren nach Anspruch! oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine saure Ätzlösung mit einem pH-Wert von weniger als 3 verwendet wird.
5. Verfahren nach Anspruch I1 dadurch gekennzeichnet, daß eine basische Ätzlösung aus Natriumhydroxid, Käiiimihydroxid, Trinatriumphosphat, Dinatriumphosphat, Trikaliumphosphat und/oder Dikaliumphosphat verwendet wird.
6. Verfahren nach Anspruch I1 dadurch gekennzeichnet, daß eine saure Ätzlösung aus Schwefelsäure, Perschwefelsäure und/oder deren Salzen verwendet wird.
7. Verfahren nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Ätzung mit einem Aluminiumlösungsausmaß von 03 bis 40 g/m2 je Minute J" Ätzzeit vorgenommen wird.
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