DE2327764B2

DE2327764B2 - Wäßriges Bad zur elektrolytischen Körnung von Aluminium

Info

Publication number: DE2327764B2
Application number: DE2327764A
Authority: DE
Inventors: Peter Geoffrey Banbury Sheasby; Alan Martin Barford St. John Smith
Original assignee: Alcan Research and Development Ltd
Current assignee: Alcan Research and Development Ltd
Priority date: 1971-07-09
Filing date: 1973-05-30
Publication date: 1975-08-07
Also published as: CH566401A5; SE381683B; US3887447A; DE2327764A1; BE801114A; FR2237438A5; NL7307879A; CA1009606A; GB1392191A

Description

Die Erfindung betrifft ein wäßriges Bad zur elektrolytischen Körnung von Aluminium mittels Wechselstroms mit einem Gehalt an 2 bis 20 g/l Salzsäure.

Aluminium wird üblicherweise zur Herstellung von lithographischen Druckplatten verwendet. Für diesen Zweck ist es anzustreben, daß es eine aufgerauhte Oberfläche besitzt, welche durch das Vorhandensein von sehr feinen Löchern charakterisiert ist.

Ein bekannter Weg zur Herstellung einer feinen gleichförmig mit Löchern versehenen Oberfläche, wobei die Löcher willkürlich verteilt sind, ist die elektrolytische Xörnung, bei welcher das Aluminium in verdünnter Salzsäure einer Wechselstrombehandlung unterworfen wird. Der Elektrolyt enthält im allgemeinen 2 bis 20 g Salzsäure pro Liter.

Hierbei ist es üblich, eine Stromdichte im Bereich von 2 bis 6 Amp./dm² über einen Zeitraum von 4 bis 15 Minuten anzuwenden. Die angewendete Ladung liegt im allgemeinen im Bereich von 15 000 bis 50 000 Coulomb/0,09 ro².

Die obigen Bedingungen sind typisch für diskontinuierliche Prozesse. Bei Anwendung eines kontinuierlichen Prozesses, d. h. wenn das sich bewegende Streifenmaterial an stationären Elektroden vorbeigeführt wird, körnen bei Behandlungszeiten von ¹Ii bis 3 Minuten Stromdichten in der Gegend von 10 bis 100 Amp./dm² angewandt werden.

Obgleich mit einem solchen Elektrolyten ohne weiteres gekörnte Oberflächen erhalten werden können, die grob mil Löchern versehen sind, wurde festgestellt, daß eine erhebliche Sorgfalt aufgebracht werden muß, um eine Oberfläche mit feinen Löchern zu erhalten (z. B. mit Löchern mit einem Durchmesser von weniger als 10 μ). Insbesondere hat sich gezeigt, daß die Anwesenheit von Sulfationen in dem Elektrolyten gewöhnlich zu einer grob mit Löchern versehenen Oberfläche führt, wobei die Löcher größer sind, als es für lithographische Zwecke optimal ist. Obgleich es möglich ist, den Prozeß mit einem Elektrolyten zu beginnen, der mit entionisiertem Wasser hergestellt worden ist, ist es doch unvermeidbar, daß der Elektrolyt zunehmend mit Sulfat- und anderen Ionen verunreinigt wird, welche von früheren Prozeßstufen übergeführt werden.

Bei der herkömmlichen Vorbereitung von Aluminium für lithographische Zwecke sieht man ein Dreistufenverfahren vor, das eine Entfettung und eine Vorbehandlung (gewöhnlich ein Ätzen in Natriumhydroxid-Lösungen) umfaßt, woran sich eine elektrolytische Körnung und Anodisierung anschließt. Wie bereits ausgeführt, wird das elektrolytische Körnen herkömmlicherweise so durchgeführt, daß man auf das Aluminium in einer verdünnten wäßrigen Salzsäure Wechselstrom einwirken läßt Da es aus wirtschaftlichen Gründen notwendig ist, nach den Vorbehandlungsstufen das Aluminium mit norma-S lern Leitungswasser zu waschen (entionisiertes Wassei wäre für Waschzwecke zu teuer), ist es unvermeidbar, daß der Elektrolyt für die Körnung fortschreitend durch Ionen des ausgetragenen Waschwassers verunreinigt wird. Die meisten natürlichen

ίο Wasser enthalten mehr als 15 ppm Sulrationen.

Praktische Versuche haben gezeigt, daß sehr fein gekörnte Oberflächen eine ausgedehnte Lebensdauer der Platte und eine bessere Bildbegrenzung beim lithographischen Drucken ergeben. Weiterhin wurde festgestellt, daß eine Verunreinigung des Salzsäure-Elektrolyten durch mehr als etwa 10 bis 15 ppm Sulfationen zu einer erheblich stärker unregelmäßigen und grob löcherigen Oberfläche führt. Dies hat zum Ergebnis, daß aus einem Elektrolyten, der mit Lei-

ao tungswasser angesetzt worden ist oder der mit Leitungswasser stark verunreinigt worden ist, nur lithographische Druckplatten mit relativ schlechter Qualität erhalten werden können.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, den nachteiligen Effekt der Sulfationen bei den bekannten Salzsäure-Elektrolyten zu überwinden und die Bildung einer mit feinen Löchern versehenen Oberfläche zu gewährleisten.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung bei einem Bad der oben beschriebenen Art dadurch gelöst, daß es zusätzlich 1,5 bis 15 g/l Phosphorsäure enthält.

Der Zusatz von Phosphorsäure zu salzsauren Bädern ist zwar bereits aus der USA.-Patentschrift 34 77 929 bekannt, doch wird hierdurch der Gegenstand der vorliegenden Erfindung weder vorweggenommen noch nahegelegt, da nach, dieser Druckschrift poröse Aluminiumplatten für elektrolytische Kondensatoren hergestellt werden, wobei es angestrebt wird, sehr tiefe Löcher herzustellen, damit die wirksame Oberfläche der Platte vergrößert wird.

Demgegenüber sollen aber gemäß der Erfindung Löcher mit kleinem Durchmesser, nämlich im Bereich von 1 bis 5 μ, hergestellt werden. Auch wird bei dem

Verfahren gemäß dieser Druckschrift ein pulsierender Gleichstrom angewendet, während die erfindungsgemäßen Bäder für den Einsatz mit Wechselstrom vorgesehen sind.

In der deutschen Offenlegungsschrift 2218471 wird das elektrolytische Aufrauhen von Aluminium für Offsetdruckplatten in Salzsäure und Chromsäure enthaltenden Elektrolyten beschrieben. Die Chromsäure soll ebenso wie die dort genannten Amine das Dunkelwerden der Aluminiumoberfläche verhindern.

In dieser Druckschrift findet sich kein Hinweis auf den Zusatz von Phosphorsäure zu einem Salzsäurebad oder einen Sulfationeneinfluß auf die Qualität der gekörnten Oberfläche, so daß der Anmeldungsgegenstand auch durch diese Schrift nicht nahegelegt wird.

Durch die vorliegende Erfindung gelingt es somit, die nachteiligen Einflüsse von mit dem Waschwasser eingeschleppten Sulfationen zu beheben und eine mit feinen Löchern versehene Oberfläche herzustellen.

Es hat sich gezeigt, daß es zweckmäßig ist, die Menge der Alkalimetallionen niedrig zu halten, da gefunden wurde, daß auch diese zur Bildung von großen unregelmäßigen Löchern während des elek-

trolytischen Körnens führen, obgleich diese in erheblich größeren Mengen tolenerbar sind als Sulfationen. Eine sehr geeignete Konzentration von Orthophosphorsäure ist 5 bis 10 g/i.

Beispiel 1

Ein Elektrolyt, der 6 g Salzsäure je Liter enthielt, wurde mit entionisiertem Wasser (11) hergestellt. Hierzu wurden 5 g Orthophosphorsäure je Liter gegeben. Platten mit den Abmessungen 75 mm ■ SO mm aus 99,7%igem Aluminium wurden in dieser Lösung bei Raumtemperatur elektrolytisch gekörnt, wobei eine Gegenelektrode aus Graphit mit den Abmessungen 75 mm ■ 75 nun in einem Abstand von 50 mm angeordnet war. Eine Wechselspannung von 8 Volt wurde 6 Minuten lang angewendet.

Auf diese Weise wurde eine feinlöcherige Oberfläche mit einer mittleren Lochgröße von etwa 3 μ hergestellt. Eine Variierung der Salzsäure-Konzentration zwischen 6 und 9 g/l zeigte keine Auswirkung auf die Feinheit der erzeugten Oberfläche, obgleich bei diesen Bedingungen der Strom von etwa 4 bis 5 Amp. (etwa 7 bis 9 Amp./dm² an der Plattenoberfläche) variierte.

Beispiel 2

Es wurde ein Elektrolyt mit 8 g/l Salzsäure hergestellt, wozu Leitungswasser mit einem Gehalt an Sulfationen von 100 ppm verwendet wurde. Es wurden 8 g/l Phosphorsäure zugesetzt. Bei der Bearbeitung von Platten aus 99,7°/oigem Aluminium bei den .gleichen Bedingungen wie in Beispiel 1 wurde eine feinlöcherige Oberfläche mit Löchern eines Durchmessers von 1 bis 5 μ erzeugt. Sodann wurde ein ähnlicher Elektrolyt ohne Zugabe von Phosphorsäure hergestellt, wodurch eine relativ unregelmäßige und grob löcherige Oberfläche erhalten wurde, bei welcher die Lochgrößen 10 bis 30 μ betrugen.

Beispiel 3

Ein Elektrolyt mit 8 g/l Salzsäure (Tankinhalt 1S91) wurde mit Leitungswasser mit 100 ppm Sulfationen hergestellt Bei Raumtemperatur wurde bei

ίο einer konstanten Stromstärke von 150 Amp. (etwa 18 bis 20 AmpVdm² an der behandelten Plattenoberüäche) eine Aluminiumplatte aus 99,7%igem Aluminium mit den Abmessungen 480 mm ■ 130 mm elektrolytisch gekörnt, wobei die Wechselspannung

is über einen 2minütigen Zeitraum von 10 auf 12 Volt erhöht wurde. Hierbei wurde eine Oberfläche mit Löchern bis zu einer Größe von 20 bis 30 μ erhalten. Nach der Zugabe von 8 g/l Orthophosphorsäure ergab die Bearbeitung einer ähnlichen Platte bei den

a» gleichen Bedingungen eine Oberfläche, die Löcher mit einer Größe von 1 bis 5 μ aufwies.

Bei diesen Versuchen waren die Gegenelektroden aus Graphit. Jedoch können beide Elektroden auch aus den Aluminiumplatten gebildet werden, die elek-

»5 trolytisch gekörnt werden sollen. Das Verfahren kann auch kontinuierlich durchgeführt werden. Hierbei wird ein Aluminiumstreifen durch eine zweigeteilte Zelle gezogen, worin in jedem Abteil eine Gegenelektrode vorhanden ist, die an eine Wechselstrom- quelle angeschlossen ist. Durch Anwendung dieser Mittelleitermethode, die für eine kontinuierliche Anodisierung seit langem bekannt ist, werden Bogenentladungen zwischen dem Streifen und der Stromzuführung vermieden.

Claims

Patentansprüche:

1. Wäßriges Bad zui elektrolytischen Körnung von Aluminium mittels Wechselstroms mit einem Gehalt an 2 bis 20g/l Salzsäure, dadurch gekennzeichnet, daß es zusätzlich 1,5 bis 15 g/l Phosphorsäure enthält

2. Bad nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es 5 bis 10 g/l Orthophophorsäure enthält