DE2805218A1

DE2805218A1 - Verfahren zur behandlung von metallplatten

Info

Publication number: DE2805218A1
Application number: DE19782805218
Authority: DE
Inventors: Simon Long Chu; Eugene Golda; Alan Leonard Wilkes
Original assignee: Polychrome Corp
Current assignee: Polychrome Corp
Priority date: 1977-02-09
Filing date: 1978-02-08
Publication date: 1978-08-17
Also published as: JPS53100006A; NL7711152A; BR7800605A; AU3312878A; CA1100365A; US4148649A; FR2380147B1; AU514642B2; FR2380147A1; GB1590247A

Description

.5 u.Z. ί M-577
Case: DB-4-6

POLYCHROME CORPORATION
On the Hudson, Yonkers, Few York, V.St.A.

"Verfahren zur Behandlung von Metallplatten"

Bei der Herstellung von vorsensibilisierten Metall-Offsetdruckplatten erwies es sich als günstig, die Oberfläche der als Substrat dienenden Metallplatte mit einer Schutz-Zwischenschicht zu versehen, die der daraus hergestellten fertigen Offsetdruckplatte vorteilhafte Eigenschaften verleiht. Es ist bekannt, die Oberfläche der Metallplatte, auf die die lichtempfindliche Beschichtung aufgebracht wird und die nach dem Belichten und Entwickeln die Druckseite der Druckplatte wird, mit einer Zwischenschicht zu beschichten, die eine starke Bindung mit der Metallplatte und mit der lichtempfindlichen Beschichtung eingeht. 25

Pur die Herstellung von langlebigen Offsetdruckplatten ist eine Anzahl von Zwischenschichten bekannt, die auch im Rahmen der vorliegenden Erfindung verwendet werden können. In den US-PSen 3 160 506, 3 136 636, 2 946 683, 2 922 715 und 2 714 066 ist eine Anzahl von Verbindungen, die sich als haftfähige Zwischenschichten auf Metallplatten eignen, und Verfahren zu ihrem Aufbringen beschrieben. Alkalisilikat-, Kieselsäure-, Alkalizirkoniumfluorid- und ITuorozirkoniumsäurelösungen sind zur Zeit die wichtigsten technischen Bindemittel. Diese Verbindungen verbessern die Haftung

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der lichtempfindlichen Besch.ich.tung auf dem Metallsubstrat, das sonst im allgemeinen eine ungenügende Affinität für die Besch.ich.tung aufweist. Von den verschiedenen "bekannten Bindemitteln werden die Fluoride, die komplexen Alkalisalze und ·

.5 die diesen entsprechenden Säuren der Metalle der Gruppe IV-B des Periodensystems bevorzugt. Besonders die Alkalizirkoniumfluoride, wie das Kaliumzirkoniumhexafluorid und die Fluorozirkoniumsäure, die in den US-PSen 3 160 506 und 2 94-6 633 beschrieben sind, erweisen sich als sehr befriedigend bei der Herstellung von anodisch, oxidierten Aluminiumsubstraten, die zur Besch.ich.tung mit einer lichtempfindlichen Schicht bestimmt sind.

In der US-PS 3 160 506 ist ein Verfahren zur Herstellung von Offsetdruckplatten beschrieben, wobei eine große Anzahl von Verbindungen als Zwischenschicht verwendet wird; die Wärmehärtung der auf das Substrat aufgebrachten Zwischenschicht ist jedoch nicht beschrieben. In den US-PSen 2 922 715 und 2 94-6 683 ist die Härtung der Zwischenschicht mit organischen Säuren, wie Citronen- oder Weinsäure, beschrieben. Aus der US-PS 3 136 636 ist eine Zwischenschicht aus einer organischen Polysäure bekannt, die jedoch nicht hitzegehärtet ■ wird. Schließlich ist in der US-PS 2 714 066 eine Trocknung oder einfache Entfernung des Wassers aus einer Silikatlösung auf einer Folie beschrieben, nicht dagegen eine Hitzehärtung der Zwischenschicht zur raschen Vervollständigung der Reaktion.

Viele andere bekannte Verfahren beschreiben nicht die Anwendung einer Zwischenschicht; danach hergestellte Druckplatten zeigen jedoch eine ungenügende Haftung der lichtempfindlichen Schicht auf dem Substrat und sind deshalb für eine lange Verwendung als Druckplatten ungeeignet. Die Wichtigkeit einer solchen Zwischenschicht für verbesserte Haftung und erhöhten Schutz des Substrats ist deshalb bekannt.

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Der Erfindung liegt, die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes

Verfahren zum Beschickten von Metallplatten, die sich zur Verwendung als Substrat für Offsetdruckplatten eignen, mit einer Bindemittelschicht zu schaffen. Diese Aufgabe wird durch die .5 Erfindung gelöst.

Die Erfindung betrifft somit den in den Ansprüchen gekennzeichneten Gegenstand.

Die Erfindung umfaßt allgemein ein Verfahren, bei dem die Zwischenschicht ausschließlich und direkt auf die Oberfläche der"-Metallplatte", die zur Verwendung als Offsetdruckplatte bestimmt ist, aufgebracht wird. Die Lösung des die Zwischenschicht bildenden Bindemittels wird in genügender Konzentration auf die Oberfläche der Metallplatte aufgebracht, um vollständige Umsetzung mit der Oberfläche und dadurch eine befriedigend haftende Schicht auf dex Metallplatte zu erreichen. Die derart aufgebrachte Lösung wird danach einer Wärmebehandlung "bei erhöhter Temperatur unter zogen., wodurch

2Q die Oberfläche der Metallplatte rasch getrocknet wird. Diese Behandlung erhöht gleichzeitig die Konzentration des Bindemittels auf der Oberfläche der Metallplatte auf einen ausreichenden Wert und vervollständigt die Umsetzung zxiischen dem Bindemittel und dem Metall, wodurch ein neu.es beschichtetes Substrat mit deutlich verbesserten Eigenschaften erhalten wird. Anschließend kann die Oberfläche der Platte zur Entfernung von nicht umgesetzten, überschüssigen Stof- -""- fen behandelt werden. Die erhaltene Platte kann dann nach verschiedenen bekannten Verfahren zur Herstellung einer vor- _sensibilisierten Offsetdruckplatte weiterbehandelt werden.

Durch das erfindungsgemäße Verfahren wird die Haftung der ; Zwischenschicht und ihre Schutzwirkung bedeutend verbessert. -.."" Dadurch wird gleichzeitig die Lebensdauer der Druckplatte erhöht.

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Nach, dem "bekannten Verfahren wird die Zwischenschicht gewöhnlich auf die Metallplatte durch Eintauchen der Platte in eine Lösung des Bindemittels aufgebracht. Dazu ist ein Tauchtehäl·-=- ter erforderlich. In Abhängigkeit von der Geschwindigkeit

. 5 der bewegten Bahn des Metallsubstrates kann die Länge und Verweilzeit im Tauchbehälter variiert werden. Es ist jedoch anerkannt, daß ein Tauchbehälter von beträchtlicher Größe bei den bekannten Verfahren erforderlich ist, um eine befriedigende Behandlung mit dem Bindemittel zu erreichen. Dagegen besteht beim erfindungsgemäßen Verfahren keine Notwendigkeit für einen Tauchbehälter. Dadurch/-wird die zur Erzielung gleicher oder überlegener Ergebnisse erforderliche Energiemenge bedeutend vermindert.

Bei den bekannten Verfahren mußte die Oberfläche der Metallplatte mindestens 15 Sekunden bis zu einigen Minuten mit dem Bindemittel behandelt werden, um ein geeignetes Substrat zur Aufnahme der lichtempfindlichen Beschichtung zu erhalten. Dagegen wird nach dem erfindungsgemäßen Verfahren ein Substrat mit verbesserten Eigenschaften in verkürzter Behandlungsdauer erhalten, indem das Bindemittel auf die Metallplat te aufgebracht wird, die überschüssige Beschichtung anschließend entfernt wird, hierauf die beschichtete Platte rasch bei erhöhter Temperatur hitzegehärtet und schließlich das nicht umgesetzte Bindemittel entfernt wird. Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren ergibt sich somit eine beträchtliche Verminderung von Herstellungsdauer, sowie von Energie und Kapital, die zur Herstellung einer vorbeschichteten, zur Verwendung als Substrat für Offsetdruckplatten geeigneten Platte "benötigt werden.

In der ersten Stufe des erfindungsgemäßen Verfahrens wird eine Metallplatte, vorzugsweise aus Aluminium oder dessen Legierungen, die gegebenenfalls nach bekannten Körnungs- und/ oder Ätz- und/oder.anodischen Oxidationsverfahren vorbehandelt ist, mit einer zur Verwendung als' Zwischenschicht für

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Offsetdruckplatten geeigneten Verbindung beschichtet. Besonders bevorzugt sind solche Aluminiumlegierungen, die zur Herstellung von Offsetdruckplatten geeignet sind, wie Knet-Aluminiumlegierungen mit einem Gehalt von höchstens 1,0%

.5 Si+Fe, 0,05 bis O₁20% Cu, höchstens 0,05% Mn, höchstens 0,10% Zn, Rest Al und übliche Verunreinigungen,oder von höchstens 0,6% Si, höchstens 0,7% Ee, 0,05 bis 0,20% Cu, 1,0 bis 1,5% Mn, höchstens 0,10% Zn* Rest Al und übliche Verunreinigungen. Die Beschichtung kann durch Aufsprühen, Bürsten, Tauchen oder andere Verfahren erfolgen. Die bekannten Vorbehandlungen der Metallplatten bestehen aus elektrolytischem anodischem Oxidieren in Schwefelsäure, Chromsäure, Salzsäure und/oder Phosphorsäure, elektrolytischem Ätzen in Salzsäure oder Phosphorsäure und chemischem oder mechanischem Körnen nach bekannten Verfahren. Als Bindemittel im erfindungsgemäßen Verfahren verwendbare Verbindungen sind wäßrige Lösungen von Alkalisilikaten, Kieselsäure, Polyacrylsäure,

Alkalizirkoniumfluoriden, wie Kaliumzirkoniumhexafluorid, oder von Fluorozirkoniumsäure in Konzentrationen von 0,5 bis 20 Volumenprozent. Vorzugsweise beträgt die Konzentration 3 bis 8, und besonders bevorzugt 4 bis 5%.

Die überschüssige Lösung wird sodann von der Oberfläche der Metallplatte, beispielsweise durch Abstreichen, entfernt.

Hierauf wird die erhaltene beschichtete Platte erhöhter Temperatur ausgesetzt, zum Beispiel der Hitzehärtung in einem Ofen, im allgemeinen 5 bis 120 Sekunden bei 50 bis 300⁰C. Dadurch wird eine vollständig umgesetzte Schicht erhalten. Vorzugsweise wird die Behandlung bei erhöhter Temperatur im Bereich von 80 bis 200 und besonders bevorzugt von 100 bis 150°C dmrchgeführt. Vorzugsweise wird das beschichtete Substrat 10 bis 4-5 Sekunden und besonders bevorzugt 15 bis 20 Sekunden- der erhöhten Temperatur ausgesetzt. Anschließend kann die Oberfläche z.B. mit Wasser gespült werden, um überschüssiges nicht umgesetztes Bindemittel zu entfernen.

Die erhaltene beschichtete Metallplatte kann dann mit einer lichtempfindlichen Verbindung, die sich für eine Offsetdruckplatte eignet, behandelt werden, beispielsweise mit

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einer positiv oder negativ wirkenden Diazoverbindung, wie Paradiazodiphenolamin kondensiert¹ mit Formaldehyd und gegebenenfalls im Gemisch mit !Einte aufnehmenden Polymerisaten, die sich zur Herstellung einer vorsensibilisierten Offset- • 5 druckplatte eignet. Das Aufbringen der lichtempfindlichen Schicht erfolgt in "bekannter Weise.

Die nach dem erfindungsgemäßen "Verfahren erhaltenen überlegenen Ergebnisse werden durch einen Vergleich der erfindungsgemäß behandelten Zwischenschicht mit einem Substrat verdeutlicht, das durch Beschichtung nach den üblichen bekannten Verfahren erhalten wurde. Dazu wird mit Jeder der beiden Oberflächen der aus der US-PS 3 940 321, Spalte 3_t Zeilen 36 ff. bekannte Zinkat-Versuch durchgeführt. Bei diesem Test werden der Schutz, den die Zwischenschicht dem Substrat gegen äußerliche aggressive Verbindungen verleiht, und die Vollständigkeit der Umsetzung zwischen der Beschichtung und dem Substrat bestimmt. Diese Vergleichsversuche zeigen übereinstimmend eine beträchtliche Überlegenheit in Bezug auf den Schutz und die Stabilität des Substrats, das erfindungsgemäß durch Hitzehärtung der aufgebrachten Zwischenschicht bei erhöhter Temperatur erhalten wird im Vergleich zu Substraten, die nach • den üblichen Verfahren hergestellt werden.

Die im allgemeinen als Zwischenschichten für Offsetdruckplatten verwendeten Verbindungen sind meist nicht vollständig reine Stoffe. Die für diese Zwecke verwendeten Verbindungen enthalten verschiedene Verunreinigungen, die den Ablauf der Umsetzung zwischen dem die Zwischenschicht bildenden Bindemittel und der Metallplatte entweder verhindern oder verzögern. Dies führt zu fehlender Stabilität und Vorhersagbarkeit im Endprodukt, da die angestrebte Umsetzung nicht unter kontrollierten Bedingungen zum Abschluß kommt. Beispielsweise kann eine als Offsetdruckplatte geeignete Aluminiumplatte, die anodisch mit einer Aluminiumoxidschicht versehen wurde,weiter unter Verwendung eines Silikat-Bindemittels

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mit einer Schutzschicht versehen werden. Die Umsetzung des , Bindemittels mit dem Substrat verläuft nach folgender Gleichung :

; Al + 3AlO₂ + 2 SiO > 2(Al₂SiO₅.)

Die Zwischenschicht enthält jedoch auch noch, andere "Verbindungen, wie Aluminiumhydroxid,. Al(OH), und hydratisierte ITatriumaluminiumsilikat«, wie Ha₂O Al₂O^, 2SiOp 6H₂, die den Verlauf der vorstehenden Umsetzung unter normalen Bedingungen verzögern oder verhindern. In bestimmten Abständen über längere Zeit an erfindungsgemäß hergestellten Offsetdruckpiatten durchgeführte Zinkat-Versuche ergeben über-einstimmende Werte, während ähnliche, an nach, bekannten Verfahren beschichteten Substraten durchgeführte Versuche ansteigende Werte ergeben, was auf eine'allmähliche statt einer sofortigen Vollendung der Umsetzung hindeutet. Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren wird die vorstehende Umsetzung augenblicklich abgeschlossen und die Verunreinigungen werden aus der Zwischenschicht entfernt, wodurch ein Endprodukt jait besserer Lagerfähigkeit und verbesserten Eigenschaften erhalten wird.

Als Eolge davon wurde festgestellt, daß die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Offsetdruckpiatten im .- Durchschnitt eine um 331/3 bis 3®% erhöhte Lagerfähigkeit und eine um 20 bis 33 1/3% erhöhte Druckdauer aufweisen, wobei die Haftung zwischen der Bindemittelschicht und der lichtempfindlichen. Beschichtung merklich verbessert ist.

Di& Beispiele erläutern die Erfindung. 30

". ,"Beispiel i-

Zwei Reihen von mechanisch gekörnten Aluminiumplatten werden in bekannter Weise mit Wechselstrom in einer Schwefelsäurelösung anodisch oxidiert. Danach werden die Platten folgen- :³⁵ dermaßen behandelt:

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Eine Reihe "A" von Aluminiumplatten wird nach dem erfindungsgemäßen Verfahren bei Raumtemperatur mit einer 4-prozentigen wäßrigen Fatriumsilikatlösung sprühbeschichtet. Sodann wird die überschüssige Lösung abgestreift und die Platten werden-

.5 15 Sekunden an heißer Luft mit einer Temperatur von 120⁰C hitzegehärtet. Danach werden die Platten zur Entfernung von überschüssigem Bindemittel abgespült. Schließlich wird eine lichtempfindliche Beschichtung auf die Oberfläche einer jeden Platte aufgebracht.

Eine Reihe "B" von Aluminiumplatten wird 2 Minuten lang in eine auf 82°G gehaltene 5proζentige Katriumsilikatlösung eingetaucht. Danach werden die Platten abgespült,und auf die Oberfläche einer jeden Platte wird eine lichtempfindliche Beschichtung aufgebracht.

Sodann werden sämtliche Platten einem Schnelltest für Lagerbestandigkeit unterzogen. Es zeigt sich, daß die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Platten "A" nach einer simulierten Lagerhaltung von 18 Monaten eine ,gleichmäßig gute Bildqualität aufweisen, während die Platten "B" bereits nach einer simulierten lagerhaltung von 12 Monaten eine ungleichmäßige Bildqualität ergeben. Der Versuch beweist, daß die Platten A eine um mindestens 50% erhöhte Lagerfähig-.keit im Vergleich zu den Platten B besitzen.

Die Platten A und B werden nach bekannten Verfahren belichtet und entwickelt und auf eine Druckpresse montiert, Bei den Platten A treten erste Anzeichen von Bildabnutzung nach 180 000 Drucken auf, während sich bei den Platten B erste Zeichen von Bildabnutzung bereits nach I50 000 Drucken zeigen. Dies beweist die verbesserten Eigenschaften der Platten A.

Beispiel 2

Die Behandlung und Untersuchung der Platten gemäß Beispiel 1 wird mit der Änderung wiederholt, daß anstelle von üTatrium-

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silikat eine Iprozentige -wäßrige Lösung von Kaliumzirkoniumfluorid verwendet"wird. Es werden ähnliche Ergebnisse erhalten.

" ■ B e i s prrf*^

Die Behandlung und Untersuchung der Platten gemäß Beispiel 1 wird mit der Änderung wiederholt, daß die veriirendeten Aluminiumplatten nicht anodisch oxidiert werden. Es werden ähnliche Ergebnisse erhalten.
10

Beispiel 4-·

Die Behandlung und Untersuchung der Platten gemäß. Beispiel 1 • wird mit der Änderung wiederholt, daß die Aluminiumplatten statt der mechanischen Körnung in einer 5prozentigen Trinatriumphosphatlösung chemisch geätzt werden. Es werden ähnliche Ergebnisse erhalten.

Beispiel 5

Die Behandlung und Untersuchung der Platten gemäß Beispiel 1 wird mit der Änderung wiederholt, daß die Konzentration der NatriumsilikatlÖsung 6,5/ό beträgt und die Platten A 22 Sekunden bei 10O⁰G hitzegehärtet werden. Es werden ähnliche Ergebnisse erhalten.

Beispiel6

Zwei Aluminiumplatten werden mit einer 5prozentigen Natriumsilikatlösung sprühbeschichtet. Danach wird die überschüssige Lösung abgestreift. Sodann wird eine Platte "C" 15 Sekunden bei 150⁰C hitzegehärtet, während die andere Platte "D" nicht in dieser Weise behandelt wird. Hierauf werden beide Platten abgespült, getrocknet, und dem Zinkat-Test unterzogen. Dabei ergibt sich für die Platte C ein Wert von 85» f&r die Platte D dagegen nur ein Wert von 57· Dies bedeutet, daß die Platte G im Vergleich zur Platte D überlegene Schutz- und Haftungseigenschaften aufweist.

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Claims

V0SSIUS -VOSSIUS · HIL.TL. TAUCHNER- "

PATENTANWÄiTE 2805213

SIEBERTSTRASSE A · SOOO MÖNCHEN 86 - PHONE: (O89) 4-7 4O75

CABLE: B EN ZO LP AT ENT M ON C HE» - TE LE X S- 29 4-53 VO P AT D

.5 u.Z. : H 37? (Vo/Ra/H) - : 8. Februar 1978 Case : DB-4-6

POLTCHEOIffi CORPOEAT ION
On the Hudson, Yonkers, JNexir Tork, Y.St.A.

. "Verfahren zur Behandlung von Metallplatten"

Priorität: 9. Februar 1977, V.St.A., Sr. 767 017

Patentansprüche

1. Verfahren.zur Behandlung von Metallplatten, d a -d u r eh g e k e η η 2 e I c h η e t ^ daß man mindestens auf eine Oberfläche der Platte eine -wäßrige Lösung eines Bindemit- : tels aufbringt, die überschüssig« lösung entfernt, die beschichtete Platte erhöhter Temperatur aussetzt und danach das überschüssige Bindemittel, das nicht mit der Platte reagiert hat-, entfernt. ■

2. Verfahren nach Anspruch "1, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallplatte aus Aluminium besteht.

J. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man als Bindemittel ein Alkalisilikat, Kieselsäure, PoiyacrylsäureV ein Alkalizirkoniumfluorid oder -Pluorozirkoniumsäure verwendet. . ·

4-, Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die. Oberfläche der Aluminiumplatte anodisch oxidiert ist.

B υ y ö 3 3 / O 8 7 8 OHlGiNAL I^JSPECTED

- 2 - ■

¹ 5· "Verfahren nach. Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man die beschichtete Platte 5 bis 120 Sekunden einer Temperatur von 50 bis 300⁰C aussetzt.

-5 6. Verfahren nach Anspruch 1 und 3, -dadurch gekennzeichnet, daß das Bindemittel in der Lösung eine Konzentration von 0,5 bis 20 Volumenprozent aufweist.

7. Verwendung der gemäß Anspruch 1 bis 6 hergestellten Platten 10 zur Herstellung von Offsetdruckplatten.

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