DE3031764A1 - Aluminiumsubstrate fuer offsetdruckplatten sowie verfahren zu deren herstellung - Google Patents

Aluminiumsubstrate fuer offsetdruckplatten sowie verfahren zu deren herstellung

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Description

Die Erfindung "betrifft die Behandlung von Aluminium-Oberflächen, insbesondere die Behandlung von Aluminium-Oberflächen zum Erzeugen von zur Verwendung bei der Herstellung von Offsetdruckplatten geeigneten Oberflächen.
Es gibt viele bisher bei der Behandlung von Aluminium-Oberflächen angewandte Methoden und Verfahren, um die Oberflächen zur Verwendung bei der Herstellung von Offsetdruckplatten geeignet zu machen. Eine derartige Methode umfaßt die elektrolytische Behandlung von Aluminium, beispielsweise das elektrolytische Ätzen unter Verwendung eines Balzsäure-Elektrolyten. Verschiedene bekannte Druckschriften, beispielsweise'die US-PSen 3 Ο72 54-6 und 3 Ο73 765 und die GB-PSen 879 768 und 896 563 beschreiben die Behandlung von Aluminium-Oberflächen mit Salzsäure unter Anwendung eines Wechselstroms auf die Aluminiumplatten, um die Platten für Verwendung beim Offsetdruck geeignet zu machen. Diese Behandlung wird zwar als befriedigend bezeichnet, sie erfordert jedoch unerwünschterweise große Mengen teurer Säure, die nach Verbrauch als umweltschädliches Abwasser verworfen werden muß.
Zusätzlich war bei der Behandlung von Aluminium-Legierungen] AA 1100 (vergleichbar mit DHT Al 99, Werkstoff Ήν. 3.0205) eine relativ große elektrische Leistung zum Erreichen der gewünschten Ätzungsstufe erforderlich. In der Praxis wurde mit den bekannten Verfahren auch keine gleichmäßige Ätzung der Oberfläche erreicht, und die Art der der Oberfläche verliehenen Körnung war nicht konsistent, weil einige Teile davon relativ gröbkörniger als andere sind. Somit ergibt sich eine unerwünschte, unregelmäßige, zur Verwendung beim Offsetdruck nicht ideal geeignete Oberfläche. Wenn die
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Aluminium-Oberfläche unregelmäßig und ungleichförmig ist, kann dies das nachfolgende Druckverfahren stören, wenn die Oberfläche anschließend, wie bei Offsetdruck-Verfahren üblich, mit einem lichtempfindlichen Harz beschichtet wird.
Bereits früher wurden verschiedene Vorschläge zur Überwindung der in der Praxis der bekannten Verfahren auftretenden Nachteile gemacht. Ein derartiger Vorschlag der US-PS 3 963 591^ besteht in der Verwendung eines Elektrolyten aus Salzsäure und Gluconsäure zum Ätzen. Andere Vorschläge (vgl. US-PSen 3 342 711, 3 365 380 und 3 366 558) betreffen einen unter Verwendung einer verschiedene Elektrolyte wie Schwefelsäure und Gluconsäure enthaltenden Mischung auf Aluminium- und anderen Metalloberflächen erreichten elektrolytischen Poliereffekt.
Aufgabe der Erfindung ist es somit, ein verbessertes Körnungsverfahren für Aluminium-Oberflächen bereitzustellen, wobei insbesondere das Anfallen verbrauchter Körnungs-Lösungen als Abwasser vermieden und die zur Körnung erforderliche Elektrizität verringert wird oder ganz entfällt.
Die vorstehende Aufgabe wird durch die Merkmale, der Patentansprüche gelöst, und zwar durch ein zweistufiges, eine Grobkörnung und eine Feinkörnung aufweisendes Verfahren. Beim erfindungsgemäßen Verfahren zur Körnung der Oberfläche eines Substrats aus Aluminium-Bahnenmaterial wird das Substrat zuerst einer mechanischen Körnungs-Behandlung unterwor£en und dann einer gesättigten wäßrigen Lösung eines Aluminiumsalzes einer Mineralsäure ausgesetzt, der vorzugsweise bis zu 10% einer Mineralsäure zugesetzt werden können. Vorzugsweise kann die Körnungswirkung dieser Lösung durch Elektrolyse unterstützt werden, und an den Körnungs-Vorgang kann sich ein Eloxal-Verfahren anschließen.
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-ο-Ι Wichtige Vorteile dieses Verfahrens bestehen darin, daß kein ausfließendes Abwasser erzeugt und die erforderliche Strommenge sehr stark verringert wird. Beim Durchgang eines mechanisch gekörnten Aluminium-Bahnenmaterials durch die Aluminiumsalz-Lösung findet ein zweiter, feinerer Körnungsvorgang statt. Notwendigerweise werden bei der Reaktion zwischen dem Aluminium-Bahnenmaterial und der Körnungslösung Aluminiumsalze als Reaktionsprodukte gebildet. Die zusätzlichen Aluminiumsalze werden jedoch, da die Körnungslösung schon mit Aluminiumsalz gesättigt ist, lediglich aus der Lösung ausgefällt. Die Körnungslösung wird durch einfaches Fachfüllen der jeweils erforderlichen Bestandteile, wie überschüssiger Säuren, und durch periodisches Filtern der Ausfällungen beibehalten. Das häufige Abgießen von verbrauchter Körnungs-Lösung wird somit vermieden.
Die Erfindung wird nachstehend anhand bevorzugter Ausführungsformen näher erläutert.
Das erfindungsgemäß verwendbare Aluminium-Bahnenmaterial umfaßt Bahnenmaterial aus Aluminium-Legierungen mit einem beträchtlichen Gehalt an Verunreinigungen, beispielsweise Aluminium-Legierungen wie AA 1100 (vergleichbar mitDINAL99/ Werkstoff Nr. 3.0205) und AA 3ΟΟ3 (vergleichbar mit DIN Al Mn, Werkstoff Nr. 3.Ο515). Die Dicke des bei der Erfindung praktisch verwendbaren Aluminium-Bahnenmaterials kann der für derartige Verwendungen üblichen und bekanntermaßen verwendbaren Dicke entsprechen und beispielsweise zwischen etwa 0,1 mm und etwa 0,65 mm betragen; die genaue Wahl des Aluminium-Bahnenmaterials kann jedoch vom Fachmann je nach Verwendungszweck vorgenommen werden.
Bei der Anwendung der vorliegenden Erfindung wird Aluminium-Bahnenmaterial oder -Gewebe zuerst mechanisch gekörnt, beispielsweise durch Reiben der Oberfläche mit einer Drahtbürste oder indem die Oberfläche mit einer wäßrigen Bims-
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stein- oder Kieselerde-Aufschlämmung behandelt wird.
Das Bahnenmaterial wird dann in eine gesättigte wäßrige Lösung eines Aluminiumsalzes einer Mineralsäure eingetaucht, der gegebenenfalls bis zu 10 Gewichtsprozent einer Mineralsäure zugesetzt wurden. Die Säuremenge hängt vom Gewichtsverhältnis zwischen den wasserfreien Säure-Bestandteilen und der gesättigten Lösung ab.
Als Aluminiumsalze können beispielsweise Aluminiumchlorid, -sulfat, -phosphat, -borat, -acetat und -nitrat verwendet werden.
Im Zusammenhang mit der Erfindung verwendbare Mineralsalze sind beispielsweise Salzsäure, Schwefelsäure, Phosphorsäure, Borsäure, Essigsäure und Salpetersäure.
Die bevorzugte Eintauchzeit beträgt zwischen etwa JO Sekunden und 5 Minuten, besonders bevorzugt zwischen 1 und 4-Minuten, wobei die Lösung vorzugsweise bei einer Temperatur zwischen etwa 25°C und 1100C, besonders bevorzugt zwischen 500C und 6O0G gehalten wird.
Gegebenenfalls kann das Körnen oder Ätzen
durch Elektrolyse unterstützt werden. In diesem Fall wird das Aluminium unter elektrolysierenden Bedingungen vorzugsweise bis zu etwa 3 Minuten einer Stromdichte von etwa
2
0,05 bis 0,3 A/cm ausgesetzt. Die verwendete Spannung ist nicht kritisch, d.h. sie hat keinen wesentlichen Einfluß.
Die genauen Parameter der Bedingungen, bei denen das elektrolytische Ätzen durchgeführt werden kann, können variiert und vom Fachmann je nach dem im jeweiligen Fall angestrebten Ergebnis ausgewählt werden.
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Anschließend an das nachstehend beschriebene Körnen der Aluminium-Oberfläche kann das Aluminium-Bahnenmaterial zur Herstellung von Offsetdruckplatten weiterbehandelt werden. So kann das elektrolytisch geätzte Aluminium für derartige Verwendungen anschließend mit einer für Offsetdruck-Verfahren geeigneten lichtempfindlichen Schicht beschichtet werden, oder die elektrolytisch geätzte Oberfläche kann als Alternative vor dem Auftragen einer für Offsetdruck-Verfahren geeigneten lichtempfindlichen Beschichtung anodisch oxidiert werden, beispielsweise durch Wechsel- oder Gleichstrom in einem geeigneten Elektrolyten, wie Schwefelsäure oder Phosphorsäure. Ein typisches Beispiel für eine anodische Oxidation zur Erzeugung einer harten, abriebfesten, porösen Oberfläche des Aluminium-Bahnenmaterials ist die Behandlung mit Gleichstrom in einer wäßrigen. Elektrolyt-Lösung mit zwischen 8 und 22 Gewichtsprozent Schwefelsäure, wobei die Gleichspannung zwischen 10 und 25 V und die
2 Stromdichte zwischen 108 und 215 A/m beträgt.
Weiterhin kann zusätzlich eine Zwischenschicht zwischen dem behandelten Substrat und der lithographischen, lichtempfindlichen Schicht aufgetragen werden.
Erfindungsgemäß verwendbare Zwischenschichten sind beispielsweise solche Schichten, die als in Konzentrationen von etwa 0,5 bis 20 Volumprozent verwendete wäßrige Lösungen aufgetragen werden können, z.B. wäßrige Lösungen von AlkalimetaU£iTikat,wie Natriumsilikat, Kieselsäure, Fluoriden der rV-B-Metalle, Polyacrylsäure, Alkalizirkoniumfluoriden, wie KaliumzirkoniuEihexafluorid oder Zirkoniumfluorwasserstoffsäure.
Die Beispiele erläutern die Erfindung. 35
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Beispiel 1 Bahnenmaterial aus entfettetem AA 1100 Aluminium (DHi Al 99) wird mechanisch durch Schleifen der Oberfläche mit wäßriger Bimsstein-Aufschiämmung gekörnt und dann für 2 Minuten in eine "bei 1100G gehaltene wäßrige Lösung von gesättigtem Aluminiumchlorid eingetaucht. Nach Reinigung und Trocknung wird die Probe in einem Elektronenmikroskop untersucht. Die Oberfläche des Bahnenmaterials zeigt eine gleichförmig aufgerauhte Topographie und nimmt eine üblicherweise beim Offsetdruck verwendete haftende, lichtempfindliche Beschichtung erfolgreich an.
Beispiel 2
Die Bedingungen entsprechen Beispiel 1, wobei die Lösung zusätzlich 10% Salzsäure enthält. Es werden gleiche Ergebnisse erzielt.
Beispiel 3
Die Bedingungen entsprechen Beispiel 1, das Aluminium wird zusätzlich einer Elektrolyse mit 0,15 Es werden gleiche Ergebnisse erzielt.
2 zusätzlich einer Elektrolyse mit 0,15 A/cm unterzogen.
Beispiel 4
Die Bedingungen entsprechen Beispiel 2, das Aluminium wird
2 zusätzlich einer Elektrolyse mit 0,15 A/cm unterzogen.
Es werden gleiche Ergebnisse erzielt.
Beispiel 5
Die Bedingungen entsprechen Beispiel 1, das mechanische Körnen wird jedoch durch Schleifen der Aluminium-Oberfläche mit einer Drahtbürste durchgeführt. Es werden mit Ausnahme
stärker
eines/ausgerjehteten Kornmusters gleiche Ergebnisse erzielt.
Beispiel 6 Die Bedingungen entsprechen Beispiel 1, das Aluminium-Bahnenmaterial wird jedoch vor dem Aufbringen der licht-
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empfindlichen Schicht in einem 18 Gewichtsprozent Schwefelsäure enthaltenden Bad mit Gleichstrom "bei 15 V und 0,016 A/cm anodisch oxidiert. Das Bahnenmaterial zeigt eine harte, poröse anodische Beschichtung. 5 Die vorstehend beschriebene Erfindung betrifft ein Verfahren zum Erzeugen von bei der Herstellung von Offsetdruckplatten verwendbarer Aluminium-Substrate. Die Oberfläche eines Aluminium-Bahnenmaterials wird mechanisch gekörnt, anschließend wird das mechanisch gekörnte Bahnenmaterial in einer gesättigten Lösung eines Aluminiumsalzes einer Mineralsäure, der bis zu 10% einer Mineralsäure zugesetzt sind, fein gekörnt. Das Feinkörnen kann durch Elektrolyse unterstützt werden, anschließend wird das Bahnenmaterial gegebenenfalls anodisch oxidiert.
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Claims (14)

  1. VOSSIUS -VOSSlUS -TAUCHNER ■ HEUNEMANN- RAUH
    ΡΛΤ E NTA N WALTS 3031 76 A
    Sl E B ERTSTRASS ε Λ ■ 8000 MÜNCHEN 86 - PHONE: (O 8 9) 47 4Ο75 CABLE: B ENZ OUPATENT MÜNCHEN -TELEX 5-29 45 3 VOPAT D
    u.Z.: P 766 (He/GH/H) 22. August I98O
    Case: Docket DD-15
    POLYCHROME CORPORATION
    On the Hudson, Xonkers, Few York, V.St.A.
    n Aluminiumsubstrate für Offsetdruckplatten sowie Verfahren zu deren Herstellung "
    Priorität: 24. August 1979» V.St.A., Nr. 069 482 15
    Pat entansprüche
    χ1. Verfahren zur Herstellung von Bahnenmaterial aus Aluminium mit mindestens einer für Offsetdruck-Verfahren geeigneten Oberfläche, gekennzeichnet durch
    a) mechanisches Körnen der Oberfläche und "b) Eintauchen des Aluminiums in eine gesättigte, wäßrige Lösung eines Aluminiumsalzes einer Mineralsäure.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Eintauchzeit des Aluminiums in der Lösung zwisehen etwa 3O Sekunden und etwa 5 Minuten beträgt.
  3. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Lösung zusätzlich bis zu etwa 10 Gewichtsprozent einer Mineralsäure aufweist.
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    Γ _2_ 303176?
  4. 4-. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 "bis 3> dadurcn gekennzeichnet, daß das Aluminium in der Lösung elektrolysiert wird.
  5. 5· Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4-, dadurch gekennzeichnet, daß als Aluminiumsalz
    Aluminiumchlorid,, -sulfat, -phosphat, -borat, -acetat und/oder -nitrat verwendet wird.
  6. 6. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß als Mineralsäure Salzsäure, Schwefelsäure, Phosphorsäure, Borsäure, Salpetersäure und/oder Essigsäure verwendet wird.
  7. 7. Verfahren nach einem der Ansprüche J bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß als Mineralsäure Salzsäure und als Aluminiumsalz Aluminiumchlorid verwendet wird.
  8. 8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7> dadurch
    gekennzeichnet, daß das mechanische Körnen ein Abschleifen der Aluminiumoberfläche mit einer Drahtbürste oder einer wäßrigen Bimsstein-Aufschlämmung umfaßt.
  9. 9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch
    gekennzeichnet, daß der Verfahrensschritt a) mit einer wäßrigen Bimsstein-Aufschlämmung und der Verfahrensschritt b) mit Aluminiumchlorid durchgeführt wird.
  10. 10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch
    gekennzeichnet, daß der Verfahrensschritt a) mit einer wäßrigen Bimsstein-Aufschlämmung und der Verfahrensschritt b) mit Aluminiumnitrat durchgeführt wird.
  11. 11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem Verfahrensschritt b)
    c) das Aluminium-Bahnenmaterial anschließend anodisch oxidiert wird.
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  12. 12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das anodische Oxidieren in einem Schwefelsäure- und/oder Phosphorsäure enthaltenden Elektrolyten durchgeführt wird.
  13. 13· Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem Verfahrensschritt b) bzw.. e)
    d) auf die Oberfläche eine Alkalimetall-Silicat, Kieselsäure, Fluoride der Gruppe IV-B-Metalle, Polyacrylsäure, Alkali-Zirkonium-iTuoride und/oder Zirkoniumfluorwasserstoffsäure enthaltende Zwischenschicht und
    e) auf die Zwischenschicht ein lichtempfindlicher Stoff
    aufgebracht wird. 15
  14. 14. Aluminium-Bahnenmaterial mit mindestens einer für Offsetdruck-Verfahren geeigneten Oberfläche, herstellbar mit einem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis
    15- Offsetdruckplatte, gekennzeichnet durch ein Aluminium-Bahnenmaterial nach Anspruch 1^.
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