DE3039276A1

DE3039276A1 - Aluminium-bahnenmaterial, verfahren zu dessen herstellung und offsetdruckplatte

Info

Publication number: DE3039276A1
Application number: DE19803039276
Authority: DE
Inventors: Daniel Mahopac N.Y. Bourgeois; Paul Orange N.Y. Jargiello
Original assignee: Polychrome Corp
Current assignee: Polychrome Corp
Priority date: 1979-10-17
Filing date: 1980-10-17
Publication date: 1981-04-30
Also published as: AU6138180A; GB2062885A; FR2467706A1; JPS5670991A

Description

Die Erfindung betrifft die Herstellung von Trägern ,{Substraten) für Offsetdruckplatten, insbesondere Offsetplattentrager aus Aluminium mit wesentlich weißerer Oberfläche als bisher hergestellte Träger.

Die meisten handelsüblichen, lichtempfindlichen Offsetdruckplatten werden heutzutage aus Bahnenmaterial· (!folien) mit Aluminium als Grundmetall hergestellt. Es hat sich im Laufe der Jahre gezeigt, daß dieses Aluminium-Bahnenmaterial gewisse Nachteile zeigt, die den direkten Auftrag der lichtempfindlichen Beschichtung auf das Bahnenmaterial verhindern. Eine durch direkten Auftrag des lichtempfindlichen Stoffs oder Stoffgemisches auf das Aluminium-Bahnenmaterial, nachfolgende Belichtung und Entfernen der nichtbelichteten Flächen bzw. nichtdruckenden Bildstellen hergestellte Offsetdruckplatte hat mehrere unerwünschte Eigenschaften, die sie zur kommerziellen Verwendung in der Druckindustrie ungeeignet machen. Zu den ITachteilen derartiger Platten zählt beispielsweise die Tatsache, daß die entfernten, nichtdruckenden Bildstellen nicht hinreichend hydrophil und fett(öl)-abstoßend sind, und deshalb beim Drucken ünvollkommenheiten des Untergrundes aufnehmen, die auf die endgültigen.Abdrucke aufgedruckt werden. Da Aluminium ein ziemlich weiches Metall ist, ist es außerdem nicht widerstandsfähig genug, lange Druckvorgänge mit mehr als 100.000 Kopien durchzustehen. "Weiterhin stellt die Herstellung einer starken Verbindung zwischen dem lichtempfindlichen Stoff und dem Bahnenmaterial mit Aluminium als Grundmetall aufgrund der Eigenschaften der AIu-. miniumober fläche ein Erpblem dar, das dazu führt, daß sich die BiIdfläche der Platte von der Oberfläche ablöst und damit Fehler im Abdruck verursachen kann.

L 130018/0841 -J

^Γ -5- ^Π

Es hat sich, früher bei der Herstellung metallischer, vorsensibilisierter (vorher lichtempfindlich gemachter) Offsetdruckplatten als nützlich erwiesen, mehrere Oberflächenbehandlungen an der Aluminiumoberfläche durchzuführen, um dieser eine Anzahl nützlicher Eigenschaften zu verleihen. Derartige Oberflächenbehandlungen sind beispielsweise Körnen, Ätzen, anodisches Oxidieren und Aufbringen einer Zwischenschicht aus feste Verbindung liefernden Materialien vor dem Auftrag einer lichtempfindlichen Schicht. In der US-PS 4- O9O 880 ist chemisches Ätzen in Trinatriumphosphat , anschließendes anodisches Oxidieren in Schwefelsäure und das Aufbringen einer Zwischenschicht beschrieben. In der US-PS 3 891 516 wird das Körnen mit einer wäßrigen Bimsstein-Aufschlämmung mit anschließendem anodischem Oxidieren zur Ausbildung einer Platte mit dunkler Oberfläche beschrieben.

Nach dem Stand der Technik ist es wünschenswert, die das lichtempfindliche Beschichtungsmaterial aufnehmende Ober-

20. fläche des Substrats aus metallischem Bahnenmaterial, die nada' Entwicklung und Belichtung zur Druckoberfläche der Druckplatte wird, mit einer Unter- oder Zwischenschichtsubstanz zu behandeln, die eine starke Verbindung sowohl mit dem Substrat aus metallischem Bahnenmaterial als auch mit dem lichtempfindlichen Beschichtungsmaterial ausbildet.

Es sind mehrere derartige Behandlungen zur Ausbildung einer Unter- oder Zwischenschicht bei der Herstellung von Offsetplatten mit längerer Betriebszeit bzw. höherer Druckanzahl bekannt und können beim erfindungsgemäßen Bahnenmaterial angewandt werden. Die US-PSen 3 160 5Ο6, 3 Ι36 636, 2 94-6 683 und 2 922 715 beschreiben mehrere zum Aufbringen einer verbindenden Zwischen- oder Unterschicht auf Platten geeignete Materialien und Verfahren zu deren Aufbringen.

Die wichtigsten, handelsüblichen, eine Verbindung herstellenden Substanzen sind derzeit Lösungen

^L 130018/08A1 ^J

^Γ - 6- ^Π

t mit Alkalimetallsilikaten, Kieselsäure, Alkalizirkoniumfluoriden und/oder Zirkoniumfluorwasserstoffsäure.

Zum Stand der Technik gehören mehrere zweistufige Ä'tz- und Körnungsbehandlungen, die sich vom erfindungsgemäßen Verfahren unterscheiden und verschiedene Oberflächeneigenschaften erzeugen. Wie vorstehend erwähnt, beschreibt die US-PS 4 O9O 880, insbesondere in den Beispielen 1-4·, das Entfetten und Ätzen von Aluminium in Trinatriumphosphat und die anschließende mechanische Körnung. Dieses Verfahren liefert jedoch eine Platte mit dunkler Oberfläche. Die US-PS 3 891 516 beschreibt das Entfetten und Reinigen in Natriumhydroxid, Körnen mit einer Bimsstein-Aufschlämmung und anodisches Oxidieren zur Herstellung einer harten, dunklen Plattenoberfläche.

Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung von Aluminium-Bahnenmaterial mit außerordentlich weißer Oberfläche bereitzustellen imd damit die Sichtbarkeit einer belichteten und entwickelten lichtempfindlichen Beschichtung auf seiner Oberfläche zu verbessern.

Die vorstehende Aufgabe wird insbesondere durch die Merkmale der Patentansprüche gelöst. Zur Lösung der Aufgabe geht die Erfindung von dem Grundgedanken aus, die Aluminiumoberfläche zunächst zu körnen, beispielsweise durch Bürsten mit einer Drahtbürste oder Schleifen mit einer nassen Bimsstein-Aufschiämmung, und anschließend zu ätzen, beispielsweise in Trinatriumphosphat. Offensichtlich ergibt die umgekehrte Reihenfolge der Verfahrensschritte eine Platte mit dunkler Oberfläche, während die erfindungsgemäße' Verfahrensführung eine Platte mit im wesentlichen weißer Oberfläche liefert. Die Oberflächentopographie des Aluminiums ist beim erfindungsgemäßen Verfahren so beschaffen, daß durch Beschichten mit einem phot ο graphisch en

^L 130018/0841 ^J

^Γ -7- ^Π

Stoff oder St off gemisch, eine ausgezeichnete Offsetplatte hergestellt werden kann. Auch, die Lagerfähigkeit und Lebensdauer bzw. mögliche Anzahl von Druckvorgängen einer derartigen Platte sind ausgezeichnet.

Die Vorteile der erfindungsgemäßen Offsetdruckplatte liegen somit beispielsweise in der verbesserten Bildschärfe, Bildsichtbarkeit und Weißheit (Weiße) der Platte sowie einer ausgezeichneten Lagerfähigkeit, Haltbarkeit und Lebensdauer.

Die Erfindung wird nachstehend anhand bevorzugter Ausführungsformen näher erläutert.

Als erster Verfahrensschritt wird ein Substrat aus metallischem Bahnenmaterial gekörnt, vorzugsweise durch Abschleifen mit einer Bürste, beispielsweise einer Drahtbürste, oder Reiben mit einer feuchten Körnungsmasse, wie einer wäßrigen Bimsstein-Auf schlämmung. Als Bahne niriat er ial werden vorzugsweise Aluminium und dessen Verbindungen verwendet, insbesondere zur Herstellung von Offsetdruckplatten geeignete Aluminium-Legierungen, wie AA 3ΟΟ3 (vergleichbar mit DIN Al Mn Werkstoff Ur. 3.Ο515) und AA 1100 (vergleichbar mit DIN Al 99, Werkstoff Nr. 3.0205), die gegebenenfalls mit bekannten, üblichen Körnungs-, Reinigungs-, Entfettungs- und/oder Ätzverfahren vorbehandelt sein können. Das im ersten Verfahrensschritt gekörnte Bahnenmaterial wird dann in eine wäßrige Trinatriumphosphat-Lösung eingetaucht. Die Trinatriumphosphat-Konzentration beträgt vorzugsweise bis zu etwa 3^/°·> doch ist dieser Parameter nicht kritisch. Die Temperatur der Lösung liegt vorzugsweise zwischen Saumtemperatur und dem Siedepunkt, wobei, die Eintauchzeiten bis zu etwa 5 Minuten betragen. Bei wachsender Eintauchzeit und/oder Temperatur der Lösung nimmt die Weißheit der Platte zu. Für eine gegebene Lösungstemperatur und

^L 130018/0841 ^J

Eintauchzeit beeinflußt eine Änderung der Lösungskonzentration die Plattenweißheit nicht wesentlich. In einer bevorzugten Ausführungsform wird eine 5pi*ozentige Trinatriumphosphat -Lösung bei 85°C mit einer Eintauchzeit von 45 Sekunden verwendet.

Die nachstehende Tabelle zeigt die optische Dichte von Platten, die durch Entfetten von Aluminium-Bahnenmaterial, anschließendes Körnen mit einer wäßrigen Bimsstein-Aufschlämmung und Eintauchen in eine Trinatriumphosphat-Lösung unter den jeweils angegebenen Bedingungen hergestellt wurden. Alle Messungen wurden mit einem Macbeth Oberflächenreflexions-Densitometer, Modell RD514- durchgeführt. Die Konzentration ist in Gewichtsprozent von Trinatriumphosphat in Wasser, die Temperatur.in ⁰C, die Zeit in Sekunden angegeben. Die optische Dichte ist in willkürlichen Einheiten angegeben, wobei mit abnehmender Größe der optischen Dichte die Weiße der Platte zunimmt.

^L 130018/0841 ^J

- 9 Tabelle

Konzentration Temperatur Zeit,s optische Dichte

5%
5%
5%

5%
5%

5%

10%
10%
10%

20%
20%
20%

30%
30%
30%

55°C 55°C 55°C

70⁰C 70°C 70⁰C

85°C 85°C 85°C

55°C 55°C 55°C

70⁰C 70⁰C 70⁰C

85°C 85°C 85°C

55°C 55°C 55°C

70⁰C 70⁰C 70⁰C

85°C 85°C 85°C

55°C 55°C 55°C

70⁰C 70⁰C 70⁰C

85°C 85°C 85°C

15 30 45

15 30

45

15 30 45

15 30

45

15 30

45

15

30

.45

15 30 45

15 30 45 0,60 0,65 0,66

0,52 0,48 0,34

0,38 0,25 0,19

0,60 0,65 0,56

0,48 0,45 0,37

0,36 0,26 0,23

0,61 0,67 0,49

0,45 0,45 0,35

0,33 0,25 0,21

0,56 0,47 0,42

0,48 0,34 0,28

0,35 0,25 0,22

130018/0841

Das geätzte Bahnenmaterial kann dann gegebenenfalls mit einem bekannten Verfahren anodisch oxidiert werden, beispielsweise in einer wäßrigen Lösung von Schwefel-, Chromoder Phosphorsäure mit einer Konzentration zwischen etwa 0,5 und 25 Gewichtsprozent Säure in Wasser. Das anodische Oxidieren wird vorzugsweise in einem Bad bei einer .Temperatur zwischen etwa 15 und 35°C für etwa 1 bis etwa 20 Minuten bei etwa 5 his 20 V Spannung und bei einer Stromdichte zwischen etwa 10 und 70 A/sq.ft. (etwa 100 bis 7OO

A/m ) durchgeführt.

Das geätzte Bahnenmaterial kann gegebenenfalls durch Sprühen, Aufstreichen, Eintauchen oder andere Verfahren mit einem als Zwischenschicht für Offsetplatten geeigneten Stoff oder Stoffgemisch beschichtet werden. Als Beschichtungsmaterialien können erfindungsgemäß beispielsweise wäßrige Lösungen von Alkalimetal!silikaten, Kieselsäure, Fluoriden der IVb-Nebengruppenitetalle (Titan-Gruppe), Polyacrylsäure, Alkalimet all zirkoniumfluor iden, vrie Kaliumzirkoniumhexafluorid, oder von Zirkoniumfluorwasserstoffsäure in Konzentrationen zwischen etwa 0,5 und 20 Volumprozent verwendet werden. Die Konzentration beträgt vorzugsweise zwischen 3 und 8%, besonders bevorzugt zwischen 4- und 5%·

Das geätzte Bahnenmaterial kann gegebenenfalls sowohl anodisch oxidiert als auch mit einer Zwischenschicht versehen werden, oder es kann zunächst eine Zwischenschicht aufgetragen und dann erst anodisch oxidiert und gegebenenfalls ein zweite Zwischenschicht aufgetragen werden.

Die vorstehenden Parameter sind notwendigerweise gegenseitig voneinander abhängig, und es sind im Rahmen der Erfindung mehrere Kombinationen und Änderungen der Parameter durchführbar; die vorstehend genannten Parameter stellen keine Einschränkung der Erfindung dar.

L 44hniQ/n6A1 -J

^Γ - 11 - ^Π

Das nach vorstehendem Verfahren erhaltene Bahnenmaterial-Substrat kann dann mit einem für Offsetdruckverfahren geeigneten, lichtempfindlichen Stoffgemisch "beschichtet werden. Es sind derartige lichtempfindliche Stoffgemische erfindungsgemäß mit befriedigendem Erfolg verwendbar, die für Offsetdruckverfahren geeignet und aktinisch sind, d.h. unter Einwirkung von Strahlung und ultraviolettem Licht reagieren bzw. umgesetzt werden. Es können erfindungs^Psowohl negativ als auch positiv aktive lichtempfindliche Stoffgemische verwendet werden, beispielsweise aromatische Diazoverbindungen, wie Diazoniumsalze oder Diazide enthaltende Verbindungen, sowie photoempfindliche Stoffgemische mit Materialien, die unter Lichteinwirkung polymerisieren, vernetzen oder aushärten können.

Die Beispiele erläutern die Erfindung.

Beispiel 1 Zwei Stücke Aluminium-Bahnenmaterial der Reinheitsstufe AA 3ΟΟ3 werden in einer 5prozentigen Trinatriumphosphat-Lösung entfettet. Das Bahnenmaterial Ä wird anschließend in bekannter Weise mit einer nassen Bimsstein-Aufschlämmung gekörnt und in einem 18prozentigen Schwefelsäure-Elektrolyten für 60 Sekunden bei 14 A anodisch oxidiert. Die optisehe Dichte wird mit dem vorstehend beschriebenen Meßgerät bestürmt und beträgt 0,75. Das Bahnenmaterial B wird erfindungsgemäß nach der Körnung mit Bimsstein erneut für 45 Sekunden bei 85°C in ein 5prozentiges Trinatriumphosphat-Bad eingetaucht. Es wird eine optische Dichte von 0,19 gemessen.

Beispiel 2

Beispiel 1 wird wiederholt, die Körnung wird jedoch durch Schleifen mit einer Drahtbürste durchgeführt. Es werden ähnliche Ergebnisse erzielt.

130

Beispiel 3

Drei Stücke Aluminium-Bahnenmaterial der Reinheitsstufe AA3OO3 werden in einer 5prozentigen Trinatriumphosphat-Lösung entfettet und mit einer nassen Bimsstein-Aufschlämmung gekörnt. Die Platte A wird erfindungsgemäß anschließend nochmals für 45 Sekunden bei 85⁹Q in ein 5pi"ozentiges Trinatriumphosphat-Bad eingetaucht. Die Platte B wird in einem 25prozentigen Hatriumhydroxid-Ätzbad 5 Sekunden lang bei 5O⁰C geätzt. Die Platte C wird 40 Sekunden lang bei 8O⁰C in ein Ätzbad mit 3öprozentiger wäßriger Phosphorsäure eingetaucht. Anschließend wird Jede Platte in einem 18 prozentigen wäßrigen Schwefelsäureelektrolyten 60 Sekunden lang bei 14 A anodisch oxidiert, zur Ausbildung einer Zwischenschicht mit Natriumsilikat behandelt und mit einem lichtempfindlichen Stoffgemisch beschichtet. Das lichtempfindliche Stoffgemisch enthält p-Diazodiphenylamin, das mit Paraformaldehyd kondensiert und mit 2-Hydroxy-4-methoxybenzophenon-sulfonsäure umgesetzt wurde. Eine Probe jeder Platte wird einem beschleunigten Lagerfähigkeitstest unterzogen. Die Platte A ist 18 Monate lang als handelsübliche Ofisetdruckplatte verwendbar, während die Platten B und C nur 12 Monate verwendbar sind. iCine weitere Probe jeder Platte wird durch eine Maske mit ultravioletter Strahlung belichtet, entwickelt und in einer Druckerpresse als Druckplatte verwendet. Mit der Platte A werden 7O 000 Reproduktionen handelsüblicher Qualität hergestellt, während mit den Platten B und C jeweils nur 42 000 Reproduktionen handelsüblicher Qualität hergestellt werden können.

Vorstehend ist ein Verfahren zur Herstellung von Trägern oder Substraten für Offsetdruckplatten durch Körnen und nachfolgendes Ätzen einer Oberfläche eines Aluminium-Bahnenmaterials in einem Trinatriumphosphat-Bad beschrieben. Das Bahnenmaterial kann anschließend anodisch oxidiert und/oder durch Aufbringen eines Stoffgemisches als

130018/0841

- ¹⁵ - 3Q39276¹

1 Zwischenschicht behandelt v/erden, bevor es mit einem lichtempfindlichen Stoffgemisch beschichtet wird. Die Beschreibung dient nur zur Erläuterung der Erfindung, und es können im Rahmen des allgemeinen Erfindungsgedankens Änderungen

5 der Bestandteile und ihrer Konzentrationen sowie der Verfährensführung vorgenommen werden.

L 4önniQ/nfiA1 J

130018/0841

Claims

VOSSIUSVOSSIUS -TAUCHNER · HEUNEMANN · RAUH

PATENTANWÄLTE ^ f) 3 9 ? 7

SIEBERTSTRASSE A-8OOO MÜNCHEN 86 · PHONE: (O89) 47 4O7S CABLE: BENZOLPATENT MÖNCHEN -TELEX 5-29 45 3 VOPAT D

u.Z. : P 7^-9 ¹⁷· Oktober 1980

Case: DD-16

POLYCHROME CORPORATION

On the Hudson, Yonkers, New York, Y.St.A.

ti

Aluminium-Bahnenmaterial, Verfahren zu dessen Herstellung und Offsetdruckplatte "

Priorität: 17. Oktober 1979, V.St.A., ITr. 085 836

Patentansprüche

[ ^l Verfahren zur Herstellung von Bahnenmaterial aus Aluminium, insbesondere als Substrat für Offsetdruckplatten, dadurch gekennzeichnet , daß das Bahnenmaterial zunächst gekörnt und anschließend bis zu 5 -Minuten lang bei einer Temperatur zwisehen Raumtemperatur und dem Siedepunkt in ein wäßriges Trinatriumphosphat-Bad mit einer Konzentration bis zu 30 Gewichtsprozent eingetaucht wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

daß das Körnen durch Schleifen mit einer Bürste oder einer wäßrigen Bimsstein-Aufschlämmung durchgeführt wird.
3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Konzentration der Trinatriumphosphat -Lösung bis zu 10 Gewichtsprozent, ihre

L 130018/0841 J

^Γ -2-

Temperatur zwischen 7O⁰C und dem Siedepunkt und die Ein tauchzeit zwischen 5O Sekunden und 90 Sekunden beträgt.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß man das Bahnenmaterial anschließend anodisch oxidiert.
5._# Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß man auf das Bahnenmaterial anschließend eine

Zwischenschicht aus wäßrigen Lösungen von Alkalimetallsilikaten, Kieselsäure, Fluoriden der IVb-Nebengruppenmetalle, Polyacrylsäure, Alkalimetallzirkoniumfluoriden und/oder Zirkoniumfluorwasserstoffsäure aufbringt. 15
6. Verfahren nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch anschließendes anodisches Oxidieren des Bahnenmaterials.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, gekennzeichnet durch anschließendes Beschichten des Bahnenmaterials mit einem ..richtempfindlichen Stoff oder Stoffgemisch.
8. Verfahren zur Herstellung von Bahnenmaterial aus Aluminium, insbesondere als Substrat für Offsetdruckplatten, gekennzeichnet durch die aufeinanderfolgenden Verfahrenssehr It te:

a) Entfetten eines Aluminiumbahnenmaterials,

b) Körnen der Oberfläche des Bahnenmaterials durch Abschleifen mit einer Bürste oder einer wäßrigen Bimsstein-Auf schlämmung,

c) Eintauchen des Bahnenmaterials für höchstens 5 Minuten in ein wäßriges Trinatriumphosphat-Bad mit einer Konzentration bis zu JO Gewichtsprozent Trinatriumphosphat und einer Badtemperatur zwischen Raumtemperatur und dem Siedepunkt,

L 130018/0841 J

d) anodisch.es Oxidieren des Bahnenmaterials,

e) Versetzen des Bahnenmaterials mit einer Zwischenschicht aus wäßrigen Lösungen von Alkalimetallsilikaten, Kieselsäure, Fluoriden der IVb-Nebengruppenmetalle, Polyacrylsäure, Alkalimetallzirkoniumfluoriden und/ oder Zirkoniumfluorwasserstoffsäure, und

f) Beschichten mindestens einer Oberfläche des Bahnenmaterials mit einem lichtempfindlichen Stoff oder Stoffgemisch.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Verfahrensschritt b) mit einer wäßrigen Bimsstein-Auf schlämmung, der Verfahrensschritt c) 30 bis 90 Sekun den lang bei einer Konzentration von höchstens 10 Gewichtsprozent Trinatriumphosphat und einer Bad-Temperatur zwischen 90⁰C und dem Siedepunkt, und der Verfahrensschritt d) in Schwefel- oder Phosphorsäure durchgeführt werden.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 oder 9₅ dadurch gekennzeichnet, daß das lichtempfindliche Stoffgemisch das mit 2-Hydroxy-4-methoxybenzophenon-5-sulfonsäure umgesetzte Kondensationsprodukt aus p-Diazodiphenylamin und Paraformaldehyd enthält.
11. Aluminium-Bahnenmaterial, insbesondere als Substrat für Offsetdruckplatten, herstellbar gemäß einem Verfahr ren nach einem der Ansprüche 1 bis 10.
12. Offsetdruckplatte, gekennzeichnet durch ein Aluminium-Bahnenmaterial nach Anspruch 11.

^L 130018/0841 ^J