DE3042490A1

DE3042490A1 - Umkehrgalvanisierverfahren mit basis-sperrschicht fuer tiefdruckzylinder

Info

Publication number: DE3042490A1
Application number: DE19803042490
Authority: DE
Inventors: Bertold Dipl.-Ing. 5503 Konz Hein
Original assignee: Individual
Current assignee: Maschinenfabrik Kaspar Walter GmbH and Co KG
Priority date: 1980-11-11
Filing date: 1980-11-11
Publication date: 1982-06-16

Description

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Vorliegende Erfindung bezieht sich auf die galvanische Vorbereitung von Tiefdruckzylindern für die Bildübertragung und Ätzung.

DERZEITIGER STAND DER TECHNIK

Zur Bildübertragung auf eine Tiefdruckform wird ein Stahlzylinder bekanntermaßen mit einer galvanisch aufgetragenen Kupferschicht versehen, die nach der Bildübertragung, Ätzung (mechanische Gravur) und beendetem Druck im einfachsten Fall mindestens bis zur Tiefe der Ätzung abgedreht, abgefräst oder abgeschliffen wird. Danach erfolgt eine erneute Aufkupferung dieser sog. Grundkupferschicht auf das alte Niveau.

In Abwandlung dieses Verfahrens wird jedoch meist das sog. "Ballardhautverfahren" angewendet, bei dem das Grundkupfer nicht ständig sich wiederholend spanabhebend abgetragen und galvanisch wieder niedergeschlagen wird. Man geht stattdessen wie folgt vor:

Auf das polierte Grundkupfer wird eine Trennschicht durch einfaches Übergießen mit einer Trennlösung aufgebracht (z. B. silber- oder quecksilberhaltige Lösungen, aus denen sich amorphes Silber durch einfache Zementation niederschlägt). Danach wird erneut eine ca. 100-120 um starke Kupferschicht aufgetragen, die nach erfolgter Bildübertragung und Druck manuell am Rand eingerissen und dann ganz abgezogen wird.

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Beide Verfahren sind zeitraubend. Auch beim meist vorgezogenen Ballard-Verfahren entstehen durch das Abziehen der Kupferhaut, das nachfolgende Wegpolieren der Silberschicht, das Reinigen und Entoxydieren vor der Hautverkupferung große Zeitverluste. Auch besteht beim Abziehen der. Haut mit den üblichen Werkzeugen Verletzungsgefahr für. Bedienungspersonal und - wesentlich häufiger - Beschädigungsgefahr für die Zylinderoberfläche .

Entscheidend aber ist die Energie- und Materialverschwendung, die dadurch entsteht, daß - im Widerspruch zu der nur ca. 30 um betragenden Tiefe"der eingeätzten Bildinformation - ca. 120 um Hautstärke aufgekupfert werden müssen, um der Haut genügend Eigenstabilität zu verleihen. Sie würde sonst, da ja nicht festhaftend, durch die in der Druckmaschine einwirkenden Walk- und Abrakelungskräfte zerstört werden (abplatzen).

WESEN DER ERFINDUNG

Die beschriebene Grundkupferschicht soll ersetzt werden durch eine unzerstörbare Basisschicht, die ein ständig sich wiederholendes Auf- und Abkupfern der oberen "Arbeitsschicht" zum Zweck der beschriebenen Bildübertragung erlaubt. An eine derartige Basisschicht werden zwei Anforderungen gestellt:

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a) Sie muß eine haftfähige Verkupferung erlauben. Damit genügt eine der Ätztiefe entsprechende Verkupferungsstärke, da kein Abplatzen durch mangelnde Eigenstabilität befürchtet werden muß .

b) Sie muß als zuverlässige Sperrschicht wirken, um ein wiederholtes chemisches Abätzen oder galvanisch-anodisches Abtragen der aufgekupferten Arbeitsschicht ohne Beschädigung der Basisschicht selbst zu ermöglichen.

Aus einer derartigen Beschaffenheit der Basisschicht ergibt sich eine Reihe bemerkenswerter Vorteile:

- Im Fall Verkupferungsstärke = Ätztiefe kann die Basisschicht als Ätztiefenbegrenzung verwendet worden.

Die Metall- und Zeitersparnis beträgt ca. 75 %, nämlich 3O um anstatt 12O um.

- Eine weitere Zeitersparnis ergibt sich beim Schleifen und Polieren der Kupferschicht, da mit sinkender Schichtstärke die geometrische Schichtstärkenverteilung in gleichem Maß verbessert wird.

- Durch die vorgesehene anodische Abtragung des Metalls entsteht ein Recycling-Prozeß, wobei die Anoden nicht mehr oder nur noch sehr selten gewechselt werden müssen.

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Aufgrund der genannten geringen Schichtstärke und der genannten Recycling-Möglichkeit rücken auch andere Metalle, insbesondere Nickel, in den Verwendungsbereich des Tiefdrucks. Im Falle Nickel könnte die heute fast ausnahmslos durchgeführte Verchromung des fertig geätzten Zylinders (zur Erhöhung der Verschleißfestigkeit) entfallen, da geeignete galvanisch abgeschiedene Nickelschichten ca. 2-4 mal härter sind als Kupfer und somit auch hohe Auflagen ohne Verchromung gedruckt werden können.

AUSFÜHRUNG DER BASISSCHICHT

Die genannten Forderungen, nämlich Sperrschichtwirkung und Haftvermittlung, ließen sich am einfachsten durch eine sehr dicke Edelmetallschicht erzielen, wenn dem nicht der sehr hohe Preis entgegenstünde. Damit ergeben sich realistisch z. B. folgende Möglichkeiten:

Laut Unteranspruch 2:

Die beiden Funktionen werden getrennt. Dabei übernimmt eine relativ dicke, unverletzliche Titan- oder Tantalschicht(oder andere Elemente derselben Gruppe) die Sperrfunktion gegen den chemischen oder anodischen Angriff. Titan oder Tantal sind bekanntlich aufgrund ihrer ausgeprägten Passivierungsneigung (Ausbildung eines sehr resistenten Oxydfilms) gegenüber anodischem Angriff in schwefelsauren Kupferbädern oder gegenüber dem gebräuchlichen Tiefdruckätzmittel FeCl^ ausreichend resistent und erfüllen hiermit die Sperrschichtfunktion.

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Aufgrund dor gleichen Eigenschaften dieser Metalle wird aber eine zuverlässige Haftung der nachfolgenden Ga1 vaniαi«rung verhindert. Kine dünne Edelmetallschicht, z. B. durch Aufdampfen, Sputtern oder naßgalvanisch nach geeigneter Vorbehandlung (Beizen) aufgebracht, muß deshalb die Haftvermittlungsfunktion übernehmen. Diese Edelmetallschicht braucht aber nicht unbedingt dicht zu sein, d. h. es genügt eine äußerst geringe Schichtstärke, z. B. unter 1 um. Die Sperrschichtfunktion wird ja durch das darunterliegende Titan übernommen.

Laut Unteranspruch 3:

Kino durch ο π Lsprechende Dotierung leitfähig gemachte Kim .imi ksii'h i ent vereinigt beide geforderten Eigenschaften in sich. Dies widerspricht natürlich nicht Unteranspruch 2, daß nämlich eine solche Keramikschicht zur erhöhter* Sicherheit gegen Penetration des Ätzmittels zusätzlich mit einer Titanschicht unterlegt wird.

Laut Unteranspruch 4:

Als besonders prciüwßrte, mechanisch jedoch weniger widert; t and:; fähige Alternative bietet sich auch eine Beschichtung mit Graphit-oder Kohlewerkstoffen an.

Claims

UMKEHRGALVANISIERVERFAHREN MIT BASIS-SPERRSCHICHT . FÜR TIEFDRUCKZYLINDER

PATENTANSPRÜCHE

/l.' Verfahren zum sich ständig wiederholenden Aufbringen und Abtragen einer Metallschicht auf Tiedruckzylinder, wobei derselbe versehen ist mit einer chemisch bzw. galvanisch-anodisch nicht angreifbaren, d. h. impermeablen Basisschicht, die jedoch zugleich eine haftfeste Verankerung des aufgetragenen Metalls erlaubt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei im besonderen die impermeable Basisschicht als Sandwich-Schicht ausgebildet ist, z. B. in der Kombination Unterschicht aus Titan oder Tantal (Sperrschichtfunktion), Oberschicht aus Gold, Platin, Palladium oder anderem Edelmetall (Haftvermittlungsfunktion für nachfolgende Verkupferung/Vernickelung).
3. Verfahren nach Anspruch 1, wobei im besonderen die impermeable Basisschicht eine durch entsprechende Dotierung leitfähig gemachte Keramikschicht ist, die Sperrschicht- und Haftvermittlungsfunktion in sich vereinigt.
4. Verfahren nach Anspruch 1, wobei im besonderen die impermeable Basisschicht eine Kohle- oder Graphitschicht ist.

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ORIGlNAL INSPECTED