DE3046757C2

DE3046757C2 - Tiefdruckzylinder

Info

Publication number: DE3046757C2
Application number: DE3046757A
Authority: DE
Inventors: Peter 6463 Freigericht Fabian; Theo Wuustwezel Muller
Original assignee: WC Heraus GmbH and Co KG
Current assignee: WC Heraus GmbH and Co KG
Priority date: 1980-12-12
Filing date: 1980-12-12
Publication date: 1985-09-12
Also published as: EP0054165B1; EP0054165A2; JPS57123093A; EP0054165A3; DD201528A1; DE3170880D1; DE3046757A1; US4391879A

Description

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bau. was der Tiefdrucktechnik neue Anwendungs- Korngröße. Dann wird das Pulvar gesiebt und mit

gebiete eröffnet Korngröße —100 +37 mesh als Spritzpulver zur Be-

Die Außenschicht muß nicht mehr mechanisch ent- schichtung benutzt

fernt werden, somit entfällt die Gefahr von Beschä- Ein Stahlzylinder mit einem Durchmesser von etwa

digungen des Walzenträgers. 5 200 bis 400 mm und einer Länge bis etwa 2000 mm wird

Hohe Materialkosteneinsparung, insbesondere an nach üblicher Vorbehandlung, wie z. B. Sandstrahlen

teueren Edelmetallen. mittels eines Plasmabrenners, Typ F 4 (Firma Plasma-

_ technik), mit dem aktivierten Pulver, d. h. Titanoxid mit

Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausfüh- daran angelagertem Platin, beschichtet An Stelle von

rungsbeispielen erläutert io Platin wurde auch Iridium oder Ruthenium, auch als

In einer Ausführung der Erfindung wurde ein Tief- Oxid, mit dem Ventilmetalloxid gemischt und gleichmä-

druckzylinder in Verbundkörperbauweise hergestellt Big verteilt angelagert Auch die anderen Edelmetalle

mit einem üblichen Stahlzylinder als Träger und darauf der Platingruppe und Gold und Silber sind geeignet Sie

- ohne Zwischenschicht, wie Silber - eine Schicht erfüllen ebenfalls die Bedingung, elektrisch gut leitend

abgeschieden aus TiOi34-i36 mit 3% Platin in Form fei- is und elektrochemisch aktiv zu sein, was auch für die

ner Teilchen gleichmäßig vermischt und angelagert an erwähnten Oxide der Platinmetallgruppe gilt Die elek-

der Titanoxidkörnung, welche im Plasmaspritzverfah- trische Leitfähigkeit steigt in der Regel mit zunehmen-

ren aufgebracht wurde. Das Edelmetall war gleichmäßig dem Prozentgehalt an Edelmetall in dem vermischten

verteilt an den Körnern des Titanoxids in der gesamten bzw. verbundenen Pulver: Matrix plus aktive Teilchen.

Schicht vorhanden. Die Schicht ist dicht und von glatter 20 Andererseits wird man wegen des hohen Preises der

hoher Flächenbeschaffenheit mit einer Rautiefe kleiner Edelmetalle versucht sein, den Anteil zu begrenzen. Das

als 25 μΐη, etwa von 5 bis 15 μπι, und die erzeugte Ventilmetalloxid ist üblicher Art, z. B. wie das käuflich

Schichtdicke lag im Bereich von etwa 100 μπτ, insbeson- erhältliche Titanoxid unter dem Handelsnamen »Ampe-

dere nach mechanischer Bearbeitung, wie Schleifen und rit« (Firma Starck).

Polieren. Der Tiefdruckzylinder wurde mit gutem Er- 25 Die Bedingungen des Plasmaspritzverfahrens waren folg betrieben. Es hat sich herausgestellt, daß Kupfer auf Stromstärke 400 A, Spannung 70 Volt Plasmagas Stickder Walze sehr schnell und einfach kathodisch niederge- stoff 261 pro Minute, Wasserstoff 21 pro Minute, Spritzschlagen und danach durch elektrisches Umpolen ano- abstand 150 mm.

disch wieder abgelöst werden kann. An Stelle des Plasmaspritzverfahrens kann auch ein Es wurde dabei festgestellt, daß ein Tiefdruckzylinder 30 übliches Lichtbogenspritzverfahren angewendet wer-

in dieser Verbundkörperbauweise mehr als 125 Zyklen den.

für das Aufbringen und Entfernen von Kupferschichten Auf der Spritzschicht wird dann eine Kupferschicht

durchstehen kann. galvanisch niedergeschlagen, z. B. mit einem Elektrolyt

der 0,5 N-Kupfersulfatlösung in 5% Schwefelsäure entBeispiel einer Herstellung 35 hält Die Elektrolysebedingungen wurden wie folgt gewählt:

Das Matrixmaterial, wie Titanoxid, wird z. B. in einem

Wirbelbett durch Spritzen hergestellt, wobei das aktive Temperatur: Raumtemperatur 2O⁰C

Material aus Edelmetall in Form eines Salzes in einem Stromstärke: 100 A/m²

Nebel im Gegeustrom auf das Wirbelbett gespritzt 40 Zeit der Elektrolyse: kathodisch 20 Min.

wird. Dabei werden die Teilchen des Matrixmaterials anodisch 25 Min.
sehr homogen mit aktivem Material bedeckt d. h, daß

die Teilchen des aktiven Materials regelmäßig verteilt Die gewählte Herstellung hat die in der Beschreibung

auf der Oberfläche der Matrixkörner liegen. Bei dem erwähnten Vorteile gebracht

Verfahren wird also das Matrixmaterial, wie Titanoxid, 45 Für den Erfolg ist es vor allem als maßgebend anzusein Form von Pulver (Körnung) verwendet, wobei das hen, daß die elektrochemisch aktiven Teilchen vor dem aktive Material aus Edelmetall, wie Platin, in Form eines Aufbringen durch eines der erwähnten thermischen Salzes in einem leicht destillierbaren Lösungsmittel auf- Spritzverfahren mit dem im jeweiligen Elektrolyten gelöst wird. inerten und elektrisch leitenden Matrixmaterial verbun-

50 den sind.

Beispiel In der Zeichnung ist ein erfindungsgemäßer Tiefdruckzylinder in Verbundkörperbauweise dargestellt,

2,5 g Hexachloroplatinat werden in 120 ml Methanol der einen Grundkörper 1 und eine erfindungsgemäße

gelöst In einer Eindampfschale werden 100 g nichtstö- Basisschicht 2 aufweist.

chiometrisches Titanoxid der Korngröße —100 55

+ 37 mesh abgewogen. Dann wird zu diesem Titanoxid Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

die Lösung zugegeben, und anschließend wird unter

ständigem Rühren über einem Wasserbad das Methanol
abgedampft. Wenn das Pulver fast trocken ist, wird in
einem Trockenschrank weitergetrocknet bei einer Tem- 60
peratur von 105° C Nach zwei Stunden wird das Pulver
dann auf dem Ofen genommen und mit einem Mörser
leicht zerkleinert, so daß das entstandene Konglomerat
wieder auf ursprüngliche Korngröße gebracht wird.
Jetzt wird das Pulver in einem Tiegel in einem Muffel- 65
ofen auf 550⁰C 4 Stunden lang erhitzt. Wenn das Pulver
aus dem Ofen kommt und abgekühlt ist, wird es mit
einem Mörser leicht gemahlen bis zur ursprünglichen

Claims

1 2 Nach den üblichen photolithographischen Arbeits-Patentansprüche: gangen erfolgt die Ätzung der Tiefdruckgruben mit einem chemischen Ätzmittel. Die Tiefe der Tiefdruckgru-

1. Tiefdruckzyünder mit einem metallischen ben beträgt etwa 20 bis 30 μηχ

Grundkörper und zumindest einer galvanisch nie- 5 Im Betrieb wird, nachdem die erforderliche Auflage dergeschlagenen, elektrischleitenden Schicht, in die einer Zeitschrift oder dergleichen gedruckt ist, der äudie Druckform eingebracht wird, dadurch ge- ßere Mantel von dem Tiefdruckzylinder mechanisch, kennzeichnet, daß auf dem Grundkörper eine insbesondere unter Zuhilfenahme von Zangen, abgechemisch inerte, elektrochemisch aktive Basisschicht nommen, eine neue Silberschicht aufgebracht und ergebildet ist aus einer Matrix von unters töchiometri- io neut eine Kupferschicht darauf abgeschieden, womit schem Titanoxid der Form TtO₂-X, wobei x« 0,04 bis der Tiefdruckzylinder für die Fotobelichtung und die 0,06 beträgt, mit in regelmäßger Verteüung daran Ätzung einer weiteren Klischeevorlage erneut bereitangelagerten Edelmetallteilchen der Platin-Gruppe, steht

2. Tiefdruckzylinder nach Anspruch 1, dadurch ge- Als nachteilig erweist sich bei diesem über viele Jahrkennzeichnet, daß die Edelmetallteilchen Platinteil- 15 zehnte praktizierten Verfahren vor allem, daß es nicht chensind. einfach ist, den äußeren Mantel abzuziehen und daß

3. Tiefdruckzylinder nach Anspruch 2, dadurch ge- dabei Beschädigungen des Walzenträgers häufig auftrekennzeichnet, daß in die Basis-Schicht die Platinteil- ten. Dies wiederum erfordert Nacharbeiten der DruckcheR in einer Menge von 0,1 bis 10%, vorzugsweise 1 walze im Herstellerwerk, Ausbau und Wiedereinbau am bis 5%, bezogen auf die Matrixmasse, eingelagert 20 Aufstellort der Druckmaschine, Transportkosten und sind. weitere Kosten.

4. Tiefdruckzylinder nach einem der Ansprüche 1 Aus der DE-OS 23 43 283 ist ein Verfahren zum Bebis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Basis-Schicht schichten von Druckwalzen bzw. Druckplatten bekannt, gegenüber dem Betriebs-Elektrolyten dicht ist und bei dem ein harter und dichter Überzug aus oxidkeramiihre Dicke 50 μΐη bis 1 mm beträgt, insbesondere 25 schem Werkstoff mittels eines Plasmabrenners auf die zwischen 50 und 150μπι, vorzugsweise etwa zwi- Walze gespritzt wird. Als oxidkeramischer Werkstoff sehen 80 und 120 μπι beträgt wird Aluminiumoxid mit einem Titanzusatz eingesetzt;

5. Verfahren zur Herstellung eines Tiefdruckzylin- er soll als Isolator wirken und damit eine elektrolytische ders, bei dem auf einen Grundkörper eine Basis- Spannungskorrosion der Druckwalzen und Druckplat-Schicht aufgebracht ist dadurch gekennzeichnet, 30 ten verhindern.

daß die gegenüber dem Betriebs-Elektrolyten iner- Auf Grund der isolierenden Eigenschaften des oxid-

ten und die elektrisch leitenden Teilchen für diese keramischen Werkstoffes ist auf der Walze die elektro-Schicht vor dem Aufbringen mit elektrochemisch chemische Abscheidung einer äußeren Kupferschicht aktiven Teilchen verbunden werden, und diese Ver- zur Aufnahme der Druckform nicht möglich,
bundteilchen dann durch ein thermisches Spritzver- 35 Ein Tiefdruckzylinder der eingangs genannten Art fahren auf den Grundkörper aufgebracht werden. mit einem metallischen Grundkörper und einer äußeren

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekenn- galvanisch niedergeschlagenen, elektrisch leitenden zeichnet daß als thermisches Spritzverfahren ein Schicht, in die die Druckform eingebracht wird, ist aus Plasmaspritzverfahren verwendet wird. der älteren, aber nicht vorveröffentlichten, DE-OS

7. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekenn- 40 30 42 490.9 bekannt, welche am 16.6.1982 veröffentlicht zeichnet daß als thermisches Spritzverfahren ein wurde.

Lichtbogenspritzverfahren verwendet wird. Aus dieser Druckschrift ist eine Basisschicht bekannt,

welche einsrseits eine haftfähige Verkupferung zum

Aufbau der Arbeitsschicht erlaubt und andererseits

45 beim galvanisch-anodischen Abtragen der aufgekupferten Arbeitsschicht nicht selbst abgelöst wird. Diese gal-

Die Erfindung betrifft einen Tiefdruckzyünder mit ei- vanisch-anodisch nicht angreifbare impermeable Basisnem metallischen Grundkörper und zumindest einer schicht besteht aus einer Ventilmetallunterschicht galvanisch niedergeschlagenen, elektrisch leitenden zwecks Sperrschichtfunktion und einer Edelmetallober-Schicht, in die die Druckform eingebracht wird, sowie 50 schicht zur Haftvermittlungsfunktion für die nachfolein Verfahren zu seiner Herstellung. gend aufgebrachte äußere Arbeitsschicht.

Zur Herstellung von Tiefdruckzylindern werden übli- Ausgehend von dem eingangs beschriebenen vorvercherweise Stahlzylinder relativ großer Länge mecha- öffentlichten Stand der Technik stellt sich die Aufgabe, nisch bearbeitet, poliert und genauestens ausgewuchtet einen Tiefdruckzylinder in Verbundkörperbauweise zu da sie im Betrieb mit hoher Geschwindigkeit umlaufen 55 schaffen, bei dem die die Druckform tragende äußere müssen. Es handelt sich bei derartigen Zylindern im we- Schicht leicht und ohne Schaden für den Zylinder von sentlichen um sehr dickwandige Stahlzylinder, da die jedermann durch elektrochemische Abtragung entfernmechanischen Anforderungen bei den hohen Druckge- bar ist.
schwindigkeiten erheblich sind. Die Aufgabe wird dadurch gelöst, daß auf dem

Auf dem Stahlzylinder als Träger wird eine Kupfer- 60 Grundkörper eine chemisch inerte, elektrochemisch ak-

schicht von etwa 1 mm Dicke auf dessen Umfang elek- tive Basisschicht gebildet ist aus einer Matrix von unter-

trolytisch niedergeschlagen. Um die Schicht glatt zu hai- stöchiometrischem Titanoxid der Form T1O2-X, wobei

ten und gleichzeitig zu verdichten, wird sie während x=0,04 bis 0,06 beträgt, mit in regelmäßiger Verteilung

eines etwa 15 Stunden dauernden Schichtwachstums daran angelagerten Edelmetallteilchen der Platin-Grup-

durch eine mitlaufende Achatrolle verdichtet. Auf diese 65 pe.

Kupferschicht kommt dann eine Silberschicht als Trenn- Die mit der Erfindung erzielbaren Vorteile sind:
schicht. Über der Silberschicht wird sodann ebenfalls

elektrolytisch eine weitere Kupferschicht abgeschieden. Eine wesentliche Zeitersparnis für den Schichtauf-