DE653448C - Elektrolytische AEtzeinrichtung fuer flache Metallplatten, insbesondere Druckplatten - Google Patents
Elektrolytische AEtzeinrichtung fuer flache Metallplatten, insbesondere DruckplattenInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine elektrolytische Ätzeinrichtung für flache Metallplatten, insbesondere
Druckplatten, bei welcher die Metallplatte parallel zu einer flachen Kathode angeordnet ist, und bezweckt die Erzielung
einer gleichmäßigen Ätzwirkung auf alle Teile der Metallplatte, ausgenommen deren
Kanten und Rückseite, sowie die Verwendbarkeit der Einrichtung für Platten verschiedenster
Größe unter Beibehaltung jener erwünschten Wirkungen. Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß die wirksame
Kathodenfläche kleiner als die zu ätzende Anodenfläche und so angeordnet ist, daß die
Projektion der wirksamen Kathodenfläche auf die Anodenfläche von deren Rändern allseitig
einen angenähert konstanten Abstand aufweist, welcher etwa ein Drittel bis zur Hälfte des Elektrodenabstandes beträgt. Die
Anpassungsfähigkeit an verschieden große Platten wird auf besondere einfache Weise
dadurch ermöglicht, daß erfindungsgemäß die Anode oberhalb der Kathode liegt und daß
auf letzterer Blenden angeordnet sind, von Avelchen einige zwecks Anpassung an die
jeweilige Anodenabmessung einstellbar sind. In diesem Falle ist es besonders vorteilhaft,
wenn erfindungsgemäß die Blenden gleichzeitig zur Stützung der Kanten der Anode dienen und sich von der Anodenfläche zur
Kathodenfläche hin erstrecken und über letztere nach innen vorragen. Zweckmäßig sind die Blenden mit zur Stützung der Anode
dienenden Leisten mit rückwärts vorstehenden Teilen versehen. Eine beliebige und stetig
veränderliche Anpassungsmöglichkeit an verschieden große Platten wird erfindungsgemäß
dadurch erreicht, daß eine der Blenden aus einem biegsamen Blatt besteht, welches über
die Oberfläche der Kathode um ein veränderliches Maß gezogen werden kann. Bei einer
besonders für kleinere Platten außerordentlich zweckmäßigen und einfachen Einrichtung
werden erfindungsgemäß die Blenden für eine rechteckige Kathode von zwei in einer Ecke
zusammenstoßenden festen Wänden für zwei benachbarte Plattenkanten und von je einem
einstellbaren -Glied für die beiden anderen Seiten gebildet. Zur Erleichterung der Handhabung,
besonders bei größeren Platten, ist es vorzuziehen, wenn erfindungsgemäß die Maskenanordnung eine feste Wand auf der
einen Seite, verschiebbare WTände auf zwei gegenüberliegenden Seiten der Anode und
einen beweglichen Streifen auf der vierten Seite umfaßt.
Elektrolytische Ätzeinrichtungen für flache Metallplatten sind bereits bekannt, bei welchen
die Metallplatte als Anode parallel zu einer flachen Kathode angeordnet ist. Bei
diesen bekannten Einrichtungen wurde es offenbar in Anlehnung an die Erfahrungen
bei der galvanischen Metallplattierung als wesentlich erachtet, daß die Oberfläche der
Kathode gleich der eingetauchten Oberfläche der zu ätzenden Platte ist, und zwar hauptsächlich
zum Zwecke, eine Breitenänderung der Linien oder Flächen beim Ätzen zu ver-
meiden. Voraussetzung für diese Regel ,ist
ein geradliniger Verlauf der Stromlinien zwischen den Elektroden. Es hat sich jedoch gezeigt,
daß beim Ätzen von Metalldruckplatten, besonders bei Vorhandensein von vergleichsweise
größeren, gegen, 'die: Ätzung geschützten,
Bildteilen, jene bekannte Regel nicht genügt, um die erwünschte gleichmäßige Ätzwirkung
in allen Bildteilen der Platte zu erreichen, ίο und daß die allgemeinen Vorstellungen und
Erfahrungen, welche bei der galvanischen Metallplattierung gewonnen wurden, nicht
ohne weiteres anwendbar sind. Zusätzlich zur Erzielung einer gleichmäßigen Wirkung
über die ganze Plattenoberfläche bietet die Erfindung noch die weiteren Vorteile der Ermöglichung
eines vergleichsweise geringen Elektrodenabstandes und der vollen Ausnutzung
des Stromes, so daß ein Höchstwert der Stromausbeute erzielt'wird. Diese Vorteile
werden erreicht, ohne daß die freie Bewegung des Elektrolyten zwischen den Elektroden
gestört wird, wodurch auch die Beseitigung
von Gasblasen und Metallteilchen erleichtert wird, welche in den Räumen zwischen
den Elektroden erzeugt werden oder auch auf der zu ätzenden Plattenfläche haften.
Die Erfindung kommt besonders bei der Ätzung von Zinkdruckplatten zur Geltung, so
daß diese in manchen Fällen die teuren Kupferdruckplatten vollwertig ersetzen können,
während andererseits die mit der üblichen Säureätzung verknüpften Schwierigkeiten
und Nachteile ausgeschaltet werden. In der Zeichnung sind einige praktische
Ausbildungsformen von Vorrichtungen gemäß der Erfindung veranschaulicht, und zwar von
elektrolytischen Ätzvorrichtungen, welche zum Ätzen flacher Platten dienen sollen.
Fig. ι stellt einen Langschnitt und
Fig. 2 einen Querschnitt nach ^Linien VII bis VII von Fig. ι durch eine Ätzvorrichtung
dar.
Fig. 3 und 4 zeigen im Grund- und Aufriß,
letztere nach Linie IX-IX, eine abgeänderte Anordnung von Abdeckplatten, welche bei
der Vorrichtung gemäß Fig. 1 und 2 anwendbar sind.
Fig. 5 zeigt einen Längsschnitt durch eine andere Ausbildungsform der Vorrichtung,
geführt nach Linie X-X von Fig. 6 und
Fig. 6 einen Querschnitt nach Linie XI-XI von Fig. 5.
Bei allen dargestellten Beispielen bezeichnet ι einen Behälter, welcher zu etwa zwei
Dritteln bis zur Linie 2 mit Elektrolyt angefüllt ist, und welcher Auflager für die
Platte 3 aufweist, die derart angeordnet sind, daß die Platte gerade unterhalb der Badoberfläche
gehalten wird.
Falls die zu ätzende Platte 3 aus Zink besteht, wird es vorgezogen, alle diejenigen
Teile, welche in den Elektrolyt eintauchen, entweder ebenfalls aus Zink oder aus einem
Isolierstoff herzustellen. Andere Metalle können
verwendet werden; aber in solchen Fällen sollten sie mit Isolierstoff überzogen sein.
In ähnlicher Weise ist es beim Ätzen anderer Metalle erwünscht, in Berührung mit dem
Elektrolyten kein Metall zu haben, welches von demjenigen der Platte verschieden ist.
Die elektrische Verbindung mit Platte 3 erfolgt durch das Kontaktstück 9, welches
aus einer Scheibe 10 aus dem nämlichen Metall wie Platte 3 besteht und aus einem Gehäuse
11 aus Isolierstoff, das als Halter für die Scheibe 10 und das Ende des biegsamen
Verbindungskabels 12 dient. Die Scheibe 10
weist in der Mitte ihrer Unterseite eine Vertiefung auf. Ein wirksamer Kontakt wird
durch das Gewicht des Kontaktstückes sichergestellt. Zwischen Platte und Kontaktstück
besteht keine mechanische Verbindung, so daß letzteres leicht von der Platte abgehoben
und wieder aufgesetzt werden kann, wenn es die Handhabung der Platte während des
Ätzens erfordert.
In Fig. ι und 2 bezeichnet 38 die Kathode in Form einer durchlochten Platte, welche
sich quer durch das Bad mit schwacher Neigung gegen die Waagerechte erstreckt. Die
Anöde 3 ist mit der nämlichen Neigung angeordnet und in geeignetem Abstand oberhalb
der Kathode. Unterhalb der Kathode befindet sich ein durchlochter Zylinder 39 aus Isolierstoff,
welcher an jedem Ende ein Antriebsmittel (Schleuderrad) 23 aufweist, das mit dem Innern des Zylinders 39 durch Löcher in
den Stirnscheiben 22 in Verbindung steht. Die oberen Enden dieser Schleuderräder 23 arbeiten
in Kammern, die vom Hauptteil des Behälters durch Trennwände 24 abgeschlossen sind. Der Zylinder 39 ist auf einer Welle 4
vermittels der Stirnscheiben 22 gelagert. Die Schleuderräder 23 sind ebenfalls auf der
Welle 4 gelagert, und letztere läuft in Lagern des Gehäuses 16 um und wird an dem hervorragenden
rechten Ende durch die Riemenscheibe 17 angetrieben. Die Wirkung der
Schleuderräder 23 bei Umdrehung der Welle no besteht darin, daß durch die Löcher im Zylinder
39 ein Strom des Elektrolyten eingesogen und durch die Löcher in den Stirnscheiben22
in die Schleuderräder gefördert wird, aus welchen der Elektrolyt durch die
Löcher in den Mantelflächen der Schleuderräder wieder austritt. Der Einschluß der
oberen Teile der ,Schleuderräder durch die Trennwände 24 verhindert eine unzulässige
Störung der Badoberfläche und gewährleistet einen vollkommenen Kreislauf des Elektrolyten.
Die Trennwände 24 erstrecken sich
nach abwärts bis zum Niveau der Kathode 38. Unterhalb der Rührvorrichtung nahe dem
Behälterboden ist ein durchlochter Zwischenboden 40 aus Isolierstoff angeordnet. Dieser
dient als Sieb, unterhalb dessen das heim Ätzen von der Anode abgetrennte und im
Elektrolyten ausgeschiedene feine Metall angesammelt wird. Dieses Metall fällt durch
die Löcher des Zwischenbodens 40 und wird so vor dem aufwirbelnden Einfluß der Rührvorrichtung
geschützt und verbleibt mithin unterhalb des Zwischenbodens. Von hier kann es, wenn sich eine größere Menge angesammelt
hat, von Zeit zu Zeit abgezogen werden. Bei Verwendung von Blenden oder Abdeckplatten
zur Regelung der Stromverteilung an der Anode besteht die Aufgabe der Blendenanordnung darin, die gesamte Oberfläche
der Kathode ausgenommen denjenigen Teil unwirksam zu machen, welcher unterhalb
der Anode liegt und eine kleinere Fläche aufweist als die Anode zufolge der Abdeckwirkung
eines längs jeder der vier Seiten verlaufenden Streifens.
Bei der Anordnung gemäß Fig. 1 und 2 werden zwei Blenden von den Stützen 41 und
42 gebildet, die längs der einen Längsseite und dem einen Ende des Hauptteils des Behälters
angeordnet sind. Diese Blenden diehen auch als Auflager für die Anode und sind zu diesem Zweck mit Leisten 43 und 44
ausgerüstet. Eine der anderen Blenden wird durch ein Querstück 45 gebildet, welches
längs des Bades beweglich ist und auf der einen Seite auf einer Stange 46 und auf der
anderen Seite auf der Leiste 43 der Blende 41 aufruht. Dieses Querstück 45 ist mit einer
Leiste 47 versehen, die als dritte Auflage für die Anode 3 dient. Die vierte Blende wird
von einem Längsrahmen gebildet, welcher aus den waagerechten Teilen 49 und 50 und den
senkrechten Endstücken 51 besteht. Der Teil
49 ist eine Platte, welche auf der durchlochten Platte 38 aufruht und sich nach innen um
den angenäherten Abstand über die entsprechende Kante der Anode hinaus erstreckt.
Der Teil 50 gleitet an einem Ende auf der
Leiste 44 der Blende 42 und wird gegen das andere Ende in einem Schlitz 61 des Quer-Stückes
45 geführt. Die beiden Teile 49 und_
50 erstrecken sich über die ganze Länge der Kathode und sind durch die Stücke 51 verbunden.
Der Teil 50 ist an der einen Kante mit einem Kautschukkissen 52 ausgerüstet,
welches einen Einschnitt zur Aufnahme der Kante der Anodenplatte 3 aufweist. Beim
Vorbereiten der Einrichtung zum Ätzen einer Platte werden die Gleitstücke 45 und 50 bis
in die richtigen Lagen verschoben, um die Platte zu erfassen, welche dann auf den Leisten
43, 44 und 47 auf ruht und in dichter Berührung mit dem Kautschukkissen 52 steht.
Der Zweck dieses Kissens besteht in der Sicherung einer wirksamen Berührung mit der Platte an dieser Kante, so daß der Durchtritt
von Gasblasen um die Plattenkante herum vermieden wird, was sonst zu einer unregelmäßigen Anätzung an oder nahe der
Kante führen würde.
Um die Stücke 50 und 49 bei ihrem Durchtritt durch das Ouerstück 45 anzupassen, sind
Schlitze 61 und 62 vorgesehen. Für den Schlitz 61 ist ein Deckel 63 bestimmt. Dieser
Deckel 63 weist eine dem Teil 50 angepaßte Öffnung auf, welcher frei hindurch in
Richtung auf sein Ende hin beweglich ist, jedoch den Deckel 63 mit sich führt, wenn
er längs des Schlitzes 61 gleitet. Der Deckel 63 wird mit der Stirnfläche des Ouerstückes
nahe dem Schlitz 61 durch Zunge 64 in Berührung gehalten, welche in einer Nut des
vorstehenden äußeren Teiles 65 des Ouerstückes ■ arbeitet. Der Schlitz 61 und der
Deckel 63 sind derart bemessen, daß nach erfolgter Auswärtsbewegung des Stückes 50
zwecks Anpassung an die größte Plattenabmessung der Deckel 63 gerade jenen Teil des Schlitzes 61 abdeckt, welcher der Platte
benachbart ist. Hierdurch wird ein Stromdurchgang durch den Elektrolyten zur Rückseite
der Platte durch Schlitz 61 verhindert. Es ist ersichtlich, daß die Blenden 41 und
42 und das Ouerstück 45 den Raum zwischen Anode und Kathode auf drei Seiten einschließen.
Die vierte Seite ist zwischen den waagerechten Stücken 49 und 50 offen gelassen.
Dies gestattet das Hindurchströmen des Elektrolyten^durch diesen Raum zwischen
Anode und Kathode. Der Elektrolyt tritt zwischen den Stücken 50 und 49 ein, strömt
dann nach unten durch die Löcher in der Kathode 38 und gelangt in den durchlochten
Zylinder 39, aus welchem er durch die Schleuderräder 23 in die Endabteile des Behälters
gefördert wird, aus welchen er seinen Weg zurück in den Kreislauf findet. "In dem Raum
zwischen Anode und Kathode ist keine starke Strömung notwendig. Es ist nur erforderlich,
daß die Strömung hinreicht, um die Aufrechterhaltung irgendeines wesentlichen Temperatur-
oder Konzentrationsunterschiedes in diesem Teil, verglichen mit anderen Teilen, zu verhindern, und um Gasblasen oder Metall- '
teilchen zu entfernen, die dort auftreten könnten.
Die nach innen vorstehenden Teile der Blenden 41, 42, der untere Teil des Ouerstückes
45 und die Innenkante des Stückes 49 bewirken eine Abschirmung der Kathode derart,
daß die unmittelbar unter den Außenkanten der Platte liegende Fläche unwirksam ist. Zufolge der Notwendigkeit, einen offe-
658448
nen Durchlaß zwischen den Stücken 50 und 49 frei zu lassen,, ist es möglich, daß der
Außeniedl der Kathode, welcher jenseits des
Stückes 49 liegt, wirksam werden kann, so daß in manchen Fallen eine übermäßige Anätzung
an der Kante der Anodenplatte nahe dem Kautschukstreifen 52 stattfindet. Um diese Möglichkeit zu verhindern, kann die
Außenkante des Stückes 49 mit einer biegsamen Verlängerung aus Isolierstoff, beispielsweise
einem Kautschukstreifen, ausgerüstet sein, welcher den zwischen Stück 49
und der höheren Kante der Kathode liegenden Teil der letzteren abdeckt. Eine derartige
biegsame Verlängerung ist in den Fig. ι und 2 als Blatt 53 angedeutet, welches
an der Hinterkante des Stückes 49 befestigt ist sowie an einem Haltestreifen 54 und in
Form einer Schleife zwischen der oberen Kante der Kathode 38 und diesem Haltestreifen
nach abwärts hängt. Diese Anordnung gestattet eine Verschiebung des Stückes 49
über die Kathode um das zur Anpassung an die verschiedenen Größen der zu hehandelnden
Platten erforderliche Maß unter gleichzeitiger wirksamer Abschirmung der Anode gegen den jenseits des Gliedes 49 befindlichen
Teil der Kathode, und zwar in allen Lagen dieses Teiles 49.
Es ist ersichtlich, daß es bei der in den Fig. ι und 2 dargestellten Anordnung notwendig
ist, die zu ätzende Platte stets in einer Ecke des Behälters anzuordnen. Dies kann bei kleinen Platten unbequem sein, wo
eine mehr in der Mitte befindliche Lage für die bequeme Handhabung erwünscht ist. Um
daher die Notwendigkeit des Arbeitens in einer Behälterecke zu vermeiden, kann die in
den Fig. 3 und 4 dargestellte Anordnung benutzt werden. Bei dieser werden zwei Querstücke
ähnlich dem Teil 45 gemäß Fig. 1 verwendet. Diese beiden Querstücke sind mit 55
und 56 bezeichnet. Ihr Unterteil ragt nach innen unter Bildung von Blenden 57 und 58
vor. Oberhalb dieser Blenden sind Leisten 59 und 60 vorgesehen, auf welchen die Platte
aufruht. Diese beiden Gleitstücke wirken mit der feststehenden Blende 41 zusammen, welche
ebenfalls eine Leiste 43 zur Auflage der Platte aufweist. Diese Blende 41 ist an der
Behälterwandung in der in Fig. 2 gezeichneten Lage befestigt. Die beiden Gleitstücke 55
und 56 werden an dem einen Ende auf dieser Leiste 43 und an dem anderen Ende auf der
Stange 46 geführt. Sie können infolgedessen in irgendwelche Lagen längs des Behälters
verschoben werden und so zwischen sich dem erwünschten Plattenbereich angepaßt werden.
Eine Platte 3 ist in den Fig. 4 und 3 dargestellt. Die vierte Blende wird von einem
Rahmen gebildet, welcher demjenigen ähnlich ist, der von den Teilen 49, 50 und 51 in
Fig. ι und 2 verkörpert wird, ausgenommen, daß die beiden senkrechten Stützen 51 sich
an den äußersten Enden des Rahmens befinden, wie aus Fig. 3 und 4 ersichtlich ist. Ein
Kautschukkissen 52 ist längs der Innenfläche ies Teiles 50 angeordnet, in ähnlicher Weise,
wie es in Bezugnahme auf die Fig. 1 und 2 beschrieben wurde. Ebenso wie bei der An-Ordnung
gemäß Fig. 1 und 2 sind in den Querstücken 55 und 56 Schlitze 61 und 62
nebst Deckeln 63 für die Längsstücke 50 und 49 vorgesehen.
Eine abgeänderte Ausbildungsform der Vorrichtung ist in Fig. 5 und 6 dargestellt.
Bei diesem Beispiel ist eine -der Blenden mit einem biegsamen Blatt in Form eines endlosen,
um ein Paar Walzen beweglichen Bandes ausgerüstet und die andere als senkrechter
Streifen ausgebildet, welcher sich über die ganze Breite der Kathode erstreckt und
rechtwinklig zur Kante der erstgenannten Blende beweglich ist.
- Bei dieser Ausbildungsform ist die ganze Vorrichtung auf einem Hartholzrahmen gelagert,
welcher lose in den Behälter 1 eingesetzt ist, so daß der Einbau erforderlichenfalls
vollständig aus dem Behälter herausgehoben werden kann. Dies erleichtert die Herstellung
des Behälters aus Isolierstoff. Er kann beispielsweise aus Porzellan hergestellt
sein. Die Hauptteile des Rahmens bilden vier senkrechte Stützen 66, welche zwei Seitenplanken
6y tragen und durch Querstützen 68 verbunden sind. Die Kathode ist eine
flache undurchlochte Platte 69, welche zwischen den beiden Seitenplanken 67 gelagert
ist. Auf der Kathode ruht ein Rost 70.' Dieser besteht aus einer durchlochten Platte aus
Isolierstoff, welche auf der Oberseite der Kathode liegt und auf dieser nach vorn und
rückwärts verschiebbar ist, was durch Betätigung des auf einer der Planken 67 bei 72
drehbar gelagerten Hebels 71 bewerkstelligt werden kann. Durch diese hin und her
gehende Bewegung kann der Rost die Oberfläche der Kathode von - Niederschlägen aus
losem Metall oder anderen Stoffen reinigen. Es ist nur notwendig, den Rost in Zeitabständen
zu bewegen, um eine übermäßige Niederschlagsbildung zu verhindern.
Nahe einem jeden Ende der Planken 67 sind in diesen zwei Walzen 73 gelagert, um
welche ein endloses Kautschukband 74 herumgelegt ist, dessen oberer Teil auf dem
Rost 70 liegt. Die Bewegung des Bandes wird mittels eines Handgriffes 75 auf einer
senkrechten Spindel über einen aus Schnecke und Schneckenrad bestehenden Antrieb bewerkstelligt,
welche auf die in Fig. 5 rechts «zeichnete Walze wirkt. Das Band 74 be-
Claims (7)
1. Elektrolytische Ätzeinrichtung für flache Metallplatten, insbesondere Druckplatten,
bei welcher die Metallplatte als Anode parallel zu einer flachen Kathode angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet,
daß die wirksame Kathodenfläche kleiner als die zu ätzende Anodenfläche und so angeordnet ist, daß die Projektion der
wirksamen Kathodenfläche auf die Anodenfläche von deren Rändern allseitig einen angenähert konstanten Abstand aufweist,
welcher etwa ein Drittel bis zur Hälfte des Elektrodenabstandes beträgt.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Anode (3)
oberhalb der Kathode (38) liegt und daß auf letzterer Blenden (41, 42, 45, 49 bzw.
41, 49, 57, S8 bzw. 76, 78, 79, 80, 81) no
angeordnet sind, von welchen einige zwecks Anpassung an die jeweilige Anodenabmessung
einstellbar sind.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Blenden
gleichzeitig zur Stützung der Kanten der Anode dienen und sich von der Anodenfläche
zur Kathodenfläche hin erstrecken und über letztere nach innen vorragen.
4. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Blenden
mit zur Stützung der Anode dienenden
Leisten (43, 44, 47 bzw. 59, 60) mit rückwärts vorstehenden Teilen versehen sind.
5. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine der Blenden
aus einem biegsamen Blatt (53 bzw. 74) besteht, welches über die Oberfläche
der Kathode um ein veränderliches Maß gezogen werden kann (Fig. 2 bzw. 5).
6. Vorrichtung'nach Anspruch 2, dadurch
gekennzeichnet, daß die Blenden für eine rechteckige Kathode von zwei in einer Ecke zusammenstoßenden festen
Wänden für zwei benachbarte Plattenkanten und von je einem einstellbaren
Glied für die beiden anderen Seiten gebildet werden (Fig. 1 und «2).
7. Vorrichtung nach Anspruch ι und 2,
dadurch gekennzeichnet, daß die Maskenanordnung eine feste Wand (41) auf der
einen Seite, verschiebbare Wände (57, 58)
auf zwei gegenüberliegenden Seiten der Anode und einen beweglichen Streifen
(50) auf der vierten Seite umfaßt (Fig. 3 und 4).
Hierzu ι Blatt Zeichnungen
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