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Ätzmittel für Druckplatten aus Magnesium oder Magnesiumlegierungen
Das Ätzen von Druckplatten aus Magnesium oder seinen Legierungen wird gewöhnlich
mit Salpetersäure ausgeführt, die in geeigneter Weise mit Wasser verdünnt ist, indem
man- die Säurelösung gegen die Metallplatte spritzt oder.schleudert. Die Säurelösung
greift die bloßgelegten Teile des Metalls an, d. h. die Teile der Platte, die bei
der Entwicklung von dem lichtempfindlichen Material befreit worden sind. Der übrige
Teil der Metalloberfläche wird durch die Reservage vor dem direkten Angriff der
Säure geschützt, die die Reservage nicht durchdringt. Mit fortschreitender Ätzung
löst sich das Metall an den bloßgelegten Teilen der Platte. -Sobald eine geringe
Ätztiefe durch die Säure auf diesem Wege erreicht ist, macht sich ein Säureangriff
in seitlicher Richtung auf dem Metall mit dem säurebeständigen Bild bemerkbar, wodurch
die Reservage um ihre Kanten herum leicht unterschnitten werden kann. Ehe eine beträchtliche
Menge des das Relief bildenden Metalls durch den seitlichen Angriff weggelöst wird,
wird die'Ätzlösung abgespült, die abgespülte Platte getrocknet und die getrocknete
Platte dann behandelt, um das metallische Relief vor dem seitlichen
Angriff
durch die Säure zu schützen, wenn die Platte einer weiteren Ätzung unterworfen wird.
Ein Verfahren zur Schaffung dieses Schutzes besteht darin, den Gegenstand in allen
vier Richtungen, also von Norden, Süden, Osten und Westei, mit einem säurebeständigen,
puderförmigen, als »Ätzpuder« bezeichneten Material so einzupudern, daß dieser Puder
alle Seiten der einzelnen Teile des Metallreliefs bedeckt. Nach jedem Pudern wird
der Puder »eingebrannt«, d. h., die gepuderte und geätzte Platte wird erhitzt, um
das säurebeständige Material zu schmelzen und es in Form eines säurebestän.dig-en
Überzuges zu fixieren. Der so durch Pudern oder auf andere Weise geschützte Gegenstand
wird dangt zum zweiten Male geätzt. Diese Ätzung verstärkt die Tiefe der ersten
Ätzung, ohne das Reliefmetall anzugreifen, dessen Seiten gegen die Säure geschützt
sind.
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Die zweite Ätzung wird wie die erste abgebrochen, bevor ein wesentlicher
Angriff auf die Seiten des Reliefs unterhalb der geschützten Teile erfolgt ist;
und wie oben wird die geätzte Platte wiederum gespült, getrocknet und durch Puderung
geschützt, um einen säurebeständigen Überzug auf allen Seiten der neuerdings gebildeten
Reliefteile aufzubringen. Die Platte ist dann für eine dritte Ätzung fertig, die
in ähnlicher Weise wie die vorhergehenden Ätzungen ausgeführt wird. Die Platte wird
also abwechselnd einer Ätzung, einer Schutzbehandlung des Reliefs, wiederum einer
Ätzung usw. unterworfen, um das Relief deutlicher hervorzubringen. während gleichzeitig
der Angriff der Säure auf das Metall, welches das Bild in Reliefform trägt, unterbunden
wird, bis eine genügende Ätztiefe auf der Oberfläche der Platte, die nicht mit Reservage
bedeckt ist, hervorgebracht ist, um den Anforderungen beim Druck zu entsprechen.
Die Zahl der durch die Säure bewirkten Ätzungen beträgt gewöhnlich drei, vier oder
fünf, was vom Charakter des Bildes und der erforderlichen Ätztiefe abhängt. Diese
Arbeitsstufen sind in der Technik bekannt und werden auf verschiedene Weise durchgeführt.
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Obgleich die Säure das Metall schnell wegätzt, benötigt man für die
gesamte Durchführung der Herstellung der Druckoberfläche bei Anwendung mehrerer
Säureätzungen ungewöhnlich viel Zeit. Das liegt hauptsächlich daran, daß das Abspülen,
das Trocknen und das Schützen des Reliefs zwischen jeder Ätzung, um ein Unterschneiden
des Bildes zu vermeiden, ehe eine genügende Ätztiefe erreicht ist, weit zeitraubender
als die Durchführung der eigentlichen Ätzung ist.
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Die Erfindung gründet sich auf der Entdeckung, daß man der Säure,
die auf das zu ätzende Metall geschleudert wird, bestimmte Mittel zusetzen kann,
die einen entfernbaren säurebes-tändngen Film hervorbringen, der die lösende Wirkung
der Säure begrenzt insofern, als die lösende Wirkung der Säure auf die Oberfläche
des Werkstückes nicht ungünstig beeinflußt wird, während die lösende Wirkung in
seitlicher Richtung, die das Metall im Relief weglöst und die Reservage unterschneidet,
wesentlich verringert wird. Dadurch wird eine tiefere Ätzung erhalten, ohne daß
wesentliche Teile der Oberfläche im Reli.eif verlorengehen. Und es werden eine oder
mehrere, wenn nicht alle Schutzbehandlungen zur Verhinderung einer seitlichen Anätzung
des Reliefs nach dessen Ausbildung überflüssig. Durch das Wegfallen einer oder mehrerer,
wenn nicht aller Schutzbehandlungen wird die Herstellung der geätzten Endplatte
beschleunigt, und es werden Arbeit und Material im wesentlichen Umfange eingespart.
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In Verbindung mit der Bewertung der Einwirkungen der Mittel, die der
Säure erfindungsgemäß zur Begrenzung ihrer Ätzwirkung zugefügt werden, wird der
Ausdruck »Ätzfaktor« benutzt. Darunter wird das Verhältnis der Ätztiefe neben einer
Reservagegrenzlinie zur Hälfte des Metallbreitenverlustes am oberen Teil der Oberfläche
des Reliefs unterhalb der Reservagegrenzlinie verstanden. Der Ätzfaktor liefert
ein.Maß für den seitlichen Angriff der Säure, d. h. parallel zur Oberfläche der
Druckplatte, im Vergleich zum Angriffsmaß in die Tiefe, d. h. senkrecht zur Oberfläche.
Der Ätzfaktor variiert bis zu einem gewissen Grade mit der angegriffenen Fläche
wie auch mit der Ätztiefe. Zu Vergleichszwecken können diese Veränderungen vernachlässigt
werden, wenn die angegriffene Metalloberfläche neben der Reservage wenigstens 0,05
cm breit und die Ätzung bis zu einer Tiefe von wenigstens 0,013 cm durchgeführt
ist.
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Bei Untersuchungen mit Salpetersäurelösungen. die aus i biss So Gewichtsprozent
11 N 03 in Wasser be-
stehen, liegen die beobachteten Ätzfaktoren zwischen
etwa 1,5 und 7, wenn eine Platte aus einer Magnesiumlegierung angewandt wird, die
aus 3 9/o Aluminium, i °/o Zink, o,2 % Mangan, Rest Magnesium besteht, und die Säurelösung
mit Hilfe eines Luftstromes od. dgl. heftig gegen die Platte geschleudert wird,
bis diese bis zu einer Tiefe von 0,025 cm geätzt ist.
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Durch die Erfindung wird der Ätzfaktor der Salpetersäure wesentlich
erhöht, wodurch, wie bereits erwähnt, die Gesamtzeit, die zur Erzeugung der gewünschten
Relieftiefe in der Metalloberfläche erforderlich ist, verringert wird.
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Bei der Durchführung der Erfindung wird Salpetersäure angewandt, die
mit Wasser auf eine geeignete Konzentration gebracht worden ist. Im allgemeinen
ist es nicht erwünscht, die Säure sehr weit zu verdünnen, da hierdurch die Einwirkungsgeschwindigkeit
auf das Metall verringert wird. Andererseits kann bei ungenügender Verdünnung die
Säureeinwirkung zu stark sein und die Reservage angegriffen werden, wenn die Konzentration
bei über So Gewichtsprozent H N 03 liegt. Im allgemeinen eignen sich Konzentrationen
im Bereich von 3 bis 2o Gewichtsprozent H N 03 am besten. Ein bevorzugter Konzentrationsbereich
ist der zwischen 5 und ioGewichtsprozent. Im allgemeinen ist eine Konzentration
von 7 Gewichtsprozent H N 03 befriedigend.
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Gemäß der Erfindung wird zu der in geeigneter Weise (mit Wasser) verdünnten
Salpetersäure-
Lösung ein Mittel zugesetzt, welches den Ätzfaktor
erhöht. Für diesen Zweck geeignete -Mittel sind die in Wasser unlöslichen gesättigten
aliphatischen Säuren, die unter normalen Bedingungen entweder flüssig sind oder
bei mäßig erhöhten Temperaturen flüssig werden, wieSäuren mit 5 bis 26Kohlenstoffatomen,
d. h. Valeriansäure bis Cerotinsäure in den homologen Reihen der gesättigten aliphatischen
Säuren. Wirksame Mengen der gesättigten aliphatischen Säure hängen von der Konzentration
der I I N 03 in der wäßrigen Salpetersäurelösung ab. Im allgemeinen muß die -Ienge
der angewandten gesättigten aliphatischen Säure mehr oder weniger erhöht werden,
sobald die Konzentration der H N 03 in der Salpetersäurelösung erhöht wird. Übermäßige
--engen aliphatischer Säure stören die Ätzwirkung der Salpetersäure, während zu
kleine .Mengen eine Erhöhung des Ätzfaktors verhindern. Es müssen -Mengen zwischen
diesen Extremen angewandt werden, und zwar am besten solche, die das o,o5- bis 4fache
von der in der wäßrigen Salpetersäurelösung enthaltenen H N 03 an gesättigter aliphatischer
Säure enthalten.
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Die folgenden Beispiele erläutern die Erfindung. Beispiel i Eine Platte
aus einer Magnesiumlegierung mit 3 '°/o Aluminium, i o/o Zink und o,2 °/o Mangan,
Rest --Magnesium, wird in der üblichen Weise mit einer üblichen lichtempfindlichen
Email überzogen und dann durch ein photographisches Negativ belichtet, das aus einer
Reihe von parallel zueinander stehenden, abwechselnd durchscheinenden und undurchsichtigen
Linien besteht, wobei die Breite der Linien wenigstens 0,3 cm beträgt. N
ach der Belichtung wird die Platte entwickelt; es hinterbleibt eine Reihe von parallelen
Reservagelinien, die den durchscheinenden Linien des Negativs entsprechen, wobei
die Zwischenräume des, bloßgelegten Metallis zwischen jeder Reservagelinie wenigstens
0,3 cm breit sind.
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Durch Vermischen von verdünnter Salpetersäure und Laurinsäure wurde
folgendes Ätzmittel hergestellt: ioo/oige; Sal.petersäurelösung ...............
98 Gewichtsteile Laurinsäure .......... 2 Gewichtsteile Die Mischung wird
auf 65° erhitzt. Sie bildet zwei flüssige Phasen und wird durch Rühren ständig in
Bewegung gehalten, während sie durch einen Zerstäuber unter einem Druck von 2,1
at gegen die zu ätzende Platte geschleudert wird. Nach 30 Sekunden wird die
Zerstäubung unterbrochen, die Platte abgespült und getrocknet.
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Die bloßgelegten Metallteile der Platte waren bis zu einer Tiefe von
o,o97 cm geätzt, wobei die Breite der Linien der Reservage leicht vermindert war,
was einem Ätzfaktor von etwa 64 entsprach.
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Die gleiche Konzentration Salpetersäure ohne irgendwelchen Zusatz
ergab einen. Ätzfaktor von etwa 6, wenn die Ätztiefe o,o97 cm erreicht hatte. Beispiel
e Das Atzmittel hat folgende Zusammensetzung: 7o/oige Salpetersäure . . 99,1 Gewichtsteile
Palmitinsäure . ...... o,9 Gewichtsteile Eine dem Beispiel i entsprechende
Platte mit einer ähnlichen Reservage wird mit dem gerührten Ätzmittel in ähnlicher
Weise bei etwa 9o° 30 Sekunden lang geätzt. Die Platte wird dann abgespült
und getrocknet. Es ergab sich eine , Ätztiefe von o,145 cm mit einem Ätzfaktor von
etwa 41.
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Die gleiche Salpetersäurekonzentration ohne Zusatz ergibt einen Ätzfaktor
von etwa 5. Beispiel 3 Das Ätzmittel hat die Zusammensetzung: 7o/oige Salpetersäure
... 98 Gewichtsteile Stearinsäure .......... 2 Gewichtsteile Eine
Beispiel i entsprechende Platte mit der gleichen Reservage wird mit der gerührten
Ätzlösung bei etwa 9o° 2o Sekunden lang geätzt, abgespült und getrocknet. Die Ätztiefe
betrug 0,097 cm, der ätzfaktor etwa 21.
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Beispiel Das Ätzmittel hat folgende Zusammensetzung: 8o/oige Salpetersäure
... 9i Gewichtsteile Caprvlsäure .......... 9 Gewichtsteile Eine Beispiel
i entsprechende Platte mit der gleichen Reservage wird mit dem gerührten Ätzmittel
bei normaler Temperatur 30 Sekunden lang geätzt, abgespült und getrocknet.
Die Ätztiefe beträgt etwa o,o64 cm, der Ätzfaktor ist etwa io. Auf 8 % H N 03 verdünnte
Salpetersäurelösung allein bringt einen Ätzfaktorr von etwa 4,5 hervor.
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Beispiel s Das Ätzmittel hat folgende Zusammensetzung: 8o/oige Salpetersäure
... 85 Gewichtsteile Valeriansäure ........ 15 Gewichtsteile Die Mischung
wird auf 9o° erhitzt, wobei sich die Valeriansäure löst. Eine Beispiel i entsprechende
Platte mit einer entsprechenden Reservage wird mit der gerührten Ätzlösung bei 9o°
io Sekunden lang geätzt, abgespült und getrocknet. Die Platte ist bis zu einer Tiefe
von o,o84 cm geätzt; der.erhaltene Ätzfaktor ist etwa 15.
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Obwohl bei den vorstehenden Beispielen die Ätzmittel durch Luftzerstäubung
gegen die zu ätzende Platte geschleudert werden, während das Ätzmittel gerührt wird,
können selbstverständlich andere Verfahren dazu benutzt werden, das Ätzmittel gggen
den zu ätzenden Metallgegenstand zu schleudern. Derartige Spritzmethoden sind in
der Technik bekannt. Bei den üblichen Spritzverfahren zur Aufbringung der Ätzsäure
auf den zu ätzenden Gegenstand
schlägt eine Reihe von Schaufeln
das Ätzmittel gegen die zu ätzende Platte, die über das Ätzmittel gehalten wird.
Die Ätzsäure tropft nach der Beispritzung in das. Bad zurück. Bei dieser Arbeitsweise
wird. das Ätzmittel durch die Schläger beständig bewegt, wodurch eine gleichförmige
Verteilung der verschiedenen. Bestandteile im Ätzmittel gesichert ist. Eine solche
Vermischung ist auch bei der Arbeit nach dem vorliegenden Verfahren erwünscht, wenn
die dabei benutzten Flüssigkeiten bei Temperaturen angewandt werden, bei denen eine
Vermischung unvollständig ist und mehr als eine flüssige Phase in der Ätzlösung
vorhanden ist.
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In der folgenden Tabelle sind die bevorzugten Mengenverhältnisse für
die aliphatische Säure und die H N 03 in dem Ätzmittel bei den einzelnen aliphatischen
Säuren der Beispiele angegeben.
Gewichtsverhältnis |
Aliphatische Säure aliphatiSche Säure |
zu H N 03 |
Laurinsäure o,o5 bis 0,75 |
Palmitinsäure 0,05 bis 0,75 |
Stearinsäure 0,05 bis 0,75 |
Caprylsäure o,65 bis 3 |
Valeriansäure i bis 4 |