EP0143932B1 - Verfahren zum elektrochemischen Aufrauhen von Aluminiumoberflächen bei der Herstellung von Offsetdruckplatten - Google Patents

Verfahren zum elektrochemischen Aufrauhen von Aluminiumoberflächen bei der Herstellung von Offsetdruckplatten Download PDF

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EP0143932B1
EP0143932B1 EP84111438A EP84111438A EP0143932B1 EP 0143932 B1 EP0143932 B1 EP 0143932B1 EP 84111438 A EP84111438 A EP 84111438A EP 84111438 A EP84111438 A EP 84111438A EP 0143932 B1 EP0143932 B1 EP 0143932B1
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aluminium
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nitric acid
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Wolf-Rüdiger Dr.-Ing. Depiereux
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Cessione Monarch Machine Tool Co
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DEPIEREUX OBERFLAECHENTECH HMBH
Depiereux Oberflachentechnik GmbH
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41N—PRINTING PLATES OR FOILS; MATERIALS FOR SURFACES USED IN PRINTING MACHINES FOR PRINTING, INKING, DAMPING, OR THE LIKE; PREPARING SUCH SURFACES FOR USE AND CONSERVING THEM
    • B41N3/00—Preparing for use and conserving printing surfaces
    • B41N3/03—Chemical or electrical pretreatment
    • B41N3/034—Chemical or electrical pretreatment characterised by the electrochemical treatment of the aluminum support, e.g. anodisation, electro-graining; Sealing of the anodised layer; Treatment of the anodic layer with inorganic compounds; Colouring of the anodic layer
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25F—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC REMOVAL OF MATERIALS FROM OBJECTS; APPARATUS THEREFOR
    • C25F3/00—Electrolytic etching or polishing
    • C25F3/02—Etching
    • C25F3/04—Etching of light metals

Definitions

  • the invention relates to a method for the electrochemical roughening of aluminum surfaces in the production of offset printing plates using an electrolyte consisting of nitric acid, boric acid, aluminum and water under alternating current.
  • the surface roughness there is first the requirement that it is homogeneous over the entire surface and that isolated pit-shaped depressions are excluded.
  • the fineness of the surface roughness that is to say with regard to the pore size, depending on the specific use of the printing plates.
  • the surface roughness is determined by a large number of parameters of the method used.
  • the composition of the electrolyte, its temperature, the current density and the dwell time of the individual plate or the continuously transported strip in the electrolyte are of particular importance here. It should be noted, however, that the combination of these parameters that applies to a particular process cannot be changed without further ado without taking the risk of obtaining useless process products. In addition, it is associated with considerable expenditure of time and money, during operation in an existing system, the values of the electrolytes, for. B. temperature and bath composition to change to get different surface parameters according to the different requirements of the printing industry.
  • a method for the uniform and fine electrolytic or electrochemical roughening of aluminum surfaces is known (DE-PS 21 49 899) which provides an electrolyte which contains 0.5 to 2 percent by weight hydrochloric acid or 0.5 to 3 percent by weight nitric acid and 0.1 contains up to 1.5 percent by weight boric acid, a current density of 0.5 to 10 A / dm 2 being used.
  • individual plates are moved through the electrolyte in cycles, the residence time in the electrolyte being 5 minutes.
  • a significant change in the roughness values, as is required for certain printing processes, cannot be achieved in this known method by increasing the acid content and / or increasing the current density. Such a change in the parameters mentioned would rather lead to an irregular and therefore unusable surface structure.
  • a process for the electrochemical roughening of aluminum and its use as a carrier material for offset printing plates is known (DE-OS 32 22 170), in which an aqueous electrolyte is used which, in addition to hydrochloric acid and / or nitric acid, contains hydrogen peroxide.
  • the electrolyte can contain aluminum chloride and / or aluminum nitrate.
  • the known method aims to create an aluminum carrier with a fine, roughened, essentially scar-free surface. It is therefore not intended or suitable for the production of a coarser surface.
  • a process for the electrolytic roughening of aluminum and for its use as a carrier material for offset printing plates is also known (EP-OS-0 089 508), in which an electrolyte is used which must contain nitric acid and oxalic acid. Boric acid, aluminum nitrate and / or hydrogen peroxide can then also be contained in the electrolyte as additives. According to this publication, too, addition of boric acid to nitric acid should not lead to surfaces which are sufficient in particular for the requirements in the printing plate field.
  • the present invention is based on the object of designing a method of the type mentioned at the outset such that a uniform surface roughness can be chosen between fine and coarse with simple means in the production of offset printing plates with a high production volume.
  • This object is achieved in a method of the type mentioned in the introduction in that the material to be roughened as a continuous belt. is passed through the electrolyte that the aluminum content of the electrolyte is kept constant at a value between 3 to 15 g / l aluminum and the current density is between 15 and 90 Afdm 2 .

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Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum elektrochemischen Aufrauhen von Aluminiumoberflächen bei der Herstellung von Offsetdruckplatten unter Verwendung eines aus Salpetersäure, Borsäure, Aluminium und Wasser bestehenden Elektrolyten unter Wechselstrom.
  • Zur Herstellung von Offsetdruckplatten ist es bekannt, aus Aluminium oder Aluminiumlegierungen bestehende Einzelplatten oder Bänder, die nach Abschluß des Verfahrens in Einzelplatten aufgeteilt werden, elektrochemisch aufzurauhen, danach in einem weiteren Elektrolyten zu anodisieren und damit zu stabilisieren und schließlich die so bearbeiteten Oberflächen mit einer fotosensiblen Beschichtung zu versehen. Die erzeugte Oberflächenrauhigkeit dient dabei primär dazu, eine feste Verankerung des Beschichtung auf der Platte sowie die Wasserführung an den bildfreien Stellen in der Druckmaschine zu gewährleisten.
  • Hinsichtlich der Oberflächenrauhigkeit besteht zunächst die Forderung, daß sie über die gesamte Oberfläche homogen ist und daß vereinzelte grubenförmige Vertiefungen ausgeschlossen sind. Überdies bestehen hinsichtlich der Feinheit der Oberflächenrauhigkeit, also hinsichtlich der Porengröße, je nach dem speziellen Verwendungszweck der Druckplatten abweichende Anforderungen.
  • Die Oberflächenrauhigkeit wird durch eine Vielzahl von Parametern des angewendeten Verfahrens bestimmt. Hier sind insbesondere die Zusammensetzung des Elektrolyten, dessen Temperatur, die Stromdichte und die Verweilzeit der Einzelplatte bzw. des kontinuierlich weiter transportierten Bandes im Elektrolyten von Bedeutung. Zu beachten ist dabei aber, daß die für ein bestimmtes Verfahren geltende Kombination dieser Parameter nicht ohne weiteres geändert werden kann, ohne die Gefahr einzugehen, unbrauchbare Verfahrenserzeugnisse zu erhalten. Überdies ist es mit erheblichem Zeit- und Kostenaufwand verbunden, während des laufenden Betriebes in einer bestehenden Anlage die Werte der Elektrolyten, z. B. Temperatur und Badzusammensetzung, zu verändern, um unterschiedliche Oberflächenparameter entsprechend den verschiedenartigen Anforderungen der Druckindustrie zu erhalten.
  • So ist ein Verfahren zum gleichmäßigen und feinen elektrolytischen oder elektrochemischen Aufrauhen von Aluminiumoberflächen bekannt (DE-PS 21 49 899), das einen Elektrolyten vorsieht, der 0,5 bis 2 Gewichtsprozent Salzsäure bzw. 0,5 bis 3 Gewichtsprozent Salpetersäure und 0,1 bis 1,5 Gewichtsprozent Borsäure enthält, wobei eine Stromdichte von 0,5 bis 10 A/dm2 angewendet werden soll. Bei diesem Verfahren werden Enzelplatten taktweise durch den Elektrolyten bewegt, wobei die Verweilzeit im Elektrolyten 5 Minuten beträgt. Eine wesentliche Änderung der Rauhigkeitswerte, wie sie für bestimmte Druckvorgänge erforderlich ist, ist nun bei diesem bekannten Verfahren nicht etwa dadurch zu erzielen, daß der Säureanteil erhöht und/oder die Stromdichte gesteigert wird. Ein solche Veränderung der genannten Parameter würde vielmehr zu einer unregelmäßigen und damit unbrauchbaren Oberflächenstruktur führen.
  • Ferner ist ein Verfahren zum elektrochemischen Aufrauhen von Aluminium und dessen Verwendung als Trägermaterial für Offsetdruckplatten bekannt (DE-OS 32 22 170), bei dem ein wäßriger Elektrolyt verwendet wird, der neben Salzsäure und/oder Salpetersäure Wasserstoffperoxid enthält. Zusätzlich kann der Elektrolyt Aluminiumchlorid und/oder Aluminiumnitrat enthalten. Die Verwendung eines Zusatzes von Borsäure zu Salpetersäure soll nach dieser Druckschrift nicht zu Oberflächen führen, die für die Anforderungen auf dem Druckplattengebiet ausreichend sind.
  • Das bekannte Verfahren zielt darauf, einen Aluminiumträger mit einer feinen, aufgerauhten, im wesentlichen narbenfreien Oberfläche zu schaffen. Es ist demzufolge nicht auch für die Herstellung einer gröberen Oberfläche bestimmt oder geeignet.
  • Es ist ferner ein Verfahren zur elektrolytischen Aufrauhung von Aluminium und zu dessen Verwendung als-Trägermaterial für Offsetdruckplatten bekannt (EP-OS-0 089 508), bei dem ein Elektrolyt verwendet wird, der zwingend Salpetersäure und Oxalsäure enthalten muß. Als Zusätze können dann noch Borsäure, Aluminiumnitrat und/oder Wasserstoffperoxid im Elektrolyten enthalten sein. Auch nach dieser Druckschrift soll ein Zusatz von Borsäure zu Salpetersäure nicht zu Oberflächen führen, die insbesondere für die Anforderungen auf dem Druckplattengebiet ausreichend sind.
  • Hinsichtlich der mit diesem bekannten Verfahren angestrebten Oberflächenrauhigkeit gelten die vorstehenden Ausführungen betreffend die DE-OS 32 22 170.
  • Der vorliegenden Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs erwähnten Art so auszubilden, daß bei hoher Produktionsmenge eine gleichmäßige Oberflächenrauhigkeit bei der Herstellung von Offsetdruckplatten mit einfachen Mitteln zwischen fein und grob gewählt werden kann.
  • Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren der eingangs erwähnten Art dadurch gelöst, daß das aufzurauhende Material als kontinuierliches Band. durch den Elektrolyten hindurchgeführt wird, daß der Aluminiumanteil des Elektrolyten konstant auf einem Wert zwischen 3 bis 15 g/I Aluminium gehalten wird und die Stromdichte zwischen 15 und 90 Afdm2 liegt.
  • Durch die Konstanthaltung des Aluminiumanteils im Elektrolyten auf einem bestimmten Wert innerhalb des angegebenen Bereichs wird es in überraschenden Weise möglich, die Stromdichte in den genannten weiten Grenzen zu variieren und damit entgegen der aus dem Stand der Technik nahegelegten Befürchtung eine gleichmäßige, den Anforderungen der Druckindustrie entsprechende, nach Wunsch feine oder gröbere Oberflächenrauhigkeit zu erhalten. Von Vorteil ist dabei insbesondere, daß eine erwünschte Änderung der Oberflächenrauhigkeit durch die Änderung der Stromdichte allein herbeigeführt werden kann, die Stromdichte aber den am einfachsten variablen beteiligten Parameter des Verfahrens darstellt. Da dieses Verfahren zudem die Führung des aufzurauhenden Materials in Form eines kontinuierlichen Bandes vorsieht, sind hohe Produktionsmengen erreichbar. Die Möglichkeit des Einsatzes höherer Stromdichten führt zu einer wesentlichen Reduzierung der Verweilzeiten und damit zu einer gesteigerten Produktivität.
  • Vorteilhafte Weiterbildungen des Verfahrens sind Gegenstand der Unteransprüche.
  • Im folgenden Teil der Beschreibung werden einige Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen Verfahrens beschrieben.
    • 1. Ausführungsbeispiel
  • Figure imgb0001
  • Dabei wurde nacheinander mit vier Stromdichten gearbeitet, wobei sich bei den einzelnen Stromdichten folgende arithmetische Mittenrauhwerte Ra ergaben :
    Figure imgb0002
    • 2. Ausführungsbeispiel
  • Figure imgb0003
  • Dabei wurde nacheinander mit drei Stromdichten gearbeitet, wobei sich bei den einzelnen Stromdichten folgende arithmetische Mittenrauhwerte Ra ergaben :
    Figure imgb0004
    • 3. Ausführungsbeispiel
  • Figure imgb0005
  • Dabei wurde nacheinander mit fünf Stromdichten gearbeitet, wobei sich bei den einzelnen Stromdichten folgende arithmetische Mittenrauhwerte Ra ergaben :
    Figure imgb0006

Claims (9)

1. Verfahren zum elektrochemischen Aufrauben von Aluminiumoberflächen bei der Herstellung von Offsetdruckplatten unter Verwendung eines aus Salpetersäure, Borsäure, Aluminium und Wasser bestehenden Elektrolyten unter Wechselstrom, dadurch gekennzeichnet, daß das aufzurauhende Material als kontinuierliches Band durch den Elektrolyten hindurchgeführt wird, daß der Aluminiumanteil des Elektrolyten konstant auf einem Wert zwischen 3 bis 15 g/I gehalten wird und die Stromdichte zwischen 15 und 90 A/dm2 liegt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Elektrolyt 4 bis 15 g/I Salpetersäure und 3 bis 12 g/l Borsäure enthält und die Zeit für das Hindurchführen des bandförmigen Materials durch den Elektrolyten zwischen 20 und 90 s liegt.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Elektrolyt 6 bis 10 g/I Salpetersäure, 5 bis 10 g/l Borsäure und 5 bis 8 g/l Aluminium enthält und daß die Zeit für das Hindurchführen des bandförmigen Materials durch den Elektrolyten 30 bis 60 s beträgt.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur des Elektrolyten zwischen 30 und 55 °C liegt.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur des Elektrolyten 40 °C beträgt.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Stromdichte zwischen 20 und 70 A/dm2 liegt.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Elektrolyt 8,5 g/l Salpetersäure, 10,0 g/I Borsäure und 5,0 g/I Aluminium enthält und daß bei einer Behandlungsdauer von 60 s die Stromdichte zwischen 20 und 60 A/dm2 liegt.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Elektrolyt 6,5 g/I Salpetersäure, 5,5 g/l Borsäure und 5,0 g/I Aluminium enthält und daß bei einer Behandlungsdauer von 60 s die Stromdichte zwischen 20 und 40 A/dm2 liegt.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Elektrolyt 6,5 g/l Salpetersäure, 10,0 g/I Borsäure und 5,0 g/l Aluminium enthält und daß bei einer Behandlungsdauer von 36 s die Stromdichte zwischen 30 und 70 A/dm2 liegt.
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