EP0704320A1 - Process for the mechanical roughening of the surface of a printing plate support and cylindrical brush therefor - Google Patents
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- EP0704320A1 EP0704320A1 EP95114953A EP95114953A EP0704320A1 EP 0704320 A1 EP0704320 A1 EP 0704320A1 EP 95114953 A EP95114953 A EP 95114953A EP 95114953 A EP95114953 A EP 95114953A EP 0704320 A1 EP0704320 A1 EP 0704320A1
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- Y10S15/00—Brushing, scrubbing, and general cleaning
- Y10S15/06—Varied composition bristle
Definitions
- the invention relates to a method for mechanically roughening the surface of a printing plate support made of aluminum or an aluminum alloy by wet brushing and a brush roller for carrying out the method.
- supports for photosensitive printing plates requires a roughening of the support surface, which is generally done by roughening first mechanically and then electrochemically in an electrolyte.
- Mechanical roughening can be done by wire brushing, sandblasting, wet and dry brushing techniques, ball milling and the like techniques.
- the printing process is carried out using a printing plate with a substantially flat surface.
- the printing plate is prepared by roughening and chemical treatment, whether it is a purely chemical treatment in a solution or an electrochemical treatment, in such a way that a printing surface is obtained which in the printing areas only takes on the oily printing ink and water rejects and conversely takes on water in the non-printing areas and rejects the printing ink.
- the processed printing plate is moistened and the printing ink is applied.
- the printing plate is then pressed against a rubber base during offset printing, which transfers the printing image colored by the printing ink onto the paper to be printed, or is pressed directly against the paper when printing directly. High-quality images are sought, which should be without any noticeable preferred direction.
- An undesirable direction can occur if the surface of the printing plate has a non-uniform structure. Furthermore, strive to produce consistent, high quality images using the same plate and plate type. A non-reproducible image can occur if the surface of the printing plate is not of a constant quality or does not maintain its surface quality during a high print run.
- a photosensitive printing plate is made by applying a photosensitive layer to a roughened support, which is generally made of aluminum or an aluminum alloy.
- a roughened support which is generally made of aluminum or an aluminum alloy.
- the surface is roughened either mechanically, purely chemically, electrochemically or in combination of two or three of these techniques.
- the roughening is usually followed by an etching process, anodizing and a treatment of the surface which makes it hydrophilic, if it should be necessary.
- a light-sensitive layer is applied to the roughened surface in order to obtain a presensitized printing plate. This is exposed imagewise by means of actinic rays, developed and preserved in order to obtain a processed printing plate, which is then used in a printing press for printing.
- the spray nozzles are subject to great wear due to the abrasive sand particles and have to be replaced frequently.
- electrochemical roughening the electrical energy consumption is high and there are problems in depositing the acidic solutions which contain dissolved aluminum ions. If a purely chemical roughening is considered, the residence time of the carrier in the chemical bath is relatively long compared to the electrochemical roughening.
- the bristles of the brushes are usually made of plastic such as nylon or polypropylene and the wet brushing is carried out until the desired surface roughness is achieved.
- the disadvantage here is that the bristles made of plastic are subject to great abrasion and that the edges of the carrier material cut off the bristles, so that the bristles in the edge regions are considerably shorter than in the other regions of the brush. If a wider carrier tape is then brushed, the shorter bristles can only insufficiently roughen the wider carrier tape in these edge areas, so that a considerably weaker roughness is achieved in comparison to the other areas.
- wire brushes are used for wet brushing instead of plastic brushes, there are the disadvantages already mentioned that the roughness of the surface of the carrier material is not uniform but rather indicates a preferred orientation. As the bristles wear out, the roughness of the carrier surface also changes.
- a brush roller is known from US Pat. No. 4,714,528, column 4, lines 45 to 66, which is used in wet brushing.
- a support made of aluminum or an aluminum alloy containing 99% by weight of aluminum and small amounts of silicon, iron, copper, zinc, manganese, magnesium, chromium, lead, bismuth, calcium, indium, galium, nickel and the like is included a slurry under high liquid pressure, which slants against the surface of the support.
- the slurry contains finely ground powder of abrasive substances and, if necessary, may also contain an acid or a base.
- the brush roller consisting of nylon fibers, polypropylene fibers, animal hair, steel wire or the like, and the fibers or bristles having a uniform length and being evenly distributed on the base part of the brush roller.
- the length of the bristles or fibers is 10 to 150 mm and the diameter of the individual fibers or wires ranges from 0.1 mm to 1.5 mm.
- the brush roller is moved at a speed in the range of 200 to 2000 revolutions per minute.
- the abrasive slurry is sprayed onto the carrier under high liquid pressure through a spray nozzle before the carrier passes the brush rollers which are pressed against the carrier so that the carrier surface is roughened with constant pressure between the support rollers and the brush rollers.
- the roughened surface of an aluminum carrier has an average roughness R a of 0.3 to approximately 1.2 ⁇ m, in particular 0.35 to 0.8 ⁇ m.
- the object of the invention is to improve and further develop a wet brushing method for roughening carrier materials for printing plates in such a way that very uniform mean roughness values are obtained without pronounced directional orientation and that only a slight wear of the brush roller material in the Comparison to known brush rollers occurs.
- a brush roller used in the method is also to be created, which has a longer service life than conventional brush rollers while the center roughness remains the same.
- This object is achieved according to the method in such a way that wet brushing is carried out with simultaneous use of organic fibers and metal wires arranged next to one another, with a slurry of 5 to 80% by weight of abrasive particles in water.
- the ratio of the organic fibers to the metal wires is in the range from 0.01 to 10.
- the ratio of the organic fibers to the metal wires is preferably in the range from 0.05 to 5, in particular it is 0.1 to 1, 0.
- the particle size in the slurry is 1 to 500 ⁇ m, in particular 20 to 50 ⁇ m.
- the wet brushing is carried out in such a way that the mechanically measured mean roughness values R a differ from one another in the running direction of the printing plate carrier and transversely to the running direction by a maximum of 14%, based on R a in the running direction.
- the mean roughness values R a in the running direction are in the range from 0.32 to 0.47 ⁇ m and the mean roughness values R a in the direction of the running direction are in the range from 0.35 to 0.50 ⁇ m. It generally applies that the average roughness values R a can be in each case in the range from 0.2 to 0.6 ⁇ m.
- a brush roller for performing the method, with a surface occupied by brush strips is characterized in that the brush strips contain both fibers and wires and that the fiber material is different from the wire material.
- two groups of brush strips are arranged above the roller surface, each group of brush strips consisting of a specific material in the form of fibers or wires, and the brush strips form a repeating pattern of a first number of brush strips of one group and one second number of brush strips of the other group. It is also possible that the single brush strip contains a mixture of fibers and wires and that the fiber material is different from the wire material.
- the material of the brush strips of one group is a polymer, while the material of the brush strips of the other group is a metal.
- Brush strips 2 and 3 are distributed over a roller surface 7 of a brush roller 1, of which the front side of a first fiber and a first wire can be seen in the cross section of FIG.
- the individual brush strip 2 or 3 consists of a plurality of in the direction of view 1, fibers or wires lined up one behind the other and extends over the entire width of the brush roller 1, which runs perpendicular to the plane of the drawing in FIG.
- the fibers of a group 4 of the brush strips 2 are polymer fibers and are shown in FIG. 1 with a greater thickness than the wires of a further group 5.
- the polymer of the brush strips 2 is selected from the group consisting of polyamides, polyacrylonitriles, polyesters, polyethylenes, polyimides, polyolefins, polypropylenes, polyurethanes, polyvinyl chlorides and cellulose derivatives.
- a preferred fiber material for the brush strips 2 are polyamides such as nylon 6, nylon 6.6; Nylon 6.10 and nylon 6.12. To increase the abrasion resistance of the polyamides, they are filled with inert particles such as silicon carbide.
- the metal of the wires of the brush strips 3 is selected from the group of stainless steel, steel, aluminum, brass, bronze, copper, iron and alloys of these metals. Stainless steel is preferably used for the brush strips 3 because of its high abrasion resistance and its low cost.
- each of the individual brush strips 2 and 3 is formed either only from polymer fibers or only from metal wires, while in the second embodiment of the brush roller 7 shown in FIG. 2 this is not the case.
- a lower brush strip 8 consists of groups 12 of metal wires 33 and groups 13 of polymer fibers 22.
- the individual group 12 comprises, for example, two metal wires 33 and the individual group 13 comprises four polymer fibers 22.
- the upper brush strip 9 consists of Groups 10 of metal wires 33 and groups 11 of polymer fibers 22, the individual group 10 each having two metal wires and the individual group 11 each having four polymer fibers.
- the groups 10 and 11 of the one category of brush strips 9, of which only a single brush strip is shown in FIG. 2 can match the groups 12 and 13 of the other category of brush strips 8, of which only a single one in FIG. 2 Brush strips is shown, cover in their patterns or offset from each other, as can be seen from Figure 2.
- Carrier plates or strips which are essentially roughened in the process according to the invention, consist of pure aluminum or an aluminum alloy.
- the alloy is composed of aluminum as the main component and small amounts of silicon, iron, copper, zinc, manganese, magnesium, chromium, lead, bismuth, calcium, indium, gallium, nickel, and the like.
- the aluminum has a proportion of ⁇ 98% by weight.
- the thickness of the aluminum support is selected in the range between 0.01 and 0.5 mm, in accordance with the sizes of breaking strength, bending strength, mechanical resistance, elongation and the like, which must be taken into account for a specific application of a lithographic printing plate in a printing press.
- Steel plates or straps can also be used, but are not widely used because of their relatively high weight and stiffness.
- one or both sides of the aluminum carrier are cleaned, degreased and / or etched by known methods. These methods include treatment with a solution containing sodium hydroxide with or without a degreasing and etching agent.
- the mixtures can also contain chemicals such as acetone, methanol, trichlorethylene and the like.
- the solution may further contain an aluminum ion source such as sodium aluminate up to a concentration corresponding to the saturation point to aid process consistency.
- concentrations and other treatment conditions depend on the specific surface roughness to be set. This process step can generally last from 5 seconds to 5 minutes. Then the surface is subjected to wet brushing with a slurry.
- the slurry consists of water and a finely divided powder of an abrasive.
- the fine powdery abrasive is used in a concentration of 5 to 80% by weight in the slurry, in particular in the range between 15 to 40% by weight.
- the slurry may also contain an acid or an alkali, if necessary.
- Other additives such as thickeners, surface treatment agents, and flocculants and the like may also be included.
- Suitable abrasive agents include diamond dust, quartz, flint, granite, alumina, silica, diatomaceous earth, sand, emery, abrasives made of iron and aluminum silicates, talc, pumice, corundum, dolomite, magnesium oxide, alumina, zirconia, iron, tungsten carbide and the like or the like or one Combination of two or more of the agents listed above.
- the abrasives have an average particle size in the range between 5 and 500 ⁇ m, preferably between 10 and 100 ⁇ m, particularly preferably between 20 and 50 ⁇ m.
- the feeding device for the abrasive slurry comprises a container with a capacity in the range between 100 and 10,000 liters, in particular between 1,000 and 5,000 liters.
- a slurry stirring device is located in the container to prevent solid particles from precipitating.
- the stirring device can be, for example, a propeller stirrer which extends into the container or a system for circulating the slurry. Constant movement of the slurry prevents the solids in the slurry from depositing.
- a pump conveys the slurry to a distribution nozzle.
- the pumping capacity is set for an aluminum carrier belt in such a way that the distribution width, the belt speed, the brush speed and the solids in the slurry are taken into account.
- a pump capacity of 400 liters per minute is applied for a distribution width of 1 m, a belt speed of 50 meters per minute, a brush speed of 500 revolutions per minute and a solids content of 20% by weight.
- the distributor nozzle distributes the slurry evenly over the aluminum support, especially in the form of a uniform curtain.
- the nozzle can either have a narrow slot or a number of closely spaced holes.
- the slurry is filtered prior to being fed to the manifold to prevent larger agglomerates that could clog the slot or holes.
- One or more brush rollers are used for the wet brushing.
- the brush roller or the brush rollers rotate in the opposite direction to the tape running direction of the carrier material. If the brush roller rotates in the same direction as the carrier belt, the tangential speed of the brush roller must differ from the belt running speed.
- the distributor nozzle applies the slurry to the aluminum support just before each brush roller.
- the brush rollers can be on one or both sides of the carrier tape.
- the carrier belt is preferably transported horizontally when the brush rollers are on one side, namely above the carrier belt, and is conveyed vertically when the brush rollers are arranged on both sides of the carrier belt.
- the number of revolutions of the brush rollers is in the range between 100 and 5,000 revolutions per minute, preferably between 200 and 500 revolutions per minute.
- the diameter of the individual brush roller is 0.1 to 1 m.
- the contact distance between the circumference of the brush roller and the aluminum strip carrier is an important factor at a given point in time when determining the roughness of the carrier material. The distance is determined by the geometry of the rollers before and after the brush roller, the carrier tape tension, the brush roller diameter and the like parameters. The distance can be between 10 and 1,000 mm, preferably between 50 and 500 mm. In general, if the contact distance is long, fewer brush rollers are required.
- the object of the invention is that the brush roller or brush rollers are neither pure metal wire brushes nor pure polymer fiber brushes, but instead have groups or brush strips which consist of a combination of organic polymer fibers and metal wires.
- the ratio between the fibers and the wires is selected in a range between 0.01 and 10, preferably between 0.05 and 5, and in particular between 0.1 and 1.0.
- the thickness of the fibers is in the range between 0.05 and 3 mm, in particular between 0.1 and 0.5 mm.
- the thickness of the wires is generally less than that of the fibers and ranges between 0.03 and 2 mm, preferably between 0.07 and 0.3 mm.
- the length of the fibers and wires is the same after being attached to the surface of the roller, and their length is 5 to 300 mm, preferably 10 to 100 mm.
- the tufts of fibers and / or metal wires are attached to the roller as brush strips.
- the brush strips contain a suitable mixture of fibers and wires. Some of the strips can optionally contain only fibers and others only metal wires, brush strips of this type being shown in the embodiment according to FIG. 1. Such brush strips are alternately mounted on the brush roller circumference.
- the fibers consist of organic polymers which are selected from the group of polyacrylonitriles, polyamides, polyesters, polyethylenes, polyimides, polyolefins, polypropylenes, polyurethanes, polyvinyl chlorides and cellulose derivatives.
- the preferred fibers consist of aliphatic polyamides, namely of different nylon variants. Nylon 6, nylon 6.6; Nylon 6.10 and nylon 6.12.
- the polymer fibers can be filled with inert particles such as silicon carbide to increase their abrasion resistance.
- the metal wires consist of metals such as aluminum, brass, bronze, copper, iron or the alloys of these metals, as well as steel, in particular stainless steel, which does not rust in the aqueous slurry solutions.
- each brush roller is electrically isolated to prevent current flow through the brush roller.
- the excess slurry is squeezed and / or rinsed off the roughened surface of the support.
- Embedded particles of the slurry are removed by etching the roughened aluminum surface. The etching is carried out using an alkaline solution, which is applied to the brushed surface.
- Preferred alkaline solutions contain sodium hydroxide, potassium hydroxide, sodium metasilicate, sodium carbonate, sodium aluminate and sodium gluconate.
- the etching treatment can also be carried out using an acidic solution containing acids such as fluoric acid, hydrochloric acid, nitric acid, phosphoric acid and sulfuric acid.
- the etching is preferably carried out at a temperature ranging from room temperature to 90 ° C. for a period of 5 to 300 seconds with an etching solution which has a concentration of 1 to 50% by weight until about 0.01 up to 10 g / m2 aluminum is etched away.
- An alkali-etched aluminum surface often contains alkali-insoluble substances, namely dirt. The surface is then cleaned of dirt with an acidic solution such as an aqueous solution of nitric acid, sulfuric or phosphoric acid.
- the aluminum carrier surface wet-brushed with a slurry is roughened electrochemically.
- the electrochemical roughening takes place in an electrolyte which contains acids, such as, for example, nitric acid or hydrochloric acid with additives, such as boric acid, hydrogen peroxide, aluminum chloride and aluminum nitrate up to a concentration corresponding to the saturation point, in order to support the process consistency and to strengthen the electrical conductivity of the electrolyte.
- the electrochemical roughening can take place in two steps, namely a first step with nitric acid, followed by a second step with hydrochloric acid.
- the nitric or hydrochloric acid is present in the aqueous electrolyte in a proportion of 1 to 20 grams per liter, while maintaining a temperature of 20 to 60 ° C of the electrolyte.
- Current is applied over the aluminum support and an electrode made of lead or stainless steel over a distance of 0.1 to 20 cm.
- the applied current density is 0.1 to 200 A / dm2.
- the current is direct current or preferably alternating current, or a combination of the two types of current.
- the roughening time ranges from 1 to 300 seconds, in particular it is less than 30 seconds.
- the preferred operating parameters of the above sizes are selected within the ranges specified or can be changed within these ranges if necessary.
- the excess acid on the electrochemically roughened aluminum carrier is squeezed off and / or rinsed off before the next additional treatment.
- a wet-brushed and additionally electrochemically roughened aluminum surface is usually anodized by one of the known methods. This is done in electrolytes containing sulfuric, phosphoric or oxalic acid in concentrations up to 200 grams per liter, at a temperature between 20 and 70 ° C.
- the anodizing is preferably carried out with direct current, current densities of up to about 60 A / dm 2 being applied in order to produce an oxide layer of up to 10 grams per m 2, in particular from 0.3 to 5 grams per m 2.
- the electrical voltage is 1 to 100 volts and the residence time in the electrolyte is 1 to 300 seconds, in particular 15 seconds.
- the electrolyte used for the anodizing may also contain further, known and useful components, such as aluminum sulfate with a concentration up to the saturation point, in order to support the process consistency and to increase the electrical conductivity of the electrolyte.
- An aluminum substrate with a roughened surface which has an anodized layer, has excellent hydrophilicity and can be coated directly with a light-sensitive layer.
- the support can also be subjected to a hydrophilic treatment in a known manner before the photosensitive layer is applied.
- the support can be provided with a silicate layer using an alkali metal silicate or with a polymer layer using a polyvinylphosphonic acid.
- a photosensitive layer generally comprises a photosensitizer and a resin binder. It can furthermore contain additional constituents such as dyes, plasticizers, acid stabilizers, surface agents, antistatic compositions, UV absorbers, optical brighteners, inert fillings, lubricants and remaining coating solutions.
- a preferred negative working photosensitizer is a photosensitive polymer diazonium salt.
- a preferred positive working photosensitizer is a photosensitive naphthoquinone diazide.
- Other photosensitizers include azides, photo-cleavable compounds and photo-curable compounds. Some photosensitizers require an additional coating, in particular to prevent the ingress of oxygen.
- the resin binder can be selected from a group consisting of vinyl acetal polymers, styrene / maleic anhydride copolymers and phenolic resins.
- the proportion of the resin binder in the photosensitive layer is preferably 30 to 95% by weight, in particular 50 to 90% by weight.
- the photosensitive layer can also be coated with a spacer layer in order to reduce the vacuum suction time during exposure.
- the photosensitizer has a proportion of 5 to 70% by weight, preferably 10 to 50% by weight in the photosensitive layer.
- the additives to the photosensitive layer can be mixed with compatible solvents such as ethanol, ethylene glycol monomethyl ether, gamma-butyrolactone, Propylene glycol monomethyl ether and mixed with diethyl ketone.
- the brushed aluminum surface is then coated with such a solution.
- the photosensitive layer has a preferred dry layer weight between 0.1 and 5 g / m2, in particular from 0.2 to 2 g / m2.
- the photosensitive layer is exposed imagewise according to known techniques. Such exposure can be carried out using a UV light source through a film mask under vacuum frame conditions. Mercury vapor discharge lamps and metal halide lamps are preferred. Other sources of radiation are carbon arc lamps, pulsed xenon lamps and lasers.
- Light absorption filters can be used to reduce light radiation in the material.
- the photosensitive layer is developed by removing the non-image areas from the photosensitive layer using a suitable developer and then dried. Any developer solution which satisfactorily removes the non-image areas of the photosensitive layer after exposure while keeping the image areas can be used.
- Suitable developer compositions include solutions containing additives such as sodium metasilicate, trisodium phosphate, monosodium phosphate and alkyl hydroxyls in water for diazide coatings, n-propanol in water for diazonium salt coatings and benzene for azide coatings.
- the developed image on the printing plate is protected by a preservation treatment.
- Carrier material made of an aluminum alloy 1100 with a maximum belt width of 1.3 m and a thickness of 0.3 mm is at a belt running speed of 18 m / min prepared for the production of a printing plate.
- the carrier tape is first cleaned, degreased and lightly etched by treatment in an aqueous alkali solution containing about 20 g per liter of sodium hydroxide, aluminum ions and a degreasing agent, keeping the temperature at about 65 ° C for a 7 second residence time.
- the carrier tape is then wet-brushed with a slurry, the brush roller having a diameter of 0.6 m, a width of 1.5 m and a speed of rotation of 500 revolutions per minute.
- the brush strips are attached across the roller width, of which 60 brush strips contain nylon 6.6 fibers with a diameter of 0.3 mm and the remaining 20 brush strips contain stainless steel wires with a diameter of 0.1 mm.
- the brush strips are arranged in repeating groups of 3 strips of nylon with a strip of metal.
- the contact distance of the brush roller with the aluminum surface is 550 mm.
- the slurry consists of 20% by weight of abrasive particles in water. The particles consist of 99.6% by weight of silicon oxide, 0.1% by weight of aluminum oxide, 0.02% by weight of iron oxide and 0.2% by weight of other materials. The average particle size is 19 ⁇ m.
- the slurry comprises 3000 liters, which are under constant circulation and are applied to the brush rollers at 200 liters per minute.
- the roughened carrier tape is then rinsed with water, squeezed off, dried, anodized, hydrophilized and dried again.
- the anodization is carried out with a solution at 45 ° C. which contains 150 g per liter of concentrated sulfuric acid (95 to 98% by weight) and approximately 6 g per liter of aluminum sulfato octadecahydrate.
- the direct current density is 26 A / dm 2 and the direct current is intermittently turned on for a total of 8 seconds, producing an oxide layer of 2 g / m 2.
- the anodized surface is made hydrophilic by immersion in an aqueous solution containing 2.2% by weight of polyvinylphosphonic acid at a temperature of 75 ° C.
- the ratio of the number of fibers to the number of metal wires is 0.3.
- the bristles of the brush roller 1 are 40 mm long at the beginning of the wet brushing. After 250,000 m of carrier tape have been brushed, the bristles are rubbed down to a length of 7 mm.
- the surface roughness of the substrate at the start of the wet brushing is similar to that after the passage of 250,000 m of substrate.
- the average roughness R a is 0.38 ⁇ m in the direction of tape travel and 0.42 ⁇ m transverse to the direction of tape travel, so that the difference between the two average roughness values, based on the value in the direction of tape travel, is approximately 10.5%.
- Example 1 The wet brushing according to Example 1 is repeated, the brush roller containing only brush strips made of nylon 6.6 fibers.
- the bristles are rubbed down to a length of 7 mm after the passage of 30,000 m of carrier material. This means that the service life or the service life of the brush roller is only 1/8 of that of Example 1.
- the surface roughness is similar to that in Example 1, namely with an average roughness value R a of 0.36 ⁇ m in the direction of strip travel and 0.41 ⁇ m transverse to the direction of strip travel, so that there is a difference between the two average roughness values of approximately 14%, based on the average roughness value in the direction of tape travel.
- Example 1 is repeated with a brush roller 1, but in which 20 brush strips made of metal wire are replaced by an equal number of brush strips made of nylon 6.6 fibers with a diameter of 0.5 mm.
- the bristles of the brush roller are worn down to 7 mm after just 30,000 m of belt run. There is no increase in the service life or the service life of the brush roller 1 in this comparative example B.
- the surface roughness is similar to that of the example 1.
- Example 1 is repeated with a brush roller 1, in which 60 brush strips made of fibers with a diameter of 0.3 mm by an equal number of brush strips made of fibers with a diameter of 0.5 mm and 20 brush strips made of metal wire by an equal number of Brush strips made of fibers with a diameter of 0.3 mm can be replaced.
- a configuration of the brush roller 1 opposite to that of Comparative Example B is obtained.
- the bristles are removed after a belt pass of 40,000 m to a length of 7 mm. This represents a slight improvement compared to comparative examples A and B, but the result is nowhere near as good as that according to example 1.
- the mean roughness value R a changes considerably in this comparative example C and is 0.68 ⁇ m in the direction of strip travel and 0. 80 ⁇ m across the strip running direction, which results in a difference of around 17.6% based on the roughness in the strip running direction.
- Example 1 is repeated with a brush roller 1, in which all brush strips are made of stainless steel wires.
- the roughness is similar to that obtained by dry wire brushing, namely of shallow depth and directional.
- Another disadvantage is that higher drawing forces are required because the wires hollow out the aluminum surface of the carrier tape moving in opposite directions.
- Example 1 is repeated with a brush roller 1 in which the number of fiber brush strips is 70 instead of 60 and the number of metal wire brush strips 10 instead of 20.
- the ratio of the number of fibers to the number of metal wires is 0.7.
- the surface roughness is similar to of those in Example 1.
- the bristles are removed to a length of 7 mm after approximately 150,000 m of belt run. Compared to comparative example A, five times the life of the brush roller 1 is obtained.
- Example 1 is repeated, the average particle size of the slurry being 0.11 ⁇ m instead of 0.19 ⁇ m.
- the average roughness value R a is 0.32 ⁇ m in the direction of strip travel and 0.36 ⁇ m in the cross direction of the strip.
- Example 1 is repeated with a slurry in which the slurry concentration is 30% by weight instead of 20% by weight.
- the average roughness value R a in the tape running direction is 0.45 ⁇ m and 0.51 ⁇ m across the tape running direction.
- Example 4 is repeated, with the belt running speed being 45 m / min instead of 18 m / min and the anodizing current being increased in proportion to the belt running speed by a factor of 2.5 in order to obtain the same oxide weight.
- the bristles of the brush roller 1 are removed to a length of 7 mm after a belt pass of 400,000 m.
- the surface roughness is slightly lower compared to Example 4, but is still uniform.
- the average roughness values are 0.37 ⁇ m in the strip running direction and 0.42 ⁇ m transverse to the strip running direction.
- Example 5 is repeated, but all brush strips contain only nylon fibers.
- the nylon bristles are worn down to a length of 7 mm after 48,000 m. This in turn means a reduction in the service life or the operating time of the brush rollers to 1/8 of the value in Example 5.
- the surface roughness is similar to that of Example 4.
- Carrier tapes made of an aluminum alloy 3003 with a maximum belt width of 1.2 m and a thickness of 0.4 mm at a belt speed of 18 m / min are prepared for roughening.
- the tapes are first cleaned and degreased by treatment with an aqueous alkaline solution containing approximately 5% of a weakly alkaline spray degreasing and cleaning agent for metal surfaces with special additives for refining layers of phosphate layers at a temperature of approximately 55 ° C.
- the strips are then wet-brushed with a slurry using 4 brush rollers, which have a diameter of 0.3 m and a width of 1.5 m.
- the slurry consists of 22% by weight of abrasive particles in water. The particles are composed of 59.7% by weight of silicon oxide, 22.7% by weight of aluminum oxide and 16.6% by weight of other abrasive materials. The average particle size is 48 ⁇ m. The slurry contains 1200 liters that circulate continuously.
- the roughened carrier tape is rinsed with water, squeezed off, dried, anodized, hydrophilized and dried again.
- the anodization is carried out at 40 ° C. with a solution which contains 190 g per liter of concentrated sulfuric acid (95 to 98% by weight) and approximately 10 g per liter of aluminum sulfato octadecahydrate. Direct current is applied to obtain an oxide layer of 0.5 g / m2.
- the anodized surface is immersed in an aqueous solution, the 2% polyvinylphosphonic acid contains, hydrophilized at 72 ° C.
- the bristles on the brush roller are 40 mm long at the start of roughening.
- the surface roughness of the material at the beginning is similar to that after the roughening of 1 million meters of carrier tape.
- the average roughness values R a are 0.32 ⁇ m in the strip running direction and 0.35 ⁇ m transverse to the strip running direction.
- Example 6 is repeated, but all brush strips are made of nylon 6.6 fibers.
- the bristles are removed to a length of 7 mm after a belt pass of only 200,000 m. This means a reduction in the service life of the brush roller by a factor of 5.
- the surface roughness is similar to that according to Example 6, namely with mean roughness values R a of 0.31 ⁇ m in the direction of strip travel and 0.35 ⁇ m transverse to the direction of strip travel.
- Example 6 is repeated, the first brush roller having only metal wire strips and the other 3 brush rollers being equipped only with nylon fibers, instead of mixed brush strips for all 4 brush rollers.
- the roughness of the surface is more aligned than in the case of example 6.
- the nylon bristles are worn down to a length of 7 mm after only 200,000 m of carrier tape pass.
- Example 6 is repeated, the first 3 brush rollers having only nylon fibers and the last brush roller being equipped with metal wires only.
- the surface roughness is more pronounced than in Example 6 and in Comparative Example G, with an average roughness R a of 0.28 ⁇ m in the strip running direction and 0.38 ⁇ m transverse to the strip running direction.
- the nylon bristles are worn down to the same amount as in comparative example G.
- Example 6 is repeated with the tape being roughened on both sides. There are four brush rollers for roughening one side and 4 additional brush rollers for roughening the other side. All 8 brush rollers are equipped in a ratio of 3: 1 of the nylon fibers to metal wires, similar to example 6. The mixed bristles are removed to the same extent as indicated in Example 6.
- the propylene glycol monomethyl ether is e.g. a product from Dow Chemical, USA.
Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum mechanischen Aufrauhen der Oberfläche eines Druckplattenträgers aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung durch Naßbürsten und eine Bürstenwalze zur Durchführung des Verfahrens.The invention relates to a method for mechanically roughening the surface of a printing plate support made of aluminum or an aluminum alloy by wet brushing and a brush roller for carrying out the method.
Die Herstellung von Trägern für lichtempfindliche Druckplatten erfordert ein Aufrauhen der Trägeroberfläche, was im allgemeinen in der Weise geschieht, daß zuerst mechanisch und anschließend elektrochemisch in einem Elektrolyten aufgerauht wird. Die mechanische Aufrauhung kann durch Drahtbürstung, Sandstrahlen, Naß- und Trockenbürstungstechniken, Kugelmahlen und dergleichen Techniken erfolgen.The production of supports for photosensitive printing plates requires a roughening of the support surface, which is generally done by roughening first mechanically and then electrochemically in an electrolyte. Mechanical roughening can be done by wire brushing, sandblasting, wet and dry brushing techniques, ball milling and the like techniques.
Der Druckvorgang wird unter Verwendung einer Druckplatte mit einer im wesentlichen ebenen Oberfläche ausgeführt. Die Druckplatte wird durch das Aufrauhen und die chemische Behandlung, ob es sich nun um eine rein chemische Behandlung in einer Lösung oder um eine elektrochemische Behandlung handelt, so vorbereitet, daß eine Druckoberfläche erhalten wird, die in den Druckbereichen nur die ölige Druckfarbe annimmt und Wasser zurückweist und umgekehrt in den nicht-druckenden Bereichen Wasser annimmt und die Druckfarbe abweist. Zur Durchführung des Druckvorganges wird die bearbeitete Druckplatte befeuchtet und die Druckfarbe aufgetragen. Danach wird die Druckplatte beim Offset-Druck gegen eine Gummiunterlage gedrückt, die das durch die Druckfarbe eingefärbte Druckbild auf das zu bedruckende Papier überträgt oder beim direkten Drucken unmittelbar gegen das Papier gedrückt. Es werden hochqualitative Bilder angestrebt, die ohne jede bemerkbare Vorzugsrichtung sein sollen. Eine unerwünschte Richtung kann dann auftreten, wenn die Oberfläche der Druckplatte eine nicht gleichförmige Struktur besitzt. Des weiteren wird angestrebt, konsistente, hochqualitative Bilder herzustellen, wenn die gleiche Druckplatte und der gleiche Druckplattentyp verwendet werden. Ein nicht reproduzierbares Bild kann dann auftreten, wenn die Oberfläche der Druckplatte nicht von gleichbleibender Güte ist oder bei hoher Druckauflage ihre Oberflächengüte nicht beibehält.The printing process is carried out using a printing plate with a substantially flat surface. The printing plate is prepared by roughening and chemical treatment, whether it is a purely chemical treatment in a solution or an electrochemical treatment, in such a way that a printing surface is obtained which in the printing areas only takes on the oily printing ink and water rejects and conversely takes on water in the non-printing areas and rejects the printing ink. To carry out the printing process, the processed printing plate is moistened and the printing ink is applied. The printing plate is then pressed against a rubber base during offset printing, which transfers the printing image colored by the printing ink onto the paper to be printed, or is pressed directly against the paper when printing directly. High-quality images are sought, which should be without any noticeable preferred direction. An undesirable direction can occur if the surface of the printing plate has a non-uniform structure. Furthermore, strive to produce consistent, high quality images using the same plate and plate type. A non-reproducible image can occur if the surface of the printing plate is not of a constant quality or does not maintain its surface quality during a high print run.
Eine lichtempfindliche Druckplatte wird durch das Aufbringen einer lichtempfindlichen Schicht auf einen aufgerauhten Träger, der im allgemeinen aus Aluminium oder aus einer Aluminiumlegierung besteht, hergestellt. Wie schon zuvor erwähnt wurde, wird die Oberfläche entweder mechanisch, rein chemisch, elektrochemisch oder in Kombination von zwei oder drei dieser Techniken aufgerauht. An die Aufrauhung schließt üblicherweise ein Ätzvorgang, ein Anodisieren und eine Behandlung der Oberfläche an, die diese hydrophil macht, falls es erforderlich sein sollte. Zuletzt wird eine lichtempfindliche Schicht auf die aufgerauhte Oberfläche aufgebracht, um eine vorsensibilisierte Druckplatte zu erhalten. Diese wird bildweise belichtet mittels aktinischer Strahlen, entwickelt und konserviert, um eine verarbeitete Druckplatte zu erhalten, die dann in einer Druckpresse montiert zum Drucken eingesetzt wird.A photosensitive printing plate is made by applying a photosensitive layer to a roughened support, which is generally made of aluminum or an aluminum alloy. As previously mentioned, the surface is roughened either mechanically, purely chemically, electrochemically or in combination of two or three of these techniques. The roughening is usually followed by an etching process, anodizing and a treatment of the surface which makes it hydrophilic, if it should be necessary. Finally, a light-sensitive layer is applied to the roughened surface in order to obtain a presensitized printing plate. This is exposed imagewise by means of actinic rays, developed and preserved in order to obtain a processed printing plate, which is then used in a printing press for printing.
Auf dem Gebiet des Aufrauhens der Oberfläche von Trägern für Druckplatten ist eine Anzahl von Verfahren, wie sie schon vorstehend erwähnt wurden, bekannt, die jedoch zum Teil mit Nachteilen behaftet sind. So zeigt sich, daß beim Kugelmahlen die Kanten des Trägers eine andere Rauhigkeit besitzen als die Mitte des Trägers, so daß die Plattenkanten abgetrennt werden müssen, um eine gleichmäßige Rauhigkeit über die Breite des Trägers sicherzustellen. Beim Drahtbürsten ergibt sich das Problem, daß die Rauhigkeit gerichtet ist und zwar in Richtung der Drehung der Drahtbürste. Charakteristische mittlere Rauhigkeitswerte Ra von drahtgebürstetem Material betragen in Laufrichtung eines Trägerbandes 0,25 µm und quer zur Bandlaufrichtung 0,45 µm, so daß sich insgesamt ein 50%iger Unterschied in den beiden zueinander senkrechten Richtungen ergibt.In the field of roughening the surface of substrates for printing plates, a number of methods, as already mentioned above, are known, but some of them have disadvantages. This shows that the edges of the carrier have a different roughness than the center of the carrier during ball milling, so that the plate edges must be separated to ensure a uniform roughness across the width of the carrier. The problem with wire brushing is that the roughness is directed in the direction of rotation of the wire brush. Characteristic mean roughness values R a of wire-brushed material are 0.25 µm in the running direction of a carrier tape and 0.45 µm transversely to the tape running direction, so that there is an overall 50% difference in the two mutually perpendicular directions.
Im Falle des Sandstrahlens von Trägern unterliegen die Sprühdüsen einem großen Verschleiß infolge der abrasiven Sandpartikel und müssen häufig ersetzt werden. Beim elektrochemischen Aufrauhen ist der elektrische Energieverbrauch groß und es ergeben sich Probleme bei der Deponierung der säurehaltigen Lösungen, die gelöste Aluminiumionen enthalten. Wird eine rein chemische Aufrauhung betrachtet, so ist die Verweilzeit des Trägers in dem chemischen Bad im Vergleich zu der elektrochemischen Aufrauhung relativ lang.In the case of sandblasting of beams, the spray nozzles are subject to great wear due to the abrasive sand particles and have to be replaced frequently. When electrochemical roughening, the electrical energy consumption is high and there are problems in depositing the acidic solutions which contain dissolved aluminum ions. If a purely chemical roughening is considered, the residence time of the carrier in the chemical bath is relatively long compared to the electrochemical roughening.
Beim Naßbürsten mit einer Aufschlämmung, in der kleine abrasive Partikel in einer wäßrigen Lösung dispergiert sind, wird diese mit einer Bürste oder einem Satz von Bürsten gegen die Oberfläche des Trägermaterials gerieben. Die Borsten der Bürsten bestehen üblicherweise aus Kunststoff wie Nylon oder Polypropylen und die Naßbürstung erfolgt so lange, bis die gewünschte Oberflächenrauhigkeit erreicht ist. Von Nachteil ist hierbei, daß die Borsten aus Kunststoff einem großen Abrieb unterliegen und daß die Kanten des Trägermaterials die Borsten abschneiden, so daß sich in den Kantenbereichen erheblich kürzere Borsten als in den übrigen Bereichen der Bürste ergeben. Wird dann ein breiteres Trägerband gebürstet, so können die kürzeren Borsten das breitere Trägerband in diesen Kantenbereichen nur ungenügend aufrauhen, so daß eine erheblich schwächere Rauhigkeit im Vergleich zu den übrigen Bereichen erzielt wird.In wet brushing with a slurry in which small abrasive particles are dispersed in an aqueous solution, it is rubbed against the surface of the substrate with a brush or a set of brushes. The bristles of the brushes are usually made of plastic such as nylon or polypropylene and the wet brushing is carried out until the desired surface roughness is achieved. The disadvantage here is that the bristles made of plastic are subject to great abrasion and that the edges of the carrier material cut off the bristles, so that the bristles in the edge regions are considerably shorter than in the other regions of the brush. If a wider carrier tape is then brushed, the shorter bristles can only insufficiently roughen the wider carrier tape in these edge areas, so that a considerably weaker roughness is achieved in comparison to the other areas.
Werden für das Naßbürsten anstelle von Bürsten aus Kunststoff Drahtbürsten eingesetzt, so ergeben sich die schon erwähnten Nachteile, daß die Oberfläche des Trägermaterials in der Rauhigkeit nicht gleichförmig ist sondern eine bevorzugte Ausrichtung ausweist. Mit dem Verschleiß der Borsten ändert sich auch die Rauhigkeit der Trägeroberfläche.If wire brushes are used for wet brushing instead of plastic brushes, there are the disadvantages already mentioned that the roughness of the surface of the carrier material is not uniform but rather indicates a preferred orientation. As the bristles wear out, the roughness of the carrier surface also changes.
Das Naßbürsten von Aluminiumträgern ist beispielsweise in den US-Patentschriften 3,929,591, Spalte 4, Zeilen 33 bis Spalte 5, Zeile 8 und 4,477,317, Spalte 2, Zeile 55 bis Spalte 3, Zeile 5 beschrieben.The wet brushing of aluminum supports is described, for example, in US Pat. Nos. 3,929,591, column 4,
Aus der US-Patentschrift 4,714,528, Spalte 4, Zeilen 45 bis 66 ist eine Bürstenwalze bekannt, die beim Naßbürsten eingesetzt wird. Ein Träger aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung, die 99 Gew.-% Aluminium und geringe Anteile von Silizium, Eisen, Kupfer, Zink, Mangan, Magnesium, Chrom, Blei, Wismut, Kalzium, Indium, Galium, Nickel und dergleichen enthält, wird mit einer Aufschlämmung unter großem Flüssigkeitsdruck, die gegen die Oberfläche des Trägers geneigt auftrifft, bearbeitet. Die Aufschlämmung enthält feingemahlenes Pulver aus abrasiven Stoffen und kann darüber hinaus, falls es erforderlich ist, noch eine Säure oder eine Lauge enthalten. Nach diesem Aufrauhschritt mittels einer Aufschlämmung erfolgt eine Bürstenbehandlung, wobei die Bürstenwalze aus Nylonfasern, Polypropylenfasern, Tierhaar, Stahldraht oder dergleichen besteht, und die Fasern beziehungsweise Borsten eine gleichförmige Länge besitzen und auf dem Grundteil der Bürstenwalze gleichmäßig verteilt angebracht sind. Die Länge der Borsten beziehungsweise Fasern beträgt 10 bis 150 mm und der Durchmesser der einzelnen Fasern beziehungsweise Drähte reicht von 0,1 mm bis 1,5 mm. Die Bürstenwalze wird mit einer Drehzahl im Bereich von 200 bis 2000 Umdrehungen pro Minute bewegt. Die abrasive Aufschlämmung wird durch eine Sprühdüse auf den Träger unter hohem Flüssigkeitsdruck aufgesprüht, bevor der Träger die Bürstenwalzen passiert, die gegen den Träger gedrückt werden, so daß die Trägeroberfläche mit konstantem Druck zwischen den Stützrollen und den Bürstenwalzen aufgerauht wird. Die aufgerauhte Oberfläche eines Aluminiumträgers hat nach der Aufrauhung eine Mittenrauhheit Ra von 0,3 bis ungefähr 1,2 µm, insbesondere von 0,35 bis 0,8 µm.A brush roller is known from US Pat. No. 4,714,528, column 4, lines 45 to 66, which is used in wet brushing. A support made of aluminum or an aluminum alloy containing 99% by weight of aluminum and small amounts of silicon, iron, copper, zinc, manganese, magnesium, chromium, lead, bismuth, calcium, indium, galium, nickel and the like is included a slurry under high liquid pressure, which slants against the surface of the support. The slurry contains finely ground powder of abrasive substances and, if necessary, may also contain an acid or a base. After this roughening step by means of a slurry, a brush treatment is carried out, the brush roller consisting of nylon fibers, polypropylene fibers, animal hair, steel wire or the like, and the fibers or bristles having a uniform length and being evenly distributed on the base part of the brush roller. The length of the bristles or fibers is 10 to 150 mm and the diameter of the individual fibers or wires ranges from 0.1 mm to 1.5 mm. The brush roller is moved at a speed in the range of 200 to 2000 revolutions per minute. The abrasive slurry is sprayed onto the carrier under high liquid pressure through a spray nozzle before the carrier passes the brush rollers which are pressed against the carrier so that the carrier surface is roughened with constant pressure between the support rollers and the brush rollers. After roughening, the roughened surface of an aluminum carrier has an average roughness R a of 0.3 to approximately 1.2 μm, in particular 0.35 to 0.8 μm.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Naßbürstverfahren zum Aufrauhen von Trägermaterialien für Druckplatten so zu verbessern und weiterzuentwickeln, daß sehr gleichmäßige Mittenrauhwerte ohne ausgeprägte Richtungsorientierung erhalten werden und daß nur ein geringer Verschleiß des Bürstenwalzenmaterials im Vergleich zu bekannten Bürstenwalzen auftritt. Im Rahmen der Erfindung soll auch eine in dem Verfahren eingesetzte Bürstenwalze geschaffen werden, die bei gleichbleibender Mittenrauhheit eine längere Standzeit als herkömmliche Bürstenwalzen besitzt.The object of the invention is to improve and further develop a wet brushing method for roughening carrier materials for printing plates in such a way that very uniform mean roughness values are obtained without pronounced directional orientation and that only a slight wear of the brush roller material in the Comparison to known brush rollers occurs. Within the scope of the invention, a brush roller used in the method is also to be created, which has a longer service life than conventional brush rollers while the center roughness remains the same.
Diese Aufgabe wird verfahrensgemäß in der Weise gelöst, daß unter gleichzeitigem Einsatz von nebeneinander angeordneten organischen Fasern und Metalldrähten, mit einer Aufschlämmung von 5 bis 80 Gew.-% abrasiver Partikel in Wasser, naß gebürstet wird.This object is achieved according to the method in such a way that wet brushing is carried out with simultaneous use of organic fibers and metal wires arranged next to one another, with a slurry of 5 to 80% by weight of abrasive particles in water.
In Ausgestaltung des Verfahrens liegt das Verhältnis der organischen Fasern zu den Metalldrähten im Bereich von 0,01 bis 10. Bevorzugt liegt das Verhältnis der organischen Fasern zu den Metalldrähten im Bereich von 0,05 bis 5, insbesondere beträgt es 0,1 bis 1,0.In an embodiment of the method, the ratio of the organic fibers to the metal wires is in the range from 0.01 to 10. The ratio of the organic fibers to the metal wires is preferably in the range from 0.05 to 5, in particular it is 0.1 to 1, 0.
In Weiterbildung des Verfahrens beträgt die Partikelgröße in der Aufschlämmung 1 bis 500 µm, insbesondere 20 bis 50 µm. Die Naßbürstung erfolgt in der Weise, daß die mechanisch gemessenen Mittenrauhwerte Ra in Laufrichtung des Druckplattenträgers und quer zur Laufrichtung sich um maximal 14 %, bezogen auf Ra in Laufrichtung, voneinander unterscheiden. Dabei liegen die Mittenrauhwerte Ra in Laufrichtung im Bereich von 0,32 bis 0,47 µm und die Mittenrauhwerte Ra quer zur Laufrichtung im Bereich von 0,35 bis 0,50 µm. Es gilt im allgemeinen, daß in beiden Richtungen die Mittenrauhwerte Ra jeweils im Bereich von 0,2 bis 0,6 µm liegen können.In a further development of the method, the particle size in the slurry is 1 to 500 µm, in particular 20 to 50 µm. The wet brushing is carried out in such a way that the mechanically measured mean roughness values R a differ from one another in the running direction of the printing plate carrier and transversely to the running direction by a maximum of 14%, based on R a in the running direction. The mean roughness values R a in the running direction are in the range from 0.32 to 0.47 μm and the mean roughness values R a in the direction of the running direction are in the range from 0.35 to 0.50 μm. It generally applies that the average roughness values R a can be in each case in the range from 0.2 to 0.6 μm.
Die weitere Ausgestaltung des Verfahrens ergibt sich aus den Patentansprüchen 7 und 8.The further embodiment of the method results from
Eine Bürstenwalze zur Durchführung des Verfahrens, mit einer von Bürstenstreifen besetzten Oberfläche, zeichnet sich dadurch aus, daß die Bürstenstreifen sowohl Fasern als auch Drähte enthalten und daß das Fasermaterial verschieden von dem Drahtmaterial ist. In weiterer Ausgestaltung der Bürstenwalze sind über die Walzenoberfläche zwei Gruppen von Bürstenstreifen angeordnet, wobei jede Gruppe von Bürstenstreifen aus einem bestimmten Material in Gestalt von Fasern beziehungsweise Drähten besteht und bilden die Bürstenstreifen ein sich wiederholendes Muster aus einer ersten Anzahl von Bürstenstreifen der einen Gruppe und einer zweiten Anzahl von Bürstenstreifen der anderen Gruppe. Es ist auch möglich, daß der einzelne Bürstenstreifen eine Mischung aus Fasern und Drähten enthält und daß das Fasermaterial verschieden von dem Drahtmaterial ist.A brush roller for performing the method, with a surface occupied by brush strips, is characterized in that the brush strips contain both fibers and wires and that the fiber material is different from the wire material. In a further embodiment of the brush roller, two groups of brush strips are arranged above the roller surface, each group of brush strips consisting of a specific material in the form of fibers or wires, and the brush strips form a repeating pattern of a first number of brush strips of one group and one second number of brush strips of the other group. It is also possible that the single brush strip contains a mixture of fibers and wires and that the fiber material is different from the wire material.
In Weiterbildung der Erfindung ist das Material der Bürstenstreifen der einen Gruppe ein Polymer, während das Material der Bürstenstreifen der anderen Gruppe ein Metall ist.In a further development of the invention, the material of the brush strips of one group is a polymer, while the material of the brush strips of the other group is a metal.
Weitere Einzelheiten der erfindungsgemäßen Bürstenwalze ergeben sich aus den Merkmalen der Patentansprüche 12 und 14 bis 21.Further details of the brush roller according to the invention result from the features of
Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
- Figur 1
- einen Querschnitt durch eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Bürstenwalze, und
- Figur 2
- einen Längsschnitt durch eine zweite Ausführungsform der erfindungsgemäßen Bürstenwalze.
- Figure 1
- a cross section through a first embodiment of a brush roller according to the invention, and
- Figure 2
- a longitudinal section through a second embodiment of the brush roller according to the invention.
Über eine Walzenoberfläche 7 einer Bürstenwalze 1 sind Bürstenstreifen 2 und 3 verteilt, von denen im Querschnitt der Figur 1 jeweils die Vorderseite einer ersten Faser und eines ersten Drahtes erkennbar sind. Der einzelne Bürstenstreifen 2 beziehungsweise 3 besteht aus einer Vielzahl von in Blickrichtung auf Figur 1 hintereinander aufgereihten Fasern beziehungsweise Drähten und erstreckt sich über die gesamte Breite der Bürstenwalze 1, die senkrecht zur Zeichenebene der Figur 1 verläuft. Die Fasern einer Gruppe 4 der Bürstenstreifen 2 sind Polymerfasern und in Figur 1 mit größerer Dicke als die Drähte einer weiteren Gruppe 5 dargestellt. Das Polymer der Bürstenstreifen 2 wird aus der Gruppe Polyamide, Polyacrylnitrile, Polyester, Polyethylene, Polyimide, Polyolefine, Polypropylene, Polyurethane, Polyvinylchloride und Cellulosederivate ausgewählt. Ein bevorzugtes Fasermaterial für die Bürstenstreifen 2 sind Polyamide wie Nylon 6, Nylon 6.6; Nylon 6.10 und Nylon 6.12. Zur Erhöhung der Abriebfestigkeit der Polyamide sind diese mit Inertteilchen wie beispielsweise Siliziumkarbid gefüllt. Das Metall der Drähte der Bürstenstreifen 3 wird aus der Gruppe rostfreier Stahl, Stahl, Aluminium, Messing, Bronze, Kupfer, Eisen und Legierungen dieser Metalle ausgewählt. Bevorzugt wird rostfreier Stahl wegen seiner hohen Abriebfestigkeit und seiner Preiswertigkeit für die Bürstenstreifen 3 verwendet. Bei der in Figur 1 gezeigten ersten Ausführungsform ist jeder der einzelnen Bürstenstreifen 2 und 3 entweder nur aus Polymerfasern oder nur aus Metalldrähten gebildet, während bei der in Figur 2 dargestellten zweiten Ausführungsform der Bürstenwalze 7 dies nicht der Fall ist. Wie aus der Zeichnung ersichtlich ist, besteht ein unterer Bürstenstreifen 8 aus Gruppen 12 von Metalldrähten 33 und Gruppen 13 von Polymerfasern 22. Dabei umfaßt die einzelne Gruppe 12 beispielsweise zwei Metalldrähte 33 und die einzelne Gruppe 13 vier Polymerfasern 22. Der obere Bürstenstreifen 9 besteht aus Gruppen 10 von Metalldrähten 33 und Gruppen 11 von Polymerfasern 22, wobei die einzelne Gruppe 10 jeweils zwei Metalldrähte und die einzelne Gruppe 11 jeweils vier Polymerfasern aufweist. Selbstverständlich kann die Anzahl der Metalldrähte beziehungsweise der Fasern in den einzelnen Gruppen von den angegebenen Zahlen nach oben und nach unten hin abweichen. Die Gruppen 10 und 11 der einen Kategorie von Bürstenstreifen 9, von denen in Figur 2 nur ein einzelner Bürstenstreifen gezeigt ist, können sich mit den Gruppen 12 und 13 der anderen Kategorie von Bürstenstreifen 8, von denen in Figur 2 gleichfalls nur ein einzelner Bürstenstreifen gezeigt ist, in ihren Mustern decken oder gegeneinander versetzt sein, wie dies aus Figur 2 ersichtlich ist.Brush strips 2 and 3 are distributed over a
Trägerplatten- oder Bänder, die im wesentlichen bei dem erfindungsgemäßen Verfahren aufgerauht werden, bestehen aus reinem Aluminium oder einer Aluminiumlegierung. Die Legierung setzt sich zusammen aus Aluminium als der Hauptkomponente und geringen Anteilen von Silizium, Eisen, Kupfer, Zink, Mangan, Magnesium, Chrom, Blei, Wismut, Kalzium, Indium, Gallium, Nickel, und dergleichen. In jedem Fall weist das Aluminium einen Anteil von ≧ 98 Gew.-% auf. Die Dicke des Aluminiumträgers wird im Bereich zwischen 0,01 und 0,5 mm gewählt, entsprechend den Größen Bruch-, Biegungsfestigkeit, mechanischer Widerstand, Dehnung und dergleichen, wie sie für eine bestimmte Anwendung einer lithographischen Druckplatte in einer Druckpresse berücksichtigt werden müssen. Stahlplatten oder -bänder können auch verwendet werden, jedoch werden sie wegen ihres relativ hohen Gewichts und ihrer Steifheit nicht häufig eingesetzt.Carrier plates or strips, which are essentially roughened in the process according to the invention, consist of pure aluminum or an aluminum alloy. The alloy is composed of aluminum as the main component and small amounts of silicon, iron, copper, zinc, manganese, magnesium, chromium, lead, bismuth, calcium, indium, gallium, nickel, and the like. In any case, the aluminum has a proportion of ≧ 98% by weight. The thickness of the aluminum support is selected in the range between 0.01 and 0.5 mm, in accordance with the sizes of breaking strength, bending strength, mechanical resistance, elongation and the like, which must be taken into account for a specific application of a lithographic printing plate in a printing press. Steel plates or straps can also be used, but are not widely used because of their relatively high weight and stiffness.
Vor der Naßbürstung mit einer Aufschlämmung werden eine oder beide Seiten des Aluminiumträgers durch bekannte Verfahren gereinigt, entfettet und/oder geätzt. Diese Verfahren schließen eine Behandlung mit einer Lösung ein, die Natriumhydroxid mit oder ohne Entfettungs- und Ätzmittel enthält. Die Gemische können ebenso Chemikalien wie Azeton, Methanol, Trichlorethylen und dergleichen enthalten. Die Lösung kann des weiteren zusätzlich eine Aluminiumionenquelle wie beispielsweise Natriumaluminat bis zu einer Konzentration, die dem Sättigungspunkt entspricht, enthalten um die Verfahrenskonsistenz zu unterstützen. Die erforderlichen Konzentrationen und übrigen Behandlungskonditionen hängen davon ab, welche spezifische Oberflächenrauhheit eingestellt werden soll. Dieser Verfahrensschritt kann im allgemeinen von 5 Sekunden bis 5 Minuten dauern. Danach wird die Oberfläche einer Naßbürstung mit einer Aufschlämmung unterzogen.Before wet brushing with a slurry, one or both sides of the aluminum carrier are cleaned, degreased and / or etched by known methods. These methods include treatment with a solution containing sodium hydroxide with or without a degreasing and etching agent. The mixtures can also contain chemicals such as acetone, methanol, trichlorethylene and the like. The solution may further contain an aluminum ion source such as sodium aluminate up to a concentration corresponding to the saturation point to aid process consistency. The required concentrations and other treatment conditions depend on the specific surface roughness to be set. This process step can generally last from 5 seconds to 5 minutes. Then the surface is subjected to wet brushing with a slurry.
Die Aufschlämmung besteht aus Wasser und einem feinverteilten Pulver eines abrasiven Mittels. Das feinpulverige abrasive Mittel wird in einer Konzentration von 5 bis 80 Gew.-% in der Aufschlämmung eingesetzt, insbesondere im Bereich zwischen 15 bis 40 Gew.-%. Die Aufschlämmung kann des weiteren eine Säure oder eine Lauge enthalten, falls dies erforderlich ist. Ebenso können weitere Zusätze wie Dickungsmittel, Oberflächenbehandlungsmittel, und Ausflockmittel und dergleichen enthalten sein. Geeignete abrasive Mittel umfassen Diamantstaub, Quarz, Flintstein, Granit, Aluminiumoxid, Kieselerde, Kieselgur, Sand, Schmirgel, Schleifmittel aus Eisen- und Aluminiumsilikaten, Talk, Bimsstein, Korund, Dolomit, Magnesiumoxid, Tonerde, Zirkonerde, Eisen, Wolframkarbid und dergleichen oder eine Kombination von zwei oder mehreren der voranstehend aufgezählten Mitteln. Die Schleifmittel haben eine durchschnittliche Partikelgröße im Bereich zwischen 5 und 500 µm, bevorzugt zwischen 10 und 100 µm, insbesondere bevorzugt zwischen 20 und 50 µm.The slurry consists of water and a finely divided powder of an abrasive. The fine powdery abrasive is used in a concentration of 5 to 80% by weight in the slurry, in particular in the range between 15 to 40% by weight. The slurry may also contain an acid or an alkali, if necessary. Other additives such as thickeners, surface treatment agents, and flocculants and the like may also be included. Suitable abrasive agents include diamond dust, quartz, flint, granite, alumina, silica, diatomaceous earth, sand, emery, abrasives made of iron and aluminum silicates, talc, pumice, corundum, dolomite, magnesium oxide, alumina, zirconia, iron, tungsten carbide and the like or the like or one Combination of two or more of the agents listed above. The abrasives have an average particle size in the range between 5 and 500 μm, preferably between 10 and 100 μm, particularly preferably between 20 and 50 μm.
Die Zufuhreinrichtung für die abrasive Aufschlämmung umfaßt einen Behälter mit einer Kapazität im Bereich zwischen 100 und 10,000 Liter, insbesondere zwischen 1,000 und 5,000 Liter. In dem Behälter befindet sich eine Umrühreinrichtung für die Aufschlämmung, um einen Niederschlag von soliden Partikeln zu verhindern. Die Umrührvorrichtung kann beispielsweise ein Propellerrührer sein, der in den Behälter hineinreicht oder ein System zum Zirkulieren der Aufschlämmung. Durch das konstante Bewegen der Aufschlämmung wird ein Niederschlagen der Feststoffe in der Aufschlämmung verhindert. Eine Pumpe fördert die Aufschlämmung zu einer Verteilerdüse. Die Pumpförderleistung wird so eingestellt für ein Aluminiumträgerband, daß die Verteilungsbreite, die Bandgeschwindigkeit, die Bürstengeschwindigkeit und die Festanteile in der Aufschlämmung berücksichtigt werden. Beispielsweise wird eine Pumpleistung von 400 Liter pro Minute für eine Verteilungsbreite von 1 m, eine Bandgeschwindigkeit von 50 Meter pro Minute, eine Bürstengeschwindigkeit von 500 Umdrehungen pro Minute und einen Feststoffanteil von 20 Gew.-% aufgebracht. Die Verteilerdüse verteilt die Aufschlämmung gleichmäßig über den Aluminiumträger, insbesondere in Gestalt eines gleichförmigen Vorhangs. Die Düse kann entweder einen engen Schlitz oder eine Anzahl von dicht voneinander beabstandeten Löchern aufweisen. Die Aufschlämmung wird vor dem Zuführen zu der Verteilerdüse gefiltert, um größere Agglomerate zu verhindern, die den Schlitz oder die Löcher verstopfen könnten.The feeding device for the abrasive slurry comprises a container with a capacity in the range between 100 and 10,000 liters, in particular between 1,000 and 5,000 liters. A slurry stirring device is located in the container to prevent solid particles from precipitating. The stirring device can be, for example, a propeller stirrer which extends into the container or a system for circulating the slurry. Constant movement of the slurry prevents the solids in the slurry from depositing. A pump conveys the slurry to a distribution nozzle. The pumping capacity is set for an aluminum carrier belt in such a way that the distribution width, the belt speed, the brush speed and the solids in the slurry are taken into account. For example, a pump capacity of 400 liters per minute is applied for a distribution width of 1 m, a belt speed of 50 meters per minute, a brush speed of 500 revolutions per minute and a solids content of 20% by weight. The distributor nozzle distributes the slurry evenly over the aluminum support, especially in the form of a uniform curtain. The nozzle can either have a narrow slot or a number of closely spaced holes. The slurry is filtered prior to being fed to the manifold to prevent larger agglomerates that could clog the slot or holes.
Für die Naßbürstung werden eine oder mehrere Bürstenwalzen 2, wie sie anhand der Figuren 1 und 2 beschrieben worden sind, eingesetzt. Die Bürstenwalze beziehungsweise die Bürstenwalzen drehen in entgegengesetzte Richtung zu der Bandlaufrichtung des Trägermaterials. Falls die Bürstenwalze in gleicher Richtung wie das Trägerband rotiert, muß die Tangentialgeschwindigkeit der Bürstenwalze sich von der Bandlaufgeschwindigkeit unterscheiden. Die Verteilerdüse trägt die Aufschlämmung auf den Aluminiumträger unmittelbar vor jeder Bürstenwalze auf. Die Bürstenwalzen können sich an einer oder an beiden Seiten des Trägerbandes befinden. Das Trägerband wird bevorzugt horizontal transportiert, wenn sich die Bürstenwalzen an einer Seite befinden, nämlich oberhalb des Trägerbandes und wird vertikal befördert, wenn die Bürstenwalzen an beiden Seiten des Trägerbandes angeordnet sind. Die Anzahl der Umdrehungen der Bürstenwalzen liegen im Bereich zwischen 100 und 5,000 Umdrehungen pro Minute, bevorzugt zwischen 200 und 500 Umdrehungen pro Minute. Der Durchmesser der einzelnen Bürstenwalze beträgt 0,1 bis 1 m. Die Kontaktstrecke des Bürstenwalzenumfangs mit dem Aluminiumbandträger ist zu einem vorgegebenen Zeitpunkt ein wichtiger Faktor bei der Bestimmung der Rauhheit des Trägermaterials. Die Strecke wird durch die Geometrie der Walzen vor und nach der Bürstenwalze, die Trägerbandspannung, den Bürstenwalzendurchmesser und dergleichen Parameter bestimmt. Die Strecke kann zwischen 10 und 1,000 mm, bevorzugt zwischen 50 und 500 mm beträgen. Im allgemeinen gilt, daß weniger Bürstenwalzen erforderlich sind, wenn die Kontaktstrecke groß ist.One or more brush rollers 2, as have been described with reference to FIGS. 1 and 2, are used for the wet brushing. The brush roller or the brush rollers rotate in the opposite direction to the tape running direction of the carrier material. If the brush roller rotates in the same direction as the carrier belt, the tangential speed of the brush roller must differ from the belt running speed. The distributor nozzle applies the slurry to the aluminum support just before each brush roller. The brush rollers can be on one or both sides of the carrier tape. The carrier belt is preferably transported horizontally when the brush rollers are on one side, namely above the carrier belt, and is conveyed vertically when the brush rollers are arranged on both sides of the carrier belt. The number of revolutions of the brush rollers is in the range between 100 and 5,000 revolutions per minute, preferably between 200 and 500 revolutions per minute. The diameter of the individual brush roller is 0.1 to 1 m. The contact distance between the circumference of the brush roller and the aluminum strip carrier is an important factor at a given point in time when determining the roughness of the carrier material. The distance is determined by the geometry of the rollers before and after the brush roller, the carrier tape tension, the brush roller diameter and the like parameters. The distance can be between 10 and 1,000 mm, preferably between 50 and 500 mm. In general, if the contact distance is long, fewer brush rollers are required.
Der Gegenstand der Erfindung besteht darin, daß die Bürstenwalze oder die Bürstenwalzen weder reine Metalldrahtbürsten noch reine Polymerfaserbürsten sind, sondern statt dessen Gruppen beziehungsweise Bürstenstreifen aufweisen, die aus einer Kombination aus organischen Polymerfasern und Metalldrähten bestehen. Das Verhältnis zwischen Fasern und den Drähten wird in einem Bereich zwischen 0,01 und 10, bevorzugt zwischen 0,05 und 5, und insbesondere zwischen 0,1 und 1,0 gewählt. Die Dicke der Fasern liegt im Bereich zwischen 0,05 und 3 mm, insbesondere zwischen 0,1 und 0,5 mm. Die Dicke der Drähte ist im allgemeinen geringer als die der Fasern und bewegt sich in dem Bereich zwischen, 0,03 und 2 mm, bevorzugt zwischen 0,07 und 0,3 mm. Die Länge der Fasern und Drähte ist die gleiche, nachdem sie auf der Oberfläche der Walze befestigt sind, und ihre Länge beträgt 5 bis 300 mm, bevorzugt 10 bis 100 mm. Die Büschel aus Fasern und/oder Metalldrähten sind auf der Walze als Bürstenstreifen befestigt. Die Bürstenstreifen enthalten eine geeignete Mischung aus Fasern und Drähten. Wahlweise können einige der Streifen nur Fasern und andere nur Metalldrähte enthalten, wobei derartige Bürstenstreifen in der Ausführungsform nach Figuren 1 dargestellt sind. Solche Bürstenstreifen werden abwechselnd auf dem Bürstenwalzenumfang montiert.The object of the invention is that the brush roller or brush rollers are neither pure metal wire brushes nor pure polymer fiber brushes, but instead have groups or brush strips which consist of a combination of organic polymer fibers and metal wires. The ratio between the fibers and the wires is selected in a range between 0.01 and 10, preferably between 0.05 and 5, and in particular between 0.1 and 1.0. The thickness of the fibers is in the range between 0.05 and 3 mm, in particular between 0.1 and 0.5 mm. The thickness of the wires is generally less than that of the fibers and ranges between 0.03 and 2 mm, preferably between 0.07 and 0.3 mm. The length of the fibers and wires is the same after being attached to the surface of the roller, and their length is 5 to 300 mm, preferably 10 to 100 mm. The tufts of fibers and / or metal wires are attached to the roller as brush strips. The brush strips contain a suitable mixture of fibers and wires. Some of the strips can optionally contain only fibers and others only metal wires, brush strips of this type being shown in the embodiment according to FIG. 1. Such brush strips are alternately mounted on the brush roller circumference.
Die Fasern bestehen aus organischen Polymeren, die aus der Gruppe Polyacrylnitrile, Polyamide, Polyester, Polethylene, Polyimide, Polyolefine, Polypropylene, Polyurethane, Polyvinylchloride und Cellulosederivate ausgewählt werden. Die bevorzugten Fasern bestehen aus aliphatischen Polyamiden, nämlich aus verschiedenen Nylon-Varianten. Bevorzugt sind insbesondere Nylon 6, Nylon 6.6; Nylon 6.10 und Nylon 6.12. Die Polymerfasern können mit Inertteilchen wie beispielsweise Silikonkarbid gefüllt sein, um ihre Abriebfestigkeit zu erhöhen. Die Metalldrähte bestehen aus Metallen wie Aluminium, Messing, Bronze, Kupfer, Eisen oder den Legierungen dieser Metalle sowie Stahl, insbesondere rostfreiem Stahl, der in den wäßrigen Aufschlämmungslösungen nicht rostet.The fibers consist of organic polymers which are selected from the group of polyacrylonitriles, polyamides, polyesters, polyethylenes, polyimides, polyolefins, polypropylenes, polyurethanes, polyvinyl chlorides and cellulose derivatives. The preferred fibers consist of aliphatic polyamides, namely of different nylon variants. Nylon 6, nylon 6.6; Nylon 6.10 and nylon 6.12. The polymer fibers can be filled with inert particles such as silicon carbide to increase their abrasion resistance. The metal wires consist of metals such as aluminum, brass, bronze, copper, iron or the alloys of these metals, as well as steel, in particular stainless steel, which does not rust in the aqueous slurry solutions.
Bei Verwendung von elektrochemisch aufgerauhten und/oder anodisierten Aluminiumträgerbändern kann der elektrische Strom entlang dem Aluminiumträger und durch die Metalldrähte in die Bürstenwalze fließen. Daher ist jede Bürstenwalze elektrisch isoliert, um einen Stromfluß durch die Bürstenwalze zu verhindern. Nach erfolgter Naßbürstung mit der Aufschlämmung wird die überschüssige Ausschlämmung abgequetscht und/oder von der aufgerauhten Oberfläche des Trägers abgespült. Eingebettete Partikel der Aufschlämmung werden durch Ätzen der aufgerauhten Aluminiumoberfläche entfernt. Die Ätzung erfolgt mittels einer alkalischen Lösung, die auf die gebürstete Oberfläche aufgebracht wird. Bevorzugte alkalische Lösungen enthalten Natriumhydoxid, Kaliumhydroxid, Natriummetasilikat, Natriumcarbonat, Natriumaluminat und Natriumgluconat. Die Ätzbehandlung kann ebenso unter Einsatz einer sauren Lösung ausgeführt werden, die Säuren wie Fluorsäure, Salzsäure, Salpetersäure, Phosphorsäure und Schwefelsäure enthält. Das Ätzen erfolgt bevorzugt bei einer Temperatur, die von Raumtemperatur bis auf 90 °C reicht, für eine Zeitspanne von 5 bis 300 Sekunden mit einer Ätzlösung, die eine Konzentration von 1 bis 50 Gew.-% besitzt so lange, bis etwa 0,01 bis 10 g/m² Aluminium weggeätzt ist. Eine alkaligeätzte Aluminiumoberfläche enthält häufig alkaliunlösliche Substanzen, nämlich Schmutz. Die Oberfläche wird dann mit einer sauren Lösung wie beispielsweise einer wäßrigen Lösung von Salpetersäure, Schwefel- oder Phosphorsäure von Schmutz gereinigt.When using electrochemically roughened and / or anodized aluminum carrier strips, the electrical current can flow along the aluminum carrier and through the metal wires into the brush roller. Therefore, each brush roller is electrically isolated to prevent current flow through the brush roller. After wet brushing with the slurry, the excess slurry is squeezed and / or rinsed off the roughened surface of the support. Embedded particles of the slurry are removed by etching the roughened aluminum surface. The etching is carried out using an alkaline solution, which is applied to the brushed surface. Preferred alkaline solutions contain sodium hydroxide, potassium hydroxide, sodium metasilicate, sodium carbonate, sodium aluminate and sodium gluconate. The etching treatment can also be carried out using an acidic solution containing acids such as fluoric acid, hydrochloric acid, nitric acid, phosphoric acid and sulfuric acid. The etching is preferably carried out at a temperature ranging from room temperature to 90 ° C. for a period of 5 to 300 seconds with an etching solution which has a concentration of 1 to 50% by weight until about 0.01 up to 10 g / m² aluminum is etched away. An alkali-etched aluminum surface often contains alkali-insoluble substances, namely dirt. The surface is then cleaned of dirt with an acidic solution such as an aqueous solution of nitric acid, sulfuric or phosphoric acid.
Nachfolgend wird die mit einer Aufschlämmung naßgebürstete Aluminiumträgeroberfläche elektrochemisch aufgerauht. Die elektrochmische Aufrauhung erfolgt in einem Elektrolyten, der Säuren enthält, wie beispielsweise Salpetersäure oder Salzsäure mit Additiven, wie Borsäure, Wasserstoffperoxid, Aluminiumchlorid und Aluminiumnitrat bis zu einer Konzentration entsprechend dem Sättigungspunkt, um die Prozeßkonsistenz zu unterstützen und die elektrische Leitfähigkeit des Elektrolyten zu stärken. Dabei kann die elektrochemische Aufrauhung in zwei Schritten erfolgen, nämlich einem ersten Schritt mit Salpetersäure, gefolgt von einem zweiten Schritt mit Salzsäure. Üblicherweise ist die Salpeter- oder Salzsäure in dem wäßrigen Elektrolyten mit einem Anteil von 1 bis 20 Gramm pro Liter vorhanden, wobei eine Temperatur von 20 bis 60 °C des Elektrolyten aufrechterhalten wird. Strom wird über den Aluminiumträger und eine Elektrode aus Blei oder rostfreiem Stahl, über einen Abstand von 0,1 bis 20 cm angelegt. Die angelegte Stromdichte beträgt 0,1 bis 200 A/dm². Bei dem Strom handelt es sich um Gleichstrom oder bevorzugt um Wechselstrom, oder eine Kombination aus den beiden Stromarten. Die Aufrauhzeit reicht von 1 bis 300 Sekunden, insbesondere ist sie kleiner als 30 Sekunden. Die bevorzugten Betriebsparameter der voranstehenden Größen werden innerhalb der angegebenen Bereiche ausgewählt oder können innerhalb dieser Bereiche geändert werden, falls dies erforderlich sein sollte. Die überschüssige Säure auf dem elektrochemisch aufgerauhten Aluminiumträger wird abgequetscht und/oder vor der nächsten Zusatzbehandlung abgespült.Subsequently, the aluminum carrier surface wet-brushed with a slurry is roughened electrochemically. The electrochemical roughening takes place in an electrolyte which contains acids, such as, for example, nitric acid or hydrochloric acid with additives, such as boric acid, hydrogen peroxide, aluminum chloride and aluminum nitrate up to a concentration corresponding to the saturation point, in order to support the process consistency and to strengthen the electrical conductivity of the electrolyte. The electrochemical roughening can take place in two steps, namely a first step with nitric acid, followed by a second step with hydrochloric acid. Usually the nitric or hydrochloric acid is present in the aqueous electrolyte in a proportion of 1 to 20 grams per liter, while maintaining a temperature of 20 to 60 ° C of the electrolyte. Current is applied over the aluminum support and an electrode made of lead or stainless steel over a distance of 0.1 to 20 cm. The applied current density is 0.1 to 200 A / dm². The current is direct current or preferably alternating current, or a combination of the two types of current. The roughening time ranges from 1 to 300 seconds, in particular it is less than 30 seconds. The preferred operating parameters of the above sizes are selected within the ranges specified or can be changed within these ranges if necessary. The excess acid on the electrochemically roughened aluminum carrier is squeezed off and / or rinsed off before the next additional treatment.
Zum Erhöhen der Standzeit der Druckplatte wird üblicherweise eine naßgebürstete und zusätzlich elektrochemisch aufgerauhte Aluminiumoberfläche durch eine der bekannten Methoden anodisiert. Dies erfolgt in Elektrolyten, die Schwefel-, Phosphor- oder Oxalsäure in Konzentrationen bis zu 200 Gramm pro Liter enthalten, bei einer Temperatur zwischen 20 und 70 °C. Das Anodisieren erfolgt bevorzugt mit Gleichstrom, wobei Stromdichten bis etwa 60 A/dm² angelegt werden, um eine Oxidschicht bis 10 Gramm pro m², insbesondere von 0,3 bis 5 Gramm pro m² zu erzeugen. Die elektrische Spannung beträgt 1 bis 100 Volt und die Verweilzeit im Elektrolyten 1 bis 300 Sekunden, insbesondere 15 Sekunden. Der für das Anodisieren verwendete Elektrolyt kann auch zusätzlich noch weitere, an und für sich bekannte und nützliche Bestandteile enthalten, wie beispielsweise Aluminiumsulfat mit einer Konzentration bis zum Sättigungspunkt, um die Prozeßkonsistenz zu unterstützen und die elektrische Leitfähigkeit des Elektrolyten zu verstärken.In order to increase the service life of the printing plate, a wet-brushed and additionally electrochemically roughened aluminum surface is usually anodized by one of the known methods. This is done in electrolytes containing sulfuric, phosphoric or oxalic acid in concentrations up to 200 grams per liter, at a temperature between 20 and 70 ° C. The anodizing is preferably carried out with direct current, current densities of up to about 60 A / dm 2 being applied in order to produce an oxide layer of up to 10 grams per m 2, in particular from 0.3 to 5 grams per m 2. The electrical voltage is 1 to 100 volts and the residence time in the electrolyte is 1 to 300 seconds, in particular 15 seconds. The electrolyte used for the anodizing may also contain further, known and useful components, such as aluminum sulfate with a concentration up to the saturation point, in order to support the process consistency and to increase the electrical conductivity of the electrolyte.
Ein Aluminiumträger mit aufgerauhter Oberfläche, die eine anodisch oxidierte Schicht aufweist, besitzt eine ausgezeichnete Hydrophilie und kann direkt mit einer lichtempfindlichen Schicht beschichtet werden. Wahlweise kann der Träger auch einer hydrophilen Behandlung in bekannter Weise ausgesetzt werden, bevor die lichtempfindliche Schicht aufgebracht wird. Beispielsweise kann der Träger mit einer Silikatschicht unter Verwendung eines Alkalimetallsilikats oder mit einer Polymerschicht unter Verwendung einer Polyvinylphosphonsäure ausgerüstet werden.An aluminum substrate with a roughened surface, which has an anodized layer, has excellent hydrophilicity and can be coated directly with a light-sensitive layer. Optionally, the support can also be subjected to a hydrophilic treatment in a known manner before the photosensitive layer is applied. For example, the support can be provided with a silicate layer using an alkali metal silicate or with a polymer layer using a polyvinylphosphonic acid.
Eine licht- bzw. photoempfindliche Schicht umfaßt im allgemeinen einen Photosensibilisator und einen Harzbinder. Sie kann des weiteren zusätzliche Bestandteile wie Farbstoffe, Plastifiziermittel, Säurestabilisatoren, Oberflächenmittel, antistatische Zusammensetzungen, UV-Absorber, optische Aufheller, Inertfüllungen, Gleitmittel und restliche Beschichtungslösungen enthalten. Ein bevorzugter, negativ-arbeitender Photosensibilisator ist ein lichtempfindliches Polymerdiazoniumsalz. Ein bevorzugter, positiv-arbeitenden Photosensibilisator ist ein lichtempfindliches Naphthoquinondiazid. Andere Photosensibilisatoren umfassen Azide, photospaltbare Verbindungen und photohärtbare Verbindungen. Einige Photosensibilisatoren erfordern einen zusätzlichen Überzug, um insbesondere das Eindringen von Sauerstoff zu verhindern. Der Harzbinder kann aus einer Gruppe bestehend aus Vinylacetalpolymeren, Styrol/Maleinanhydridcopolymeren und Phenolharzen ausgewählt werden. In bevorzugter Weise beträgt der Anteil des Harzbinders in der photoempfindlichen Schicht 30 bis 95 Gew.-%, im besonderen 50 bis 90 Gew.-%. Die photoempfindliche Schicht kann auch mit einer Abstandsschicht überzogen werden, um die Vakuumabsaugzeit beim Belichten abzusenken. Der Photosensibilisator hat einen Anteil von 5 bis 70 Gew.-%, bevorzugt von 10 bis 50 Gew.-% in der photoempfindlichen Schicht.A photosensitive layer generally comprises a photosensitizer and a resin binder. It can furthermore contain additional constituents such as dyes, plasticizers, acid stabilizers, surface agents, antistatic compositions, UV absorbers, optical brighteners, inert fillings, lubricants and remaining coating solutions. A preferred negative working photosensitizer is a photosensitive polymer diazonium salt. A preferred positive working photosensitizer is a photosensitive naphthoquinone diazide. Other photosensitizers include azides, photo-cleavable compounds and photo-curable compounds. Some photosensitizers require an additional coating, in particular to prevent the ingress of oxygen. The resin binder can be selected from a group consisting of vinyl acetal polymers, styrene / maleic anhydride copolymers and phenolic resins. The proportion of the resin binder in the photosensitive layer is preferably 30 to 95% by weight, in particular 50 to 90% by weight. The photosensitive layer can also be coated with a spacer layer in order to reduce the vacuum suction time during exposure. The photosensitizer has a proportion of 5 to 70% by weight, preferably 10 to 50% by weight in the photosensitive layer.
Die Zusätze zu der photoempfindlichen Schicht können mit kompatiblen Lösungsmitteln wie Ethanol, Ethylenglykolmonomethylether, Gamma-butyrolacton, Propylenglykolmonomethylether und mit Diethylketon gemischt sein. Mit einer solchen Lösung wird dann die gebürstete Aluminiumoberfläche beschichtet. Die photoempfindliche Schicht hat ein bevorzugtes Trockenschichtgewicht zwischen 0,1 und 5 g/m², insbesondere von 0,2 bis 2 g/m². Die photoempfindliche Schicht wird bildweise nach bekannten Techniken belichtet. Eine derartige Belichtung kann mit Hilfe einer UV-Lichtquelle durch eine Filmmaske unter Vakuumrahmenbedingungen ausgeführt werden. Quecksilberdampfentladungslampen und Metallhalogenlampen werden bevorzugt eingesetzt. Andere Strahlenquellen sind Kohlenstoffbogenlampen, gepulste Xenon-Lampen und Laser. Lichtabsorptionsfilter können zum Reduzieren der Lichtstrahlung in dem Material verwendet werden. Nach der Belichtung wird die photoempfindliche Schicht durch Herauslösen der Nichtbildflächen aus der photoempfindlichen Schicht unter Verwendung eines geeigneten Entwicklers entwickelt und anschließend getrocknet. Jede Entwicklerlösung, die in zufriedenstellender Weise die Nichtbildflächen der photoempfindlichen Schicht nach der Belichtung entfernt, während sie die Bildflächen bewahrt, kann verwendet werden. Geeignete Entwicklerzusammensetzungen umfassen Lösungen, die Zusätze wie Natriummetasilikat, Trinatriumphosphat, Mononatriumphosphat und Alkylhydroxyle in Wasser für Diazidbeschichtungen, n-Propanol in Wasser für Diazoniumsalzbeschichtungen und Benzol für Azidbeschichtung enthalten. Das entwickelte Bild auf der Druckplatte wird durch eine Konservierungsbehandlung geschützt.The additives to the photosensitive layer can be mixed with compatible solvents such as ethanol, ethylene glycol monomethyl ether, gamma-butyrolactone, Propylene glycol monomethyl ether and mixed with diethyl ketone. The brushed aluminum surface is then coated with such a solution. The photosensitive layer has a preferred dry layer weight between 0.1 and 5 g / m², in particular from 0.2 to 2 g / m². The photosensitive layer is exposed imagewise according to known techniques. Such exposure can be carried out using a UV light source through a film mask under vacuum frame conditions. Mercury vapor discharge lamps and metal halide lamps are preferred. Other sources of radiation are carbon arc lamps, pulsed xenon lamps and lasers. Light absorption filters can be used to reduce light radiation in the material. After exposure, the photosensitive layer is developed by removing the non-image areas from the photosensitive layer using a suitable developer and then dried. Any developer solution which satisfactorily removes the non-image areas of the photosensitive layer after exposure while keeping the image areas can be used. Suitable developer compositions include solutions containing additives such as sodium metasilicate, trisodium phosphate, monosodium phosphate and alkyl hydroxyls in water for diazide coatings, n-propanol in water for diazonium salt coatings and benzene for azide coatings. The developed image on the printing plate is protected by a preservation treatment.
Die nachstehend beschriebenen Beispiele erläutern die Erfindung, ohne den Erfindungsgegenstand zu beschränken, wobei zu dem Verhältnis der Anzahl der Fasern zu der Anzahl der Metalldrähte anzumerken ist, daß auf 1 mm² Bürstenstreifen etwa 10 Fasern oder 100 Metalldrähte angeordnet sein können.The examples described below illustrate the invention without restricting the subject matter of the invention, it being noted in relation to the ratio of the number of fibers to the number of metal wires that approximately 10 fibers or 100 metal wires can be arranged on 1 mm² brush strips.
Trägermaterial aus einer Aluminiumlegierung 1100 mit einer maximalen Bandbreite von 1,3 m und einer Dicke von 0,3 mm wird bei einer Bandlaufgeschwindigkeit von 18 m/min für die Herstellung einer Druckplatte vorbereitet. Das Trägerband wird zuerst gereinigt, entfettet und leicht geätzt mittels einer Behandlung in einer wäßrigen Alkalilösung, die ungefähr 20 g pro Liter Natriumhydroxid, Aluminiumionen und ein Entfettungsmittel enthält, wobei die Temperatur auf ungefähr 65 °C für eine Verweilzeit von 7 Sekunden gehalten wird. Danach wird das Trägerband mit einer Aufschlämmung naßgebürstet, wobei die Bürstenwalze einen Durchmesser von 0,6 m, eine Breite von 1,5 m und eine Drehgeschwindigkeit von 500 Umdrehungen pro Minute hat. 80 Bürstenstreifen sind über die Walzenbreite angebracht, wovon 60 Bürstenstreifen Nylon 6.6 Fasern mit einem Durchmesser von 0,3 mm und die verbleibenden 20 Bürstenstreifen Drähte aus rostfreiem Stahl mit einem Durchmesser von 0,1 mm enthalten. Die Bürstenstreifen sind in sich wiederholenden Gruppen aus 3 Streifen aus Nylon mit einem Streifen aus Metall angeordnet. Die Kontaktstrecke der Bürstenwalze mit der Aluminiumoberfläche beträgt 550 mm. Die Aufschlämmung besteht aus 20 Gew.-% abrasiver Partikel in Wasser. Die Partikel bestehen zu 99,6 Gew.-% aus Siliziumoxid, 0,1 Gew.-% Aluminiumoxid, 0,02 Gew.-% Eisenoxid und 0,2 Gew.-% anderer Materialien. Die mittlere Partikelgröße beträgt 19 µm. Die Aufschlämmung umfaßt 3000 Liter, die sich unter ständiger Zirkulation befinden und an den Bürstenwalzen mit 200 Liter pro Minute angetragen werden. Das aufgerauhte Trägerband wird anschließend mit Wasser gespült, abgequetscht, getrocknet, anodisiert, hydrophilisiert und wieder getrocknet. Die Anodisierung erfolgt mit einer Lösung bei 45 °C, die 150 g pro Liter konzentrierter Schwefelsäure (95 bis 98 Gew.-%) und ungefähr 6 g pro Liter Aluminiumsulfatoctadecahydrat enthält. Die Gleichstromdichte beträgt 26 A/dm², und der Gleichstrom wird intermittierend für eine Gesamtzeit von 8 Sekunden eingeschaltet, wobei eine Oxidschicht von 2 g/m² erzeugt wird. Die anodisierte Oberfläche wird durch Eintauchen in eine wäßrige Lösung, die 2,2 Gew.-% Polyvinylphosphonsäure bei einer Temperatur von 75 °C enthält, hydrophil gemacht.Carrier material made of an aluminum alloy 1100 with a maximum belt width of 1.3 m and a thickness of 0.3 mm is at a belt running speed of 18 m / min prepared for the production of a printing plate. The carrier tape is first cleaned, degreased and lightly etched by treatment in an aqueous alkali solution containing about 20 g per liter of sodium hydroxide, aluminum ions and a degreasing agent, keeping the temperature at about 65 ° C for a 7 second residence time. The carrier tape is then wet-brushed with a slurry, the brush roller having a diameter of 0.6 m, a width of 1.5 m and a speed of rotation of 500 revolutions per minute. 80 brush strips are attached across the roller width, of which 60 brush strips contain nylon 6.6 fibers with a diameter of 0.3 mm and the remaining 20 brush strips contain stainless steel wires with a diameter of 0.1 mm. The brush strips are arranged in repeating groups of 3 strips of nylon with a strip of metal. The contact distance of the brush roller with the aluminum surface is 550 mm. The slurry consists of 20% by weight of abrasive particles in water. The particles consist of 99.6% by weight of silicon oxide, 0.1% by weight of aluminum oxide, 0.02% by weight of iron oxide and 0.2% by weight of other materials. The average particle size is 19 µm. The slurry comprises 3000 liters, which are under constant circulation and are applied to the brush rollers at 200 liters per minute. The roughened carrier tape is then rinsed with water, squeezed off, dried, anodized, hydrophilized and dried again. The anodization is carried out with a solution at 45 ° C. which contains 150 g per liter of concentrated sulfuric acid (95 to 98% by weight) and approximately 6 g per liter of aluminum sulfato octadecahydrate. The direct current density is 26 A / dm 2 and the direct current is intermittently turned on for a total of 8 seconds, producing an oxide layer of 2 g / m 2. The anodized surface is made hydrophilic by immersion in an aqueous solution containing 2.2% by weight of polyvinylphosphonic acid at a temperature of 75 ° C.
Das Verhältnis der Anzahl der Fasern zu der Anzahl der Metalldrähte beträgt 0,3.The ratio of the number of fibers to the number of metal wires is 0.3.
Dies gilt auch für die Beispiele 3 bis 9.This also applies to Examples 3 to 9.
Die Borsten der Bürstenwalze 1 sind zu Beginn der Naßbürstung 40 mm lang. Nachdem 250 000 m Trägerband gebürstet worden sind, sind die Borsten bis auf eine Länge von 7 mm abgerieben. Die Oberflächenrauhheit des Trägermaterials am Beginn der Naßbürstung ist ähnlich zu derjenigen nach dem Durchlauf von 250 000 m Trägermaterial. Die Mittenrauhwert Ra beträgt 0,38 µm in Bandlaufrichtung und 0,42 µm quer zur Bandlaufrichtung, so daß die Differenz zwischen den beiden Mittenrauhwerten, bezogen auf den Wert in Bandlaufrichtung, etwa 10,5 % beträgt.The bristles of the brush roller 1 are 40 mm long at the beginning of the wet brushing. After 250,000 m of carrier tape have been brushed, the bristles are rubbed down to a length of 7 mm. The surface roughness of the substrate at the start of the wet brushing is similar to that after the passage of 250,000 m of substrate. The average roughness R a is 0.38 μm in the direction of tape travel and 0.42 μm transverse to the direction of tape travel, so that the difference between the two average roughness values, based on the value in the direction of tape travel, is approximately 10.5%.
Die Naßbürstung gemäß dem Beispiel 1 wird wiederholt, wobei die Bürstenwalze nur Bürstenstreifen aus Nylon 6.6-Fasern enthält. Die Borsten sind schon nach dem Durchlauf von 30,000 m Trägermaterial bis auf eine Länge von 7 mm abgerieben. Dies bedeutet, daß die Lebensdauer beziehungsweise die Standzeit der Bürstenwalze nur 1/8 derjenigen des Beispiels 1 beträgt. Die Oberflächenrauhheit ist ähnlich zu derjenigen in Beispiel 1, nämlich mit einem Mittenrauhwert Ra von 0,36 µm in Bandlaufrichtung und 0,41 µm quer zur Bandlaufrichtung, so daß sich eine Differenz zwischen den beiden Mittenrauhwerten von ungefähr 14 %, bezogen auf den Mittenrauhwert in Bandlaufrichtung, ergibt.The wet brushing according to Example 1 is repeated, the brush roller containing only brush strips made of nylon 6.6 fibers. The bristles are rubbed down to a length of 7 mm after the passage of 30,000 m of carrier material. This means that the service life or the service life of the brush roller is only 1/8 of that of Example 1. The surface roughness is similar to that in Example 1, namely with an average roughness value R a of 0.36 μm in the direction of strip travel and 0.41 μm transverse to the direction of strip travel, so that there is a difference between the two average roughness values of approximately 14%, based on the average roughness value in the direction of tape travel.
Das Beispiel 1 wird mit einer Bürstenwalze 1 wiederholt, bei der jedoch 20 Bürstenstreifen aus Metalldraht durch eine gleiche Anzahl von Bürstenstreifen aus Nylon 6.6-Fasern mit einem Durchmesser von 0,5 mm ersetzt sind. Die Borsten der Bürstenwalze sind schon nach 30,000 m Banddurchlauf des Trägermaterials bis auf 7 mm abgetragen. Eine Erhöhung der Lebensdauer beziehungsweise der Standzeit der Bürstenwalze 1 ergibt sich bei diesem Vergleichsbeispiel B nicht. Die Oberflächenrauhheit ist ähnlich zu derjenigen nach Beispiel 1.Example 1 is repeated with a brush roller 1, but in which 20 brush strips made of metal wire are replaced by an equal number of brush strips made of nylon 6.6 fibers with a diameter of 0.5 mm. The bristles of the brush roller are worn down to 7 mm after just 30,000 m of belt run. There is no increase in the service life or the service life of the brush roller 1 in this comparative example B. The surface roughness is similar to that of the example 1.
Das Beispiel 1 wird mit einer Bürstenwalze 1 wiederholt, bei der 60 Bürstenstreifen aus Fasern mit einem Durchmesser von 0,3 mm durch eine gleiche Anzahl von Bürstenstreifen aus Fasern mit einem Durchmesser von 0,5 mm und 20 Bürstenstreifen aus Metalldraht durch eine gleiche Anzahl von Bürstenstreifen aus Fasern mit einem Durchmesser von 0,3 mm ersetzt werden. Es wird dadurch eine zu dem Vergleichsbeispiel B entgegengesetzte Konfiguration der Bürstenwalze 1 erhalten. Die Borsten sind nach einem Banddurchlauf von 40,000 m bis auf 7 mm Länge abgetragen. Dies stellt eine geringfügige Verbesserung gegenüber den Vergleichsbeispielen A und B dar, jedoch ist das Ergebnis bei weitem nicht so gut wie das nach Beispiel 1. Der Mittenrauhwert Ra ändert sich bei diesem Vergleichsbeispiel C erheblich und beträgt 0,68 µm in Bandlaufrichtung und 0,80 µm quer zur Bandlaufrichtung, was eine Differenz von rund 17,6 %, bezogen auf die Rauhheit in Bandlaufrichtung, ergibt.Example 1 is repeated with a brush roller 1, in which 60 brush strips made of fibers with a diameter of 0.3 mm by an equal number of brush strips made of fibers with a diameter of 0.5 mm and 20 brush strips made of metal wire by an equal number of Brush strips made of fibers with a diameter of 0.3 mm can be replaced. As a result, a configuration of the brush roller 1 opposite to that of Comparative Example B is obtained. The bristles are removed after a belt pass of 40,000 m to a length of 7 mm. This represents a slight improvement compared to comparative examples A and B, but the result is nowhere near as good as that according to example 1. The mean roughness value R a changes considerably in this comparative example C and is 0.68 μm in the direction of strip travel and 0. 80 µm across the strip running direction, which results in a difference of around 17.6% based on the roughness in the strip running direction.
Das Beispiel 1 wird mit einer Bürstenwalze 1 wiederholt, bei der sämtliche Bürstenstreifen aus rostfreien Stahldrähten bestehen. Die Rauhheit ist ähnlich zu derjenigen, die man durch eine trockene Drahtbürstung erhält, nämlich von geringer Tiefe und gerichtet. Des weiteren ist nachteilig, daß höhere Ziehkräfte erforderlich sind, da die Drähte die Aluminiumoberfläche des sich entgegengesetzt bewegenden Trägerbandes aushöhlen.Example 1 is repeated with a brush roller 1, in which all brush strips are made of stainless steel wires. The roughness is similar to that obtained by dry wire brushing, namely of shallow depth and directional. Another disadvantage is that higher drawing forces are required because the wires hollow out the aluminum surface of the carrier tape moving in opposite directions.
Das Beispiel 1 wird mit einer Bürstenwalze 1 wiederholt, bei der die Anzahl der Faserbürstenstreifen 70 anstelle von 60 und die Anzahl der Metalldraht-Bürstenstreifen 10 anstelle von 20 beträgt. Das Verhältnis der Anzahl der Fasern zu der Anzahl der Metalldrähte beträgt 0,7. Die Oberflächenrauhheit ist ähnlich zu derjenigen in Beispiel 1. Die Borsten sind nach ungefähr 150,000 m Banddurchlauf bis auf eine Länge vom 7 mm abgetragen. Es wird gegenüber dem Vergleichsbeispiel A die fünffache Lebensdauer der Bürstenwalze 1 erhalten.Example 1 is repeated with a brush roller 1 in which the number of fiber brush strips is 70 instead of 60 and the number of metal wire brush strips 10 instead of 20. The ratio of the number of fibers to the number of metal wires is 0.7. The surface roughness is similar to of those in Example 1. The bristles are removed to a length of 7 mm after approximately 150,000 m of belt run. Compared to comparative example A, five times the life of the brush roller 1 is obtained.
Beispiel 1 wird wiederholt, wobei die mittlere Partikelgröße der Aufschlämmung 0,11 µm anstelle von 0,19 µm beträgt. Der Mittenrauhwert Ra ist 0,32 µm in Bandlaufrichtung und 0,36 µm quer zur Bandlaufrichtung.Example 1 is repeated, the average particle size of the slurry being 0.11 µm instead of 0.19 µm. The average roughness value R a is 0.32 µm in the direction of strip travel and 0.36 µm in the cross direction of the strip.
Beispiel 1 wird mit einer Aufschlämmung wiederholt, bei der die Aufschlämmungskonzentration 30 Gew.-% anstelle von 20 Gew.-% beträgt. Der Mittenrauhwert Ra in Bandlaufrichtung ist 0,45 µm und quer zur Bandlaufrichtung 0,51 µm.Example 1 is repeated with a slurry in which the slurry concentration is 30% by weight instead of 20% by weight. The average roughness value R a in the tape running direction is 0.45 µm and 0.51 µm across the tape running direction.
Beispiel 4 wird wiederholt, wobei die Bandlaufgeschwindigkeit 45 m/min anstelle von 18 m/min beträgt und der Anodisierstrom wird proportional zu der Bandlaufgeschwindigkeit um einen Faktor von 2,5 erhöht, um das gleiche Oxidgewicht zu erhalten. Die Borsten der Bürstenwalze 1 sind nach einem Banddurchlauf von 400,000 m bis auf 7 mm Länge abgetragen. Die Oberflächenrauhheit ist geringfügig niedriger im Vergleich zu Beispiel 4, jedoch weiterhin gleichförmig. Die Mittenrauhwerte betragen 0,37 µm in Bandlaufrichtung und 0,42 µm quer zur Bandlaufrichtung.Example 4 is repeated, with the belt running speed being 45 m / min instead of 18 m / min and the anodizing current being increased in proportion to the belt running speed by a factor of 2.5 in order to obtain the same oxide weight. The bristles of the brush roller 1 are removed to a length of 7 mm after a belt pass of 400,000 m. The surface roughness is slightly lower compared to Example 4, but is still uniform. The average roughness values are 0.37 µm in the strip running direction and 0.42 µm transverse to the strip running direction.
Das Beispiel 5 wird wiederholt, wobei jedoch sämtliche Bürstenstreifen ausschließlich Nylonfasern enthalten. Die Nylonborsten sind schon nach 48,000 m bis auf eine Länge von 7 mm abgetragen. Dies bedeutet wiederum eine Reduktion der Standzeit beziehungsweise der Einsatzzeit der Bürstenwalzen auf 1/8 des Wertes im Beispiel 5. Die Oberflächenrauhheit ist ähnlich zu derjenigen nach Beispiel 4.Example 5 is repeated, but all brush strips contain only nylon fibers. The nylon bristles are worn down to a length of 7 mm after 48,000 m. This in turn means a reduction in the service life or the operating time of the brush rollers to 1/8 of the value in Example 5. The surface roughness is similar to that of Example 4.
Es werden Trägerbänder aus einer Aluminiumlegierung 3003 mit einer maximalen Bandbreite von 1,2 m und einer Dicke von 0,4 mm bei einer Bandgeschwindigkeit von 18 m/min für das Aufrauhen vorbereitet. Die Bänder werden zuerst gereinigt und entfettet, durch eine Behandlung mit einer wäßrigen alkalischen Lösung, die ungefähr 5 % eines schwach alkalischen Spritzentfettungs- und Reinigungsmittel für Metalloberflächen mit speziellen Zusätzen zur Schichtverfeinerung von Phosphatschichten enthält, bei einer Temperatur von ungefähr 55 °C. Die Bänder werden anschließend mittels 4 Bürstenwalzen, die einen Durchmesser von 0,3 m und eine Breite von 1,5 m haben, mit einer Aufschlämmung naßgebürstet. Vierzig Bürstenstreifen sind auf jeder Bürstenwalze angeordnet, von denen 30 Bürstenstreifen aus Nylon 6.6-Fasern mit einem Durchmesser von 0,3 mm und die verbleibenden 10 Bürstenstreifen aus rostfreien Stahldrähten mit einem Durchmesser von 0,1 mm bestehen. Die Bürstenstreifen sind in sich wiederholenden Gruppen von 3 Streifen aus Nylon mit einem Streifen aus Metalldraht voneinander beabstandet. Die Kontaktstrecke von einer Bürstenwalze mit der Aluminiumoberfläche beträgt 60 mm. Die Aufschlämmung besteht aus 22 Gew.-% abrasiver Partikel in Wasser. Die Partikel setzen sich aus 59,7 Gew.-% Siliziumoxid, 22,7 Gew.-% Aluminiumoxid und 16,6 Gew.-% anderer abrasiver Materialien zusammen. Die mittlere Partikelgröße beträgt 48 µm. Die Aufschlämmung umfaßt 1200 Liter, die ständig zirkulieren. Das aufgerauhte Trägerband wird mit Wasser gespült, abgequetscht, getrocknet, anodisiert, hydrophilisiert und wieder getrocknet. Die Anodisierung erfolgt bei 40 °C mit einer Lösung, die 190 g pro Liter konzentrierte Schwefelsäure (95 bis 98 Gew.-%) und ungefähr 10 g pro Liter Aluminiumsulfatoctadecahydrat enthält. Es wird Gleichstrom angelegt, um eine Oxidschicht von 0,5 g/m² zu erhalten. Die anodisierte Oberfläche wird durch Eintauchen in eine wäßrige Lösung, die 2 % Polyvinylphosphonsäure enthält, bei 72 °C hydrophilisiert. Die Borsten auf der Bürstenwalze sind zu Beginn des Aufrauhens 40 mm lang. Nachdem ungefähr 1 Million Meter Trägerband aufgerauht wurden, beträgt die Länge der Borsten noch 7 mm. Die Oberflächenrauhheit des Materials zu Beginn ist ähnlich zu derjenigen nach der Aufrauhung von 1 Million Meter Trägerband. Die Mittenrauhwerte Ra betragen 0,32 µm in Bandlaufrichtung und 0,35 µm quer zur Bandlaufrichtung.Carrier tapes made of an aluminum alloy 3003 with a maximum belt width of 1.2 m and a thickness of 0.4 mm at a belt speed of 18 m / min are prepared for roughening. The tapes are first cleaned and degreased by treatment with an aqueous alkaline solution containing approximately 5% of a weakly alkaline spray degreasing and cleaning agent for metal surfaces with special additives for refining layers of phosphate layers at a temperature of approximately 55 ° C. The strips are then wet-brushed with a slurry using 4 brush rollers, which have a diameter of 0.3 m and a width of 1.5 m. Forty brush strips are arranged on each brush roller, of which 30 brush strips are made of nylon 6.6 fibers with a diameter of 0.3 mm and the remaining 10 brush strips are made of stainless steel wires with a diameter of 0.1 mm. The brush strips are spaced apart in repeating groups of 3 strips of nylon with a strip of metal wire. The contact distance from a brush roller to the aluminum surface is 60 mm. The slurry consists of 22% by weight of abrasive particles in water. The particles are composed of 59.7% by weight of silicon oxide, 22.7% by weight of aluminum oxide and 16.6% by weight of other abrasive materials. The average particle size is 48 µm. The slurry contains 1200 liters that circulate continuously. The roughened carrier tape is rinsed with water, squeezed off, dried, anodized, hydrophilized and dried again. The anodization is carried out at 40 ° C. with a solution which contains 190 g per liter of concentrated sulfuric acid (95 to 98% by weight) and approximately 10 g per liter of aluminum sulfato octadecahydrate. Direct current is applied to obtain an oxide layer of 0.5 g / m². The anodized surface is immersed in an aqueous solution, the 2% polyvinylphosphonic acid contains, hydrophilized at 72 ° C. The bristles on the brush roller are 40 mm long at the start of roughening. After roughly 1 million meters of carrier tape has been roughened, the length of the bristles is still 7 mm. The surface roughness of the material at the beginning is similar to that after the roughening of 1 million meters of carrier tape. The average roughness values R a are 0.32 µm in the strip running direction and 0.35 µm transverse to the strip running direction.
Das Beispiel 6 wird wiederholt, wobei jedoch alle Bürstenstreifen aus Nylon 6.6-Fasern bestehen. Die Borsten werden bis auf eine Länge von 7 mm nach nur 200,000 m Banddurchlauf abgetragen. Das bedeutet eine Reduktion der Lebensdauer der Bürstenwalze um den Faktor 5. Die Oberflächenrauhheit ist ähnlich zu derjenigen nach Beispiel 6, nämlich mit Mittenrauhwerten Ra von 0,31 µm in Bandlaufrichtung und 0,35 µm quer zur Bandlaufrichtung.Example 6 is repeated, but all brush strips are made of nylon 6.6 fibers. The bristles are removed to a length of 7 mm after a belt pass of only 200,000 m. This means a reduction in the service life of the brush roller by a factor of 5. The surface roughness is similar to that according to Example 6, namely with mean roughness values R a of 0.31 µm in the direction of strip travel and 0.35 µm transverse to the direction of strip travel.
Das Beispiel 6 wird wiederholt, wobei die erste Bürstenwalze nur Metalldrahtstreifen aufweist und die anderen 3 Bürstenwalzen nur mit Nylonfasern ausgerüstet sind, anstelle gemischter Bürstenstreifen für alle 4 Bürstenwalzen. Die Rauhheit der Oberfläche ist stärker ausgerichtet als im Falle des Beispiels 6. Die Nylonborsten sind nach nur 200,000 m Trägerbanddurchlauf bis auf 7 mm Länge abgetragen.Example 6 is repeated, the first brush roller having only metal wire strips and the other 3 brush rollers being equipped only with nylon fibers, instead of mixed brush strips for all 4 brush rollers. The roughness of the surface is more aligned than in the case of example 6. The nylon bristles are worn down to a length of 7 mm after only 200,000 m of carrier tape pass.
Beispiel 6 wird wiederholt, wobei die ersten 3 Bürstenwalzen nur Nylonfasern aufweisen und die letzte Bürstenwalze nur mit Metalldrähten ausgestattet ist. Die Oberflächenrauhheit ist stärker gerichtet als im Beispiel 6 und im Vergleichsbeispiel G, mit einer Mittenrauhtiefe Ra von 0,28 µm in Bandlaufrichtung und 0,38 µm quer zur Bandlaufrichtung. Die Nylonborsten sind bis auf den gleichen Betrag wie im Vergleichsbeispiel G abgetragen.Example 6 is repeated, the first 3 brush rollers having only nylon fibers and the last brush roller being equipped with metal wires only. The surface roughness is more pronounced than in Example 6 and in Comparative Example G, with an average roughness R a of 0.28 μm in the strip running direction and 0.38 μm transverse to the strip running direction. The nylon bristles are worn down to the same amount as in comparative example G.
Beispiel 6 wird wiederholt, wobei das Band auf beiden Seiten aufgerauht wird. Vier Bürstenwalzen sind zum Aufrauhen der einen Seite und 4 weitere Bürstenwalzen sind zum Aufrauhen der anderen Seite vorhanden. Alle 8 Bürstenwalzen sind im Verhältnis 3:1 der Nylonfasern zu Metalldrähten, ähnlich wie im Beispiel 6, ausgestattet. Die gemischten Borsten werden im gleichen Umfang abgetragen, wie dies im Beispiel 6 angegeben ist.Example 6 is repeated with the tape being roughened on both sides. There are four brush rollers for roughening one side and 4 additional brush rollers for roughening the other side. All 8 brush rollers are equipped in a ratio of 3: 1 of the nylon fibers to metal wires, similar to example 6. The mixed bristles are removed to the same extent as indicated in Example 6.
Das Aluminiumband des Beispiels 1 wird mit der folgenden positiv arbeitenden photoempfindlichen Schicht beschichtet, die anschließend bei 150 °C bis zu einem Trockengewicht von 2 g/m² getrocknet wird. Das Band wird in vorsensibilisierte Druckplatten geschnitten. Die Zusammensetzung der photoempfindlichen Schicht lautet wie folgt, wobei die Zahlenangaben Gewichtsprozente betreffen:
- 4,116
- Ester des Bis-(3-benzoyl-4,5,6-trihydroxyphenyl)-methan und 1,2-Naphthochinon-2-diazid-5-sulfonsäure wie in dem U.S. Patent 4,407,926 beschrieben
- 3,900
- Novolakharz
- 0,021
- öllöslicher gelber Farbstoff (yellow GGN)
- 10,334
- Cyclohexanon
- 75,856
- Ethylenglykolmonomethylether
- 4,116
- Esters of bis (3-benzoyl-4,5,6-trihydroxyphenyl) methane and 1,2-naphthoquinone-2-diazide-5-sulfonic acid as described in US Patent 4,407,926
- 3,900
- Novolak resin
- 0.021
- oil-soluble yellow dye (yellow GGN)
- 10,334
- Cyclohexanone
- 75.856
- Ethylene glycol monomethyl ether
Die erhaltene, vorsensibilisierte Platte wird durch einen gerasterten Positivfilm unter Verwendung einer Metallhalogenlampe belichtet. Danach wird die Platte 3,5 Minuten lang mit dem nachstehend angegebenen Entwickler entwickelt. Die belichteten Flächen werden durch diesen Entwickler entfernt. Danach wird die Platte eingefärbt und mit einem Konservierungsmittel behandelt. Die verarbeitete Platte wird in eine Offset-Druckmaschine eingesetzt und liefert über 100,000 Drucke guter Bildqualität. Der Entwickler hat beispielsweise folgende Zusammensetzung:
- 92,3
- Wasser
- 3,96
- Natriummetasilikatpentahydrat
- 3,40
- Binatriumphosphatdecahydrat
- 0,34
- Mononatriumphosphatmonohydrat
- 92.3
- water
- 3.96
- Sodium metasilicate pentahydrate
- 3.40
- Disodium phosphate decahydrate
- 0.34
- Monosodium phosphate monohydrate
Das Aluminiumband des Beispiels 6 wird mit der folgenden negativ arbeitenden photoempfindlichen Schicht beschichtet, die bei einer Temperatur von 125 °C auf ein Trockengewicht von 0,7 g/m² getrocknet wird. Die Zahlenangaben sind in Gewichtsprozent.
- 4,116
- Polykondensationsprodukt von 3-Methoxy-4-diazo-diphenylaminsulfat und 4,4'-bis-methoxymethyldiphenylether niedergeschlagen als Mesitylensulfonat, wie in dem U.S.-Patent 3,839,392 beschrieben
- 3,900
- Polyvinylacetal/Polyvinylalkohol/Polyvinylacetat-Harz mit 76,6 Gew.-% Acetalgruppen, 9,8 Gew.-
% Hydroxylgruppen und 13,6 Gew.-% Acetatgruppen, wie im U.S.-Patent 4,808,508 beschrieben - 0,288
- Phosphorsäure (85 %)
- 0,021
- 4-Phenylazodiphenylamin
- 5,555
- Dispersion aus 6,43 Gew.-% Farbpigmenten und 5,47 Gew.-% Polyvinylacetal/Polyvinylalkohol/Polyvinylacetat-Harz mit 76,6 Gew.-% Acetalgruppen, 9,8 Gew.-
% Hydroxylgruppen und 13,6 Gew.-% Acetatgruppen im Verhältnis 1:1 von Gamma-butyrolacton zu Propylenglykolmonomethylether - 10,334
- Gamma-butyrolacton
- 75,856
- Propylenglykolmonomethylether.
- 4,116
- Polycondensation product of 3-methoxy-4-diazo-diphenylamine sulfate and 4,4'-bis-methoxymethyldiphenyl ether precipitated as mesitylene sulfonate, as described in U.S. Patent 3,839,392
- 3,900
- Polyvinyl acetal / polyvinyl alcohol / polyvinyl acetate resin with 76.6 wt% acetal groups, 9.8 wt% hydroxyl groups and 13.6 wt% acetate groups as described in U.S. Patent 4,808,508
- 0.288
- Phosphoric acid (85%)
- 0.021
- 4-phenylazodiphenylamine
- 5,555
- Dispersion of 6.43% by weight of color pigments and 5.47% by weight of polyvinyl acetal / polyvinyl alcohol / polyvinyl acetate resin with 76.6% by weight of acetal groups, 9.8% by weight of hydroxyl groups and 13.6% by weight % Acetate groups in a 1: 1 ratio of gamma-butyrolactone to propylene glycol monomethyl ether
- 10,334
- Gamma-butyrolactone
- 75.856
- Propylene glycol monomethyl ether.
Bei dem Propylenglykolmonomethylether handelt es sich z.B. um ein Produkt der Firma Dow Chemical, USA.The propylene glycol monomethyl ether is e.g. a product from Dow Chemical, USA.
Die erhaltene vorsensibilisierte Platte wird durch einen gerasterten Negativfilm hindurch belichtet und mit dem nachstehend beschriebenen Entwickler entwickelt, der die unbelichteten Bereiche entfernt. Die entwickelte Platte liefert noch bei einer Druckauflage von mehr als 60,000 gute Bildqualität. Die Zusammensetzung des Entwicklers lautet:
- 89,264
- Wasser
- 0,2269
- Mononatriumphosphat
- 2,230
- Trinatriumphosphat
- 8,237
- Natriumtetradecylsulfat
- 89.264
- water
- 0.2269
- Monosodium phosphate
- 2,230
- Trisodium phosphate
- 8,237
- Sodium tetradecyl sulfate
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