DE3339410C1

DE3339410C1 - Verfahren zum elektrochemischen Aufrauhen von Aluminiumoberflaechen bei der Herstellung von Offsetdruckplatten

Info

Publication number: DE3339410C1
Application number: DE3339410A
Authority: DE
Inventors: Wolf-Rüdiger Dr.-Ing. 5160 Düren Depiereux
Original assignee: DUERENER MASCHINENFABRIK und E
Current assignee: DUERENER MASCHINENFABRIK und E
Priority date: 1983-10-29
Filing date: 1983-10-29
Publication date: 1991-08-29
Anticipated expiration: 2003-10-30
Also published as: EP0143932B1; EP0143932A1; ATE30747T1; US4564429A

Description

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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum elektrochemischen Aufrauhen von Aluminiumoberflächen bei der Herstellung von Offsetdruckplatten unter Verwendung eines Salpetersäure, Borsäure und Wasser enthaltenden Elektrolyten unter Wechselstrom.

Zur Herstellung von Offsetdruckplatten ist es bekannt, aus Aluminium oder Aluminiumlegierungen bestehende Einzelplatten oder Bänder, die nach Abschluß des Verfahrens in Einzelplatten aufgeteilt werden, elektrochemisch aufzurauhen, danach in einem weiteren Elektrolyten zu anodisieren und damit zu stabilisieren und schließlich die so bearbeiteten Oberflächen mit einer fotosensibien Beschichtung zu versehen.

Die erzeugte Oberflächenrauhigkeit dient dabei primär dazu, eine feste Verankerung der Beschichtung auf der Platte sowie die Wasserführung an den bildfreien Stellen in der Druckmaschine zu gewährleisten.

Hinsichtlich der Oberflächenrauhigkeit besteht zunächst die Forderung, daß sie über die gesamte Oberfläche homogen ist und daß vereinzelte grubenförmige Vertiefungen ausgeschlossen sind. Überdies bestehen hinsichtlich der Feinheit der Oberflächenrauhigkeit, also hinsichtlich der Porengröße, je nach dem speziellen Verwendungszweck der Druckplatten abweichende Anforderungen.

Die Oberflächenrauhigkeit wird durch eine Vielzahl von Parametern des angewendeten Verfahrens bestimmt. Hier sind insbesondere die Zusammensetzung des Elektrolyten, dessen Temperatur, die Stromdichte und die Verweilzeit der Einzelplatte bzw. des kontinuierlich weiter transportierten Bandes im Elektrolyten von Bedeutung. Zu beachten ist dabei aber, daß die für ein bestimmtes Verfahren geltende Kombination dieser Parameter nicht ohne weiteres geändert werden kann, ohne die Gefahr einzugehen, unbrauchbare Verfahrenserzeugnisse zu erhalten. Überdies 'ist es mit erheblichem Zeit- und Kostenaufwand verbunden, während des laufenden Betriebes in einer bestehenden Anlage die Werte der Elektrolyten, z. B. Temperatur und Badzusammensetzung, zu verändern, um unterschiedliche Oberflächenparameter entsprechend den verschiedenartigen Anforderungen der Druckindustrie zu erhalten.

So ist ein Verfahren zum gleichmäßigen und feinen elektrolytischen oder elektrochemischen Aufrauhen von Aluminiumoberflächen bekannt (DE-PS 2149 899), das einen Elektrolyten vorsieht, der 0,5 bis 2 Gewichtsprozent Salzsäure bzw. 0,5 bis 3 Gewichtsprozent Salpetersäure und 0,1 bis 1,5 Gewichtsprozent Borsäure enthält, wobei eine Stromdichte von 0,5 bis 10 A/dm² angewendet werden soll. Bei diesem Verfahren werden Einzelplatten taktweise durch den Elektrolyten bewegt, wobei die Verweilzeit im Elektrolyten 5 Minuten beträgt. Eine wesentliche Änderung der Rauhigkeitswerte, wie sie für bestimmte Druckvorgänge erforderlich ist, ist nun bei diesem bekannten Verfahren nicht etwa dadurch zu erzielen, daß der Säureanteil erhöht und/oder die Stromdichte gesteigert wird. Eine solche Veränderung der genannten Parameter würde vielmehr zu einer unregelmäßigen und damit unbrauchbaren Oberflächenstruktur führen.

Ferner ist ein Verfahren zum elektrochemischen Aufrauhen von Aluminium und dessen Verwendung als Trägermaterial für Offsetdruckplatten bekannt (DE-OS 32 22170), bei dem ein wäßriger Elektrolyt verwendet wird, der neben Salzsäure und/oder Salpetersäure Wasserstoffperoxid enthält. Zusätzlich kann der Elektrolyt Aluminiumchlorid und/oder Aluminiumnitrat enthalten. Die Verwendung eines Zusatzes von Borsäure zu Salpetersäure soll nach dieser Druckschrift nicht zu Oberflächen führen, die für die Anforderungen auf dem Druckplattengebiet ausreichend sind.

Das bekannte Verfahren zielt darauf, einen Aluminiumträger mit einer feinen, aufgerauhten, im wesentlichen narbenfreien Oberfläche zu schaffen. Es ist demzufolge nicht auch für die Herstellung einer gröberen Oberfläche bestimmt oder geeignet.

Es ist ferner ein Verfahren zur elektrolytischen Aufrauhung von Aluminium und zu dessen Verwendung als Trägermaterial für Offsetdruckplatten bekannt (EP-OS 0089508), bei dem ein Elektrolyt verwendet wird, der zwingend Salpetersäure und Oxalsäure enthal-

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ten muß. Als Zusätze können dann noch Borsäure, Alu- 2. Ausfuhrungsbeispiel:

miniumnitrat und/oder Wasserstoffperoxid im Elektrolyten enthalten sein. Auch nach dieser Druckschrift soll Salpetersäure 6,5 g/I ein Zusatz von Borsäuren zu Salpetersäure nicht zu Borsäure 5 5 g/l Oberflächen führen, die insbesondere für die Anforde- 5 .. . rangen auf dem Druckplattengebiet ausreichend sind. Aluminium 5,u g/l

Hinsichtlich der mit diesem bekannten Verfahren Temperatur des Elektrolyten 40⁰C

angestrebten Oberflächenrauhigkeit gelten die vorste- Rehandlunesdauer 60 s

henden Ausführungen betreffend die DE-OS 3222170. Behandlungsdauer 60 s

Der vorliegenden Erfindung liegt nun die Aufgabe io Dabei wurde nacheinander mit drei Stromdichten zugrunde, ein Verfahren der eingangs erwähnten Art so gearbeitet, wobei sich bei den einzelnen Stromdichten auszubilden, daß bei hoher Produktionsmenge eine folgende arithmethische Mittenrauhwerte Ra. ergaben: gleichmäßige Oberflächenrauhigkeit bei der Herstel- , „ .. , __ . .. ₂ „ . ,„ lung von Offsetdruckplatten mit einfachen Mitteln zwi- ^L Stromdichte 20 A/dm* Äa = 0,39 μπι sehen fein und grob gewählt werden kann. 15 2. Stromdichte 30 A/dm² Ra. = 0,55 μΐη

Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren der ein- 3. Stromdichte 40 A/dm² Ra = 0,97 μπι gangs erwähnten Art dadurch gelöst, daß das aufzurauhende Material als kontinuierliches Band durch den 3. Ausführungsbeispiel: Elektrolyten hindurchgeführt wird, daß der Elektrolyt 3 bis 15 g/l Aluminium enthält und die Stromdichte 20 Salpetersäure 6,5 g/l zwischen 15 und 90 A/dm² liegt. Borsäure 10 0 g/l

Durch die Konstanthaltung des Aluminiumanteils im .. . . '

Elektrolyten auf einem bestimmten Wert innerhalb des Aluminium 3,u g/l

angegebenen Bereichs wird es in überraschender Weise Temperatur des Elektrolyten 40° C

möglich, die Stromdichte in den genannten weiten 25 Behandlungsdauer 36 s

Grenzen zu variieren und damit entgegen der aus dem

Stand der Technik nahegelegten Befürchtung eine Dabei wurde nacheinander mit fünf Stromdichten

gleichmäßige, den Anforderungen der Druckindustrie gearbeitet, wobei sich bei den einzelnen Stromdichten entsprechende, nach Wunsch feine oder gröbere Ober- folgende arithmethische Mittenrauhwerte Ra ergaben: flächenrauhigkeit zu erhalten. Von Vorteil ist dabei ins- 30 , _c ... ,_n . ., ₂ _ „ ,, besondere, daß eine erwünschte Änderung der Oberflä- ^L Stromdichte 30 A/dm² *a = 0,33 μπι chenrauhigkeit durch die Änderung der Stromdichte 2. Stromdichte 40 A/dm² Ra. = 0,46 μπι allein herbeigeführt werden kann, die Stromdichte aber 3. Stromdichte 50 A/dm² Ra. = 0,63 μΐη den am einfachsten variablen beteiligten Parameter des ₄ stromdichte 60 A/dm² Rn = 0,89 μπι Verfahrens darstellt. Da dieses Verfahren zudem die 35 _{nn Ί}

Führung des aufzurauhenden Materials in Form eines ⁵· Stromdichte 70 A/dm² Ra. = 1,21 um kontinuierlichen Bandes vorsieht, sind hohe Produktionsmengen erreichbar. Die Möglichkeit des Einsatzes höherer Stromdichten führt zu einer wesentlichen Reduzierung der Verweilzeiten und damit zu einer gesteigerten Produktivität.

Vorteilhafte Weiterbildung des Verfahrens sind Gegenstand der Unteransprüche.

Im folgenden Teil der Beschreibung werden einige Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen Verfahrens beschrieben.

1. Ausführungsbeispiel:

Zusammensetzung des Elektrolyten:

• Salpetersäure 8,5 g/l
Borsäure 10,0 g/l
Aluminium 5,0 g/l

Temperatur des Elektrolyten 40⁰C Behandlungsdauer 60 s

Dabei wurde nacheinander mit vier Stromdichten gearbeitet, wobei sich bei den einzelnen Stromdichten folgende arithmethische Mittenrauhwerte Ra, ergaben:

1. Stromdichte 20 A/dm² Ra. = 0,45 μΐη

2. Stromdichte 30 A/dm² Ra. = 0,49 μΐη

3. Stromdichte 40 A/dm² Ra. = 0,55 μπι.

4. Stromdichte 60 A/dm² Ra = 0,99 μΐη

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Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zum elektrochemischen Aufrauhen von Aluminiumoberflächen bei der Herstellung von Offsetdruckplatten unter Verwendung eines Salpetersäure, Borsäure und Wasser enthaltenden Elektrolyten unter Wechselstrom, dadurch gekennzeichnet, daß das aufzurauhende Material als kontinuierliches Band durch den Elektrolyten hindurchgeführt wird, daß der Elektrolyt 3 bis 15 g/l Aluminium enthält und die Stromdichte zwischen 15 und 90 A/dm² liegt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Elektrolyt 4 bis 15 g/l Salpetersäure und 3 bis 12 g/l Borsäure enthält und die Zeit für das Hindurchführen des bandförmigen Materials durch den Elektrolyten zwischen 20 und 90 s liegt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Elektrolyt 6 bis 10 g/l SaI-petersäure, 5 bis 10 g/l Borsäure und 5 bis 8 g/l Aluminium enthält und daß die Zeit für das Hindurchführen des bandförmigen Materials durch den Elektrolyten 30 bis 60 s beträgt.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur des Elektrolyten zwischen 30 und 55° Cliegt.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur des Elektrolyten 40° C beträgt.

6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Stromdichte zwischen 20 und 70 A/dm² liegt.

7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Elektrolyt 8,5 g/l Salpetersäure, 10,0 g/l Borsäure und 5,0 g/l Aluminium enthält und daß bei einer Behandlungsdauer von 60 s die Stromdichte zwischen 20 und 60 A/dm² liegt.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Elektrolyt 6,5 g/l Salpetersäure, 5,5 g/l Borsäure und 5,0 g/l Aluminium enthält und daß bei einer Behandlungsdauer von 60 s die Stromdichte zwischen 20 und 40 A/dm² liegt,

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Elektrolyt 6,5 g/l Salpetersäure, 10,0 g/l Borsäure und 5,0 g/l Aluminium enthält und daß bei einer Behandlungsdauer von 36 s die Stromdichte zwischen 30 und 70 A/dm² liegt.