DE60021140T2

DE60021140T2 - Verfahren zur Herstellung eines Aluminiumträgers für lithographische Druckplatten

Info

Publication number: DE60021140T2
Application number: DE60021140T
Authority: DE
Inventors: Atsuo Haibara-gun Nishino; Yoshitaka Haibara-gun Masuda; Akio Haibara-gun Uesugi
Original assignee: Fuji Photo Film Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Corp
Priority date: 1999-04-22
Filing date: 2000-04-20
Publication date: 2006-05-04
Anticipated expiration: 2020-04-21
Also published as: CN1271652A; US6533917B1; EP1046514A3; ATE299099T1; EP1046514B1; EP1046514A2; DE60021140D1; CN1120095C

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Aluminiumträgers, der als Träger für lithografische Druckplatten verwendet wird.
Die Erfindung betrifft darüber hinaus ein Verfahren zur Herstellung eines Aluminiumträgers, wobei das Verfahren eine Oberflächenaufrauung des als Träger für lithografische Druckplatten verwendeten Aluminiumträgers beinhaltet. Die Erfindung betrifft insbesondere ein Verfahren, das für die Oberflächenaufrauung einer solchen Aluminiumplatte geeignet ist, die für die Entstehung abrupter mattenartiger Falten, so genannter Maserungen (streaks), die von der unterschiedlichen Orientierung der Kristallkörner herrühren, oder für die Entstehung von Kornbehandlungsungleichmäßigkeiten, so genannten Flächengüteungleichmäßigkeiten (plane quality unevenness), die bei einer herkömmlichen chemischen Ätzbehandlung ohne Weiteres auftreten können, anfällig ist.
Schließlich betrifft die vorliegende Erfindung auch ein Verfahren zur Herstellung eines Aluminiumträgers für lithografische Druckplatten, mit dessen Hilfe man eine einheitliche Oberflächenaufrauung einer solchen Aluminiumplatte erhalten kann, die Unreinheiten und schlechte Körnungseigenschaften aufweist.
Aus der Druckschrift EP 645 260 ist ein Verfahren zur Herstellung eines Aluminiumträgers bekannt, bei dem ein erster Schritt der Aufrauung einer Aluminiumplatte ausgeführt wird, an den sich ein Ätzschritt anschließt, bei dem die Oberfläche um 0,01 bis 20 g/m² abgeätzt wird.
Aus der Druckschrift US 4,872,946 ist ein Verfahren zur Herstellung von Trägern bekannt, bei dem ein Metallbogen beziehungsweise eine Metallbahn chemisch behandelt werden, während eine Induktionserwärmung in einer Behandlungslösung erfolgt.
Aus der Druckschrift EP 874 068 sind mehrere erwärmte Lösungen für verschiedene Schritte zur Behandlung eines Aluminiumträgers bekannt.
Die Verfahren aus dem Stand der Technik offenbaren einen eigenen Behandlungsschritt, der zwischen der Oberflächenaufrauungsbehandlung und der Behandlung durch Abätzen von 0,01 bis 5 g/m² ausgeführt wird.
Die Oberflächenaufrauung eines Aluminiumträgers für lithografische Druckplatten wird üblicherweise mittels eines Wechselstromätzverfahrens durchgeführt, bei dem ein üblicher sinusförmiger Wechselstrom oder ein Strom mit einer speziellen alternierenden Wellenform, so beispielsweise einer rechteckigen Wellenform, verwendet wird. Unter Verwendung einer geeigneten Elektrode, so beispielsweise aus Graphit als Gegenelektrode, wird die Oberflächenaufrauung der Aluminiumplatte üblicherweise während eines einzigen Behandlungsschrittes vorgenommen. Gleichwohl ist die Tiefe der auf diese Weise erhaltenen Vertiefungen im Allgemeinen gering, weshalb der hergestellte Aluminiumträger eine kurze Presslebensdauer aufweist. Aus diesem Grunde wurden verschiedene Verfahren vorgeschlagen, durch die eine Aluminiumplatte hergestellt wird, die eine gekörnte und für Druckplatten geeignete Oberfläche aufweist, in der Vertiefungen mit einer Tiefe, die größer als der Durchmesser derselben ist, gleichmäßig und dicht verteilt sind. Zu den bekannten Beispielen für diese Verfahren zählen ein Oberflächenaufrauungsverfahren unter Verwendung einer speziellen elektrolytischen Wellenform der Energie (siehe die Druckschrift JP-A-53-67507, wobei die Buchstabenfolge „JP-A" bedeutet, dass es sich um eine „ungeprüfte veröffentliche japanische Patentanmeldung" handelt), eines speziellen Verhältnisses zwischen der Menge der Elektrizität zur Anodenzeit und der Menge der Elektrizität zur Kathodenzeit bei der elektrolytischen Oberflächenaufrauung unter Verwendung von Wechselstrom (siehe die Druckschrift JP-A-54-65607), einer speziellen Wellenform der Energie (siehe die Durchschrift JP-A-56-25381) sowie einer speziellen Einstellung auf die Menge des Stromes, der durch eine Einheitsfläche hindurchfließt (siehe die Druckschrift JP-A-56-29699).
Dem steht mit Blick auf das Verfahren zur Herstellung eines Aluminiumträgers gegenüber, dass ein Aluminiumträger als Träger für lithografische Druckplatten auf folgende Weise hergestellt wird. Ein geschmolzener und gehaltener Aluminiumbarren wird zu einer Bramme (mit einer Dicke zwischen 400 und 600 mm, einer Breite zwischen 1000 und 2000 mm und einer Länge zwischen 2000 und 6000 mm) gegossen. Die Bramme wird einem Oberflächenbeschneidungsschritt unterworfen, bei dem ein Teil der Struktur der Verunreinigungen an der Oberfläche der Bramme unter Verwendung einer Oberflächenbeschneidungsvorrichtung um zwischen 3 und 10 mm abgeschnitten wird, woraufhin ein Einweichungsbehandlungsschritt vorgenommen wird, bei dem die Bramme bei einer Temperatur zwischen 480 und 540 °C für 6 bis 12 Stunden in einer Einweichungsvertiefung gehalten wird, wodurch Spannungen im Inneren der Bramme abgebaut werden, und deren Struktur einheitlich gemacht wird. Anschließend wird die Bramme bei einer Temperatur von 480 bis 540 °C auf eine Dicke von zwischen 5 bis 40 mm heißgewalzt, woraufhin sie bei Raumtemperatur auf eine vorbestimmte Dicke kaltgewalzt wird. Um eine darüber hinaus gehende gleichmäßige Struktur zu erhalten, wird die Bramme vergütet, wodurch die Walzstruktur homogenisiert wird. Die auf diese Weise behandelte Bramme wird anschließend einem Kaltwalzen auf eine vorbestimmte Dicke und einer Korrektur unterzogen, um eine Platte mit guter Flachheit zu erhalten.
Vom Standpunkt des Energiesparens und der effektiven Verwendung von Ressourcen aus ist es notwendig, als Aluminiumträger für lithografische Druckplatten allgemein verfügbare Aluminiumplatten oder solche Aluminiumplatten zu verwenden, die unter Weglassung der Zwischenvergütungsbehandlung oder der Einweichungsbehandlung beim Herstellungsprozess der Aluminiumplatte hergestellt wurden.
Wird gleichwohl ein Aluminiumträger für lithografische Druckplatten unter Verwendung der vorstehend genannten Aluminiumplatte hergestellt, so entsteht eine Maserung oder Behandlungsungleichmäßigkeit, die auch Flächengüteungleichmäßigkeit genannt wird. Dies rührt mutmaßlich daher, dass die Aluminiumlöserate in Abhängigkeit von der Kristallorientierung bei einem Fortschreiten der chemischen Lösereaktion variiert, oder dass die Reaktion des Aluminiums in Abhängigkeit von der Kristallorientierung bei einem Fortschreiten der elektrochemischen Vertiefungsreaktion variiert.
Mit anderen Worten, es werden Ungleichmäßigkeiten aufgrund des Unterschiedes der Löseraten in einer chemischen Lösereaktion oder Variationen bei der Vertiefungsreaktion (beispielsweise mit Blick auf die Anzahl der Vertiefungen oder mit Blick auf Unterschiede hinsichtlich der Größe) in Abhängigkeit von der Kristallorientierung als Maserungen oder Flächengüteungleichmäßigkeiten sichtbar.
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Aluminiumträgers für lithografische Druckplatten, bei dem keine sich in Maserungen oder Flächengüteungleichmäßigkeiten niederschlagenden Fehlformen entstehen. Die Erfindung betrifft darüber hinaus ein Verfahren zur Herstellung eines Aluminiumträgers für lithografische Druckplatten, deren Oberflächengestalt verbessert ist.
Im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung durchgeführte intensive Untersuchungen hatten zum Ergebnis, dass bei einer Aluminiumplatte, die einer elektrochemischen Oberflächenaufrauungsbehandlung derart unterzogen wurde, dass ein Zustand eintrat, in dem sich an der Oberfläche hauptsächlich Aluminiumhydroxid enthaltende Schüppchen bilden, und die einer Wärmebehandlung unterzogen wurde, das Auftreten von Maserungen bei der nachfolgenden Ätzbehandlung seltener erfolgt.
Darüber hinaus hat man im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung herausgefunden, dass sich bei einer Oberflächenvoraufrauung einer Aluminiumplatte in einer wässrigen Salzsäurelösung vor einer elektrochemischen Oberflächenaufrauungsbehandlung in einer wässrigen Salpetersäurelösung gleichmäßige Wabenvertiefungen bilden. Im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung hat man zudem herausgefunden, dass bei Durchführung einer elektrochemischen Oberflächenbehandlung in einer wässrigen Salzsäurelösung nach einer elektrochemischen Oberflächenbehandlung in einer wässrigen Salpetersäurelösung ein Aluminiumträger für lithografische Druckplatten mit hervorragenden Druckeigenschaften hergestellt werden kann. Im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung hat man zudem herausgefunden, dass ungeachtet der Verwendung einer Hilfsanode bei der elektrochemischen Oberflächenaufrauungsbehandlung unter Verwendung eines Wechselstromes zum Zwecke der Verhinderung einer Auflösung der Hauptelektrode bei Verwendung einer wässrigen neutralen Salzlösung als elektrolytische Lösung in demjenigen Teil, in dem die Hilfsanode wirkt, ein Lösen der Aluminiumplatte vor sich geht, und die Behandlungsschritte im Vergleich zu herkömmlichen Systemen, bei denen chemisch geätzt wird, weniger werden.
Zudem hat man im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung herausgefunden, dass für denjenigen Fall, dass eine Aluminiumplatte einer Oberflächenaufrauungsvorbehandlung mit einer Elektrizitätsmenge von zwischen 1 bis 300 C/dm² unter Verwendung eines Wechselstromes mit einer Frequenz zwischen 50 bis 500 Hz unterzogen wird, und die Aluminiumplatte anschließend einer elektrochemischen Oberflächenbehandlung unterzogen wird, Maserungen bei der nachfolgenden Ätzbehandlung sehr viel seltener auftreten.
Weiterhin hat man im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung herausgefunden, dass für denjenigen Fall, dass die Aluminiumplatte einer Oberflächenaufrauungsvorbehandlung mit einer Elektrizitätsmenge zwischen 1 und 300 C/dm² unter Verwendung eines Wechselstromes mit einer Frequenz zwischen 50 bis 500 Hz, einer anschließenden Nachbeizbehandlung und schließlich noch einer elektrochemischen Oberflächenaufrauungsbehandlung unterzogen wird, Maserungen bei der nachfolgenden Ätzbehandlung sehr viel seltener auftreten. Ferner hat man im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung herausgefunden, dass bei einem Verfahren, bei dem ein Aluminiumträger einer elektrochemischen Oberflächenaufrauungsvorbehandlung in einer wässrigen hauptsächlich Salzsäure enthaltenden Lösung und einer anschließenden Nachbehandlung in einer sauren wässrigen Lösung unterzogen wird, die Nachbeizbehandlung für denjenigen Fall, dass sie während der Behandlung der Aluminiumplatte durch eine kathodische Elektrolyse unter Verwendung einer Hilfselektrodenzelle einer Vorrichtung zur elektrochemischen Oberflächenaufrauungsbehandlung vorgenommen wird, sehr wirkungsvoll durchgeführt werden kann.
Die vorliegende Erfindung wurde auf Grundlage der vorgenannten Erkenntnisse gemacht.
1 ist eine schematische Darstellung, die ein Beispiel für eine elektrolytische Vorrichtung zur Verwendung bei einer erfindungsgemäßen elektrochemischen Oberflächenaufrauung zeigt.
2 ist ein Wellenformdiagramm, das ein Beispiel für eine trapezförmige Wechselstromwellenform zur Verwendung bei der erfindungsgemäßen elektrochemischen Oberflächenaufrauung zeigt.
3 ist eine schematische Ansicht, die ein Beispiel für eine Vorrichtung zur Verwendung bei einer erfindungsgemäßen Polierbehandlung zeigt.
4 ist eine schematische Ansicht, die ein Beispiel für eine elektrolytische Vorrichtung zur Verwendung bei der erfindungsgemäßen elektrochemischen Oberflächenaufrauung zeigt.
5 ist eine schematische Ansicht, die ein Beispiel für eine Vorrichtung zur Verwendung bei einer erfindungsgemäßen elektrolytischen Oxidationsbehandlung zeigt.
6 ist eine schematische Ansicht, die ein weiteres Beispiel für eine Vorrichtung zur Verwendung bei der erfindungsgemäßen elektrolytischen Oxidationsbehandlung zeigt.
Die Aluminiumplatte, die bei der vorliegenden Erfindung verwendet wird, kann eine reine Aluminiumplatte, eine Platte aus einer Legierung hauptsächlich aus Aluminium und Spuren von Fremdelementen oder auch eine Kunststoffschicht sein, die mit Aluminium laminiert oder bedampft ist. Die in Spuren vorhandenen Fremdelemente können diejenigen sein, die aus dem Periodensystem der Elemente bekannt sind, wobei deren Gehalt in dem Träger zwischen 0,001 und 1,5 Gew.-% liegt. Repräsentative Beispiele für Fremdelemente, die in Aluminiumlegierungen enthalten sind, umfassen Silizium, Eisen, Nickel, Mangan, Kupfer, Magnesium, Chrom, Zink, Wismut, Titan und Vanadium. Es können gemeinhin bekannte Elemente, die im „Aluminum Handbook, vierte Ausgabe, Keikinzoku Kyokai (1990) beschrieben sind, eingesetzt werden, so beispielsweise Materialien und Legierungen nach JIS A 1050, JIS A 3103, JIS A 3005, JIS A 1100 und JIS A 3004, wobei durch Zugabe von 5 Gew.-% oder weniger Magnesium zu diesem Materialien deren Zugfestigkeit erhöht wird. Die vorliegende Erfindung ist besonders für die Oberflächenaufrauung einer Aluminiumplatte geeignet, bei der Fehlformen auftreten, die von der Orientierung der Kristallkörner herrühren.
Der Anteil der in der Aluminiumlegierung enthaltenen Fremdelemente ist derart, dass Silizium mit zwischen 0,03 und 1,0 Gew.-%, Eisen mit zwischen 0,05 und 1,0 Gew.-%, Kupfer mit zwischen 0,001 und 0,2 Gew.-%, Titan mit zwischen 0,01 und 0,1 Gew.-%, Mangan mit zwischen 0 und 1,5 Gew.-%, Magnesium mit zwischen 0,0 und 0,3 Gew.-% und Zink mit zwischen 0 und 0,1 Gew.-% vorhanden ist. Besonders bevorzugt ist, wenn Silizium mit zwischen 0,05 und 0,15 Gew.-%, Eisen mit zwischen 0,1 und 0,3 Gew.-%, Kupfer mit zwischen 0,1 und 0,2 Gew.-%, Titan mit zwischen 0,02 und 0,03 Gew.-%, Mangan mit zwischen 0,01 und 0,03 Gew.-%, Magnesium mit zwischen 0,01 und 0,03 Gew.-% und Zink mit zwischen 0,01 und 0,02 Gew.-% vorhanden ist.
Ist das in Spuren enthaltene Element in größeren Mengen vorhanden, so ist die Bildung gleichmäßiger Wabenvertiefungen bei der elektrochemischen Oberflächenaufrauung in einer sauren wässrigen Lösung problematisch. Ist der Siliziumanteil größer, so ist für denjenigen Fall, dass die Anodisierungsbehandlung nach der Oberflächenaufrauungsbehandlung vorgenommen wird, die gebildete anodische Oxidationsbeschichtung defektiv, wobei der defektive Teil schlechte Wasserhalteeigenschaften aufweist, und wobei eine Verschmutzung des Papiers beim Druck leicht auftreten kann. Ist der Kupferanteil größer, so nehmen diejenigen Bereiche, in denen sich keine Wabenvertiefungen bilden, zu, und das Erscheinungsbild verschlechtert sich. Ist der Siliziumanteil größer, so liegt die anodische Oxidationsbeschichtung vorzugsweise in einer Menge zwischen 3 und 10 g/m² vor, wobei die Bestimmung dieser Werte mittels eines gravimetrischen Verfahrens erfolgt.
Die vorstehend genannte Aluminiumplatte kann durch ein kontinuierliches Gusswalzverfahren hergestellt werden, was im Gegensatz zum herkömmlichen Gleichstromgussverfahren steht. Das kontinuierliche Gusswalzen kann im Einzelnen mittels eines Doppelwalzenverfahrens, eines Bandgussverfahrens oder eines Blockgussverfahrens erfolgen. Die Aluminiumplatte zur Verwendung bei der vorliegenden Erfindung weist eine Dicke von ungefähr 0,1 bis 0,6 mm auf.
Die Aluminiumplatte, die für behandlungsbedingte Ungleichmäßigkeiten bei der basischen Ätzung aufgrund einer Schwankung der Löserate des Aluminiums bedingt durch den Unterschied bei der Orientierung der Kristallkörner anfällig ist, ist vorzugsweise eine Aluminiumplatte, die unter Weglassung einer Zwischenvergütung, einer Einweichung oder sowohl einer Zwischenvergütung wie auch einer Einweichung beim Verfahren der Herstellung mittels eines Gleichstromgussverfahrens hergestellt worden ist, oder es handelt sich um eine Aluminiumplatte, die unter Weglassung der Zwischenvergütung beim Herstellungsverfahren des kontinuierlichen Gießens hergestellt worden ist.
Die Wendung „Aluminiumplatte, die für behandlungsbedingte Ungleichmäßigkeiten bei der basischen Ätzung aufgrund einer Schwankung der Löserate des Aluminiums bedingt durch den Unterschied bei der Orientierung der Kristallkörner anfällig ist" bezeichnet im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung eine Aluminiumplatte, bei der lineare Behandlungsungleichmäßigkeiten (so genannte Maserungen) oder Behandlungsungleichmäßigkeiten (so genannte Flächengüteungleichmäßigkeiten) ohne Weiteres nach der basischen Ätzbehandlung auftreten können.
Das erfindungsgemäße Oberflächenaufrauungsverfahren eignet sich für eine gleichmäßige Oberflächenaufrauung beispielsweise einer Aluminiumlegierungsplatte, die für den Fall, dass die Aluminiumplatte geschwabbelt wird, damit sie einen spiegelartigen Oberflächenabschluss erhält, in einer wässrigen Ätznatronlösung alkalisch geätzt wird, um 15 g/m² der Aluminiumplatte zu lösen, woraufhin ein Nachbeizen in einer sauren wässrigen Lösung sowie eine Beobachtung der Oberfläche hiervon mittels AMF vorgenommen werden, wobei sich aus letzterem ergibt, dass die Rauheit, die vom Unterschied in der Ätzrate herrührt, zwischen 0,01 und 0,5 μm, vorzugsweise zwischen 0,02 und 0,2 μm, liegt.
Wird die Oberfläche einer Aluminiumplatte, die geschwabbelt und mittels Flusssäure geätzt wurde, beobachtet, so weisen die Kristallkörner in Walzrichtung eine Breite von ungefähr 0,01 bis 10 mm und eine Länge von 0,5 bis 300 mm auf. Die Breite der Kristallkörner in Walzrichtung liegt vorzugsweise bei 5 mm oder weniger, besonders bevorzugt bei 3 mm oder weniger.
Die Vorrichtung zur Verwendung bei der elektrochemischen Oberflächenaufrauung unter Verwendung eines Gleichstromes oder eines Wechselstromes oder bei der Elektropolierbehandlung oder der elektrolytischen Behandlung gemäß der vorliegenden Erfindung kann eine beliebige bekannte Vorrichtung sein, die bei der kontinuierlichen Oberflächenbehandlung einer Metallbahn üblich ist.
Die Aluminiumplatte, deren Oberfläche mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens aufgeraut wird, wird vorzugsweise einer Anodisierungsbehandlung unterzogen, um so die Abriebbeständigkeit an der Oberfläche der Aluminiumplatte zu vergrößern. Nach der Anodisierungsbehandlung erfolgt eine Versiegelungsbehandlung in siedendem Wasser oder Dampf.
Nach der Anodisierungsbehandlung oder nach der Anodisierungsbehandlung und der Hydrophilisierungsbehandlung wird eine fotoempfindliche Schicht beziehungsweise werden eine Zwischenschicht und eine fotoempfindliche Schicht aufgebracht und getrocknet, wodurch eine PS-Platte mit hervorragenden Druckeigenschaften entsteht. Auf die fotoempfindliche Schicht kann eine Mattierungsschicht aufgebracht werden, um ein gutes Anhaften an dem Lithofilm beim Vakuumdruck zu ermöglichen. Um ein Lösen des Aluminiums bei der Entwicklung zu verhindern, kann eine rückwärtige Schicht auf die Hinterseite aufgebracht werden. Die vorliegende Erfindung kann bei der Herstellung nicht nur einer einseitig behandelten PS-Platte, sondern auch einer doppelseitig behandelten PS-Platte zum Einsatz kommen.
Darüber hinaus kann die vorliegende Erfindung nicht nur bei der Oberflächenaufrauung einer Aluminiumplatte für lithografische Druckplatten, sondern bei allen Arten von Aluminiumplatten zum Einsatz kommen.
Nachbeizbehandlung durch kathodische Elektrolyse einer Aluminiumplatte
Nach Beendigung der elektrochemischen Oberflächenaufrauungsvorbehandlung in einer wässrigen Salzsäurelösung wird der Schüppchenanteil, der hauptsächlich durch die elektrochemische Oberflächenaufrauung entstehendes Aluminiumhydroxid enthält, entfernt, sodass die nachfolgende elektrochemische Oberflächenaufrauungsbehandlung gleichmäßig in einer sauren wässrigen Lösung durchgeführt werden kann.
Es wird nunmehr vorzugsweise eine Nachbeizbehandlung durchgeführt, während eine Behandlung der Aluminiumplatte mittels kathodischer Elektrolyse erfolgt. Wird die Nachbeizbehandlung bei gleichzeitiger Behandlung der Aluminiumplatte mittels kathodischer Elektrolyse vorgenommen, so wird Wasserstoffgas erzeugt, was einen Aufrühreffekt bewirkt, oder der Strom erzeugt Wärme an der Grenzfläche des Aluminiums, wodurch der hauptsächlich Aluminiumhydroxid enthaltende Schüppchenanteil leicht abgelöst werden kann, damit er abfällt. Für die Nachbeizbehandlung der Aluminiumplatte mittels kathodischer Elektrolyse kann eine eigenständige elektrolytische Vorrichtung verwendet werden, wobei die kathodische Elektrolyse vorzugsweise unter Verwendung einer Hilfsanodenzelle einer bekannten Vorrichtung zur elektrochemischen Oberflächenaufrauungsbehandlung vorgenommen wird (siehe 4).
Diese Vorrichtung wird nachstehend unter Bezugnahme auf 4 beschrieben. In eine Anodenzelle, die mit einer Hilfsanode ausgestattet ist, läuft eine elektrolytische Lösung aus einem Umlauftank ein, der nicht mit der elektrolytischen Hauptzelle identisch ist. Während des Wirkens der kathodischen Elektrolyse auf die Aluminiumplatte unter Verwendung der Hilfsanodenzelle wird die Nachbeizbehandlung durchgeführt.
Für die Hilfsanode können Blei, Iridiumoxid, Platin und Ferrit verwendet werden.
Die in der Hilfsanodenzelle umlaufende Lösung unterscheidet sich vorzugsweise bezüglich eines oder mehrerer Kriterien von der wässrigen Lösung, die in der elektrolytischen Hauptzelle umläuft, und die zur Durchführung der elektrochemischen Oberflächenaufrauung verwendet wird, und zwar bezüglich der Temperatur oder der Zusammensetzung der Lösung. Mit Blick auf die Art der Lösung gilt, dass vorzugsweise eine wässrige Lösung aus einer Säure, einer Base oder einem neutralen Salz verwendet werden kann. Gleichwohl gilt mit Blick auf die gleichbleibende Güte während des Verfahrens, dass vorzugsweise eine saure wässrige Lösung zum Einsatz kommt soll. Mit Blick auf die saure wässrige Lösung gilt, dass eine Lösung aus Salzsäure, Schwefelsäure, Salpetersäure, Phosphorsäure, Chromsäure oder einem Gemisch aus zwei oder mehreren der genannten Säuren verwendet werden kann. Die Temperatur der Flüssigkeit liegt zwischen 25 und 90 °C, während die Konzentration zwischen 0,1 und 40 Gew.-% liegt. Die Temperatur der Flüssigkeit liegt vorzugsweise zwischen 35 und 80 °C. In dieser Lösung können Aluminiumionen in einer Menge zwischen 0 und 10 g/l, vorzugsweise zwischen 0,5 und 8 g/l, gelöst sein. Das in der Aluminiumplatte in Spuren enthaltene Element kann selbstredend in der Lösung gelöst werden, obwohl es nur in geringer Menge vorliegt.
Unter den vorgenannten sauren wässrigen Lösungen wird eine Lösung aus Salzsäure, Schwefelsäure und Salpetersäure vorgezogen.
In demjenigen Fall, in dem die Nachbeizbehandlung während einer Behandlung der Aluminiumplatte mittels kathodischer Elektrolyse unter Verwendung von Salzsäure vorgenommen wird, weist die verwendete wässrige Lösung eine Salzsäurekonzentration zwischen 1 und 100 g/l, vorzugsweise zwischen 5 und 75 g/l, auf. Mit Blick auf die der Aluminiumplatte gegenüberliegende Anode gilt, dass vorzugsweise Iridiumoxid oder Ferrit verwendet werden.
Für denjenigen Fall, dass die Nachbeizbehandlung während einer Behandlung der Aluminiumplatte mittels kathodischer Elektrolyse unter Verwendung von Schwefelsäure vorgenommen wird, weist die verwendete wässrige Lösung eine Schwefelsäurekonzentration zwischen 80 und 400 g/l, vorzugsweise zwischen 100 und 350 g/l, auf. Für die der Aluminiumplatte gegenüberliegende Anode gilt, dass vorzugsweise Blei, Iridiumoxid, Platin oder Ferrit verwendet werden.
Für denjenigen Fall, dass die Nachbeizbehandlung während einer Behandlung der Aluminiumplatte mittels kathodischer Elektrolyse unter Verwendung von Salpetersäure vorgenommen wird, weist die verwendete wässrige Lösung eine Salpetersäurekonzentration zwischen 5 und 400 g/l, vorzugsweise zwischen 10 und 350 g/l auf. Mit Blick auf die der Aluminiumplatte gegenüberliegende Anode gilt, dass vorzugsweise Ferrit oder Platin verwendet werden.
Bei der Durchführung der Nachbeizbehandlung bei gleichzeitiger Behandlung der Aluminiumplatte mittels kathodischer Elektrolyse wird ein kontinuierlicher oder gepulster Gleichstrom verwendet. Die Stromdichte liegt mit Blick auf den Maximalwert des Stromes vorzugsweise bei 1 bis 100 A/dm². Die Elektrolysezeit liegt vorzugsweise zwischen 0,1 und 60 Sekunden, wobei für den Fall einer kontinuierlichen Behandlung diese Zeit in Abhängigkeit von der verwendeten Vorrichtung vorzugsweise zwischen 0,5 und 10 Sekunden liegt.
Für denjenigen Fall, dass der Schüppchenanteil durch die Nachbeizbehandlung bei gleichzeitiger Durchführung der kathodischen Elektrolyse nicht vollständig entfernt werden kann, kann hilfsweise ein bekanntes chemisches Nachbeizverfahren in einer wässrigen sauren oder basischen Lösung zum Einsatz kommen.
Elektrochemische Oberflächenvoraufrauung in einer hauptsächlich Salzsäure enthaltenden wässrigen Lösung mit einer Elektrizitätsmenge zwischen 1 und 300 C/dm² unter Verwendung von Wechselstrom
Die bei der vorliegenden Erfindung zum Einsatz kommende und hauptsächlich Salzsäure enthaltende Lösung kann in herkömmlichen elektrochemischen Oberflächenaufrauungsbehandlungen unter Verwendung von Gleichstrom oder Wechselstrom verwendet werden. Die wässrige Lösung kann durch in einer Menge von 1 g/l bis hin zur Sättigung erfolgende Zugabe einer Salzsäure- oder Salpetersäureverbindung mit Nitrationen, so beispielsweise Aluminiumnitrat, Natriumnitrat und Ammoniumnitrat, oder mit Hydrochloridionen, so beispielsweise Aluminiumchlorid, Natriumchlorid and Ammoniumchlorid, zwischen 1 und 100 g/l einer wässrigen Salzsäurelösung oder einer Kombination hieraus hergestellt werden. In einer wässrigen Lösung, die hauptsächlich Salzsäure enthält, kann ein Metall, das in der Aluminiumlegierung enthalten ist, so beispielsweise Eisen, Kupfer, Mangan, Nickel, Titan, Magnesium und Siliziumdioxid, gelöst sein. Darüber hinaus kann hypochlorige Säure zugesetzt werden.
Zum Zwecke einer vorab erfolgenden Bildung einer feinen Ungleichmäßigkeit in einer hauptsächlich aus Salzsäure bestehenden wässrigen Lösung unter Verwendung von Wechselstrom erfolgt die Herstellung der wässrigen Lösung vorzugsweise dadurch, dass ein Aluminiumsalz einer wässrigen Lösung bei einer Temperatur der Flüssigkeit zwischen 15 und 45 °C mit einem Anteil der Salzsäure zwischen 5 und 15 g/l zugesetzt wird, wodurch sich eine Aluminiumionenkonzentration zwischen 3 und 50 g/l ergibt.
Was die der hauptsächlich Salzsäure enthaltenden wässrigen Lösung zugegebenen Substanzen angeht, so können die Vorrichtung, die Stromquelle, die Stromdichte, die Strömungsrate und die Temperatur genauso sein, wie dies bei bekannten elektrochemischen Oberflächenaufrauungsbehandlungen der Fall ist. Eine wässrige Lösung, die hauptsächlich Salpetersäure oder Salzsäure enthält, wird bevorzugt. Die Stromquelle zur Verwendung bei der elektrochemischen Oberflächenaufrauungsbehandlung kann eine Wechselstrom- oder auch eine Gleichstromquelle sein, wobei eine Wechselstromquelle vorgezogen wird.
Bei der elektrochemischen Oberflächenaufrauung in einer hauptsächlich Salzsäure enthaltenden wässrigen Lösung liegt die Menge der Elektrizität, die sich bei der Anodenreaktion der Aluminiumplatte niederschlägt, in einem Bereich zwischen 1 und 300 C/dm², vorzugsweise zwischen 5 und 150 C/dm² und ganz besonders bevorzugt zwischen 10 und 100 C/dm².
Nach Ausbilden der feinen Ungleichmäßigkeit durch die elektrochemische Oberflächenaufrauung entsteht ein Schüppchen- oder Oxidfilm, weshalb mit Blick auf die Durchführung einer nachfolgenden gleichmäßigen elektrochemischen Oberflächenaufrauung eine leichte Ätzbehandlung zum Zwecke des Lösens von 0,01 bis 5 g/m², besonders bevorzugt von 0,01 bis 1,5 g/m² der Aluminiumplatte vorzugsweise in einer wässrigen sauren oder basischen Lösung ausgeführt wird.
Die elektrochemische Oberflächenaufrauung mit einer Elektrizitätsmenge zwischen 1 und 300 C/dm² in einer hauptsächlich Salzsäure enthaltenden wässrigen Lösung unter Verwendung von Wechselstrom wird vorzugsweise derart vorgenommen, dass kein nicht geätzter Abschnitt entsteht, und gleichmäßige Vertiefungen über die gesamte Oberfläche derart ausgebildet sind, dass sogar für den Fall des Vorhandenseins eines nicht geätzten Abschnittes die nicht geätzten Abschnitte gleichmäßig verteilt sind.
Bei der vorab erfolgenden Oberflächenaufrauung hat der Wechselstrom vorzugsweise eine Frequenz zwischen 50 und 500 Hz, besonders bevorzugt zwischen 50 und 250 Hz und ganz besonders bevorzugt zwischen 100 und 250 Hz.
Durch Verwendung eines Wechselstromes mit einer Frequenz, die höher als die übliche Frequenz ist, ist die entstehende Aluminiumplatte für lithografische Druckplatten weiß und weist daher hervorragende Eigenschaften mit Blick auf die Untersuchung der Platte auf.
Elektropolierbehandlung in einer wässrigen basischen Lösung
Die elektrochemische Polierbehandlung in einer wässrigen basischen Lösung ist eine Behandlung, die unter Verwendung einer wässrigen Lösung eines rein basischen Materials, so beispielsweise Natriumhydroxid, Kaliumhydroxid, Natriumkarbonat und Natriumphosphat, oder einer wässrigen Lösung eines Gemisches aus diesen Materialien, eines Gemisches des basischen Materials mit Zinkhydroxid oder Aluminiumhydroxid oder eines Gemisches des basischen Materials mit einem Salz, so beispielsweise Natriumchlorid oder Kaliumchlorid, ausgeführt wird, wobei das Aluminium als Anode verwendet und mit einer elektrolytischen Lösung elektrolysiert wird, die eine derartige Zusammensetzung, Temperatur und Konzentration aufweist, dass man ein elektrisch oxidierbares Material erhält. Um stabil einen gleichmäßigen Oxidfilm herstellen zu können, können Wasserstoffperoxid oder ein Phosphat in einer Konzentration von 1 Gew.-% oder weniger zugesetzt werden. Es kann bei der Elektropolierbehandlung eine beliebige bekannte wässrige Lösung verwendet werden. Bevorzugt wird gleichwohl eine wässrige Lösung, die hauptsächlich Natriumhydroxid enthält. Besonders bevorzugt ist eine wässrige Lösung, die Natriumhydroxid mit 2 bis 30 Gew.-% enthält. Ganz besonders bevorzugt ist eine wässrige Lösung, die Natriumhydroxid mit 3 bis 20 Gew.-% enthält. Die Temperatur der Flüssigkeit liegt zwischen 10 und 90 °C (vorzugsweise zwischen 35 und 60 °C), wobei die Stromdichte zwischen 1 und 200 A/m² (vorzugsweise zwischen 20 und 80 A/m²) liegt, und die Elektrolysezeit zwischen 1 und 180 Sekunden ist. Der verwendete Strom kann ein Gleichstrom, ein gepulster Gleichstrom oder ein Wechselstrom sein, wobei jedoch ein kontinuierlicher Gleichstrom vorgezogen wird. Die Elektrolysebehandlungsvorrichtung, wie sie in diesem Fall zum Einsatz kommt, kann ein beliebiges für Elektrolysebehandlungen bekanntes Gerät sein, so beispielsweise eine Zelle vom Flachtyp oder eine Zelle vom Radialtyp.
Nach Beendigung der Elektropolierbehandlung erfolgen vorzugsweise ein Auspressen der Lösung durch ein Presswalzenpaar und ein Waschen mit Wasser durch Besprühen, damit die Bearbeitungslösung nicht mit in den nächsten Schritt überführt wird.
Es wird darüber hinaus bevorzugt, wenn vor oder nach oder sowohl vor und nach der Elektropolierbehandlung ein chemisches Ätzen zum Lösen von 0,01 bis 3 g/im² der Aluminiumplatte in einer wässrigen saueren oder basischen Lösung durchgeführt wird.
Elektropolierbehandlung in einer sauren wässrigen Lösung
Bei der vorliegenden Erfindung wird zum Zwecke der Elektropolierbehandlung einer Aluminiumplatte in einer sauren wässrigen Lösung eine für das Elektropolieren bekannte beliebige Lösung verwendet. Vorgezogen wird jedoch eine wässrige Lösung, die hauptsächlich Schwefelsäure oder Phosphorsäure enthält. Besonders bevorzugt ist eine wässrige Lösung, die zwischen 20 und 90 Gew.-% (vorzugsweise zwischen 40 und 80 Gew.-%) Schwefelsäure oder Phosphorsäure enthält. Die Temperatur der Flüssigkeit liegt zwischen 10 und 90 °C (vorzugsweise zwischen 50 und 80 °C), wobei die Stromdichte zwischen 1 und 200 A/dm² (vorzugsweise zwischen 5 und 80 A/dm²) liegt, und die Elektrolysezeit zwischen 1 und 180 Sekunden ist. Dieser wässrigen Lösung können Schwefelsäure, Phosphorsäure, Chromsäure, Wasserstoffperoxid, Zitronensäure, Borsäure, Flusssäure, Phtalsäureanhydrid oder dergleichen in einer Menge zwischen 1 und 50 Gew.-% zugesetzt werden. Darüber hinaus kann die wässrige Lösung neben dem Aluminium auch zwischen 0 und 10 Gew.-% Legierungskomponenten enthalten, die in der Aluminiumlegierung enthalten sind. Die Konzentration der Sulphationen oder der Phosphationen sowie die Konzentration der Aluminiumionen werden jeweils vorzugsweise in einem Bereich gewählt, bei dem auch bei gewöhnlichen Temperaturen keine Kristallisierung erfolgt.
Der verwendete Strom kann ein Gleichstrom, ein gepulster Gleichstrom oder ein Wechselstrom sein, wobei jedoch ein kontinuierlicher Gleichstrom bevorzugt wird. Die verwendete Elektrolysebehandlungsvorrichtung kann eine beliebige im Zusammenhang mit Elektrolysebehandlungen bekannte Vorrichtung sein, so beispielsweise eine Zelle vom Flachtyp oder eine Zelle vom Radialtyp. Nach Beendigung der Elektropolierbehandlung erfolgen vorzugsweise ein Auspressen der Lösung durch ein Presswalzenpaar sowie ein Waschen mit Wasser mittels Besprühen, damit die Behandlungslösung nicht mit in den nächsten Schritt überführt wird.
Es wird bevorzugt, wenn vor oder nach oder sowohl vor wie auch nach der Elektropolierbehandlung ein chemisches Ätzen zum Lösen von 0,01 bis 3 g/m² der Aluminiumplatte in einer wässrigen sauren oder basischen Lösung erfolgt.
Elektrolysebehandlung in einer wässrigen neutralen Salzlösung unter Verwendung einer Aluminiumplatte als Anode oder Kathode
Die wässrige neutrale Salzlösung zur Verwendung bei der vorliegenden Erfindung ist eine wässrige Lösung eines Salzes, das in den beiden Druckschriften JP-A-52-26904 und JP-A-59-11295 beschrieben ist. Das Salz enthält Alkalimetallhalogenide oder Alkalimetall-Salpetersäure-Salze. Unter diesen sind Natriumchlorid und Natriumnitrat bevorzugt, wobei Natriumnitrat besonders bevorzugt ist. Der pH-Wert liegt zwischen 5 und 9, vorzugsweise zwischen 6 und 8. Der pH-Wert in der Umgebung der Aluminiumplatte oder der Elektrodengrenzschicht liegt vorzugsweise zwischen 5 und 9.
Die Konzentration liegt vorzugsweise zwischen 1 und 50%. Mit Blick auf die der Aluminiumplatte gegenüberliegende Elektrode zur Verwendung bei der erfindungsgemäßen Elektrolyse werden Kohlenstoff oder rostfreier Stahl für die Kathode und Platin, Iridiumoxid für die Anode verwendet. Der Gleichstrom für die Elektrolyse unter Verwendung der Aluminiumplatte als Kathode oder als Anode weist vorzugsweise eine Stromdichte von zwischen 1 und 200 A/dm² auf, wobei die Elektrolysezeit vorzugsweise zwischen 0,1 und 90 Sekunden und die Temperatur der Flüssigkeit vorzugsweise zwischen 35 und 75 °C liegt.
Bei der wässrigen Salzlösung mit dem besonders bevorzugten pH-Wert zwischen 6 und 8 fällt das gelöste Aluminiumion in Form von Aluminiumhydroxid oder Aluminiumoxidhydrat aus. Letztere Substanzen können jedoch kontinuierlich aus der wässrigen neutralen Salzlösung mittels Filtrierung oder Zentrifugierung entfernt werden.
Für den Fall der Durchführung einer Behandlung zum Lösen der Aluminiumplatte bei gleichzeitiger Elektrolysebehandlung in einer wässrigen neutralen Salzlösung unter Verwendung der Aluminiumplatte als Kathode kann vorzugsweise eine Hilfsanodenzelle (siehe 1) zur Verwendung bei der elektrochemischen Oberflächenaufrauungsbehandlung unter Verwendung von Wechselstrom zum Einsatz kommen.
Chemische Ätzbehandlung in einer wässrigen sauren oder basischen Lösung
Die wässrige basische Lösung weist vorzugsweise eine Konzentration zwischen 1 und 30 Gew.-% auf und kann neben dem Aluminium zwischen 0 und 10 Gew.-% Aluminiumbestandteile enthalten, die in der Aluminiumlegierung enthalten sind. Die wässrige basi sche Lösung ist vorzugsweise eine wässrige Lösung, die hauptsächlich Ätznatron enthält. Die Behandlung wird vorzugsweise für eine Zeit von 1 bis 120 Sekunden bei einer Temperatur der Flüssigkeit zwischen 30 und 95 °C durchgeführt.
Beispiele für die Säure, die mit Blick auf die sauere wässrige Lösung verwendet werden können, sind unter anderem Phosphorsäure, Salpetersäure, Schwefelsäure, Chromsäure, Salzsäure und ein Säuregemisch, das zwei oder mehr der genannten Säuren enthält. Die saure wässrige Lösung weist vorzugsweise eine Konzentration zwischen 0,5 und 65 Gew.-% auf und kann neben dem Aluminium zwischen 0 und 10 Gew.-% Legierungskomponenten enthalten, die in der Aluminiumlegierung enthalten sind. Die Behandlung wird vorzugsweise für eine Zeit von 1 bis 120 Sekunden bei einer Temperatur der Flüssigkeit zwischen 30 und 95 °C für ein bis 120 s vorgenommen. Die saure wässrige Lösung ist vorzugsweise eine wässrige Schwefelsäurelösung. Die Schwefelsäurekonzentration und die Aluminiumionenkonzentration wird jeweils vorzugsweise aus einem Bereich gewählt, bei dem bei gewöhnlichen Temperaturen keine Kristallisierung erfolgt.
Nach Beendigung der Ätzbehandlung erfolgen vorzugsweise ein Auspressen der Lösung mittels eines Presswalzenpaares und ein Waschen mit Wasser durch Besprühen, damit die Behandlungslösung nicht mit in den nächsten Schritt überführt wird.
Nachbeizbehandlung in einer sauren wässrigen Lösung
In demjenigen Fall, in dem ein chemisches Ätzen unter Verwendung einer wässrigen basischen Lösung vorgenommen wird, wobei eine elektrolytische Behandlung in einer wässrigen neutralen Salzlösung unter Verwendung der Aluminiumplatte als Kathode vorgenommen wird, oder wobei eine Elektropolierbehandlung in einer wässrigen basischen Lösung vorgenommen wird, entstehen Schüppchen auf der Aluminiumoberfläche. In diesem Fall wird eine Nachbeizbehandlung unter Verwendung von Phosphorsäure, Salpetersäure, Schwefelsäure, Chromsäure, Salzsäure oder eines Gemisches aus zwei oder mehr der genannten Säuren vorgenommen. Die saure wässrige Lösung weist vorzugsweise eine Kombination zwischen 0,5 und 60 Gew.-% auf. Darüber hinaus können in der sauren wässrigen Lösung zwischen 0 und 5 Gew.-% Legierungskomponenten enthalten sein, die neben dem Aluminium in der Aluminiumlegierung enthalten sind. Die Temperatur der Flüssigkeit liegt zwischen der gewöhnlichen Temperatur und 95 °C, wobei die Behandlungszeit zwischen 1 und 120 Sekunden liegt. Nach Beendigung der Nachbeizbehandlung erfolgen vorzugsweise ein Auspressen der Säure mittels eines Presswalzenpaares sowie ein Waschen mit Wasser durch Besprühen, damit die Behandlungslösung nicht mit in den nächsten Schritt überführt wird.
Mechanische Oberflächenaufrauungsbehandlung
Bei der vorliegenden Erfindung erfolgt die mechanische Oberflächenaufrauungsbehandlung vorzugsweise unter Verwendung einer rotierenden Nylonbürstenwalze mit einer Borstengröße zwischen 0,2 und 1,61 mm, während eine Aufschlämmungslösung auf die Oberfläche der Aluminiumplatte aufgebracht wird. Das Schleifmittel kann ein beliebiges bekanntes Material sein, wobei jedoch Quarzsand, Quarz, Aluminiumhydroxid oder ein Gemisch hieraus bevorzugt werden. Dies wird detailliert in den Druckschriften JP-A-6-135175 und JP-B-50-40047 beschrieben (Die Buchstabenfolge „JP-B" bezeichnet in diesem Zusammenhang eine „geprüfte japanische Patentanmeldung"). Die Aufschlämmungslösung weist vorzugsweise eine spezifische Gravität zwischen 1,05 und 1,3 auf.
Selbstverständlich können auch ein Verfahren des Aufsprühens einer Aufschlämmungslösung, ein Verfahren unter Verwendung einer Drahtbürste oder ein Verfahren des Übertragens der unebenen Oberflächenform einer Presswalze auf die Aluminiumplatte verwendet werden. Weitere Verfahren sind in den Druckschriften JP-A-55-074898, JP-A-61-162351 und JP-A-63-104889 beschrieben.
Wässrige hauptsächlich Salpetersäure enthaltende Lösung
Die erfindungsgemäße hauptsächlich Salpetersäure enthaltende wässrige Lösung kann eine solche sein, die üblicherweise bei elektrochemischen Oberflächenaufrauungsbehandlungen unter Verwendung von Gleichstrom oder Wechselstrom zum Einsatz kommt. Die wässrige Lösung kann durch in einer Menge von 1 g/l bis hin zur Sättigung erfolgende Zugabe einer Salzsäure- oder Salpetersäureverbindung mit Nitrationen, so beispielsweise Aluminiumnitrat, Natriumnitrat und Ammoniumnitrat, oder mit Hydrochloridionen, so beispielsweise Aluminiumchlorid, Natriumchlorid and Ammoniumchlorid, zwischen 1 und 400 g/l einer wässrigen Salpetersäurelösung oder einer Kombination hieraus hergestellt werden. Bei einer wässrigen Lösung, die hauptsächlich Salpetersäure enthält, kann ein in der Aluminiumlegierung enthaltenes Metall, so beispielsweise Eisen, Kupfer, Mangan, Nickel, Titan, Magnesium und Siliziumdioxid, gelöst sein. Eine Lösung, die man durch Zugabe von Aluminiumchlorid oder Aluminiumnitrat in eine wässrige Lösung aus 5 bis 20 g/l Salpetersäure erhält, um eine Aluminiumionenkonzentration von 3 bis 50 g/l zu erhalten, wird vorgezogen. Die Temperatur liegt vorzugsweise zwischen 10 und 95 °C, besonders bevorzugt zwischen 40 und 80 °C.
Elektrochemische Oberflächenaufrauung unter Verwendung von Wechselstrom
Die saure wässrige Lösung zur Verwendung bei der vorliegenden Erfindung kann eine Lösung sein, die üblicherweise bei elektrochemischen Oberflächenaufrauungsbehandlungen unter Verwendung von Gleichstrom oder Wechselstrom verwendet wird. Die saure wässrige Lösung wird vorzugsweise unter den vorgenannten wässrigen Lösungen ausgewählt, die hauptsächlich Salpetersäure oder Salzsäure enthalten.
Die Wellenform des Wechselstromes, der bei der elektrochemischen Oberflächenaufrauung zum Einsatz kommen kann, umfasst unter anderem die Sinuswellenform, die Rechteckwellenform, die Trapezwellenform und die Dreieckswellenform. Unter diesen werden die Rechteckwellenform und die Trapezwellenform besonders bevorzugt, wobei die Trapezwellenform ganz besonders bevorzugt ist. Die Frequenz liegt vorzugsweise zwischen 1 und 500 Hz.
Für den Fall der Trapezwellenform liegt die Zeit tp, die für das Ansteigen des Stromes vom Wert 0 zum Maximum notwendig ist, vorzugsweise zwischen 0,1 und 10 Millisekunden, besonders bevorzugt zwischen 0,3 und 2 Millisekunden. Liegt tp unter 0,1, so ist eine große Spannung beim Ansteigen der Stromwellenform notwendig, was mutmaßlich von einem Effekt mit Blick auf die Impedanz an der Stromquellenschaltung herrührt, wodurch die Kosten für die Geräte nach oben getrieben werden, wohingegen für denjenigen Fall, in dem tp den Wert 10 Millisekunden übersteigt, die Behandlung ohne Weiteres durch die Wirkung der in Spuren enthaltenen Bestandteile in der elektrolytischen Lösung eintritt, wodurch eine gleichmäßige Oberflächenaufrauung nicht mehr ohne Weiteres erhalten werden kann.
Die Parameter während eines Zyklus des Wechselstromes, der bei der elektrochemischen Oberflächenaufrauungsbehandlung zum Einsatz kommt, sind vorzugsweise derart gewählt, dass das Verhältnis (tc/ta) der Anodenreaktionszeit (ta) der Aluminiumplatte zur Kathodenreaktionszeit (tc) zwischen 1 und 20 liegt, wobei das Verhältnis (Qc/Qa) der Elektrizitätsmenge (Qc) bei einer in der Anodenzeit befindlichen Aluminiumplatte zu der Elektrizitätsmenge (Qa) während der Kathodenzeit zwischen 0,3 und 20 liegt, wobei die Anodenreaktionszeit (ta) zwischen 5 und 1000 Millisekunden liegt. Der Quotient tc/ta liegt vorzugsweise zwischen 2,5 und 15, und der Quotient Qc/Qa liegt vorzugsweise zwischen 2,5 und 15.
Die Stromdichte liegt in Abhängigkeit vom Maximalwert der trapezförmigen Welle vorzugsweise bei 10 bis 200 A/dm², und zwar sowohl mit Blick auf die Anodenzyklusseite (Ia) wie auch mit Blick auf die Kathodenzyklusseite (Ic) des Stromes. Der Quotient Ic/Ia liegt vorzugsweise zwischen 0,3 und 20.
Nach Beendigung der elektrochemischen Oberflächenaufrauungsbehandlung liegt die Gesamtmenge der Elektrizität, die sich in der Anodenreaktion der Aluminiumplatte niederschlägt, vorzugsweise zwischen 1 und 1000 C/dm².
Mit Blick auf die elektrolytische Zelle, die bei der elektrochemischen Oberflächenaufrauung unter Verwendung von Wechselstrom entsprechend der vorliegenden Erfindung zum Einsatz kommt, können beliebige bei der Oberflächenbehandlung üblicherweise eingesetzte elektrolytische Zellen verwendet werden, so beispielsweise Zellen vom Vertikaltyp, Zellen vom Flachtyp und Zellen vom Radialtyp. Gleichwohl wird eine elektrolytische Zelle vom Radialtyp bevorzugt, wie sie beispielsweise in der Druckschrift JP-A-5-195300 verwendet wird. Die elektrolytische Lösung, die durch die elektrolytische Zelle hindurchtritt, kann parallel zur Laufrichtung der Aluminiumbahn oder auch gegen diese strömen. Es ist zudem möglich, zwei oder mehrere elektrolytische Zellen zu verwenden.
Mit Blick auf die elektrochemische Oberflächenaufrauung unter Verwendung von Wechselstrom kann eine Vorrichtung gemäß 1 verwendet werden. Werden zwei oder mehr elektrolytische Zellen verwendet, so können die Elektrolyseparameter zwischen diesen gleich oder verschieden sein.
Eine Aluminiumplatte W ist um eine Radialtrommelwalze 52 gewickelt, die derart angeordnet ist, dass sie in einer elektrolytischen Hauptzelle 50 versenkt ist, und während des Transportes durch die Hauptelektroden 53a und 53b, die mit einer Wechselstromquelle 51 verbunden sind, elektrolysiert wird.
Eine elektrolytische Lösung 55 wird von einer Zufuhröffnung 54 für die elektrolytische Lösung über einen Weg 57 für die elektrolytische Lösung zwischen der Radialtrommelwalze 52 und den Hauptelektroden 53a und 53b durch den Spalt 56 zugeführt. Die Aluminiumplatte W, die in der elektrolytischen Hauptzelle 50 behandelt wird, wird nachfol gend in einer Hilfsanodenzelle 60 elektrolysiert. In der Hilfsanodenzelle 60 ist eine Hilfsanode 58 derart angeordnet, dass sie der Aluminiumplatte W gegenüberliegt, wobei die elektrolytische Lösung 55 derart zugeführt wird, dass sie durch den Raum zwischen der Hilfsanode 58 und der Aluminiumplatte W strömt.
Elektrochemische Oberflächenaufrauungsbehandlung unter Verwendung von Gleichstrom
Die elektrochemische Oberflächenbehandlung unter Verwendung von Gleichstrom ist entsprechend der vorliegenden Erfindung ein Verfahren des Fließenlassens eines Gleichstromes zwischen einer Aluminiumplatte und einer der gegenüberliegenden Elektroden, um eine elektrochemische Oberflächenaufrauungsbehandlung vorzunehmen. Die elektrolytische Lösung kann eine Lösung sein, die üblicherweise bei elektrochemischen Oberflächenaufrauungsbehandlungen unter Verwendung von Gleichstrom oder Wechselstrom zum Einsatz kommt, wobei jedoch eine wässrige Lösung, die hauptsächlich Salpetersäure oder Salzsäure enthält, oder eine wässrige neutrale Salzlösung bevorzugt werden.
Die Temperatur liegt vorzugsweise zwischen 10 und 80 °C. Die Behandlungsvorrichtung zur Verwendung bei der elektrochemischen Oberflächenaufrauung unter Verwendung von Gleichstrom kann eine beliebige bekannte gleichstrombasierte Vorrichtung sein, wobei jedoch eine Vorrichtung, bei der ein oder mehrere Paare von Anoden und Kathoden abwechselnd angeordnet sind, was beispielsweise in der Druckschrift JP-A-1-141095 beschrieben wird, vorzugsweise zum Einsatz kommt. Beispiele für bekannte Vorrichtungen sind in den Druckschriften JP-A-6-328876, JP-A-8-67078, JP-A-61-19115 und JP-A-57-44760 beschrieben. Die elektrochemische Oberflächenaufrauungsbehandlung kann zudem durch Fließenlassen von Gleichstrom zwischen einer leitenden Walze, die mit der Aluminiumplatte in Kontakt steht, und einer gegenüberliegenden Kathode erfolgen, wobei die Aluminiumplatte als Anode dient. Nach Beendigung der Elektrolyse erfolgen vorzugsweise ein Auspressen der Lösung mittels eines Presswalzenpaares und ein Waschen mit Wasser durch Besprühen, damit die Behandlungslösung nicht mit in den nächsten Schritt überführt wird. Der bei der elektrochemischen Oberflächenaufrauung verwendete Gleichstrom ist vorzugsweise ein Gleichstrom mit einem Ripple-Verhältnis von 20% oder weniger. Die Stromdichte liegt vorzugsweise zwischen 10 und 200 A/dm², wobei die Menge der Elektrizität bei Verweilen der Aluminiumplatte in der Anodenzeit vorzugsweise zwischen 1 und 1000 C/dm² liegt. Die Anode kann aus beliebigen bekann ten Elektroden zur Sauerstofferzeugung ausgewählt werden, so beispielsweise Ferrit, Iridiumoxid, Platin sowie Platin, das auf ein Ventilmetall (beispielsweise Titan, Niob, Zirkon) aufplattiert oder aufgeschichtet ist. Die Kathode kann unter Elektroden gewählt werden, die als Kathoden von Kraftstoffzellen dienen, so beispielsweise Elektroden aus Kohlenstoff, Platin, Titan, Niob, Zirkon und rostfreiem Stahl.
Wärmebehandlung
Bei der vorliegenden Erfindung bezeichnet die Wärmebehandlung das Erwärmen der Aluminiumplatte auf eine Temperatur zwischen 70 und 700 °C, wodurch säure- oder baseunlösliche Substanzen an der Oberfläche des Aluminiums gebildet werden. Die unlöslichen Substanzen, die erzeugt werden, dienen als Widerstand beim Ätzen in einer wässrigen Säure oder einer basischen Lösung, wodurch eine feine Ungleichmäßigkeit entsteht, sodass die deutliche Sichtbarkeit der Maserungen verschwindet. Die Erwärmungszeit liegt vorzugsweise zwischen 0,01 Sekunden und 120 Minuten. Die Temperatur der Aluminiumplatte liegt an Luft vorzugsweise zwischen 200 und 600 °C.
Zu den Beispielen für Verfahren zur Herstellung unlöslicher Substanzen zählen:

(1) ein Verfahren zum Erwärmen einer Aluminiumplatte mit darauf befindlichen Schüppchenanteilen, die hauptsächlich Aluminiumhydroxid enthalten, das durch die elektrochemische Oberflächenaufrauungsbehandlung entsteht, an Luft oder einem Edelgas zur Erzeugung unlöslicher Substanzen;
(2) ein Verfahren zum Erwärmen einer Aluminiumplatte mit darauf befindlichen Schüppchenanteilen, die Aluminiumhydroxid enthalten, das durch die elektrochemische Oberflächenaufrauungsbehandlung entsteht, in reinem Wasser zur Erzeugung unlöslicher Substanzen; und
(3) ein Verfahren zum Erwärmen einer Aluminiumplatte, die frei von Schüppchenanteilen ist, die hauptsächlich Aluminiumhydroxid enthalten, das durch die elektrochemische Oberflächenbehandlung entstanden ist, in reinem Wasser zur Erzeugung unlöslicher Substanzen.

Zu den Beispielen für die Erwärmungsverfahren zählen:

(1) ein Verfahren zum Einblasen eines erwärmtem Gases;
(2) ein Verfahren zum Erwärmen einer Aluminiumbahn durch Wickeln derselben um eine erwärmte Führungswalze;
(3) ein Verfahren des Induktionserwärmens des Aluminiums;
(4) ein Verfahren zum Erwärmen in siedendem Wasser; und
(5) ein Verfahren, bei dem die vorgenannten Punkte (1) bis (4) kombiniert werden.

Darüber hinaus können auch andere Erwärmungsverfahren verwendet werden.
Polierbehandlung
Bei der vorliegenden Erfindung ist die Polierbehandlung eine mechanische, elektrische, chemische oder thermische Polierbehandlung.
Zu den mechanischen Polierbehandlungen zählen das Strahlsprühen abrasiver Körner, das Strahlsprühen von Wasser, das Strahlsprühen magnetischer abrasiver Körner, das magnetische Polieren, das Bandschleifen, das Bürsten und das Flüssigkeitshonen. Zu den elektrischen Polierverfahren zählt das Ultraschallpolieren. Zu den thermischen Polierverfahren zählt das Polieren durch Plasma und durch Einwirken einer Entladung oder eines Lasers. In der Industrie wird das mechanische Polieren bevorzugt, wobei die Aluminiumoberfläche vorzugsweise unter Verwendung einer Nylonbürste oder eines Rades oder einer Walze aus Gummi, Stoff, nichtgewebtem Stoff, Nylonstoff, Schwamm, Filz, Leder oder Poliervlies poliert wird. Die mechanische Polierbehandlung wird vorzugsweise eher in einem Nasssystem als in einem Trockensystem ausgeführt, da in diesem Fall eine das äußere Erscheinungsbild beeinträchtigende Schrammenbildung seltener auftritt. Das mechanische Nasspolieren erfolgt vorzugsweise, während mit Wasser oder einer Lösung, die Aluminium ätzen kann, oder in Wasser oder einer Lösung, die Aluminium ätzen kann, besprüht wird. Unabhängig davon, ob nass oder trocken poliert wird, wird die Polierbehandlung vorzugsweise unter Verwendung eines Schleifmittels ausgeführt, da hierdurch die Oberfläche unter Aufwendung nur sehr geringer Energien abgerundet werden kann.
Nach der Polierbehandlung erfolgen zum Zwecke des Entfernens abgeschnittener Teilchen oder von Schleifmittel vorzugsweise eine Waschbehandlung mit Wasser oder eine chemische Ätzbehandlung zum Lösen von 0,01 bis 1 g/m² der Aluminiumplatte in einer wässrigen Säure oder einer basischen Lösung.
Werden zwischen 0,01 und 30 g/m², vorzugsweise zwischen 0,1 und 3 g/m² der Aluminiumplatte unter Verwendung einer wässrigen Säure oder einer basischen Lösung vor dem mechanischen Polieren gelöst, so ist die Oberfläche der Aluminiumplatte weicher, wodurch das mechanische Polieren vereinfacht wird.
Man geht davon aus, dass durch das mechanische Polieren der Aluminiumplatte Vorsprünge an dem Aluminiumträger nach der Oberflächenaufrauungsbehandlung herausgeschnitten werden, was zu dem Ergebnis führt, dass beim Drucken das Ansaugen von Farbe kaum auftritt, weshalb der bedruckte Gegenstand in den meisten Fällen fleckenfrei ist, oder dass bei einer Strahllösung der Schwamm nicht ohne Weiteres verhakt wird.
Gegen die Aluminiumplatte kann bei der mechanischen Polierung horizontal mittels einer Nylonbürste, eines Schwammes, eines Gummis, eines nichtgewebten Stoffes oder eines Lederstückes gerieben werden. Das Walzmaterial kann rotiert werden. Für den Fall des Präparierens eines Quarzmaterials und des Drehens desselben ist die Drehrate vorzugsweise bei der Aluminiumplatte und dem äußeren Umfang der Walze verschieden. Das mechanische Polieren erfolgt vorzugsweise unter Verwendung eines Schleifmittels, dessen durchschnittliche Teilchengröße zwischen 0,001 und 0,1 μm als Polierhilfe liegt. Es können zudem Glas- oder Zirkonoxidkügelchen mit einem Durchschnittsdurchmesser zwischen 0,1 und 5 mm als Hilfe verwendet werden. Das Schleifmittel weist vorzugsweise eine runde Form mit leicht angeschrägten Ecken auf. Der Poliereffekt kann entweder in einem Trockensystem oder in einem Nasssystem erzielt werden, wobei jedoch ein Nasssystem bevorzugt wird, da hier die Bildung von Schrammen seltener ist. In einem Nasssystem zeigt die Flüssigkeit eine Schmierwirkung sowie eine Wirkung hinsichtlich der Entfernung von Schnittteilchen, weshalb Schrammen seltener auftreten. Eine für diesen Zweck geeignete Flüssigkeit ist vorzugsweise Wasser, was daher rührt, das Wasser unschädlich ist, wobei jedoch auch eine wässrige sauere oder basische Lösung, die zwischen 0 und 10 Gew.-% Aluminiumionen enthält und eine Konzentration zwischen 0,01 und 30 Gew.-% aufweist, verwendet werden kann. Spezifische Beispiele für die wässrige sauere oder alkalische Lösung sind unter anderem eine wässrige Lösung aus Ätznatron, Schwefelsäure oder Phosphorsäure.
Für den Fall der Verwendung einer Flüssigkeit, die ein Schleifmittel enthält, wird eine wässrige Lösung mit einer Konzentration zwischen 0,1 und 50 Gew.-% vorgezogen. Das Schleifmittel ist vorzugsweise Aluminiumoxid, Siliziumoxid oder Aluminiumhydroxid. Das nasse mechanische Polieren erfolgt bei einer Temperatur der Flüssigkeit zwischen –30 und 90 °C und einem Druck zwischen 0,001 und 100 kg/cm² mit einem Unterschied hinsichtlich der Drehrate zwischen der Aluminiumplatte zwischen 0,001 und 100 m/sec. Mit Blick auf die Drehrichtung der für das Polieren verwendeten Walzen gilt, dass eine Walze, die sich in Vorwärtsrichtung dreht, und eine Walze, die sich in Gegenrichtung hinsichtlich der Bewegungsrichtung der Aluminiumplatte dreht, in dieser Kombination bevorzugt werden. Insbesondere wird eine alternierende Anordnung aus einem bis drei Paaren von Walzen bevorzugt, die sich in Vorwärtsrichtung drehen, und einer Walze, die sich in Gegenrichtung dreht. Die Umdrehungszahl liegt vorzugsweise zwischen 150 und 300 UpM, wobei der Durchmesser der für das Polieren verwendeten Walzen vorzugsweise zwischen 300 und 600 mm liegt.
Es kann auch eine Mehrzahl von Rädern, Walzen oder Abschnitten in Kombination zum Polieren verwendet werden.
Für den Fall der Vornahme der Polierbehandlung durch mit Wasser oder einer Flüssigkeit aus einer Säure oder einer Base erfolgendes Sprühen auf die Oberfläche der Aluminiumplatte während des Polierens oder durch Vertiefungsbildung an der Aluminiumplatte in der Flüssigkeit weist die Flüssigkeit vorzugsweise eine Viskosität von 1 bis 200 cP, besonders bevorzugt zwischen 1,5 und 50 cP auf. Ist die Viskosität der Flüssigkeit größer, so bildet sich leicht ein Flüssigkeitsfilm an der Aluminiumoberfläche, was ein Verschrammen der Aluminiumoberfläche nahezu vollständig verhindert. Zur Steigerung der Viskosität wird ein Verdickungsmittel zugesetzt. Das Verdickungsmittel ist vorzugsweise eine Polymerverbindung. Die Viskosität kann durch Zugabe von 0,01 bis 60 Gew.-% Polyethylenglykol oder durch Zugabe von 0,01 bis 5 Gew.-% eines polymeren Koagulanzmittels zur Verwendung bei der Wasserbehandlung oder Abwasserbehandlung gesteigert werden. Zu den polymeren Koagulanzmitteln zählen nichtionische, anionische oder polyacrylartige säurebasierte Koagulanzmittel. Beispiele für im Handel erhältliche Koagulanzmittel sind unter anderem PN-161, PN-162, PN-133, PN-171, PA-328, PA-371, PA-322, PA-331, PA-349, PA-372, PA-318, PA-362, PA-363, PA-364, PA-365, PA-374, PA-375, PA-376, PA-377, PA-378, PA-379, PA-312, LC-541 und LC-551 von der Firma Kurita Kogyo K. K.
Anodisierungsbehandlung
Die Anodisierungsbehandlung wird vorgenommen, um die Abriebbeständigkeit an der Oberfläche der Aluminiumplatte zu vergrößern. Das bei der Anodisierungsbehandlung der Aluminiumplatte verwendete Elektrolyt ist ein beliebiges Elektrolyt, solange es einen porenhaltigen Oxidfilm ausbildet. Im Allgemeinen werden Schwefelsäure, Phosphorsäu re, Salzsäure, Chromsäure oder ein Gemisch hieraus verwendet. Die Konzentration des Elektrolytes kann in Abhängigkeit von der Art des Elektrolytes geeignet gewählt werden. Die Parameter der Anodisierungsbehandlung variieren in Abhängigkeit von dem verwendeten Elektrolyt und können vorab nicht eindeutig bestimmt werden. Gleichwohl sind geeignete Parameter im Allgemeinen derart, dass die Konzentration des Elektrolytes zwischen 1 und 80 Gew.-%, die Temperatur der Flüssigkeit zwischen 5 und 70 °C, die Stromdichte zwischen 1 und 60 A/dm², die Spannung zwischen 1 und 100 V und die Elektrolysezeit zwischen 10 und 300 Sekunden liegt.
Üblicherweise wird ein schwefelsäurebasiertes Verfahren unter Verwendung von Gleichstrom eingesetzt, wobei jedoch auch Wechselstrom zum Einsatz kommen kann.
Die Menge der anodischen Oxidationsbeschichtung liegt geeigneterweise zwischen 1 und 10 g/m², vorzugsweise zwischen 1 und 5 g/m². Ist die Menge der anodischen Oxidationsbeschichtung geringer als ein 1 g/m², so ist die Dauerhaftigkeit des Druckes nicht ausreichend, wobei nicht bildhaltige Flächen der lithografischen Druckplatte verschrammungsanfällig sind, und wobei gleichzeitig das Anhaften der Farbe an den verschrammten Abschnitten, die so genannte Schrammenverschmutzung, sehr häufig auftritt, wohingegen für den Fall, in dem die Menge der anodischen Oxidationsbeschichtung zunimmt, der Oxidfilm zu einer Konzentration in einem anderen Teil des Aluminiums neigt. Der Unterschied bezüglich der Menge der anodischen Oxidationsbeschichtung zwischen dem Kantenteil und dem Mittelteil der Aluminiumplatte liegt vorzugsweise bei 1 g/m² oder weniger.
Die Anodisierung in einer wässrigen Schwefelsäurelösung wird im Detail in den Druckschriften JP-A-54-128453 und JP-A-48-45303 beschrieben. Die Schwefelsäurekonzentration liegt vorzugsweise zwischen 10 und 300 g/l, während die Konzentration der Aluminiumionen vorzugsweise zwischen 1 und 25 g/l liegt. Die Aluminiumkonzentration wird vorzugsweise dadurch auf 2 bis 10 g/l eingestellt, dass Aluminiumsulfat einer wässrigen Schwefelsäurelösung von 50 bis 200 g/l zugesetzt wird. Die Temperatur der Flüssigkeit liegt vorzugsweise zwischen 30 und 60 °C. Für den Fall, dass ein gleichstrombasiertes Verfahren verwendet wird, liegt die Stromdichte zwischen 1 und 60 A/dm², vorzugsweise zwischen 5 und 40 A/dm². Für den Fall, dass eine kontinuierliche Anodisierung eines Aluminiumbogens erfolgt, wird bevorzugt, die Anodisierungsbehandlung bei einer niedrigeren Stromdichte von etwa 5 bis 10 A/dm² zu beginnen, und so eine Konzentration des Stromes, was zu einem so genannten Brennen der Aluminiumplatten führt, zu verhin dern, um in einer späteren Phase zur allmählichen Steigerung der Stromdichte auf zwischen 30 und 50 A/dm² oder zur Festlegung des Stromes jenseits dieses Wertes zu gelangen. Die Stromdichte wird vorzugsweise in 5 bis 15 Stufen allmählich gesteigert. In jeder Stufe ist eine eigenständige Energieversorgungseinheit vorgesehen, wobei die Stromdichte über den Strom für diese Energieversorgungseinheit gesteuert wird. Die Energieversorgung wird vorzugsweise durch ein Flüssigkeitsversorgungssystem vorgenommen, bei dem keine leitende Walze zum Einsatz kommt. 5 und 6 sind jeweils eine schematische Darstellung, die den Anodisierungsvorgang zeigt. Zur Minimierung des Energieverlustes werden die Konzentration der Flüssigkeit und die Temperatur einer Zelle, einer so genannten Energieversorgungszelle, üblicherweise derart gewählt, dass sie höher als die entsprechenden Werte in der Anodisierungsbehandlungszelle sind. Für die Elektrode in der Energieversorgungszelle wird Iridiumoxid oder Blei verwendet, wohingegen für die Elektrode in der Anodisierungsbehandlungszelle Aluminium verwendet wird.
5 zeigt ein Beispiel für eine Vorrichtung zur Durchführung einer Anodisierungsbehandlung, wie sie bei der vorliegenden Erfindung zum Einsatz kommt. Bei diesem Beispiel sind Energieversorgungszellen derart vorgesehen, dass sie eine Anodisierungsbehandlungszelle zur Bildung einer anodischen Oxidationsbeschichtung schichtartig überlagern. 6 zeigt ein weiteres Beispiel einer ähnlichen Vorrichtung, wobei ein Leistungszufuhrtank mit Blick auf die Bewegungsrichtung der Aluminiumplatte stromaufwärts und eine Anodisierungsbehandlungszelle stromabwärts angeordnet ist.
Bei diesen Vorrichtungen ist eine Anode in der Energieversorgungszelle vorgesehen, wobei die Aluminiumplatte einer kathodischen Reaktion unterzogen wird. Entsprechend wird eine anodische Oxidationsbeschichtung auf der Oberfläche der Aluminiumplatte ausgebildet. Der Abstand zwischen der Aluminiumplatte und der Kathode liegt vorzugsweise zwischen 50 und 200 mm. Für die Kathode wird Aluminium verwendet. Für die Kathoden, von denen jede mit einer Gleichstromquelle verbunden ist, werden großflächige Elektroden verwendet, um das Austreten entstandenen Wasserstoffgases zu erleichtern, wobei die Kathode vorzugsweise senkrecht zur Bewegungsrichtung des Aluminiumbogens in verschiedene Teile unterteilt ist.
Zwischen der Energieversorgungszelle und der Anodisierungsbehandlungszelle ist eine Zelle, die Zwischenzelle genannt wird, angeordnet, die ein Verbleiben der elektrolytischen Lösung verhindert. Durch Einbau dieser Zwischenzelle kann verhindert werden, dass der Strom den Weg von der Anode zur Kathode überbrückt, ohne durch die Aluminiumplatte zu laufen. In der Zwischenzelle sind vorzugsweise Presswalzenpaare vorgesehen, um die Lösung auszupressen und den Überbrückungsstrom weitestgehend zu verringern. In dem Energieversorgungstank wird die elektrolytische Lösung derart eingestellt, dass sie eine höhere Temperatur oder eine höhere Konzentration aufweist, als dies in der Anodisierungsbehandlungszelle der Fall ist, um den Spannungsverlust zu verringern. Die Zusammensetzung der Temperatur der elektrolytischen Lösung in der Anodisierungsbehandlungszelle ist unter Berücksichtigung der Effizienz bei der Bildung der anodischen Oxidationsbeschichtung, der Form der Mikroporen auf der anodischen Oxidationsbeschichtung, der Härte der anodischen Oxidationsbeschichtung, der Spannung, der Kosten der elektrolytischen Lösung und dergleichen mehr festgelegt. In die Energieversorgungszelle oder die Anodisierungsversorgungszelle wird die elektrolytische Lösung durch Sprühstrahlen derselben aus einer Flüssigkeitszufuhrdüse heraus abgegeben. Die Flüssigkeitszufuhrdüse ist derart ausgestaltet, dass sie einen Spalt aufweist, wodurch der Flüssigkeitsstrahl, der ausgestoßen wird, in Kreuzrichtung konstant beruhigt wird, um so eine konstante Verteilung der elektrolytischen Lösung zu erhalten und eine örtliche Konzentration des Stromes auf der Aluminiumplatte in der Anodisierungsbehandlungszelle zu verhindern. In der Anodisierungsbehandlungszelle ist an der gegenüberliegenden Seite der Elektrode eine Abschirmplatte mit einer Intervention der Aluminiumplatte vorgesehen, um zu verhindern, dass der Strom an die gegenüberliegende Seite der Oberfläche fließt, wo sich eine anodische Oxidationsbeschichtung bilden soll. Der Abstand zwischen der Aluminiumplatte und der Abschirmplatte liegt vorzugsweise zwischen 5 und 30 mm. Eine Vielzahl von Gleichstromquellen wird vorzugsweise durch gemeinsame Verbindung von deren Pluspolen verwendet. Hierdurch kann die Stromverteilung in der Anodisierungsbehandlungszelle gesteuert werden.
In der wässrigen Schwefelsäurelösung kann selbstverständlich eine geringe Menge der in Spuren enthaltenen Elemente, die in der Aluminiumplatte enthalten sind, gelöst sein.
Während der Anodisierungsbehandlung löst sich das Aluminium in der wässrigen Schwefelsäurelösung auf, weshalb die Schwefelsäurekonzentration und die Konzentration der Aluminiumionen gesteuert werden muss, um den ganzen Vorgang zu steuern. Wird die Konzentration der Aluminiumionen auf einem niedrigen Niveau gewählt, so muss die wässrige Schwefelsäurelösung, die für die Anodisierung verwendet wird, sehr häufig erneuert werden, was den Abwasseranfall steigert, und wodurch Probleme nicht nur bezüglich der Rentabilität, sondern auch mit Blick auf die Umwelt auftreten. Dem steht gegenüber, dass für den Fall, dass die Konzentration der Aluminiumionen auf einem hohen Niveau gewählt wird, eine hohe Spannung für die Elektrolyse von Nöten ist, was die Kosten für die elektrische Energie steigert, und damit ebenfalls zur Unrentabilität führen kann.
Die Schwefelsäurekonzentration, die Konzentration der Aluminiumionen und die Temperatur der Flüssigkeit bei der Anodisierung lauten vorzugsweise wie folgt.
Fall 1

Schwefelsäurekonzentration: zwischen 100 und 200 g/l (vorzugsweise zwischen 130 und 180 g/l);
Konzentration der Aluminiumionen: zwischen 2 und 10 g/l (vorzugsweise zwischen 3 und 7 g/l);
Temperatur der Flüssigkeit: zwischen 30 und 40 °C (vorzugsweise zwischen 33 und 38 °C)

Fall 2

Schwefelsäurekonzentration: zwischen 50 und 125 g/l (vorzugsweise zwischen 80 und 120 g/l);
Konzentration der Aluminiumionen: zwischen 2 und 10 g/l (vorzugsweise zwischen 3 und 7 g/l);
Temperatur der Flüssigkeit: zwischen 40 und 70 °C (vorzugsweise zwischen 50 und 60 °C)

Nach der Anodisierungsbehandlung wird die Oberfläche der Aluminiumplatte gegebenenfalls einer Hydrophilisierungsbehandlung unterzogen. Beispiele für die Hydrophilisierungsbehandlung, die bei der vorliegenden Erfindung zum Einsatz kommen kann, sind unter anderem ein alkalimetallsilikatbasiertes (beispielsweise eine wässrige Natriumsilikatlösung) Verfahren, wie es in den US-Patenten US 2,714,066 , US 3,181,461 , US 3,280,734 und US 3,902,734 beschrieben ist. Bei diesem Verfahren wird der Träger in eine wässrige Lösung aus Natriumsilikat eingetaucht oder elektrolysiert. Die Si-Menge, die mittels einer Fluoreszenzröntgenvorrichtung gemessen wird, liegt vorzugsweise zwischen 0,1 und 100 mg/m², besonders bevorzugt zwischen 1 und 50 mg/m². Darüber hinaus kann ein Verfahren zur Behandlung der Aluminiumplatte mit Kaliumfluorzirkonat, wie es in der Druckschrift JP-B-36-22063 offenbart ist, oder mit Polyvinylphosphonsäure, wie es in den US-Patenten US 3,276,868 , US 4,153, 461 und US 4,689,272 beschrieben ist, zum Einsatz kommen.
Darüber hinaus wird die Aluminiumplatte nach der Körnung und der Anodisierungsbehandlung zudem vorzugsweise einer Versiegelungsbehandlung unterzogen. Die Versiegelung erfolgt durch Eintauchen der Aluminiumplatte in heißes Wasser oder in eine heiße wässrige Lösung, die ein anorganisches oder organisches Salz enthält, oder durch Verwenden eines Dampfbades oder dergleichen.
Beispiele
Die vorliegende Erfindung wird nachstehend detailliert unter Bezugnahme auf Beispiele beschrieben.
Beispiel 1
Eine Aluminiumplatte nach JIS A 1050 mit einer Dicke von 0,24 mm und einer Breite von 1,030 mm wurde unter Weglassung der Zwischenvergütung und der Erweichung in einem Gleichstromgussverfahren hergestellt, um einen Zustand zu erzeugen, in dem eine Maserung oder eine Flächengüteungleichmäßigkeit beim chemischen Ätzen in einer wässrigen sauren oder basischen Lösung häufig ist, woraufhin die Aluminiumplatte kontinuierlich folgendermaßen behandelt wurde.
(1) Mechanische Oberflächenaufrauungsbehandlung
Die Oberfläche der Aluminiumplatte wurde mechanisch mittels einer Drehwalzennylonbürste aufgeraut, während eine Suspension aus Quarzsand in Wasser mit einer spezifischen Gravität von 1,2 als abrasive Aufschlämmungslösung auf die Oberfläche der Aluminiumplatte aufgebracht wurde. Die Nylonbürste bestand aus 6·10-Nylon und hatte eine Borstenlänge von 50 mm und einen Borstendurchmesser von 0,295 mm. Die Nylonbürste wurde durch dichtes Einbringen von Borsten in Löcher hergestellt, die in einen aus rostfreiem Stahl bestehenden Zylinder mit einem Durchmesser von 300 mm eingestanzt waren. Es wurden drei Drehbürsten verwendet. An dem unteren Abschnitt jeder Bürste waren zwei Haltewalzen (mit einem Durchmesser von 200 mm) in einem Abstand von 300 mm vorgesehen. Die Bürstenwalzen wurden eingedrückt, bis die Belastung des An triebsmotors zum Antrieb der Bürsten einen Wert von 4,5 kW in Abhängigkeit von der Last erreichte, bevor die Bürstenwalzen auf die Aluminiumplatte aufgedrückt wurden. Die Bürsten wurden in derselben Richtung wie die Bewegungsrichtung der Aluminiumplatte bewegt. Anschließend wurde die Aluminiumplatte mit Wasser gewaschen. Die Bewegungsrate der Aluminiumplatte lag bei 50 m/min.
(2) Ätzbehandlung in einer wässrigen basischen Lösung
Die Aluminiumplatte wurde anschließend geätzt, indem sie bei 70 °C in eine wässrige Lösung eingetaucht wurde, die 27 Gew.-% NaOH und 6,5 Gew.-% Aluminiumionen enthielt, um 10 g/m² der Aluminiumplatte zu lösen. Anschließend wurde die Aluminiumplatte mit Wasser abgewaschen.
(3) Nachbeizbehandlung
Die Aluminiumplatte wurde anschließend nachgebeizt, indem sie für 10 Sekunden bei 35 °C in eine wässrige Lösung eingetaucht wurde, die 1 Gew.-% Salzsäure enthielt. Anschließend wurde die Aluminiumplatte mit Wasser abgewaschen.
(4) Elektrochemische Oberflächenaufrauungsvorbehandlung in einer wässrigen Salzsäurelösung
Unter Verwendung des Wechselstromes von 2 sowie unter Verwendung einer Einheit der in 1 gezeigten Vorrichtung wurde kontinuierlich eine elektrochemische Oberflächenaufrauungsbehandlung durchgeführt. Die hierzu verwendete elektrolytische Lösung war eine wässrige 1 Gew.-%-ige Salzsäurelösung (die 5 Gew.-% Aluminiumionen enthielt), wobei die Temperatur der Flüssigkeit bei 25 °C lag. Die Wellenform der Energie aus der Wechselstromquelle entsprach trapezförmigen Rechteckwellen mit einer für das Ansteigen des Stromwertes von 0 auf den Maximalwert notwendigen Zeit tp von 1 Millisekunde, einem Betriebsverhältnis von 1 : 1 und einer Frequenz von 60 Hz. Dar über hinaus wurde eine Kohlenstoffelektrode für die Gegenelektrode und Ferrit für die Hilfsanode verwendet.
Die Stromdichte in Abhängigkeit vom Strommaximalwert lag bei 50 A/dm², wobei die Elektrizitätsmenge in Abhängigkeit von der gesamten Elektrizitätsmenge für den Fall, dass die Aluminiumplatte in der Anodenzeit befindlich war, bei 50 C/dm² lag. Der Strom, der von der Stromquelle her floss, wurde in die Hilfsanode um 5% geteilt.
Anschließend wurde die Aluminiumplatte durch Besprühen mit Wasser abgewaschen.
(5) Ätzbehandlung in einer wässrigen basischen Lösung
Die Aluminiumplatte wurde anschließend geätzt, indem sie bei 40 °C in eine wässrige Lösung eingetaucht wurde, die 27 Gew.-% NaOH und 6,5 Gew.-% Aluminiumionen enthielt, um ein Lösen von 0,3 g/m² der Aluminiumplatte zu erreichen. Anschließend wurde die Aluminiumplatte mit Wasser abgewaschen.
(6) Nachbeizbehandlung
Die Aluminiumplatte wurde anschließend nachgebeizt, indem sie für 14 Sekunden bei 25 °C in eine wässrige 1 Gew.-%-ige Salzsäurelösung (enthaltend 0,5 Gew.-% Aluminiumionen und 0,007 Gew.-% Ammoniumionen) eingebracht wurde. Anschließend wurde die Platte mit Wasser abgewaschen.
(7) Elektrochemische Oberflächenaufrauungsbehandlung in einer wässrigen Salpetersäurelösung
Unter Verwendung des Wechselstromes von 2 sowie unter Verwendung zweier Einheiten der in 1 gezeigten Vorrichtung wurde kontinuierlich eine elektrochemische Oberflächenaufrauungsbehandlung durchgeführt. Die hierzu verwendete elektrolytische Lösung war eine wässrige 1 Gew.-%-ige Salpetersäurelösung (die 0,5 Gew.-% Aluminiumionen und 0,007 Gew.-% Ammoniumionen enthielt), wobei die Temperatur der Flüssigkeit bei 50 °C lag. Die Wellenform der Energie aus der Wechselstromquelle entsprach trapezförmigen Rechteckwellen mit einer für das Ansteigen des Stromwertes von 0 auf den Maximalwert notwendigen Zeit tp von 1 Millisekunde, einem Betriebsverhältnis von 1 : 1 und einer Frequenz von 60 Hz. Darüber hinaus wurde eine Kohlenstoffelektrode für die Gegenelektrode und Ferrit für die Hilfsanode verwendet.
Die Stromdichte in Abhängigkeit vom Strommaximalwert lag bei 50 A/dm², wobei die Elektrizitätsmenge in Abhängigkeit von der gesamten Elektrizitätsmenge für den Fall, dass die Aluminiumplatte in der Anodenzeit befindlich war, bei 210 C/dm² lag. Der Strom, der von der Stromquelle her floss, wurde in die Hilfsanode um 5% geteilt. Anschließend wurde die Aluminiumplatte durch Besprühen mit Wasser abgewaschen.
(8) Wärmebehandlung
Die Aluminiumplatte mit den darauf befindlichen Schüppchen, die hauptsächlich Aluminiumhydroxid enthalten, das während des Schrittes der elektrochemischen Oberflächenaufrauung in einer wässrigen Lösung entstanden ist, die hauptsächlich Salpetersäure enthält, wurde an Luft bei einer Temperatur von 200 °C für 90 Minuten (Beispiel 1-1), für 30 Minuten (Beispiel 1-2) und für 1 Minute (Beispiel 1-3) wärmebehandelt. Die Aluminiumplatte wurde zudem an Luft bei einer Temperatur von 100 °C für 90 Minuten (Beispiel 1-4) und an Luft bei einer Temperatur von 300 °C für 1 Minute (Beispiel 1-5) wärmebehandelt.
(9) Ätzbehandlung in einer wässrigen basischen Lösung
Die Aluminiumplatte wurde anschließend geätzt, indem sie bei 45 °C in eine wässrige Lösung eingetaucht wurde, die 26 Gew.-% NaOH und 6,5 Gew.-% Aluminiumionen enthielt, um 1 g/m² der Aluminiumplatte zu lösen. Anschließend wurde die Aluminiumplatte mit Wasser abgewaschen.
(10) Nachbeizbehandlung
Die Aluminiumplatte wurde anschließend nachgebeizt, in dem sie bei 60 °C in eine wässrige Lösung eingetaucht wurde, die 25 Gew.-% Schwefelsäure enthielt. Anschließend wurde die Aluminiumplatte mit Wasser abgewaschen.
(11) Anodisierungsbehandlung
Die Aluminiumplatte wurde anschließend in einer wässrigen Lösung mit einer Schwefelsäurekonzentration von 100 g/l (enthaltend 7 g/l Aluminiumionen) bei einer Temperatur der Flüssigkeit von 55 °C unter Verwendung einer Gleichspannung bei einer Stromdichte von 2 A/dm² anodisiert, um eine Menge der anodischen Oxidationsbeschichtung von 2,4 g/m² zu erhalten. Anschließend wurde die Aluminiumplatte durch Besprühen mit Wasser abgewaschen.
Die Oberfläche der auf diese Weise behandelten Aluminiumplatte war anschließend frei von Maserungen, die von der Orientierung der Kristallkörner und der Erzeugung von Flächengüteungleichmäßigkeiten herrühren hätten können.
Bei der auf diese Weise behandelten Aluminiumplatte wurden eine Zwischenschicht und eine fotoempfindliche Schicht aufgebracht und getrocknet, um eine positive PS-Platte mit einer Trockendicke von 2,0 g/m² zu erhalten. Unter Verwendung der PS-Platten wurde ein Druckvorgang ausgeführt, der zum Ergebnis hatte, dass gute Druckergebnisse nachgewiesen werden konnten.
Beispiel 2
Zum Zwecke der Hydrophilisierung wurde das Substrat nach der Anodisierungsbehandlung gemäß (11) von Beispiel 1 für 17 Sekunden bei 70 °C in eine wässrige Lösung eingetaucht, die 2,5 Gew.-% Natriumsilikat enthielt. Anschließend wurde das Substrat durch Besprühen mit Wasser gewaschen und sodann getrocknet. Nach jeder Behandlung und nach jedem Abwaschen mit Wasser wurde die Lösung mittels Presswalzen ausgepresst.
Auf jede der auf diese Weise behandelten Aluminiumplatten wurden eine Zwischenschicht und eine fotoempfindliche Schicht aufgebracht und getrocknet, um so eine PS-Platte herzustellen. Unter Verwendung jeder PS-Platte wurde ein Druckvorgang vorgenommen, mit dem Ergebnis, dass die Druckplatte hohe Qualität aufwies.
Beispiel 3
Die Oberflächenaufrauungsbehandlung wurde gründlich und auf dieselbe Weise wie in Beispiel 1 durchgeführt, außer dass bei der Wärmebehandlung gemäß (8) von Beispiel 1 eine Induktionserwärmung vorgenommen wurde. Die Zeit der Induktionserwärmung betrug 0,1 Sekunde. Man geht davon aus, dass die Temperatur der Aluminiumplatte bis auf 500 °C stieg. Die Oberfläche der auf diese Weise behandelten Aluminiumplatte war frei von Maserungen, die von der Orientierung der Kristallkörner und der Erzeugung von Flächengüteungleichmäßigkeiten herrühren hätten können.
Beispiel 4
Die Aluminiumplatte wurde gründlich und auf dieselbe Weise wie in Beispiel 1 behandelt, außer dass anstelle der chemischen Ätzbehandlung in einer wässrigen basischen Lösung gemäß (9) von Beispiel 1 eine Elektropolierbehandlung bei 35 °C in einer wässrigen Lösung vorgenommen wurde, die 9 Gew.-% Ätznatron und 0,5 Gew.-% Aluminiumionen enthielt, wobei die Stromdichte bei 20 A/dm² lag, und die Aluminiumplatte als Anode zum Lösen von 1 g/m² der Aluminiumplatte zum Einsatz kam. Auf jede der auf diese Weise behandelten Aluminiumplatten wurden eine Zwischenschicht und eine negative fotoempfindliche Schicht aufgetragen, woraufhin eine Trocknung erfolgte, um eine PS-Platte herzustellen. Unter Verwendung jeder dieser PS-Platten wurde ein Druckvorgang ausgeführt, mit dem Ergebnis, dass eine hohe Qualität der Druckplatte nachgewiesen werden konnte.
Beispiel 5
Eine Aluminiumplatte nach JIS A 1050 mit einer Dicke von 0,24 mm und einer Breite von 1,030 mm wurde unter Weglassung der Zwischenvergütung und der Erweichung in einem Gleichstromgussverfahren hergestellt, um einen Zustand zu erzeugen, in dem eine Maserung oder eine Flächengüteungleichmäßigkeit beim chemischen Ätzen in einer wässrigen sauren oder basischen Lösung häufig ist, woraufhin die Aluminiumplatte kontinuierlich folgendermaßen behandelt wurde.
(1) Mechanische Oberflächenaufrauungsbehandlung
Die Oberfläche der Aluminiumplatte wurde mechanisch mittels einer Drehwalzennylonbürste aufgeraut, während eine Suspension aus Quarzsand in Wasser mit einer spezifischen Gravität von 1,12 als abrasive Aufschlämmungslösung auf die Oberfläche der Aluminiumplatte aufgebracht wurde. Die Nylonbürste bestand aus 6·10-Nylon und hatte eine Borstenlänge von 50 mm und einen Borstendurchmesser von 0,295 mm. Die Nylonbürste wurde durch dichtes Einbringen von Borsten in Löcher hergestellt, die in einen aus rostfreiem Stahl bestehenden Zylinder mit einem Durchmesser von 300 mm eingestanzt waren. Es wurden drei Drehbürsten verwendet. An dem unteren Abschnitt jeder Bürste waren zwei Haltewalzen (mit einem Durchmesser von 200 mm) in einem Abstand von 300 mm vorgesehen. Die Bürstenwalzen wurden eingedrückt, bis die Belastung des Antriebsmotors zum Antrieb der Bürsten einen Wert von 4,5 kW in Abhängigkeit von der Last erreichte, bevor die Bürstenwalzen auf die Aluminiumplatte aufgedrückt wurden. Die Bürsten wurden in derselben Richtung wie die Bewegungsrichtung der Aluminiumplatte bewegt. Anschließend wurde die Aluminiumplatte mit Wasser abgewaschen. Die Bewegungsrate der Aluminiumplatte lag bei 50 m/min.
(2) Ätzbehandlung in einer wässrigen basischen Lösung
Die Aluminiumplatte wurde anschließend geätzt, indem sie bei 70 °C in eine wässrige Lösung eingetaucht wurde, die 27 Gew.-% NaOH und 6,5 Gew.-% Aluminiumionen enthielt, um 6 g/m² der Aluminiumplatte zu lösen. Anschließend wurde die Aluminiumplatte mit Wasser abgewaschen.
(3) Nachbeizbehandlung
Die Aluminiumplatte wurde anschließend nachgebeizt, indem sie für 5 Sekunden bei 35 °C in eine wässrige Lösung eingetaucht wurde, die 1 Gew.-% Salpetersäure enthielt. Anschließend wurde die Aluminiumplatte mit Wasser abgewaschen.
(4) Elektrochemische Oberflächenaufrauungsvorbehandlung in einer wässrigen Salpetersäurelösung
Unter Verwendung des Wechselstromes von 2 sowie unter Verwendung zweier Einheiten der in 1 gezeigten Vorrichtung wurde kontinuierlich eine elektrochemische Oberflächenaufrauungsbehandlung durchgeführt. Die hierzu verwendete elektrolytische Lösung war eine wässrige 1 Gew.-%-ige Salpetersäurelösung (die 0,5 Gew.-% Aluminiumionen und 0,007 Gew.-% Ammoniumionen enthielt), wobei die Temperatur der Flüssigkeit bei 50 °C lag. Die Wellenform der Energie aus der Wechselstromquelle entsprach trapezförmigen Rechteckwellen mit einer für das Ansteigen des Stromwertes von 0 auf den Maximalwert notwendigen Zeit tp von 1 Millisekunde, einem Betriebsverhältnis von 1 : 1 und einer Frequenz von 60 Hz. Darüber hinaus wurde eine Kohlenstoffelektrode für die Gegenelektrode und Ferrit für die Hilfsanode verwendet.
Die Stromdichte in Abhängigkeit vom Strommaximalwert lag bei 50 A/dm², wobei die Elektrizitätsmenge in Abhängigkeit von der gesamten Elektrizitätsmenge für den Fall, dass die Aluminiumplatte in der Anodenzeit befindlich war, bei 210 C/dm² lag. Der Strom, der von der Stromquelle her floss, wurde in die Hilfsanode um 5% geteilt. Anschließend wurde die Aluminiumplatte durch Besprühen mit Wasser abgewaschen.
(5) Ätzbehandlung in einer wässrigen basischen Lösung
Die Aluminiumplatte wurde anschließend geätzt, indem sie bei 40 °C in eine wässrige Lösung eingetaucht wurde, die 27 Gew.-% NaOH und 6,5 Gew.-% Aluminiumionen enthielt, um ein Lösen von 0,5 g/m² der Aluminiumplatte zu erreichen. Anschließend wurde die Aluminiumplatte mit Wasser abgewaschen.
(6) Nachbeizbehandlung
Die Aluminiumplatte wurde anschließend nachgebeizt, indem sie für 5 Sekunden bei 35 °C in eine wässrige 1 Gew.-%-ige Salzsäurelösung eingebracht wurde. Anschließend wurde die Platte mit Wasser abgewaschen.
(7) Elektrochemische Oberflächenaufrauungsbehandlung in einer wässrigen Salzsäurelösung
Unter Verwendung des Wechselstromes von 2 sowie unter Verwendung einer Einheit der in 1 gezeigten Vorrichtung wurde kontinuierlich eine elektrochemische Oberflächenaufrauungsbehandlung durchgeführt. Die hierzu verwendete elektrolytische Lösung war eine wässrige 1 Gew.-%-ige Salzsäurelösung (die 0,5 Gew.-% Aluminiumionen), wobei die Temperatur der Flüssigkeit bei 35 °C lag. Die Wellenform der Energie aus der Wechselstromquelle entsprach trapezförmigen Rechteckwellen mit einer für das Ansteigen des Stromwertes von 0 auf den Maximalwert notwendigen Zeit tp von 1 Millisekunde, einem Betriebsverhältnis von 1 : 1 und einer Frequenz von 60 Hz. Darüber hinaus wurde eine Kohlenstoffelektrode für die Gegenelektrode und Ferrit für die Hilfsanode verwendet.
Die Stromdichte in Abhängigkeit vom Strommaximalwert lag bei 50 A/dm², wobei die Elektrizitätsmenge in Abhängigkeit von der gesamten Elektrizitätsmenge für den Fall, dass die Aluminiumplatte in der Anodenzeit befindlich war, bei 75 C/dm² lag. Der Strom, der von der Stromquelle her floss, wurde in die Hilfsanode um 5% geteilt.
Anschließend wurde die Aluminiumplatte durch Besprühen mit Wasser abgewaschen.
(8) Wärmebehandlung
Die Aluminiumplatte mit den darauf befindlichen Schüppchen, die hauptsächlich Aluminiumhydroxid enthalten, das während des Schrittes der elektrochemischen Oberflächenaufrauung in einer wässrigen Lösung entstanden ist, die hauptsächlich Salzsäure enthält, wurde an Luft bei einer Temperatur von 200 °C für 90 Minuten wärmebehandelt.
(9) Ätzbehandlung in einer wässrigen basischen Lösung
Die Aluminiumplatte wurde anschließend geätzt, indem sie bei 45 °C in eine wässrige Lösung eingetaucht wurde, die 26 Gew.-% NaOH und 6,5 Gew.-% Aluminiumionen enthielt, um 0,3 g/m² der Aluminiumplatte zu lösen. Anschließend wurde die Aluminiumplatte mit Wasser abgewaschen.
(10) Nachbeizbehandlung
Die Aluminiumplatte wurde anschließend nachgebeizt, in dem sie bei 60 °C für 5 Sekunden in eine wässrige 25 Gew.-%-ige Schwefelsäurelösung (enthaltend 0,5 Gew.-% Aluminiumionen) eingetaucht wurde. Anschließend wurde die Aluminiumplatte mit Wasser abgewaschen.
(11) Anodisierungsbehandlung
Die Aluminiumplatte wurde anschließend in einer wässrigen Lösung mit einer Schwefelsäurekonzentration von 100 g/l (enthaltend 7 g/l Aluminiumionen) bei einer Temperatur der Flüssigkeit von 50 °C unter Verwendung einer Gleichspannung bei einer Stromdichte von 2 A/dm² anodisiert, um eine Menge der anodischen Oxidationsbeschichtung von 1,8 g/m² zu erhalten. Anschließend wurde die Aluminiumplatte durch Besprühen mit Wasser abgewaschen.
Die Oberfläche der auf diese Weise behandelten Aluminiumplatte war anschließend frei von Maserungen, die von der Orientierung der Kristallkörner und der Erzeugung von Flächengüteungleichmäßigkeiten herrühren hätten können.
Bei der auf diese Weise behandelten Aluminiumplatte wurden eine Zwischenschicht und eine fotoempfindliche Schicht aufgebracht und getrocknet, um eine positive PS-Platte mit einer Trockendicke von 2,0 g/m² zu erhalten. Unter Verwendung der PS-Platte wurde ein Druckvorgang ausgeführt, der zum Ergebnis hatte, dass gute Druckergebnisse nachgewiesen werden konnten.
Beispiel 6
Zum Zwecke der Hydrophilisierung wurde das Substrat nach der Anodisierungsbehandlung gemäß Beispiel 5 für 14 Sekunden bei 70 °C in eine wässrige Lösung eingetaucht, die 2,5 Gew.-% Natriumsilikat enthielt. Anschließend wurde das Substrat durch Besprühen mit Wasser gewaschen und sodann getrocknet. Nach jeder Behandlung und nach jedem Abwaschen mit Wasser wurde die Lösung mittels Presswalzen ausgepresst. Auf jede der auf diese Weise behandelten Aluminiumplatten wurden eine Zwischenschicht und eine negative fotoempfindliche Schicht aufgebracht und getrocknet, um so eine PS-Platte herzustellen. Unter Verwendung jeder PS-Platte wurde ein Druckvorgang vorgenommen, mit dem Ergebnis, dass die Druckplatte hohe Qualität aufwies.
Beispiel 7
Eine Aluminiumplatte nach JIS A 1050 mit einer Dicke von 0,24 mm und einer Breite von 1,030 mm wurde unter Weglassung der Zwischenvergütung und der Erweichung in einem Gleichstromgussverfahren hergestellt, um einen Zustand zu erzeugen, in dem eine Maserung oder eine Flächengüteungleichmäßigkeit beim chemischen Ätzen in einer wässrigen sauren oder basischen Lösung häufig ist, woraufhin die Aluminiumplatte kontinuierlich folgendermaßen behandelt wurde.
(1) Ätzbehandlung in einer wässrigen basischen Lösung
Die Aluminiumplatte wurde anschließend geätzt, indem sie bei 70 °C in eine wässrige Lösung eingetaucht wurde, die 27 Gew.-% NaOH und 6,5 Gew.-% Aluminiumionen enthielt, um 6 g/m² der Aluminiumplatte zu lösen. Anschließend wurde die Aluminiumplatte mit Wasser abgewaschen.
(2) Nachbeizbehandlung
Die Aluminiumplatte wurde anschließend nachgebeizt, indem sie für 5 Sekunden bei 35 °C in eine wässrige Lösung eingetaucht wurde, die 1 Gew.-% Salzsäure enthielt. Anschließend wurde die Aluminiumplatte mit Wasser abgewaschen.
(3) Elektrochemische Oberflächenaufrauungsvorbehandlung in einer wässrigen Salzsäurelösung
Unter Verwendung des Wechselstromes von 2 sowie unter Verwendung einer Einheit der in 1 gezeigten Vorrichtung wurde kontinuierlich eine elektrochemische Oberflächenaufrauungsbehandlung durchgeführt. Die hierzu verwendete elektrolytische Lösung war eine wässrige 1 Gew.-%-ige Salzsäurelösung (die 0,5 Gew.-% Aluminiumionen enthielt), wobei die Temperatur der Flüssigkeit bei 35 °C lag. Die Wellenform der Energie aus der Wechselstromquelle entsprach trapezförmigen Rechteckwellen mit einer für das Ansteigen des Stromwertes von 0 auf den Maximalwert notwendigen Zeit tp von 0,5 Millisekunde, einem Betriebsverhältnis von 1 : 1 und einer Frequenz von 60 Hz. Darüber hinaus wurde eine Kohlenstoffelektrode für die Gegenelektrode und Ferrit für die Hilfsanode verwendet.
Die Stromdichte in Abhängigkeit vom Strommaximalwert lag bei 50 A/dm², wobei die Elektrizitätsmenge in Abhängigkeit von der gesamten Elektrizitätsmenge für den Fall, dass die Aluminiumplatte in der Anodenzeit befindlich war, bei 50 C/dm² lag. Der Strom, der von der Stromquelle her floss, wurde in die Hilfsanode um 5% geteilt.
Anschließend wurde die Aluminiumplatte durch Besprühen mit Wasser abgewaschen.
(4) Ätzbehandlung in einer wässrigen basischen Lösung
Die Aluminiumplatte wurde anschließend geätzt, indem sie bei 40 °C in eine wässrige Lösung eingetaucht wurde, die 27 Gew.-% NaOH und 6,5 Gew.-% Aluminiumionen enthielt, um ein Lösen von 0,3 g/m² der Aluminiumplatte zu erreichen. Anschließend wurde die Aluminiumplatte mit Wasser abgewaschen.
(5) Nachbeizbehandlung
Die Aluminiumplatte wurde anschließend nachgebeizt, indem sie für 5 Sekunden bei 35 °C in eine wässrige Lösung eingetaucht wurde, die 1 Gew.-% Salpetersäure enthielt. Anschließend wurde die Aluminiumplatte mit Wasser abgewaschen.
(6) Elektrochemische Oberflächenaufrauungsvorbehandlung in einer wässrigen Salpetersäurelösung
Unter Verwendung des Wechselstromes von 2 sowie unter Verwendung zweier Einheiten der in 1 gezeigten Vorrichtung wurde kontinuierlich eine elektrochemische Oberflächenaufrauungsbehandlung durchgeführt. Die hierzu verwendete elektrolytische Lösung war eine wässrige 1 Gew.-%-ige Salpetersäurelösung (die 0,5 Gew.-% Aluminiumionen und 0,007 Gew.-% Ammoniumionen enthielt), wobei die Temperatur der Flüssigkeit bei 70 °C lag. Die Wellenform der Energie aus der Wechselstromquelle entsprach trapezförmigen Rechteckwellen mit einer für das Ansteigen des Stromwertes von 0 auf den Maximalwert notwendigen Zeit tp von 0,8 Millisekunde, einem Betriebsverhältnis von 1 : 1 und einer Frequenz von 60 Hz. Darüber hinaus wurde eine Kohlenstoffelektrode für die Gegenelektrode und Ferrit für die Hilfsanode verwendet.
Die Stromdichte in Abhängigkeit vom Strommaximalwert lag bei 50 A/dm², wobei die Elektrizitätsmenge in Abhängigkeit von der gesamten Elektrizitätsmenge für den Fall, dass die Aluminiumplatte in der Anodenzeit befindlich war, bei 230 C/dm² lag. Der Strom, der von der Stromquelle her floss, wurde in die Hilfsanode um 5% geteilt. Anschließend wurde die Aluminiumplatte durch Besprühen mit Wasser abgewaschen.
(7) Wärmebehandlung
Die Aluminiumplatte mit den darauf befindlichen Schüppchen, die hauptsächlich Aluminiumhydroxid enthalten, das während des Schrittes der elektrochemischen Oberflächenaufrauung in einer wässrigen Lösung entstanden ist, die hauptsächlich Salzsäure enthält, wurde an Luft bei einer Temperatur von 200 °C für 90 Minuten wärmebehandelt.
(8) Ätzbehandlung in einer wässrigen basischen Lösung
Die Aluminiumplatte wurde anschließend geätzt, indem sie bei 40 °C in eine wässrige Lösung eingetaucht wurde, die 5 Gew.-% NaOH und 0,5 Gew.-% Aluminiumionen enthielt, um ein Lösen von 0,1 g/m² der Aluminiumplatte zu erreichen. Anschließend wurde die Aluminiumplatte mit Wasser abgewaschen.
(9) Nachbeizbehandlung
Die Aluminiumplatte wurde anschließend nachgebeizt, indem sie für 5 Sekunden bei 60 °C in eine wässrige 25 Gew.-%-ige Schwefelsäurelösung (enthaltend 0,5 Gew.-% Aluminiumionen) eingetaucht wurde. Anschließend wurde die Aluminiumplatte mit Wasser abgewaschen.
(10) Anodisierungsbehandlung
Die Aluminiumplatte wurde anschließend in einer wässrigen Lösung mit einer Schwefelsäurekonzentration von 170 g/l (enthaltend 3 g/l Aluminiumionen) bei einer Temperatur der Flüssigkeit von 35 °C unter Verwendung einer Gleichspannung bei einer Stromdichte von 2 A/dm² anodisiert, um eine Menge der anodischen Oxidationsbeschichtung von 2,4 g/m² zu erhalten. Anschließend wurde die Aluminiumplatte durch Besprühen mit Wasser abgewaschen.
Die Oberfläche der auf diese Weise behandelten Aluminiumplatte war anschließend frei von Maserungen, die von der Orientierung der Kristallkörner und der Erzeugung von Flächengüteungleichmäßigkeiten herrühren hätten können.
Bei der auf diese Weise behandelten Aluminiumplatte wurden eine Zwischenschicht und eine fotoempfindliche Schicht aufgebracht und getrocknet, um eine positive PS-Platte mit einer Trockendicke von 2,0 g/m² zu erhalten. Man hat bei Verwendung dieser Druckplatte gute Druckergebnisse nachgewiesen.
Beispiel 8
Zum Zwecke der Hydrophilisierung wurde das Substrat nach der Anodisierungsbehandlung gemäß Beispiel 7 für 14 Sekunden bei 70 °C in eine wässrige Lösung eingetaucht, die 2,5 Gew.-% Natriumsilikat enthielt. Anschließend wurde das Substrat durch Besprühen mit Wasser gewaschen und sodann getrocknet. Nach jeder Behandlung und nach jedem Abwaschen mit Wasser wurde die Lösung mittels Presswalzen ausgepresst. Auf die auf diese Weise behandelte Aluminiumplatte wurden eine Zwischenschicht und eine negative fotoempfindliche Schicht aufgebracht und getrocknet, um so eine PS-Platte herzustellen. Unter Verwendung jeder PS-Platte wurde ein Druckvorgang vorgenommen, mit dem Ergebnis, dass die Druckplatte hohe Qualität aufwies.
Beispiel 9
Die Oberflächenaufrauungsbehandlung wurde gründlich und auf dieselbe Weise wie in Beispiel 7 durchgeführt, außer dass vor der chemischen Ätzbehandlung gemäß (1) von Beispiel 7 eine Schwabbelbehandlung vorgenommen wurde. Die Oberfläche der auf diese Weise behandelten Aluminiumplatte war frei von Maserungen, die von der Orientierung der Kristallkörner und der Erzeugung von Flächengüteungleichmäßigkeiten herrühren hätten können.
Auf die auf diese Weise behandelte Aluminiumplatte wurden eine Zwischenschicht und eine fotoempfindliche Schicht aufgebracht und getrocknet, um so eine PS-Platte mit einer Trockendichte von 2,0 g/m² herzustellen. Diese PS-Platte wies gute Druckeigenschaften auf.
Beispiel 10
Zum Zwecke der Hydrophilisierung wurde das Substrat nach der Anodisierungsbehandlung gemäß Beispiel 9 für 14 Sekunden bei 70 °C in eine wässrige Lösung eingetaucht, die 2,5 Gew.-% Natriumsilikat enthielt. Anschließend wurde das Substrat durch Besprühen mit Wasser gewaschen und sodann getrocknet. Nach jeder Behandlung und nach jedem Abwaschen mit Wasser wurde die Lösung mittels Presswalzen ausgepresst. Auf die auf diese Weise behandelte Aluminiumplatte wurden eine Zwischenschicht und eine negative fotoempfindliche Schicht aufgebracht und getrocknet, um so eine PS-Platte herzustellen. Unter Verwendung jeder PS-Platte wurde ein Druckvorgang vorgenommen, mit dem Ergebnis, dass die Druckplatte hohe Qualität aufwies.
Beispiel 11
Die Oberflächenaufrauungsbehandlung wurde gründlich und auf dieselbe Weise wie in Beispiel 1 durchgeführt, außer dass vor der chemischen Ätzbehandlung gemäß (11) eine Polierbehandlung vorgenommen und die Menge der anodischen Oxidationsbeschichtung auf 1,2 g/m² (Beispiel 1) geändert wurde. Für die Polierbehandlung wurde die Vorrichtung gemäß 3 verwendet. Die Polierbehandlung wurde unter Verwendung von vier Walzen durchgeführt, von denen jede aus einem nichtgewebten Nylonstoff mit geschlossener Textur bestand, einen Durchmesser von 300 mm aufwies und mit einer Drehzahl von 200 UpM gedreht wurde.
Die Walzen aus nichtgewebtem Stoff und die Aluminiumplatte wurde in Wasser versenkt, woraufhin die Viskosität durch Zugabe eines polymeren Koagulanzmittels auf 17 cP eingestellt wurde. Um das Anhaften von Staub zu vermeiden, wurde die Lösung vor Verwendung gefiltert.
Die erhaltene lithografische Druckplatte wurde in eine Andruckpresse eingesetzt. Sobald ein Bediener Feuchtwasser mit einem Schwamm aufbrachte, trat keine Verhakung des Schwammes auf, weshalb sich die Druckplatte als qualitativ hochwertige Druckplatte erwies, bei der sich nicht ohne Weiteres Schwammfitzelchen lösten. Darüber hinaus entstanden weder Maserungen noch Flächengüteungleichmäßigkeiten, weshalb die Oberfläche der Druckplatte keine Ungleichmäßigkeiten aufwies und für eine Plattenuntersuchung sehr geeignet war.
Beispiel 12
Nach der Anodisierungsbehandlung von Beispiel 1 wurde das Substrat hydrophilisiert, indem es bei 70 °C für 5 Sekunden in eine wässrige 0,2 %-ige Polyvinylsulfonsäurelösung eingetaucht wurde. Auf die auf diese Weise behandelte Aluminiumplatte wurde eine fotoempfindliche Schicht aufgebracht. Es entstand eine Druckplatte, die qualitativ hochwertig war.
Vergleichsbeispiel 1
Die Oberflächenaufrauungsbehandlung wurde gründlich und auf dieselbe Weise wie in Beispiel 1 durchgeführt, außer dass die Wärmebehandlung gemäß Beispiel 1 nicht durchgeführt wurde. Im Vergleich zu Beispiel 1 befanden sich auf dieser Druckplatte viele Maserungen, die von der Orientierung der Kristallkörner herrührten.

Claims

Verfahren zum Herstellen eines Aluminium-Trägers für lithografische Druckplatten, das umfasst, dass eine Aluminiumplatte nacheinander den folgenden Schritten unterzogen wird: (1) einer Oberflächenaufrauungsbehandlung, (2) einer Wärmebehandlung, (3) einer Behandlung des Ätzens von 0,01 bis 5 g/m² der Aluminiumplatte, und anschließend (4) einer Anodisierungsbehandlung.
Verfahren zum Herstellen eines Aluminium-Trägers für lithografische Druckplatten nach Anspruch 1, wobei die Oberflächenaufrauungsbehandlung durchgeführt wird, indem von einer mechanischen Oberflächenaufrauungsbehandlung, einer Schwabbelbehandlung, einer Polierbehandlung, einer chemischen Ätzbehandlung in einer wässrigen Säure- oder Alkalilösung, einer Elektropolierbehandlung in einer wässrigen Säure- oder Alkalilösung unter Verwendung der Aluminiumplatte als eine Anode, einer elektrolytischen Behandlung in einer wässrigen neutralen Salzlösung unter Verwendung der Aluminiumplatte als eine Anode oder eine Katode, und einer elektrochemischen Oberflächenaufrauungsbehandlung in einer sauren wässrigen Lösung unter Verwendung von Gleichstrom oder Wechselstrom eine oder mehrere kombiniert werden.
Verfahren zum Herstellen eines Aluminium-Trägers für lithografische Druckplatten nach Anspruch 1, wobei: eine chemische Ätzbehandlung vor Schritt (1) ausgeführt wird, wobei in Schritt (1) die Oberflächenaufrauungsbehandlung eine elektromechanische Oberflächenaufrauungsbehandlung in einer sauren wässrigen Lösung ist, und in Schritt (3) die Aluminiumplatte geätzt wird.
Verfahren zum Herstellen eines Aluminium-Trägers für lithografische Druckplatten nach Anspruch 3, wobei nach der chemischen Ätzbehandlung eine elektrochemische Oberflächenaufrauungsvorbehandlung in einer wässrigen Salzsäurelösung mit einer Elektrizitätsmenge zwischen 1 und 300 C/dm², und eine Behandlung des Ätzens von 0,01 bis 3 g/m² der Aluminiumplatte ausgeführt werden.
Verfahren zum Herstellen eines Aluminium-Trägers für lithografische Druckplatten nach Anspruch 1, das umfasst, dass eine Aluminiumplatte nacheinander unterzogen wird: (1) einer chemischen Ätzbehandlung, (2) einer elektrochemischen Oberflächenaufrauungsbehandlung in einer sauren wässrigen Lösung, (3) einer Behandlung des Ätzens von 0,01 bis 5 g/m² der Aluminiumplatte, (4) einer elektrochemischen Oberflächenaufrauungsbehandlung in einer wässrigen Salzsäurelösung mit einer Elektrizitätsmenge zwischen 1 und 300 C/dm², (5) einer Wärmebehandlung, (6) einer Behandlung des Ätzens von 0,01 bis 3 g/m² der Aluminiumplatte, und anschließend (7) einer Anodisierungsbehandlung.
Verfahren zum Herstellen eines Aluminium-Trägers für lithografische Druckplatten nach Anspruch 1, wobei die Wärmebehandlung durchgeführt wird, um die Aluminiumplatte von 70 auf 700°C zu bringen.
Verfahren zum Herstellen eines Aluminium-Trägers für lithografische Druckplatten nach Anspruch 1, wobei die Behandlung des Ätzens 0,01 bis 5 g/m² der Aluminiumplatte eine chemische Ätzbehandlung in einer wässrigen Säure- oder Alkalilösung, eine Elektropolierbehandlung in einer wässrigen Säure- oder Alkalilösung unter Verwendung der Aluminiumplatte als eine Anode oder eine elektrolytische Behandlung in einer wässrigen neutralen Salzlösung unter Verwendung der Aluminiumplatte als eine Katode ist.
Verfahren zum Herstellen eines Aluminium-Trägers für lithografische Druckplatten nach Anspruch 1, wobei nach dem Ätzen der Aluminiumplatte mit einer alkalischen wässrigen Lösung, nach der Elektropolierbehandlung in einer wässrigen alkalischen Lösung oder nach der elektrolytischen Behandlung in einer wässrigen neutralen Salzlösung unter Verwendung der Aluminiumplatte als eine Katode die Aluminiumplatte in einer sauren wässrigen Lösung nachgebeizt wird.
Verfahren zum Herstellen eines Aluminium-Trägers für lithografische Druckplatten nach Anspruch 3, wobei vor der chemische Ätzbehandlung des ersten Schritts eine mechanische Oberflächenaufrauungsbehandlung, eine Schwabbelbehandlung oder sowohl eine Schwabbelbehandlung als auch eine mechanische Oberflächenaufrauungsbehandlung durchgeführt werden.
Verfahren zum Herstellen eines Aluminium-Trägers für lithografische Druckplatten nach Anspruch 1, wobei vor der Anodisierungsbehandlung eine Polierbehandlung durchgeführt wird.
Verfahren zum Herstellen eines Aluminium-Trägers für lithografische Druckplatten nach Anspruch 1, wobei nach der Anodisierungsbehandlung eine Hydrophilisierungsbehandlung durchgeführt wird.