DE2328606B2

DE2328606B2 - Verfahren zur kontinuierlichen vorbehandlung von aluminiumband fuer die herstellung lithografischer platten

Info

Publication number: DE2328606B2
Application number: DE19732328606
Authority: DE
Inventors: Peter Geoffrey Bloxham Banbury Smith Alan Martin Barford St John Oxford Gilkes Christopher Robert Banbury Oxfordshire Breit Wolf Dieter Llanhennock Monmouthshire Sheasby, (Großbritannien)
Original assignee: Alcan Research and Development Ltd, Montreal, Quebec (Kanada)
Priority date: 1972-06-08
Filing date: 1973-06-05
Publication date: 1977-10-27
Also published as: BR7304242D0; CH573817A5; DK137174C; DE2328606A1; AU5662373A; US3873318A; ZA733758B; BE800527A; NL7307676A; DK137174B; GB1439127A; ATA510173A; FR2187938B1; FR2187938A1; CA1028650A; AT333791B; IT988760B; ES415643A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur kontinuierlichen Vorbehandlung von Aluminiumband für die Herstellung lithografischer Platten, bei dem das Aluminiumband, gegebenenfalls nach einer elektrolytischen oder mechanischen Aufrauhung, einer anodischen Oxydation in einem Schwefelsäureelektrolyten unterzogen wird.

Für Druckzwecke können bekanntlich Aluminiumplatten verwendet werden, die mit einer lichtempfindlichen Beschichtung versehen sind. Durch Belichtung der lichtempfindlichen Beschichtung über ein Negativbild kann diese in wasserabstoßende, bildhafte und wasserbindende, bildlose Bereiche — letztere nehmen nicht die beim lithografischen Drucken verwendeten Druckfarben auf — aufgeteilt werden. Zur besseren Haftung der lichtempfindlichen Beschichtung als auch zur Verbesserung der wasserbindenden Verhaltensweise der bildlosen Bereiche kann die Oberfläche der Aluminiumplatte auf mechanischem oder elektrolytischem Wege zuvor aufgerauht werden. Bevorzugt wird hierbei das elektrolytische Aufrauhen aufgrund der damit erzielbaren ungerichteten Rauhigkeitsverteilung. Beim mechanischen Aufrauhen bedient man sich häufig einer Polyamidbürste in Verbindung mit Bimsstein als abrasivem Mittel.

Insbesondere in Verbindung mit einer solchen Aufrauhungsbehandlung, jedoch auch ohne diese, konnte festgestellt werden, daß sich die Lebensdauer von lithografischen Aluminiumdruckplatten deutlich erhöhen läßt, wenn die Plattenoberfläche mit einer anodischen Oxidschicht vor Aufbringen der lichtempfindlichen Beschichtung versehen wird. Die anodische Oxidschicht erzeugt einerseits zufriedenstellende wasserbindende Eigenschaften an den später bildlosen Bereichen, und andererseits eine solide dauerhafte Unterlage für die bildbehafteten Bereiche.

Aus der GB-PS 12 24 226 wird, nach einer elektrolytischcn Aufrauhungsbehandlung, zur Schaffung der anodischen Oxidschicht in einem kontinuierlichen Prozeß die Oxydation des Aluminiumbandes in einem Schwefelsäureelektrolyten bei Stromdichten von bis zu 30 A/dm² und Temperaturen bis 50⁰C vorgenommen. Auf diese Weise gebildete Oxidschichten haben in der Regel eine Dicke von wenigstens einigen Mikrometern und sind relativ hart, so daß damit versehene Aluminiumplatten ohne Absplittern der Oxidschicht nur in geringem Umfang verformt bzw. gebogen werden können. Außerdem weist die Oxidschicht eine offensichtlich nur geringe Porosität auf, da die Haftung der lichtempfindlichen Beschichtung darauf nicht immer zufriedenstellend ist. Im wesentlichen mit den gleichen Nachteilen verbundene Verfahren zur Erzeugung anodischer Oxidschichten auf Aluminiumplatten werden in der DT-OS 19 56 795 und DT-OS 17 96159 beschrieben. In beiden Fällen handelt es sich um diskontinuierliche, eine relativ lange Behandlungszeit erfordernde Prozesse, so daß neben den schon erwähnten Nachteilen die auf diese Weise hergestellten lithografischen Platten wegen der mit der anodischen Oxydation verbundenen Kosten relativ teuer sind.

Schließlich wird in der Dt-OS 17 71 057 ein Verfahren beschrieben, bei dem die Oberfläche des Aluminiumbandes durch einen Schwefelsäureelektrolyten mit einer Temperatur von etwa 90⁰C als vorbehandelnden Schritt für die spätere Aufbringung einer Lackschutzschicht geführt wird. Zwischen dem Band und einer in den Elektrolyten eingetauchten Elektrode fließt ein Wechselstrom mit einer Stromdichte von etwa 11 A/dm². Bei einer Verweilzeit von 2 bis 5 Sekunden läßt sich auf diese Weise eine anodische Oxidschicht mit einer Dicke von etwa 0,05 μηι aufbauen. Elektronenmikroskopische Untersuchungen zeigten, daß die sehr dünne anodische Oxidschicht sich durch eine große Anzahl von Poren mit einer Größe von 300 bis 400 Ä auszeichnet, die zwar eine gute Haftung für eine darauf aufgebrachte Schutzlackierung gibt. Jedoch erwies sich das so vorbehandelte Band für eine Beschichtung mit einem lichtempfindlichen Material als nicht geeignet.

Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs erwähnten Gattung zu schaffen, mit dem sich in einen; kontinuierlichen Prozeß dünne anodische Oxidschichten mit verbesserten Eigenschaften, insbesondere hinsichtlich des Haftungsvermögens für lichtempfindliche Beschichtungen, kostensparend herstellen lassen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die anodische Oxydation während eines Zeitraumes von 10 bis 60 Sekunden bei einer Temperatur oberhalb 70⁰C unter Zuführung einer Ladungsmenge von 53,8 bis 538 C/dm² zur Bildung einer anodischen Oxidschicht mit einer Dicke von 0,1 —1,0 μΐη vorgenommen wird.

Bei der Erfindung erfolgt die anodische Oxydation, gegebenenfalls nach einer vorausgehenden elektrolytischen oder mechanischen Aufrauhungsbehandlung, in einem Schwefelsäureelektrolyten, der wenigstens bei einer Temperatur von 70⁰C₁ vorzugsweise 80 bis 90⁰C, gehalten wird. Die Behandlung wird so lange durchgeführt, bis die Dicke der anodischen Oxidschicht mindestens 0,1 μιη, vorzugsweise 0,5 bis 1 μπι beträgt Unter solchen Bedingungen und unter Beachtung der angegebenen elektrischen Ladungsmenge geschaffene anodische dünne Oxidschichten weisen eine hohe Porosität neben einer guten Verformbarkeit auf. Die Porosität der erfindungsgemäß hergestellten Oxidschichten ergibt eine außerordentlich gute Grundlage für das Aufbringen einer lichtempfindlichen Beschichtung. In der Tat wurde festgestellt, daß lichtempfindliche Beschichtungen an solchen anodischen Oxidschichten besser haften, die in einem Schwefelsäureelektrolyten bei Temperaturen von über 70°C gebildet wurden. Wegen der Flexibilität der Oxidschicht, die einmal durch deren geringe Dicke und zum anderen durch die Weichheit des abgelagerten Materials bedingt ist, lassen sich Aluminiumplatten ohne Ablösen der anodischen Oxidschicht in größerem Umfang biegen oder verformen. Des weiteren ermöglicht das erfindungsgemäße

Verfahren die Bereitstellung von fertigen, lichtempfindlich beschichteten Platten, die fix und fertig zum Druckbetrieb versandt werden können. In einem solchen Fall muß die lichtempfindliche Beschichtung getrocknet werden und sind die Platten erhöhten Beanspruchungen während des Transports ausgesetzt. Während die nach herkömmlichen Verfahren gebildeten, mit Oxidschichten bedeckten Platten eine nur mäßige Haftung aufweisen, so daß während solcher Beanspruchungen die Gefahr besteht, daß die getrock- ι ο nete, lichtempfindliche Beschichtung abblättert, können erfindungsgemäß vorbehandelte Platten aufgrund der hohen Haftkraft solchen Beanspruchungen beschädigungsfrei standhalten.

Während des Durchganges des Aluminiumbandes i> durch den wäßrigen Schwefelsäureelektrolyten wird es einem Wechsel- oder Gleichstrom mit einer Ladungsmenge von mindestens 53,8 C/dm² ausgesetzt. Bessere Ergebnisse werden bei einer Ladungsmenge von 161 C/dm² und besonders gute Ergebnisse bei einer Ladungsmenge von 323 C/dm² erhalten. Die Dauer der anodischen Behandlung sollte mindestens 10 Sekunden bei einer Stromdichte von mindestens 16,1 A/dm² betragen. Aus wirtschaftlichen Gründen liegt die obere Verweilzeitdauer bei etwa 60 Sekunden. Die obere Grenze der Stromdichte ist durch die Gefahr des Verbrennens der Oberfläche des Aluminiumbandes aufgrund übermäßigen Temperaturanstieges festgelegt. Obschon höhere Stromdichten vorgesehen werden können, dürfte die für eine wirtschaftliche Herstellung maximale Stromdichte bei etwa 108 A/dm² liegen, wobei gewöhnlich mit Stromdichten unterhalb 53,8 A/dm² gearbeitet wird. Ein Stromdichlenbereich zwischen 16,1 bis 26,9 A/dm² wird vorgezogen. Gewöhnlich beträgt die obere Grenze der zugeführten Ladungsmenge aus wirtschaftlichen Gründen etwa 538 C/dm².

Die unter den erwähnten Bedingungen gebildete Oxidschicht hat eine Dicke von etwa 0,3 bis 0,5 μΐη, wobei eine Porengröße von etwa 0,05 μηι und ein Porendurchmesser von etwa 0,02 μιη vorliegt.

Die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren gebildete anodische Oxidschicht kann für lithografische Zwecke entweder alleine oder in Kombination mit einem vorausgehenden elektrolytischen oder mechanischen Aufrauhen eingesetzt werden. Der anodischen Behandlung kann weiter eine chemische Behandlung der Oberfläche folgen, z. B. eine Silikatbehandlung, wenn negativ arbeitende lichtempfindliche Beschichtungen vorgesehen werden.

Es kann irgendeine bei der anodischen Behandlung verwendete Schwefelsäurekonzentration vorgesehen werden. So kann der Elektrolyt beispielsweise 5 bis 30 Gew.-°/o Schwefelsäure enthalten.

Zusammengefaßt wird durch die Erfindung ein Verfahren zur kontinuierlichen Bildung einer anodisehen Oxidschicht auf einem Aluminiumband geschaffen, bei dem sich die gebildete Oxidschicht durch ein gutes Haftungsvermögen für lichtempfindliche Beschichtungen in Verbindung mit einer hohen Flexibilität auszeichnet. Wegen der relativ hohen Durchlaufgeschwindigkeit des Aluminiumbades liegt eine große Ausstoßleistung vor, so daß insbesondere gegenüber dem herkömmlichen chargenmäßigen Arbeiten eine wesentliche Senkung der Produktionskosten erzielbar ist, Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Beispielen näher erläutert.

Beispiel i

Ein Aluminiumband mil einem Reinheitsgrad von 99,5% und einer Dicke von 0,3 mm wurde mit rotierenden, schwingenden Polyamidbürsten aufgerauht, wobei eine Schlämme aus Bimsstein und Wasser auf die Oberfläche des Bandes aufgesprüht wurde. Das Band wurde dann unter Wechselstrombedingungen durch ein Bad geführt, das einen Elektrolyten mit 15 Gew.-% Schwefelsäure bei einer Temperatur von 8O⁰C enthielt. Die Verweilzeit im Bad betrug 15 Sekunden, die Stromdichte ungefähr 20 A/dm² und die Spannung 8 V. Das so behandelte Band wurde dann gespült und anschließend in eine 5gew.%ige Lösung aus Natriumsilikat bei einer Temperaiur von 8O⁰C eine Minute lang eingetaucht, wieder sorgfältig gespült, getrocknet und zu Platten geschnitten. Eine negativ arbeitende, handelsüblich verfügbare lichtempfindliche Beschichtung wurde dann darauf aufgebracht, über ein Negativ belichtet und entwickelt. Es wurde eine lithografische Platte erhalten, die ein kontrastreiches Bild mit sauberen bildfreien Bereichen ergab. Es wurde festgestellt, daß diese Platte eine Lebensdauer von mehr als 50 000 Drucken ohne Verlust an Klarheil aufwies.

Beispiel Il

Ein Aluminiumband mit einem Reinheitsgrad von 99% und einer Dicke von 0,15 mm wurde unter Wechselstrombedingungen durch einen Elektrolyten mit 15Gew.-% Schwefelsäure bei einer Temperatur von 80°C 15 Sekunden lang bei einer Stromdichte von ungefähr 20 A/dm² und einer Spannung von 8 V geführt. Das Band wurde dann sorgfältig gewaschen und getrocknet. Eine im Handel erhältliche lichtempfindliche Beschichtung aus Polyvinyl-Zinnamat wurde auf von diesem Band abgeschnittene Platten aufgebracht, einer Negativbelichtung ausgesetzt und dann entwikkelt. Von dieser Platte wurden Probedrucke erhalten, die ein kontrastreiches Bild mit sauberen bildlosen Bereichen zeigten. Es wurde festgestellt, daß die Platten eine Lebensdauer von mehr als 40 000 Drucken bei gleichbleibender Bildqualität hatten.

Bei einer weiteren Reihe von Versuchen wurde festgestellt, daß bei derselben Beschichtung die Stromdichte auf ungefähr 5 A/dm² und einer Behandlungszeit von 10 bis 20 Sekunden verringert werden kann, um Platten zu erzeugen, die eine Lebensdauer von 30 000 bis 50 000 Drucken aufweisen. Wenn die Behandlungszeit jedoch unter 10 Sekunden lag, nahm die Anzahl an erzielbaren Drucken stark ab.

Bei weiteren Versuchen wurde ein Aluminiumband mit einem Reinheitsgrad von 99,5% einer Schlämmaufrauhung gemäß Beispiel I unterworfen und dann einer Wechselstrombehandlung in 15%iger Schwefelsäure bei 8O⁰C über eine Zeitdauer von 15 Sekunden bei 15 A/dm² ausgesetzt. Von dem so behandelten Aluminiumband abgeschnittene Platten wurden mit einer positiv arbeitenden, vorsensibilisierenden Beschichtung beschichtet. Die beschichteten Platten wurden dann mit einem Positivbild belichtet und entwickelt. Die geschaffene lithografische Platte hatte eine Lebensdauer von ungefähr 50 000 Drucken.

Claims

Patentanspruch:

Verfahren zur kontinuierlichen Vorbehandlung von Aluminiumband für die Herstellung lithografischer Platten, bei dem das Aluminiumband, gegebenenfalls nach einer elektrolytischen oder mechanischen Aufrauhung, einer anodischen Oxydation in einem Schwefelsäureelektrolyten unterzogen wird, dadurch gekennzeichnet, daß die anodisehe Oxydation während eines Zeitraumes von 10 bis ()0 Sekunden bei einer Temperatur oberhalb 70⁰C unter Zuführung einer Ladungsmenge von 53,8 bis 538 C/dm² bis zur Bildung einer anodischen Oxidschicht mit einer Dicke von 0,1 bis 1,0 μπι vorgenommen wird.