DE3400248A1 - Verfahren zur elektrochemischen aufrauhung von aluminium fuer druckplattentraeger in einem waessrigen mischelektrolyten - Google Patents
Verfahren zur elektrochemischen aufrauhung von aluminium fuer druckplattentraeger in einem waessrigen mischelektrolytenInfo
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Description
84/K003 4. Januar 1984
WLK-Dr.-I.-wf
Verfahren zur elektrochemischen Aufrauhung von Aluminium für Druckplattenträger in einem wäßrigen Mischelektrolyten
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur elektrochemischen Aufrauhung von Aluminium für Druckplattenträger,
das mit Wechselstrom in einem wäßrigen Mischelektrolyten durchgeführt wird.
Druckplatten (mit diesem Begriff sind im Rahmen der vorliegenden Erfindung Offsetdruckplatten gemeint) bestehen
in der Regel aus einem Träger und mindestens einer auf diesem angeordneten strahlungs(licht)empfindlichen Reproduktionsschicht,
wobei diese Schicht entweder vom Verbraucher (bei nicht-vorbeschichteten Platten) oder vom
industriellen Hersteller (bei vorbeschichteten Platten) auf den Schichtträger aufgebracht wird. Als Schichtträgermaterial
hat sich auf dem Druckplattengebiet Aluminium oder eine seiner Legierungen durchgesetzt. Diese Schichtträger
können prinzipiell auch ohne eine modifizierende Vorbehandlung eingesetzt werden, sie werden im allgemeinen
jedoch in bzw. auf der Oberfläche modifiziert, beispielsweise durch eine mechanische, chemische und/oder
elektrochemische Aufrauhung (im Schrifttum gelegentlich
auch Körnung oder Ätzung genannt) , eine chemische oder elektrochemische Oxidation und/oder eine Behandlung mit
Hydrophilierungsmitteln. In den modernen kontinuierlicharbeitenden
Hochgeschwindigkeitsanlagen der Hersteller von Druckplattenträgern und/oder vorbeschichteten Druckplatten
wird oftmals eine Kombination der genannten Mo-
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difizierungsarten angewandt, insbesondere eine Kombination
aus elektrochemischer Aufrauhung und anodischer Oxidation, gegebenenfalls mit einer nachfolgenden Hydrophilierungsstufe.
Das Aufrauhen wird beispielsweise in wäßrigen Säuren wie wäßrigen HCl- oder HNOß-Lösungen
oder in wäßrigen Salzlösungen wie wäßrigen NaCl- oder Al (NOo)o-Lösungen unter Einsatz von Wechselstrom durchgeführt.
Die so erzielbaren Rauhtiefen (angegeben beispielsweise als mittlere Rauhtiefen R) der aufgerauhten
Oberfläche liegen im Bereich von etwa 1 bis 15 um, insbesondere im Bereich von 2 bis 8 pm. Die Rauhtiefe
wird nach DIN 4768 in der Fassung vom Oktober 1970 ermittelt, die Rauhtiefe R„ ist dann das arithmetische
Mittel aus den Einzelrauhtiefen fünf aneinandergrenzen-
15 der Einzelmeßstrecken.
Die Aufrauhung wird u. a. deshalb durchgeführt, um die Haftung der Reproduktionsschicht auf dem Schichtträger
und die Wasserführung der aus der Druckplatte durch Bestrahlen (Belichten) und Entwickeln entstehenden Druckform
zu verbessern. Durch das Bestrahlen und Entwickeln (bzw. Entschichten bei elektrophotographisch arbeitenden
Reproduktionsschichten) werden auf der Druckplatte die beim späteren Drucken farbführenden Bildstellen und
die wasserführenden Nichtbildstellen (im allgemeinen die
freigelegte Trägeroberfläche) erzeugt, wodurch die eigentliche Druckform entsteht. Auf die spätere Topographie der
aufzurauhenden Aluminiumoberfläche haben verschiedenste
Parameter einen Einfluß, wofür beispielhaft die folgenden
3° Ausführungen zum Stand der Technik stehen mögen:
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In dem Aufsatz "The Alternating Current Etching of Aluminum Lithographic Sheet" (Die Wechselstrom-Aufrauhung von
Aluminiumplatten für die Lithographie) von A. J. Dowell in Transactions of the Institute of Metal Finishing,
1979, Vol. 57, S. 138 bis 144 werden grundsätzliche Ausführungen zur Aufrauhung von Aluminium in wäßrigen Salzsäurelösungen
gemacht, wobei die folgenden Verfahrensparameter variiert und die entsprechenden Auswirkungen untersucht
wurden. Die Elektrolytzusammensetzung wird bei mehrmaligem Gebrauch des Elektrolyten beispielsweise hinsichtlich
der H+(H30+)-Ionenkonzentration (meßbar über
den pH-Wert) und der Al^+-Ionenkonzentration verändert,
wobei Auswirkungen auf die Oberflächentopographie zu beobachten sind. Die Temperaturvariation zwischen 16° C und
900C zeigt einen verändernden Einfluß erst ab etwa 50°C,
der sich beispielsweise durch den starken Rückgang der Schichtbildung auf der Oberfläche äußert. Die Aufrauhdauer-Veränderung
zwischen 2 und 25 min führt bei zunehmender Einwirkzeit auch zu einer zunehmenden Metallauflösung.
Die Variation der Stromdichte zwischen 2 und 8 Ά/άπτ ergibt mit steigender Stromdichte auch höhere
Rauhigkeitswerte. Wenn die Säurekonzentration im Bereich 0,17 bis 3,3 % an HCl liegt, dann treten zwischen 0,5
und 2 % an HCl nur unwesentliche Veränderungen in der Lochstruktur auf, unter 0,5 % an HCl findet nur ein lokaler
Angriff an der Oberfläche und bei den hohen Werten ein unregelmäßiges Auflösen von Al statt. Der Zusatz
von S042~-Ionen oder Cl~-Ionen in Salzform [z. B.
durch Zugabe von Al^tSO^)ο oder NaCl] kann ebenfalls zu
einer Beeinflussung der Topographie des aufgerauhten
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- X-
Aluminiums führen. Die Gleichrichtung des Wechselstroms zeigt, daß offensichtlich beide Halbwellenarten für eine
gleichmäßige Aufrauhung erforderlich sind.
Der Einsatz von wäßrigen HCl-Lösungen als Elektrolytlösung
zum elektrochemischen Aufrauhen von Trägermaterialien aus Aluminium ist demnach grundsätzlich als bekannt
vorauszusetzen. Es kann damit - wie auch viele Beispiele von Handelsdruckplatten zeigen - eine gleichmäßige Körnung
erhalten werden, die für das Anwendungsgebiet der Lithographie besonders geeignet ist und innerhalb eines
für die Praxis im allgemeinen brauchbaren Rauhigkeitsbereiches liegt. Für bestimmte Einsatzgebiete von Druckplatten
(z. B. bei bestimmten negativ-arbeitenden Reproduktionsschichten) ist aber eine gleichmäßige und relativ
"flach" aufgerauhte Oberflächentopographie erforderlich, die jedoch in den bisher bekannten Elektrolytlösungen auf
der Basis von wäßrigen HCl-Lösungen in den modernen, schnell-laufenden Hochleistungsanlagen nur unter erschwerten
Bedingungen zu erzielen ist; beispielsweise müssen - was prozeßmäßig immer nur schwierig steuerbar
ist - die Verfahrensparameter innerhalb sehr enger Grenzen gehalten werden.
^5 Der Einfluß der Zusammensetzung des Elektrolyten auf die
Aufrauhqualität wird beispielsweise auch in den folgenden Veröffentlichungen beschrieben, in denen wäßrige
Mischelektrolyte zum Einsatz kommen:
- die DE-A 22 50 275 (= GB-A 1 400 918) nennt als Elektrolytlösung
bei der Wechselstrom-Aufrauhung von Alumi-
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nium für Druckplattenträger wäßrige Lösungen eines Gehalts von 1,0 bis 1,5 Gew.-% an HNO3 oder von 0,4 bis
0,6 Gew.-% an HCl und gegebenenfalls 0,4 bis 0,6 Gew.-f
an H3PO4,
5
5
- die DE-A 28 10 308 (= US-A 4 072 589) nennt als Elektrolytlösung
bei der Wechselstrom-Aufrauhung von Aluminium
wäßrige Lösungen eines Gehalts von 0,2 bis 1,0 Gew.-% an HCl und 0,8 bis 6,0 Gew.-% an HNO3,
- die DE-B 12 38 049 (= US-A 3 330 743) nennt als zusätzliche Komponente in wäßrigen HttK^-Lösungen bei der
Wechselstrom-Aufrauhung von Aluminium für Druckplattenträger Schutzkolloide mit Inhibitorwirkung wie Lignin,
!5 Benzaldehyd, Acetophenon oder Fichtennadelöl,
- die US-A 3 963 594 nennt als Elektrolyten bei der elektrochemischen
Aufrauhung von Aluminium für Druckplattenträger wäßrige Lösungen eines Gehalts an HCl und
20 Gluconsäure und
- die DE-B 22 18 471 (= US-A 3 755 116) nennt den Zusatz antikorrosiver Mittel - wozu Monoamine, Diamine, Carbonsäureamide,
Harnstoff, Chromsäure und nichtionische Tenside gezählt werden - zu einem wäßrigen Salzsäureelektrolyten
für die Aufrauhung von Aluminium für Druckplattenträger.
Die bekannten organischen Zusätze zu wäßrigen Säureelektrolyten wie HCl- oder HNOo-Lösungen haben den Nach-
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-Si-
teil, daß sie bei hoher Strombelastung (Spannung) in den
modernen kontinuierlich arbeitenden Bandanlagen elektrochemisch instabil werden und sich zumindest teilweise
zersetzen. Die bekannten anorganischen Zusätze wie Phosphor-, Chrom- oder Borsäure haben den Nachteil, daß lokal
die beabsichtigte Schutzwirkung häufig zusammenbricht und dort dann einzelne, besonders ausgeprägte Narben entstehen.
Die bisher bekannten komplexierend wirkenden Zusätze beschleunigen
in der Regel durch "Wegfangen" von freigesetzten Al^+-Ionen die Auflösung des Aluminiums und führen
dadurch zur Verstärkung des Aufrauhangriffs; dies führt jedoch oftmals dazu, daß keine zusätzlichen Lochkeime
geschaffen werden, sondern bereits gebildete Keime und Löcher weiterwachsen, d. h. es kommt dann zu einer
verstärkten Narbenbildung. Die bisher bekannten inhibierend wirkenden Zusätze bewirken zwar in der Regel, daß
das Lochwachstum einzelner Löcher relativ bald gestoppt wird und neue Lochkeime entstehen können; sie haben jedoch
den entscheidenden Nachteil, daß diese Schutzwirkung durch Fehlstellen, Legierungsbestandteile u. ä. zusammenbrechen
kann; dies führt dann zu tiefen Löchern in einer sonst flach und gleichmäßig aufgerauhten Oberfläche.
Trägermaterialien mit solchen Fehlstellen sind aber für lithographische Zwecke ungeeignet.
Es sind auch bereits wäßrige Elektrolytlösungen mit einem Gehalt an anorganischen oder organischen Fluorverbindungen
allein oder in Kombination mit anderen Komponenten
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bzw. an Fluorwasserstoffsäure zur Aufrauhung von Aluminium
bekannt geworden, dazu zählen u.a.:
- aus der DE-C 120 061 Alkalisalze der Flußsäure bei der Herstellung von Druckplattenträgern aus Al oder Zn,
- aus der DE-C 695 182 Flußsäure oder ihre Salze bei der
Herstellung von Laufflächen auf Aluminiumkolben oder -zylindern,
- aus der DE-A 14 96 825 Salze der Borfluorwasserstoffsäure
(HBF4) in nahezu gesättigter Lösung bei der anodischen
Behandlung von metallischen Werkstücken, wobei konkret nur ein Stahlblech behandelt wird; in einem
15 Vergleichsbeispiel wird auch NaF eingesetzt,
- aus der DE-A 16 21 090 (= GB-A 1 166 901) Siliciumfluorwasserstoffsäure
(I^SiFg) in einem Gemisch mit
Wasser und Ethylenglykol für das Ätzen von speziellen
20 Legierungen aus Be/Cu oder Ni/Fe/P,
- aus der DE-A 16 21 115 (US-A 3 63 2 486 und US-A
3 766 043) wäßrige Flußsäure bei der Aufrauhung von Aluminiumbändern für dekorative Verkleidungen oder
Druckplatten unter anodischer Schaltung des Aluminiums,
- aus der DE-B 24 33 491 (GB-A 1 427 909) fluorierte anionaktive Tenside (z. B. 2-Perfluorhexyl-ethan-1-sulfonsäure
neben einer Säure wie Salzsäure bei der Ausbildung einer "eidechsenhautartigen" Oberfläche auf
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Aluminium unter Einfluß von Wechselstrom; die so erzielbare Oberfläche soll für ein dekoratives Aussehen
von Aluminiumoberflächen dienen, und
- aus der JP-A 17 580/8 0 ein Gemisch aus Salzsäure und Alkalimetallhalogeniden bei der Herstellung von Druckplattenträgern
aus Al, wobei in den Beispielen jedoch ausschließlich NaCl als Halogenid zum Einsatz kommt.
Die aus den vorstehenden Druckschriften bekannten Elektrolyten
führen jedoch ebensowenig wie die übrigen bisher bekannten Mischelektrolyte auf der Basis von wäßrigen
HCl-Lösungen bei verschiedensten Rauhtiefen zu Oberflächen, wie sie von modernen Druckplattenträgermaterialien
" erwartet werden. In reiner wäßriger Flußsäure aufgerauhte
Aluminiumträger sind zu heterogen aufgerauht, ähnliches gilt für einfache Halogenide (Chloride, Fluoride o. ä.)
als Zusatz zu einem Salzsäureelektrolyten. Die komplexen Fluorverbindungen wurden bisher noch nicht für die Aluminiumaufrauhung
eingesetzt; eine eidechsenhaut-artige Oberfläche ist für Lithographiezwecke ungeeignet.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es deshalb, ein Verfahren zur elektrochemischen Aufrauhung von Aluminium
25
für Druckplattenträger vorzuschlagen, das es ermöglicht, eine gleichmäßig aufgerauhte Oberflächentopographie bei
einer großen Bandbreite in den mittleren Rauhtiefewerten zu erzielen und lange Badstandzeiten zu realisieren.
30
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Die Erfindung geht aus von dem bekannten Verfahren zur elektrochemischen Aufrauhung von Aluminium oder seinen
Legierungen für Druckplattenträger in einer wäßrigen Mischelektrolytlösung mit einem Gehalt an HCl und mindestens
einer weiteren ionischen Halogenverbindung unter der Einwirkung von Wechselstrom. Das erfindungsgemäße
Verfahren ist dann dadurch gekennzeichnet, daß die ionische Halogenverbindung eine anorganische Fluorverbindung
ist, die als Säure oder Alkalimetallsalz vorliegt und deren Anion Fluor und mindestens ein weiteres Element enthält.
In einer bevorzugten Ausführungsform enthält die wäßrige Elektrolytlösung 0,5 bis 10 Gew.-%, insbesondere
0,8 bis 5,0 Gew.-%, an HCl und 0,05 bis 5,0 Gew.-%, insbesondere 0,1 bis 2,0 Gew.-%, an der Fluorverbindung.
Die anorganische ionische Fluorverbindung ist insbesondere eine komplexartige Verbindung bzw. eine mit dieser
vergleichbare Verbindung. Bevorzugte Beispiele für derartige Fluorverbindungen sind Säuren oder Alkalisalze
(einschl. der Ammoniumsalze) mit den Anionen: SiFg , TiFg2", ZrFg2", BF4", PFg" und PO-^F2"; es können aber
auch Verbindungen mit folgenden Anionen eingesetzt werden: NbF6", TaFg", FeFg3", SbFg", HfFg2" und SO3F". Die
Verbindungen werden bevorzugt einzeln eingesetzt, können aber auch als Gemisch von mehreren eingesetzt werden.
Zu den geeigneten Grundmaterialien für das erfindungsgemäß
aufzurauhende Material zählen solche aus Aluminium oder einer seiner Legierungen, die beispielsweise einen
Gehalt von mehr als 98,5 Gew.-% an Al und Anteile an Si, Fe, Ti, Cu und Zn aufweisen. Diese Aluminiumträgermate-
Χλ
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- ja -
rialien können auch noch, gegebenenfalls nach einer Vorreinigung, vor der elektrochemischen Stufe mechanisch
(z. B. durch Bürsten und/oder mit Schleifmittel-Behandlungen) aufgerauht werden. Alle Verfahrensstufen können
diskontinuierlich mit Platten oder Folien durchgeführt werden, sie werden aber bevorzugt kontinuierlich mit Bändern
durchgeführt.
Im allgemeinen liegen die Verfahrensparameter, insbesondere bei kontinuierlicher Verfahrensführung, in der elektrochemischen
Aufrauhstufe in folgenden Bereichen: die Temperatur des Elektrolyten zwischen 20 und 60° C, die
Stromdichte zwischen 3 und 200 A/dm , die Verweilzeit eines aufzurauhenden Materialpunkts im Elektrolyten zwi-
I^ sehen 3 und 100 see und die Elektrolytströmungsgeschwindigkeit
an der Oberfläche des aufzurauhenden Materials zwischen 5 und 100 cm/sec; beim diskontinuierlich durchgeführten
Verfahren liegen die erforderlichen Stromdichten eher im unteren Teil und die Verweilzeiten eher im
oberen Teil der jeweils angegebenen Bereiche, auf die Strömung des Elektrolyten kann dabei auch verzichtet werden.
Als Stromart wird meistens normaler Wechselstrom einer Frequenz von 50 bis 60 Hz eingesetzt, es sind jedoch
auch modifizierte Stromarten wie Wechselstrom mit
^5 unterschiedlichen Amplituden der Stromstärke für den
Anoden- und Kathodenstrom, niedrigere Frequenzen, Stromunterbrechungen oder Überlagerungen von zwei Strömen unterschiedlicher
Frequenz und Wellenform möglich. Die mittlere Rauhtiefe R„ der aufgerauhten Oberfläche liegt
dabei im Bereich von 1 bis 15 IM, insbesondere von 1,5
bis 8,0 pm. Dem wäßrigen Elektrolyten können auch neben
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-M-
den vorstehend bereits genannten Komponenten noch Aluminiumionen
in Form von Aluminiumsalzen, insbesondere 0,5 bis 5,0 Gew.-% an AlCl^ zugesetzt werden.
Die Vorreinigung umfaßt beispielsweise die Behandlung mit wäßriger NaOH-Lösung mit oder ohne Entfettungsmittel und/
oder Komplexbildnern, Trichlorethylen, Aceton, Methanol oder anderen handelsüblichen sogenannten Aluminiumbeizen.
Der Aufrauhung oder bei mehreren Aufrauhstufen auch noch zwischen den einzelnen Stufen kann noch zusätzlich eine
abtragende Behandlung nachgeschaltet werden, wobei insbesondere maximal 2 g/m abgetragen werden (zwischen den
Stufen auch bis zu 5 g/mz); als abtragend wirkende Lösungen
werden im allgemeinen wäßrige Alkalihydroxidlösungen bzw. wäßrige Lösungen von alkalisch reagierenden Salzen
oder wäßrige Säurelösungen auf der Basis von HNO3, H2SO4
oder H0PO4 eingesetzt. Neben einer abtragenden Behandlungsstufe
zwischen der Aufrauhstufe und einer nachfolgenden Anodisierstufe sind auch solche nicht-elektrochemischen
Behandlungen bekannt, die im wesentlichen lediglich eine spülende und/oder reinigende Wirkung haben und
beispielsweise zur Entfernung von bei der Aufrauhung gebildeten Belägen ("Schmant") oder einfach zur Entfernung
von Elektrolytresten dienen; im Einsatz sind für diese Zwecke beispielsweise verdünnte wäßrige Alkalihydroxidlösungen
oder Wasser.
Nach dem erfindungsgemäßen elektrochemischen Aufrauhverfahren
kann sich dann bevorzugt in einer weiteren anzuwendenden Verfahrensstufe eine anodische Oxidation des
Aό
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Aluminiums anschließen, um beispielsweise die Abrieb- und die Haftungseigenschaften der Oberfläche des Trägermaterials
zu verbessern. Zur anodischen Oxidation können die üblichen Elektrolyte wie H2SO4, H-^PO4, H3C2O4, Amidosulfonsäure,
Sulfobernsteinsäure, Sulfosalicylsäure oder
deren Mischungen eingesetzt werden; insbesondere werden H2SO4 und HoPO4 allein, in Mischung und/oder in einem
mehrstufigen Anodisierprozeß verwendet.
Der Stufe einer anodischen Oxidation des Trägermaterials aus Aluminium können auch eine oder mehrere Nachbehandlungsstufen
nachgestellt werden. Dabei wird unter Nachbehandeln insbesondere eine hydrophilierende chemische
oder elektrochemische Behandlung der Aluminiumoxidschicht verstanden, beispielsweise eine Tauchbehandlung des Materials
in einer wäßrigen Polyvinylphosphonsäure-Lösung
nach der DE-C 16 21 478 (= GB-A 1 230 447), eine Tauchbehandlung in einer wäßrigen Alkalisilikat-Lösung nach
der DE-B 14 71 707 (= US-A 3 181 461) oder eine elektrochemische Behandlung (Anodisierung) in einer wäßrigen
Alkalisilikat-Lösung nach der DE-A 25 32 769 (= US-A 3 902 976). Diese Nachbehandlungsstufen dienen insbesondere
dazu, die bereits oftmals ausreichende Hydrophilie der Aluminiumoxidschicht noch zusätzlich zu steigern,
wobei die übrigen bekannten Eigenschaften dieser Schicht mindestens erhalten bleiben.
Die erfindungsgemäß hergestellten Materialien werden als
Träger für Offsetdruckplatten verwendet, d. h. es wird
entweder beim Hersteller von vorsensibilisierten Druck-
AM
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- yi -
platten oder direkt vom Verbraucher eine strahlungsempfindliche Beschichtung ein- oder beidseitig auf das
Trägermaterial aufgebracht. Als strahlungs(licht)empfindliche
Schichten sind grundsätzlich alle Schichten geeignet, die nach dem Bestrahlen (Belichten), gegebenenfalls
mit einer nachfolgenden Entwicklung und/ oder Fixierung eine bildmäßige Fläche liefern, von der gedruckt werden
kann.
Neben den auf vielen Gebieten verwendeten Silberhalogenide enthaltenden Schichten sind auch verschiedene andere
bekannt, wie sie z. B. in "Light-Sensitive Systems" von Jaromir Kosar, John Wiley & Sons Verlag, New York 1965
beschrieben werden: die Chromate und Bichromate enthal-
l·5 tenden Kolloidschichten (Kosar, Kapitel 2); die ungesättigte
Verbindungen enthaltenden Schichten, in denen diese Verbindungen beim Belichten isomerisiert, umgelagert,
cyclisiert oder vernetzt werden (Kosar, Kapitel 4); die photopolymerisierbare Verbindungen enthaltenden Schichten,
in denen Monomere oder Präpolymere gegebenenfalls mittels eines Initiators beim Belichten polymerisieren
(Kosar, Kapitel 5); und die o-Diazo-chinone wie Naphthochinondiazide, p-Diazo-chinone oder Diazoniumsalz-Kondensate
enthaltenden Schichten (Kosar, Kapitel 7). Zu den geeigneten Schichten zählen auch die elektrophotographischen
Schichten, d. h. solche die einen anorganischen oder organischen Photoleiter enthalten. Außer den lichtempfindlichen
Substanzen können diese Schichten selbstverständlich noch andere Bestandteile wie z. B. Harze,
Farbstoffe oder Weichmacher enthalten. Insbesondere kön-
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nen die folgenden lichtempfindlichen Massen oder Verbindungen
bei der Beschichtung der nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Trägermaterialien eingesetzt
werden:
5
5
positiv-arbeitende, o-Chinondiazide, insbesondere o-Naphthochinondiazide
wie Naphthochinon-(1,2)-diazid-(2)-sulfonsäureester oder -amide, die nieder- oder höhermolekular
sein können, als lichtempfindliche Verbindung enthaltende Reproduktionsschichten, die beispielsweise in
den DE-C 854 890, 865 109, 879 203, 894 959, 938 233, 1 109 521, 1 144 705, 1 118 606, 1 120 273, 1 124 817
und 2 331 377 und den EP-A 0 021 428 und 0 055 814 beschrieben werden;
negativ-arbeitende Reproduktionsschichten mit Kondensationsprodukten
aus aromatischen Diazoniumsalzen und Verbindungen mit aktiven Carbonylgruppen, bevorzugt Kondensationsprodukte
aus Diphenylamindiazoniumsalzen und Formaldehyd, die beispielsweise in den DE-C 596 731,
1 138 399, 1 138 400, 1 138 401, 1 142 871, 1 154 123, den US-A 2 679 498 und 3 050 502 und der GB-A 712 606
beschrieben werden;
2-> negativ-arbeitende, Mischkondensationsprodukte aromatischer
Diazoniumverbindungen enthaltende Reproduktionsschichten, beispielsweise nach der DE-C 20 65 732, die
Produkte mit mindestens je einer Einheit aus a) einer kondensationsfähigen aromatischen Diazoniumsalzverbin-
^0 dung und b) einer kondensationsfähigen Verbindung wie
Wo
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einem Phenolether oder einem aromatischen Thioether, verbunden durch ein zweibändiges, von einer kondensationsfähigen
Carbonylverbindung abgeleitetes Zwischenglied wie einer Methylengruppe aufweisen;
5
5
positiv-arbeitende Schichten nach der DE-A 26 10 842, der DE-C 27 18 254 oder der DE-A 29 28 636, die eine
bei Bestrahlung Säure abspaltende Verbindung, eine monomere oder polymere Verbindung, die mindestens eine
durch Säure abspaltbare C-O-C-Gruppe aufweist (z. B. eine Orthocarbonsäureestergruppe oder eine Carbonsäureamidacetalgruppe)
und gegebenenfalls ein Bindemittel enthalten;
negativ-arbeitende Schichten aus photopolymerisierbaren Monomeren, Photoinitiatoren, Bindemitteln und gegebenenfalls
weiteren Zusätzen: als Monomere werden dabei beispielsweise Acryl- und Methacrylsäureester oder Umsetzungsprodukte
von Diisocyanaten mit Partialestern mehrwertiger
Alkohole eingesetzt, wie es beispielsweise in den US-A 2 760 863 und 3 060 023 und den DE-A 20 64 079
und 23 61 041 beschrieben wird;
negativ-arbeitende Schichten gemäß der DE-A 30 36 077, 2* die als lichtempfindliche Verbindung ein Diazoniumsalz-Polykondensationsprodukt
oder eine organische Azidoverbindung und als Bindemittel ein hochmolekulares Polymeres
mit seitenständigen Alkenylsulfonyl- oder Cycloalkenyl sulfonylurethan-Gruppen enthalten.
30
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Es können auch photohalbleitende Schichten, wie sie z.B.
in den DE-C 11 17 391, 15 22 497, 15 72 312, 23 22 046 und 23 22 047 beschrieben werden, auf die erfindungsgemäß
hergestellten Trägermaterialien aufgebracht werden, wodurch hoch-lichtempfindliche, elektrophotographischarbeitende
Druckplatten entstehen.
Die aus den nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten
Trägermaterialien erhaltenen beschichteten Offsetdruckplatten werden in bekannter Weise durch bildmäßiges
Belichten oder Bestrahlen und Auswaschen der Nichtbildbereiche mit einem Entwickler, beispielsweise
einer wäßrig-alkalischen Entwicklerlösung, in die gewünschte Druckform überführt.
15
Das erfindungsgemäße Verfahren vereinigt u.a. folgende
Vorteile:
- Die Verfahrensprodukte weisen eine gleichmäßige Oberflächentopographie
auf, eine Eigenschaft, die sowohl die Stabilität der Druckauflage von aus diesen Trägermaterialien
hergestellten Druckformen als auch die Wasserführung beim Drucken positiv beeinflußt.
- Es treten - verglichen mit reinen Salzsäureelektrolyten
- weniger häufig "Narben" (= mit der Umgebungsaufrauhung verglichen markante Vertiefungen) auf, diese
können sogar vollständig unterdrückt sein.
30
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- Zur Erzielung der genannten Oberflächeneigenschaften
ist kein großer apparativer Aufwand erforderlich, und diese Eigenschaften sind über einen großen Bereich der
Rauhstufe zu realisieren.
- Das Verfahren ermöglicht auch die Bildung von besonders flach und gleichmäßig aufgerauhten Oberflächen,
eine Eigenschaftskombination, die mit den bekannten Elektrolyten nicht in diesem Umfang zu erzielen ist.
- Der Mischelektrolyt im erfindungsgemäßen Verfahren ist
elektrochemisch stabil, d.h. es findet bei hoher Strombelastung (Spannung) keine Zersetzung statt.
In der vorstehenden Beschreibung und den nachfolgenden Beispielen bedeuten %-Angaben, wenn nichts anderes bemerkt
wird, immer Gew.-%. Gew.-Teile stehen zu Vol.-Teilen im Verhältnis von g zu cm .
Beispiele 1 bis 30 und Vergleichsbeispiele Vl bis V12
Ein Aluminiumblech wird zunächst während 60 see in einer wäßrigen Lösung eines Gehalts von 20 g NaOH pro 1 bei
Raumtemperatur gebeizt und anschließend durch kurzes Tauchen in einer dem Aufrauhelektrolyten entsprechenden
" Lösung von evtl. vorhandenen Alkaliresten befreit. Die
Aufrauhung erfolgt in den aus den folgenden Tabellen jeweils ersichtlichen Elektrolytsystemen und unter den dort
aufgeführten Bedingungen. Nach der Aufrauhung wird eine anodische Oxidation in einem wäßrigen Elektrolyten mit
einem Gehalt an H^SO^ und Al^+-Ionen bis zu einem
Schichtgewicht von 3,0 g/m durchgeführt.
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Die Einordnung in die Qualitätsklassen (Oberflächentopographie)
erfolgt durch visuelle Beurteilung unter dem Mikroskop, wobei einer homogen-aufgerauhten und narbenfreien
Oberfläche die Qualitätsstufe "1" (bester Wert) zugeteilt wird. Einer Oberfläche mit dicken Narben einer
Größe von mehr als 100 μπ\ oder einer extrem ungleichmäßig
aufgerauhten bzw. fast walzblanken Oberfläche wird die Qualitätsstufe "10" (schlechtester Wert) zugeteilt.
Dazwischenliegende Qualitäten werden mit "2" bis "9" bewertet. Alle Beispiele und die Vergleichsbeispiele werden
mit symmetrischem Wechselstrom einer Frequenz von 50 Hz durchgeführt, wobei die eine Elektrode das Aluminiumblech
und die andere eine Graphitplatte ist.
15 30
to O
Bei | Konzentration und | Zusatz | Zusammenset- |
spiel | zung des wäßrigen | Elektrolyten | |
Menge HCl | Menge des | ||
_ | Zusatzes | ||
Nr. | (%) | - | (%) |
V 1 | 1,2 | - | _ |
V 2 | 1,2 | - | - |
V 3 | 1,2 | - | - |
V 4 | 1,2 | - | - |
V 5 | 1,2 | - | - |
V 6 | 1,2 | - | - |
V 7 | 1,2 | - | - |
V 8 | 1,2 | - | - |
V 9 | 1,2 | - | - |
VlO | 1,2 | - | - |
VIl | 1,2 | - | |
Vl 2 | 1,2 | - |
Aufrauh | Rauh | Qualitäts | Ti a: | 1-3 | W | 1 | ■ | CO | |
zeit | tiefe | klasse | f O | α (D M |
1 O 2 | t * | -C-- | ||
tr* | •Ι | ν&ί η Ώ | CD | ||||||
Rz | w tn | . tn tn | CD | ||||||
Strom | 1 rf W |
||||||||
dichte | ο tn | ||||||||
(sec) | (/♦m) | H- CS | |||||||
(D
α cn |
cn | ||||||||
(D | O | ||||||||
15 | 4,29 | 4 | |||||||
(A/dm2) | 10 | 4,03 | 4 | Η1 (U Cn |
> | ||||
to > | |||||||||
8 | 4,97 | 5 | C | r^ | |||||
40 | 6 | 5,45 | 4 | ||||||
60 | |||||||||
20 | 5,14 | 4 | |||||||
80 | 10 | 5,91 | 4 | ||||||
100 | 8 | 6 76 | 5 | ||||||
6 | 8,49 | 6 | |||||||
40 | 25 | 6,21 | 4 | ||||||
80 | 12 | 7,88 | 6 | ||||||
100 | 8 | 8,03 | 7 | ||||||
Λ. \J \J 120 |
38 | 8,13 | 6 | ||||||
40 | |||||||||
80 | |||||||||
120 | |||||||||
40 | |||||||||
Tabelle (Fortsetzung I)
ro
O
Bei spiel |
Konzentration und ' zung des wäßrigen 1 |
Zusatz | Zusammenset- Slektrolyten |
Strom dichte |
Aufrauh zeit |
Rauh tiefe |
Qualitäts klasse |
Menge HCl | Menge des Zusatzes |
Rz | |||||
Nr. | (%) | Na3PO3F | (%) | (A/dm2) | (sec) | (ym) | |
1 | 1,2 | Na2PO3F | 0,1 | 60 | 10 | 3,86 | 2 |
2 | 1,2 | Na2PO3F | 0,2 | 60 | 10 | 3,38 | 1 |
3 | 1,2 | Na2PO3F | 0,1 | 80 | 8 | 4,37 | 2 |
4 | 1,2 | Na0PO-^F | 0,2 | 80 | 8 | 3,78 | 1 |
5 | 1/2 | Na2PO3F | 0,1 | 100 | 6 | 4,62 | 2 |
6 | 1,2 | Na2PO3F | 0,2 | 100 | 6 | 3,72 | 1 |
7 | 1,2 | H2SiF6 | 0,2 | 100 | 12 | 5,64 | 2 |
8 | 1,2 | H2SiF6 | 0,1 | 40 | 15 | 2,35 | 1 |
9 | 1,2 | H2SiF6 | 0,1 | 60 | 10 | 2,10 | 1 |
10 | 1,2 | H2SiF6 | 0,1 | 80 | 8 | 3,18 | 1 |
11 | 1,2 | H2SiF6 | 0,1 | 100 | 6 | 3,47 | 1 |
12 | 1,2 | H2SiF6 | 0,1 | 40 | 20 | 3,30 | 1 |
13 | 1,2 | H2SiF6 | 0,1 | 40 | 25 | 4,24 | 1 |
14 | 1,2 | H2SiF6 | 0,3 | 80 | 10 | 1,88 | 1 |
15 | 1,2 | 0,3 | 100 | 8 | 2,03 | 1 |
f O tr4
to > C
t-3 Cu
tr« tr* cn O
"X
M
Ul
Ul
Tabelle (Fortsetzung II)
Bei | Konzentration und Zusammenset | Zusatz | Menge des | Strom | Aufrauh | Rauh |
spiel | zung des wäßrigen Elektrolyten | Zusatzes | dichte | zeit | tiefe | |
Menge HCl | (%) | Rz | ||||
H2SiF6 | 0,3 | |||||
Nr. | (%) | H2SiF6 | 0,3 | (A/dm2) | (see) | (um) |
16 | 1,2 | H2SiF6 | 0,3 | 120 | 6 | 3,38 |
17 | 1,2 | H2SiF6 | 0,3 | 40 | 25 | 2,15 |
18 | 1,2 | H2SiF6 | 0,3 | 80 | 12 | 2,46 |
19 | 1,2 | K2TiF6 | 0,1 | 120 | 8 | 5,51 |
20 | 1,2 | K2TiF6 | 0,5 | 40 | 38 | 2,71 |
21 | 1,2 | K2TiF6 | 0,5 | 100 | 6 | 4,73 |
22 | 1,2 | K2ZrF6 | 0,5 | 100 | 6 | 2,74 |
23 | 1,2 | K9ZrF,- | 0,5 | 80 | 10 | 2,12 |
24 | 1,2 | HBF4 | 0,2 | 100 | 10 | 3,04 |
25 | 1,2 | HBF4 | 0,5 | 120 | 8 | 4,98 |
26 | 1,2 | HBF4 | 1,0 | 60 | 15 | 5,68 |
27 | 1,2 | HPF6 | 0,5 | 60 | 15 | 4,29 |
28 | 1,2 | HPF6 | 0,5 | 60 | 15 | 3,43 |
29 | 1,2 | 40 | 25 | 4,18 | ||
30 | 1,2 | 100 | 8 | 2,57 |
Qualitätsklasse
1 2 3 1 2 1 1 1 2 3 2 1 1 1
(-■■ "X
Π> Cl Cn
cn to >
to W η-
CO -!>■ CD CD ISJ
■ΓΟΟ
23 340024a
HOECHST AKTIENGESELLSCHAFT KALLE Niederlassung der Hoechst AG
Ein gemäß Beispiel 21 vorbereitetes Aluminiumblech wird bei 40 0C während 30 see in eine wäßrige Lösung mit einem
Gehalt von 5 g/l an Polyvinylphosphonsäure getaucht und anschließend mit vollentsalztem Wasser abgespült und getrocknet.
Zur Herstellung einer lithographischen Druckplatte wird das Blech mit folgender negativ-arbeitender
lichtempfindlicher Lösung beschichtet:
0,70 Gew.-Teile des Polykondensationsproduktes aus 1 Mol
3-Methoxy-d iphenylamin-4-d iazoniumsulfat
und 1 Mol 4,4'-Bis-methoxymethyl-diphenylether, ausgefällt als Mesitylensulfonat,
3,40 Gew.-Teile 85%ige wäßrige H3PO4
3,00 Gew.-Teile eines modifizierten Epoxidharzes, erhalten
durch Umsetzen von 50 Gew.-Teilen eines Epoxidharzes mit einem Molgewicht unterhalb 1000 und 12,8 Gew.-Teilen
Benzoesäure in Ethylenglykolmonomethylether in Gegenwart von Benzyltrimethyl-
ammoniumhydroxid, 0,44 Gew.-Teile feingemahlenes Heliogenblau G (CI.
74 100)
62,00 Vol.-Teile Ethylenglykolmonomethylether, 25 30,60 Vol.-Teile Tetrahydrofuran und
8,00 Vol.-Teile Butylacetat.
Nach der bildmäßigen Belichtung und einer zügigen und schleierfreien Entwicklung mit einer wäßrigen Lösung
eines Gehalts an Na^SO4, MgSO4, H-,PO4 , einem nichtioni-
HOECHST AKTIENGESELLSCHAFI KALLE Niederlassung der Hoechst AG
sehen Tensid, Benzylalkohol und n-Propanol wird beim
Drucken mit der Druckform eine sehr gute Farb-Wasser-Balance und eine hervorragende Schichthaftung festgestellt.
Die Auflagenhöhe beträgt 200.000. 5
Auf eine gemäß Beispiel 16 hergestellte und nach Beispiel
31 nachbehandelte Aluminiumfolie wird die folgende positiv-arbeitende
lichtempfindliche Lösung aufgebracht: 10
6 τ 60 Gew.-Teile Kresol-Formaldehyd-Novolak (mit dem Erweichungsbereich
105 bis 120 0C nach DIN 53 181)
1,10 Gew.-Teile des 4-(2-Phenyl-prop-2-yl)-phenylesters
1^ der Naphthochinone 1,2)-diazid-(2)-sul-
fonsäure-(4),
0,60 Gew.-Teile 2,2'-Bis- naphthochinone 1,2)-diazid-(2)
-sulfonyloxy-(5) -dinaphthyl-(l,1')-methan
0,24 Gew.-Teile Naphthochinone 1,2)-diazid-(2)-sulfo-
0,24 Gew.-Teile Naphthochinone 1,2)-diazid-(2)-sulfo-
chlorid-(4),
0,08 Gew.-Teile Kristallviolett,
91,36 Gew.-Teile Gemisch aus 4 Vol.-Teilen Ethylenglykol-
91,36 Gew.-Teile Gemisch aus 4 Vol.-Teilen Ethylenglykol-
monomethylether, 5 Vol.-Teilen Tetra-
CJ hydrofuran und 1 Vol.-Teil Essigsäure-
butylester.
Nach der bildmäßigen Belichtung und Entwicklung in einer wäßrigen Na2SiG^, Na3PC>4 und Naf^PC^ enthaltenden Lösung
druckt eine aus dieser Platte hergestellte Druckform eine Auflage von 150.000.
HOECHST AKTIENGESELLSCHAFl
KALLE Niederlassung der Hoechst AG
Ein gemäß Beispiel 4 erzeugtes Trägermaterial wird zur Herstellung einer elektrophotographisch arbeitenden Offsetdruckplatte
mit folgender Lösung beschichtet: 5
10,00 Gew.-Teile 2-Vinyl-5-(4'-diethylaminophenyl)-4-
(2'-chlorphenyl)-oxazol 10,00 Gew.-Teile eines Mischpolymerisats aus Styrol und
Maleinsäureanhydrid mit einem Erweichungspunkt von 210 °C
0,0 2 Gew.-Teile Rhodamin FB 300,00 Gew.-Teile Ethylenglykolmonomethylether
Die Schicht wird im Dunkeln mittels einer Corona auf etwa 400 V negativ aufgeladen. Die aufgeladene Platte wird in
einer Reprokamera bildmäßig belichtet und anschließend mit einem elektrophotographischen Suspensionsentwickler,
der durch Dispergieren von 3,0 Gew.-Teilen Magnesiumsulfat in einer Lösung von 7,5 Gew.-Teilen Pentaerythritharzester
in 1200 Vol.-Teilen eines Isoparaffingemisches mit einem Siedebereich von 185 bis 210 "C erhalten worden
war. Nach Entfernen der überschüssigen Entwicklerflüssigkeit wird der Entwickler fixiert und die Platte 60 see
in einer Lösung aus 35 Gew.-Teilen Natriummetasilikat · 9 H2O, 140 Gew.-Teilen Glyzerin, 550 Gew.-Teilen Ethylenglykol
und 140 Gew.-Teilen Ethanol getaucht. Die Platte wird dann mit einem kräftigen Wasserstrahl abgespült, wobei
die nicht mit Toner bedeckten Stellen der Photoleiterschicht entfernt werden. Die Druckform ist dann druck-
30 fertiq.
Claims (1)
- PatentansprücheVerfahren zur elektrochemischen Aufrauhung von Aluminium oder seinen Legierungen für Druckplattenträger in einer wäßrigen Mischelektrolytlösung mit einem Gehalt an HCl und mindestens einer weiteren ionischen Halogenverbindung unter der Einwirkung von Wechselstrom, dadurch gekennzeichnet, daß die ionische Halogenverbindung eine anorganische Fluorverbindung ist, die als Säure oder Alkalimetallsalz vorliegt und deren Anion Fluor und mindestens ein weiteres Element enthält.Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Mischelektrolyt 0,5 bis 10 Gew.-% an HCl und 0,05bis 5 Gew.-% an der Fluorverbindung enthält.Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Mischelektrolyt 0,8 bis 5,0 Gew.-% an HCl und 0,1 bis 2,0 Gew.-% an der Fluorverbindung enthält.Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, die Fluorverbindung eine komplexartigeVerbindung ist. 25Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Fluorverbindung ein Anion aus der Gruppe SiFg2-PO0F2" aufweist.der Gruppe SiFg2 , TiFg2 , ZrFg2 , BF4 , PFg und
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