DE2537160C3

DE2537160C3 - Verwendung einer überzogenen Stahlplatte als Trägermaterial für Flachdruckformen

Info

Publication number: DE2537160C3
Application number: DE2537160A
Authority: DE
Inventors: Leo S. Summit N.J. Burnett
Original assignee: American Hoechst Corp
Current assignee: CNA Holdings LLC
Priority date: 1974-08-26
Filing date: 1975-08-21
Publication date: 1981-04-23
Also published as: CA1057111A; FR2283462B1; JPS5149802A; SE8206278L; SE8206278D0; NL7509959A; DE2537160A1; FR2283462A1; DE2537160B2; BR7505434A; US3958994A; GB1514551A; SE7509378L

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft die Verwendung einer einen überzug aus Aluminium, Zink oder einer Aluminium-Zink-Legierung aufweisenden Stahlplatte als Trägermaterial für Flachdruckformen.

Für die Herstellung von Flachdruckformen wurden ursprünglich Steinplatten, später jedoch die verschiedensten Materialien als Träger verwendet. Dicke Zinkplatten waren einst sehr gebräuchlich, und da sie sehr teuer waren, wurden sie mehrmals zum Drucken verwendet. Wenn man die Platte wiederverwenden wolke, wurde das Bild entfernt und die Oberfläche der Platte in einem mühseligen Verfahren gereinigt und wieder aufgerauht.

Obwohl man auch heute noch Zinkplatten verwendet, sind heutzutage doch die meisten Platten aus Aluminium, und man verwendet immer mehr dünne Platten, die nur einmal benutzt und dann weggeworfen werden, um Lohnkosten zu sparen. Bimetallplatten und Trimetallplatten werden ebenfalls verwendet. Zur Herstellung von Bimetallplatten bringt man durch Kaschieren oder Galvanisieren eine Kupferschicht auf Platten aus rostfreiem Stahl oder Aluminium auf, die so dick sind, daß sie sich als Träger eignen. Die Kupferoberfläche wird anschließend mit einer lichtempfindlichen Schicht beschichtet, die als Photoresist wirkt.

Nach der Belichtung und Entwicklung wird die freigelegte Kupferfläche bis hinunter zu der Stahl- oder Aluminiumpiatte weggeätzt. Anschließend wird der Photoresist bzw. die Ätzschablone entfernt, die Kupferschicht wird aktiviert, um sie oleophil zu machen, und das Metall der Unterlage wird durch Gummieren hydrophil gemacht. Die so erhaltene Druckplatte kann jetzt zum Drucken verwendet werden. Es ist bekannt, daß von derartigen Druckplatten hohe Auflagen gedruckt werden können.

In der gleichen Weise werden Trimetallplatten verwendet, bei denen eine Chromschicht auf eien Kupferschicht aufgebracht ist, die sich ihrerseits wieder auf einem Träger aus Metall befindet. In diesem Fall dient der Metallträger aber nur zur Unterstützung, und das Bild besteht aus Kupfer (oleophil) und die Nicht-Bildstellen aus Chrom (hydrophil), siehe dazu beispielsweise die Zeitschrift »Das Druckgewerbe«, 3. Jahr., Heft 7, 1950, Seiten 127 bis 130.

Trimetall- und Bimetallplatten haben zwar gewisse Vorteile, sind aber sehr teuer und zeitraubend in ihrer Herstellung, was sich schon aus der Aufzählung der für ihre Herstellung erforderlichen Verfahrensschritte ergibt.

Gegenwärtig ist man im allgemeinen dazu übergegangen, für den Flachdruck Aluminiumplatten zu verwenden, die bereits beim Hersteller vorsensibilisiert werden; am modernsten sind die sogenannten »subtraktiven« Platten, in deren lichtempfindlicher Schicht sowohl der Sensibilisator als auch Pigment oder Farbstoff und Harz enthalten sind und die nach der Entwicklung nicht mehr lackiert bzw. verstärkt zu werden brauchen. Nach der Belichtung und einer einfachen Entwicklung durch Auswaschen wird eine Platte erhalten, die dick genug für praktische Zwecke ist, ein sichtbares Bild trägt und sehr widerstandsfähig gegen Abnutzung in der Druckmaschine ist. Nach der Belichtung sind nur noch zwei Verfahrensschritte erforderlich, um sine solche Platte herzustellen (Entwicklung und anschließendes Fixieren bzw. Konservieren) oder, bei ganz neuen Verfahren, sogar nur ein Schritt, wenn man eine Kombination aus Entwickler und Konservierung verwendet. Derartige Platten liefern sehr hohe Auflagen und sind sehr einfach in der Handhabung, siehe dazu beispielsweise die DE-AS 1 134093.

All die bisher beschriebenen Aluminium- und Zinkplatten haben den Nachteil, daß man sie an beiden Enden umbiegen, in Schlitze stecken und sorgfältig festklemmen muß, um sie ordnungsgemäß an dem Zylinder der Druckmaschine zu befestigen. Platten in den verschiedenen Farben beim Mehrfarbendruck sind besonders problematisch, da sie sehr sorgfältig ausgerichtet werden müssen, um sie miteinander in Register zu bringen. Durch das Biegen und Einklemmen ermüdet das Metall leicht, und es entstehen Fehler in der Platte, die besonders während des Drückens von hohen Auflagen zutage treten.

Schnelligkeit bei der Aufbringung und der Abnahme der Platten vom Zylinder ist besonders wichtig beim Zeitungsdruck, wo schnelles Arbeiten erforderlieh ist, und daher hat man Hochdruckplatten auf Trägern aus magnetischem Stahl entwickelt, die fest auf Zylindern haften, in welche man starke Dauermagneten eingebaut hat. Einige der vorstehend beschriebenen Bi- und Trimetallplatten könnte man auf magnetischen Zylindern verwenden, um den Vorteil des schnellen Anbringens und Abnehmens zu erzielen, wenn der rostfreie Stahl zugleich auch magnetisch ist. Wie jedoch bereits erwähnt, haben Bi- und Trimetall-

platten den Nachteil, daß sie nicht nur in der Anschaffung teuer sind, sondern auch noch zusätzliche Kosten verursachen, weil ihre Herstellung so viele Verfahrensschritte erforderlich macht und zusätzliche Zeit in Anspruch nimmt.

Die gebräuchlichen und praktischen Aluminiumdruckplatten haben den weiteren Nachteil, daß sie wegen des verwendeten Metalls, nämlich Aluminium, teuer in der Herstellung sind. Es ist bekannt, daß Aluminium bei seiner Gewinnung aus dem Erz mehr Energie benötigt als irgendein anderes der wichtigeren Metalle, auf jeden Fall sehr viel mehr als Stahl. Dies ist ein nicht zu beseitigender Bestandteil der Kosten für Aluminium, wenn es nicht gelingt, metallisches Aluminium durch ein nicht-elektrolytisches Verfahren zu gewinnen. Eine Überprüfung der Literatur ergab jedoch, daß dafür zur Zeit keine Aussicht besteht.

Außer seinen; hohen Preis hat Aluminium noch den Nachteil, daß es weich und biegsam ist. Wenn man nicht sehr dicke Platten verwenden will, muß man beim Umgang mit Aluminiumplatten sehr vorsichtig sein, um die Entstehung von Falten und Dellen zu vermeiden, weil sich derartige Falten und Vertiefungen, wenn sie erst einmal entstanden sind, nicht wieder ausbeulen lassen und eine bereits fertiggestellte Platte unbrauchbar machen können.

Man weiß seit langem, daß es von Vorteil wäre, Stahlplatten als Trägermaterialien zu verwenden, weil Stahl härter als Aluminium ist, weniger als Aluminium kostet, und weil man seine Eignung als magnetisches Material ausnützen könnte. Wegen der Schnelligkeit, mit der Stahl an der Luft und bei Berührung mit den beim Drucken verwendeten Chemikalien korrodiert und - was noch schwerwiegender ist - weil Schichten aus lichtempfindlichem Material, insbesondere Diazoschichten, auf Stahlträgern schnell eine Dunkelreaktion eingehen, durch die sie als vorsensibilisierte Druckplatten wertlos werden, da ihre Haltbarkeit nicht mehr ausreicht, ist es bis jetzt jedoch nicht möglich gewesen, Stahl für diesen Zweck zu verwenden.

Platten aus einfachem, unlegiertem Stahl sind wegen ihrer leichten Erhältlichkeit und ihres geringen Preises bereits als Druckplatten in Betracht gezogen worden, haben jedoch wegen der ernsten Korrosionsprobleme keine Bedeutung gewonnen.

Korrosion ist bei jeder Verwendung von Stahl ein Problem. Bei Flachdruckplatten darf sie jedoch auf gar keinen Fall auftreten. Es besieht eine umfangreiche Literatur über den Schutz von Stahl gegen Korrosion, durch Behandlung mit Phosphaten, durch Passivieren, durch Beschichten oder Überstreichen. Derlei Behandlungen führen jedoch nicht zu einem für vorsensibilisierte Druckplatten geeigneten Trägermaterial. Im Gegenteil, die meisten der bekannten Behandlungsverfahren machen den Stahl absolut ungeeignet als Trägermaterial für Flachdruckplatten.

Aufgabe der Erfindung war es, ein lichtempfindliches Kopiermaterial für die Herstellung von Flachdruckplatten vorzuschlagen, dessen Trägermaterial billig ist, sich mittels Magrietkraft auf Druckzylinder aufspannen läßt und das im übrigen alle Vorteile der Trägei oberfläche von üblichen Aluminiumplatten aufweist.

Die Lösung dieser Aufgabe ist die Verwendung einer einen ein- oder beidseitigen Überzug aus Aluminium, Zink oder einer Aluminium-Zink-Legierung aufweisenden Stahlplatte als mehrschichtiges metallisches Trägermaterial für magnetisch auf Druckzylin

der aufzuziehende Flachdruckplatten. Die Stahlplatte besteht vorzugsweise aus Flußstahl.

Ein wesentlicher Vorteil der vorliegenden Erfindung ist die Tatsache, daß es hier zum ersten Mal ge-Jungen ist, stark korrosionsempSndlichen Stahl als Trägermaterial für Flachdruckplatten zu verwenden. Dies wird erreicht, indem man von einer durch ein Tauchverfahren oder nach einem anderen Verfahren mit einem Überzug versehenen Stahlplatte ausgeht, deren Überzugsschicht entweder aus Zink oder Aluminium oder aus einer Zink-Aluminium-Legierung von beliebiger Zusammensetzung, vom reinen Aluminium bis zum reinen Zink besteht. Derartige Produkte und die Verfahren, die zur Herstellung der bevorzugten überzogenen Stahlbleche angewendet werden, die im wesentlichen Überzüge aus 25 bis 70% Aluminium und 75 bis 30% Zink tragen, sind im einzelnen in den USA-Patenten 3343930 und 3393089 beschrieben. Diese Metalle lassen sich in jedem Legierungsverhältnis auf Stahl aufbringen.

Gleichgültig, welche Zusammensetzung die Zink-Aluminium-Schichten haben, die Rostbeständigkeit wird in jedem Fall verbessert im Vergleich zu unbeschichtetem Stahl, jedoch ist diese Schicht allein noch nicht zur Herstellung einer vorsensibilisierten Druckplatte geeignet. Einige Legierungen scheinen allerdings besser zu sein als andere. Es wurde gefunden, daß Stahl, den man mit einer Legierung aus 65 bis 45% Aluminium, 0,5 bis 3,0% Silicium, Rest Zink überzogen hatte, anderen Verbundmaterialien überlegen ist. Der Grund ist bis jetzt nicht bekannt.

Die Dicke des Metallüberzugs spielt ebenfalls eine Rolle bei der Herstellung einer geeigneten Flachdruckplatte. Um eine brauchbare Platte zu erhalten, sollte die Schicht mindestens 6 μΐη dick sein, und diese Dicke kann ohne weiteres bis etwa 75 μΐη erhöht werden. Dicken zwischen etwa 12 und 25 μΐη werden bevorzugt. Die Metallüberzüge auf den erfindungsgemäß verwendeten Stahlplatten, insbesondere Zink-Aluminium-Legierungen, stellen einen kathodischen Schutz dar, weil sich das aktivere Metall unter korrodierenden Bedingungen früher auflöst als das Eisen. Eine Schicin aus einer geeigneten Legierung besteht z. B. aus 55% Aluminium, 1,6% Silicium, Rest Zink. Das Material trägt vorzugsweise auf beiden Seiten eine Schicht aus der Legierung, die je 9,3 dm² 14,2 g wiegt, was einer Schicht von 19 μΐη Dicke auf jeder Seite entspricht. Während es aus dem oben geschilderten Stand der Technik hervorgeht, daß sowohl reine Zinkschichten als auch mehr oder weniger reine Aluminiumschichten als Trägermaterialien fur Flachdruckplatten wohlbekannt sind, ist es bisher nicht bekannt und daher überraschend, daß auch Legierungen der beiden Metalle geeignet sind. Jedes dieser beiden Metalle hat seine besonderen Eigenschaften, und es war daher zu erwarten, daß bei einer Kombination beider Metalle die für ein brauchbares Trägermaterial für Flachdruckplatten erforderlichen Eigenschaften verloren gehen würden.

Für die Herstellung einer Druckplatte ist es normalerweise erforderlich, den Träger, d. h. die auf beiden Seiten überzogene Stahlplatte, für das Aufbringen der Schicht vorzubereiten, um eine brauchbare vorsensibilisierte oder später vom Kunden zu sensibilisierende Flachdruckplatte zu bekommen. Zwar sind die Vorgänge des Reinigens, Aufrauhens und Vorbehandelns var der Aufbringung einer Schicht grundsätzlich bei allen Materialien ähnlich, jedoch ergeben sich natür-

Hch technische Unterschiede, wenn man die Zusammensetzung der Legierung ändert, und man muß dann die für den Einzelfall günstigsten Bedingungen ermitteln.

Die Platte muß gereinigt werden, im Walzöl und andere Verunreinigungen zu beseitigen, die sich während der Herstellung auf der Oberfläche der Stahlplatte ansammeln. Normalerweise wendet man übliche Verfahren an, z. B. Entfetten mit Dampf und Reinigen durch Säuren oder heiße Alkalien. Nach dem Spülen kann man die Platte entweder trocken oder mit einem Brei aus einem Schleifmittel bürsten, mit Druckluft und Schleifmittel aufrauhen oder mit einer Flüssigkeit honen, oder man kann eine andere bekannte Methode zur Erzeugung einer leicht angerauhten Oberfläche anwenden, um zu erreichen, daß die später aufzubringende lichtempfindliche Schicht besser haftet.

Nachdem man die Platte abgewaschen hat, um die letzten Reste des zum Aufrauhen benutzten Schleifmittels zu entfernen, wird die lichtempfindliche Schicht aufgebracht; vorzugsweise nimmt man noch eine weitere Vorbehandlung vor. Wenn eine solche Vorbehandlung nach dem Verfahren der kanadischen Patentschrift 427626 durchgeführt wird, werden jedoch keine brauchbaren Druckplatten erhalten. Bei den so hergestellten Platten war entweder die Haftung des Bildes zu gering, oder die Wasserführung war während des Drückens nicht gut genug. Vor allem aber hatten die auf die Platten aufgebrachten lichtempfindlichen Schichten nur eine geringe Haltbarkeit. Man nimmt an, daß die schlechte Lagerfähigkeit entweder durch eine fortschreitende Korrosion des Flußstahls oder durch die Diffusion von Eisen in die lichtempfindlichen Schichten während der Lagerung verursacht wird, zumal bekannt ist, daß Eisen solche Schichten »vergiftet«.

Überraschenderweise wurde gefunden, daß eine Vorbehandlung mit Polyvinylphosphonsäure alle obengenannten Probleme beseitigt. Zum Beispiel hat sich die in den deutschen Patentschriften 1125658 und 1 135176 beschriebene Polyvinylphosphonsäure als brauchbar erwiesen. Die Anwendung erfolgt in der Weise, wie es in der deutschen Patentschrift 1134093 beschrieben ist.

Für die vorliegende Erfindung haben sich negativarbeitende Diazoschichten als geeignet erwiesen. Beispiele solcher Diazoschichten sind in den US-PSen 3136637 und 3 679419,3 849 392 und 3 367147 enthalten, auf deren Offenbarung hier verwiesen wird.

Die folgenden Beispiele erläutern Ausführungsformen der Erfindung. Prozent- und Mengenangaben sind, wenn nichts anderes angegeben ist, in Gewichtseinheiten zu verstehen. Gewichtsteile (Gt) und Volumteile (Vt) stehen im Verhältnis von ^, zu cm'.

Beispiel 1

Eine Probe Stahlblech von 203 μΐη Dicke mit der obengenannten Schicht aus einer Zink-Aluminium-Legierung der Zusammensetzung 55%· Al, 1,6% Si und 43,4% Zn wurde etwR 30 bis 45 Sekunden bei 23" C in eine 4%ige L f J^ eines alkalischen Reinigungsmittels getaucht. Nach dem Eintauchen wurde die Platte bei Zimmertemperatur 5 bis 10 Sekunden mit Leitungswasser abgebraust. Anschließend wurde die noch feuchte Platte 30 bis 45 Sekunden von Hand mit einer Bürste bearbeitet, wobei man Qüarzpuiver als Schleifmittel verwendete und weiteres Leitungs

wasser benutzte. Anschließend wurden die Schleifmittelteilchen mit Leitungswasser abgebraust. Dann wurde die Platte 1 Minute bei 20° C in eine 0,01 %ige wäßrige Lösung von Polyvinylphosphonsäure eingetaucht und abermals mit Wasser abgewaschen. Schließlich wurde die Plane i 5 bis 20 Sekunden bei 100° C getrocknet.

Auf die so behandelte Platte wurde 2 Minuten bei 50° C und 90 Umdrehungen je Minute eine Lösung von 0,3 Gt des Kondensationsprodukts aus 2 Mol 3-Methoxy-diphenylamin-4-diazoniumsulfat und 1 Mol Bis-niethoxymethyl-diphenylether, abgeschieden als Naphthalin-2-sulfonat, in SO Vt Ethylenglykolmonomethylether und 20 Vt Butylacetat aufgeschleudert. Die so aufgebrachte Schicht wurde dann 2 Minuten bei 100° C getrocknet. Anschließend wurde die Platte 2,5 Minuten lang in einem handelsüblichen Belichtungsgerät unter'einem transparenten Negativ belichtet.

Man entwickelte die Platte nach dem üblichen Entwicklungsverfahren, innerhalb von 30 Sekunden und bei Zimmertemperatur, mit dem folgenden Entwickler:

4 Gt MgSO₄
0,2 Gt Isooctylphenyl-polyethoxyethanol

(etwa 10 Oxyethyleneinheiten)
30 Gt n-Propanol
65,8 Gt Wasser.

Anschließend wurde die Platte abgespült, angequetscht und dann mit handelsüblicher Hydrophilierungslösung 30 Sekunden lang bei Zimmertemperatur behandelt. Es schlossen sich die üblichen Verfahrensschritte des Einfärbens, Abspülens und Gummierens an. Beim Druckversuch zeigte sich keinerlei Tonen. Es entstand ein ausgezeichnetes Bild, welches bewies, daß die lichtempfindliche Schicht an den Bildstellen gut haftete und an den Nicht-Bildstellen vollständig entfernt war, was für gute Flachdruckplatten absolut erforderlich ist. Bei Testläufen in einer Druckmaschine wurden viele Drucke erhalten, die alle einwandfrei und von ausgezeichneter Klarheit waren.

Eine nicht belichtete vorsensibilisierte Platte, die ebenfalls gemäß diesem Beispiel hergestellt worden war, wurde einem beschleunigten Lagerungsversuch bei hohen Temperaturen unterworfen, indem man sie vier Stunden lang einer Temperatur von 100° C aussetzte. Alle Verfahrensschritte - Belichtung, Entwicklung und Einfärbung - konnten mit Erfolg durchgeführt werden. Es zeigte sich keinerlei Tonen, Dies beweist die ausgezeichnete Eignung der Platte und zeigt, daß keine Korrosion stattgefunden und die Platte verdorben hatte, wie man es von Stahlplatten kennt, die nicht gemäß der vorliegenden Erfindung vorbehandelt worden sind.

Beispiel 2

Eine Probe des Stahlbleches wurde genau wie in Beispiel 1 gereinigt, aufgerauht und beschichtet, jedoch wurde die Behandlung mit Polyvinylphosphon-

_bo säure ausgelassen. Nach der Entwicklung und dem Einfärben zeigte es sich, daß der Untergrund verschleiert war. Dies beweist, daß die Polyvinylphosphonsäure-Behandlung erforderlich ist, um eine Zersetzung der Diazo verbindung an den Nicht-Bildstellen

_b5 zu verhindern.

Beispiel 3
Man ging wie in Beispiel 1 vor, verwendete jedoch

als Reinigungsmittel 4%ige Essigsäure bei 23° C. Während die Platte noch in Berührung mit der Essigsäure war, rieb man mit einer scharfen Bürste 30 bis 60 Sekunden lang über die Oberfläche der Platte und spülte sie dann ab. Die übrigen Verfahrensschritte wurden genau wie in Beispiel 1 durchgeführt, und das Resultat war ebenso gut wie in Beispiel 1. In diesem Beispiel wurde als Träger eine 500 μίτι dicke Stahlplatte verwendet, die auf beiden Seiten eine Aluminiumschicht von 25 |.im Dicke trug. Die Platte wurde wie in den vorhergehenden Beispielen gereinigt, aufgerauht und vorbehandelt und auch mit der gleichen Beschichtungsmischung beschichtet. Alle Ergebnisse waren zufriedenstellend.

Beispiel 4

Eine Rolle des Stahlblechs des Beispiels 1 einer Breite von 91 cm und einer Stärke von 215 μιη wurde in einer Versuchsapparatur mit der gleichen Lösung wie in Beispiel 1 gereinigt, mittels einer Bürste mit

Quarzpulver aufgerauht und mit Polyvinylphosphonsäure behandelt. Es wurden etwa 137 m dieses Materials verarbeitet. Die gleiche Schicht wie in Beispiel 1 wurde maschinell aufgebracht. Eine Platte, die gemäß ^r> diesem Versuch hergestellt worden war, hatte ein gleichmäßiges Aussehen. Man schnitt eine Probe dieses Plattenmaterials ab und belichtete sie 27, Minuten lang in einem handelsüblichen Belichtungsapparat. Die Probe wurde 30 Sekunden lang in dem in Bci-

U) spiel 1 angegebenen Entwickler entwickelt und in einer Versuchsmaschine zum Drucken benutzt. Der Versuch ergab eine große Anzahl von grundfreien Drucken von ausgezeichneter Bildqualität. Von der vorsensibilisierten Platte wurden zwei Muster abge-

ΐϊ schnitten, von denen das eine drei und das andere vier Stunden bei einer Temperatur von 100° C gelagert und anschließend aufgearbeitet und eingefärbt wurden. Die drei Stunden gelagerte Platte war sauber, die vier Stunden gelagerte Platte zeigte jedoch einen

2(i ganz leichten Schleier.

Claims

Patentansprüche:

1. Verwendung einer einen ein- oder beidseitigen Überzug aus Aluminium, Zink oder einer Aluminium-Zink-Legierung aufweisenden Stahlplatte als mehrschichtiges metallisches Trägermaterial für magnetisch auf Druckzylinder aufzuziehende Flachdruckformen.

2. Verwendung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Stahl ein Flußstahl ist.

3. Verwendung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Überzug aus einer Aluminium-Zink-Legierung aus 25 bis 70 Gew.-% Aluminium und 30 bis 75 Gew.-% Zink besteht.

4. Verwendung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Überzug aus einer Aluminium-Zink-Legierung aus 45 bis 65 Gew.-% Aluminium, 0,5 bis 3,0 Gew.-% Silicium und 32,0 bis 54,5 Gew.-% Zink besteht.

5. Verwendung nach einem der Ansprüche 1 bis

4, dadurch gekennzeichnet, daß der Überzug 6 μΐη bis 75 μπι, insbesondere 12 μΐη bis 25 μΐη dick ist.

6. Verwendung nach einem der Ansprüche 1 bis

5, dadurch gekennzeichnet, daß das Trägermaterial zwecks Herstellung der Flachdruckformen mit einer lichtempfindlichen Kopierschicht versehen ist.

7. Verwendung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die lichtempfindliche Kopierschicht eine negativ arbeitende Diazoverbindung ist und sich zwischen der Kopierschicht und dem Trägermaterial eine Schicht aus Polyvinylphosphonsäure befindet.