DE2327764A1 - Verfahren zur elektrokoernung von aluminium - Google Patents

Description

DR. ING. E. HOFFMANN · DIPI,. IiSO. W, EITLE · DB. BRR. NAT. K. HOFFMANN

PATENTANWÄLTE D-8000 MÖNCHEN 81 · ARABELLASTRASSE 4 · -TELEFON (0811) 911087 L 3 2. I I Q 4

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ALCAN RESEARCH AND DEVELOPMENT LTD., Montreal / KANADA

Verfahren zur Elektrokörnung von Aluminium

Die Erfindung, betrifft ein Verfahren zur Elektrokörnung (Elektroätzung) von Aluminium. Aluminium wird überlicherweise zur Herstellung von lithographischen Druckplatten verwendet. Pur diesen Zweck ist es anzustreben, daß es eine aufgerauhte Oberfläche besitzt, welche dutfch das Vorhandensein von sehr feinen Löchern charakterisiert ist.

Ein bekannter Weg zur Herstellung einer feinen gleichförmig

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mit Löchern versehenen Oberfläche, wobei die Löcher willkürlich verteilt sind, ist die Elektrokörnungtechnik, bei welcher das Aluminium eingetaucht in verdünnte Salzsäure einer Wechselstrombehandlung unterworfen wird. Der Salzsäure-Elektrolyt enthält im allgemeinen 2 bis 2o g Salzsäure pro Liter.

Bei der Wechselstrom-Elektrokörnung einer Aluminiumplatte in Salzsäure als Vorbehandlung für die Herstellung von lithographischen Platten^ ist es üblich, eine Stromdichte im Bereich von 2 bis 6 Amp. über einen Zeitraum von 4 bis 15 Minuten anzuwenden. Die angewendete Ladung liegt im allgemeinen im

Bereich von 15«ooo bis 50.000 Coulomb/0,09 m .

Die obigen Bedingungen sind typisch für diskontinuierliche Prozesse. Bei Anwendung eines kontinuierlichen Prozesses, d.h., wenn das sich bewegende Streifenmaterial an stationären Elektroden vorbeigeführt wird,,dann können über Behandlungszeiten von 1/2 bis 3 Minuten Stromdichten in der Gegend von Io bis .

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loo Amp./dm verwendet werden.

Obgleich mit einem solchen Elektrolyten ohne weiteres elektrogekörnte Oberfläche erhalten werden können, die grob mit Löchern versehen sind, wurde festgestellt, daß eine erhebliche Sorgfalt aufgebracht werden muß, um eine Oberfläche mit feinen Löchern zu erhalten (z.B. mit Löchern mit einem Durchmesser von weniger als Io Ai). Insbesondere hat sich gezeigt, daß die Anwesenheit von Sulfationen in dem Elektrolyten gewöhnlich zu einer grob mit Löchern versehenen Oberfläche führt, wobei die Löcher größer sind, als wie es für ein optimales Verhalten zu lithographischen Zwecken anzustreben ist. Obgleich es möglich ist, den Prozess mit einem Elektrolyten zu starten, der mit entionisiertem Wasser hergestellt worden ist, ist es doch

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unvermeidbar, daß der Elektrolyt zunehmend mit SuIfat- und anderen Ionen verunreinigt wird, welche von früheren Prozesstufen übergeführt werden.

Bei der herkömmlichen Vorbereitung von Aluminium für lithographische Zwecke sieht man ein Dreistufenverfahren vor, das eine Entfettung und eine Vorbehandlung (gewöhnlich ein Ätzen in Natriumhydroxid-Lösungen) umfaßt, woran sich eine Elektrokörnung und Anodisierung anschließt. Wie bereits ausgeführt wurde, wird das Elektrokörnen herkömmlicherweise in der Weise durchgeführt, daß man auf das Aluminium einen Wechselstrom einwirken läßt, während·dieses in einer verdünnten wässrigen Salzsäure eingetaucht ist» Da es aus wirtschaftlichen Gründen notwendig ist, nach den Vorbehandlungsstufen das Aluminium mit normalem Leitungswasser zu waschen (entionisiertes Wasser wäre für Waechzwecke zu teuer), ist es unvermeidbar, daß der Elektrolyt für die Elektrokörnung fortschreitend durch Ionen des Waschwassers verunreinigt wird, welche über die Oberfläche des Aluminiums getragen werden. Die meisten natürlichen Wasser enthalten mehr als 15 ppm Sulfationen.

Praktische Druckversuche haben gezeigt, daß sehr fein gekörnte Oberflächen eine ausgedehnte Lebensdauer der Platte und eine bessere Bildbegrenzung beim lithographischen Drucken ergeben. Weiterhin wurde festgestellt, daß eine Verunreinigung des Salzsäure-Elektrokörnungs-Elekftrolyten durch mehr als etwa Io bis 15 ppm Sulfationen zu einer erheblich mehr unregelmäßigen und grob durchlöcherten Oberfläche führt, was das Ergebnis hat, daß aus einem Elektrolyten, der mit Leitungswasser angesetzt worden ist oder der mit Leitungswasser stark verunreinigt worden ist, nur lithographische Druckplatten mit relativ schlechter Qualität erhalten werden können.

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Gemäß der Erfindung kann diese Schwierigkeit überwunden werden, indem man in den Salzsäure-Elektrolyten Phosphorsäure oder Chromsäure in sorgfältig kontrollierten Mengen einführt. Die Phosphorsäure kann in einer Menge von 1,5 bis 15 g/l vorhanden sein, während die Chromsäure (berechnet als CrO,) in einer Menge von 1,5 bis 2,ο g/l vorhanden sein kann.

Aus wirtschaftlichen Gründen, aufgrund des geringeren Einflusses der Konzentration und aufgrund der geringeren gesundheitlichen Gefahren wird es bevorzugt, die Phosphorsäure gegenüber der Chromsäure zu verwenden.

Es hat sich gezeigt, daß es mit beiden Stoffen zweckmäßig ist, die Menge der Alkalimetallionen niedrig zu halten, da gefunden wurde, daß auch diese zur Bildung von großen unregelmäßigen Löchern während des Elektrokörnens führen, obgleich diese in erheblich größeren Mengen tolerierbar sind als Sulfationen. Eine sehr geeignete Konzentration von Orthophosphorsäure ist 5 bis Io g/l.

Die Erfindung wird in den Beispielen erläutert. Beispiel 1:

Ein Salzsäure-Elektrolyt, der 6 g Salzsäure je Liter enthielt, wurde mit entionisiertem Wasser (1 1) hergestellt. Hierzu wurden 5 g Orthophosphorsäure je Liter gegeben. Platten mit den Abmessungen 75 mm χ 5o mm aus 99.s.7/6-igem Aluminium wurden in dieser Lösung bei Raumtemperatur elektrogekörnt, wobei eine Gegenelektrode aus Graphit mit den Abmessungen 75 mm χ 75 mm in einem Abstand von 5o mm angeordnet war. Eine Wechselstromspannung von 8 Volt wurde 6 Minuten lang angewendet.

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Auf diese Weise wurde eine feindurchlöcherte Oberfläche mit einer mittleren Lochgröße von etwa 3 ja hergestellte Eine Variierung der Salzsäure-Konzentration zwischen 6 und 9 g/l zeigte keine Auswirkung auf die Feinheit der erzeugten Oberfläche, obgleich bei diesen Bedingungen der Strom

von etwa 4 bis 5 Amp. (etwa 7*o bis 9*o Amp./dm an der Behandlungsoberfläche der Platte) variierte»

Beispiel 2:

Es wurde ein Salzsäure-Elektrolyt mit 8 g/l Salzsäure hergestellt, wozu Leitungswasser mit einem Gehalt an Sulfationen von loo ppm verwendet wurde. Es wurden 8 g/l Phosphorsäure zugesetzt. Bei der Bearbeitung von Platten aus 99* 7$- igem Aluminium bei den gleichen Bedingungen wie in Beispiel 1 wurde eine feindurchlöcherte Oberfläche mit Löchern eines Durchmessers von 1 bis 5 mikron erzeugt. Sodarm wurde ein ähnlicher Elektrolyt ohne Zugabe von Phosphorsäure hergestellt, wodurch eine relativ unregelmäßig und grob durchlöcherte Oberfläche erhalten wurde, bei welcher die Lochgrößen Io bis 3o mikron betrugen.

Beispiel 3?

In einem Tank mit I89 1* der einen Elektrolyten mit 8 g/l Salzsäure enthielt, wurden Versuche durchgeführt. Der Elektrolyt war mit Leitungswasser mit loo ppm Sulfationen hergestellt worden. Bei Raumtemperatur wurde bei einer konstanten

Stromstärke von 15o Amp. (etwa l8,o bis 2o,o Amp./dm an der behandelten Fläche der Platte) eine Aluminiumplatte aus 99i7#-igem Aluminium mit den Abmessungen 48o mm χ Ij5o mm elektrogekörnt/ wobei die Wechselstromspannung über einen 2-minütigen Elektrokörnungs-Zeitraum von Io auf 12 Volt

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erhöht wurde. Hierbei wurde eine Oberfläche mit Löchern bis zu einer Größe von 2o bis Jo Ai erhalten. Nach der Zugabe von 8 g/l Orthophosphorsäure zu dem gleichen Elektrolyten ergab die Bearbeitung einer ähnlichen Platte bei den gleichen Bedingungen eine Oberfläche, die Löcher mit einer Größe von 1 bis 5/U aufwies.

Bei diesen Versuchen waren die Aluminiumplatten als eine Elektrode des Systems mit einer Graphitelektrode verbunden. Jedoch können beide Elektroden auch aus den Aluminiumplatten gebildet werden, die elektrogekörnt werden sollen«, Das Verfahren kann auch kontinuierlich durchgeführt werden. Hierbei wird ein kontinuierlicher Aluminiumstreifen durch eine Zelle mit zwei Abteilungen gezogen, worin in jedem Abteil eine Gegenelektrode vorhanden ist, die an eine Wechselstromquelle angeschlossen ist, so daß der Strom zwischen den Gegenelektroden durch den Aluminiumstreifen fließt, welcher durch eine öffnung in der Trennwand zwischen den zwei Abteilungen und durch den Elektrolyten zwischen den Elektroden und dem angrenzenden Teil des Streifens durchläuft. Unter Anwendung dieser Methode, die für eine kontinuierliche Anodisierung seit langem bekannt ist, wird der Kontakt zwischen dem Streifen und der Elektrode vermieden, so daß Bogenentladungs-Probleme vermieden werden können.

- Patentansprüche -

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Claims (2)

1. Patentansprüche

   -1. Verfahren zur Elektrokörnung von Aluminium durch

   Behandlung des Aluminiums, eingetaucht in einem wässrigen Bad, das 2 Ms 2o g/l Salzsäure enthält, mit einem Wechselstrom, dadurch gekennzeichnet, daß das Bad noch 1,5 bis 15 g/l Phosphorsäure oder 1,5 Ms 2,ο g/l Chromsäure (berechnet als CrO.,) enthält.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch g e k e η η -

   Z-eichnet, daß das Bad 5 bis Io g/l Orthophosphorsäure enthält.

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