[0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Aufrauhen eines Trägers
für strahlungsempfindliche Schichten, dessen Oberfläche elektrochemisch oder mechanisch
und anschließend elektrochemisch in einem wäßrigen Elektrolytbad durch Anlegen eines
Dreh- oder Wechselstroms an dem Träger gegenüberliegenden Elektroden aufgerauht wird,
wobei der Träger kontinuierlich durch das Elektrolytbad hindurchgeführt wird.
[0002] Derartige Träger werden für die Herstellung vorsensibilisierter Druckplatten verwendet,
wobei das Material der Träger, die in Platten- oder Bandform verarbeitet werden, ein
Metall ist, insbesondere Aluminium. Die Aufrauhung von beispielsweise Aluminiumbändern
für die Herstellung von Druckplatten erfolgt mechanisch, chemisch oder elektrochemisch
oder in Kombination dieser Aufrauhverfahren. Dabei wird angestrebt daß die für die
Wasserführung und die Haftung der strahlungsempfindlichen Schicht benutzte Aluminiumoberfläche
eine bestimmte Struktur und Gleichmäßigkeit aufweist. Beim mechanischen Aufrauhen
besitzen die Oberflächenstrukturen pyramidenähnliche Formen und weisen unterschiedliche
Orientierungen in Längs- und Querrichtung auf (Anisotropie), während elektrochemisch
aufgerauhte Aluminiumoberflächen eine schwammartige Struktur mit vielen Näpfchen und
Vertiefungen mit gleichformiger Geometrie in Längs- und Querrichtung (Isotropie) haben.
[0003] Die mechanische Aufrauhung hat gegenüber der rein elektrochemischen Aufrauhung den
Vorteil des kleineren spezifischen Energieverbrauchs je Quadratmeter Oberfläche des
Trägers, jedoch den Nachteil einer zu groben Oberfläche, auf der neben den pyramidenähnlichen
Strukturen noch kristalline Strukturen vorhanden sind. Infolge der Anisotopie der
mechanischen Aufrauhung ist es für den Druckprozeß nicht unerheblich, ob die Druckplatte
längs oder quer aus dem Band herausgeschnitten wurde.
[0004] Mechanische Aufrauhverfahren sind im allgemeinen Körnungsverfahren, wie Draht- oder
Bürstenkörnung, oder Schmirgelschleifen, während die elektrochemische Aufrauhung im
allgemeinen durch eine elektrolytische Ätzung in einer wäßrigen Elektrolytlösung erfolgt.
[0005] In dem deutschen Patent 19 62 728 ist ein Verfahren zum kontinuierlichen Erzeugen
einer lithographischen Oberfläche auf einem Metallband durch Naßschleifen und elektrochemische
Behandlung in einem Elektrolyten beschrieben, bei dem man zum Nässen der Metalloberfläche
während des Schleifens den Elektrolyten verwendet und die elektrochemische Behandlung
im unmittelbaren Anschluß an das Schleifen durchgeführt wird. Dazu ist in dem Elektrolyten
ein feinkörniges Schleifmittel suspendiert, und die Schleifmittelsuspension wird in
einem über die gesamte Breite des Metallbandes sich erstreckenden Breitstrahl auf
das bewegte Band aufgestrahlt. Der Elektrolyt ist beispielsweise ein wäßriges saures
oder wäßriges alkalisches Bad.
[0006] Bei dem in der DE-OS 21 30 391 beschriebenen Körnungsverfahren wird die Aluminiumplatte
zunächst durch Schleifen mit einer feuchten Schmirgelmasse aufgerauht, und nach dem
Spülen und gegebenenfalls Reinigen der Platte wird die gekörnte Oberfläche der Aluminiumplatte
in Schwefelsäure mit Gleichstrom bei einer Spannung im Bereich von etwa 10 bis 20V
und einer Stromdichte im Bereich von etwa 1 bis 2,2A/dm
2 gekörnter Oberfläche anodisiert. Zuletzt wird die gekörnte und anodisierte Oberfläche
der Aluminiumplatte mit einer Grundiersubstanz zur Verbesserung der Bindung der auf
die Oberfläche aufzubringenden lichtempfindlichen Schicht mit dem Trägermaterial behandelt.
[0007] Aus der DE-AS 26 50 762 ist ein Verfahren zur elektrolytischen Körnung von Aluminiumsubstraten
für die Lithographie mittels Wechselstrom in einem im wesentlichen Chlorwasserstoffsäure
oder Salpetersäure enthaltenden Elektrolyten bekannt, wobei bei diesem Verfahren eine
Wechselspannung angelegt wird, deren Anodenspannung größer ist als die Kathodenspannung
und das Verhältnis des kathodischen coulombischen Eingangs zu dem anodischen coulombischen
Eingang kleiner als 1 ist. Die anodische Halbperiodenzeit des Wechselstroms wird gleich
oder geringer als die kathodische Halbperiodenzeit eingestellt. Der Durchmesser und
die Tiefe der Poren bzw. Löcher in der Oberfläche des Aluminiumsubstrats können beliebig
eingestellt werden, indem ein geeignetes Verhältnis des kathodischen zu anodischen
coulombischen Einganges, bestimmt durch die Spannungseinstellung, ausgewählt wird.
[0008] Die Frequenz des regulierten Wechselstroms ist nicht auf den üblichen Wechselstromfrequenzbereich,
d.h. 50 bis 60 Hz, beschränkt. Mit höheren Frequenzen werden feinere Poren auf der
gekörnten Oberfläche erhalten.
[0009] In der deutschen Patentschrift 30 12 135 ist ein Verfahren zur Herstellung eines
Trägers für lithographische Druckplatten beschrieben, bei dem die Oberfläche einer
Aluminiumplatte durch Naßschleifen mechanisch aufgerauht wird, Aluminium von der Oberfläche
der Platte chemisch weggeätzt wird und anschließend ein elektrischer Strom mit einer
Wellenform, die durch alternierende Änderung der Polarität erhalten wird, an die Platte
in einer sauren wäßrigen Lösung so angelegt wird, daß das Verhältnis der mit der Platte
als Anode gebildeten Ladungsmenge zu der mit der Platte als Kathode gebildeten Ladungsmenge
bei 0,5/1 bis 1,0/1 liegt. Die Elektrolyse wird so durchgeführt, daß die Stromdichte,
falls die Platte die Anode ist, nicht weniger als 20 A/dm
2 beträgt und die mit der Platte als Anode gebildete Ladungsmenge 200 Coulomb/dm
2 oder weniger beträgt, und die Anoden- und Kathodenspannungen bei 1 bis 50 V liegen.
Zuletzt wird die Platte einer anodischen Oberflächenoxidation unterzogen.
[0010] Die EP 0 390 033 B1 beschreibt ein Verfahren zum Aufrauhen eines Trägers bei dem
die Frequenz des Dreh- oder Wechselstroms größer/gleich 50 Hz bis 300 Hz gewählt wird
und im übrigen mit wachsender Transportgeschwindigkeit des Trägers durch das Elektrolytbad
die Frequenz höher eingestellt wird. Hierzu sind die Elektroden im Elektrolytbad mit
der Sekundärseite eines ersten Drehstromtransformators verbunden, dessen Primärseite
über einen Drehstromfrequenzumsetzer und über Regeltransformatoren an einen Leistungstransformator
für Drehstrom angeschlossen ist. Der Drehstromfrequenzumsetzer setzt die Netzfrequenz
dieses Drehstroms in einem Bereich von größer/gleich 50 bis 300 Hz bei einer Spannung
zwischen 1 bis 380 V für die einzelnen Phasen des Drehstroms um.
[0011] In der DE 39 10 450 C2 ist ein Verfahren zur Herstellung eines Druckplattenträgers
beschrieben, bei dem die Druckplattenträgeroberfläche elektrochemisch in einem Säureelektrolyt
unter Verwendung eines Wechselstromes aufgerauht wird, der eine Frequenz von 80 bis
120 Hz aufweist, und bei dem das Verhältnis von Anodenzeit zur Periodenzeit 0,25 bis
0,20 beträgt. Ein derartiges Verfahren erfordert einen hohen schaltungstechnischen
Aufwand wegen der großen umgesetzten Stromleistung und bereitet Probleme bei der Verteilung
des Stroms auf die einzelnen Elektroden, da ein Anschluß eines Poles an den Druckplattenträger
sich schwierig gestaltet.
[0012] Die DE 38 42 454 C2 betrifft ein Verfahren zur elektrolytischen Oberflächenaufrauhung
einer Aluminiumplatte unter Einwirkung eines Wechselstromes, wobei vor der elektrolytischen
Oberflächenaufrauhung eine elektrisch isolierende organische oder anorganische Vorbeschichtung
auf der Aluminiumplatte gebildetwird. Ein derartiges Verfahren erfordert nicht nur
einen zusätzlichen Aufwand zur Bildung dieser Schicht sondern auch entsprechende technische
Vorkehrungen zum Einwirken von nicht sinusförmigen Wechselströmen, wie sie bei dem
Verfahren angewandt werden. Auch eine sehr gleichmäßige Vorbeschichtung verhindert
nicht die Ausbildung von Querstreifen, da diese im wesentlichen durch nichtlineare
elektrische Eigenschaften der Oberfläche des Druckplattenträgers zu Beginn der Aufrauhung
bedingt sind.
[0013] Eine Aufrauhung mit Wechselstrom höherer, variabler Frequenz, wie sie in DE 39 10
213 A1 beschrieben ist, führt zu einer Verringerung der Intensität der Querstreifen,
erfordert jedoch einen hohen Aufwand an elektrotechnischen Einrichtungen und schränkt
den Frequenzbereich des Wechselstroms ein, der für eine optimale Gestaltung der Oberfläche
des Druckplattenträgers genutzt werden kann.
[0014] Eine Aufrauhung des Druckplattenträgers bei bestimmten Transportgeschwindigkeiten,
wie sie in der EP 0 585 586 B1 vorgeschlagen werden, liefert zwar eine konstante Beaufschlagung
jedes Teiles des Druckplattenträgers mit positiven und negativen Halbwellen des Wechselstromes,
berücksichtigt aber nicht, daß Querstreifen im wesentlichen durch die anstehenden
Halbwellen bei Eintritt in die Zone der Wechselstromaufrauhung gebildet werden.
[0015] Die bekannten Verfahren und Einrichtungen berücksichtigen bzw. vermindern die Bildung
sogenannter Querstreifen während des vollständigen Durchlaufes des Druckplattenträgers
durch die Wechselstromaufrauhungszone, verhindern jedoch nicht, daß sich Querstreifen
schon beim Eintritt des Druckplattenträgers in den Wirkungsbereich der Wechsel- oder
Drehstromelektroden ausbilden.
[0016] Bei der Kombination der mechanischen und der elektrochemischen Aufrauhung wird angestrebt,
die Vorteile beider Verfahren miteinander zu verknüpfen. Dabei wird erwartet, daß
die mechanisch aufgerauhte Oberfläche des Metallträgers durch Näpfchen und Vertiefungen,
die durch die elektrochemische Aufrauhung entstehen, fein überlagert wird. Dabei zeigt
sich jedoch in unerwünschter Weise, daß neben den pyramidenähnlichen Strukturen der
mechanischen Aufrauhung relativ große Löcher auftreten, die durch die elektrochemische
Aufrauhung entstehen. Problematisch ist bei einer elektrochemischen Aufrauhung mittels
Wechselstrom oder bei der Überlagerung einer mechanisch aufgerauhten Oberfläche eines
Metallträgers mit elektrochemischer Aufrauhung mittels Wechselstrom bei sehr hohen
Arbeitsgeschwindigkeiten des Metallträgers die Entstehung sogenannter elektrischer
Querschläge im Takt der Wechselspannung, wobei diese Querschläge in Streifenform auf
der Oberfläche des Metallträgers sichtbar sind. Die Ursache dieser störenden Querschläge
ist der ständige Polaritätswechsel der an den Elektroden anliegenden Wechselspannung.
[0017] Die Querschläge in Streifenform, allgemein auch als Quer- oder Stromstreifen bezeichnet,
vermindern den optischen Eindruck und bei besonders starken Ausprägung auch die Qualität
des Produktes. Die Ausbildung dieser Quer- oder Stromstreifen steigt meist mit größerer
Transportgeschwindigkeit des Druckplattenträgers an. Verursacht werden diese Streifen
zu Beginn der Aufrauhung durch Wechsel- oder Drehstrom. Das elektrische Verhalten
des Druckplattenträgers und des Elektrolyten am Anfang der Aufrauhung ist nicht linear
und ändert sich mit fortschreitender Aufrauhung. Dieses nichtlineare Verhalten führt
beim Eintreten des Druckplattenträgers in den Wirkungsbereich von Drehstrom- oder
Wechselstromelektroden zu einer Einprägung dieser Querstreifen in Abhängkeit davon,
ob beim Eintritt in die Aufrauhungszone eine positive oder negative Halbwelle der
Wechselspannung wirksam ist.
[0018] Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren der eingangs beschriebenen Art so zu
verbessern, daß die Bildung von Stromstreifen bzw. Querstreifen auf der Oberfläche
eines durch ein Elektrolytbad hindurch transportierten Druckplattenträgers zu Beginn
der mittels Dreh- oder Wechselstrom ausgeführten elektrochemischen Aufrauhung verhindert
oder weitgehend minimiert wird.
[0019] Diese Aufgabe wird nach einem Verfahren gemäß des Oberbegriffs des Anspruchs 1 in
der Weise gelöst, daß vor dem oder zu Beginn des Vorbeitransports des Trägers an den
Dreh- oder Wechselstromelektroden eine Gleichspannung an den Träger zusätzlich angelegt
wird.
[0020] Verfahrensgemäß ist der Minuspol einer Gleichstromquelle mit dem Träger und ihr Pluspol
mit einem der Träger gegenüberliegenden Gleichstromelektrode verbunden. In weiterer
Ausgestaltung wird der Minuspol einer Gleichstromquelle mit einer dem Träger gegenüberliegenden
Gleichstromelektrode und der Pluspol mit dem Träger verbunden.
[0021] Die weitere verfahrensgemäße Ausgestaltung der Erfindung ergibt sich aus den Merkmalen
der Patentansprüche 4 bis 11.
[0022] In einer Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens sind Drehstromelektroden in
einem Elektrolytbad mit der Sekundärseite eines Drehstromtransformators verbunden,
dessen Primärseite über Regeltransformatoren an einen Leistungstransformator für Drehstrom
angeschlossen ist und ist des weiteren eine Gleichstromquelle vorhanden, deren Pole
mit zwei Gleichstromelektroden bzw. mit einer Gleichstromelektrode und dem Träger,
der an den Dreh- und Gleichstromelektroden vorbeiläuft, verbunden sind. Dabei ist
bei der Vorrichtung die Gleichstromelektrode vor der ersten Drehstromelektrode in
Transportrichtung des Trägers im Elektrolytbad angeordnet und mit dem Pluspol der
Gleichstromquelle verbunden, deren Minuspol in Kontakt mit dem Träger steht.
[0023] In einer weiteren Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens sind zwei Wechselstromelektroden
in einem Elektrolytbad mit einer Primär- und einer Sekundärwicklung eines Wechselstromtransformators
verbunden und ist eine Gleichstromquelle mit dem Pluspol an eine Gleichstromelektrode
und mit ihrem Massepol an eine gemeinsame Verbindung der Primär- und Sekundärwicklung
angeschlossen. In zweckmäßiger Weise ist die Gleichstromelektrode in Transportrichtung
des Trägers vor den Wechselstromelektroden angeordnet.
[0024] Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung einiger Ausführungsbeispiele
näher erläutert. Es zeigen:
- Figur 1
- schematisch eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung, deren
mit Drehstrom beaufschlagten Elektroden eine Gleichstromelektrode vorgeschaltet ist,
- Figur 2
- schematisch eine zweite Ausführungform der Vorrichtung, bei der den Drehstromelektroden
zwei Gleichstromelektroden vorgeschaltet sind,
- Figur 3
- schematisch eine dritte Ausführungsform der Vorrichtung, bei der den Drehstromelektroden
eine Gleichstromelektrode vorgeschaltet ist, während eine weitere Gleichstromelektrode
zwischen den Drehstromelektroden angeordnet ist,
- Figur 4
- schematisch eine vierte Ausführungsform, bei der den Drehstromelektroden eine Gleichstromelektrode
vor- und nachgeschaltet ist,
- Figur 5
- eine fünfte Ausführungsform der Vorrichtung, bei der den Drehstromelektroden eine
Gleichstromelektrode vorgeschaltet ist und eine Zuführung für elektrischen Strom eines
Anodisierbades mit einem Pol einer Gleichstromquelle verbunden ist,
- Figur 6
- eine sechste Ausführungform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung, bei der zwei Wechselstromelektroden
mit einer Gleichstromelektrode zusammenwirken, und
- Figuren 7a und 7b
- schematisch die Diagramme von gepulsten Gleichströmen, die an Gleichstromelektroden
angelegt werden.
[0025] Figur 1 zeigt schematisch eine Vorrichtung, die aus einem Elektrolytbad 1 besteht,
durch das sich ein bandförmiger Träger 2 in Transportrichtung A hindurch bewegt. Der
Elektrolyt in dem Elektrolytbad 1 kann beispielsweise verdünnte wässrige Salpeter-,
Schwefel- oder Chlorwasserstoffsäure sein. Es kann auch eine Kombination von zwei
oder drei Säuren verwendet werden. Selbstverständlich sind auch andere Säurebäder,
die dem Fachmann geläufig sind, für das Elektrolytbad 1 geeignet. Neben Sauren kann
das Elektrolytbad weitere Chemikalien, wie z.B. Salze oder Tenside enthalten. Der
Träger 2 wird, bevor er in das Elektrolytbad 1 eintritt, in geeigneter Form mechanisch
aufgerauht oder chemisch vorbehandelt. Die Einrichtungen zum mechanischen Aufrauhen
der Oberfläche des Trägers 2 sind nicht dargestellt. Derartige Anlagen bzw. Einrichtung
sind unter anderem in der DE-OS 19 62 729 und der deutschen Patentschrift 19 62 728
beschrieben und dargestellt. Im Elektrolytbad 1 findet nur eine elektrochemische Aufrauhung
der Oberfläche des Trägers 2 statt.
[0026] In der Regel wird der Träger vor dem elektrochemischen Aufrauhen durch eine saure
oder alkalische Vorbeize vorbehandelt, um Walzöl, Verunreinigungen sowie an der Luft
gebildetes "natürliches" Oxid abzutragen. Die hierfürverwendete Einrichtung ist ebenfalls
nicht dargestellt.
[0027] Im Abstand zu dem Träger 2 sind in dem Elektrolytbad 1 Elektroden 4, 5, 6, angeordnet,
die an drei nicht näher bezeichneten Wicklungen der Sekundärseite eines Drehstromtransformators
9 angeschlossen sind. Die entsprechenden drei Wicklungen auf der Primärseite des Drehstromtransformators
9 sind über Leitungen L1, L2, L3 an nicht gezeigten Regeltransformatoren, die von
einem gemeinsamen Leistungstransformator für Drehstrom gespeist werden, angeschlossen.
Ebenso ist es möglich, daß die Leitungen L1, L2, L3, unter Weglassung der Regeltransformatoren,
direkt mit dem Leistungstransformator verbunden sind. Werden keine weiteren Maßnahmen
getroffen, so ergeben sich bei hohen Transportgeschwindigkeiten des Träger 2 Stromschläge
bzw. elektrische Querschläge, die entsprechend den Polaritätsänderungen an den Drehstromelektroden
4, 5, 6 durch den angelegten Drehstrom verursacht werden. Zur Vermeidung dieser Querschläge
ist eine im Elektrolytbad 1 angeordnete Gleichstromelektrode 3 in Transportrichtung
A den Drehstromelektroden 4, 5, 6 vorgeschaltet und mit dem Pluspol einer Gleichstromquelle
8 verbunden. Der Massepol bzw. Minuspol 7 der Gleichstromquelle 8 steht in direktem
Kontakt mit dem Träger 2, z.B. durch eine Kontaktwalze oder einen Schleifer. Der Träger
2 wird kontinuierlich in einem bestimmten Abstand an den Elektroden 3, 4, 5 und 6
in der durch den Pfeil A angezeigten Transportrichtung vorbeibewegt; dabei fließt
Wechselstrom durch den Träger 2. Über die Gleichstromelektrode 3 fließt Gleichstrom
in den Träger 2. Durch diesen Gleichstrom wird die Oberfläche des Trägers noch bevor
dieser in den Einflußbereich der Drehstromelektroden 4, 5, 6 gelangt, soweit verändert,
daß eine Einprägung von Querstreifen durch positive und negative Halbwellen des Drehstromes
nicht oder nur in sehr geringem Maße möglich ist. Der Kontakt zwischen dem Minuspol
7 und dem Träger 2 erfolgt innerhalb des Elektrolytbades 1, jedoch kamt dieser Kontakt
auch außerhalb des Elektrolytbad vorgesehen werden. Ebenso ist es wahlweise möglich,
daß der Minuspol 7 der Gleichstromquelle 8 mit der Gleichstromelektrode 3 und der
Pluspol mit dem Träger 2 verbunden sind. Die Gleichstromelektrode 3 ist dabei so nahe
an der ersten Drehstromelektrode 4 angebracht, daß sich bis zum Beginn der Einwirkung
des Drehstroms bzw. des Wechselstromes eine Veränderung gegenüber des nach der Elektrode
3 erreichten elektrischen Verhaltens der Oberfläche des Trägers 2 nicht ergeben kann.
Die Stromdichte der Drehstromelektroden 4, 5 und 6, die mit einer wählbaren Drehstromfrequenz
für die rein elektrochemische Aufrauhung betrieben werden, liegt im Bereich von 50
bis 200 A/dm
2. Nach Beendigung der elektrochemischen Aufrauhung im Elektrolytbad wird der Träger
2 gespült und elektrochemisch anodisiert. Die Spülung erfolgt entweder mit oder ohne
Zwischenbeizung. Zwischen der Gleichstromelektrode 3 und der Drehstromelektrode 4
befindet sich eine Isolierung 14.
[0028] Die an den Elektroden 4, 5, 6 anliegenden Spannungen betragen 1 bis 50 V, insbesondere
20 bis 40 V.
[0029] Der Gleichstrom, der an der Elektrode 3 anliegt, bewegt sich im Bereich von 0,1 bis
10% des Aufrauhstromes aller Wechselstromelektroden, und beträgt insbesondere 2%.
Die Spannung des anliegenden Gleichstroms beträgt 1 bis 30 V, insbesondere 5 bis 10
V. Die Stromdichte des Gleichstromes beträgt 3% bis 300% der des Aufrauhstromes aller
Aufrauhelektroden, insbesondere 100% der des Aufrauhstromes.
[0030] Eine zweite Ausführungsform der Vorrichtung nach Figur 2 umfaßt gleichfalls ein Elektrolytbad
1, durch das der Träger 2 hindurchtransportiert wird. Das Elektrolytbad 1 enthält
einen Elektrolyten der gleichen Konsistenz wie das Elektrolytbad der ersten Ausführungsform
nach Figur 1. Zusätzlich zu den Drehstromelektroden 4, 5 und 6 tauchen in das Elektrolytbad
1 zwei Gleichstromelektroden 3a und 3b ein, die beide in Transportrichtung A des Trägers
2 vor den Drehstromelektroden 4, 5 und 6 angeordnet sind. Zwischen den beiden Gleichstromelektroden
3a und 3b einerseits und der Gleichstromelektrode 3b und der Drehstromelektrode 4
anderseits ist je eine Isolierung 14 angebracht. Die Gleichstromelektrode 3a ist mit
dem Pluspol einer Gleichstromquelle 8 verbunden, während die Gleichstromelektrode
3b an den Minus- bzw. Massepol der Gleichstromquelle 8 angeschlossen ist. Die Drehstromelektroden
4, 5 und 6 sind mit entsprechenden Wicklungen der Sekundärseite eines Drehstromtransformator
9 verbunden, während die entsprechenden Wicklungen auf der Primärseite des Drehstromtransformators
9 über nicht gezeigte Reglertransformatoren und einen nicht gezeigten Leistungstransformator
an Drehstrom angeschlossen sind. Der Drehstromtransformator kann in Stern- oder Dreieckschaltung
geschaltet sein. Der Anschluß der Drehstromregeltransformatoren an den Leistungstransformator
erfolgt über die Leitungen L1, L2 und L3. Es wird Drehstrom über die Leitungen L1,
L2 und L3 eingespeist.
[0031] Die dritte, in Figur 3 schematisch dargestellte Ausführungsform der Vorrichtung nach
der Erfindung unterscheidet sich gegenüber der zweiter Ausführungform nach Figur 2
dadurch, daß die beiden Gleichstromelektroden 3a und 3b nicht nebeneinander sondern
getrennt voneinander im Elektrolytbad 1 angeordnet sind. Ebenso wie bei der zweiten
Aussführungsform nach Figur 2 sind bei der dritten Aufführungsform die Drehstromelektroden
4, 5 und 6 mit den entsprechenden Wicklungen der Sekundärseite des Drehstromstransformators
9 verbunden. Entsprechende Wicklungen auf der Primärseite des Drehstromtransformators
sind über nicht gezeigte Regeltransformatoren und einen nicht gezeigten Leistungstransformator
an Drehstrom angeschlossen. Der Anschluß der Regeltransformatoren und des Leistungstransformators
erfolgt über Leitungen L1, L2 und L3. Es wird wieder Drehstrom über die Leitungen
L1, L2 und L3 eingespeist. Die eine Gleichstromelektrode 3a ist vor der ersten Drehstromelektrode
4 in Transportrichtung A des Trägers 2 angeordnet. Die andere Gleichstromelektrode
3b bzw. 3' befindet sich zwischen der ersten und zweiten Drehstromelektrode 4, 5 bzw.
der zweiten und dritten Drehstromelektrode 5, 6, wie dies in Figur 3 gestrichelt angedeutet
ist. Die Gleichstromelektrode 3b ist von den benachbarten Drehstromelektroden jeweils
durch eine Isolierung 14 getrennt. Die Gleichstromelektrode 3a ist mit dem Pluspol
der Gleichstromquelle 8 und die Gleichstromelektrode 3b bzw. 3b' mit dem Minuspol
verbunden.
[0032] Bei der in Figur 4 schematisch dargestellten vierten Ausführungsform der Vorrichtung
sind die Drehstromelektroden 4, 5 und 6 in der gleichen Weise wie bei den Figuren
2 und 3 geschaltet, so daß zur Vermeidung von Wiederholungen auf diese Figuren bzw.
deren Beschreibung Bezug genommen wird. Die eine Gleichstromelektrode 3a ist bei dieser
Ausführungsform vor der ersten Drehstromelektrode 4 und die andere Gleichstromelektrode
3b nach der dritten Drehstromelektrode 6, jeweils gesehen in Transportrichtung A des
Trägers 2, im Elektrolytbad 1 angeordnet. Der Träger 2 durchläuft ein Elektrolytbad
1, das die gleiche Konsistenz wie die Elektrolytbäder gemäß den Ausführungsformen
nach den Figuren 1 bis 3 aufweisen kann. Die Gleichstromelektrode 3a ist mit dem Pluspol
und die Gleichstromelektrode 3b mit dem Minuspol der Gleichstromquelle 8 verbunden.
Zwischen der Gleichstromelektrode 3 a und der Drehstromelektrode 4 ist eine Isolierung
14 angebracht, ebenso zwischen der Drehstromelektrode 6 und der Gleichstromelektrode
3b.
[0033] In Figur 5 ist schematisch eine fünfte Ausführungsform der Vorrichtung dargestellt.
Der Träger 2 durchläuft in Transportrichtung A zunächst das Elektrolytbad 1, in welchem
die Oberfläche des Trägers 2 elektrochemisch aufgerauht wird und anschließend ein
Anodisierbad 13, in welchem der Träger 2 elektrochemisch anodisiert bzw. oxidiert
wird. Im Elektrolytbad 1 sind in Transportrichtung A des Trägers 2 nacheinander eine
Gleichstromelektrode 3 und Drehstromelektroden 4, 5 und 6 angeordnet. Die Drehstromelektroden
4, 5 und 6 sind in der gleichen Weise, wie voranstehend anhand der Figuren 1 bis 4
beschrieben wurde, an die Sekundärwicklungen eines Drehstromtransformators 9 angeschlossen.
Die Gleichstromelektrode 3 ist mit dem Pluspol einer Gleichspannungsquelle 8 verbunden.
In dem Anodisierbad 13 befinden sich zwei mit Strom beaufschlagte Elektroden. Der
Minuspol der Gleichstromquelle ist mit der einen Zuführung für elektrischen Strom,
die nicht näher bezeichnet ist, zu dem Anodisierbad 13 verbunden. Zwischen der Gleichstromelektrode
3 und der Drehstromelektrode 4 ist eine Isolierung 14 angeordnet. Zwischen den nicht
näher bezeichneten Elektroden des Anodisierbades 13 befindet sich gleichfalls eine
Isolierung 14.
[0034] Die Verteilung und Größe des auf den Träger 2 aufgebrachten Gleichstroms richtet
sich nach der Beschaffenheit des Trägers 2 und des Elektrolyten des Elektrolytbades
1.
[0035] Die zweite bis fünfte Ausführungsform der Vorrichtung nach der Erfindung erfordern
nicht die im Vergleich zur ersten Ausführungsform aufwendige Kontaktierung des bewegten
Trägers 2 für den Fall, daß der Minuspol 7 der Gleichstromquelle 8, wie bei der ersten
Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung vorgesehen, mit dem bewegten Träger
in Verbindung gebracht werden muß.
[0036] Bei einer weiteren, sechsten Ausführungsform der Vorrichtung nach der Erfindung wird
vorab Gleichstrom auf den Träger 2 aufgebracht, bevor dieser noch unter den Einfluß
von Wechselstrom kommt. In dem Elektrolytbad 1 befinden sich zwei Wechslerstromelektroden
10 und 11, die mit einer Primär- und einer Sekundärwicklung U1 bzw. U2 eines Wechselstromtransformators
12 verbunden sind. In Transportrichtung A des Trägers 2 durch das Elektrolytbad 1
ist vor den Wechselstromelektroden 10, 11 eine Gleichstromelektrode 3 angeordnet,
die an den Pluspol einer Gleichstromquelle 8 angeschlossen ist. Zwischen der Gleichstromelektrode
3 und der Wechselstromelektrode 10 befindet sich eine Isolierung 14. Der Minuspol
7 der Gleichstromquelle 8 ist an einer gemeinsamen Verbindung 15 der Primär- und Sekundärwicklung
des Wechselstromtransformators 12 angeschlossen. Die Verbindung 15 der beiden Wicklungen
U1 und U2 liegt auf einem mittleren Potential, wobei die Spannung jeweils in einer
Wicklung des Transformators halb so groß wie die angelegte Wechselspannung ist. Um
die Welligkeit des so erhaltenen Gleichstroms zu vermindern, können Induktivitäten,
Widerstände, Kapazitäten in die Ausgangsseite des Wechselstromtransformators 12 gelegt
werden, wobei dann der Minuspol 7 der Gleichstromquelle 8 mit dem Punkt der Ausgangsseite
des Wechselstromtransformators 12 verbunden wird, der auf dem mittleren Potential
liegt. Bei einem Drehstromtransformator entspricht das Potential des Mittelpunktleiters
des Drehstromtransformators dem mittleren Potential.
[0037] Reinen Gleichstrom liefern Akkumulatoren, wie beispielsweise Batterien, galvanische
Elemente, Unipolarmaschinen. Gleichstromgeneratoren hingegen erzeugen pulsierenden
Gleichstrom, dessen Welligkeit verhältnismäßig gering ist. Solche pulsierenden Gleichströme
sind an und für sich Mischströme, die aus Gleichströmen bestehen, denen ein Wechselstrom
überlagert ist. An Stelle einer reinen Gleichspannung können bei den Vorrichtungen
nach der Erfindung solche pulsierenden Gleichspannungen auf den Träger 2 einwirken,
wie sie in den Figuren 7a und 7b schematisch dargestellt sind. Bei der pulsierenden
Gleichspannung gemäß Figur 7a handelt es sich um eine Spannung, bei der nur jeweils
die eine Hälfte der Wechselspannung als pulsierende Gleichspannung fließt. Eine derartige
pulsierende Gleichspannung wird bei Widerstandsbelastung im Gleichrichterkreis einer
Transformatorschaltung erhalten. Die pulsierende Gleichspannung gemäß Figur 7b, die
eine wesentlich geringere Welligkeit als die Gleichspannung nach Figur 7a aufweist,
wird durch eine sogenannte Mittelpunkt- oder Zweiwegeschaltung in einer Brücken- oder
Graetzschaltung erhalten. Eine weitere Abnahme der Welligkeit kann durch die Erzeugung
von pulsierender Gleichspannung mit einer sogenannte Drehstrom-Sternschaltung oder
Drehstrom-Brückenschaltung erhalten werden. Durch die Einwirkung der pulsierenden
Gleichspannung gleich zu Beginn der Transportbewegung des Trägers 2 wird erreicht,
daß sich die Oberfläche des Trägers 2 durch die Gleichspannunganteile soweit verändert,
daß die nachfolgende Wechselstrom bzw. Drehstromeinwirkung zu Beginn der Trägerbewegung
so klein gehalten wird, daß Stromstreifen nicht oder nur sehr schwach ausgeprägt entstehen.
[0038] Die Gleichstromelektroden werden so gestaltet, daß ihre elektrisch wirksame Breite
veränderbar ist. Der Abstand der Gleichstromelektroden von dem Träger einerseits und
von den Wechselstromelektroden anderseits ist gleichfalls veränderbar, ebenso wie
die an die Gleichstromelektroden angelegte Spannung.
Vergleichsbeispiel
[0039] Ein Aluminiumband (Reinheit ≥ 99,5% A1) wird bei Raumtemperatur in einer 5%igen Natronlauge
entfettet und gereinigt, anschließend mit Wasser abgespült und in einer 1%igen Salzsäure
mit Wechselstrom der Frequenz 50 Hz und einer Stromdichte von 100 A/dm
2 bei einer Bandgeschwindigkeit von 1m/sec behandelt. Nach Passieren der Aufrauhstation
können gut sichtbare, sich im Abstand von 2 cm abwechselnde helle und dunkle Streifen
quer zur Bandlaufrichtung beobachtet werden.
Beispiel 1
[0040] Ein Aluminiumband (Reinheit ≥ 99,5 % A1) wird entsprechend dem Vergleichsbeispiel
mit 5%iger Natronlauge gereinigt und danach gespült. Unmittelbar vor der Aufrauhung
mit Wechselstrom wird das Band in der im Vergleichsbeispiel beschriebenen Salzsäure
zunächst unter einer Gleichspannungselektrode, die mit dem positiven Pol einer Gleichstromquelle
verbunden ist, mit einer Stromdichte von 80 A/dm
2 behandelt (entspr. Figur 6). Danach wird, wie im Vergleichsbeispiel beschrieben,
mit Wechselstrom der Frequenz 50Hz und einer Stromdichte von 100 A/dm
2 bei einer Bandgeschwindigkeit von 1 m/sec aufgerauht. Nach Passieren der Aufrauhstation
wird ein einheitlich heller Träger erhalten, der keine sich abwechselnde helle und
dunkle Streifen quer zur Bandlaufrichtung aufweist.
Beispiel 2
[0041] Ein Aluminiumband (Reinheit ≥ 99,5 % A1) wird entsprechend dem Vergleichsbeispiel
mit 5%iger Natronlauge gereinigt und danach gespült. Unmittelbar vor der Aufrauhung
mit Wechselstrom wird das Band in der im Vergleichsbeispiel beschriebenen Salzsäure
zunächst unter einer Gleichspannungselektrode, die mit dem negativen Pol einer Gleichstromquelle
verbunden ist, mit einer Stromdichte von 80 A/dm
2 behandelt. Danach wird, wie im Vergleichsbeispiel beschrieben, mit Wechselstrom der
Frequenz 50 Hz und einer Stromdichte von 100 A/dm
2 bei einer Bandgeschwindigkeit von 1 m/sec aufgerauht. Nach Passieren der Aufrauhstation
können kaum sichtbare, sich abwechselnde helle und dunkle Streifen quer zur Bandlaufrichtung
beobachtet werden.
1. Verfahren zum Aufrauhen eines Trägers für strahlungsempfindliche Schichten, dessen
Oberfläche elektrochemisch oder mechanisch und anschließend elektrochemisch in einem
wäßrigen Elektrolytbad durch Anlegen eines Dreh- oder Wechselstroms an dem Träger
gegenüberliegenden Elektroden aufgerauht wird, wobei der Träger kontinuierlich durch
das Elektrolytbad hindurchgeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem oder zu
Beginn des Vorbeitransports des Trägers an den Dreh-/ oder Wechselstromelektroden
eine Gleichspannung an den Träger zusätzlich angelegt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Minuspol einer Gleichstromquelle
mit dem Träger und ihr Pluspol mit einer dem Träger gegenüberliegenden Gleichstromelektrode
verbunden ist.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Minuspol einer Gleichstromquelle
mit einer dem Träger gegenüberliegenden Gleichstromelektrode und der Pluspol mit dem
Träger verbunden wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleichspannung an zwei
Gleichstromelektroden angelegt wird, von denen eine in Durchlaufrichtung des Trägers
vor den Drehstromelektroden und die andere zwischen den Drehstromelektroden angeordnet
ist.
5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleichspannung an zwei
Gleichstromelektroden anliegt, von denen eine in Durchlaufrichtung des Trägers sich
vor den Drehstromelektroden und die andere nach den Drehstromelektroden befindet.
6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, das die Gleichspannung an zwei
Gleichstromelektroden angelegt wird, die in Durchlaufrichtung des Trägers vor den
Drehstromelektroden nebeneinander angeordnet sind, und daß die beiden Gleichstromelektroden
durch eine Isolierung voneinander getrennt werden.
7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger nach dem Durchlaufen
des wäßrigen Elektrolytbades in einem Anodisierbad mittels elektrischen Stromes anodisiert
wird und daß die Gleichspannung an einer Gleichstromelektrode, die in Durchlaufrichtung
des Trägers vor den Drehstromelektroden angeordnet ist und an einer Zuführung für
elektrischen Strom zu dem Anodisierbad anliegt.
8. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Gleichspannung an einer
Gleichstromelektrode und an einem Drehstrom- oder Wechselstromtransformator anliegt,
daß die Gleichstromelektrode in Durchlaufrichtung des Trägers vor den Drehstrom- bzw.
Wechselstromelektroden liegt und mit dem Pluspol der Gleichstromquelle verbunden ist
und daß der Minuspol der Gleichstromquelle an die mittlere Phase des Drehstromtransformators
oder an einen Mittelpunkt der Wechselspannungen der beiden Wicklungen des Wechselstromtransformators
angeschlossen wird.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Wechselstromtransformator
so geschaltet wird, daß ein Anschluß der Primärwicklung und ein Anschluß der Sekundärwicklung
eine gemeinsame Verbindung aufweisen und daß an diese Verbindung der Minuspol der
Gleichstromquelle angeschlossen wird.
10. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleichspannung gepulst
wird und daß die positiven Halbwellen der gepulsten Gleichspannung an den Träger angelegt
werden.
11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß nur ein Teil der positiven
Halbwellen der gepulsten Gleichspannung an den Träger angelegt wird.
12. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem oder mehreren der Ansprüche
1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß Drehstromelektroden (4,5,6,) in einem Elektrolytbad
(1) mit der Sekundärseite eines Drehstromtransformators (9) verbunden sind, dessen
Primärseite über Regeltransformatoren an einen Leistungstransformator für Drehstrom
angeschlossen ist und daß eine Gleichstromquelle (8) vorhanden ist, deren Pole mit
zwei Gleichstromelektroden (3a, 3b) bzw. mit einer Gleichstromelektrode (3) und dem
Träger (2), der an den Drehstrom- und Gleichstromelektroden vorbeiläuft, verbunden
sind.
13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleichstromelektrode
(3) vor der ersten Drehstromelektrode (4) in Transportrichtung des Trägers (2) im
Elektrolytbad (1) angeordnet und mit dem Pluspol der Gleichstromquelle (8) verbunden
ist, deren Minuspol (7) in Kontakt mit dem Träger (2) steht.
14. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß beide Gleichstromelektroden
(3a, 3b) vor der ersten Drehstromelektrode (4) in Transportrichtung des Trägers (2)
angeordnet sind und daß sich eine Isolierung (14) zwischen den beiden Gleichstromelektroden
(3a, 3b) befindet.
15. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die eine Gleichstromelektrode
(3a) vor der ersten Drehstromelektrode (4) in Transportrichtung des Trägers (2) angeordnet
ist und daß die andere Gleichstromelektrode (3b, 3b') sich zwischen der ersten und
zweiten Drehstromelektrode (4, 5) bzw. der zweiten und dritten Drehstromelektrode
(5, 6) befindet.
16. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die eine Gleichstromelektrode
(3a) vor der ersten Drehstromelektrode (4) und die andere Gleichstromelektrode (3b)
nach der dritten Drehstromelektrode (6), jeweils in Transportrichtung des Trägers
(2) angeordnet ist.
17. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die eine Gleichstromelektrode
(3) vor der ersten Drehstromelektrode (4) in Transportrichtung des Trägers (2) angeordnet
und mit dem Pluspol der Gleichstromquelle (8) verbunden ist, deren Minuspol (7) an
eine Zuführung für elektrischen Strom zu einem Anodisierbad (13) angeschlossen ist.
18. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem oder mehreren Ansprüche 1 bis
11, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Wechselstromelektroden (10, 11) in einem Elektrolytbad
(1) mit einer Primär- und einer Sekundärwicklung (U1, U2) eines Wechselstromtransformators
(12) verbunden sind und daß eine Gleichstromquelle (8) mit dem Pluspol an eine Gleichstromelektrode
(3) und mit ihrem Minuspol an eine gemeinsame Verbindung (15) der Primär- und Sekundärwicklung
angeschlossen ist.
19. Vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleichstromelektrode
(3) in Transportrichtung des Trägers (2) vor den Wechselstromelektroden (10, 11) angeordnet
ist.