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Ätzmittel und Zusatzmittel hiefür
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Ätzen"bekannte1. eine vollständige ungehinderte Ätzung der blanken Meta11flächen. gleichgültig welcher Grösse, mit scharf geschnittenen Rändern erreicht wird,
2. dass entlang der Kanten der mit der Schutzschicht überzogenen Flächen eine haftende Ablagerung gebildet wird, die den Aufbau eines Schutzfilms entlang der Seitenkanten dieser Flächen verursacht und
3. dass diese wünschenswerten selektiven Wirkungen eintreten können. ohne dass eine kritische tich- tungsmässige Lenkung der Ätzflüssigkeit erforderlich ist.
Eines der Ziele der Erfindung ist daher, ein Ätzmittel zu schaffen, das diese erwünschten Eigenschaften aufweist, die Bereitstellung eines Zusa. tzmlttels für übliche salpetersaure Ätzlosungen, wodurch die
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der ErfindungGemisches, das Alkalisulforicinat, freie Fettsäure und ein aromatisches Lösungsmittel enthält. Durch eine entsprechende Auswahl der Materialien und Mengenverhältnisse, die auf der vorstehend erwähnten Wirkungsweise beruht, wird nun das Ätzen von Druckplatten, insbesondere von Zinltplatten in zuverlässiger und hochwirksamer Weise ermöglicht, wobei durch das erfindungsgemässe Ätzmittel die angestrebten besonderen Eigenschaften in einem optimalen Masse verwirklicht werden.
Es wurde gefunden, dass sich su1fierte ungesättigte Fettsäuren, wie Ricinusölsäure. Linolsäure und Ölsäure besonders gut eignen, um zur Erzielung der gewünschten selektiven Wirkungen beizutragen. Diese sulfierten ungesättigten Säuren können auf beliebige Weise erhalten werden. Eine wirtschaftliche und besonders geeignete Quelle für solche Säuren sind pflanzliche Öle, insbesondere Ricinusöl. Die Sulfierung eines derartigen Öls erfordert jedoch eine Steuerung, da Untersuchungen erkennen lassen, dass der Sulfierungsgrad von kritischer Bedeutung ist.
Die Sulfierung des Ricinusöls kann in üblicher Weise durchgeführt werden und wird in der Weise gelenkt, dass die gewünschten Endprodukte in den gewünschten Verhältnissen erhalten werden. Ricinusöl ist im wesentlichen ein durch Verestern mit 3 Molekülen Fettsäure gebildetes Triglycerid. Die im Ricinusöl hauptsächlich enthaltene Fettsäure ist Ricinusölsäure, eine einfach ungesättigte Monooxysäure der folgenden Formel :
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Während der Sulfierung kann die Schwefelsäure mit der Hydroxylgruppe der Ricinusölsäure oder mit der Doppel (Olefin) -bindung oder mit beiden reagieren. Ausserdem erfolgt noch eine weitere Umsetzung, da der Schwefelsäureüberschuss den Ester spaltet, was zur Bildung von freiem Glycerin und freier Ricinus- ölsäure führt.
Vor der Neutralisation liegen daher als Produkte der Sulfierung nicht umgesetztes Ricinus-
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- und disulfierte Ricinus. ölsäure. freie Fettsäure(Ricinusölsäure), freies Glycerin und Wasser vor.
Dann wird das Gemisch neutralisiert, wobei sich ein Alak1isulforicinat (eine Seife) bildet. Die Neutralisation wird so weit geführt, bis das Mengenverhältnis dieser Seife zu de ? freien Fettsäure Innerhalb eines bestimmten Bereiches, nämlich von 55 bis 60 Teilen des Ricinats zu 45-40 Teilen freier Ricinusölsäure liegt. Während der Neutralisation wird insbesondere alkalisches Waschwasser zugesetzt, wodurch Wärme entsteht. Hiedurch und durch die Gegenwart grosser Wassermengen vermag die überschüssige Schwefelsäure einen Teil des sulfierten Öls zu hydrolysieren.
Um eine zu rasche Hydrolyse zu verhindern und das Fortschreiten einer kontrollierbaren langsamen Hydrolyse des Triglycerids zu sichern, belässt man das Gemisch im schwach sauren Gebiet die Menge freier Fettsäure wird wiederholt bestimmt, um festzustellen, dass genügend Säure freigesetzt ist, um das Gemisch in den gewünschten Bereich zu bringen.
Solange dies noch nicht der Fall ist, lässt man das Gemisch stehen, bis die erforderlichen Werte erreicht sind. Bei dieser Stufe wird gerade so viel weiteres Alkali zugesetzt, um die verbleibende Schwefelsäure zu neutralisieren, wonach dann sorgfältig Salz zugegeben wird, um eine möglichst scharfe Trennung zwischen dem gewünschten sulfierten Öl und der wässerigen Phase, auf welcher es schwimmt, zu erreichen. Die untere wässerige Phase wird dann abgezogen und mit : ihr \1erden freies. Glycerin, Natriumsulfat und Natriumchlorid entfernt, so dass das sulfierte Öl, das von diesen Stoffen so weitgehend wie möglich befreit ist, zurückbleibt.
Es wird angenommen, dass der gewünschte Effekt der neuen ÄtzzusammenEetzung auf Grund des in
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dem Zusatzstoff vorhandenen Alkalisulforicinats erreicht wird. Vermutlich bildet sich bei seinem Zusatz zu Salpetersäure ein säurebeständiges Reaktionsprodukt, das an dem säurebeständigen Überzug der Platte stark anhaftet und daher auch an den Rändern der mit der Schutzschicht überzogenen Flächen, wo das Hinterschneiden verhütet werden soll. Gleichzeitig verhütet die in dem Bad vorhandene freie ungesättigte Ricinusölsäure die Bildung eines haftenden Films auf dem blanken Metall in den Bereichen zwischen den geschützten Absätzen (Flanken) der Bildflächen.
Zur Erzielung bester Ergebnisse ist es erforderlich, ein ge- nau ausgewogenes Verhältnis zwischen den Mengen von Alkalisulforicinat und freier Ricinusölsäure auf- rechtzuerhalten.
Es wurde ferner gefunden, dass bei der Verwendung einer sulfierten Substanz dieser Art in Verbindung mit einem aromatischen Lösungsmittel im Gemisch mit verdünnter Salpetersäure Reaktionsprodukte entstehen, die die oben beschriebenen selektiv haftenden und nichthaftenden Eigenschaften sowie die Fähigkeit besitzen, an den seitlichen Absatzbereichen der Platte eine wirksame ätzbeständige Schutzschicht aufzubauen.
Für diesen Zweck eignen sich aromatische Lösungsmittel, z. B. das im Handel unter dem Namen "Solvesso 150" erhältliche. Dieses Lösungsmittel ist ein Erdölprodukt, das aus etwa 92, fJf/o aromatischen Kohlenwasserstoffen und Naphthenverbindungen und Aliphaten als Rest besteht. Andere verwendbare Lösungsmittel sind Vinylbenzol, Äthylbenzol und Isopropylbenzol, da sie in Gegenwart von Salpetersäure gemeinsam mit sulfierten Fettsäuren ebenfalls Polymerisationsprodukte klebriger Natur bilden, die eine Affinität für die mit Schutzschicht überzogenen Flächen der zu ätzenden Platte aufweisen.
Eine der günstigen Wirkungen des aromatischen Lösungsmittels, die von seiner Polymerisation in Gegenwart von Salpetersäure herrührt, besteht darin, dass das Äztbad als ganzes stabilisiert wird, wodurch die Lebensdauer des Bades ansteigt.
Bei Verwendung des neuenZusatzmittels zur praktischenDurchführung desÄtzens wird vorteilhaft das die sulfierte Fettsäure und das aromatische Lösungsmittel enthaltende Gemisch zu einer verdünnten Sal- petersäurelösung (wie sie üblicherweise bei einem bekannten Ätzverfahren verwendet wird) in einer Menge von 2 bis ego des gesamten Flüssigkeitsgehaltes des Bades gegeben. Das Ätzen kann vorzugsweise in einer Vorrichtung durchgeführt werden, die im wesentlichen aus einem Behälter aus rostfreiem Stahl besteht. Die Platte wird. mit der zu ätzenden Fläche nach unten an einem Träger angebracht, der am unteren Ende einer Welle befestigt ist, die sich von oben nach unten durch die obere Wandung oder den Dekkel des Behälters erstreckt.
Während die Platte in einer horizontalen Ebene sowohl rotierend als auch mit seitlicher Verschiebung bewegt wird, wird die Ätzflüssigkeit durch einen hiefür geeigneten Mechanismus nach oben gegen die Platte gespritzt. Das Bad wird mit Hilfe eines Umlaufsystems bei gleichmässiger Temperatur und in homogenem Zustand gehalten. Es ist nicht mehr notwendig, besonders darauf zu achten oder gar eigene Mittel dafür vorzusehen, dass die Flüssigkeit (durch Verspritzen oder auf andere Weise) in genau vertikaler oder nahezu vertikaler Richtung auf die Platte gelenkt wird.
Unter Verwendung eines Bades folgender Zusammensetzung :
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<tb>
<tb> Salpetersäure, <SEP> technisch, <SEP> 420 <SEP> Bé <SEP> 111
<tb> Zusatzmittel <SEP> (ein <SEP> beliebiges <SEP> der
<tb> weiter <SEP> unten <SEP> angegebenen <SEP> Beispiele) <SEP> 2"
<tb> Wasser <SEP> 7 <SEP>
<tb> 881
<tb>
bei einer Temperatur von 27v C und von Druckplatten der besten im Handel erhältlichen Sorte aus reinstem (elektrolytischem) Zink, das nicht mehr als 0,15go Aluminium, 0, 01% Mangan und 0, 02% Magnesium enthält, wurden folgende Ergebnisse erzielt :
Die Platten wurden in bekannter Weise lichtempfindlich gemacht und belichtet, dann entwickelt und weiterbehandelt, um selektiv überzogene und nicht überzogene Flächen zu bilden, wooei die überzogenen Flächen gegenüber dem Ätzmittel widerstandsfähig und die andern Flächen diejenigen sind, auf welche das Ätzmittel einwirkt. Um die Wirksamkeit des erfindungsgemässen Verfahrens und der neuen Ätzmittelzusammensetzung zu zeigen, wurde eine Platte gewählt, auf der das Dessin aus 5010 gekreuzter Schraffur und 50ego Halbtonrastern bestand. Von den letzteren wiesen einige einen 25 Punktraster, die an-
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grossen offenen Flächen war vollkommen glatt.
Bei ähnlichen Versuchen mit Platten, die vollständig mit 25 Punkt-Halbtonrastem-versehen waren,
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nur 1 1/2 min bis zur richtigen Tiefe geätzt. Diese Ergebnisse wurden mit einem einzigen Bad in einer einzigen Behandlung und bei einer einzigen Geschwindigkeitsstufe der Aufbringung der Ätzmittelzusam mensetzung erreicht, ohne dass Hinterschneidungen oder eine Beeinträchtigung der scharfen Bildbegrenzungen auftraten.
Eine Analyse des sulfierten Ricimtsöls in einem Bad, dem sulfiertes Ricinusöl und ein aromatisches Lösungsmittel zugesetzt worden waren und mit welchem wiederholt und zuverlässig befriedigende Ätzun- gen erzielt worden waren, ergab, dass der Fettsäuregehalt 33, f51/o betrug, wovon die gebundene Fettsäure
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gebundener Säure zu freier Säure betrug demnach 55 : 45. Versuche haben gezeigt, dass. insbesondere bei Verwendung eines sulfierten Ricinusöls, bei welchem dieses Verhältnis im Bereich zwischen 55 : 45 und 60 : 40 liegt, die in der beschriebenen Weise behandelten Platten von gleichbleibender ausgezeichneter Qualität sind.
Wenn dagegen dieses Verhältnis in der sulfierten Substanz in dem Masse abweicht, dass die
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: 45sinken die Ätzergebnisse in qualitativer Hinsicht stark. Im folgenden werden einige Beispiele für erfindungsgemässe Zusammensetzungen der Zusatzstoffe gegeben.
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<tb>
<tb>
Beispiel <SEP> 1 <SEP> : <SEP> 75% <SEP> sulfiertes <SEP> Ricinusöl <SEP> (Wassergehalt <SEP> 25%) <SEP> 38-42%
<tb> aromatisches <SEP> Lösungsmittel <SEP> (Solvesso <SEP> 150) <SEP> 62-58%
<tb> Beispiel <SEP> 2 <SEP> : <SEP> Alkalisulforicinat <SEP> 24-22% <SEP>
<tb> Ricinusölsäure <SEP> 18-16%
<tb> aromatisches <SEP> Lösungsmittel <SEP> (Solvesso <SEP> 150) <SEP> 58-62%
<tb> Beispiel <SEP> 3 <SEP> : <SEP> 75% <SEP> sulfiertes <SEP> Richnusöl <SEP> (Wassergehalt <SEP> 25%) <SEP> 38-42%
<tb> aromatisches <SEP> Lösungsmittel <SEP> (Isopropylbenzol) <SEP> 62-58go
<tb> Beispiel <SEP> 4 <SEP> :
<SEP> Alkalisulforicinat <SEP> 24-22% <SEP>
<tb> Ricinusölsäure <SEP> 18-16% <SEP>
<tb> aromatisches <SEP> Lösungsmittel <SEP> (Isopropylbenzol) <SEP> 58 <SEP> -620/0 <SEP>
<tb>
Es sei darauf hingewiesen, dass die erfindungsgemässen Vorteile nur innerhalb bestimmter Bereiche erzielt werden. Folgende kritischen Werte und Mengenverhältnisse sollen aufrechterhalten werden : a) Das Verhältnis von Alkalisulforcinat zu freier Fettsäure soll innerhalb des oben erwähnten Bereiches liegen, gleichgültig ob diese Substanzen aus der in der beschriebenen Weise gelenkten Sulfierung von Ricinusbl oder aus andern Quellen stammen. b) Das Lösungsmittel soll ein aromatisches sein und das Verhältnis von sulfiertem Öl oder sulfierter Säure + freier Säure zu Lösungsmittel soll etwa 40 : 60 betragen.
Ein aromatisches Lösungsmittel ist erforderlich, da es im Gegensatz zu dem aliphatischen Typ mit pflanzlichen Ölen verträglich und mischbar ist und in Berührung mit Salpetersäure polymerisiert.
Abgesehen von diesen für die Zusammensetzung kritischen Punkten können die Bestandteile des Ätzbadzusatzmittels und die Mengen, in denen es in einem Salpetersäureätzbad verwendet wird, in verschiedenerHinsicht abgewandelt werden. DieseAbwandlungen hängen von dem jeweiligen Ätzproblem und von andern Faktoren ab, die bei jedem speziellen Ätzverfahren eine Rolle spielen, beispielsweise der Acidität des Bades, seiner Temperatur, der Geschwindigkeit, mit welcher die Atzmischung auf die Platte aufgebracht wird, der Geschwindigkeit, mit der die Ätzmittelstrome auf die Platte auftreffen, der chemi- schen Zusammensetzung und der chemischen Vorbehandlung der Platte selbst.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Ätzmittel für Druckplatten, deren Bildseite an vorbestimmten Flächenteilen mit säurebeständigem Material überzogen ist, dadurch gekennzeichnet, dass es im wesentlichen aus verdünnter Salpetersäure bs-
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sungsmittel zusammengesetzten Gemisches enthält.