DE1219954B - Verfahren zur Herstellung abloesbarer, aetzbestaendiger Filme auf einer metallischen Fotogravur-Druckplatte - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. CL:

B41n

Deutsche Kl.. 151-2/01

Nummer: 1219954

Aktenzeichen: D 46284 VI b/151

Anmeldetag: 18. Januar 1965

Auslegetag: 30. Juni 1966

Die Erfindung fällt in das Gebiet der elektrofotografischen Reproduktionstechnik und betrifft insbesondere ein Verfahren zur Herstellung eines ablösbaren, ätzungsbeständigen Oberflächenfilms auf einer metallischen Fotogravur-Druckplatte mit einem Magnesium- oder Zinkgrundgehalt, welche mit einer fotoleitenden Masse zu beschichten ist.

Bei der Herstellung von fotografisch gravierten Druckplatten, z. B. den sogenannten »Fiats«, die beim Zeitungsdrucken häufig verwendet werden, werden Metallbleche mit einem Magnesiumgrundgehalt zu Stücken der jeweils gewünschten Größe geschnitten. Die zugeschnittenen Stücke werden zunächst gereinigt und oberflächenbehandelt, worauf sie mit einer fotoleitenden Masse beschichtet werden, beispielsweise mit Zinkoxyd, das in einem isolierenden, vernetzbaren Bindemittelharz dispergiert ist. Nach Trocknung der beschichteten Platte wird diese elektrisch aufgeladen und im aufgeladenen Zustand einer Belichtung ausgesetzt, wobei ein latentes, elektrostatisches Bild entsteht. Das Bild wird hierauf durch Kontakt mit einem Katalysator entwickelt und anschließend erhitzt auf eine Temperatur von etwa 245⁰C, einer Temperatur, bei der eine Vernetzung des Harzes in den elektrostatischen Bildzonen eintritt. Die fotoleitende Masse wird dadurch in den elektrostatisch aufgeladenen Bildzonen beständig gegen Ätzbadeinwirkungen. Die nicht vernetzten Teile der fotoleitenden Masse werden anschließend aus den belichteten Zonen beseitigt, wodurch die darunterliegende Metallplatte frei wird. Die Platte trägt nunmehr ein ätzbeständiges Bild in Form der verbliebenen, vernetzten fotoleitenden Masse und wird nunmehr geätzt, vorzugsweise nach dem in jüngerer Zeit entwickelten pulverlosen Ätzverfahren, das auch unter der Bezeichnung Dow-Ätzverfahren und Einstufen-Ätzverfahren bekannt ist; dabei entsteht eine fotografisch gravierte Druckplatte.

Es ist bekannt, daß es in der Regel schwierig ist, Anstrichmassen auf reine Metallflächen, etwa von Magnesium und Zink zum Haften zu bringen. Solche Flächen werden deshalb gewöhnlich mit einem sogenannten Chromatumwandlungsbelag versehen, dessen Zweck es ist, die Haftung zu verbessern. Chromatumwandlungsbeläge werden gewöhnlich durch eine ziemlich lang dauernde Eintauchung in Chromatsalz oder chromsäurehaltige Lösungen gewonnen. Bei der Herstellung von fotografisch gravierten Druckplatten muß der Chromatbelag nicht nur die auf ihm folgende fotoleitende Masse gut halten, sondern darüber hinaus einen dünnen ätzverfahren zur Herstellung ablösbarer,
ätzbeständiger Finne auf einer metallischen
Fotogravur-Druckplatte

Anmelder:

The Dow Chemical Company,

Midland, Mich. (V. St. A.)

Vertreter:

Dipl.-Ing. F. Weickmann, _

Dr.-Ing. A. Weickmann,

Dipl.-Ing. H. Weickmann

und Dipl.-Phys. Dr. K. Fincke, Patentanwälte,

München 27, Möhlstr. 22

Als Erfinder benannt:
James Allen Brown,
John Alexander Easley,
Midland, Mich. (V. St. A.)

Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 26. Februar 1964
(347 387, 347 393)

beständigen Film ergeben, da die fotoleitende Masse von der Ätzbadflüssigkeit während der Ätzung durchdrungen wird. Weiter besteht die Forderung, daß der Belag in kurzer Zeit aufgetragen werden kann und daß er in denjenigen Zonen, die kein Bild ergeben, in denen also die fotoleitende Masse nicht gehärtet ist, leicht gelöst werden kann.

Die bisher bekannten Chromatumwandlungsbeläge, die insbesondere in der Farbanstrichtechnik angewandt worden sind, haben sich bei der Herstellung von fotografisch gravierten Druckplatten mit Magnesium- oder Zinkgrundgehalt nicht bewährt, insofern, als die verhältnismäßig langen Tauchzeiten unwirtschaftlich sind und die verhältnismäßig starken Beläge nur mit Schwierigkeiten in denjenigen Zonen gelöst werden können, in denen kein Bild entsteht, d. h. in denen keine Vernetzung der fotoleitenden Masse eingetreten ist. Andererseits haben sich dünne Beläge bekannter Art nicht bewährt, denn sie liefern nicht die notwendige Adhäsion, die sie beim Abtragen der nicht vernetzten Zonen der fotoleitenden Schicht benötigen würden. Auch sind sie nicht beständig gegen die Ätzbadflüssigkeit, die durch die

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gehärtete fotoleitende Schicht hindurchtritt. Andere Chromatlösungen greifen Magnesiumplatten während der Behandlung an. Es besteht deshalb ein dringender Bedarf nach einem sowohl für Magnesium- als auch für Zinkplatten geeigneten Verfahren, das in kurzer Zeit einen häffungsfördernden Chromatumwandlungsbelag Eefert, der eine auf ihm aufliegende fotoleitende Masse festhält, gegen Ätzbäder beständig ist und in den für die Ätzung vorgesehenen Zonen leicht gelöst werden kann.

Lösbar heißt, daß der ätzbeständige Chromatnlm auf der Magnesium- oder Zinkplatte durch Anwendung einer sauren Lösung leicht aus den zu gravierenden Zonen heraus gelöst werden kann, der Zonen also, die kein Bild liefern sollen und in denen keine Vernetzung der fotoleitenden Masse eingetreten is.t.

Der Ausdruck »Platten auf Zink- oder Magnesiumbasis« will besagen, daß Magnesium und Zink sowie deren Legierungen verwendet werden können, soweit diese überhaupt für die Herstellung von fotografisch zu gravierenden Platten geeignet sind.

Die Reinigung der Oberflächen der Platten ist so zu verstehen, daß. -diese Oberflächen von Fett, Schmutz, verschiedenen Oxyden und anderen Verunreinigungen befreit werden, so daß ein gleichmäßiger Chromatfüm auf ihnen gebildet werden kann.

Wie bereits festgestellt, muß der trockene, ätzbadbeständige Chromatfilm lösbar sein, da ja diejenigen Bereiche der Platte, die kehl Bild erzeugen sollen, nach Beseitigung der-iotoleitenden Masse geätzt werden müssen und deshalb der Ätzung nicht auf Grund ernes Oberflächenfihns widerstehen dürfen. Bei der Verwendung von Platten mit einem Magnesiumgrundgehalt erfolgt die Lösung gewöhnlich durch Wischen mit 10%-iger Salpetersäurelösung; im Falle von Zinkplatten erfolgt die Beseitigung des Filmes zunächst durch Wischen mit einer 10°/»igen Salpetersäurelösung und durch anschließendes Nachwischen mit einer lOtyoigen Schwefelsäurelösung.

Erfindungsgemäß wird zur Gewinnung des ätzbadbeständigen Films eine wäßrige Lösung verwendet, "die etwa 50 bis etwa 180 g Natriumdichromat pro Liter, vorzugsweise 50 g, enthält und außerdem Kliumchromsulfat in einer Menge von etwa 10 bis etwa 50 g pro Liter^ vorzugsweise etwa 10 g pro Liter; es kann aber auch eine wäßrige Lösung verwendet werden, die etwa 8 bis 12 g, vorzugsweise etwa 10 g Chromsäure pro Liter enthält und so viel Kalziumsulfat, daß die Chromsäurelösung etwa 7,5 g Kalziumsulfat pro Liter enthält. Vorzugsweise taucht man die gereinigte Platte bei Zimmertemperatur in eine dieser Lösungen, während diese einen pH-Wert von 1,3 bis 5,0, vorzugsweise 1,5 bis 2,65 besitzen, und zwar für eine Tauchzeit von etwa 5 bis etwa 20 Sekunden, vorzugsweise 10 bis 15 Sekunden. Bei diesem Vorgehen wird erne dünne Chromatschicht erhalten, die anschließend gespült und getrocknet werden kann, z. B. durch einen Trockenluftstrom. Auf dem so erhaltenen. Film· kann dann eine Schicht aus fotoleitender Masse gut haftend aufgetragen werden. Genaue Bestimmungen der Flächeneinheitsgewichte des Chromatfilms sind sehr schwierig, wenn nicht unmöglich.

Wenn es auch im, wesentlichen nur darauf ankommt, die Platte vor der erfindungsgemäßen Behandlung zu reinigen, so mag es doch zweckmäßig sein, jedenfalls bei Magnesiumplatten, diese zum Zwecke der Entfettung mit einer Aufschlämmung von wäßriger Trinatriumphosphatlösung und wäßrigem Bimsstein bei Zimmertemperatur zu bürsten. Eine solche Aufschlämmung gewinnt man z. B. dadurch daß man FFFF Bimsstein zu 5G g einer Natriumphosphatlösung (Na₃PO₄12H₂O) zugibt und so viel Wasser zusetzt, das 1 1 Aufschlämmung entsteht. Nachdem eine Platte mit einer solchen Aufschlämmung geschrubbt ist, wird sie mit kaltem

ίο Wasser gespült und anschließend mit einem Filztuch gewischt. Hierauf wird sie gegebenenfalls nach vorangehender Trocknung in die erfindungsgemäße Chromatlösung eingetaucht. An Stelle des Reinigens mit Bimssteinaufschlärnmung kann auch in an sich

is bekannter Weise mit alkalischen Reinigungsmitteln gereinigt werden.

. Anschließend an-die Chromattauchung wird die Platte mit kaltem Wasser von annähernd 2O⁰C ge_r spült und hierauf getrocknet, zweckmäßig in einem Zwangslüftstrom. Hierauf wird die Platte auf eine

,. Temperatur zwischen 150 und 275° C erhitzt, und zwar etwa 1 bis 10 Minuten -lang. Dabei wird der Chromatnlm getrocknet und gehärtet. Besonders bewährt hat sich eine Behandlungstemperatur von 265° C und eine Behandlungszeit von etwa 6 Minuten. In der Praxis wird' diese Hochtemperaturbeh'andlung ausgeführt nachdem die fotoleitende Masse aufgetragen, elektrisch aufgeladen, belichtet und mit einem Katalysator entwickelt worden ist, da die fotoleitende Masse zum Zwecke der Vernetzung ._. und Aushärtung ohnehin auf eine Temperatur dieser

'^Λ Größenordnung erhitzt Werden muß. Bei dieser bekannten Durchführungsweise, wird die chromätüberzogene Platte vor der Auftragung der fotoleitenden

3./ Masse einer Niedertemperaturbehandlung bei etwa 80 bis 150° C während einer Zeitspanne von etwa 1 bis etwa 15 Minuten unterworfen,, wobei der Chromatfihn trocknet, so daß er gespeichert und mit der fotoleitenden Masse beschichtet werden kann.

Anschließend an diese Niedertemperaturtrocknung der Platte kann diese gewünschtenfahY mit kaltem Wasser erneut gespült und wieder getrocknet werden.

Selbstverständlich kann die Platte auch nach der

Chromattauchung sofort auf eine Temperatur von 150 bis 275° C erhitzt und dann mit der fotoleitenden Masse beschichtet werden, so daß die Niedertemperaturbehandlung entfällt. Indes muß nach Auftragung der fotoleitenden Masse Aufladung, Belichtung und Entwicklung derselben erneut eine Hochtemperaturbehandlung einsetzen, um das Harz zu vernetzen. Eine Hochtemperaturbehandlung bei 150 bis 275° C nach Auftragung der fotoleitenden Masse, jedoch vor deren elektrischer Aufladung, Belichtung und Entwicklung sollte indes vermieden werden.

Die nun folgenden Beispiele erläutern die Erfindung. ".-"".

Beispiel 1

Mehrere Druckplatten (Fiats) von 22,9-30,5 cm aus Fotogravur-Magnesiumblech wurden gereinigt und insbesondere entfettet, indem sie von Hand mit einer rotierenden Bürste geMrstet wurden unter Verwendung einer Aufschlämmung von FFFF Bims in einer wäßrigen 50 g Trinatriumphosphat (Na₃PO₄ 12H₂O) pro Liter enthaltenden Lösung. Die gebürsteten Platten wurden sodann mit kaltem Wasser gespült und mit einer Filzbürste gewischt,, um etwaige

lose auf ihnen aufliegende Teilchen zu beseitigen und hierauf erneut mit kaltem Wasser gespült. Die Platten wurden ohne vorheriges Trocknen einzeln ungefähr 15 Sekunden in verschiedene Bäder eingetaucht, die 50 bis 180 g Natriumdichromat pro Liter und 10 bis 50 g Kaliumchromsulfat pro Liter enthielten; die pH-Werte der Lösungen bei Zimmertemperatur gemessen waren auf Werte zwischen 1,5 und 5,0 eingestellt. Anschließend wurden die nunmehr mit einem Chromatfihn überzogenen Platten in kaltem Wasser gespült und in einem Trockenluftstrom getrocknet, worauf sie einer Niedertemperaturbehandlung in einem Ofen von 93° C während einer Zeitspanne von 5 Minuten ausgesetzt wurden. Nach Abkühlung wurden die Platten erneut gewischt und in einem Zwangsluftstrom getrocknet. Die mit. einem dünnen Chromatfilm überzogenen Platten wurden sodann mit einer fotoleitenden Zinkoxyd-Harzmasse beschichtet; die Harzmasse wurde getrocknet und hierauf elektrostatisch aufgeladen, belichtet und entwickelt durch Naßkontakt mit einem Katalysator. Schließlich wurden die Platten 5 Minuten lang bei 246° C einer Hochtemperaturbehandlung ausgesetzt. Nunmehr wurden diejenigen Zonen der Platte, die kein Bild ergeben sollten, mit einem aromatischen Lösungsmittel, nämlich Solvesso 150 ®, gebürstet, um so den unter den abbürstbaren Stellen liegenden Chromatfilmbereich freizulegen. Es zeigte sich, daß in den für die Bilderzeugung bestimmten Zonen sich kein Material löste, sondern dort fest an den Platten haftete. Hierauf wurden die freigelösten Zonen der Platten mit einer Säurelösung gewischt, um die Platten für die dann folgende Ätzung vorzubereiten. Es zeigte sich, daß der Chromatfilm in den freigelegten Zonen leicht lösbar war. Hierauf wurden die Platten dem üblichen pulverlosen Ätzprozeß unterworfen und bis zu einer Tiefe von 0,89 mm geätzt. Die Untersuchung der Platten nach erfolgter Ätzung ergab, daß in den zur Bilderzeugung bestimmten Zonen, die mit ausgehärtetem ZnO-Harzgemisch beschichtet waren, kein Ätzbad eingedrungen und keine Ätzung eingetreten war. Die Platten waren für den nun folgenden Druckvorgang voll tauglich.

Beispiel 2

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Ähnlich wie im Beispiel 1 wurden mehrere Druckplatten auf Magnesiumbasis entfettet, gereinigt, mit kaltem Wasser gespült, mit einer Filzbürste gewischt und sodann erneut mit kaltem Wasser gespült. Ohne vorangehende Trocknung wurden die Platten einzeln 10 Sekunden in ein auf Zimmertemperatur eingestelltes Bad eingetaucht, welches 8 bis 12 g Chromsäure und 7,5 g Kalziumsulfat pro Liter enthielt. Die Lösung war auf einen pH-Wert von 1,3 bis 1,7 eingestellt. Hierauf wurden die mit Chromatfihn überzogenen Platten wie in Beispiel 1 weiter behandelt. Anschließend wurden die Platten der üblichen pulverlosen Ätzung unterworfen und auf eine Tiefe von 0,889 mm geätzt. Untersuchung der Platten ergab wieder, daß die Ätzbadfiüssigkeit nicht in diejenigen Zonen vorgedrungen war, die zur Bilderzeugung bestimmt und mit der ZnO-Harzmasse sowie dem Chromatfilm beschichtet waren. Die Platten waren für den Druckvorgang voll tauglich.

Vergleichsbeispiele

Das Verfahren von Beispiel 1 wurde unter Verwendung einer entsprechenden Zahl gleich großer und gleich gearteter Platten wiederholt. Die Platten wurden aber diesmal nicht mit Chromatfihn überzogen. Beim Abtragen der belichteten Zonen der fotoleitenden Schicht, d. h. derjenigen Zonen, die nicht zur Bilderzeugung bestimmt waren, wurden auch erhebliche Teile der Masse aus denjenigen Zonen mit abgewaschen, die für die Bilderzeugung bestimmt waren. Nach erfolgtem Ätzen wiederum unter Anwendung des pulverlosen Ätzverfahrens drang das Ätzbad in die Schicht aus Zinkoxyd und Harz ein und griff das Metall an, so daß viel von dem Metall fortgeätzt wurde. Die Platten waren folglich untauglich.

Zur weiteren Erläuterung des Bedarfs und der Bedeutung der erfindungsgemäßen Behandlung wurden mehrere Magnesiumplatten zunächst durch Bürsten mit Trinatriumphosphat-Bimssteinaufschlämmung gereinigt und hierauf in eine 2,5 g Chromsäure pro Liter enthaltende Lösung von Zimmertemperatur 10 bis 60 Sekunden eingetaucht. Die getauchten Platten wurden hierauf mit kaltem Wasser gespült, im Ofen getrocknet und einer Temperatur von annähernd 246° C ausgesetzt. Hierauf wurden die Platten in ein Ätzbad gegeben und es zeigte sich, daß die zur Bilderzeugung bestimmten Zonen nur sehr schlecht geschützt waren und von dem Ätzbad angegriffen wurden.

In ähnlicher Weise wurden mehrere Magnesiumplatten nach vorheriger Reinigung mit Bimsstein 1 Minute in eine Chromatlösung getaucht, wie sie zur chemischen Vorbehandlung für Farbauftragung bekannt ist. Die Chromatlösung enthielt 180 g Natriumbichromat pro Liter und 180 ml 7O^fl/oiger Salpetersäure pro Liter, im übrigen soviel Wasser, daß die Gesamtmenge 11 betrug. Die Platten wurden hierauf in kaltem Wasser gespült und getrocknet. Einige Platten wurden erhitzt, andere nicht. Es zeigte sich, daß es sehr schwierig war in denjenigen Zonen, die nicht zur Bilderzeugung bestimmt sind, den Chromatfihn zu beseitigen.

Claims (7)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung eines ablösbaren, ätzungsbeständigen Oberflächenfilms auf einer metallischen Fotogravur-Druckplatte mit einem Magnesium- oder Zinkgrundgehalt, welche mit einer fotoleitenden Masse zu beschichten ist, dadurch gekennzeichnet, daß die mit dem Film zu überziehenden Flächen zunächst gereinigt werden, daß die Platte hierauf für 5 bis 20 Sekunden in eine wäßrige Chromatlösung mit einem pH-Wert von etwa 1,3 bis 5,0 und mit einem Gehalt von etwa 50 bis etwa 180 g Natriumdichromat pro Liter Lösung oder einem Gehalt von etwa 8 bis etwa 12 g Chromsäure pro Liter Lösung eingetaucht und anschließend einer Hochtemperaturbehandlung bei etwa 150° C bis etwa 275° C unterworfen wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hochtemperaturbehandlung durchgeführt wird, nachdem die Platte mit der fotoleitenden Masse beschichtet, getrocknet, elektrisch aufgeladen, belichtet und durch Kontakt mit einem Vernetzungskatalysator entwickelt worden ist.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die mit dem Chromatfilm

überzogene Platte gespült und vor der Beschichtung mit der fotoleitenden Masse einer 1 bis 15 Minuten, vorzugsweise etwa 5 Minuten währenden Niedertemperaturbehandlung bei einer Temperatur von etwa 80 bis etwa 150° C ausgesetzt wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, ,daß die Reinigung der mit dem Chromatfilm zu überziehenden Flächen mit einer Reinigungskomposiiton durchgeführt wird, welche pulverisierten Bims aufgeschlämmt in einer wäßrigen Lösung von Trinatriumphosphat enthält.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Reinigung mit einem alkalischen Reinigungsmittel erfolgt.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß im Falle der Verwendung einer wäßrigen Chromatlösung, diese auf einen pH-Wert von ungefähr 2,65 eingestellt wird, die Platte etwa 15 Sekunden bei Zimmertemperatur getaucht wird, die Niedertemperaturbehandluhg bei etwa 93 bis etwa 107° C etwa 5 Minuten lang und die Hocl· temperaturbehandlung bei etwa 265° C etwa 6 Minuten lang durchgeführt werden.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß im Falle der Verwendung einer wäßrigen Chromatlösung, deren pH-Wert auf etwa 1,5 eingestellt, die Platte bei Zimmertemperatur etwa 10 Sekunden getaucht, die Niedertemperaturbehandlung bei etwa 93 bis etwa 107° C etwa 5 Minuten lang und die Hochtemperaturbehandlüng bei etwa 265° C etwa 6 Minuten lang durchgeführt werden.