DE1522491A1

DE1522491A1 - Photolithographische Druckplatten und Verfahren zu deren Herstellung

Info

Publication number: DE1522491A1
Application number: DE19661522491
Authority: DE
Inventors: Kane John Russell
Original assignee: Itek Corp
Current assignee: Northrop Grumman Guidance and Electronics Co Inc
Priority date: 1965-12-23
Filing date: 1966-12-21
Publication date: 1969-08-28
Also published as: NL6617911A; FR1514202A; GB1174788A; CH491412A; US3429703A; BE691556A

Description

A 29 3^2 G.

Anmelder: ITEE COBPOMTIOIi, 10 Maguire Eoad, Lexington, Massachusetts, V. St. A.

Photolithographische Druckplatten und Verfahren zu deren Herstellung

Die Erfindung betrifft photographische Druckplatten für Vervielfältigungsverfahren, insbesondere photolithographische Druckplatten, die aus einer photοgraphischen Silberhalogenidemulsion, bestehen, und sie bezieht sich auch auf das Herstellungsverfahren dieser Platten.

Photolithographische Druckplatten sind bekannt und Platten, die sich für die erfindungsgemässe Zwecke eignen, sind eingehender in der US-Patentschrift .5 146 104- beschrieben. Die

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wesentlichen Bestandteile der photolithographischen Platten sind eine zweckmässige Unterlage und im allgemeinen eine Vielzahl von Schichten, von denen mindestens eine_r ein strahlenempfindliches, z. B. lichtempfindliches System enthält.

in .
Dieses System ist/den meisten Fällen ein Silberhalogenid und ein organisches Bindemittel, gewöhnlich Gelatine. Üblicherweise enthält eine der zusätzlichen Schichten der Platte einen Entwickler und in den meisten Fällen ist der Entwickler einer der strahlenempfindlichen Schicht Benachbarten Schicht einverleibt. Die oberste Schicht der Platten enthält Gelatine, die im allgemeinen bis zu einem gewissen Grad vorgehärtet ist.

Im wesentlichen wird bei der Herstellung einer photolithographischen Platte diese mittels eines Bildmusters zu einem Muster von aktivierender Strahlung belichtet und dann entwickelt. Beim Entwicklungsvorgang wird das organische Bindemittel in. der obersten Schicht verändert. So wird es beispielsweise in entwickelten Bereihhen oleophil, z. B. aufnahmefähig für Drucktinte oder Druckfarbe, während das Bindemittel in den nichtentwickelten Bereichen ihren oleophoben Charakter beibehält, also wasseraufnahmefähig bleibt-·. Nach dem Entwickeln wird Druckfarbe auf die Platte aufgebracht, die nun vorwiegend in

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den oleophilen Bereichen haftet* -Auf diese !fsise kernen ^i-/-Tielzahl ?oa Kopien mit der Platte naoto. den bekannten Arbeits gedruckt werden»

Sin Problem bei der Herstellung geeigneter Seher -Brackplatten ist das in der Fachwelt als ^aBlinddruck^;: Cⁱ⁵blinding^sl) bekannte Hiänomen. Im wesentlichen wird dieses? ^ÄBlinddruek^w dadurch liervorgeirafen, dass eine ausreiöiieüdö öder genaue BlfferenziesOBg. zwischen den druckfarbe- und w&s--= seraufnehmendeh Bereichen äer entwickelten photolithographischen Blatte fehlt. Bemnacla seigs dieser ^Blinddruck" gui₉ dass die Druckfarbe auf nahmefäiiigke it des oleophileii Bereiches der entwickelten lithographischen Platte ungünstig beeinflusst ist und daher davon schlechte Heproduktionen erhalten werden. Häufig kann dieser "Blinddruck" unmittelbar nach Beginn des Druck-•vorganges auftreten. So müssen beispielsweise in manchen Fällen bis zu 50 oder mehr Kopien hergestellt werden, bevor die photolithographische Platte ausreichende Druckfarbaufnahmefähigkeit aufweist, um Kopien von guter Qualität herzustellen« Dieser "Blinddruck" kann aber auch während des Druckes auftreten, z. B-." nachdem 100 oder mehr Abdrucke hergestellt worden sind.

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Zur Zeit ist der einzige Weg, um dieses Problem des "Blinddrücke β" auszuschalten, eine neue photolithographiiehe Platte herzustellen. Ein solches Vorgehen ist aber natürlich geitraubend und unwirtschaftlich und j ede β Verfahren, bei dem der "Blinddruck¹¹ vermieden oder weitgehend Terringert wird, bedeutet einen wesentlichen technischen Fortschritt·

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Aufgabe der Erfindung let, ein verbessertes Verfahren sur Herstellung besserer photollthographischtr Platten su »oh* ff en, bei dem dl« Druckfarbeaufnahaefaiiigkeit der Platten beeter igt, und dat Problt* de» "Bliaddrutkee*, dat au jeder Seit

wahrend der Herstellung ron Abdruck-n Mit der photolithographlaehen Platte auf treten kam, iu korrigieren· Su <&·η «pe-■iellen Aufeafcea der IrJCladung gehört es, ein rerbeiiertes saure· Unterereohungebad but Sehaodlung photollthograpliieciier !Platten su «chaffen. .

ßlnn let der Gegenstand der Xrfimdua« Aaduroh , Aase die Iftüterftbeorptionseigenichtf*en tee Blademitt«!· la 4er öohieh* der ffeetelithograpMiciiiin JPlattedle suA »ohluäl· oleopMi itnd »itephtB ge»aoht wird, eine·- •teilt wtrdea. Mach «iatr im takten der Irfladung aufgestellten Hypothese, die Jedoeh nt*ht «de uabediagt gültig betrachtet werden Mite, «lud dl» ÜMaerafeterptionselgensohaften des

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in den Schichten verwendeten Bindemittels ein wesentlicher Faktor bei der Aufrechterhaltung der Differenzierungen zwischen den oleophilen und den oleophoben Bereichen der Sdiichtan. Durch die Wahrung solcher Differenzierungen wird wiederum die gesamte Druckfarbeaufnahmefähigkeit der photolithographischen Platte vorteilhaft verbessert. Diese Hypothese stimmt mit der Beobachtung überein, dass der ^Blinddruck¹¹ durch Verminderung der Wasserabsorptionseigenschaften der die oleophilen und uleophoben Bereiche enthaltenden Gelatineschicht praktisch ausgeschaltet werden.

Gemäss einer Ausführungsform der Erfindung werden die verbesserten photolithographischen Platten so hergestellt, dass als Bindemittel in der obersten Schicht der Platten Gelatinearten verwendet werden, die an sich eine geringe Heigung zur Absorption von Wasser aufweisen. Gelatinearten mit einer niedrigen Feuchtigkeitsabsorption können nach zahlreichen bekannten Verfahran hergestellt werden. Zwei solcher Arbeitsweisen sind in "The Theory of the Photographic Process" von Meea, neubearbeitete Auflage, Verlag MacMillan Company, 1954·, Seiten 69 und 70 beschrieben. Gemäss einem dieser Verfahren wird Gelatine mit verminderter Wasserabsorption durch Senkung des pH-Wertes

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des Sols, aus dem die Gelatine vor dessen !Erocknen gebildet wurde, hergestellt. Für die erfindungsgemässen Zwecke wird Gelatine mit entsprechend niedriger Wasserabsorption durch Einsteilen des pH-Wertes des Sols auf weniger als etwa 5 gebildet.

Ein anderes, in der genannten Veröffentlichung offenbartes Verfahren zur Herstellung' von Gelatinearten mit niedriger Wasserabsorption, die im Rahmen der Erfindung verwendet werden können, besteht darin, dass die Konzentrationen des ursprünglichen Sols auf iiberefewa 10 % erhöht werden.

Die bevorzugteste Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes geht jedoch einen anderen Weg, Danach werden die Wasserabsorptionseigenschaften der Gelatine schichten dadurch vermindert, dass während des Entwickeins Losungen auf die photolithographische Platten aufgebracht werden, die bestimmte spezifische Stoffe enthalten.

Mit dem erfindungsgemässen Verfahren können jfcotholithographische Platten hergestellt werden, die eine verbesserte anfängliche Druckfarbeaufnahmefähigkeit aufweisen. So gebildete Platten können zur Herstellung von Abdrucken verwendet werden, die

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IdLt grosser eioimrhtit das Ehänomen dee "Blinddruckes¹* ftlefcfc aufweiten. 8saäee dieser Ausführungsform werden Lösungen auf dl· photolithographlschen Platten auf gebracht, die aaoh. den bekannten totwicklungsrerfahren behandelt worden waren und bei denen während des Drucken« der unerwuaaoh- #· *Bllnd4ruok" auftrat. Auf diese Weise kann dieser "fillnddmok* «&6g«8ehaltet «erden, ohne dass eine neue photolithographleohe Platte hergestellt werden muaa.

%«stis*ten Stoff·, die. eich für die bevorfeugte

oria der Srfindtuag eigatn, eind gans allfcmain als Anti« quellmittel für Bindemittel bekannt, die für photolithoffr*- }Siiaah· Flatten verwendet werden können. Solche Antiquellaittel fftr gelatine sind auf den Selten 64 und 65 der oben genannten T*2pd£f«ttfcliohung beschrieben. Im Hahmen der Srfindung werden alier die organischen und anorganischen Salae 4er ilkalimetall· b«ror»uet. Besonders «weekateslge Antiquellmlttel sind die lulfate, Tartrat·, Sltratt, Acetate, Halogenide, nitrate ujad dergleichen der Alkalimetalle, insbesondere die Fatriua- und IjüLiUffisalze. Besondere eweokaissig sind die wässrigen Lösungen dieser Salze, aber es können, falls erwünscht, auch teil*- weise wässrige Lösungen verwendet werden· Sie Konzentration

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solcher Salze in den Lösungen kann variieren und hängt vorwiegend von ihrer Löslichkeit ab» Normalerweise sind jedoch Lösungen mi,t weniger als etwa 20 Gew.% Salze geeignet»

Di® -Vorteile 9 die gemäss d.er Erfindung erzielt werden, liegen darin j dass die genannten lösungen auf die lithograph!- sehen Platten«/-vorzugsweise nach dem Entwickeln des darauf befindlichen Bildmusters aufgebracht xverden« Ein besonders sitfeckmässiges und bevor äugte s Verfahren-.sum Aufbringen der lösungen besteht darin«, dass -diese zusammen mit Säuren als ^Unterbrechungsbäder" verwendet i^erden, da solche Bäder normalerweise beim Behandeln photolithographischer Platten verwendet werden. Nach diesem Verfahren wird die entwickelte Platte mit einer Lösung in Berührung gebracht, die ein Alkalimet allsals und eine Säure enthält, die ausreicht, um den pH-Wert der Lösung auf vorzugsweise weniger als etwa 2,0 zu senkan. Bevorzugt werden Zitronen-, Glykol- und Phosphorsäure oder andere Säuren mit ähnlichen Dissoziationskonstanten. Gewöhnlich wird die Platte in das "Unterbrechungsbad¹' für etwa 20 Sekunden-eingetaucht, aber es"können auch längere Zeitspan-' nen verwendet werden.

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Es wird darauf hingewiesen, dass die Alkalimetallsalze nicht unbedingt den "Unterbrechungsbädern¹¹ zugesetzt werden müssen. Bo kann beispielsweise die entwickelte lühographische Platte^ mit den Salzlösungen entweder vor, aber vorzugsweise nach dem Eintauchen der Platte in die "Unterbrechungsbäder'¹ in Berührung gebracht werden.

Die Alkalimetallsalzlösungen können auch dann auf die entwickelte lithographische Platte aufgebracht werden, während diese zum Herstellen der Abdrucke verwendet wird. So können verdünnte Lösungen dieser Salze ζ» B. als Füllhalterlösungen während des Druckverfahrens verwendet werden.

Erfindungsgemäss wird besonders bevorzugt, die photolithographischen Platten vor deren "Verwendung zum Druck mit den Lösungen zusammenzubringen. So behandelte Platten zeigen keinen "Blinddruck" während des Druckvorganges. Vielmehr haben auf diese Weise behandelte Plätten sofort einen hohen Grad an Druckfarbeaufnahmefähigkeit. Demzufolge haben die von diesen Platten zuerst hergestellten Abdrucke eine ausgezeichnete Qualität und müssen nicht vernichtet werden, wie das bisherhäufig der Fall war. Es wird aber besonders betont, dass mit den erfindungsgemä3sen Lösungen auch jeder "Blinddruck", der

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während des Drückens mit nach bekannten Entwicklungsverfahren hergestellten Platten auftritt, korrigiert werden kann. Es wurde beispielsweise gefunden, dass solche Batten nicht weggeworfen werden müssen, da der "Blinddruck" durch Aufbringen der erfindungsgemässen Lösungen auf diese Platten vermieden wird.

Die Erfindung sowie deren Vorteile werden anhand der folgenden Beispiele näher erläutert.

Die in den Beispielen verwendeten photolithographischen Platten entsprechen denjenigen, die in Fig. '2 der HS-Patentschrift 3 146 104 beschrieben sind. Es sind typische Ausführungeformen für die Durchführung des Erfindungsgegenstandes. Im wesentlichen bestehen die Platten aus einer Unterlage und einer Vielzahl von darauf angeordneten -Schichten. Die der Unterlage benachbarte Schicht enthält Gelatine und einen Polyhydroxybenzolsilberhalogenid-Entwickler, der durch Reaktion mit Silberhalogenid ein Oxydationsprodukt bilden kann, das das Bindemittel, z» B. Gelatine, oleophil machen kann. Über dieser, den Entwickler enthaltenden Schicht befindet sich eine unverschleierte Schicht aus einer Gelatinesilberhalogenidemulsion, über der wiederum eine verschleierte Gelatinesilberhalogenidemulsions-Schlcht liegt, die gleichmässig mit einem Härtungsmittel gehärtet ist.

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Beispiel 1

Eine oben beschriebene lithographische Platte -xiur&e au einem StrichpösiMTr belichtet» etwa 20 Sekunden lang mit einer 4 %-igen wässrigen S'atri'umcai'bonatnionoiijrdra'fe-'Iiös'ang und etwa 1 Hinkte lang mit einem wässrigen -ⁿUnterbreehuags bad¹¹ behandelt· letzteres hatte folgende S

Phosphorsäure (85 %) 1,5 Kaliiunsulfat 5,0 Gew.%

Die Platte wurde ausgequetscht, um überschüssige Flüssigkeit zu entfernen und auf einer lithographischen Presse ablaufen gelassen.

Die mit dieser "ITnterbrechungsbadlösung" behandelten lithographischen Platten zeigten keinerlei "Blinddruck", auch dann nicht, wenn sie für 500 oder mehr Abdrucke verwendet wurden. Im wesentlichen wurden die gleichen Ergebnisse erzielt, wenn anstelle von Kaliumsulfat natriumsulfat, Natriumchlorid, Kaliumbromid oder dergleiche Salze in der gleichen oder einer geringeren Konzentration verwendet wurde.

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Beispiel 2 ·

Es würden im wesentlichen die gleichen Verfahrensschritte wie in Beispiel 1 durchgeführt, wobei jedoch ein "Uiiterbrechungsbad" der folgenden Zusammensetzung verwendet wurde:

Phosphorsäure 15 Gew.%

Benzylalkohol 14 Gew.%

_; Iriäthylenglykol 75 Gew.%

Solche "Unterbrechungsbäder" sind im einzelnen in der US-Patentschrift 3 146 105 beschrieben.

Nachdem.etwa,100 Abdrucke hergestellt worden waren, trat "Blinddruck" auf und der Vorgang wurde abgebrochen. Es wurde jedoch keine neue photolithographische Platte hergestellt, sondern die Platte wurde in eine wässrige Natriumsulfatlösung eingetaucht-. Die Lösung enthielt etwa; 10 Gew,% Natriumsulfat.. Anschliessend wurde die Platte wieder auf die Lithographenpresse gebracht und es konnten davon Abdrucke hoher Qualität hergestellt werden. - " »

Beispiel 3 / . .

Eine lithographische Presse wurde, zu einem Bildmuster belichtet und entsprechend dem Verfahren in Beispiel 2 entwickelt.

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Nach dem Entwickeln wurde ein Teil der Platte in das "Unterbrechungsbad" gemäss Beispiel 2 eingetaucht, während ein anderer Teil der Platte in ein wässriges "Unterbrechungsbad" der folgenden Zusammensetzung getaucht wurde:

Natriumchlorid 5 . Gew.% .

Phosphorsäure (85 %) 1,5 Gew.% ·

Die Platte wurde dann auf eine lithographische Druckpresse gebracht. Nach einem Druck war die Kopie des Teiles der Platte, der in das "Unterbrechungsbad" der obigen Zusammensetzung getaucht worden war, von ausgezeichneter Qualität, ein Beweis, dass die Druckfarbeaufnahmefähigkeit des erfindungsgemäss behandelten Teiles der Platte verbessert wurde. Im Gegensatz hierzu zeigte die Kopie des Teiles der Platte, der in das "Unterbrechungsbad" gemäss Beispiel 2 getaucht worden war, erst nach etwa 50 Abdrucken eine ähnliche oder gleiche Qualität,

Dieses Beispiel zeigt, dass die erfindungsgemässen Lösungen nicht nur den "Blinddruck" ausschalten, sondern auch die gesamte anfängliche Druckfarbenaufnahmefähigkeit von lithographischen Platten erhöhen und verbessern. Dadurch können mit den erfindungsgemäss. behandelten Platten sofort Abdrucke von

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guter Qualität hergestellt werden, während mit den zur Zeit bekannten und angewandten Verfahren die zuerst gedruckten Kopien wegen ihrer geringwertigen Qualität häufig weggeworfen werden müssen.

Ein anderer überraschender Vorteil der erfindungsgemäss behandelten photolithographischen Platten besteht darin, dass die davon reproduzierten Kopien sowohl die. Quantität als auch die Tönungsqualität der im belichteten Muster enthaltenen ursprünglichen Daten oder Information genauer reflektiert. So können beispielsweise häufig die Originaldaten, die in Form von feinen Linien oder hellen Linien vorliegen, von nach bekannten Verfahren behandelten Platten nicht reproduziert werden. Dies gilt auch dann, wenn die feinen oder bellen Linien in der entwickelten photolithographi^schen Platte ·. sichtbar sind. Offensichtlich weisen solche entwickelten Bereiche nicht eine ausreichende Druckfarbeaufnahmefähigkeit auf, um sie zu kopieren. Nach der erfindungsgemässen Behandlung dagegen sind auch solche Bereiche ausreichend aufnahmefähig flir die Druckfarbe, so dass auch feine und helle Linien in den Kopien genau wiedergegeben werden. Auch die TönungsqiaLität oder der Kontrast der ursprünglichen Aufzeichnungen ist bei von erfindungsgemässen Platten hergestellten Abdrucken genauer wiedergegeben.

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Claims

Ί.Werfahren zum Herstellen einer photolithographischen Platte, die in einem lichtempfindlichen Element ein Bildmuster enthält und die aus einer Unterlage und mehreren Schichten besteht, von dänen mindestens eine strahlenempfindlich ist, die oberste Schicht einen Stoff enthält, der in ausgewählten Bereichen oleophil gemacht werden kann und bei dem das Bild entwickelt wird, derart, dass zwischen den belichteten und den nichtbelichteten Bereichen der obersten Schicht Unterschiede in der Druckfarbeaufnahmefähigkeit entstehen, da d u rc hg e k e η η ζ e i c h η e t, dass die ^: Wasserabsorptionsfähigkeit der obersten Schicht der photo-" * lithographischen Platte herabgesetzt wird. ^:
2. "Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet >. dass die äusserste Schicht aus Gelatine besteht und diese" mit einer Lösung, eines „Antiqtiellmittels für Gelatine in Berührung ge— bracht wird. ^: : ■ . . --■ ·

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3« Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass als Aiitiqüellmittel eine Alkalimetallhalogenid, wie Hatrium- oder Kaliumchlorid, ein Alkalimetallsulfat, wie Kalium- oder Natriumsulfat oder ein Alkalimetallnitrat verwendet wird.
4·. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Lösung eine Saure enthält und als ein photographisches ^MÜnterbrechmgsbadⁿ wirkt.
5« Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Platte mit der Lösung nach d«M Aufbringen der Druckfarbe auf die Platte zusammengebracht wird.
6. Lichtempfindliches Il«ment_f dta sich alle eine photolithographiache Platte «ifntt, di« eine Unterlage und, eine Vielsahl tor Sohiohten aufweist, hergtsteilt nach einen oder mehreren dtr Anifprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die oberste Äohicht eine Gelitint »it geminderter Vaeeerabaorptionafähig- keit euf weist«

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