DE1572224C3 - Lichtempfind icher Lack - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen lichtempfindlichen Lack, der in einem Lösungsmittelgemisch aus Wasser und einem organischen Lösungsmittel Polyvinylalkohol und ein Bichromat enthält. Die Erfindung betrifft ferner die Verwendung eines derartigen Lacks.

Lichtempfindliche, d. h. durch Bestrahlen härtbare Lacke werden zur photomechanischen Anbringung von Mustern auf den verschiedensten Gegenständen benutzt. Dabei wird eine Fläche des Gegenstandes, die mit einem Muster versehen werden soll, mit einer dünnen Schicht des lichtempfindlichen Lacks bedeckt. Dann wird die Lackschicht gemäß dem gewünschten Muster unter Verwendung einer entsprechenden Vorlage, die sich zwischen der Lackschicht und der Lichtquelle befindet, mit aktinischem Licht bestrahlt. Wenn es sich um einen Lack auf der Basis von Polyvinylalkohol handelt, wird dieser während der Bestrahlung bzw. Belichtung wasserunlöslich, während die nicht bestrahlten bzw. belichteten Teile der Lackschicht wasserlöslich bleiben. Bei der Entwicklung werden die unbelichteten Teile der Lackschicht weggewaschen. Die Fläche des Gegenstandes, die nunmehr gemäß dem gewünschten Muster teilweise mit einer Lackschicht überzogen ist, kann erforderlichenfalls weiterbehandelt, z. B. geätzt werden.

Photomechanische Verfahren finden unter anderem Anwendung bei der Herstellung von Druckplatten. Gemäß der DT-PS 9 47 853 wird hierzu einem lichtempfindlichen Gemisch aus Polyvinylalkohol, Bichromat und Wasser eine Lösung aus Krapprot in Alkohol hinzugefügt, damit belichtete und entwickelte Schichten nach Behandlung mit einem Härtemittel bei niedrigeren Temperaturen erhitzt werden können, um sie zum Gravieren mit Ätzmittel geeignet.'zu machen. Ferner finden photomechanische Verfahren z. B. Anwendung bei der Anbringung dekorativer oder sonstiger Muster, bei denen

ίο Pigmente in der Lackschicht verteilt sind oder auf ihr angebracht werden, bei der Herstellung gedruckter Schaltungen und der Herstellung von Bildwiedergabescbirmen für Kathodenstrahlröhren mit Hilfe von Masken, durch die die durch Bestrahlen härtbaren, später bei Anregung aufleuchtenden Schichten nach einem bestimmten Muster belichtet bzw. bestrahlt werden, z. B. bei bestimmten Typen von Kathodenstrahlröhren.

Bei der Bestrahlung bzw. Belichtung der Lackschicht erfolgt eine Reaktion, bei der das sechswertige Chrom in der Bichromatverbindung zu dreiwertigem Chrom reduziert wird. Die dabei gebildeten Reaktionsprodukte bewirken, daß die Lackschicht unlöslich wird. Die Geschwindigkeit, mit der sie unlöslich wird, hängt dabei unter anderem vom Wassergehalt der Lackschicht nach dem Trocknen ab. Diese Geschwindigkeit ist um so größer, je kleiner der Wassergehalt der Lackschicht ist.

Neben dieser sogenannten Bestrahlungs- bzw. Lichtreaktion tritt im Lack eine träger verlaufende thermische Reduktion des sechswertigen Chroms auf, die sogenannte Dunkelreaktion. Diese Dunkelreaktion hat zur Folge, daß während der Trocknung der Lackschicht bereits eine gewisse Härtung der Lackschicht, unabhängig von der späteren Bestrahlung bzw. Belichtung, stattfindet. Der Grad der Härtung infolge der Dunkelreaktion wird durch die mittlere Kettenlänge der Polyvinylalkoholmoleküle mit beeinflußt. Die Wirkung ist um so geringer, je kleiner diese mittlere Kettenlänge ist.

Infolge der Dunkelreaktion können die nicht bestrahlten bzw. belichteten Teile der Lackschicht bei der Entwicklung nicht oder nur teilweise entfernt werden (was auch als Schleierbildung bezeichnet wird). Unter diesen Umständen ist es schwierig, eine getreue und scharf abgegrenzte Abbildung des Musters zu bewerkstelligen.

Zur Erzeugung einer einwandfreien Abbildung, unter der nicht nur eine getreue Abbildung des erwünschten Musters, sondern auch eine gute Haftung dieses Musters an der Unterlage zu verstehen ist, ist eine bestimmte Bestrahlungs- bzw. Belichtungszeit erforderlich. Diese Zeit ist ein Maß für die Bestrahlungs- bzw. Lichtempfindlichkeit des Lacks.

Die Härtungsgeschwindigkeit durch Bestrahlung bzw. Belichtung hängt auch von der mittleren Kettenlänge der Polyvinylalkoholmoleküle ab. Die Reaktion ist um so träger, je kleiner die mittlere Kettenlänge ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die zum Erzielen von gut auf der Unterlage haftenden und getreuen Abbildungen des Musters notwendige Bestrahlungs- bzw. Belichtungszeit zu verkürzen, ohne gleichzeitig die Dunkelreaktion zu beschleunigen, unter Verwendung eines Polyvinylalkohols mit erhöhter mittlerer Kettenlänge.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird durch einen eingangs genannten lichtempfind-

3 4

lichen Lack gelöst, der dadurch gekennzeichnet ist, indem Polyvinylalkohol und Bichromat in einem

daß das organische Lösungsmittel aus einem di- Gemisch aus Wasser und einem dipolaren aprotischen

polaren aprotischen Stoff besteht, der praktisch nicht Stoff, der praktisch nicht mit dem Bichromat reagiert,

mit dem Bichromat reagiert, bei Zimmertemperatur bei Zimmertemperatur gut wasserlöslich ist und einen

gut wasserlöslich ist und einen höheren Siedepunkt 5 höheren Siedepunkt als Wasser hat, gelöst werden,

als Wasser aufweist. Die dipolaren aprotischen Stoffe, die gemäß der

Die Lichtempfindlichkeit dieses Lackes ist größer Erfindung zur Erhöhung der Bestrahlungs- bzw.

als die eines entsprechenden Lackes ohne diesen Zu- Lichtempfindlichkeit der durch Bestrahlen härtbaren

satz. Lacke Anwendung finden, unterscheiden sich von

Unter einem dipolaren aprotischen Stoff ist eine io Stoffen, die bei Zusatz zu durch Bestrahlen härtbaren

Verbindung zu verstehen, die einen Dipol aufweist Lacken gleichfalls die Bestrahlungs- bzw. Lichtemp-

und nicht imstande ist, Protonen abzuspalten oder findlichkeit erhöhen, wie z. B. Äthylenglykol, insbe-

Wasserstoffbrücken mit anderen, nukleophilen Stoffen sondere dadurch, daß die Erhöhung der Bestrah-

zu bilden. — Es sei bemerkt, daß der gemäß der lungs- bzw. Lichtempfindlichkeit nicht mit einer Be-

DT-PS 9 47 853 als Lösungsmittel benutzte Alkohol 15 schleunigung der Dunkelreaktion verbunden ist.

als protische Verbindung im lichtempfindlichen Lack Selbstverständlich können im Lack auch mehrere

nach der Erfindung nicht anwendbar ist. dipolare aprotische Stoffe gleichzeitig vorhanden

Beim Vorhandensein eines dipolaren aprotischen sein.

Stoffes im Lack wird die Geschwindigkeit der Aceton, Acetonitril und Nitrobenzol, die üblicher-

Dunkelreaktion nicht erhöht. Diese Geschwindigkeit 20 weise auch zu den dipolaren aprotischen Stoffen ge-

ist in bestimmten Fällen sogar kleiner als bei einem rechnet werden, können in den lichtempfindlichen

entsprechenden Lack ohne diesen Zusatz. Lacken nach der Erfindung nicht angewandt werden:

Es stellt sich in der Praxis jedoch heraus, daß Aceton und Acetonitril haben einen niedrigeren

nicht jeder dipolare aprotische Stoff zur Lösung der Siedepunkt als Wasser, und Nitrobenzol ist schlecht

der Erfindung zugrunde liegenden Aufgabe gleich gut 25 wasserlöslich,

brauchbar ist. Auf einfache Weise läßt sich bestimmen, ob ein

Einige dipolare aprotische Stoffe erhöhen zwar die bestimmter dipolarer aprotischer Stoff von Bichromat Bestrahlungs- bzw. Lichtempfindlichkeit des Lacks, oxydiert wird. Zu diesem Zweck werden unter Ausaber sie reagieren selbst mit dem Bichromat. Ein Bei- Schluß von aktinischem Licht ein Volumenteil einer spiel für einen solchen Stoff ist Dimethylsulfoxid. 30 25gewichtsprozentigen Ammoniumbichromatlösung Mit diesem Stoff wird somit die Aufgabe der Erfin- in Wasser, ein Volumenteil Wasser und ein Volumendung nicht gelöst. Deshalb muß die Bedingung ge- teil des zu untersuchenden dipolaren aprotischen stellt werden, daß der dipolare aprotische Stoff selbst Stoffes zusammengefügt. Erfolgt eine Oxydation, so praktisch nicht durch das Bichromat oxydiert wird. ist nach wenigen Stunden eine Farbänderung von

Zur Herstellung einer homogenen Lackschicht ist 35 Orange nach Braun wahrnehmbar. Der Versuch wird

es weiter notwendig, daß der dipolare aprotische bei einer Temperatur von 20° C durchgeführt.

Stoff bei Zimmertemperatur gut wasserlöslich ist. Es Bei Äthylenkarbonat und Sulfolan läßt sich z. B.

ist ebenfalls notwendig, daß der dipolare aprotische nach 24 Stunden unter diesen Umständen keine

Stoff während der Trocknung der Lackschicht Farbänderung feststellen, bei N-Methylpyrrolidon

weniger schnell verdampft als das Wasser, so daß 40 erfolgt eine kaum feststellbare Verfärbung. Bei

sein Siedepunkt höher als der des Wassers sein muß. Dimethylsulfoxid ist die Lösung nach wenigen Stun-

Bei Verwendung eines derartigen erfindungs- den braun gefärbt, bei Äthylenglykol erfolgt eine

gemäßen Lacks kann im allgemeinen die Bestrah- solche Farbänderung bereits nach wenigen Minuten,

lungs- bzw. die Belichtungszeit im Vergleich zu In der nachfolgenden Tabelle sind einige Angaben

einem Lack ohne den erfindungsgemäßen Zusatz auf 45 über dipolare aprotische Stoffe und ihre Eigenschaf-

die Hälfte verringert werden. ten zusammengestellt. Die Nummer in der ersten

Einige dipolare aprotische Stoffe, die die zuvor Spalte entspricht der Nummer der Figur auf dem

aufgeführten Merkmale aufweisen, reagieren mit Formelblatt, die zweite Spalte gibt den Namen des

Wasser unter Hydrolyse, wie Propansulton und ge- betreffenden dipolaren aprotischen Stoffes, die dritte

ringfügig auch y-Butyrolacton und Dimethylform- 50 Spalte die Siedepunkte und die vierte Spalte die zu

amid. Zwar sind mit diesen Stoffen durch Bestrahlen verwendenden Mengen zur Erreichung eines opti-

härtbare Lacke mit erhöhter Lichtempfindlichkeit malen Effektes in Gewichtsprozent, bezogen auf die

herstellbar, aber diese wäßrigen Lacke sind instabil im Lack vorhandene Menge an Polyvinylalkohol, an.

und müssen bald nach der Herstellung verarbeitet In der fünften Spalte sind schließlich noch einige werden. Bei der Hydrolyse werden nämlich proto- 55 allgemeine Angaben aufgeführt,

nische Verbindungen gebildet, die eine Erniedrigung Die lichtempfindlichen Lacke nach der Erfindung

des pH-Wertes herbeiführen und dadurch die Dunkel- enthalten die in derartigen Lacken üblichen PoIy-

reaktion fördern. Bei der Hydrolyse können auch vinylalkohole, d.h. die wasserlöslichen mit einem

oxydierbare Stoffe gebildet werden, die mit dem Bi- mittleren Molekulargewicht zwischen 50 000 und chromat reagieren. Dimethylformamid ist überdies ⁶° 70 000, die in einer wäßrigen Lösung von 4 g je

besonders hygroskopisch. 100 ml eine Viskosität zwischen 21 und 26 cP auf-

Vorzugsweise werden deshalb dipolare aprotische weisen. Als Beispiel sei ein zu 88% hydrolysiertes

Stoffe verwendet, die bei Zimmertemperatur prak- Polyvinylacetat mit den zuvor genannten Kenndaten

tisch nicht mit Wasser reagieren, wie N-Methyl- erwähnt (Typ A). Es hat sich jedoch herausgestellt, pyrrolidon, Äthylenkarbonat, Propenkarbonat, Tetra- ⁶5 daß die Polyvinylalkohole mit höheren Molekular-

hydrothiophen-l,l-dioxyd (Sulfolan), Dimethylacet- gewichten (größeren mittleren Kettenlängen), die

amid. zwar lichtempfindlicher, aber infolge der zu schnellen

Die erfindungsgemäßen Lacke werden hergestellt, Dunkelreaktion weniger brauchbar sind, bei der er-

findungsgemäßen Anwendung dipolarer aprotischei Stoffe dennoch gute Ergebnisse liefern, weil anscheinend die Dunkelreaktion unterdrückt wird. Durch Verwendung dieser hochmolekularen Polyvinylalkohole ist eine zusätzliche Vergrößerung der BeTabelle 1 _:

strahlungs- bzw. Lichtempfindlichkeit erzielbar. Beispiele für diese Polyvinylalkohole sind solche mit einem mittleren Molekulargewicht von 89 000 (Typ B) bzw. 96 000 (Typ C). Beide Materialien bestehen aus Polyvinylacetat mit einem Hydrolysegrad von 88%.

Nr. der
Figur

Name

Siedepunkt
in ⁰C

Zu verwendende
Menge in
Gewichtsprozent

Bemerkungen

1	y-Butyrolacton	206	25 bis 30	geringe Hydrolyse
2	Propansulton	150 (10 mm Hg)		hydrolysiert
3	N-Methylpyrrolidon	205	20 bis 25
4	Äthylenkarbonat	245	15 bis 20
5	Propenkarbonat
6	Sulfolan	290	etwa 15
7	Dimethylacetamid	165,5	30
8	Dimethylformamid	153		geringe Hydrolyse, stark
				hygroskopisch
9	Dimethylsulfoxid	189		wird durch Bichromat oxydiert

Ein im Rahmen der Erfindung brauchbarer durch Bestrahlen härtbarer lichtempfindlicher Lack hat die folgende Zusammensetzung:

5 g Polyvinylalkohol vom Typ A
0,5 g (NH₄)₂Cr₂0₇

95 g H₂O

0,72 bis 2 g eines dipolaren aprotischen Stoffes, wie er zuvor definiert ist

Der Lack kann weiter Farbstoffe und Pigmente enthalten.

Die Menge, an dipolarem aprotischem Stoff beträgt üblicherweise 10 bis 40 Gewichtsprozent, berechnet auf das Gewicht des Polyvinylalkohole, vorzugsweise 15 bis 30 Gewichtsprozent.

Unter 15% wird der zu erzielende Effekt geringer und wenig reproduzierbar,. über 30% ergeben sich häufig klebrige Lackschichten, obgleich beispielsweise mit Äthylenkarbonat bis zu 50 Gewichtsprozent noch brauchbare Lackschichten entstehen. Im allgemeinen genügt ein um so niedrigerer Gehalt an dipolarem aprotischem.Stoff, je geringer dessen Flüchtigkeit ist.

Die Lacke nach der Erfindung können mit besonderem Vorteil bei der Herstellung von Bildwiedergabeschirmen für Kathodenstrahlröhren Anwendung finden, z. B. von Farbbildwiedergabeschirmen, auf deren Fenster unter Verwendung eines durch Bestrahlen härtbaren Lacks eine Leuchtschicht aufgebracht wird. Dabei werden mindestens zwei Stoffe, die bei Elektronenanregung in verschiedenen Farben aufleuchten, sowie gegebenenfalls ein Stoff, der nicht im sichtbaren Spektrum aufleuchtet und kein Licht durchläßt, nach einem bestimmten Muster auf dem Schirm aufgebracht. Das Muster kann je nach dem Typ der Kathodenstrahlröhre aus Punkten oder Streifen bestehen.

Die Herstellung des Musters erfolgt in mehreren Stufen, bei denen nacheinander die verschiedenen Leuchtstoffe aufgebracht werden.

Die Aufbringung der Leuchtstoffe selbst kann auf verschiedene Weise erfolgen.

a) Der aufzubringende Leuchtstoff wird im lichtempfindlichen Lack suspendiert. Die Suspension wird auf dem Fenster aufgebracht und getrocknet. Dann wird die Lackschicht an den Stellen bestrahlt, an denen ein Punkt, ein Streifen oder ein sonstiger Teil der Oberfläche des Fensters mit dem betreffenden Leuchtstoff bedeckt werden soll. Die bestrahlten Teile der Lackschicht werden in bestimmten Lösungsmitteln unlöslich. Diese Lösungsmittel brauchen nicht die gleichen zu sein wie das Lösungsmittel, mit dem der lichtempfindliche Lack hergestellt worden war. Dann werden das Bindemittel und der Leuchtstoff durch Waschen mit einem Lösungsmittel von den unbestrahlten Stellen entfernt. Nach diesen Bearbeitungen ist das Fenster nach einem bestimmten Muster mit einer Leuchtstoffschicht überzogen. Auf diese Weise können verschiedene Leuchtstoffe nacheinander auf dem Fenster aufgebracht werden, bis sich der erwünschte Farbbildwiedergabeschirm ergibt.

b) Bestimmte Leuchtstoffe können oder sollen nicht im lichtempfindlichen Lack suspendiert werden. Dafür kann es mehrere Gründe geben. Einige Leuchtstoffe werden durch Bichromat angegriffen. Beim Vorhandensein dieser Stoffe im Lack nimmt die Empfindlichkeit des Lacks schnell ab, während sich die Zusammensetzung des Leuchtstoffes durch Oxydation derart ändern kann, daß die Leuchteigenschaften ganz oder zum Teil verlorengehen. Auch ist es möglich, daß der Leuchtstoff eine derart große Menge der zur Härtung des lichtempfindlichen Lacks erforderlichen Strahlung absorbiert, daß innerhalb einer angemessenen Zeit keine oder keine genügende Reaktion, die zur erwünschten Härtung der Lackschicht führen muß, stattfindet.

In diesen Fällen wird das Fenster mit einer Schicht des durch Bestrahlen härtbaren Lacks bedeckt, die nach dem gewünschten Muster bestrahlt und unlöslich gemacht wird. Der Lack enthält in diesem Fall keinen Leuchtstoff. Wenn die Bestrahlung nicht allzu lange fortgesetzt wird, können die unlöslichen Teile der Lackschicht durch Benetzung mit einem Lösungsmittel noch etwas klebrig werden.

Zur Anbringung des Leuchtstoffs können noch zwei weitere Verfahren benutzt werden:

Nach einem ersten Verfahren werden die unbestrahlten Teile der Lackschicht weggewaschen, wobei

die bestrahlten Teile etwas quellen und klebrig werden können. Dann wird über das Fenster eine Suspension des anzubringenden Stoffes in einem geeigneten Lösungsmittel ausgebreitet. Auf dem klebrigen Lackmuster haften die Körner der anzubringenden Stoffe. Von allen anderen Stellen wird der Stoff durch Waschen mit einer geeigneten Flüssigkeit entfernt.

Nach einem zweiten Verfahren wird nach der Bestrahlung über die Lackschicht unmittelbar eine

im Wassergehalt der Lackschicht und daher weniger von der Temperatür und der Feuchtigkeit des Raums, in dem das Verfahren durchgeführt wird, und auch von der Trocknungsweise ab. Außerdem kann bei 5 einer Erniedrigung der Polyvinylälkoholkonzeritration die Bichromatkonzentration proportional erniedrigt werden, ohne daß die Geschwindigkeit der Dunkelreaktion zunimmt. Dies bedeutet in der Praxis, daß ein durch Bestrahlen härtbarer Lack beliebig verSuspension des anzubringenden Stoffs in einem ge- ίο dünnt werden kann, bis die gewünschte Viskosität eigneten Mittel ausgebreitet, das die bestrahlten Teile erreicht ist. : . :

der Lackschicht etwas klebrig macht, wonach das Ein weiterer Vorteil besteht in der Verwendung

Mittel verdampft wird. Durch Waschen mit einem bipolarer aprotischer Stoffe, die einer etwaigen VerLösungsmittel für den unbestrahlten bzw. unbelich- ringerung der Bestrahlungs- bzw. Lichtempfindlichteten Lack wird dieser zusammen mit den darauf 15 keit des Lacks infolge einer Reaktion des Bichromats befindlichen Körnern des anzubringenden Stoffes beseitigt. Die Körner des anzubringenden Stoffes haften
an den bestrahlten und klebrigen Teilen der Lackschicht.

Wenn die so erhaltene Kornschicht nicht dicht genug ist, kann der ganze Vorgang wiederholt werden. Es wurde nun gefunden, daß es vorteilhaft ist, beim Anbringen von Leuchtstoffen auf Fenstern von Kathodenstrahlröhren, insbesondere zur Wiedergabe von Farbbildern* den erfindungsgemäßen lichtempfindlichen Lack zu verwenden.

Bei der erörterten Herstellung von Bildwiedergabeschirmen müssen verhältnismäßig große reckteckige
Flächen mit einer dünnen Schicht des durch Bestrahlen härtbaren Lacks überzogen werden, die eine 30 Feuchtigkeit von 50 % getrocknet werden,
gleichmäßige Dicke und einen auf der ganzen Fläche Dann werden die erhaltenen Lackschichten hinter

konstanten niedrigen Wassergehalt aufweist. Hier- einer Vorlage belichtet, die sich im Abstand von durch treten beim Trocknen der Lackschicht beson- 1 mm parallel zur Lackschicht erstreckt. Die Vorlage dere Schwierigkeiten auf. Das Trocknen der Lack- besteht aus einer geschwärzten Platte, die mit einer schicht muß über die ganze mit Lack überzogene 35 Vielzahl regelmäßig angeordneter runder Löcher mit Fläche mit der gleichen Geschwindigkeit und im einem Durchmesser von je 0,4 mm versehen ist. Als gleichen Ausmaß erfolgen. Die zu erreichende Lichtquelle dient eine wassergekühlte Hochdruck-Feuchtigkeit hängt bei Lackschichten mit Lacken, quecksilberdampfentladungslampe, die 50 cm von der die nur Wasser als Lösungsmittel enthalten, stark Lackschicht entfernt angeordnet ist. Mit einer Blende von der Temperatur und der relativen Feuchtigkeit 40 ist es möglich, aneinandergrenzende Teile der Lackder Atmosphäre ab. Bereits bei geringen Unter- schicht von je 1,5-6 cma während der nachfolgenden schieden in der Feuchtigkeit oder der Temperatur Zeiträume zu belichten: ¹A, V2, 1, 2 und 4 Minuten, können große Unterschiede im zu erreichenden Selbstverständlich ist es auch möglich, andere

Wassergehalt auftreten. Die Feuchtigkeit und die aktinische Lichtquellen (mit Strahlung im Bereich Temperatur im Raum, in dem dieses Verfahren 45 zwischen 3000 und 4000 A), z. B, Jodlampen, bei durchgeführt wird, müssen somit genau konstant ge- angepaßten Abständen und Belichtungszeiten zu verhalten werden. Insbesondere plötzliche Änderungen
dieser Größen müssen unbedingt verhindert werden.
Wenn durch Bestrahlen härtbare Lackschichten,

die gegebenenfalls Leuchtstoffe enthalten können, 50 dem Wasser entwickelt, wonach das Bild an der Luft mehrmals nacheinander aufgebracht werden, ist: es getrocknet wird. Das Bild wird dann untersucht auf oftmals erwünscht, mehrere Lacke mit verschiedener
Viskosität und verschiedenen Fließeigenschaften zu
verwenden. Dies ist am einfachsten durch die Anwendung verschiedener Polyvinylälkoholkonzentra- 55
tionen erreichbar. Bei Lacken, die nur Wasser als

mit im Lack suspendierten Leuchtstoffen entgegenwirken. -,-. ■■·. .,;;_: . :■. ■ ■;■■■ . - -.· . ·." ■■ .'"■■'

Beispiel 1

Glasplatten, die zuvor in einem Bichromat-Schwefelsäure-Gemisch entfettet und dann mit entionisiertem Wasser gespült worden sind, werden wie folgt mit einer 0,010 bis 0,012 mm dicken Lackschicht versehen:

Eine zum Erzielen der erwähnten Dicke genügende Lackmenge wird mit einem gleitenden Gießspalt oder durch Zentrifugieren gleichmäßig über die Glasplatten verteilt, wonach die mit Lack bedeckten Platten bei Zimmertemperatur an Luft mit einer relativen

wenden.

Nach der Bestrahlung bzw. Belichtung werden die Schichten durch längeres Spülen in langsam fließen-

Lösungsmittel enthalten, wird bei einer Erniedrigung der Polyvinylalkoholkonzentrationen eine proportionale Erniedrigung der Bichromatkonzentration unzulässig sein, weil in diesem Falle die Geschwindigkeit der Dunkelreaktion zunimmt. Wird die Bichromatkonzentration mehr als proportional erniedrigt, so nimmt die Bestrahlungs- bzw. Lichtempfindlichkeit des Lacks ab. Dies ist auch der Fall, wenn Äthylenglykol im Lack vorhanden ist.

Bei der Anwendung von Lacken nach der Erfindung wurde folgendes festgestellt: Die Geschwindigkeit der Lichtreaktion hängt weniger von Änderungen

a) Bestrahlungs- bzw. Lichtempfindlichkeit, d. h., es wird ermittelt, welche Bestrahlungs- bzw. Belichtungszeit zum Erzielen einer einwandfreien Abbildung, bei der sämtliche Maskenlöcher als Punkte. mit einem etwas größeren Durchmesser an den richtigen Stellen abgebildet sein müssen, erforderlich war; .

b) Dunkehreaktion, d. h. das Vorhandensein von Lackresten an nicht bestrahlten bzw. belichteten Stellen.

Ergebnis bei einem bekannten Lack der
Zusammensetzung

5 g Polyvinylalkohol vom Typ A
0,59 g (NH₄)₂Cr₂O₇
95 g Wasser

Die Dicke der Lackschicht nach dem Trocknen in Luft mit einer relativen Feuchtigkeit von 5O°/o beträgt 0,011 mm.

Bild nach

¹U Minute: keine Punkte
¹It Minute: einige Punkte

1 Minute: Punkte vorhanden, jedoch verzerrt und

versetzt

2 Minuten: wie bei 1 Minute, weniger Unordnung 4 Minuten: einwandfreie oder nahezu einwandfreie

Abbildung

Dunkelreaktion nach 4 Minuten: An den nicht bestrahlten bzw. belichteten Stellen eine nicht sichtbare organische Schicht (bestimmbar durch einen Kratzversuch).

Ergebnis bei Lacken, die einen dipolaren
aprotischen Stoff enthalten

Lacke, die dadurch erhalten werden, daß dem zuvor erwähnten Lack je 5 g Polyvinylalkohol die folgenden Stoffe zugesetzt wurden:

1,5 g Dimethylacetamid
1,25 bis 1,5 g y-Butyrolacton
1,00 bis 1,25 g N-Methylpyrrolidon
0,75 bis 1,00 g Äthylenkarbonat
0,75 g Sulfolan

zeigen bei Zusatz von 0,75 g Äthylenkarbonat bei einer Dicke der Lackschicht von 0,011 mm im Mittel das nachfolgend beschriebene erhaltene Bild:
Bild nach

¹U Minute: bereits Punkte vorhanden

¹Zi Minute: sämtliche Punkte vorhanden

1 Minute: nahezu einwandfreies Bild

2 Minuten: einwandfreies Bild
4 Minuten: einwandfreies Bild

Dunkelreaktion nach 4 Minuten: An den nicht bestrahlten bzw. belichteten Stellen keine Lackreste.

Bei Verwendung eines Polyvinylalkohols mit einem höheren Molekulargewicht (Typ C) war bei einer 0,011 mm dicken Lackschicht das Ergebnis wie folgt (s. Tabelle 2):

Tabelle 2	Bekannte Lackzusammen	Mit 15 Gewichts
	setzung	prozent
		Äthylenkarbonat
	einige Punkte	nahezu sämt
Bild nach		liche Punkte
1U Min.		vorhanden
	sämtliche Punkte,
Bild nach	Unordnung
V« Min.	sämtliche Punkte,	einwandfreies
Bild nach	weniger Unordnung	Bild
IMin.	einwandfreies Bild	einwandfreies
Bild nach		Bild
2 Min.	einwandfreies Bild	einwandfreies
Bild nach		Bild
4 Min.	kräftige Schichtbildung	keine oder nur
Dunkel	an nicht belichteten	wenige orga
reaktion	Stellen, wodurch die an	nische Reste
	sich einwandfreien	an nicht be
	Bilder wieder zur Ver	lichteten
	zerrung neigen	Stellen

Beispiel 2

Herstellung eines Farbbildwiedergabeschirmes für eine Kathodenstrahlröhre mit einer Lochmaske

Es wurde eine Suspension eines Leuchtstoffes mit der nachfolgenden Zusammensetzung hergestellt:

1200 ml Wasser

ίο 60 g Polyvinylalkohol (hydrolysiertes Polyvinylacetat, Hydrolysegrad 88%, mittleres Molekulargewicht etwa 70 000) 10 g Ammoniumbichromat 10 ml N-Methylpyrrolidon is 375 g eines bekannten Leuchtstoffes

Die Suspension enthielt weiter etwas Antischaummittel. Zur Anbringung eines Punktmusters auf dem Fenster einer 59-cm-Kathodenstrahlröhre werden in

so das Fenster, das aus einem muldenförmigen Glasstück mit einer Bodenfläche von etwa 2000 m² besteht, 150 ml dieser Suspension gegossen. Das Fenster wird gedreht, gekippt und der Überschuß der Suspension ausgegossen. Nach dem Trocknen der Lackschicht durch Bestrahlen mit Infrarotlampen wird die Lackschicht mit Hilfe einer zeitweise vor dem Fenster angeordneten Lochmaske mit einem Punktmuster bestrahl bzw. belichtet. Hierzu wird eine Ultraviolettlampe benutzt. Die Dicke der Lackschicht beträgt etwa 15 bis 20 Mikron. Die Bestrahlungs- bzw. Belichtungsquelle, eine Hochdruckquecksilberentladungslampe, steht während der Bestrahlung bzw. Belichtung in bezug auf die Kombination Lochmaske/Fenster mit der Lackschicht im Ablenkpunkt des Elektronenstrahls, der in der fertigen Kathodenstrahlröhre die anzubringenden Punkte zum Leuchten anregen muß.

Dies sichert eine richtige Ortsbestimmung des anzubringenden Punktmusters in bezug auf die Loch- maske und die entsprechenden Elektronenstrahlerzeugungssysteme der herzustellenden Kathodenstrahlröhre.

Nach der Bestrahlung bzw. Belichtung wird die Lochmaske entfernt und das latente Bild mit Wasser entwickelt. Die nicht bestrahlten bzw. belichteten Teile der Lackschicht werden weggewaschen, und das gewünschte Punktmuster erscheint. Das Muster wird dann getrocknet.

Auf diese Weise werden nacheinander drei Punktmuster mit rot, grün und blau aufleuchtenden Stoffen aufgebracht. Dabei befindet sich die Bestrahlungsbzw. Belichtungsquelle jeweils im betreffenden Ablenkpunkt, während die gleiche Lochmaske benutzt wird. Nachdem die Punktmuster aufgebracht worden sind, werden die Leuchtstoff schichten in bekannter Weise mit einer dünnen Metallschicht, ζ. Β. einer Aluminiumschicht, überzogen. Dann werden das Bindemittel ausgeheizt und die Lochmaske montiert. Das Ganze wird mit dem Konusteil einer Kathodenstrahlröhre verschmolzen. Danach werden die Elektronenstrahlerzeugungssysteme an den Hals der Röhre eingeschmolzen, und die Röhre wird evakuiert. Enthält die Lacksuspension kein N-Methylpyrrolidon, so beträgt die erforderliche Bestrahlungs-

bzw. Belichtungszeit 18 Minuten. Mit dem im Beispiel 1 beschriebenen Lack wird diese Bestrahlungsbzw. Belichtungszeit um einen Faktor von etwa 2,3 kürzer, sie beträgt nämlich nur noch 8 Minuten.

Wird an Stelle von 10 ml N-Methylpyrrolidon dem Lack 12 ml Äthylenkarbonat zugesetzt, so ist die Bestrahlungs- bzw. Belichtungszeit um einen Faktor 2,6 kürzer, nämlich nur noch 7 Minuten.

Wenn dem Lack statt eines dipolaren aprotischen Stoffs 15 ml Äthylenglykol zugesetzt wird, muß mit Rücksicht auf die dabei auftretende Beschleunigung der Dunkelreaktion die Bichromatkonzentration auf die Hälfte reduziert werden, während die Bestrahlungs- bzw. Belichtungszeit nur um einen Faktor 1,8 kürzer wird. Sie beträgt nämlich dann 10 Minuten.

Weil beim Zusatz eines dipolaren aprotischen Stoffs die Dunkelreaktion unterdrückt wird, kann der Polyvinylalkohol mit einer Kettenlänge von etwa 70 000 in dem genannten Beispiel durch einen Polyvinylalkohol mit einer Kettenlänge von etwa 90 000 ersetzt werden, ohne daß eine lästige Schleierbildung infolge der Dunkelreaktion auftritt. Die erforder-

liehe Bestrahlungs- bzw. Belichtungszeit kann dabei etwa um weitere 30% auf 5,5 Minuten im Beispiel mit N-Methylpyrrolidon oder auf 5 Minuten beim Vorhandensein von Äthylenkarbonat reduziert werden.

Der Zusatz dipolarer aprotischer Stoffe beeinträchtigt die Helligkeit der Leuchtstoffe nicht.

Auch die beim Verfahren angewandte Lochmaske, die aus einer durch Ätzen mit Löchern versehenen Metallplatte besteht und einen wesentlichen Teil der im Beispiel beschriebenen sogenannten Lochmaskenröhre bildet, kann in geeigneter Weise mit Hilfe des erfindungsgemäßen Lacks auf photomechanischem Wege hegestellt werden.

Bei Verwendung des erfindungsgemäßen Lacks ist neben weiteren Vorteilen eine erhebliche Zeiteinsparung bei der Herstellung von Kathodenstrahlröhren erzielbar.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Lichtempfindlicher Lack, der in einem Lösungsmittelgemisch aus Wasser und einem organischen Lösungsmittel Polyvinylalkohol und ein Bichromat enthält, dadurch gekennzeichnet, daß das organische Lösungsmittel aus einem dipolaren aprotischen Stoff besteht, der praktisch nicht mit dem Bichromat reagiert, bei Zimmertemperatur gut wasserlöslich ist und einen höheren Siedepunkt als Wasser aufweist.

2. Lack nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der dipolare aprotische Stoff praktisch nicht durch Wasser hydrolysiert wird.

3. Lack nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß er den dipolaren aprotischen Stoff in Mengen von 10 bis 40 Gewichtsprozent, vorzugsweise 15 bis 30 Gewichtsprozent, bezogen auf das Gewicht des Polyvinylalkohols im Lack, enthält.

4. Lack nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß er mindestens einen dipolaren aprotischen Stoff enthält, der aus der aus Äthylenkarbonat, Propenkarbonat, Sulfolan, N-Methylpyrrolidon und Dimethylacetamid bestehenden Gruppe gewählt ist.

5. Verwendung des Lacks nach den Ansprüchen 1 bis 4 zur photomechanischen Behandlung von Gegenständen.

6. Verwendung des Lacks nach den Ansprüchen 1 bis 4 zum Anbringen von Leuchtstoffen auf Bildwiedergabeschirmen für Kathodenstrahlröhren auf photomechanischem Wege.