DE19516883A1 - Low pressure mould used to print printing inks - Google Patents

Low pressure mould used to print printing inks

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DE19516883A1
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Joachim Weitzel
Heinz Mohr
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41NPRINTING PLATES OR FOILS; MATERIALS FOR SURFACES USED IN PRINTING MACHINES FOR PRINTING, INKING, DAMPING, OR THE LIKE; PREPARING SUCH SURFACES FOR USE AND CONSERVING THEM
    • B41N3/00Preparing for use and conserving printing surfaces
    • B41N3/003Preparing for use and conserving printing surfaces of intaglio formes, e.g. application of a wear-resistant coating, such as chrome, on the already-engraved plate or cylinder; Preparing for reuse, e.g. removing of the Ballard shell; Correction of the engraving
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C14/00Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/06Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the coating material
    • C23C14/0641Nitrides

Abstract

A low pressure mould has a thin layer of metal, metal nitride, carbide, silicide, or boride sputtered upon it. The prodn. of the moulding is also claimed.

Description

Die Erfindung betrifft eine Tiefdruckform mit erhöhter Abriebbeständigkeit, vorzugsweise auf der Basis einer Polymertiefdruckform sowie ein Verfah­ ren zur Herstellung dieser Tiefdruckform und ihre Verwendung insbeson­ dere zum Verdrucken von Druckfarben, welche ein oder mehrere abrasive anorganische Pigmente und/oder Pigmente mit einer mittleren Partikel­ größe von mehr als 2 µm enthalten.The invention relates to a gravure form with increased abrasion resistance, preferably on the basis of a polymer rotogravure form and a process ren for the production of this gravure form and its use in particular those for printing printing inks which have one or more abrasive inorganic pigments and / or pigments with a medium particle size of more than 2 µm included.

Tiefdruckformen weisen an ihrer Oberfläche Vertiefungen auf, die mit Druckfarbe gefüllt werden, welche dann anschließend auf das zu be­ druckende Substrat übertragen wird.Intaglio printing forms have depressions on their surface that coincide with Ink can be filled, which is then to be printing substrate is transferred.

Als Tiefdruckformen können z. B. Stahl- oder Kupferstiche verwendet werden, deren Herstellung jedoch aufwendig und teuer ist. Üblicherweise werden Druckformen hergestellt einerseits durch galvanische Beschich­ tung mit Chrom, Nickel und/oder Chromnitrid und andererseits durch die vollständige Beschichtung des Trägermaterials. Diese Verfahren sind aber sehr aufwendig und kostenintensiv.As gravure forms z. B. steel or copperplate engravings are, but the manufacture of which is complex and expensive. Usually printing forms are produced on the one hand by means of galvanic coating tion with chrome, nickel and / or chrome nitride and on the other hand through the complete coating of the carrier material. However, these procedures are very complex and expensive.

Demgegenüber sind Polymertiefdruckformen wie z. B. Photopolymertief­ druckformen billiger und können daher auch bei kleineren Auflagen wirt­ schaftlich verwendet werden. Nachteilig ist jedoch, daß Polymertiefdruck­ formen eine nicht allen Anforderungen gerecht werdende Oberflächen­ härte aufweisen. So werden Polymertiefdruckformen insbesondere bei Verwendung von Druckfarben, welche abrasive anorganische Pigmente und/oder Pigmente mit relativ großer Partikelgröße enthalten, rasch unbrauchbar. Daneben sind die Polymertiefdruckformen häufig nicht ausreichend chemikalienbeständig und werden z. B. durch die in Druck­ farben verwendeten Lösungsmittel angegriffen.In contrast, polymer rotogravure forms such. B. Photopolymer depth printing forms cheaper and can therefore also host smaller runs be used for commercial purposes. The disadvantage, however, is that the polymer rotogravure form a surface that does not meet all requirements exhibit hardness. Polymer rotogravure forms, in particular, are used for Use of printing inks, which are abrasive inorganic pigments and / or contain pigments with a relatively large particle size, quickly unusable. In addition, the polymer rotogravure forms are often not sufficiently resistant to chemicals and z. B. by the in print used solvents.

Eine Erhöhung der Oberflächenhärte durch direkte elektrolytische Ab­ scheidung einer Metallschicht ist nicht möglich, da die Polymertiefdruck­ formen üblicherweise eine unzureichende Leitfähigkeit aufweisen. An increase in surface hardness through direct electrolytic ab Separation of a metal layer is not possible because of the gravure printing shapes usually have insufficient conductivity.  

In DE 22 39 018 wird vorgeschlagen Druckplatten, welche mit einer strahlungsempfindlichen Beschichtung versehen sind, durch Aufdampfen einer Metallschicht zu härten und abriebfester zu machen. Es wurde jedoch festgestellt, daß die durch das Aufdampfen erhaltenen Metall­ schichten relativ weich sind und Polymertiefdruckplatten nicht die erforderliche Oberflächenhärte vermitteln können.DE 22 39 018 proposes printing plates which have a radiation-sensitive coating are provided by vapor deposition harden a metal layer and make it more abrasion-resistant. It was however, found that the metal obtained by the evaporation layers are relatively soft and rotogravure plates are not can convey the required surface hardness.

Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung bestand in der Bereitstellung von Tiefdruckformen, die leicht herzustellen sind und gleichzeitig eine hohe Abriebbeständigkeit aufweisen.An object of the present invention was to provide Gravure forms that are easy to manufacture and high at the same time Have abrasion resistance.

Überraschenderweise wurde nun gefunden, daß die erfindungsgemäßen Tiefdruckformen leicht hergestellt werden können und keine der oben an­ gegebenen Nachteile aufweisen.Surprisingly, it has now been found that the inventive Gravure forms can be made easily and none of the above given disadvantages.

Gegenstand der Erfindung sind Tiefdruckformen, auf welche zur Erhöhung der Abriebbeständigkeit eine dünne Schicht aus Metall, Metallnitrid, Metallcarbid, Metallsilizid, Metallborid und/oder Kombinationen dieser Materialien aufgesputtert ist. Vorzugsweise werden Tiefdruckformen auf der Basis von Polymertiefdruckformen verwendet. Weiterhin können gravierte PVC-Folien sowie gravierbare Beschichtungen aus einem Kunststoff oder einem Kunststoffgemisch verwendet werden.The invention relates to gravure forms on which to increase abrasion resistance a thin layer of metal, metal nitride, Metal carbide, metal silicide, metal boride and / or combinations of these Sputtered materials. Gravure forms are preferably used the basis of rotogravure printing plates. Can continue engraved PVC films as well as engravable coatings from one Plastic or a plastic mixture can be used.

Gegenstand der Erfindung ist weiter ein Verfahren zur Herstellung der erfindungsgemäßen Tiefdruckform sowie deren Verwendung zum Ver­ drucken von Druckfarben, welche ein oder mehrere abrasive anorganische Pigmente und/oder Pigmente mit einer mittleren Partikelgröße von mehr als 2 µm enthalten.The invention further relates to a method for producing the Gravure form according to the invention and their use for Ver printing inks containing one or more abrasive inorganic Pigments and / or pigments with an average particle size of more contained as 2 µm.

Die Aufbringung einer dünnen Schicht aus Metall, Metallnitrid, Metall­ carbid, Metallsilizid, Metallborid und/oder Kombinationen dieser Materialien durch Sputtern auf Tiefdruckformen ist in der Literatur nicht vorbe­ schrieben. In JP 05-042,781 wird lediglich eine Gravurdruckplatte ange­ geben, welche mit einer Tinte abstoßenden Schicht aus einem fluorierten Polymer, wie z. B. PTFE, überzogen ist, wobei u. a. vorgeschlagen wird, diese Schicht aufzusputtern. The application of a thin layer of metal, metal nitride, metal carbide, metal silicide, metal boride and / or combinations of these materials sputtering on gravure forms is not done in the literature wrote. In JP 05-042,781 only an engraving printing plate is specified give which with an ink-repellent layer of a fluorinated Polymer such as B. PTFE, coated, u. a. it is proposed sputter on this layer.  

Die erfindungsgemäßen Tiefdruckformen basieren auf Stahl-, Kupfer- oder Polymertiefdruckformen und insbesondere auf Photopolymertiefdruckfor­ men. Daneben können auch gravierte PVC-Folien, sowie gravierbare Kunststoffbeschichtungen verwendet werden, die anschließend gesputtert werden.The gravure forms according to the invention are based on steel, copper or Polymer rotogravure forms and especially on photopolymer rotogravure men. In addition, can also engraved PVC films, as well as engravable Plastic coatings are used, which are then sputtered become.

Die druckenden Elemente von Tiefdruckformen bestehen aus tiefer­ liegenden Näpfchen, welche durch höherliegende Stege getrennt sind. Von der mit flüssiger Druckfarbe überfluteten Tiefdruckform wird die überschüssige Farbe durch ein Stahllineal (Rakel) oder durch eine Wischvorrichtung abgenommen, so daß die Druckfarbe nur in den tiefer­ liegenden Näpfchen verbleibt. Das zu bedruckende Substrat, wie z. B. Papier, wird durch einen Druckzylinder (Presseur) an die Tiefdruckform gepreßt, wodurch die Druckfarbe aus den Näpfchen auf das zu bedruckende Substrat übertragen wird.The printing elements of gravure forms consist of deeper lying cells, which are separated by higher ridges. From the gravure form flooded with liquid printing ink, the excess paint by a steel ruler (squeegee) or by a Wiper removed, so that the ink is only in the deeper lying well remains. The substrate to be printed, such as. B. Paper is attached to the gravure form by a printing cylinder (impression roller) pressed, causing the ink to flow from the wells to the printing substrate is transferred.

Zur Herstellung der Näpfchen wird z. B. der Precursor der Photopolymer­ druckform, welcher an der Oberfläche mit photopolymerisierbaren Mate­ rialien beschichtet ist, durch eine Photomaske so belichtet, daß die Stege aushärten, während die Näpfchen durch Herauslösen von unbelichtetem photopolymerisierbaren Material hergestellt werden. Die Tiefdruckformen können auch durch andere Verfahren, etwa durch mechanisches Gravie­ ren der Näpfchen, hergestellt werden.For the manufacture of the wells, for. B. the precursor of the photopolymer printing form, which on the surface with photopolymerizable mate rialien is coated, exposed through a photomask so that the webs harden while removing the unexposed cells photopolymerizable material can be produced. The gravure forms can also be done by other methods, such as mechanical engraving ren of the wells.

Die Näpfchen weisen typischerweise eine Abmessung von 5-50 µm auf und können typischerweise in einem Näpfchen/Steg-Verhältnis von bis zu 7 : 1 hergestellt werden. Es sind allerdings auch Abweichungen von diesen Angaben, welche die Erfindung lediglich erläutern und nicht begrenzen sollen, möglich.The wells typically have a dimension of 5-50 microns and can typically be in a well / bridge ratio of up to 7: 1 can be produced. However, there are also deviations from these Information which merely explains the invention and does not limit it should be possible.

Der Ausdruck Tiefdruckform bezeichnet vorstehend und nachfolgend den Druckträger - Tiefdruckplatte und/oder Tiefdruckzylinder -, von dem die Druckfarbe direkt oder indirekt auf das zu bedruckende Substrat über­ tragen wird, während das zur Herstellung der Druckform verwendete Material als Precursor der Druckform bezeichnet wird. The expression intaglio forms above and below that Printing medium - gravure plate and / or gravure cylinder - from which the Printing ink directly or indirectly onto the substrate to be printed will wear while the used to make the printing form Material is referred to as the precursor of the printing form.  

Weiter muß zwischen der erfindungsgemäßen Tiefdruckform, welche mit einer aufgesputterten Beschichtung versehen ist, und der zu deren Herstellung verwendeten, unbeschichteten Tiefdruckform unterschieden werden.Next must between the gravure form according to the invention, which with a sputtered coating is provided, and the other Differentiation used, uncoated gravure form used become.

Precursor von Polymertiefdruckformen und insbesondere von Photopoly­ mertiefdruckformen sind kommerziell erhältlich (z. B. Nylograv-Platten der Fa. BASF, Ludwigshafen). Daneben können auch andere Precursor von Polymertiefdruckformen verwendet werden, wobei mit photopolymerisier­ barem Material beschichtete Precursor von Druckformen bevorzugt sind.Precursor of rotogravure printing forms and especially of photopoly Gravure forms are commercially available (e.g. Nylograv plates from BASF, Ludwigshafen). In addition, other precursors of Polymer rotogravure forms are used, with photopolymerized bar material coated precursors of printing forms are preferred.

Vor der Aufbringung der äußeren dünnen Schicht aus Metall, Metallnitrid, Metallcarbid, Metallsilizid, Metallborid und/oder Kombinationen dieser Ma­ terialien können die Tiefdruckformen gegebenenfalls mit weiteren Schich­ ten wie z. B. Farbmittelschichten, Ausgleichschichten zur Nivellierung der Näpfchentiefe überzogen werden. In einer bevorzugten Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Tiefdruckformen befindet sich zwischen der Ober­ fläche der Druckform und der aufgesputterten Beschichtung keine Zwi­ schenbeschichtung.Before applying the outer thin layer of metal, metal nitride, Metal carbide, metal silicide, metal boride and / or combinations of these Ma The intaglio printing forms can optionally be coated with additional layers ten such as B. colorant layers, leveling layers for leveling the Cup depth to be covered. In a preferred embodiment of the Gravure forms according to the invention is located between the upper area of the printing form and the sputtered coating no two coating.

Die gegebenenfalls mit Zwischenbeschichtungen versehene Polymertief­ druckform wird anschließend z. B. in einem Ultraschallbad gereinigt, wobei zur Reinigung niedere Alkohole, wie z. B. Methanol oder Propanol, Aceton, niedere Halogenkohlenwasserstoffe, wie z. B. Frigen, oder andere geeig­ nete Lösungsmittel verwendet werden können. Die Polymertiefdruckform wird anschließend mit destilliertem Wasser abgespült, getrocknet und zum Aufsputtern der äußeren Schicht in eine Vakuumbeschichtungsanlage gebracht.The polymer depth, optionally provided with intermediate coatings printing form is then z. B. cleaned in an ultrasonic bath, wherein for cleaning lower alcohols, such as. B. methanol or propanol, acetone, lower halogenated hydrocarbons such as e.g. B. Frigen, or other suitable Nete solvents can be used. The polymer rotogravure form is then rinsed with distilled water, dried and dried Sputtering the outer layer into a vacuum coating system brought.

Es ist auch möglich, die Tiefdruckform - gegebenenfalls ohne besondere Vorreinigung oder zusätzlich zu der beschriebenen Ultraschallbehand­ lung - in der Vakuumbeschichtungsanlage durch Sputterätzen oder ähnliche Verfahren zu reinigen. It is also possible to use the gravure form - if necessary, without special Pre-cleaning or in addition to the ultrasound treatment described - in the vacuum coating system by sputter etching or clean similar procedures.  

Zum Aufsputtern der Beschichtung wird ein negativ geschaltetes Target im Fein- oder Hochvakuum mit energiereichen Ionen (z. B. O⁺ oder Edelgas­ ionen) beschossen, wodurch es zur Zerstäubung der Targetoberfläche kommt. Die Energie der Projektpartikel beträgt typischerweise 0,1-20 keV. Der Druck in der Sputterkammer ist im allgemeinen kleiner als 1 × 10-2 mbar und liegt typischerweise zwischen 1 × 10-6 und 1 × 10-2 mbar.To sputter on the coating, a negatively switched target is bombarded with high-energy ions (e.g. O⁺ or noble gas ions) in a fine or high vacuum, as a result of which the target surface is atomized. The energy of the project particles is typically 0.1-20 keV. The pressure in the sputtering chamber is generally less than 1 × 10 -2 mbar and is typically between 1 × 10 -6 and 1 × 10 -2 mbar.

Die Verwendung von Ionen als Projektilpartikel ist bevorzugt. Als Ionen­ quelle bevorzugt ist ein Edelgasplasma, welches durch ein Gleich- oder Wechselstromfeld angeregt sein kann. Im ersteren Fall spricht man von DC-Sputtern, während der andere Fall als RF-Sputtern bezeichnet wird. Besonders bevorzugt können auch Ionenstrahlen verwendet werden.The use of ions as projectile particles is preferred. As ions A noble gas plasma, which is characterized by a direct or AC field can be excited. In the former case one speaks of DC sputtering, while the other case is referred to as RF sputtering. Ion beams can also be used with particular preference.

Als Target verwendet man vorzugsweise ein Metalltarget, das aus einem oder mehreren Metallen bestehen kann. Besonders bevorzugt sind Target­ materialien, welche ein oder mehrere Metalle enthalten, die aus einer Gruppe von Metallen ausgewählt sind, welche Ti, Zr, V, Nb, Ta, Cr, Mo, W, Cu, Ni und Al umfaßt.A metal target that consists of a or can consist of several metals. Target are particularly preferred materials containing one or more metals made from one Group of metals are selected which are Ti, Zr, V, Nb, Ta, Cr, Mo, W, Cu, Ni and Al includes.

Die Projektilpartikel übertragen ihre Energie über eine Stoßkaskade auf die Targetoberfläche, wodurch es zur Emission von einzelnen Atomen, Ionen oder auch Cluster-Partikel kommt, welche auf der Oberfläche der Tiefdruckform abgelagert werden, wodurch es dort zum Aufwachsen einer dünnen Schicht des Targetmetalls kommt.The projectile particles transfer their energy via a shock cascade the target surface, causing it to emit single atoms, Ions or cluster particles that come on the surface of the Gravure form are deposited, causing it to grow there thin layer of target metal comes.

Die emittierten Metalltargetpartikel können in der Gasphase oder an der Oberfläche der Tiefdruckform z. B. mit N₂ oder gasförmigen Wasserstoff­ verbindungen von N, B, Si oder C, wie z. B. NH₃, B₂H₆, SiH₄ oder CH₄ oder gegebenenfalls auch anderen gasförmigen Verbindungen von N, B, Si oder C zu Metallnitriden, Metallcarbiden, Metallsiliziden, Metallboriden und/oder Kombinationen dieser Materialien reagieren, wodurch es zur Abscheidung dieser Metallverbindungen auf der Oberfläche der Tief­ druckform kommt. The emitted metal target particles can be in the gas phase or at the Surface of the gravure form z. B. with N₂ or gaseous hydrogen compounds of N, B, Si or C, such as. B. NH₃, B₂H₆, SiH₄ or CH₄ or optionally also other gaseous compounds of N, B, Si or C to metal nitrides, metal carbides, metal silicides, metal borides and / or combinations of these materials react, making it Deposition of these metal compounds on the surface of the deep printing form is coming.  

Der Partialdruck der gasförmigen Reaktanden wird bei diesem als reaktives Sputtern bezeichneten Prozeß typischerweise kleiner als 1 × 10-2 mbar gewählt und liegt insbesondere zwischen 1 × 10-5 und 5 × 10-3 mbar.The partial pressure of the gaseous reactants in this process, which is referred to as reactive sputtering, is typically chosen to be less than 1 × 10 -2 mbar and is in particular between 1 × 10 -5 and 5 × 10 -3 mbar.

Die mechanischen Eigenschaften der aufgesputterten Schichten - im Fall von Nitrid-, Carbid-, Silizid- und Boridschichten - und deren Zusammen­ setzung kann im wesentlichen durch die Energie der Projektilpartikel und den Partialdruck der zugesetzten Gasverbindungen beeinflußt werden.The mechanical properties of the sputtered layers - in the case of nitride, carbide, silicide and boride layers - and their combination Settlement can essentially be caused by the energy of the projectile particles and the partial pressure of the added gas compounds can be influenced.

Der Fachmann kann das Verfahren z. B. für ein bestimmtes System aus Targetmetall und Gasverbindungen durch einfache Variation dieser Para­ meter leicht optimieren, ohne erfinderisch tätig zu werden, indem er die Oberflächenhärte der beschichteten Tiefdruckform nach der Entnahme aus der Sputtervorrichtung z. B. durch einen einfachen Ritzversuch ab­ schätzt. In den meisten Fällen konnte nach diesem Verfahren bereits nach wenigen Versuchen eine Parameterkombination ermittelt werden, die zu Schichten mit zufriedenstellenden Eigenschaften führte.The person skilled in the art can use the method e.g. B. for a specific system Target metal and gas compounds by simply varying this para easily optimize meters without being inventive by using the Surface hardness of the coated gravure form after removal from the sputtering device z. B. by a simple scratch test estimates. In most cases, this procedure has already been followed a few attempts to determine a combination of parameters that Layers with satisfactory properties.

Falls Metallschichten aufgesputtert werden, ist die Optimierung des Ver­ fahrens in der Regel noch leichter, da nur ein Parameter optimiert werden muß.If metal layers are sputtered on, the optimization of Ver driving is usually even easier since only one parameter is optimized got to.

Die Nitrid-, Carbid-, Silizid- und Boridschichten weisen im allgemeinen eine nicht-stöchiometrische Zusammensetzung auf, die z. B. im Falle von Titancarbid als TiCx, x 1 notiert werden kann.The nitride, carbide, silicide and boride layers generally have a non-stoichiometric composition, e.g. B. in the case of titanium carbide as TiC x , x 1 can be noted.

Besonders bevorzugt sind Nitride, Carbide, Silizide und Boride, deren Zu­ sammensetzung von den nachstehend aufgeführten bevorzugten stöchio­ metrischen Zusammensetzungen um nicht mehr als 25% und insbeson­ dere um höchstens 10% abweicht.Nitrides, carbides, silicides and borides, their additives are particularly preferred composition of the preferred stoichio listed below metric compositions by no more than 25% and in particular which deviates by a maximum of 10%.

Bei den bevorzugten stöchiometrischen Zusammensetzungen handelt es sich um:
TiC, ZrC, VC, NbC, TaC, Ta₂C, Cr₂₃C₆, Cr₇C₃, MoC, WC, BC, SiC, TiN, ZrN, VN, NbN, Nb₂N, TaN, Ta₂N, CrB, AlN, BN, Si₃N₄, SiB₆, TiB₂, Ti₂B, ZrB₂, ZrB, ZrB₁₂, VB₂, NbB₂, Ta₂B, Ta₃B₂, TaB₂, Cr₅B₃, CrB₂, Mo₂B, Mo₃B₂, MoB₂, Mo₂B₅, W₂B, WB, W₂B₅, Ti₅Si₃, Zr₂Si, V₃Si, VSi₂, NbSi₂, Nb₄Si, Ta₂Si, Cr₃Si, Cr₅Si, CrSi, CrSi₂, Mo₃Si, Mo₅Si₃, MoSi₂, W₅Si₃ und WSi₂.
The preferred stoichiometric compositions are:
TiC, ZrC, VC, NbC, TaC, Ta₂C, Cr₂₃C₆, Cr₇C₃, MoC, WC, BC, SiC, TiN, ZrN, VN, NbN, Nb₂N, TaN, Ta₂N, CrB, AlN, BN, Si₃N₄, SiB₆, TiB₂, Ti₂B, ZrB₂, ZrB, ZrB₁₂, VB₂, NbB₂, Ta₂B, Ta₃B₂, TaB₂, Cr₅B₃, CrB₂, Mo₂B, Mo₃B₂, MoB₂, Mo₂B₅, W₂B, WB, W₂B₅, Ti₅Si₃, Zr₂Si, V₂ NiSi, V₃Si₄ Cr₃Si, Cr₅Si, CrSi, CrSi₂, Mo₃Si, Mo₅Si₃, MoSi₂, W₅Si₃ and WSi₂.

Aufgesputterte Schichten, welche auf Carbiden, Nitriden, Siliziden und/ oder Boriden basieren oder aus diesen bestehen, weisen eine hohe bis sehr hohe Oberflächenhärte und eine hohe Chemikalienbeständigkeit auf und erfindungsgemäße Tiefdruckplatten mit derartigen Schichten sind besonders bevorzugt. Die aufgesputterten Schichten bestehen bevorzugt aus nicht mehr als zwei und insbesondere aus nur einem Carbid, Nitrid, Silizid oder Borid.Sputtered layers, which are based on carbides, nitrides, silicides and / or borides are based or consist of these, have a high to very high surface hardness and high chemical resistance and rotogravure plates according to the invention with such layers particularly preferred. The sputtered layers preferably exist not more than two and in particular only one carbide, nitride, Silicide or boride.

Aufgesputterte Schichten, welche auf einem oder mehreren Metallen basieren oder aus diesen bestehen, weisen eine ausreichende bis hohe Oberflächenhärte sowie eine hohe Chemikalienbeständigkeit auf. Beson­ ders bevorzugt sind aufgesputterte Metallschichten, welche auf einem oder mehreren Metallen basieren, die aus einer Gruppen von Metallen ausgewählt sind, welche Ti, Zr, V, Nb, Ta, Cr, Cu, Ni, Mo, W und Al umfaßt. Die aufgesputterten Schichten bestehen bevorzugt aus bis zu 3 und insbesondere nicht mehr als 2 verschiedenen Metallen. Bei der Verwendung von Tiefdruckformen aus Stahl oder Kupfer werden als wirksame Schichten vorzugsweise Kupfer, Nickel, Chrom oder Chromnitrid aufgesputtert.Sputtered layers, which are on one or more metals are based or consist of these have a sufficient to high Surface hardness and high chemical resistance. Especially sputtered metal layers, which are on a or multiple metals based, consisting of a group of metals are selected which are Ti, Zr, V, Nb, Ta, Cr, Cu, Ni, Mo, W and Al includes. The sputtered layers preferably consist of up to 3 and especially not more than 2 different metals. In the Using gravure forms made of steel or copper are considered effective layers, preferably copper, nickel, chromium or chromium nitride sputtered on.

Die aufgesputterte Schicht weist vorzugsweise eine Dicke zwischen 0,5 und 10 µm, insbesondere zwischen 0,5 und 5 µm und ganz besonders zwischen 1 und 3 µm auf. The sputtered layer preferably has a thickness between 0.5 and 10 µm, in particular between 0.5 and 5 µm and very particularly between 1 and 3 µm.  

Es wurde überraschenderweise gefunden, daß die aufgesputterte Schicht sehr gleichmäßig auf der Tiefdruckform aufwächst, und daß es nicht etwa zu einem deutlich stärkeren Schichtwachstum im Bereich der Näpfchen kommt. Die Funktionsweise der Tiefdruckform wird durch die aufgesputter­ ten Schichten nicht beeinträchtigt. Weiter wurde gefunden, daß bei der Aufsputterung sowohl von Metallen als auch beim reaktiven Sputtern besonders gleichmäßige Schichten erhalten werden, wenn das Target­ metall mit Hilfe von Ionenstrahlen zerstäubt wird. Dies ist besonders über­ raschend im Hinblick auf die durch reaktives Sputtern erzeugten Beschich­ tungen, welche besonders bevorzugt sind, da dieses Verfahren z. B. bei der Beschichtung kompliziert geformter Teile oder von Bohrungen häufig zu unbefriedigenden Ergebnissen führt und daher bei derartigen Substra­ ten nur selten verwendet wird.It was surprisingly found that the sputtered layer grows very evenly on the gravure form, and that it is not about to a significantly stronger layer growth in the area of the cells is coming. The functioning of the gravure form is sputtered on layers are not affected. It was also found that the Sputtering of both metals and reactive sputtering particularly uniform layers are obtained when the target metal is atomized with the help of ion beams. This is especially about surprising with regard to the coating produced by reactive sputtering lines, which are particularly preferred since this method z. B. at the coating of complicated shaped parts or of bores frequently leads to unsatisfactory results and therefore with such substra is rarely used.

Für das erfindungsgemäße Verfahren können zur Durchführung des Sput­ tervorgangs herkömmliche Vakuumbeschichtungsanlagen, wie z. B. Z600 der Fa. Leybold, Hanau oder auch andere Vakuumbeschichtungsanlagen, verwendet werden.For the method according to the invention, the sput can be carried out tervorgangs conventional vacuum coating systems, such as. B. Z600 from Leybold, Hanau or other vacuum coating systems, be used.

Die durch die Beschichtung erhaltenen erfindungsgemäßen Tiefdruck­ formen weisen neben der guten Chemikalienbeständigkeit eine hohe mechanische Beständigkeit gegenüber Rakelstrich und Presseurdruck auch bei Verwendung von Druckfarben, welche ein oder mehrere abrasive anorganische Pigmente und/oder Pigmente mit einer mittleren Partikel­ größe von mehr als 2 µm enthalten, sowie hohe Standzeiten auf.The gravure printing according to the invention obtained by the coating shapes have a high chemical resistance as well mechanical resistance to squeegee coating and impression printing even when using printing inks that have one or more abrasive inorganic pigments and / or pigments with a medium particle size of more than 2 µm included, as well as long service life.

Es wurde weiter gefunden, daß aufgedampfte Schichten demgegenüber eine wesentlich geringere Oberflächenhärte aufweisen und daß Tiefdruck­ formen, welche mit aufgedampften Schichten überzogen sind, den Anfor­ derungen hinsichtlich einer hohen mechanischen Stabilität und hoher Standzeiten in der Praxis nicht genügen. Beim Aufdampfverfahren wird das Targetmetall im Hochvakuum durch Erhitzen verdampft, und der Dampf schlägt sich auf dem zu überziehenden Substrat nieder. Die not­ wendige Erwärmung wird z. B. über eine elektrische Widerstandsheizung oder durch Elektronenbeschuß zugeführt. It was further found that evaporated layers in contrast have a much lower surface hardness and gravure forms, which are coated with vapor-deposited layers, the requirement changes in terms of high mechanical stability and high Downtimes are not enough in practice. During the vapor deposition process the target metal evaporates in a high vacuum by heating, and the Steam is deposited on the substrate to be coated. The need agile heating z. B. via an electrical resistance heater or supplied by electron bombardment.  

Die deutlich besseren Eigenschaften von Tiefdruckplatten mit aufgesput­ terter Beschichtung im Vergleich zu solchen mit aufgedampfter Beschich­ tung sind vermutlich darauf zurückzuführen, daß die durch Sputtern frei­ gesetzten Partikel im Vergleich zu thermisch verdampften Partikeln eine höhere Energie aufweisen und damit dichter gepackte Schichten bilden wobei die vorliegende Erfindung ausdrücklich nicht auf diesen Erklärungs­ ansatz beschränkt ist.The significantly better properties of rotogravure plates with sputtered terter coating compared to those with evaporated coating tion are probably due to the fact that the sputtering free particles compared to thermally evaporated particles have higher energy and thus form more densely packed layers the present invention expressly not being based on this explanation approach is limited.

Die erfindungsgemäßen Tiefdruckformen können nach dem Aufsputtern direkt zum Drucken verwendet werden und bedürfen keiner besonderen Nachbehandlung.The gravure forms according to the invention can be sputtered on can be used directly for printing and do not require any special Aftercare.

Die erfindungsgemäßen Tiefdruckformen sind besonders geeignet zum Verdrucken von Druckfarben, welche ein oder mehrere abrasive anorga­ nische Pigmente enthalten. Weiterhin können mit den erfindungsgemäßen Tiefdruckformen vorzugsweise auch Druckfarben verdruckt werden, die ein oder mehrere Pigmente mit einem großen mittleren Partikeldurchmesser von mehr als 2 µm enthalten.The gravure forms according to the invention are particularly suitable for Printing of printing inks that contain one or more abrasive anorga African pigments. Furthermore, with the invention Gravure printing forms are preferably also printed using printing inks or several pigments with a large average particle diameter of more than 2 µm included.

Als Beispiele für abrasive anorganische Pigmente und/oder Pigmente mit großem mittleren Partikeldurchmesser seien Titanweiß, abrasive anorga­ nische Buntpigmente, mineralische Effektpigmente wie z. B. Perlglanzpig­ mente und Metallpigmente genannt. Derartige Pigmente sowie Verfahren zu ihrer Herstellung sind z. B. in Ullmann′s Encyclopedia of Industrial Chemistry, Vol. A20, pp. 243-369 beschrieben.As examples of abrasive inorganic pigments and / or pigments with large average particle diameter are titanium white, abrasive anorga African colored pigments, mineral effect pigments such as B. Pearlescent Pig mentions and metal pigments. Such pigments and processes for their manufacture z. B. in Ullmann’s Encyclopedia of Industrial Chemistry, Vol. A20, pp. 243-369.

Daneben können die erfindungsgemäßen Tiefdruckplatten auch zum Ver­ drucken anderer Druckfarben verwendet werden.In addition, the gravure printing plates according to the invention can also be used for ver printing of other inks can be used.

Den erfindungsgemäßen Tiefdruckformen können im Rotationstiefdruck im Bogentiefdruck sowie in weiteren Druckverfahren eingesetzt werden, wodurch ihnen eine erhebliche wirtschaftliche Bedeutung zukommt.The rotogravure forms according to the invention can be rotogravure are used in gravure printing as well as in other printing processes, which gives them considerable economic importance.

Die nachfolgenden Beispiele dienen der weiteren Erläuterung der Erfin­ dung, ohne diese jedoch zu begrenzen.The following examples serve to further explain the Erfin but without limiting it.

Beispiel 1example 1

Eine aus einer Nylograv-Platte (Nylograv WSA 52, Fa. BASF, Ludwigs­ hafen) hergestellte Tiefdruckform wird in einem mit Propanol gefüllten Ultraschallbad gereinigt, mit destilliertem Wasser gewaschen und im Luftstrom bei 80 °C getrocknet.One from a Nylograv plate (Nylograv WSA 52, from BASF, Ludwigs gravure form produced in a filled with propanol Ultrasonic bath cleaned, washed with distilled water and in Airflow dried at 80 ° C.

Die Tiefdruckform wird anschließend in eine Vakuumbeschichtungsanlage Z600 (Leybold, Hanau) gebracht und dort bei einem Gesamtdruck von 3 × 10-3 mbar in Anwesenheit einer Ar/N₂-Gasmischung reaktiv unter Zer­ stäubung eines als Kathode geschalteten Metalltargets aus Chrom be­ schichtet.The gravure form is then brought into a Z600 vacuum coating system (Leybold, Hanau) and there, at a total pressure of 3 × 10 -3 mbar in the presence of an Ar / N₂ gas mixture, is reactively coated with atomization of a metal target made of chromium connected as a cathode.

Die aufgesputterte CrNx-Schicht (x < 1) hat eine Dicke von 3 µm.The sputtered CrN x layer (x <1) has a thickness of 3 µm.

In Fig. 1 ist eine Ausschnitt der so erhaltenen, mit einer aufgesputterten CrNx-Beschichtung versehenen, ungerakelten Polymertiefdruckplatte in einer lichtmikroskopischen Aufnahme (100fache Vergrößerung) gezeigt. Die durch Stege getrennten Näpfchen sind deutlich zu erkennen.In Fig. 1 is a section of the thus-obtained x with a sputtered CrN coating is provided, ungerakelten polymer intaglio plate in a light micrograph (100x magnification) are shown. The wells separated by bars are clearly visible.

Fig. 2 zeigte denselben Ausschnitt dieser Polymertiefdruckplatte (100fache Vergrößerung) nach 2 Millionen Rakelungen. Die Stege sind durch den Rakelvorgang nicht beschädigt worden. Fig. 2 shows the same section of this intaglio printing plate (100x magnification) after 2 million knife coating. The webs were not damaged by the squeegee process.

Die erhaltene Tiefdruckform weist neben der hohen mechanischen Beständigkeit und der hohen Standzeit auch eine hohe Chemikalien­ beständigkeit auf. The gravure form obtained shows not only the high mechanical Resistance and long service life even high chemicals resistance to.  

Beispiel 2Example 2

Analog Beispiel 1 wird eine Tiefdruckform hergestellt, wobei anstelle des Cr-Targets ein Ti-Target verwendet wird. Die übrigen Bedingungen sind wie in Beispiel 1 gewählt.A gravure form is produced analogously to Example 1, with instead of the Cr targets a Ti target is used. The other conditions are as selected in Example 1.

Die aufgesputterte TiNx-Schicht (x < 1) hat eine Dicke von 3 µm.The sputtered TiN x layer (x <1) has a thickness of 3 µm.

Die erhaltene Tiefdruckform weist in praxisgerechten Abrasionsversuchen eine hohe mechanische Beständigkeit, eine hohe Standzeit und eine hohe Chemikalienbeständigkeit auf.The gravure form obtained shows in practical abrasion tests a high mechanical resistance, a long service life and a high Chemical resistance.

Claims (5)

1. Tiefdruckform, auf welche zur Erhöhung der Abriebbeständigkeit eine dünne Schicht aus Metall, Metallnitrid, Metallcarbid, Metallsilizid, Metallborid und/oder Kombinationen dieser Materialien aufgesputtert ist.1. Gravure form, on which a to increase the abrasion resistance thin layer of metal, metal nitride, metal carbide, metal silicide, Sputtered metal boride and / or combinations of these materials is. 2. Tiefdruckform nach Anspruch 1, wobei die aufgesputterte Schicht eine Dicke zwischen 0,5 und 10 µm aufweist.2. Gravure printing plate according to claim 1, wherein the sputtered layer has a thickness between 0.5 and 10 microns. 3. Tiefdruckform nach Anspruch 1 oder 2, wobei die aufgesputterte Schicht ein oder mehrere Metalle und/oder ein oder mehrere Metall­ carbide, -nitride, -silizide und/oder -boride, wobei die Metalle aus­ gewählt sind aus einer Gruppe, welche Ti, Zr, V, Nb, Ta, Cr, Mo, W, Cu, Ni und Al umfaßt, und/oder Nitride und/oder Carbide von B und/ oder Si enthält.3. gravure form according to claim 1 or 2, wherein the sputtered Layer one or more metals and / or one or more metals carbides, nitrides, silicides and / or borides, the metals being made of are selected from a group consisting of Ti, Zr, V, Nb, Ta, Cr, Mo, W, Comprises Cu, Ni and Al, and / or nitrides and / or carbides of B and / or contains Si. 4. Verfahren zur Herstellung der Tiefdruckform nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf eine durch Ultraschallbehandlung oder Sputterätzen gereinigte Tiefdruckform in einer Vakuum­ beschichtungsanlage bei einem Druck von weniger als 1 × 10-2 mbar durch Zerstäubung oder reaktive Zerstäubung eines Metalltargets eine dünne Schicht aus Metall, Metallnitrid, Metallcarbid, Metallsilizid, Metallborid und/oder Kombinationen dieser Materialien aufgebracht wird.4. A method for producing the gravure printing plate according to claim 1, characterized in that on a gravure printing plate cleaned by ultrasound treatment or sputter etching in a vacuum coating system at a pressure of less than 1 × 10 -2 mbar by atomization or reactive atomization of a metal target from a thin layer Metal, metal nitride, metal carbide, metal silicide, metal boride and / or combinations of these materials is applied. 5. Verwendung der Tiefdruckform nach einem der Ansprüche 1-3 zum Verdrucken von Druckfarben, welche ein oder mehrere abrasive an­ organische Pigmente und/oder Pigmente mit einer mittleren Partikel­ größe von mehr als 2 µm enthalten.5. Use of the gravure form according to one of claims 1-3 for Printing inks that have one or more abrasive ones organic pigments and / or pigments with a medium particle size of more than 2 µm included.
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