DE2249121A1 - Verfahren zur herstellung von druckformen - Google Patents

Verfahren zur herstellung von druckformen

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DE2249121A1 DE19722249121 DE2249121A DE2249121A1 DE 2249121 A1 DE2249121 A1 DE 2249121A1 DE 19722249121 DE19722249121 DE 19722249121 DE 2249121 A DE2249121 A DE 2249121A DE 2249121 A1 DE2249121 A1 DE 2249121A1
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Description

Dr. HEINZ FEDER Akte 72ri0/j_0-_94
Dr. WOLF-D. FEDER 5. oktV 1972
Patentanwälte
4 Düsseldorf
Am Wehrhahn 77 · l.Etg.r.
Peter Zimmer in Kufstein (Österreich)
Verfahren z.ur Herstellung von
Druckformen -
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von Druckformen mit Hilfe von mindestens einer auf eine Matrize oder einem Druckformträger aufgebrachten lichtempfindlichen Schicht, auf welche das Muster aufgelichtet,
entwickelt und auf chemischem bzw» galvanischem Wege zur
Druckform gestaltet wird. Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf ein Verfahren zur Herstellung von Siebdruckschablonen, vorzugsweise Rundschablonen.
Pototechnische Verfahren finden z.Bo bei der galvanotechnischen Herstellung von Siebdruckschablonen Anwendung,
sie werden auch bei der Druckformherstellung eingesetzt, etwa bei der Herstellung von Tiefdruck- oder Hochdruckformen, wobei nach dem Entwickeln, der auf einem Druckformträger (Platte, Zylinder) aufgebrachten Fotoschicht durch Ätzen ein dem
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Muster entsprechendes Oberflächenrelief erzeugt wird.
Rundschablonen für den Siebdruck werden beispielsweise auf galvanotechnischem Wege, durch Abscheiden von Metallen aus elektrolytischen Bädern, in Form von Siebzylindern auf der Oberfläche von metallischen Matrizen hergestellt. Zu diesem Zweck wird die Oberfläche der Matrize an jenen musterbedingten Punkten, die in der Rundschablone als Öffnung erscheinen sollen, durch isolierende Lackpunkte abgedeckt und elektrisch nicht leitend gemacht., Dadurch bleiben diese Musterpunkte während des Galvanisierens offen und gestatten den Durchtritt der Druckfarbe durch die Rundschablone während des Druckvörganges.
Diese Abdeckung der Matrizenoberfläche wird heute meist auf fototechnischem Wege durchgeführt. Dazu beschichtet man die Oberfläche eines MetallZylinders mit einem lichtempfindlichen, isolierenden Lack. Legt man über diese Fotoschicht einen Film, der das gewünschte Muster trägt und belichtet durch diesen hindurch, so wird die Fotoschicht, je nach verwendetem Typ, an den belichteten Stellen entweder gehärtet oder zersetzt. Dem Muster muß jedoch ein Raster überlagert werden, um später, nach der Galvanisierung, einen zusammenhängenden Siebzylinder zu erhalten, bzw. um Halbtoneffekte zu erzielen. Eine anschließende Entwicklung der Fotoschicht löst die unbelichteten, nicht gehärteten bzw. belichteten und zersetzten Stellen der Fotoschicht heraus j aο daß der metallische Grund der Matrize freigelegt wird.
Neben diesen galvanoplastisch erzeugten Siebdruckschablo- nen werden auch sogenannte Lackschablonen verwendet. Zu ihrer Herstellung wird ein bereits durchlässiges Flächengebilde, z.B. eine perforierte Folie oder eine Schablonengaze (Textil- oder Drahtgewebe) - für Rundschablonen in der Form eines Zylinders mit einem lichtempfindlichen Lack beschichtet. Nach der Auflichtung des Musters, ebenfalls durch einen über die erwähnte Fotolackschicht gezogenen, bemusterten Film hindurch und nach der anschließenden Entwicklung erhält man eine Lackschablone,
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deren Öffnungen stellenweise durch den gehärteten Fotolack verschlossen, teilweise jedoch durchlässig für den Farbstoff sind.
Nachteile dieser Herstellungsverfahren bestehen u.a0 darin, daß neben umfangreichen Arbeiten zur Herstellung der als Kopiervorlagen geeigneten Filme diese nicht ohne.Stoßnaht auf die Matrize bzw. auf dem Druckformträger aufgespannt ■werden können, so daß besonders bei der Verwendung von feinen Punktrastern, nach der Entwicklung der Fotoschicht umfangreiche Retusche-Arbeiten an der Stoßstelle der Filmenden notwendig werden«,
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren der Belichtung der auf dem Druckformträger bzw. der Matrize zur Herstellung der Druckform' aufgetragenen lichtempfindlichen Schicht bzwo Schichten zu schaffen, bei welchem die bisher üblichen Filme entbehrlich sind und somit auch die erwähnten störenden, durch die Stoßstellen der Filme bedingten Fehler nicht auftreten.
Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß die Belichtung der lichtempfindlichen Schicht bzw. Schichten, von denen mindestens eine chemikalienfest, z.B. säurefest ist, durch zeitlich aufeinanderfolgende, musterbedingte Hell-Dunkelschaltung eines projezierenden Lichtstrahles erfolgt« Auf diese Weise kann eine für die anschließende chemisch-physikalische Behandlung (Galvanisieren, Ätzen od.dgl») geeignete, säurebeständige und lichtempfindliche Schicht unmittelbar, d«,ho ohne Verwendung von transparenten Muster- oder Rasterfolien (letztere z.B. bei der galvanoplastischen Siebschablonenherstellung) mit dem Muster versehen werden«.
Eine Variante der Erfindung, und zwar besonders zur Fertigung von Matrizen für die galvanoplastische Herstellung von Siebschablonen oder von aufgerasterten Druckformen zeichnet sich dadurch aus, daß die Belichtung der lichtempfindlichen Schicht bzw» Schichten durch zeitlich aufeinanderfolgende
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Einzelprojektion musterbedingter Bildpunkte erfolgt, welche dann Punkte eines Rastergitters sind.
Dabei ist es vorteilhaft, unter der obersten lichtempfindlichen Schicht eine weniger lichtempfindliche, aber hoch säurebeständige zweite Schicht anzuordnen und diese zeitlich nach der punktweisen Einzelprojektion und der Entwicklung der musterbedingten Rasterpunkte auf der obersten Schicht großflächig zu belichten. In diesem Falle wird also zunächst die oberste lichtempfindliche Schicht durch das punktweise Belichtungsverfahren hoher Frequenz mit dem Muster versehen und anschließend entwickelt} sie kann z.B. eine Silber-Halogenhaltige, dünne Schicht sein, welche durch die Belichtung und anachließende Entwicklung lichtundurchlässig an den belichteten Stellen wird. Dadurch trägt die darunter befindliche chemikalienfeste und lichtempfindliche Schicht an ihrer Oberfläche bereite lichtundurchlässige, im Muster angeordnete Punkte. In diesem Zustand erfolgt die zweite Belichtung, bei welcher jedoch für jede Oberflächeneinheit eine wesentlich längere Belichtungszeit zur Verfügung steht. Es kann z.B. mit balkenförtnigen Xenon- oder Metallhalogendampflampen großflächig belichtet werden. Die zweite Belichtung kann aber auch durch eine parallel zur Schablonenachse wandernde Punktlichtquelle großer Intensität durchgeführt werden. Die weniger lichtempfindliche, aber dafür säurebeständige untere Schicht kann hierdurch vollständig belichtet werden. Der Vorteil dieses Verfahrens ist, daß die erste punktweise Auflichtung des Musters zufolge der hohen Empfindlichkeit der obersten, hochgradig lichtempfindlichen Schicht mit sehr hohen Frequenzen erfolgen kann und dadurch auch feinste Raster in wirtschaftlich vertretbaren Fertigungszeiten hergestellt werden können.
Durch entsprechende Steuerung der Lichteinzelimpulse können beliebige Verteilungen der belichteten Rasterpunkte erzeugt werden, beispielsweise mit versetzter Anordnung der Rasterpunkte, was z.B. bei Hexagonalrastern, die sich durch ein besonders günstiges Punkt-Steg-Verhältnis auszeichnen, der Fall ist.
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■ Die Einzelprojektionen der mustertedingten Rasterpunkte kann in gleicher oder aber auch in variablen, statistischen Streuwerten entsprechenden Zeitabständen erfolgen. Die Einzelprojektionen der musterbedingten Rasterpunkte in gleichen Zeitabständen können insbesondere dann erfolgen, wenn keine Gefahr einer Moir^-Bildung im Druckbild gegeben ist» Wenn jedoch die Gefahr einer Moire-Bildung besteht (z.B. im Dreifarbendruck), ist ea zweckmäßig, die Einzelprojektionen der musterbedingten Rasterpunkte in variablen, statistischen Streuwerten entsprechenden Zeitabständen durchzuführen· Dadurch entstehen kleine zufällige Abweichungen der Lage der Rasterpunkte vom regelmäßigen Rastergitter, wodurch eine Moire'-Bildung verhindert wird·
In speziellen Anwendungsfallen, Z0B, bei der Herstellung bzw. Dessinierung von .Lackschablonen, ist es zweckmäßig, die Auflichtung der einzelnen Bildpunkte auf der Fotoschicht so durchzuführen, daß sich die Ränder benachbarter Bildpunkte überschneiden, wodurch die Stege zwischen den einzelnen Bildpunkten verschwinden. Es entstehen Auflichtungen in Form von zusammenhängenden Flächen bzw. Linien und nach dem Entwickeln der Fotoschicht entsprechende offene Bereiche«, Speziell bei Lackschablonen werden auf diese' Weise in der Fotolackschicht zusammenhängende flächenhafte bzw« linienförmige Öffnungen über der durchlässigen Unterlage (perforierte Folie oder Hülse bzwο Schablonengaze) gebildet.
Die Herstellung von Auflichtungen in "Form von zusammenhängenden Flächen bzw» Linien kann-auch durch einen an sich kontinuierlichen Lichtstrahl erfolgen, der musterbedingt nach jeweils bestimmter Einschaltdauer unterbrochen wird«
Die Erfindung ist anhand eines Beispieles näher erläutert, es wird dabei die Einzelprojektion musterbedingter Rasterpunkte bei der Herstellung von Matrizen für die Galvano-Plastik näher beschrieben.
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Pig· 1 zeigt im Querschnitt einen Matrizenabschnitt mit aufgebrachten lichtempfindlichen Schiohten. In Fig. 2 iat eine Einrichtung zur punktweisen Belichtung dargestellt, während Figo 3 eine Antriebavariante für eine solche Einrichtung mittels Schrittmotor zeigt.
Auf dem metallischen !rager 1 in Fig. 1 , z.B. einer dünnwandigen Kreiszylindermatrize, ist eine säurebeständige, lichtempfindliche Schicht 2 aufgetragen· Darüber liegt eine hoch-lichtempfindliche Schicht 3. Die Sohicht 2 kann z.B. aus einem Positiv- oder Fegativ-Kopierlack bestehen· Die Schicht 3 kann beispielsweise eine Silber-Halogen-hältige Gelatineschichte oder eine Chromgelatineschichte sein· Die Schichtdicke jeder der beiden Schichten 2 bzw. 3 liegt zweckmäßig im Bereich von 0,01 bis 0,05 mm.
Fig. 2 zeigt eine Einrichtung, auf welcher die so vorbereitete Matrize punktweise belichtet wird· Die zylindrische Matrize 1 wird durch den Antrieb 4 um ihre Achse 5 in Drehung versetzt. Vom Antrieb 4 wird über die Welle 6 eine Drehbewegung abgezweigt, die u.a. von einem Getriebe 7 einer Vorschubspindel 8 zugeleitet wird. Diese bewegt eine Blitzlichtquelle 9 in Richtung 10, die ,während der Drehung der Matrize 1 Bilder von Rasterpunkten auf die Matrize 1 projeziert. Zur Steuerung der Lichtimpulse wird einerseits vom Getriebe 7 eine Drehbewegung über die Welle 11 und die Getriebe 12,13,14 einer Abtasteinrichtung zugeleitet. In dieser Abtasteinrichtung 15 befindet sich auf einer Trommel 16 aufgespannt eine Hustervorlage, welche z.B. einen Rapport des auf die Matrize 1 zu übertragenden Musters trägt» Von dieser'Vorlage wird mittels zweier oder mehrerer Fotozellen 17,17' das Muster abgenommen, wobei diese Fotozellen 17,17' wechselweise arbeiten. Während nämlich die eine dieser Fotozellen 17 in Richtung des Pfeiles 18 läuft und die Mustervorlage auf der Trommel 16 abtastet, bewegt sich die andere 17' zurück in Richtung 19 und verharrt in ihrer Ausgangsposition 20 bis die Fotozelle 17 am Mustervorlagenende angelangt ist» Dieses Arbeitsspiel wiederholt sich wechselweise.
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Die Fotozellen 17,17' arbeiten hierbei so, daß bei Übergang von hell auf dunkel ein entsprechender Befehl über die elektrische Steuereinheit 21 abgegeben -wird, welch® die Aussendung von Lichtblitzen der Blitzlichtquelle 9 verhinderte
Die Steuerung der Lichteinze!impulse kann auf verschiedene Weise durchgeführt werden* Gemäß Mg. 2 unird die Steuerung durch einen optischen Impulsgeber 22 bewirkt, der gegenüber der Matrize 1 im Verhältnis 1 s 2 untersetzt ist, also während zwei vollen Umdrehungen der Matrize 1 eine Umdrehung ausführt und während' dieser eine ungerade Zahl von Impulsen abgibt, die jeweils einen Licht blitz bewirken«, Dadurch werden Rasterpunkte in Reihenform (die Reihen liegen längs einer Schraubenlinie nahezu in Umfangsrichtung der Mantelfläche der Matrize 1) auf der sich drehenden Matrize 1 gebildet. Die Rasterpunkte von je zwei benachbarten Reihen sind um je eine halbe Teilung zueinander versetzte Auf diese Weise erhält man einen Hexagonalraster, wobei die Sechseckform der einzelnen Rasterpunkte durch eine entsprechende Projektionsoptik im Zusammenhang mit der Lichtquelle 9 erzielt wird.
Eine andere mögliche Variante zeigt Fig. 3, sie arbeitet mit einem Hochfrequenzschrittmotor innerhalb des Antriebs-Bei jedem dem Motor zugeführten Inpuls wird einerseits ein Lichtblitz der Lichtquelle 9 ausgelöst und anderseits der Antriebsstummel 23 des Motors 22' um einen Winkelschritt weitergescha 1-tet. Während einer vollen Umdrehung des Motors 22' wird eine ganze Zahl- von Lichtblitzen von der Lichtquelle 9 abgegebene Wählt man nun das Übersetzungsverhältnis-der Wechselräder so, daß während zwei Umdrehungen der Matrize 1 der Motor eine ungerade Zahl von Winkelschritten ausführt, so ist ebenfalls eine Rasteranordnung :mit versetzten Rasterpunkten9 zoB. ein Hexagonalraster, erzielbar·
Von den beiden lichtempfindlichen Schichten 2 und 3 auf der Matrize 1 (Fig. 1) wird - wie bereits in der Beschreibung einleitung näher ausgeführt - zunächst die obere hoch-licht-
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empfindliche Lackschicht 3 belichtet und entwickelt, worauf die Belichtung und Entwicklung der unteren lichtempfindlichen Lackschicht erfolgt. Die so präparierte Matrize 1 wird anschließend in ein Galvanobad eingebracht, worauf durch galvanische Abscheidung von Metall, z.B. Nickel, an den durch die Entwicklung der lichtempfindlichen Schichten 2,3 freigelegten Stellen der metallischen Oberfläche der Matrize 1 die gewünschte Siebdruckachablone entsteht«
Selbstverständlich ist das erfindungsgemäße Verfahren auf das obige Ausführungsbeispiel nicht beschränkt. Setzt man z.B. anstelle der Blitzlichteinheit 9 eine Lichtquelle, welche einen kontinuierlichen, nur musterbedingt unterbrochenen Lichtstrahl auf die Matrize 1 bzw. auf einen Druckformträger (z.B. auf der Fotolackschicht einer Lackschablone) auflichtet, so wird ein geschlossenes, also nicht aufgerastertes Bild von der Mustervorlage auf der Trommel 16 auf die Fotoschichte der Matrize oder des Druckformträgers 1 übertragen. Das musterbedingte Unterbrechen des kontinuierlichen Lichtstrahles kann z.B. mit Hilfe eines Spiegelgalvanometers erfolgen, weiters ist auch die Verwendung von polarisiertem Licht zusammen mit einer "Pockels"-Zelle möglich, mit deren Hilfe die musterbedingte Hell-Dunkelschaltung erreicht werden kann.
Die "Pockels«-Zelle ist eine optisch aktive Zelle, die so wie eine "Kerr"-Zelle - eine Drehung des sie durchdringenden polarisierten Lichtstrahles in Abhängigkeit von der an den Elektroden der Zelle angelegten elektrischen Spannung bewirkt, wodurch, entsprechend der musterbedingten Spa'nnungs sch wankungen, der Lichtstrahl den zunächst auf "dunkel" gestellten Analysator der Polarisations-Belichtungseinheit zu durchsetzen vermag. Die musterbedingten SpannungsSchwankungen gelangen über die elektrische Steuereinheit 21 an die "Pockels"-Zelle.
Bei Verwendung einer zylindrischen Matrize - wie in Fig. 2 und 3 dargestellt - erhält man eine zylindrische Siebdruckschablone (Rundschablone)· Das erfindungsgemäße Verfahren
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ist jedoch nicht auf die Verwendung zylindrischer Matrizen "beschränkt«, Für die Herstellung von ebenen Siebdruckschablo-. nen (Flachschablonen) könne man Z0B0 eine plattenförmige Matrize mit ebener Oberfläche verwenden. Weiters kann das erfindungsgemäße Verfahren bei der Herstellung von Druckformen für Hochdruck oder Tiefdruck eingesetzt werden, wobei von einem mit mindestens einer lichtempfindlichen Schichte beschichteten Druckformträger (Druckplatte, Druckzylinder) ausgegangen wird und wobei nach dem erfindungsgemäßen Belichten und anschließenden Entwickeln durch Ätzen ein dem Druckmuster entsprechendes Oberflächenrelief erzeugt wird.
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Claims (17)

  1. - ίο -
    Patentansprüche
    /Ί .) Verfahren zur Herstellung von Druckformen mit Hilfe von mindestens einer auf eine Matrize oder einem Druckformträger aufgebrachten lichtempfindlichen Schicht, auf welche das Muster aufgelichtet, entwickelt und auf chemischem bzw. galvanischem tfege zur Druckform gestaltet wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Belichtung der lichtempfindlichen Schicht bzw. Schichten, von denen mindestens eine chemikalienfest, z.B. säurefest ist, durch zeitlich aufeinanderfolgende, musterbedingte Heil-Dunkels chaltung eines projezierenden Lichtstrahles erfolgt.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1T Jdj.durch gekennzeichnet f daß die Belichtung der lichtempfindlichen Schicht bzw. Schichten durch zeitlich aufeinanderfolgende Einzelprojektion musterbedingter Bildpunkte erfolgt.
  3. 3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die musterbedingten Bildpunkte Punkte eines Rasters sind.
  4. 4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die durch Einzelprojektion belichteten Rasterpunkte· Punkte eines Hexagonalrasters sind.
  5. 5. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, dadurch g g ke nnge j ohne t, daß die Einzelprojektion der musterbedingten Raaterpunkte in gleichen Zeitabständen erfolgt.
  6. 6«, Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnest^ daß die Einzelprojektion der musterbedingten Raaterpunkte in variablen, statistischen Streuwerten entsprechenden Zeitabständen erfolgt,
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    - ii -
  7. 7. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß sich die musterbedingten Bildpunkte mindestens teilweise überdecken.
  8. 8. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
    die Belichtung der lichtempfindlichen Schicht bsw. Schichten durch einen an sich kontinuierlichen, jedoch musterbedingt unterbrochenen Lichtstrahl erfolgt.
  9. 9. Verfahren nach einem der Ansprüche t bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Matrize (1) bzw. dem Druckformträger zwei lichtempfindliche Schichten angeordnet sind, wobei.die unter der obersten lichtempfindlichen Schicht (3) angeordnete zweite Schicht (2) weniger lichtempfindlich , aber hochchemikalienfest, z.B. säurefest«, ist, und daß die oberste Schicht mit Hilfe eines pag!zierenden Lichtstrahles mustergemäß belichtet wird, während die zweite Schicht nach dem Entwickeln der obersten Schicht großflächig belichtet und anschließend ebenfalls entwickelt wird.
  10. 10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß bei einar zylindrischen Matrize (1) bzw. einem zylindrischen Druckformträger die Auflichtung des Musters während der Umdrehung der Matrize (1) bzw. des zylindrischen Druckformträgers um seine Zylinderachse (5) erfolgt.
  11. 11. Verfahren nach Anspruch 3 und 10, dadurch gekennzeichnet, daß während zwei Umdrehungen der Matrize (1) bzw. des Druckformträgers, in welcher Zeit eine Verschiebung der Belichtimgseinheit (9) in axialer Richtung stattfindet, eine ungerade Anzahl von- Rasterpunkten auf die Matrize (1) bzw. den Druckformträger übertragen wird»
    - 12 -
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  12. 12. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahren nach den Ansprüchen 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß die zylindrische Matrize (1) bzw. der Druckformträger um die Zylinderachse (5) drehbar und durch eine Antriebsvorrichtung (4) antreibbar angeordnet ist, und eine Belichtungsquelle (9) auf einer parallel zur Zylinderachse (5) verlaufenden Führung (8) verschiebbar angeordnet ist.
  13. 13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnejt, daß als Führung der Belichtungsquelle (9) eine Vorschubspindel (8) dient, die über ein Getriebe (7) und eine Welle (6) mit der Antriebsvorrichtung (4) verbunden ist.
  14. 14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebsvorrichtung (4) über eine Welle <11) und Getriebe (12, 13, 14) mit einer Abtastvorrichtung (15) verbunden ist.
  15. 15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Abtastvorrichtung (15) eine drehbare Trommel (16) zur Aufnahme der Mustervorlage und mindestens eine parallel zur Trommelachse verschiebbare Fotozelle (17, 17·) aufweist, die über einen elektrischen Steuerkreis (21) mit der Belichtungsquelle (9) verbunden ist.
  16. 16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 15, jdadjircji gekennzeichnet, daß mit der Antriebsvorrichtung (4) ein optischer Impulsgeber (22) mechanisch so verbunden ist, daß sein Umdrehungsverhältnis zur Matrize b± 1:2 beträgt und der während jeder Umdrehung eine ungerade Anzahl von Steuerimpulsen abgibt.
    - 13 -
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  17. 17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 15, dadurch ,gekennzeichnet, daß die Antriebsvorrichtung (4) einen gleichzeitig mit der Belichtungsquelle (9) ansteuerbaren Hochfrequenzschrittmotor (22·) aufweist, der über ein Getriebe (24) mit der Matrize (1) so verbunden ist, daß zwei Umdrehungen der Matrize einer ungeraden Anzahl von Winkelschritten des Motors (22A) entsprechen.
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