DE2339035A1 - Lichtempfindliches material und dessen verwendung zur herstellung von druckplatten, gedruckten schaltungen und kopien - Google Patents

Lichtempfindliches material und dessen verwendung zur herstellung von druckplatten, gedruckten schaltungen und kopien

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Description

Patentanwälte ' Dipl-Ikg. F Veickmann,
Dipl.-In<4 ΗΛΥετοκλιανΝ; Dipl.-Phys. Dr. K. Fincke Dipl.-Ing. F. A.Weickmann, Dipl-Chem. B. Huber
8 MÜNCHEN 86, DEN
POSTFACH 860 S20
MÖHLSTRASSE 22, RUFNUMMER 98 3921/22
Case 35 983
H/Ba/bgr
OZALID COMPANY LIMITED Langston Road, Loughton, Essex, England
Lichtempfindliches Material und dessen Verwendung . zur Herstellung von Druckplatten, gedruckten Schaltungen
und Kopien
Die Erfindung betrifft ein lichtempfindliches Material aus einem Träger und einer darauf aufgebrachten Beschichtung aus einem sensibxlisierten Kunstharz, das beim Belichten durch eine aufgelegte Schablone selektiv in den belichteten Bereichen aushärtet. Ein derartiges Material kann bei Verwendung eines Trägers aus einem Metall oder einer geeigneten Polymerfolie zur Herstellung von Druckplatten eingesetzt werden, indem man es belichtet, hierauf die nicht belichteten und damit nicht gehärteten Bereiche der Beschichtung mit einem Lösungsmittel entfernt und schließlich mit einer Druckpaste einfärbt.
Ein derartiges Material, bei dem die Beschichtung aus einem
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Epoxyharz und einem Benzoldiazoniumfluoroborat als Sensibilisator besteht, ist in der US-PS 3 205 157 beschrieben. Beim Belichten mit UV-Strahlung zersetzt sich die Diazoniumverbindung unter Freisetzung von Bortrifluorid, das als Härtungs katalysator für das Epoxyharz in den belichteten Bereichen der Beschichtung wirkt.
Bei der Herstellung von Druckplatten verwendet man meist Metalle, z.B. eloxiertes Aluminium, als Träger. Um eine möglichst lange Druckfähigkeit zu erzielen, ist nicht nur eine gewisse Festigkeit und Zähigkeit des gehärteten Epoxyharzes sondern auch eine gute Haftung des gehärteten Epoxyharzes auf dem Metall erforderlich.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein neues lichtempfindliches Material auf der Basis von Epoxyharzen zu schaffen, bei dem das gehärtete Harz besser auf einem Metallträger haftet und das zur Aushärtung des Harzes in den belichteten Bereichen der Beschichtung nur leichtes oder überhaupt kein Erwärmen erfordert.
Die Erfindung beruht in erster Linie auf der Erkenntnis, daß das Diazoniumsalz keine Amino- und anderen basischen Gruppen enthalten soll. Bei Anwesenheit derartiger Gruppen neigen die bei der Zersetzung des Diazoniumsalzes freigesetzten Lewissäuren zur Reaktion mit den Gruppen, so daß das Kunstharz nicht ohne Erhitzen des Materials und das damit verbundene Aufspalten der gebildeten Verbindungen bzw. Komplexe ausgehärtet werden kann.
Gegenstand der Erfindung ist somit ein lichtempfindliches Material aus einem Träger und einer darauf aufgebrachten Beschichtung aus einem photopolymerisierbaren Epoxyharz und einem in organischen Lösungsmitteln löslichen Diazoniumsalz
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als lichtempfindlichen Härtungskatalysator für das Epoxyharz, das dadurch gekennzeichnet ist, daß das Diazoniumsalz aus einem von basischen Gruppen freien Kation und einem Difluorophosphat-, Phosphorwolframat-, Phosphormolybdat-, Wolframatogermanat-, Silicowolframat- oder Molybdatο silikatanion besteht.
Unter den genannten Anionen sind das Difiuorphosphat-, Phosphorwolframat- und Phosphormolybdation. in der beschriebenen Reihenfolge bevorzugt, da sie - vermutlich wegen des Phosphatgehalts des Diazoniumsalzes - die wirksamste Verbindung des gehärteten Kunstharzes mit dem Metallträger ergeben.
Bevorzugte Diazoniumkationen sind das 2,5-Dimethoxy- (oder Diäthoxy)-4-p-tolyIrcercaptobenzoldiazonium-, 2,5-Diäthoxy- (oder Dimethoxy-)-4-benzamidobenzoldiazonium-, 2,5-Diäthoxy- (oder Dimethoxy-)-4-n-butyImercaptobenzoldiazonium- und 2-N-Methyl~N-äthoxycarbonylamino-4-p-toly1-mercapto-5-methoxybenzoldiazoniumkation. Das bevorzugte Diazoniumsalz ist 2,5-Dimethoxy-4-p-tolylmercaptobenzoldiazoniura-difluorophosphat.
Diazoniumsalze mit diesen bevorzugten Kationen besitzen hohe Lichtempfindlichkeit und sind ausreichend stabil und lagerungsbeständig.
Die Beschichtung enthält üblicherweise zwei bis 15%, vorzugsweise 8 bis 10%, des Diazoniumsalzes, bezogen auf das Gewicht des Epoxyharzes. Das letztere kann teilweise aus einem epoxydierten Novolak bestehen, der durch Umsetzen eines Phenol/Formaldehyd-Kondensats mit Epichlorhydrin hergestellt worden ist (z.B. "DEN 438" der Dow Chemical Company). Dieses Material ist eine viskose Flüssigkeit, die bei Verwendung zusammen mit einem anderen Epoxyharz eine
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nicht klebrige Beschichtung ergibt.
Das bein Aushärten erhaltene polymerisierte Epoxyharz ist öleophil, so daß sich das lichtempfindliche Material der Erfindung insbesondere zur Herstellung von Druckplatten eignet, z.B. von Offset-Lithographieplatten oder Platten für Druckerpressen. Bei Verwendung einer auf eine elektrisch nicht leitende Unterlage aufgebrachten Metallfolie als Träger eignet sich das Material zur Herstellung von Potoreservagen für Druckschaltungen. Es kann darüberhinaus im Siebdruck eingesetzt werden, wenn man ein Sieb als Unterlage verwendet.
Das Material eignet sich ferner zur Herstellung von Kopien. Hierzu erhitzt man es nach dem Belichten, wobei die nicht w belichteten und nicht gehärteten Bereiche der Beschichtung klebrig werden, und bestäubt es mit einem Pigment, das vorzugsweise auf diesen Schichten haften bleibt.
Geeignete Epoxyharze sind "Epikote 1001, 1004, 1007 und 1009" der Shell Chemicals U.K.Ltd, und "Araldite" der CIBA sowie "Epichlor" der Dainippon Ink and Chemical Co. Diese Kunstharze lösen sich in einer Reihe von Lösungsmitteln, z.B. in Ketonen, Ester und Glykolestern, wobei gegebenenfalls Verdünnungsmittel, wie aromatische Kohlenwasserstoffe und chlorierte Kohlenwasserstoffe, angewandt werden.
Die Polymerisation des Kunstharzes durch die Zersetzungsproduk te des komplexen Diazoniumsalzes wird durch kurze Belichtung mit UV-Licht initiiert. Die nach der Belichtung beginnende Polymerisation ist in manchen Fällen erst nach bis zu 24 Stunden beendet, in diesen Fällen erhöht eine kurzzeitige Wärmebehandlung bei mittlren Temperaturen die Polymerisationsgeschwindigkeit beträchtlich.
Die photopolymerisierbaren Massen können auf den Träger durch
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Gießen, Beschichten oder Extrudieren aufgebracht werden. Geeignete Träger sind z.B. Metalle, wie Stahl·? Kupfer7 Zinkoder Aluminiumplatten bzw. -folien, Platten und Folien aus den verschiedensten Kunstharzen und Polymerisaten, Papier und- Glas.
Die Beispiele erläutern die Erfindung. Die Bestrahlung erfolgt in allen Fällen mit Hilfe einer 450 Watt ÜV -Lampe in einem Abstand von 61 cm.
Beispiell
Ein Aluminiumträger wird durch Bürsten aufgerauht und mit folgender Mischung dünn beschichtet: 2, S-Dimethoxy^-p-tolylmerpaptobenzol-
diazonium-phosphorwolframat 2,0 g
"Epikotel007" der Shell Chemicals U.K.
Ltd. 20,0 g
Methylcyclohexanon 200,0 ml
Die Beschichtung wird 2 Minuten bei 100 C getrocknet und dann 2 Minuten üV-belichtet. Anschließend stellt man die Platte weitere 2 Minuten in einen auf 80 C gehaltenen Ofen, um die Aushärtung zu beschleunigen. Die Platte wird dann mit Methyläthylketon gewaschen, um die nicht belichteten Bereiche der Beschichtung zu entfernen. Auf diese Weise wird eine Druckplatte von großer Haltbarkeit erhalten.
Beispiel 2
Eine unter dem Warenzeichen "Melinex" vertriebene Polyesterfolie wird nach dem in der GB-PS 1 061 784 beschriebenen Verfahren vorbehandelt und hierauf mit folgender Mischung beschichtet:
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2-(N-Methyl-N-äthoxycarbonylamino)-4-ptolylmercapto-5-methoxybenzoldiazoniumphosphorwolframat . 0,8 g
Epoxyharz "D.E.R. 662" der Dow Chemical
Company 9,0 g
Äthylenglykolmethylätheracetat - 90,0 ml
Die Folie wird 200 Minuten bei 100 C getrocknet und dann 4 Minuten durch eine Schablone üV-belichtet. Anschließend bringt man die Folie 2 Minuten in einen auf 800C gehaltenen Ofen. Hierauf wird die Folie durch Waschen mit Äthylenglykolmethylätheracetat entwickelt. Man erhält ein gutes Reliefbild,
Beispiel 3
Ein Seidennetz mit einer Maschenweite von 45 μ wird auf beid·. Seiten mit folgender Mischung beschichtet: 2,5-Diäthoxy-4-p-tolyImercaptobenzol-
diazonium-difluorophosphat 1,0 g
Methylisobutylketon 40,0 ml
Äthylenglykolmethylätheracetat 6O,O ml
"Epichlor 1010" der Dainippon Ink
Chemical Co. 7,0 g
Man entfernt überschüssige Beschichtungsmassen auf beiden Seiten des Siebes und trocknet dann die Beschichtungen in einem Ofen bei 100°C. Anschließend belichtet man das Sieb durch eine Schablone mit UV-Licht, erhitzt hierauf 2 Minuten auf 80°C und entfernt schließlich die nicht belichteten Beschichtungsbereiche durch Waschen mit Methy!cyclohexanon.
Beispiel 4
Eine auf eine Epoxyharz-Glasfaserplatte auflaminierte Eupferfolie wird gesäubert und dann mit folgender Mischung beschichtet:
2,5-Diäthoxy-4-benzamidobenzol-
diazonium-phosphorwolframat i_- ς rs
4Ö98QT7(f890
'Epikote 1004" der Shell Chemicals U.K.
Limited . 15,0g
Äthylenglykolmethylätheracetat 150,0 ml
Anschließend wird die beschichtete Kupferfolie getrocknet, durch eine Schablone UV-belichtet und hierauf 2 Minuten auf 80 C erhitzt. Dann entfernt man die nicht belichteten Bereiche durch Waschen mit Methyläthylketon. Die belichteten Bereiche der Kupferfolie werden durch Ätzen mit einer Eisen(III) Chloridlösung entfernt. Die Platte wird dann mit destilliertem Wasser gewaschen und getrocknet. Schließlich entfernt man das in den nicht geätzten Bereichen der Platte zurückbleibende gehärtete Epoxyharz mit Hilfe eines mit Pyridin angefeuchtete·· Tuchs.'
Beispiel 5
Eine unter dem Warenzeichen "Melinex" vertriebene Polyesterfolie wird nach dem in der GB-PS 1 061 784 beschriebenen Verfahren vorbehandelt und dann durch Aufsprühen der folgenden Mischung bis zu einer Dicke des trockenen Überzuges von 1,27 mm beschichtet:
2, S-Diäthoxy-^benzamidobenzol-diazonium-
phosphorwolframat 2,0 g
Methyläthylketon 200,0 ml
"Epikote 1009" der Shell Chemicals -U.K.
Limited 20,0 g
Nach dem Trocknen und UV-Belichten durch eine Schablone wird die beschichtete Platte 3 Minuten in einem Ofen bei 80°C gehärtet. Die nicht belichteten Bereiche werden durch Waschen mit Äthylenglykolmethylätheracetat entfernt. Nach dem Trocknen erhält man eine für Druckerpressen geeignete Platte.
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Beispiel 6
"Epikote 1001" ist ein bei etwa 70°C schmelzender Feststoff. Man löst 2,5-Dimethoxy-4-p-tolylmercaptobenzoldiazoniumdifluorophosphat in einer geschmolzenen Probe dieses Kunstharzes und beschichtet hierauf eine unter dem Warenzeichen "Melinex" vertriebene Polyesterfolie in einer Dicke von 1,27 mm mit dieser Masse. Man läßt die Beschichtung abkühlen und sich verfestigen. Anschließend wird die Beschichtung durch eine Schablone UV-belichtet, dann 4 Minuten auf 80°C erhitzt und schließlich durch Waschen mit Methylethylketon entwickelt. Auf diese Weise erhält man eine für Druckerpressen geeignete Platte.
Beispiel 7
Eine Polyesterfolie wird mit folgender Lösung dünn beschichtet:
2, S-Dimethoxy^-p-tolylmercaptobenzol-
diazonium-wolframatogermanat 0,5 g
"Epikote 1001" der Shell Chemicals U.K.
Limited 10,0 g
Methylethylketon 50,0 ml
Die Beschichtung wird getrocknet und dann durch eine Schablone 2 Minuten UV-belichtet, Anschließend erhitzt man die Beschichtung 2 Minuten auf Temperaturen oberhalb 8Q°C. Hierbei werden die nichtbelichteten Bereiche klebrig, so daß sie durch Bestäuben mit einem schwarzen Pigment sichtbar gemacht werden können.
B e i s pi el 8
Ein eloxierter Aluminiumträger wird mit folgender Mischung dünn beschichtet:
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30 g
10 g
4 g
200 ml
"Epikote 1004" (Shell Chemicals) "D.E.N. 438" (Dow Chem.. Co.)
2,S-Dimethoxy^-p-tolylmercaptobenzol-
diazonium-difluorophosphat 4-Methoxy-4-methyl-pentan-2-on
Man trocknet die Beschichtung 2 Minuten bei 800C und läßt sie dann abkühlen. Hierauf wird die beschichtete Oberfläche unter einer Matrize 4 Minuten UV-belichtet. Die Platte wird unmittelbar danach durch Pistonieren mit einem Lösungsmittelgemisch aus Äthylenglykolmethylätheracetat, Isopropylalkohol und Phosphorsäure (45:45:10) entwickelt) wobei die nicht belichteten Beschichtungsbereiche entfernt werden. Auf diese Weise erhält man eine Druckplatte mit guter Farbaufnahme, die eine gute Detailschärfe ohne auftretendes Abschäumen ermöglicht.
Beispiel 9
Ein eloxierter Aluminium.tr ag er wird mit folgender Mischung dünn beschichtet:
"Epikote 1004" (Shell Chemicals) 20 g
2 / S-Dimethoxy^-p-tolylmercaptobenzol-
diazonium-phosphorwolframat 2 g
Methyläthy!keton 100 ml.
Man trocknet die Beschichtung 2 Minuten bei 80°C und läßt sie dann abkühlen. Hierauf wird die beschichtete Oberfläche 2 Minuten durch eine Schablone UV-belichtet. Man bringt die Platte eine weitere Minute in einen auf 80°C gehaltenen Ofen ein, um die Härtungsgeschwindigkeit und den Härtungsgrad zu erhöhen. Die Platte wird durch Pistonieren mit dem Entwicklerlösungsmittel aus Beispiel 8 entwickelt, wobei die nicht polymerisierten Bereiche entfernt werden. Man erhält eine Druck-
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platte mit ausgezeichneter Farbaufnahme, die eine gute Detailschärfe ohne auftretendes Abschäumen ermöglicht.
Beispiel IO
Eine unter dem Warenzeichen "Melinex" vertriebene Polyesterfolie (GB-PS 1 061 784) wird mit folgender Mischung beschichtet:
"Epikote 1009" (Shell Chemicals) 10 g
"D.E.N. 438" (Dow Chem. Co.) 30 g
2,5-Diäthoxy-4-benzamidobenzol-
diazonium-difluorophosphat 2g
Methyläthylketon 200 ml
Die Folie wird getrocknet und 2 Minuten durch eine Matrize UV-belichtet. Anschließend wird die Folie durch Waschen rait Methyläthylketon entwickelt. Man erhält ein positives Reliefbild.
Beispiel 11
Eine unter dem Warenzeichen "Melinex" vertriebene Polyesterfolie (GB-PS 1 061 784) wird mit folgender Lösung beschichtet; "Epikote1001" (Shell Chemicals) 20 g
2-(N-Methyl-N-äthoxycarbonylamino)-4-ptolylmercapto-5-methoxybenzoldiazoniumphosphormolybdat 2 g
Methyläthylketon 100 ml
Die Beschichtung wird getrocknet und 2 Minuten durch eine Schablone UV-belichtet. Anschließend wird die Beschichtung 2 Minuten auf 100°C erhitzt, wobei die belichteten Bereiche polymerisieren. Die nicht belichteten Bereiche werden klebrig, da das nicht polymerisierte "Epikote 1001" schmilzt. Sie können durch Bestäuben mit einem schwarzen Pigment sichtbar
gemacht werden. Λ
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Claims (8)

  1. Patentansprüche
    lly Lichtempfindliches Material aus einem Träger und einer darauf aufgebrachten Beschichtung aus einem Epoxyharz und einem in organischen Lösungsmitteln löslichen Diazoniumsalz als lichtempfindlichen Härtungskatalysator für das Epoxyharz, dadurch gekennzeichnet, daß das Diazoniumsalze aus einem von basischen Gruppen freien Kation und einem Difluorophosphat-, Phosphorwolframat-, Phosphormolybdat-, Wolframatogermanat-, Silicowolframat- oder Molbybdatosilikatanion besteht.
  2. 2. Material nach Anspruch 1, dadurch.gekennzeichnet, daß die Beschichtung 2 bis 15 Gewichtsprozent, bezogen auf das Epoxyharz, des Diazoniumsalzes enthält.
  3. 3. Material nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschichtung 8 bis 10 Gewichtsprozent, bezogen auf das Epoxyharz, des Diazoniumsalzes enthält.
  4. 4. Material nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Epoxyharz teilweise aus einem epoxydierten Novolak besteht.
  5. 5. Material nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger aus Aluminium , einer Polymerfolie oder einem Seidenste!? besteht.
  6. 6. Verwendung des lichtempfindlichen Materials nach den Ansprüchen 1 bis 5 zur Herstellung von Druckplatten.
  7. 7. Verwendung des lichtempfindlichen Materials nach den Ansprüchen 1 bis 5 zur Herstellung von gedruckten Schaltungen.
  8. 8. Verwendung des lichtempfindlichen Materials nach den Ansprüchen 1 bis 5 zur Herstellung von Kopien.
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