DE2540319A1 - Photolithographischer empfangstraeger - Google Patents

Description

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Minnesota Mining and Manufacturing Company, Saint Paul, Minnesota 551o1, V. St. A.

Photolithographischer Empfangsträger

Die Erfindung betrifft das lithographische Drucken und insbesondere ein photolithographisches Bildempfangsblatt, welches nach Prinzipien der Silbersalzdiffusionübertragung bildmäßig gestaltet werden kann.

Arbeitsweisen zur Herstellung photographischer Silberbilder durch Diffusionübertragungsverfahren sind der Technik allgemein bekannt. Typischerweise wird eine bildmäßig belichtete Silberhalogenidemulsion mit einem photographischen Verfahrensmittel in Berührung gebracht, das ein Entwicklungsmittel zur Reduktion des belichteten Silberhalogenids zu Silber in der Emulsion und ein Silberhalogenid-lösungsmittel enthält, das einen löslichen Silberkomplex mit dem nichtbelichteten Silberhalogenid zu bilden vermag. Eine bildmäßige Anordnung dieses Silberkomplexes wird dann auf eine darüberliegende silberaufnehmende Schicht übertragen, wo er zu metallischem Silber reduziert wird und ein Silber-

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Übertragungsbild lieferte

Die Diffusionübertragung ist in Verbindung mit der Photolithographie angewendet worden, wobei man ein hydrophiles Material als silberaufnehmende Schicht verwendete (um hierdurch den Hintergrund einer Druckplatte zu erhalten)„ Das Silberbild wird dann zur Jirzeugung einer druckfarbaufnehmenden Druckoberfläche auf dem hydrophilen Untergrund benutzt. In einem solchen System enthält die hydrophile silberaufnehmende Schicht des Empfangsblatts Silber präzipitierende Kerne, die in einem mikroskopisch kontinuierlichen Träger oder einer Matrix dispergiert sind. Als derartige Matrix ist kolloidale Kieselsäure verwendet worden, wobei das Silber bildmäßig auf der Kieselsäureoberfläche abgeschieden wurde, um die druckfarbaufnehmenden Bildbereiche der Platte zu liefern«

Mit dieser Lösung sind zweifache Schwierigkeiten verbunden. Erstens ist eine kolloidale Kieselsäureoberfläche im allgemeinen nicht zäh genug, um den Drucken und Abriebkräften, die von den Druckwalzen ausgeübt werden, standzuhalten, was die Platte bezüglich ihrer Drucklebensdauer beschränkt«, Zweitens erlaubt eine Kieselsäurematrix typischerweise keine ausreichende Silberabseheidung auf ihrer Oberfläche, um eine dauerhafte druckfarbaufnehmende Bildfläche für ausgedehnte Druckläufe zu liefern«,

Eine technisch erfolgreiche photolithographische Platte unter Verwendung des Diffusionübertragungsverfahrens, die in der eige« nen noch schwebenden Anmeldung P 14 47 986,6 vom 21, September

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1965 von Eikvar beschrieben wird, behebt einen Teil der vorerwähnten Schwierigkeitcnο Es wird dort eine Blattstruktur aus einem Trägerblatt mit einer darauf befindlichen organophilen Oberfläche vorgeschlagen, über welcher eine flüssige permeable, zähe, hydrophile Schicht, z_cB_e Kieselsäure, aufgezogen ist, die Silber präzipitierende Kerne enthalte Nach bildmäßiger Gestaltung mittels Diffusionübertragung wird die hydrophile Schicht mit einer Lösung in Berührung gebracht, welche das Silberbild aus einer solchen Schicht auslaugt. Nach Betupfen und Spülen der Platte werden auch Teile der hydrophilen Schicht entfernt und enthüllen oder legen die darunterliegende organophile druckfarbe aufnehmende Fläche in den gewünschten Bildbereichen frei. Somit beseitigt Eikvar das Problem der Silberbildverteilung, indem er das Silber als druckfarbaufnehmende Druckbereiche nicht benutzt.

Wenngleich Eikvar's Platte zahlreiche Vorteile gegenüber früher vorgeschlagenen Strukturen zeigt, bleibt dennoch die Schwierigkeit mit der Hintergrundverteilung, wenn hydrophile Kieselsäure verwendet wird.

Der Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, ein Empfangsblatt mit einem zähen hydrophilen Kieselsäure-Untergrund zu entwickeln, das sich für ausgedehnte bzw, längere Druckläufe eignet und eine hinreichende Silberabscheidung auf der Kieselsäureoberfläche gestattet, um einen dauerhaften, druckfarbaufnehmenden Bildbereich zu erhalten.

Erfindungsgemäß wird ein photolithographischer Empfangsträger

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zur bildmäßigen Gestaltung mittels des Silbersalzdiffusionübertragungsverfahrens aus einem Träger mit einer hydrophilen kolloi« dalen Kieselsäureschicht vorgeschlagen, die Silberpräzipitierende Kerne enthält, wobei diese Kieselsäureschicht aus einem Gemisch von zwei kolloidalen Kieselsäurelösungen gebildet wurde, deren jede eine im wesentlichen gleichförmige Teilchengröße aufweist, und die Teilchengröße der einen Lösung etwa 2,5 mal größer ist als die der anderen Lösung«, Dies dient zur Optimierung des Betrages an Teilchen-Teilchen-Bindung und der Teilchenzahl je Volumen« einheit in dem Kieselsäuregitter.

Die gebildete hydrophile Kieselsäurematrix ist ideal geeignet zur Herstellung einer lithographischen Silberbildplatte, da sie eine optimale Silberabscheidung an ihrer Oberfläche gewährleistet und die Tendenz der Kieselsäureteilchen zu Abrieb und ¥errieb während des Drückens auf ein Minimum beschränkt.

Durch Verwendung dieser Kieselsäurematrix kann eine lithographische Druckplatte mit ausgedehnter Drucklebensdauer hergestellt werden im Gegensatz zu bisher vorgeschlagenen Platten unter Verwendung kolloidaler Kieselsäure als hydrophilem Träger.

Die Teilchen in einer trocknen hydrophilen Matrix aus kolloidaler Kieselsäure sind von kugeliger Gestalt und chemisch aneinander an Punkten gebunden, wo sie sich berühren. Obwohl hier keine Festlegung auf eine Theorie beabsichtigt ist, kann angenommen werden, daß das gebildete Kieselsäuregitter einer dicht gepackten Gitteranordnung sphärischer Teilchen ähnelt, ähnlich der ge-

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wohnlich mit "kubisch dichtester Packung" bezeichneten Anordnung« In einer solchen Gitteranordnung wird ein verhältnismäßig großer Leerraum zwischen den sich berührenden Teilchen erzeugt, der Durchmesser des Leerraums beträgt etwa 4o % des Durchmessers der Teilchen des Gitters© Dieser Leerraum erzeugt, wenn er sich durch die gesamte Matrix zieht, ein verhältnismäßig poröses Gitter»

In einer als Diffusionübertragungsempfänger verwendeten Kieseisäur ematrix würde dies die Tendenz, daß Silber innerhalb des Kieselsäuregitters im Gegensatz zur Abscheidung auf der Oberfläche desselben abscheidet, erhöhen und auch die Wiederstandsfähigkeit der Matrixteilchen gegenüber Abrieb oder Verrieb vermindern.

In einem ausgedehnten Gitter sollte die Zahl großer Leerräume gleich der Zahl der Teilchen in dem Gitter sein. Wenn jeder grosse Leerraum mit einem Teilchen geeigneter Größe gefüllt wird, sollte die Porosität des Gitters wesentlich reduziert werden, weil mehr Teilchen pro Volumeneinheit enthalten sind_e Zudem sollte sich der Betrag der Teilehen-Teilchen-Bindungen im Gitter verdoppeln, was die Festigkeit der Teilchen gegenüber Abrieb oder Verrieb stark erhöht.

Das Voranstehende basiert nur auf einer Theorie, erfindungsgemäß ist jedoch gefunden worden, daß eine gemäß, dieser theoretischen Näherung hergestellte kolloidale Kieselsäurematrix einen außerordentlich wirksamen photolithographischen Empfangsträger liefert.

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Wenn somit eine kolloidale Kieselsäurelösung einer im wesentlichen gleichförmigen Teilchengröße mit einer zweiten kolloidalen Kieselsäurelösung einer im wesentlichen gleichförmigen Teilchengröße gemißcht wird und die Teilchengröße der ersten Lösung etwa das 2,5fache der Teilchengröße der zweiten Lösung beträgt, kann eine Kieselsäurematrix mit ausgezeichneter Wirksamkeit als hydrophiler Aufnahmegrund, d.h. Empfangsträger, gebildet werden«

Der Begriff "im wesentlichen gleichförmige Teilchengröße" bedeutet hier, daß die kleinsten Teilchen der ersten Lösung im allgemeinen mindestens etwa 1,5mal größer sind als die größten Teilchen der zweiten Lösung.

Im Handel verfügbare kolloidale Kieselsäurelösungen enthalten im allgemeinen einen Teilchengrößenbereich von z.B_e 4 bis 7 ni/U, 8 bis 11 m/U» I4 bis 17 m/U, 21 bis 25 m/U usw. . Ein bevorzugtes Gemisch setzt sich zusammen aus Nalco 1o3o (eine Lösung mit Kiesel säure teilch en im Größenbereich von 14 bis 17 m/u) und Nalco 2195, welches eine Lösung mit Kieselsäureteilchen im Größenbereich von 4 bis 7 ni/ii darstellt.

Theoretisch sollte ein ausreichendes Gitter einen großen Leerraum für jedes Teilchen erzeugen. Daher sollte das"optimale Teilchenverhältnis kleiner Teilchen zu großen Teilchen 1 zu 1 liegen. Kieselsäureteilchen sind jedoch nur kugelig oder nichtkugelig und die Lösraagsteilchengrößensind lediglich im wesentlichen und nicht absolut gleichförmig. Demgemäß wurde gefunden, daß ein Teilehenverhältnis von kleinen zu großen Teilchen von etwa o,5

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zu 1 bis etwa 4 zu 1 eine geeignete photolithographische Oberfläche liefert, wobei etwa o,8:1 bis etwa 2,o:1 bevorzugt ist» Wenn das Verhältnis abnimmt, wird die Wirksamkeit der Kieselsäureoberfläche vermindert, da die 'i'eilehendichte, d.h. die Zahl Teilchen je "Volumeneinheit, abnimmt« Wenn das Verhältnis ansteigt, nimmt die Teilchendichte je Volumeneinheit zu und die kleineren Teilchen wandern anscheinend in die Kieselsäureoberfläche und rufen hierdurch eine Herabsetzung der Haftung des reduzierten Silbers an der Oberfläche hervor₀

Herkömmliche Träger wie Polyester oder Metalle können erfindungsgemäß als Plattenunterlage verwendet werden,, Der Träger kann typischerweise zunächst mit Haftungspromotoren, z.B«, Vinylchloridacetat, vor Aufbringen der Kiesel säureschicht überzogen werden.

Die Erfindung wird im einzelnen anhand der folgenden nichtsbe-« schränkenden Beispiele erläutert, in welchen sämtliche Teile Gewichtsteile sind, wenn nichts anderes angegeben ist.

Beispiel 1

Ein Trägerblatt aus einem 1oo Mikron starken Polyäthylenterephthalatfilm wurde auf einer Oberfläche mit einer 8 Mikron dicken (trocknen) Schicht aus einer Lösung überzogen, die 48 Gew.-96 Feststoffe des Union Carbide's Vinylite VAGH Vinylchloridacetatharzes und American Cyanamide¹s Unitane OR 35o (Titandioxid) Pigment in einem Verhältnis von 3 Teilen Titandioxid zu 1 Gewicht steil Harz enthielt. Das Pigment war zuvor in der Lösung

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48 Stdn_e durch Kugelmahlen dispergiert worden; die pigmentierte Lösung in Methyläthylketon-Lösungsmittel wurde auf das Trägerblatt aufgezogen und 5 Min. bei ca. 66 0 getrocknete

Das überzogene Trägerblatt wurde außen mit einer hydrophilen Kieselsäureschicht der folgenden Zusammensetzung beschichtet, danach 2o Sek„ bei ca. 66⁰C getrocknet.

Bestandteil Menge

"Nalco 1o3o", kolloidale Kieselsäurelösung

(mit einem Teilchengrößenbereich von 14

bis 17 m/u) 227 g

"Nalco 2195" kolloidale Kieselsäurelösung (mit einem Teilchengrößenbereich von 4

bis 7 nyu) 11,9 g

Merck¹s Silver Protein Mild,

1o % in Wasser 4,5 ml

Glycerin 1,1 g

uas Glycerin verbessert die LagerStabilität des Empfangselements, obwohl es in der Kieselsäureschicht nicht unbedingt notwendig ist.

Nachdem das überzogene Blatt 25 Tage unter Umgebungsbedingungen härten gelassen wurde, wurde eine hochkonstrastierende photographische Chlorbromid-Emulsion (z.B. mit einem Chlorid/Bromid-Verhältnis von 2:1 und einem Gelatine/Silber-Verhältnis von 1,2:1) über die hydrophile Kieselsäureschicht mit einem Silberüberzugs«

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gewicht von 2o mg pro dm aufgezogen,

Ein Blatt von 25,4 x 38,1o cm des obigen Materials wurde in die Belichtungseinheit eines Brand 412 Camera Plate Processors der Minnesota Mining and Manufacturing gesetzt und bildmäßig gegen eine Zielscheibe (target) belichtet. Das Blatt wurde dann photographisch mit einem .Diffusionübertragungsentwickler der folgenden Zusammensetzung entwickelt«

Bestandteil

Entionisiertes Wasser Natriumsulfit Hydrochinon Natriumthiosulfat Natriumhydroxid Kaliumbromid o,5proz. Benzotriazol in Wasser

Nach Wegwaschen der Emulsion mit warmen Wasser wurde eine positive, seitengetreue Kopie des Originals erhalten, welche gekennzeichnet war durch die bildmäßige Anordnung dichter, kontinuierlicher Silbermassen mit einem spiegelähnlichen metallischen Aussehen auf der Kieselsäureschichtoberflache«

Die Kopie wurde dann 25 Sek« bei Raumtemperatur in eine Lösung der folgenden Zusammensetzung getaucht:

Menge	ml
1 «ooo	g
8o	g
35	g
15	5 g
28,	5 g
2,	mle
25

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- 1o «

Bestandteil Menge

Kaliumferrocyanid 53,.ο g

Natriumchlorid 17,5 g

2-Benzyl«2-imidazolin-hydrochlürid 1o g

•tintionisiertes Wasser in ausreichender

Menge, um auf 1 Liter Lösung aufzufüllen

Dieses Material konditioniert die üilberbildbereiche, so daß sie lithographisch funktionsfähig werden, d_oh_e dr uckf ar bauf nehmend,, Nach Waschen des Blattmaterials 1o oek, lang und Trocknen wurde das Blatt in eine ATi' Chief IS-Druckpresse gesetzt, wonach 8ooo hochwertige Kopien ohne Beeinträchtigung der Bildqualität hergestellt wurden«

Beispiel 2

Eine Druckplatte wurde wie in Beispiel 1 hergestellt mit der Ausnahme, daß folgende kolloidale Kiesel säurelösung verwendet wurde:

Bestandteil Menge

Nalco 1o3o 815 g

Nalco 2195 41,5 g

Merck's Silver Protein Mild 25,2 ml

Glycerin 15,6 g

Entionisiertes Wasser 153,5 g

Die Platte wtirde wie -in Beispiel 1 gefertigt. Nach Einsetzen in eine Presse wurden etwa 5e5oo hochwertige Kopien erhalten»

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Wenn Beispiel 2 wiederholt wurde, jedoch unter Verwendung nur der Nalco 1o3o Kieselsäure anstelle des Chemisches konnten nur etwa 15oo Kopien vor dem Durchschlag (Versagen) der Platte erhalten werdenο

Selbstverständlich ist die .Erfindung auch anwendbar auf eine Zweiblattstruktur, wo die photographische Emulsion aus der Platte weggelassen und durch einen getrennten Filmträger, z_eB_# einen herkömmlichen photograph!sehen Film, getragen wird. Das latente Bild kann so durch Belichtung des photographischen Films gebildet, der Film dann in innigen Kontakt mit den hydrophilen Schichten der Beispiele 1 und 2 gesetzt und unter Benutzung des Entwicklers aus Beispiel 1 entwickelt werden,, Nach der Entwicklung können die beiden Blätter voneinander abgezogen werden,was ein Silberbild auf der hydrophilen Oberfläche ergibt«

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Claims (1)

1. Patentansprüche

   -λ
   /Ί. ) Photolithographisches finpfangsblatt zur "bildmäßigen Ge« staltung durch einen Silbersalzdiffusionübertragungsprozeß aus einem Träger mit einer darauf aufgezogenen hydrophilen Schicht aus kolloidaler Kieselsäure, welche Schicht Silber präzipitieren« de Kerne enthält, dadurch gekennzeichnet, daß diese Schicht aus einem Gemisch einer ersten und einer zweiten kolloidalen Kieselsäurelösung gebildet worden ist, wobei jede dieser Lösungen im wesentlichen gleichförmige Teilchengrößen aufweist und die Teilchengröße der ersten Lösung etwa 2,5 mal größer als die Teilchengröße der zweiten Lösung ist„

   2o Blatt nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Konzentration dieser Lösungen so abgestimmt ist, daß das Verhältnis der Teilchen der zweiten Lösung zu Teilchen der ersten Lösung bei etwa o,5:1 bis etwa 4»o:1 liegt»

   3β Blatt nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß dieses Verhältnis 1,o:1 beträgt«

   4· Blatt nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger aus Polyester besteht,

   5· Blatt nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es eine die Haftung fördernde Schicht zwischen dem Träger und dieser Kieselsäureschicht aufweist,

   6β Blatt nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß diese

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   Haftungspromoterschicht ein Vinylchloridacetat-Harz und Titandioxid enthält.

   7β Lithographische Platte mit Bildbereichen und Hintergrundbereichen, bestehend aus einem Träger mit einer darauf aufgezogenen hydrophilen Schicht aus kolloidaler Kieselsäure, wobei diese Kieselsäureschicht auf ihr mittels eines Diffusionübertragungsprozesses abgeschiedenes Silber aufweist, um diese üildbereichc zu bilden, dadurch gekennzeichnet, daß diese Kieselsäureschicht aus einem Gemisch einer ersten und einer zweiten kolloidalen Kieselsäurelösung gebildet worden ist, wobei jede dieser Lösungen im wesentlichen gleichförmige Teilchengrößen aufweist und die Teilchengröße der ersten Lösung etwa 2,5 mal größer ist als die Teilchengröße der zweiten Lösung ist.

   8. Platte nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Konzentration dieser Lösungen so abgestimmt ist, daß das Verhältnis der Teilchen der zweiten Lösung zu den Teilchen der ersten Lösung etwa o,5:1 bis etwa 4,o:1 beträgt.

   9· Platte nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß dieses Verhältnis 1,o:1 beträgt.

   1o_e Platte nach Anspruch 7» dadurch gekennzeichnet, daß dieser Träger aus Polyester besteht.

   11e Platte nach Anspruch 7» dadurch gekennzeichnet, daß sich zwischen diesem Träger und der Kieselsäureschicht eine die Haf-

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   tung fördernde Schicht befindet»

   12. Platte nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die IlaftungsGChicht ein Vinylchloridacetat-Harz und Titandioxid enthält«,

   Dr.Ro / Se

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