DE2634412C2

DE2634412C2 - Lithographische Druckplatte

Info

Publication number: DE2634412C2
Application number: DE2634412A
Authority: DE
Inventors: Hirokazu Shizuoka Sakaki; Toshiro Sappro Yamashina
Original assignee: Fuji Photo Film Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Holdings Corp
Priority date: 1975-08-01
Filing date: 1976-07-30
Publication date: 1983-12-22
Also published as: US4082040A; JPS5716917B2; JPS5217902A; DE2634412A1

Description

Die Erfindung betrifft eine lithographische Druckplatte.

Für vorsensibilisierte lithographische Druckplatten (PS-Platten) wurde hauptsächlich eine Aluminiumplatte als Träger verwendet. Zu anderen verwendeten Trägern gehören Kunststoffe, wie beispielsweise Polyäthylen oder Polypropylen, Papier, kunststoffbeschichtete Papiere oder Metallplatten wie beispielsweise Zink-, Kupfer-, Chrom- oder Eisenplatten.

Papier oder Kunststoffe, die als Schichtträger (Träger) für lithographische Platten verwendet wurden, weisen den Nachteil auf, daß sie aufgrund ihrer geringen Kratzfestigkeit empfindlich gegen Oberflächenschädigung sind und leicht während des Druckvorgangs aufgrund ungenügender Hydrophilie verschmutzt werden.

Aluminium wird in weitem Umfang als Träger für lithographische Platten wegen seines leichten Gewichts und überlegener Dimensionsstabilität verwendet (vgl. z.B. DE-OS 22 48 743), besitzt jedoch den Nachteil, empfindlich gegen Oberflächenverkratzung zu sein. Um diesen Nachteil zu beheben, besteht die Praxis darin, einen anodisch oxidierten Überzug auf der Oberfläche des Aluminiums auszubilden, jedoch ist seine Kratzbeständigkeit noch weit geringer als die anderer Metalle, wie beispielsweise Kupfer oder Chrom.

Andererseits sind vielschichtige Metallplatten als lithographische Platten mit guter Kratzfestigkeit und guter Druckbeständigkeit bekannt. Sie werden jedoch aus Umweltsicherheitsgründen nicht bevorzugt weil Abfallflüssigkeiten während des Plattenherstellungsverfahrens unter Anwendung derartiger Materialien" erzeugt werden, welche Materialien, wie beispielsweise Kupferionen oder Chromionen enthalten.

Eine Aufgabe der Erfindung besteht in der Schaffung einer lithographischen Druckplatte, die keine Umweltverschmutzungsprobleme aufwirft, Kratzbeständigkeit und gute Beständigkeit beim Drucken besitzt Als Ergebnis ausgedehnter Untersuchungen wurde gefunden, daß die obigen Aufgaben erreicht werden können, indem eine Schicht aus Aluminiumnitrid auf dem Träger ausgebildet wird.

Erfindungsgegenstand ist somit eine lithographische Druckplatte, die dadurch gekennzeichnet ist daß der Schichtträger mit einer Aluminiumnitridschicht in einer Stärke von 10 bis 1000 nm bedeckt ist

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung einer lithographischen Druckplatte, bei dem auf einem Schichtträger eine lichtempfindliche Schicht aufgebracht wird, ist dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Aufbringen der lichtempfindlichen Schicht auf dem Schichtträger eine Aluminiumnitridschicht mit einer Stärke von 10 bis 1000 nm durch Kathodenzerstäubung ausgebildet wird.

Die Aluminiumnitridschicht wird gemäß der Erfindung auf dem Schichtträger (Träger) durch Kathodenzerstäubung ausgebildet wobei ein Inertgas, das ein reaktives Gas wie beispielsweise Stickstoff enthält, durch eine Glimmentladung bei hoher Spannung in einem Hochvakuumgefäß ionisiert wird und das ionisierte Inertgas zu einem Aluminiumschirm geführt wird, so daß das Aluminiumnitrid ausgeschleudert wird und auf diese Weise sich auf dem gewünschten Träger

«ο abscheidet (Zum Kathodenzerstäubungsverfahren allgemein, siehe US-PS 36 00 218.)

Wenn die Kratzbeständigkeit von Aluminium als 1 angenommen wird, besitzt eine Aluminiumoberfläche mit einer darauf ausgebildeten Aiuminiumnitridschicht

••5 eine etwa 5- bis lOmal so große Kratzbeständigkeit wie Aluminium. Die Kratzbeständigkeit ist der von Aluminium mit einem darauf ausgebildeten anodisch oxidierten Überzug, die etwa 3- bis 5mal so groß wie die des Aluminiums allein ist, überlegen.

Die zur Bildung der Aiuminiumnitridschicht gemäß der Erfindung angewendeten Sprüh- bzw. Zerstäu-Dungsbedingungen können relativ frei gewählt werden. Beispielsweise erfolgt die Zerstäubung in typischer Weise in einem Inertgas, wie beispielsweise Stickstoff, Argon, Helium, Xenon oder dergleichen, wobei Argon, Stickstoff oder Helium unter Berücksichtigung des Preises (Stickstoff kann als Inertgas wirken) bevorzugt werden. Die Gasatmosphäre umfaßt vorzugsweise etwa 10 bis 100%, insbesondere bevorzugt 40 bis 100%

<»o Stickstoff oder NHj, wobei der Rest der Gasatmosphäre ein von Stickstoff abweichendes Inertgas ist, wenn die Gasatmosphäre nicht aus 100% Stickstoff oder NHj besteht.

Der Sprüh- bzw. Zerstäubungsvorgang besteht in einer Kathodenzerstäubung unter Verwendung einer Spannung von etwa 2 bis etwa 3 kV und einer elektrischen Stromstärke von etwa 200 bis etwa 300 mA, obgleich diese Spannung und elektrische

Stromstärke nicht begrenzend sind. Da dies leicht technisch zur Verfugung steht, wird bei der Zerstäubung gewöhnlich eine Frequenz von 13,56 MHz angewendet, obgleich dem Fachmann auf dem Gebiet klar ist, daß diese Frequenz in keiner Weise begrenzend ist.

Es ist zweckmäßig, die Kathodenzerstäubung bei einem Gesamtdruck von 1,33 χ 10~⁶ bis 6,66 χ 10~^s bar, insbesondere bevorzugt 6,66 χ 10~⁶ bis 4xlO-⁵bar, durchzuführen, wobei das Inertgas (falls vorhanden) und das reaktive Gas, wie beispielsweise N2, NH3 und dergleichen, in einem Hochvakuumgefäß vorliegen.

Die Kathodenzerstäubung wird in typischer Weise bei Raumtemperatur durchgeführt, jedoch ist, wie dem Fachmann auf dem Gebiet bekannt, die Temperatur in der Oberfläche am Schirm sehr hoch (in der Größenordnung von 1000 K), und die Temperatur der Oberfläche der Aluminiumnitridschicht liegt dicht bei Raumtemperatur.

Die beste Verfahrenswirksamkeit wird unter Anwendung einer Ai^cheidungsgeschwindigkeit von etwa 5 nm/min bis etwa 20 nm/min erhalten, beispielsweise werden, wenn die Herstellung einer Schicht in einer Größenordnung von 10 nm bis 1000 mn Stärke erwünscht ist, was in typischer Weise gemäß der Erfindung verwendet wird, etwa 30 Sekunden bis etwa 3 Stunden und 20 Minuten für den Sprüh- oder Zerstäubungsvorgang benötigt

Sehr geeignete Zerstäubungsbedingungen sind in Tetsuya Abe and Toshiro Yamashita »Thin Solid Film«, Band 30, Seiten 19—27 (1975) (Lausanne), beschrieben.

Der gemäß der Erfindung verwendete Schichtträger (Träger) ist in typischer Weise eine ebene dünne Platte. Da die Aluminiumnitridschicht durch Sprühen gebildet wird, ist der Träger in typischer Weise ein Metall oder ein Metall mit darauf aufgebrach.^m keramischen Material, und derartige Träger werden bevorzugt, obgleich sie nicht zwingend sind. Zu besonders bevorzugten Beispielen für erfindungsgemäß verwendete Träger gehören Metallplatten, wie beispielsweise Aluminium, Eisen, Magnesium, Zink, Zinn, Kupfer, Chrom, Legierungen, wie beispielsweise Messing, Nickel, Titan und dergleichen, Schichtstrukturen verschiedener Metalle, wie beispielsweise mit Zink plattiertes Eisen, mit Kupfer plattierter rostfreier Stahl, Metalle mit darauf aufgebrachtem keramischem Material, wie beispielsweise eine Eisenpiatte mit darauf aufgebrachtem Porzellanemail und dergleichen. Nachfolgend wird häufig Aluminium als Beispiel angeführt.

Die Stärke der Aluminiumnitridschicht auf dem Aluminium, die je nach den Herstellungsbedingungen differiert, liegt vorzugsweise bei etwa 10 bis etwa 1000 nm, wie vorstehend angegeben, besonders bevorzugt bei 50 bis 300 nm.

Die Dicke des verwendeten Trägers ist natürlich in keiner Weise begrenzt, solange der Träger eine ausreichende Festigkeit zur einfachen Handhabung ergibt, und die bevorzugtesten Träger sind metallische Träger mit einem Schmelzpunkt von mehr als 230⁰C.

Vor Aufbringung einer lichtempfindlichen Schicht auf den Träger mit darauf ausgebildeter Aluminiumnitridschicht kann die Oberfläche der Ahiminiumnitridschicht durch eine Hydropilisierungsbehandlung, wie üblicherweise vom Fachmann vorgenommen, behandelt werden (z. B. Natriumsilicatbehandlung gemäß der US-PS 27 14 066 oder die Elektroabscheidung von Silicaten gemäß der US-PS 36 58 662).

Die lichtempfindliche Schicht ist üblich und kann eine lichtempfindliche Schicht sein, die zum Beispiel eine lichtempfindliche Diazoverbindung vom Positivtyp, wie beispielsweise ein Polymeres mit einem Gehalt an o-Chinondiazid (beispielsweise gemäß der JA-OS 28 403/68), eine lichtempfindliche Diazoverbindung > vom Negativtyp, wie beispielsweise eine p-Diazodiphenylaminverbindung (gemäß der US-PS 27 14 066), eine lichtempfindliche ungesättigte Polyesterverbindung (gemäß der US-PS 30 30 208), eine Kombination einer lichtempfindlichen Azidvcrbindung und einer wasserlösliehen polymeren Verbindung (zum Beispiel Polyvinylpyrrolidon oder Casein gemäß der DE-PS 14 47 099), eine lichtempfindliche Silberhalogenidemulsion, wie sie üblicherweise auf dem Fachgebiet verwendet wird, z. B. eine lichtempfindliche Silberhalogenidemulsion gemäß

^r> dtr US-PS 3146 104, oder eine Kombination eines Bichromatsalzes, wie beispielsweise ein Natrium- oder Kaliumsalz, und einer wasserlöslichen polymeren Verbindung (z. B. Polyvinylalkohol, Casein oder Gelatine oder Polyacrylamid) enthält. Die Dicke der

lichtempfindlichen Schicht ist nicht besonders begrenzt, jedoch werden gute Produkteigenschaften erhalten, wenn die Stärke bei etwa 0,02 bis etwa 5 μτη liegt

Aufgrund der guten Lagerungsstabilität, die eine gemäß der Erfindung gebildete Aluminiumnitridschicht aufweist, sind die Trocknungsbedingungen für die lichtempfindliche Schicht vor der Verwendung nicht bedeutsam und werden lediglich aus den üblicherweise auf dem Fachgebiet verwendeten ausgewählt

Die so hergestellte Musterdruckplatte wird bildweise belichtet, in der gleichen Weise wie bei der Herstellung üblicher PS-Platten gemäß der US-PS 27 14 066 entwickelt, und dann unmittelbar auf eine Druckpresse gebracht, woran sich der Druckvorgang anschließt.

Die so erhaltene lithographische Platte zeigt gute Beständigkeit beim Drucken, die gleich oder größer als * bei üblichen Druckplatten ist.

Der hervorragende Vorteil der Erfindung besteht in der Erhöhung der Kratzbeständigkeit der Oberfläche des Trägers. Wenn die AIumiauimnitrdschicht auf einer nichtmetallischen Oberfläche, wie beispielsweise Papier oder Kunststoff ausgebildet wird, weisen die Nichtbildbereiche der Oberfläche Beständigkeit gegenüber Verschmutzung während des Druckvorgangs auf. Ferner wird die mit der Aluminiumnitridschicht versehene Oberfläche grau und verhindert Lichthofbildung.

Die folgenden Beispiele dienen zur näheren Erläuterung der Erfindung.

Beispiel 1

Ein 0,24 mm dickes Aluminiumblech (Aluminiumlegierung Nr. 2S, 0,4 Si; 0,6 Mg; 99,0 Al, Gew.-%) wurde zum Abschleifen abgebürstet und dann in ein Hochvakuumgefäß gebracht. Auf seiner Oberfläche wurde durch Zerstäubung eine Aluminiumnitridschicht gebildet Die Zerstäubungsbedingungen waren wie folgt: Der verwendete Schirm bestand aus 99,98%igem Aluminium von 3 mm Dicke, und Argongas wurde als Inertgas verwendet. Der Abstand zwischen dem Aluminiumblech und dem Schirm betrug 7 cm. Die Partialdrücke von Argon und Stickstoff betrugen 1,7 χ 10~² Torr bzw. 8χ ΙΟ-³ Torr. Das Gefäß wurde zunächst auf 5χ 10~⁷ Torr evakuiert, wonach das Stickstoffgas und Argongas eingeführt wurden, um die gewünschten Partialdrücke zu ergeben. Danach wurde die Kathodenzerstäubung bei 2,3 kV, 270-280 mA und 13,56 MHz bei Raumtemperatur eingeleitet. Es wurde ein gleichmäßiger Überzug aus Aluminiumnitrid mit einer Dicke von etwa

100 nm auf der Oberfläche des Aluminiumblechs gebildet

Die Aluminiumnitridoberfläehe wurde zwei Minuten in ein Bad aus 2gew.-°/oiger wäßriger Natriumsilicatlösung (Molverhältnis SiO₂ZNa₂O=3/1) eingetaucht, auf 80⁰C erhitzt, mit Wasser gewaschen und dann 1 Minute bei 100⁰C getrocknet Eine lichtempfindliche Schicht der folgenden Zusammensetzung wurde auf die Oberfläche aufgezogen, so daß die Menge des Überzugs 2,0 g/m² (Trockenbasis) betrug, und dann 2 Minuten bei 100° C getrocknet

Zusammensetzung der lichtempfindlichen Schicht

Eine durch Kondensation von
p-Diazodiphenylamin mit
p-ToluoIsulfonsäure und Formaldehyd gemäß den in Spalte 7 der
US-PS 27 14 066 im einzelnen angegebenen Herstellungsbedingungen
hergestellte Diazoverbindung 3 Gewichtsteile

Scheüak 20 Gewichtsteüe

Dimethylformamid 80 Gewichtsteüe

Die erhaltene lichtempfindliche lithographische Druckplatte vom Negativtyp wurde 30 Sekunden durch ein transparentes Negativ mit einer Metallhalogenidlampe von 3 kW, die 1 Meter von der Platte entfernt war, belichtet Die belichtete Platte wurde etwa 1 Minute bei Raumtemperatur (etwa 25°C) in eine 20gew.-%ige wäßrige Isopropylalkohollösung zur Entwicklung der Platte eingetaucht Die erhaltene Platte wurde auf eine Druckpresse gebracht und der Druckvorgang ausgeführt Es wurden mehr als 100 000 Kopien guter Qualität erhalten.

Beispiel 2

Ein 03 mm dickes Aluminiumblech (Aluminiumlegierung Nr. 3S, 1,2 Mn, 98,8 Al, Gew.-%) wurde zum Abschmirgeln derselben gebürstet und der Zerstäubung in einem Hochvakuumgefäß unter den gleichen Bedingungen wie im Beispiel 1 zur Hetstellung einer Aluminiumnitridschicht mit -einer Dicke von etwa 100 nm unterworfen. Die Oberfläche wurde dann 2 Minuten in ein Bad einer 2gew.-%igen wäßrigen Natriumsilicatlösung (Molverhältnis SiO₂ZNa₂O=3/1) eingetaucht, auf 80°C erhitzt, mit Wasser gewaschen und 1 Minute bei 100⁰C getrocknet Es wurde eine

to lichtempfindliche Schicht der folgenden Zusammensetzung auf die Oberfläche aufgezogen, so daß eine Menge von 2^5 g/m² (Trockenbasis) erhalten wurde, und 2 Minuten bei 100⁰C getrocknet

ι5 Zusammensetzung der lichtempfindlichen Schicht

Durch Kondensation von Aceton
und Pyrogallol erhaltener
Naphthochinon-(l,2)-diazid(2)-5-suIfonsäureester von Polyoxyphenol (vergleiche US-PS 36 35 709
im Hinblick auf die Einzelheiten
der Herstellungsbedingungen)
Kresol-Formaldehydharz vom
Novolaktyp
Äthylenglykolmonomethyläther

2 Gewichtstdle

4 Gewichtsteüe 100 Gewichtsteüe

Die erhaltene lichtempfindliche lithographische Druckplatte wurde 30 Sekunden durch ein transparentes Positiv mit einer Metallhalogenidlampe von 3 kW,

JO die 1 Meter von der Platte entfernt war, belichtet und dann 1 Minute bei Raumtemperatur (etwa 25° C) in eine 7gew.-%ige wäßrige Natriumsilicatlösung (Molverhältnis SiO₂/Na₂O = 3/1) eingetaucht, um die Platte zu entwickeln. Die erhaltene lithographische Platte wurde auf eine Druckpresse gebracht und der Druckvorgang durchgeführt Es wurden mehr als 70 000 Kopien guter Qualität erhalten.

Claims

Patentansprüche:

1. Lithographische Druckplatte, dadurch gekennzeichnet, daß der Schichtträger mit einer Aluminiumnitridschicht in einer Stärke von 10 bis 1000 nm bedeckt ist

2. Lithographische Druckplatte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schichtträger aus Aluminium besteht

3. Verfahren zur Herstellung einer lithographischen Druckplatte, bei dem auf einem Schichtträger eine lichtempfindliche Schicht aufgebracht wird, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Aufbringen der lichtempfindlichen Schicht auf dem Schichtträger eine Aluminiumnitridschicht mit einer Stärke von 10 bis 1000 nm durch Kathodenzerstäubung ausgebildet wird.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kathodenzerstäubung in einer Atmosphäre aus 10 bis 100 VoL-% Stickstoff oder NH3 durchgeführt wird.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß, falls vorhanden, der Rest der Atmosphäre aus einem von Stickstoff oder NH₃ abweichenden Inertgas besteht.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß als Inertgas Argon, Helium oder Xenon verwendet wird.

7. Verfahren nach Anspruch 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Atmosphäre 40 bis 100 Vol.-% Stickstoff oder NH₃ aufweist.

8. Verfahren nach Anspruch 4 bis 7... dadurch gekennzeichnet, daß die Kathodenzerstäubung bei einer Spannung von etwa 2 bis etwa 3 kV durchgeführt wird.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Kathodenzerstäubung unter Verwendung einer elektrischen Stromstärke von etwa 200 bis etwa 300 mA durchgeführt wird.