DE69909219T2

DE69909219T2 - Entwicklung von strahlungsempfindlichen Gemischen

Info

Publication number: DE69909219T2
Application number: DE69909219T
Authority: DE
Inventors: Stephen David Morley Rigby
Original assignee: Agfa Gevaert NV
Current assignee: Agfa NV
Priority date: 1998-12-03
Filing date: 1999-12-02
Publication date: 2004-05-27
Anticipated expiration: 2019-12-03
Also published as: EP1006412B1; GB2347229A; EP1006412A1; JP2000171984A; US6146816A; GB9927188D0; DE69909219D1; GB9826457D0

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft die Entwicklung von strahlungsempfindlichen Zusammensetzungen und die Entwicklung von solchen Zusammensetzungen, die für die Herstellung von Druckplatten und Fotolackmustern verwendet werden.
Bei der Herstellung von Druckplatten und Fotolackmustern wird eine strahlungsempfindliche Zusammensetzung auf ein Substrat aufgetragen, um eine strahlungsempfindliche Platte zu bilden, die dann mit Strahlung bildmäßig belichtet wird, um unterschiedliche Bereiche der Beschichtung in gezielter Weise zu belichten. Die Bereiche, auf die die Strahlung aufgetroffen ist, und die Bereiche, auf die die Strahlung nicht aufgetroffen ist, weisen eine unterschiedliche Löslichkeit in Entwicklerflüssigkeiten auf. Infolge dieses Unterschieds können die löslicheren Bereiche durch Verwendung einer geeigneten Entwicklerflüssigkeit in gezielter Weise vom Substrat entfernt werden und bleibt dabei auf dem Substrat ein durch die weniger löslichen Bereiche geformtes Bild zurück.
Herkömmliche strahlungsempfindliche Zusammensetzungen werden in der Regel in positivarbeitende und negativarbeitende Zusammensetzungen aufgeteilt. Positivarbeitende Zusammensetzungen kennzeichnen sich dadurch, daß sie bei Bestrahlung löslicher in einer bestimmten Entwicklerflüssigkeit werden, während negativarbeitende Zusammensetzungen bei einer solchen Bestrahlung weniger löslich werden.
In der Regel jedoch sind die zur Verwendung in Kombination mit den zwei Klassen von Zusammensetzungen benötigten Entwicklerflüssigkeiten wesentlich unterschiedlich. Während für die Entwicklung von positivarbeitenden Zusammensetzungen wäßrig-alkalische Entwickler geeignet sind, werden für die Mehrzahl der negativarbeitenden Zusammensetzungen Entwicklerflüssigkeiten benötigt, die einen wesentlichen Anteil eines organischen Lösungsmittels enthalten. Als typische Lösungsmittel, die in diesen Entwicklerflüssigkeiten benutzt worden sind, sind Aralkylalkohole wie Benzylalkohol und Aryloxyalkylalkohole wie zum Beispiel Phenoxyethanol zu nennen. Leider unterliegen diese Lösungsmittel bekanntlich aber – sogar in relativ kleinen Mengen – schweren Nachteilen hinsichtlich Gesundheit, Sicherheit und Umwelt. Im besonderen hat es sich herausgestellt, daß diese Verbindungen nicht biologisch abbaubar sind und demzufolge in der Umwelt persistieren.
In EP-A 0 405 986 wird ein Verfahren für die Verarbeitung einer vorsensibilisierten lithografischen Druckplatte offenbart, wobei ein Entwicklungsautomat eingesetzt wird, in dem eine negativarbeitende vorsensibilisierte, eine Diazoverbindung enthaltende lithografische Druckplatte und eine positivarbeitende vorsensibilisierte, eine o-Chinondiazidverbindung enthaltende lithografische Druckplatte mit einer Entwicklerlösung verarbeitet werden, mit der die negativarbeitende vorsensibilisierte lithografische Druckplatte und die positivarbeitende vorsensibilisierte lithografische Druckplatte beide auf einmal entwickelbar sind und die durch Verwendung einer Entwicklernachfüllösung wiederholt benutzt werden kann. Die Entwicklerlösung und Entwicklernachfüllösung enthalten jeweils ein Alkalisilikat, ein Tensid, ein organisches Lösungsmittel und ein Reduktionsmittel und beide Lösungen sind sehr alkalisch und weisen einen pH zwischen 12,5 und 13,8 auf.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Entwicklerflüssigkeit für negativarbeitende Zusammensetzungen bereitzustellen, bei der keine Lösungsmittel benötigt werden, die in der Umwelt persistieren.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Entwicklerflüssigkeit für negativarbeitende Zusammensetzungen bereitzustellen, bei der die Probleme hinsichtlich Gesundheit, Sicherheit und Umwelt, die kennzeichnend sind für aus dem aktuellen Stand der Technik bekannte Zusammensetzungen, beseitigt sind.
Gelöst werden die erfindungsgemäßen Aufgaben durch eine wäßrige Entwicklerflüssigkeit, die einen Alkylester einer Hydroxycarbonsäure enthält und deren pH auf einen Wert zwischen 7,0 und 9,5 eingestellt ist.
Bevorzugte Derivate sind Alkylester von α-hydroxysubstituierten Carbonsäuren der Formel 2
in der R¹ ein Wasserstoffatom oder eine Alkyl-, Aryl- oder Aralkylgruppe und R² eine Alkylgruppe bedeutet.
Besonders bevorzugte Derivate sind solche, in denen R¹ ein Wasserstoffatom oder eine C₁-C₄-Alkylgruppe und R² eine C₂-C₆-Alkylgruppe bedeutet, wobei die Alkylgruppe jeweils verzweigt oder geradkettig sein kann. Besondere Bedeutung kommt den Derivaten zu, bei denen R¹ = H oder CH₃ und R² = C₃H₇ oder C₄H₉, d. h. die Propyl- oder Butylester von Glycolsäure und Milchsäure, wobei besonders vorteilhafte Ergebnisse mit dem n-Butylester von Glycolsäure der Formel II
erhalten werden.
Der Alkylester einer Hydroxycarbonsäure ist vorzugsweise in einem Volumenverhältnis zwischen 2 und 20 Vol.-%, ganz besonders bevorzugt zwischen 5 und 10 Vol.-%, in der Entwicklerflüssigkeit enthalten.
Die Entwicklerflüssigkeit enthält vorzugsweise ebenfalls ein alkalisches Material, ein anionisches Tensid, ein hydrotropes oder löslichmachendes Mittel und ein Ätzmittel.
Zu geeigneten alkalischen Materialien zählen Carbonate, Bicarbonate oder Phosphorsäuresalze von Alkalimetallen, wie Natriumbicarbonat oder Trinatriumphosphat, oder organische Basen, insbesondere Aminoverbindungen, wie Monoethanolamin oder Triethanolamin, oder Kombinationen dieser Derivate. Das alkalische Material ist vorzugsweise in einem Verhältnis zwischen 1 und 10% Gew./Vol., besonders bevorzugt zwischen 1 und 3% Gew./Vol., enthalten.
Bevorzugte anionische Tenside zur Verwendung in den erfindungsgemäßen Entwicklerflüssigkeiten sind sulfonierte Derivate, wie Mono- oder Dialkylnaphthalinsulfonate, C₂-C₆-Alkoholsulfonate oder sulfonierte Alkoholester. Die Tenside sind in der Regel in einem Volumenverhältnis zwischen 1 und 10 Vol.-%, vorzugsweise zwischen 3 und 5 Vol.-%, enthalten und unterstützen die Entfernung unerwünschter Beschichtung auf der Plattenoberfläche.
Die hydrotropen oder löslichmachenden Mittel in den erfindungsgemäßen Entwicklerflüssigkeiten lösen verbrauchte Beschichtung in der Entwicklerflüssigkeit und sichern dadurch eine zweckmäßigere Entwicklung. Zu geeigneten Materialien zählen basische Seifen wie die Alkalimetallsalze von Carbonsäuren, insbesondere Arylcarbonsäuren oder Alkylcarbonsäuren mit zumindest einer C₆-Kette, zum Beispiel die Natriumsalze von Säuren wie Benzoesäure, Caprylsäure, 2-Ethylcapronsäure oder Önanthsäure. Kombinationen dieser Derivate sind ebenfalls nutzbar und besonders günstige Ergebnisse sind mit einer Kombination von Natriumoctanoat und Natriumbenzoat erzielbar. Geeignete Zugabeverhältnisse dieser Materialien liegen zwischen 0,1 und 10% Gew./Vol., vorzugsweise zwischen 0,5 und 7,5% Gew./Vol.
Die Anwesenheit eines Ätzmittels in der Entwicklerflüssigkeit trägt bei zum Erhalt einer sauberen Substratoberfläche in den Bereichen, in denen unerwünschte Beschichtung zu entfernen ist, und sichert dadurch den Erhalt sauberer hochqualitativer Bilder ohne Hintergrundverschmutzung. Zu typischen Ätzmitteln zur Verwendung in der vorliegenden Erfindung zählen die Natrium- oder Kaliumsalze von Wein-, Zitronen- oder Gluconsäure, zum Beispiel Natriumtartrat. Das Ätzmittel ist in der Regel in einem Verhältnis zwischen 0,5 und 10% Gew./Vol., vorzugsweise zwischen 1 und 5% Gew.-/Vol., enthalten.
In allen Fällen wird die Entwicklerflüssigkeit mit Wasser auf ein x-faches Volumen verdünnt und der pH auf einen Wert zwischen 7,0 und 9,5 eingestellt, in der Regel durch Zugabe einer schwächeren Säure wie Phosphorsäure. Vorzugsweise liegt der pH um 8,0.
Die Entwicklerflüssigkeit kann wahlweise andere Zutaten wie Komplexbildner, Puffermittel, Biozide und dergleichen enthalten.
Gelöst werden die erfindungsgemäßen Aufgaben ebenfalls durch ein Verfahren zur Entwicklung einer bildmäßig belichteten negativarbeitenden strahlungsempfindlichen Zusammensetzung, wobei die Zusammensetzung mit einer wäßrigen Entwicklerflüssigkeit, die einen Alkylester einer Hydroxycarbonsäure enthält und einen auf einen Wert zwischen 7,0 und 9,5 eingestellten pH aufweist, in Kontakt gebracht wird.
Das Entwicklungsverfahren wird vorzugsweise auf eine bildmäßig belichtete lithografische Druckplattenvorstufe angewandt und kann manuell mit zum Beispiel einem sanften Tuch, mit dem der Entwickler und gelöste unerwünschte Beschichtung von den Nicht-Bildbereichen abgewischt werden, durchgeführt werden. Am praktischsten ist es bei lithografischen Druckplatten allerdings, die Entwicklung in einem Entwicklungsautomaten oder Plattenentwicklungsgerät eines handelsüblichen Typs, wie zum Beispiel im von DuPont Printing and Publishing vertriebenen Autoneg^TM-Entwicklungsgerät, durchzuführen.
Die erfindungsgemäße Entwicklungsmethode ist für eine Vielzahl negativarbeitender strahlungsempfindlicher Zusammensetzungen anwendbar, wie Zusammensetzungen, die Diazo- oder Azidmaterialien oder polyungesättigte Monomere oder Prepolymere, wie das strahlungsempfindliche Mittel, und wahlweise ebenfalls Bindemittelharze wie Arylatharze, Styrol/Malensäureanhydrid-Copolymere, carboxylierte Poly(vinylacetal)-Harze oder Sulfonamidharze enthalten. Die negativarbeitenden Zusammensetzungen dürfen ebenfalls andere Komponenten wie Nuancierfarbstoffe, farbändernde Farbstoffe, Sensibilisatoren, Fotoinitiatoren und dergleichen enthalten.
Die negativarbeitenden strahlungsempfindlichen Zusammensetzungen werden in der Regel auf ein beliebiges geeignetes Substrat aufgetragen, wobei es sich bei lithografischen Druckplatten zum Beispiel um ein Papier- oder Kunststoffsubstrat handeln kann, im allgemeinen aber wird es sich um ein Aluminiumsubstrat handeln, das zur Verbesserung der Druckeigenschaften vorzugsweise aufgerauht und eloxiert ist.
Eine negativarbeitende Druckplattenvorstufe dieses Typs, die eine negativarbeitende strahlungsempfindliche Zusammensetzung und ein Substrat enthält, kann bildmäßig hinter einem fotografischen Negativ, in der Regel durch einen Kopierrahmen mit eingebauter Ultraviolettlichtquelle, belichtet werden, um eine bebilderte Platte zu erhalten, die dann vor Einspannen in eine Druckpresse nach dem erfindungsgemäßen Verfahren entwickelt werden kann.
Während der Entwicklung einer Serie von strahlungsempfindlichen, negativarbeitende strahlungsempfindliche Zusammensetzungen enthaltenden Elementen nach dem erfindungsgemäßen Verfahren erschöpfen sich die erfindungsgemäßen Entwickler und können nicht länger eine zweckmäßige Entwicklung gewährleisten. Zu diesem Zeitpunkt wird der erschöpfte oder verbrauchte Entwickler aus dem Entwicklungsgerät entfernt und durch Frischentwickler ersetzt.
Während die aus dem aktuellen Stand der Technik bekannten Entwickler toxische, nicht biologisch abbaubare Lösungsmittel enthalten und wesentliche Abwasserprobleme mit sich bringen, enthalten die erfindungsgemäßen Entwickler lediglich biologisch abbaubare Bestandteile, so daß die verbrauchten Entwickler keine solchen Abwasser- und Entsorgungsprobleme schaffen.
Die vorliegende Erfindung wird jetzt anhand der folgenden Beispiele veranschaulicht, ohne sie jedoch darauf zu beschränken.
BEISPIELE
Beispiel 1
Eine negativarbeitende vorsensibilisierte Druckplatte, die aus einem aufgerauhten und eloxierten Aluminiumsubstrat und einer darüber vergossenen Zusammensetzung besteht, die ein Diazodiphenylamin/Formaldehyd-Kondensat und ein das Reaktionsprodukt von Poly(vinylbutyral) und Phthalsäureanhydrid enthaltendes Bindemittelharz enthält, wird hinter einem fotografischen Negativ in einem Kopierrahmen bildmäßig belichtet.

Anschließend verarbeitet man die Platte in einem Autoneg^TM-Plattenentwicklungsgerät, das im Entwicklungsbereich eine Entwicklerlösung mit nachstehender Zusammensetzung enthält

Triethanolamin	20 ml
Natriumalkylnaphthalinsulfonat	40 ml
n-Butylglycolat	70 ml
Natriumoctanoat	50 ml
Natriumbenzoat	15 g
Natriumtartrat	25 g
Entmineralisiertes Wasser zum Auffüllen auf	1000 ml

Durch Zugabe von Phosphorsäure wird der pH auf 8,0 eingestellt.
Es werden Druckplatten mit guter Bildschärfe und sauberem Hintergrund in den Nicht-Bildbereichen erhalten. Der verbrauchte Entwickler ist vollkommen biologisch abbaubar und schafft keine Abwasser- oder Entsorgungsprobleme.
Beispiel 2
Das Experiment von Beispiel 1 wird wiederholt, jedoch mit dem Unterschied, daß statt n-Butylglycolat ein gleiches Volumen von n-Propyllactat benutzt wird.
Auch hier werden Druckplatten mit guter Bildschärfe und sauberem Hintergrund in den Nicht-Bildbereichen erhalten. Der verbrauchte Entwickler ist vollkommen biologisch abbaubar und schafft keine Abwasser- oder Entsorgungsprobleme.
Beispiel 3
Das Experiment von Beispiel 1 wird wiederholt, jedoch mit dem Unterschied, daß statt n-Butylglycolat ein gleiches Volumen von Isobutyllactat benutzt wird.
Auch hier werden Druckplatten mit guter Bildschärfe und sauberem Hintergrund in den Nicht-Bildbereichen erhalten. Der verbrauchte Entwickler ist vollkommen biologisch abbaubar und schafft keine Abwasser- oder Entsorgungsprobleme.
Beispiel 4
Das Experiment von Beispiel 1 wird wiederholt, jedoch mit dem Unterschied, daß statt n-Butylglycolat ein gleiches Volumen von Isopropyllactat benutzt wird.
Auch hier werden Druckplatten mit guter Bildschärfe und sauberem Hintergrund in den Nicht-Bildbereichen erhalten. Der verbrauchte Entwickler ist vollkommen biologisch abbaubar und schafft keine Abwasser- oder Entsorgungsprobleme.
Beispiel 5
Das Experiment von Beispiel 1 wird wiederholt, jedoch mit dem Unterschied, daß statt n-Butylglycolat ein gleiches Volumen von Ethyl-2-hydroxycaproat benutzt wird.
Es werden Druckplatten mit befriedigender Bildschärfe und sauberem Hintergrund in den Nicht-Bildbereichen erhalten. Der verbrauchte Entwickler ist vollkommen biologisch abbaubar und schafft keine Abwasser- oder Entsorgungsprobleme.
Beispiel 6
Das Experiment von Beispiel 1 wird wiederholt, jedoch mit dem Unterschied, daß statt n-Butylglycolat ein gleiches Volumen von n-Propyl-2-hydroxyisobutyrat benutzt wird.
Es werden Druckplatten mit akzeptabler Bildschärfe und sauberem Hintergrund in den Nicht-Bildbereichen erhalten. Der verbrauchte Entwickler ist auch hier vollkommen biologisch abbaubar und schafft keine Abwasser- oder Entsorgungsprobleme.

Claims

Eine wäßrige Entwicklerflüssigkeit für negativarbeitende strahlungsempfindliche Zusammensetzungen, die einen Alkylester einer Hydroxycarbonsäure enthält und deren pH auf einen Wert zwischen 7,0 und 9,5 eingestellt ist.
Entwicklerflüssigkeit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ester ein Alkylester einer α-Hydroxycarbonsäure der Formel I ist:
in der R¹ ein Wasserstoffatom oder eine Alkyl-, Aryl- oder Aralkylgruppe und R² eine Alkylgruppe bedeutet.
Entwicklerflüssigkeit nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß R¹ ein Wasserstoffatom oder eine C1-C4-Alkylgruppe und R² eine C₂-C₆-Alkylgruppe bedeutet, wobei die Alkylgruppe jeweils verzweigt oder geradkettig sein kann.
Entwicklerflüssigkeit nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Ester zumindest einer der Propyl- oder Butylester von Glycolsäure und Milchsäure ist.
Entwicklerflüssigkeit nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Ester der n-Butylester von Glycolsäure der folgenden Formel ist
Entwicklerflüssigkeit nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Ester in einem Volumenverhältnis zwischen 2 und 20 Vol.-% enthalten ist.
Entwicklerflüssigkeit nach einem der vorstehenden Ansprüche, die zusätzlich ein alkalisches Material, ein anionisches Tensid, ein hydrotropes oder löslichmachendes Mittel und ein Ätzmittel enthält.
Entwicklerflüssigkeit nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das alkalische Material eine organische Base oder ein Carbonat, Bicarbonat oder Phosphorsäuresalz eines Alkalimetalls ist und in einem Verhältnis zwischen 1 und 10% Gew./Vol. enthalten ist.
Entwicklerflüssigkeit nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß das anionische Tensid ein Mono- oder Dialkylnaphthalinsulfonat, ein C₂-C₆-Alkoholsulfonat und/oder ein sulfonierter Alkoholester ist und in einem Volumenverhältnis zwischen 1 und 10 Vol.-% verwendet wird.
Entwicklerflüssigkeit nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das hydrotrope oder löslichmachende Mittel ein Alkalimetallsalz einer Arylcarbonsäure und/oder einer Alkylcarbonsäure mit zumindest einer C₆-Kette ist.
Entwicklerflüssigkeit nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das hydrotrope oder löslichmachende Mittel eine Kombination von Natriumoctanoat und Natriumbenzoat ist und in einem Verhältnis zwischen 0,1 und 10% Gew./Vol. verwendet wird.
Entwicklerflüssigkeit nach einem der Ansprüche 7 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Ätzmittel das Natrium- oder Kaliumsalz von Wein-, Zitronen- oder Gluconsäure ist.
Entwicklerflüssigkeit nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der pH durch Zugabe von Phosphorsäure auf einen Wert um 8,0 eingestellt ist.
Entwicklerflüssigkeit nach einem der vorstehenden Ansprüche, die zusätzlich einen Komplexbildner, ein Puffermittel und/oder ein Biozid enthält.
Ein Verfahren zur Entwicklung einer bildmäßig belichteten negativarbeitenden strahlungsempfindlichen Zusammensetzung, wobei die Zusammensetzung mit einer Entwicklerflüssigkeit nach einem der vorstehenden Ansprüche in Kontakt gebracht wird.
Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die negativarbeitende strahlungsempfindliche Zusammensetzung in einer lithografischen Druckplattenvorstufe mit einem Substrat enthalten ist.
Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß das Substrat ein aufgerauhtes und eloxiertes Aluminiumsubstrat ist.