DE899941C

DE899941C - Etchable metallic printing plates and methods of making them

Info

Publication number: DE899941C
Application number: DEW2825A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Hans Bothmann
Original assignee: Westfaelische Leichtmetallwerke GmbH
Current assignee: Westfaelische Leichtmetallwerke GmbH
Priority date: 1950-06-29
Filing date: 1950-06-30
Publication date: 1953-12-17

Description

In der Vervielfältigungstechnik spielt, besonders bei dem Autotypieverfahren und dem Strichätzverfahren, die Tiefenätzbarkeit der metallischen Werkstoffe eine ausschlaggebende Rolle. Der Ätzvorgang bei diesen Verfahren spielt sich bekanntlich so ab, daß während des Ätzens die Säure nicht nur in die Tiefe wirkt, sondern gleichzeitig auch nach der Seite hin angreift. Neben der Tiefenwirkung tritt also gleichzeitig auch eine Seitenwirkung auf. Je geringerIn reproduction technology, especially in the autotype process and the line etching process, the deep etchability of the metallic materials plays a decisive role. The etching process In these processes, as is known, the acid is not only in the Depth has an effect, but also attacks sideways at the same time. So in addition to the depth effect at the same time also has a side effect. The lower

ίο bei einer Ätzplatte diese Seitenwirkung wird, um so hochwertiger wird auch die Ätzplatte, weil mit einer im Verhältnis zur Seitenwirkung erhöhten Tiefenwirkung Einsparungen an Abdeckarbeiten und damit Kosteneinsparungen bei der Herstellung der Klischees und eine Verbesserung der Reproduktionen parallel gehen.ίο with an etched plate this side effect is so The etched plate is also of higher quality because it has an increased depth effect in relation to the side effect Savings in masking work and thus cost savings in the production of the clichés and an improvement in reproductions go in parallel.

Es hat sich nun gezeigt, daß eine im Verhältnis zur Seitenwirkung wesentlich bessere Tiefenätzung dann erzielt wird, wenn man nicht wie bisher Ätzplatten aus einheitlichen Metallen, z. B. Zink oder Kupfer, verwendet, sondern solche, bei denen die das Reproduktionsbild tragende Oberfläche mit einem elektrolytisch edleren Metall als das Grundmetall legiert wird. Es ist wiederholt vorgeschlagen worden, Druckplatten aus den verschiedensten Metallen mit einem zweiten Metall oberflächlich zu plattieren. Diese Vorschläge gehen entweder davon aus, eine härtere Oberflächenschicht und damit einen besseren Widerstand gegen den Verschleiß beim Drucken zu haben oder eine metallische Zwischenschicht inerten Charakters dann einzuschalten, wenn die lichtempfindliche Kopierschicht mit dem Grundmetall reagiert. Man hat auch bereits Metallschichten aufgetragen, um beim Anätzen bessere Ergebnisse zu erzielen, und hat in diesem Zusammenhang vorgeschlagen, Ätzmittel zu verwenden, die je nach dem FortschreitenIt has now been shown that deep etching is significantly better in relation to the side effect is then achieved if you do not, as before, etching plates made of uniform metals, eg. B. zinc or Copper, used, but those in which the surface carrying the reproduction image with a electrolytically more noble metal than the base metal is alloyed. It has repeatedly been suggested To surface-plate printing plates made of various metals with a second metal. These proposals either assume a harder surface layer and thus a better one To have resistance to wear during printing or to inert a metallic intermediate layer Then turn on the character when the light-sensitive copy layer reacts with the base metal. Metal layers have already been applied in order to achieve better results when etching, and in this regard has suggested using etchants as the progress is made

der Ätzung diese metallische Oberflächenschicht weniger oder mehr angreifen als das Grundmetall. Alle diese Vorschläge vermögen aber nicht in einem einheitlichen Ätzvorgang ohne Unterätzungen den Effekt zu erzielen, wie er auf Grund des vorliegenden Erfindungsgedankens erzielbar ist. Vor allem aber lassen alle diese Vorschläge eine einwandfreie Tiefenätzung nicht zu, weil berm Ätzen von dem Augenblick des Durchätzens der oberflächlich aufgebrachten ίο Metallschicht an sich das elektrochemische Potential zwischen den jeweilig beiden reinen Metallen voll auswirkt, und zwar nach der Seite einer extremen Unterätzung hin, so daß die Deckschicht durch Unterätzung unterhöhlt wird, wenn die Deckschicht elektropositiver ist als das Grundmetall, oder nach einem verstärkten Anfressen der Deckschicht hin, wenn letztere elektronegativer ist als das Grundmetall. Um nun beim Ätzvorgang Unterätzungen zu vermeiden, ist es erforderlich, die elektrochemische Spannungsdifferenz zwischen Oberfläche und Grundmetall auf einen bestimmten maximalen Wert einzustellen und das elektrolytische Potential von einem Maximum an der Oberfläche mit fortschreitender Tiefe in die Metallplatte hinein allmählich bis auf den Wert des Grundmetalls abklingen zu lassen. Diese Forderung wird dadurch erreicht, daß man die Plattierschicht in das Grundmetall bis zu einer bestimmten Schichtstärke eindiffundieren läßt.the etching attack this metallic surface layer less or more than the base metal. However, none of these proposals are capable of a uniform etching process without undercutting To achieve the effect that can be achieved on the basis of the present inventive concept. But especially all these suggestions do not allow a perfect deep etching, because over etching from the moment the etching through of the surface applied ίο metal layer per se the electrochemical potential between the two pure metals has a full effect, on the side of an extreme one Undercut out, so that the cover layer is undermined by undercutting when the cover layer is more electropositive is than the base metal, or after an increased erosion of the top layer, if the latter is more electronegative than the base metal. In order to avoid undercutting during the etching process, it is necessary to measure the electrochemical voltage difference between the surface and the base metal set to a certain maximum value and the electrolytic potential of one Maximum at the surface with increasing depth into the metal plate gradually down to the Let the value of the base metal subside. This requirement is achieved by the Plating layer can diffuse into the base metal up to a certain layer thickness.

Der Ätzvorgang spielt sich nun bei einem mit einer solchen Diffusionsschicht versehenen Grundmetall so ab, daß beim Ätzen zunächst die Diffusionsschicht an den für die Ätzung freigegebenen Stellen durchbrochen wird und dann auf Grund des zwischen Oberflächenschicht und Grundmetall auftretenden elektrolytischen Potentials eine in die Tiefe gelenkte Ätzung bewirkt wird, wobei die elektrolytisch edlere Oberflächenschicht weiterhin die Seitenätzung- in dieser Schicht vermindert, so daß unter weitgehender Erhaltung der ursprünglichen Größe der Ätzpunkte oder Ätzstriche eine ausreichende Ätztiefe erzielt wird. An einem Beispiel sei die Auswirkung der Erfindung erläutert. Eine Zinkplatte, wie sie für Autotypiezwecke gebraucht wird, wurde in zwei gleich große Felder eingeteilt, von denen das eine Feld unbehandelt blieb, während auf das andere Feld ein Kupferniederschlag von 0,428 μ Dicke aufgebracht wurde. Sodann wurde die Platte einer Diffusionsglühung von 8 Stunden bei 320⁰ und weiteren 8 Stunden bei 350° unterworfen. Nach dieser Glühbehandlung war das Kupfer bis zu einer Tiefe von etwa 50 μ unter Bildung einer Zink-Kupfer-Legierung eindiffundiert. Alsdann wurden im üblichen Verfahren auf die Platte in einem 24er-Raster frei stehende Rasterpunkte von 0,136 mm² Druckfläche aufkopiert. Die anschließende Ätzung wurde dann in einer I2,5%ig^en Salpetersäure vorgenommen und jeweils nach 40, 50, 60, 70, 80 und 90 Sekunden Ätzdauer in beiden Feldern der jeweilige Zustand der Rasterpunkte in bezug auf Ätztiefe und Druckfläche mikroskopisch ausgemessen. Dabei ergaben sich folgende Werte:In the case of a base metal provided with such a diffusion layer, the etching process takes place in such a way that during etching the diffusion layer is first broken through at the points released for etching and then, due to the electrolytic potential between the surface layer and the base metal, a deeper etching is effected is, the electrolytically nobler surface layer continues to reduce the side etching in this layer, so that a sufficient etching depth is achieved while largely maintaining the original size of the etched points or etched lines. The effects of the invention will be explained using an example. A zinc plate, as it is used for autotyping purposes, was divided into two fields of equal size, of which one field was left untreated, while a copper deposit of 0.428 μm thickness was applied to the other field. Then the plate of a diffusion annealing of 8 hours at 320 ⁰ and a further 8 hours at 350 ° was subjected. After this annealing treatment, the copper had diffused to a depth of about 50 μ with the formation of a zinc-copper alloy. Then, in the usual process, free-standing raster points of 0.136 mm ² printing area were copied onto the plate in a 24 raster. The subsequent etching is then carried out in a I2,5 ^en% strength nitric acid and after each of 40, 50, 60, 70, 80 and 90 seconds measured microscopically etching time in two fields in the respective state of the halftone dots with respect to the etching depth and pressure surface. The following values resulted:

Druckfläche in QuadratmillimeterPrinting area in square millimeters bei
Reinzinkat
Pure zinc mitwith Ätztiefen in MikronEtching depths in microns mitwith Ätzzeit-Etching time 0,1360.136 Kupfer diffu-
sionsschichtCopper diffuse
sion layer 1-_■1-_ ■ Kupferdiffu-
sionsschichtCopper diffusion
sion layer in
Sekundenin
Seconds 0,1140.114 0,1360.136 bei
Reinzinkat
Pure zinc OO OO Ο,ΐοδΟ, ΐοδ 0,1320.132 OO 4545 4040 O,O86O, O86 0,1200.120 4545 5050 5050 O,o66O, o66 0,1140.114 5555 6060 6060 0,0570.057 0,1140.114 6565 8585 7070 0,0450.045 0,I080, I08 7575 105105 8080 O,io8O, io8 8585 120120 9090 9595

In einem weiteren Beispiel wurde auf eine Zinkplatte eine Silberauflage von etwa 2 μ Dicke gebracht; dann wurde das Silber durch eine 24 stündige Glühung bei 358⁰ in das Zink eindiffundiert. Hierauf erfolgte eine Kaltwalzung mit 5o°/₀iger Abnahme der Blechstärke. Nach dieser Behandlung wurde durch mikroskopische Untersuchung eine Diffusionsschicht von 78 μ Dicke ermittelt. Auf die Schichtoberfläche der so behandelten Platte wurde dann nach normalem Verfahren ein Rasterbild in einem 24er-Raster kopiert. Dasselbe Bild wurde auch auf eine normale Zinkplatte aufkopiert. Sodann wurden beide Platten in 25%iger Salpetersäure geätzt, und zwar die Platte aus reinem Zink 45 Sekunden lang und die mit der Silberdiffusionsschicht versehene Platte 50 Sekunden lang. Alsdann wurden an genau den gleichen Bildstellen beider Platten mikroskopische Messungen zur Ermittlung der Ätztiefe und der Flächengröße der Rasterpunktdruckfläche vorgenommen. Diese Messungen ergaben folgende Werte:In a further example, a silver coating about 2 μ thick was applied to a zinc plate; Then, the silver was diffused by a 24 hour calcination at 358 ⁰ in the zinc. Then followed a cold rolling with 5o ° / ₀ sodium decrease in plate thickness. After this treatment, a diffusion layer 78 μ thick was determined by microscopic examination. A grid image in a 24 grid was then copied onto the layer surface of the plate treated in this way using the normal method. The same picture was also copied onto a normal zinc plate. Both plates were then etched in 25% nitric acid, the pure zinc plate for 45 seconds and the plate provided with the silver diffusion layer for 50 seconds. Then microscopic measurements were made at exactly the same image areas on both plates to determine the etching depth and the area size of the halftone dot printing area. These measurements gave the following values:

Reinzinkplatte Pure zinc plate

Zinkplatte mit Silber-
^diffusionsschicht ...Zinc plate with silver
^ diffusion layer ...

Ätztiefe in MikronEtching depth in microns

85 13085 130

Druckfläche in Quadratmillimeter Printing area in square millimeters

0,001790.00179

0,005330.00533

Die Ergebnisse der beiden Beispiele zeigen eindeutig die Auswirkung der Erfindung. Bei wesentlich vermindertem Abbau der Druckfläche läßt sich eine wesentlich erhöhte Ätztiefe erreichen. Dieselbe Wirkung tritt naturgemäß bei der Strichätzung auf.The results of the two examples clearly show the effect of the invention. At essential A significantly increased etching depth can be achieved with a reduced reduction in the pressure surface. Same Effect occurs naturally with line etching.

Claims

PATENT CLAIMS:

1. Metallic etching plates for the production of clichés, characterized in that this no Plates in a surface layer with an electrolytically more noble metal than the base material are alloyed.

2. A method for producing etchable metallic printing plates according to claim 1, characterized characterized in that a thin layer of electrolytically nobler metal is applied to this and allows it to diffuse into the printing plate in such a way that an alloy layer is formed.

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Cited publications: German patent specifications No. 422 245, 294 237.

5643 12.53