RU2371317C1 - Method of manufacturing printing forms for offset printing - Google Patents
Method of manufacturing printing forms for offset printing Download PDFInfo
- Publication number
- RU2371317C1 RU2371317C1 RU2008130982/12A RU2008130982A RU2371317C1 RU 2371317 C1 RU2371317 C1 RU 2371317C1 RU 2008130982/12 A RU2008130982/12 A RU 2008130982/12A RU 2008130982 A RU2008130982 A RU 2008130982A RU 2371317 C1 RU2371317 C1 RU 2371317C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- atoms
- ions
- aluminum
- printing
- layer
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Printing Plates And Materials Therefor (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к технологии изготовления печатных форм для офсетной печати путем изменения свойств смачиваемости печатной формы на участках, требуемых для создания необходимого изображения.The invention relates to a technology for the manufacture of printing plates for offset printing by changing the wettability of the printing plate in the areas required to create the desired image.
Из описания к европейской заявке ЕР 262475 В1 [1] известна печатная машина, снабженная печатной формой, на которой подлежащее печати изображение может быть отображено с помощью соответствующих гидрофобных и гидрофильных зон. Для обеспечения переключения между гидрофильным, соответственно гидрофобным, состоянием в отдельных зонах на печатной форме предусмотрен ферроэлектрический материал, который можно локально поляризовать, соответственно деполяризовать. Таким образом, гидрофилизацию, соответственно перегидрофилизацию, печатной формы осуществляют с помощью механизма поляризации, (соответственно деполяризации), который можно реверсивно выполнять внутри печатной машины. Однако недостатком этого способа является то, что эффект основан на имеющих большой радиус действия электростатических силах притяжения и в соответствии с этим разрешающая способность подлежащего печати изображения ограничена обладающими большим радиусом действия электростатическими силами притяжения.From the description of European application EP 262475 B1 [1], a printing machine equipped with a printing plate is known on which the image to be printed can be displayed using the corresponding hydrophobic and hydrophilic zones. To ensure the switching between the hydrophilic, respectively hydrophobic, state in separate zones, a ferroelectric material is provided on the printed form, which can be locally polarized or depolarized accordingly. Thus, hydrophilization, respectively rehydrophilization, of the printing form is carried out using the polarization mechanism (respectively depolarization), which can be reversed inside the printing machine. However, the disadvantage of this method is that the effect is based on electrostatic attractive forces having a large radius of action, and in accordance with this, the resolution of the image to be printed is limited to electrostatic attractive forces having a large radius of action.
Из описания к патенту США US 3678852 [2] известна печатная пластина, которая покрыта аморфным полупроводником. Аморфное состояние полупроводника можно изменять с помощью лазерного луча из неупорядоченного аморфного состояния в более упорядоченное кристаллическое состояние за счет нагрева. В кристаллическом состоянии полупроводниковая поверхность более шероховата, так что изменение состояния полупроводниковой поверхности приводит к тому, что жидкость в зоне более шероховатой поверхности лучше удерживается, чем в аморфных гладких зонах. Разрешающая способность печатной пластины, изготовленной согласно этому способу, ограничена минимальным размером области кристаллизации при нагреве лазерным пучком, а кроме того, изменения смачиваемости на обработанных лазерным пучком участках недостаточно радикальны.From the description of US patent US 3678852 [2] known printed plate, which is coated with an amorphous semiconductor. The amorphous state of a semiconductor can be changed using a laser beam from a disordered amorphous state to a more ordered crystalline state due to heating. In the crystalline state, the semiconductor surface is rougher, so that a change in the state of the semiconductor surface leads to the fact that the liquid in the zone of a rougher surface is better retained than in amorphous smooth zones. The resolution of the printing plate made according to this method is limited by the minimum size of the crystallization region when heated by a laser beam, and in addition, the wettability changes in the areas treated with the laser beam are not sufficiently radical.
Известен также способ изготовления офсетной печатной формы прямым способом лазерной записи на предварительно очувствленных формных пластинах с копировальным слоем из состава на основе ортонафтохинондиазидов, которую осуществляют СО2 лазером с длиной волны 1,06 мкм методом линейной развертки при мощности записывающего луча 5 Вт и линейной скорости 1,5 м/с, после чего осуществляют экспонирование копировального слоя в течение 3-5 мин металлогалогенными лампами с последующим проявлением копии, ее гидрофилизации, олефилизации и покрытие формы защитным раствором (Авторское свидетельство СССР SU 1419921, кл. В41С 1/10, [3]). Недостатком данного способа является сложность технологического процесса и относительно невысокая разрешающая способность.There is also a known method of manufacturing an offset printing plate by direct laser recording on pre-sensed plate with a copy layer of a composition based on orthonaphthoquinone diazides, which is carried out by a CO 2 laser with a wavelength of 1.06 μm by linear scanning at a recording beam power of 5 W and
Известен способ изготовления офсетной печатной формы путем формирования печатающих и пробельных элементов на формной пластине из полиэфирной основы с металлизированным покрытием (RU 2079413 [4]). При этом формирование печатающих элементов осуществляют возгонкой металлизированного покрытия до полиэфирной основы в местах воздействия лучом лазера длиной волны 1,06 мкм, так что оставшиеся участки металлизированного покрытия служат пробельными элементами. Пробельные элементы печатной формы подвергают обработке 5…10%-ным водным раствором натрия кремнекислого мета-9-водного с рН 10…13.A known method of manufacturing an offset printing form by forming printing and blank elements on a plate made of a polyester base with a metallized coating (RU 2079413 [4]). The formation of the printing elements is carried out by sublimation of the metallized coating to a polyester base in places exposed to a laser beam with a wavelength of 1.06 μm, so that the remaining sections of the metallized coating serve as white space elements. The blank elements of the printing form are subjected to treatment with a 5 ... 10% aqueous solution of sodium meta-9-hydrous acid with a pH of 10 ... 13.
В данном процессе используют мощные лазеры с длиной волны 1,06 или 10,6 мкм, например, на алюмоиттриевом гранате или на СO2. Лазерное излучение модулируется в соответствии с командами управления от вычислительной машины. В качестве формной пластины используют пленку с полиэфирной основой толщиной 0,05…0,30 мм и напыленного на нее металлизированного покрытия, например из титана, нержавеющей стали, алюминия толщиной от 0,25 до 1,50 мкм. Недостатком известного способа являются ограничения в разрешении, обусловленные необходимостью нагрева экспонируемых участков для возгонки металлизированного покрытия, что неизбежно приводит к «расплыванию» размеров зоны возгонки по сравнению с размерами пучка. Кроме того, из-за того, что в качестве формной пластины используют пленку с полиэфирной основой толщиной 0,05…0,30 мм и напыленного на нее металлизированного покрытия, износостойкость такой формы относительно невелика. К тому же подвергнутая облучению рабочая поверхность формы нуждается в дополнительной обработке водными растворами.In this process, powerful lasers with a wavelength of 1.06 or 10.6 μm are used, for example, with yttrium aluminum garnet or with CO 2 . Laser radiation is modulated in accordance with the control commands from the computer. As a plate, a film with a polyester base 0.05 ... 0.30 mm thick and a metallized coating deposited on it, for example, from titanium, stainless steel, aluminum from 0.25 to 1.50 microns thick, is used. The disadvantage of this method is the limitations in resolution, due to the need to heat the exposed areas for sublimation of the metallized coating, which inevitably leads to "blurring" of the size of the sublimation zone in comparison with the size of the beam. In addition, due to the fact that a film with a polyester base 0.05 ... 0.30 mm thick and a metallized coating deposited on it is used as a plate, the wear resistance of this form is relatively small. In addition, the irradiated working surface of the mold needs additional treatment with aqueous solutions.
Известен способ изготовления офсетной печатной формы путем формирования печатающих и пробельных элементов на формной пластине (JP 11309951 [5]) На подложку наносится промежуточный слой металла, например, меди, а поверх него - слой аморфной алмазоподобной пленки. С помощью мощного лазерного излучения требуемые участки аморфной алмазоподобной пленки удаляются и тем самым формируется заданное изображение (рисунок, текст) для печати. Как и в предыдущих случаях использование нагрева неизбежно сопровождается «расплыванием» размеров экспонируемой области по отношению к размерам пучка. После этого промежуточный слой металла удаляется известными методами жидкостного травления и слой аморфной алмазоподобной пленки оказывается нанесенным на подложку. Недостатком известного способа является сложность технологического процесса, заключающегося в необходимости осуществлять жидкостное травление токсичными жидкостями, требующих дополнительных ресурсов на их нейтрализацию и утилизацию. Кроме того, химикаты и процессы травления создают проблемы, связанные с обеспечением стандартных требований к экологической безопасности соответствующего производства.A known method of manufacturing an offset printing form by forming printing and blank elements on a plate (JP 11309951 [5]) An intermediate layer of metal, for example, copper, is applied to the substrate, and a layer of an amorphous diamond-like film is applied over it. With the help of high-power laser radiation, the required sections of an amorphous diamond-like film are removed and thereby a predetermined image (pattern, text) is formed for printing. As in previous cases, the use of heating is inevitably accompanied by a “blurring” of the dimensions of the exposed region with respect to the dimensions of the beam. After that, the intermediate metal layer is removed by known methods of liquid etching and the layer of amorphous diamond-like film is deposited on a substrate. The disadvantage of this method is the complexity of the process, which consists in the need to carry out liquid etching of toxic liquids, requiring additional resources for their neutralization and disposal. In addition, the chemicals and etching processes create problems associated with ensuring standard environmental safety requirements for the respective production.
Заявляемый способ изготовления печатных форм для офсетной печати направлен на упрощение процесса изготовления, на повышение их износостойкости, а также на повышение экологичности производства.The inventive method of manufacturing printing plates for offset printing is aimed at simplifying the manufacturing process, to increase their wear resistance, as well as to increase the environmental friendliness of production.
Указанный результат достигается тем, что способ предусматривает нанесение на подложку с нанесенным на нее вспомогательным слоем алюминия или сплавов на его основе или на подложку из алюминия или сплавов на его основе рабочего слоя толщиной 1-1000 нм из двух- или многоатомного неорганического материала на основе углерода с добавлением атомов алюминия 0,01-20 ат.% и создание на нем подлежащего печати изображения путем полного удаления требуемых участков рабочего слоя на пробельных участках печатаемых изображений облучением в вакууме через маску ускоренными ионами или атомами кислорода или водорода или азота или инертных газов.This result is achieved by the fact that the method provides for the deposition on a substrate with an auxiliary layer of aluminum or alloys based on it or on a substrate of aluminum or alloys based on it a working layer with a thickness of 1-1000 nm from a diatomic or polyatomic inorganic material based on carbon with the addition of aluminum atoms of 0.01-20 at.% and the creation of the image to be printed on it by completely removing the required areas of the working layer on the white areas of the printed images by irradiation in vacuum through mass accelerated ions or atoms of oxygen or hydrogen or nitrogen or inert gases.
Указанный результат достигается также тем, что для облучения используют двух или многоатомные смеси, состоящие из различных комбинаций ионов или атомов кислорода, водорода, азота, а также инертных газов.This result is also achieved by the fact that for irradiation using two or polyatomic mixtures consisting of various combinations of ions or atoms of oxygen, hydrogen, nitrogen, as well as inert gases.
Указанный результат достигается также тем, что для облучения используют смесь ионов или атомов кислорода и водорода.The indicated result is also achieved by the fact that a mixture of ions or atoms of oxygen and hydrogen is used for irradiation.
Указанный результат достигается также тем, что для облучения используют ионы или атомы кислорода с добавлением ионов или атомов азота.The specified result is also achieved by the fact that for irradiation using ions or oxygen atoms with the addition of ions or nitrogen atoms.
Указанный результат достигается также тем, что для облучения используют смесь ионов или атомов кислорода и водорода с добавлением в нее ионов или атомов азота.The indicated result is also achieved by the fact that a mixture of ions or atoms of oxygen and hydrogen with the addition of ions or nitrogen atoms is used for irradiation.
Указанный результат достигается также тем, что для облучения используют смесь ионов или атомов кислорода и водорода с добавлением в нее ионов или атомов азота и/или ионов или атомов инертных газов.The indicated result is also achieved by the fact that a mixture of ions or atoms of oxygen and hydrogen is used for irradiation with the addition of ions or nitrogen atoms and / or ions or atoms of inert gases.
Указанный результат достигается также тем, что в материал рабочего слоя дополнительно вводят магний в количестве от 0,01 до 15 ат.%.The indicated result is also achieved by the fact that magnesium is additionally introduced into the material of the working layer in an amount of from 0.01 to 15 at.%.
Нанесение на подложку из любого подходящего для этой цели материала вспомогательного слоя из алюминия или сплавов на его основе или использование в качестве подложки алюминия или сплавов на его основе, а также нанесение поверх них рабочего слоя толщиной 1-1000 нм из двух или многоатомного неорганического материала на основе углерода с добавлением атомов алюминия 0,01-20 ат.% и создание на нем подлежащего печати изображения путем полного удаления требуемых участков рабочего слоя на пробельных участках подлежащего печати изображения облучением в вакууме через маску ускоренными ионами или атомами кислорода или водорода или азота или инертных газов существенно упрощает и ускоряет процесс производства форм с одновременным повышением разрешающей способности. Действительно, процесс обработки рабочей поверхности (рабочего слоя) заготовки для достижения изменения свойств поверхности происходит в одну стадию, обработке подвергается одновременно вся поверхность заготовки за счет использования в качестве средства воздействия потока ускоренных частиц (с соответствующей длиной волны менее 1 нм), что обеспечивает возможность достижения высокого разрешения (~ 5 мкм и лучше).The application of an auxiliary layer of aluminum or alloys based on it on a substrate of any material suitable for this purpose or the use of aluminum or alloys based on it as a substrate, as well as the application of a working layer 1-1000 nm thick of two or polyatomic inorganic materials on top of them carbon-based with the addition of aluminum atoms of 0.01-20 at.% and the creation of the image to be printed on it by completely removing the required sections of the working layer on the blank areas of the radiation image to be printed m in vacuum through a mask with accelerated ions or oxygen atoms, or nitrogen or hydrogen or inert gases greatly simplifies and accelerates the production of molds with simultaneous increase in resolution. Indeed, the process of processing the work surface (working layer) of the workpiece to achieve a change in surface properties occurs in one stage, the entire surface of the workpiece is simultaneously processed by using accelerated particles (with a corresponding wavelength of less than 1 nm) as a means of exposure, which makes it possible achieving high resolution (~ 5 microns and better).
При этом особенностью заявляемого способа изготовления печатных форм является то, что получаемые таким образом после облучения ускоренными частицами печатные формы готовы к употреблению без проявления или какой-либо дополнительной обработки (проявления, травления, утилизации продуктов травления и т.д.).Moreover, a feature of the claimed method for manufacturing printing plates is that the printing plates obtained in this way after irradiation with accelerated particles are ready for use without developing or any additional processing (developing, etching, recycling of etched products, etc.).
Использование в качестве рабочего слоя печатной формы двух или многоатомного неорганического материала на основе углерода с добавлением атомов алюминия в количестве 0,01-20 ат. %, толщиной 1 - 1000 нм необходимо для того, чтобы обеспечить параметры смачиваемости, необходимые для формирования печатных элементов на требуемых для печати изображениях. Кроме того, использование данного материала в качестве рабочего слоя печатных форм благодаря его высокой твердости и износостойкости позволяет обеспечить многократное использование печатных форм.Use as a working layer of a printing form of a two or polyatomic inorganic material based on carbon with the addition of aluminum atoms in an amount of 0.01-20 at. %, a thickness of 1 - 1000 nm is necessary in order to provide the wettability parameters necessary for the formation of printing elements on the images required for printing. In addition, the use of this material as the working layer of printing plates due to its high hardness and wear resistance allows for reuse of printing plates.
При этом в качестве двух или многоатомного неорганического материала на основе углерода могут использоваться такие вещества как углерод с добавлением 0,01-20 ат.% атомов алюминия, а также углерод с добавлением атомов алюминия в указанном выше диапазоне концентраций, а также с добавлением 0.01-15 ат.% атомов магния.At the same time, such substances as carbon with the addition of 0.01–20 at.% Aluminum atoms, as well as carbon with the addition of aluminum atoms in the above concentration range, as well as with the addition of 0.01–, can be used as a two or polyatomic inorganic material based on carbon. 15 at.% Magnesium atoms.
Если содержание атомов алюминия будет меньше 0,01%, то его влияние на износостойкость печатных форм (рабочего слоя) отсутствует. Увеличение концентрации атомов алюминия приводит к значительному (более, чем в 5 раз) увеличению износостойкости печатных форм.If the content of aluminum atoms is less than 0.01%, then its effect on the wear resistance of printing plates (working layer) is absent. An increase in the concentration of aluminum atoms leads to a significant (more than 5-fold) increase in the wear resistance of printing plates.
Если содержание атомов алюминия в рабочем слое превышает ~ 20 ат.%, то в материале рабочего слоя неизбежно происходит образование выделений алюминия, что приводит к образованию пробельных элементов при печати изображений (т.е. артефактов на печатном изображении) даже в том случае, если эти участки не подвергались воздействию ускоренных ионов или атомов.If the content of aluminum atoms in the working layer exceeds ~ 20 at.%, The formation of aluminum precipitates inevitably occurs in the material of the working layer, which leads to the formation of white space when printing images (i.e. artifacts on the printed image) even if these sites were not exposed to accelerated ions or atoms.
Дополнительное легирование материала рабочего слоя магнием в количестве 0,01-15 ат.% приводит по мере роста его концентрации к увеличению износостойкости печатных форм примерно на 50%. При концентрациях магния менее 0,01% его влияние на износостойкость печатных форм отсутствует. При дополнительном легировании магнием до концентраций больших ~ 15% в материале рабочего слоя неизбежно происходит образование выделений, что приводит к образованию пробельных элементов при печати изображений (т.е. артефактов на печатном изображении) даже в том случае, если эти участки не подвергались воздействию ускоренных ионов или атомов.Additional alloying of the material of the working layer with magnesium in an amount of 0.01-15 at.% Leads to an increase in wear resistance of printing plates by approximately 50% as its concentration increases. At magnesium concentrations of less than 0.01%, its effect on the wear resistance of printing plates is absent. With additional doping with magnesium to concentrations of large ~ 15%, the formation of precipitates inevitably occurs in the material of the working layer, which leads to the formation of white space elements when printing images (i.e. artifacts on a printed image) even if these areas were not exposed to accelerated ions or atoms.
Использование в качестве вспомогательного слоя слоя алюминия или сплавов на его основе или использование в качестве материала подложки алюминия или сплавов на его основе при нанесении рабочего слоя из двух или многоатомного неорганического материала на основе углерода необходимо для того, чтобы при полном удалении за счет облучения ускоренными ионами или атомами требуемых участков рабочего слоя, обнажаемые участки вспомогательного слоя или подложки позволяли создать на печатном изображении пробельные элементы.The use of an aluminum layer or alloys based on it as an auxiliary layer or the use of aluminum or alloys based on it as a substrate material when applying a working layer of a two or polyatomic inorganic carbon-based material is necessary in order to be completely removed by irradiation with accelerated ions or atoms of the required sections of the working layer, the exposed sections of the auxiliary layer or substrate made it possible to create white space elements on the printed image.
В случае, если печатная форма изготавливается из алюминия или сплавов на его основе и нанесенного на него в качестве рабочей поверхности - рабочего слоя из неорганического материала на основе углерода с добавлением алюминия, то это позволяет упростить технологию и оказаться от нанесения дополнительного вспомогательного слоя.If the printing form is made of aluminum or alloys based on it and deposited on it as a working surface - a working layer of inorganic material based on carbon with the addition of aluminum, this allows us to simplify the technology and to avoid applying an additional auxiliary layer.
В некоторых случаях целесообразно заготовку печатной формы изготавливать, используя в качестве подложки более дешевые, чем алюминий или сплавы на его основе материалы. В этом случае на подложку необходимо наносить в качестве вспомогательного слоя алюминий или сплавы на его основе и уже на него в качестве рабочей поверхности - покрытие из материала на основе углерода, легированного алюминием.In some cases, it is advisable to produce a printed plate blank using materials that are cheaper than aluminum or alloys based on it. In this case, it is necessary to apply aluminum or alloys based on it as an auxiliary layer and already on it as a working surface - a coating of a material based on carbon alloyed with aluminum.
Как показали опыты, наиболее целесообразно изготавливать рабочий слой толщиной 1-1000 нм. Если выполнять покрытие толщиной менее 1 нм, то покрытие трудно изготовить сплошным. При увеличении толщины рабочего слоя от ~ 1 нм и более возрастает время изготовления печатной формы, т.к. увеличивается время полного удаления материала рабочего слоя при его облучении. Одновременно с увеличением толщины рабочего слоя растет износостойкость печатной формы. Поэтому в зависимости от характера задач решаемых с помощью изготавливаемых печатных форм необходимо выбирать оптимальную толщину рабочего слоя. Если выполнять покрытие толщиной более 1000 нм, то это не улучшает свойства пресс-форм, а приводит лишь к их удорожанию, а также очень большому увеличению времени облучения, необходимому для полного удаления рабочего слоя на пробельных участках печатного изображения.As experiments have shown, it is most advisable to produce a working layer with a thickness of 1-1000 nm. If the coating is less than 1 nm thick, it is difficult to make the coating continuous. With an increase in the thickness of the working layer from ~ 1 nm or more, the manufacturing time of the printing plate increases, because increases the time of complete removal of the material of the working layer when it is irradiated. Simultaneously with the increase in the thickness of the working layer, the wear resistance of the printed form increases. Therefore, depending on the nature of the tasks solved with the help of manufactured printing forms, it is necessary to choose the optimal thickness of the working layer. If you perform a coating with a thickness of more than 1000 nm, this does not improve the properties of the molds, but only leads to their appreciation, as well as a very large increase in the irradiation time required for the complete removal of the working layer on the blank areas of the printed image.
Как было установлено экспериментально, в качестве ускоренных частиц, обеспечивающих эффективное удаление неорганического материала на основе углерода с добавлением атомов алюминия и изменение связанных с этим свойств смачиваемости материала рабочей поверхности заготовки, могут быть использованы ускоренные ионы или атомы кислорода или водорода или азота или инертных газов. Использование тех или иных из перечисленных ускоренных ионов или атомов определяется, исходя из совокупности факторов, которые определяют характер условий при выполнении заказов с использованием заявляемого способа: приоритет необходимости изготовления печатных форм в кратчайшие сроки, приоритет необходимости изготовления печатных форм с минимальной себестоимостью.It has been experimentally established that accelerated ions or atoms of oxygen or hydrogen or nitrogen or inert gases can be used as accelerated particles, which ensure effective removal of carbon-based inorganic material with the addition of aluminum atoms and a change in the wettability properties of the material on the work surface of the workpiece. The use of one or another of the listed accelerated ions or atoms is determined on the basis of a combination of factors that determine the nature of the conditions when fulfilling orders using the proposed method: the priority of the need for the manufacture of printing plates in the shortest possible time, the priority of the need to manufacture printing plates with a minimum cost.
Скорость изготовления печатных форм определяется временем, необходимым для полного удаления материала рабочего слоя на пробельных участках печатного изображения. По этому параметру наилучшие результаты демонстрируют, в порядке убывания производительности, следующие элементы: кислород, водород, азот, гелий.The speed of manufacture of the printing forms is determined by the time necessary for the complete removal of the material of the working layer in the blank areas of the printed image. According to this parameter, the following elements demonstrate the best results, in decreasing order of productivity: oxygen, hydrogen, nitrogen, helium.
Использование ионов или атомов другого типа возможно, но нецелесообразно, т.к. в этом случае процесс удаления материала рабочего слоя на требуемых участках происходит менее эффективно, кроме того, в этом случае снижается время жизни масок, которые удобно использовать для многократного формирования требуемого изображения на печатных формах. В частных случаях реализации целесообразно использовать потоки ускоренных частиц, содержащие частицы нескольких сортов (т.е. не только ионы или атомы кислорода или водорода или азота или инертных газов), но и их смеси.The use of ions or atoms of another type is possible, but impractical, because in this case, the process of removing the material of the working layer in the required areas is less efficient, in addition, in this case, the life time of the masks is reduced, which is convenient to use for repeatedly forming the desired image on printing plates. In particular cases of implementation, it is advisable to use streams of accelerated particles containing particles of several types (i.e., not only ions or atoms of oxygen or hydrogen or nitrogen or inert gases), but also mixtures thereof.
Например, если использовать смесь ионов или атомов кислорода и водорода, например 99% ионов водорода (протонов) и 1% ионов кислорода, то в этом случае из-за малой массы протонов скорость физического распыления материала маски, задающей изображение на печатной форме при облучении, заметно снижается, что обеспечивает ее больший ресурс, т.е. тираж печатных форм, которые можно изготовить с помощью одной маски. Одновременно с этим, реактивный характер травления материала на основе углерода при его облучении протонами (т.е образование летучих соединений атомов углерода с атомами кислорода) обеспечивает достаточно высокую эффективность удаления материала на основе углерода. Добавка атомов кислорода увеличивает эффективность удаления материала на основе углерода из-за двух факторов. Во-первых, эффективность передачи энергии атомам углерода ионами кислорода выше, чем у протонов тех же энергий, из-за близости масс, а следовательно, больше скорость физического распыления на один акт взаимодействия. Кроме того, в этом случае кислород дает выигрыш в эффективности реактивного травления. Поэтому добавление 1% ионов кислорода в пучок дает выигрыш в скорости удаления материала на основе углерода более чем на 10-15%. Однако заметное повышение концентрации кислорода в пучке нецелесообразно из соображений техники безопасности.For example, if you use a mixture of ions or atoms of oxygen and hydrogen, for example, 99% of hydrogen ions (protons) and 1% of oxygen ions, then in this case, due to the small mass of protons, the speed of physical atomization of the mask material that sets the image on a printed form during irradiation, noticeably reduced, which provides its greater resource, i.e. circulation of printing forms that can be made with a single mask. At the same time, the reactive nature of the etching of carbon-based material when it is irradiated with protons (i.e. the formation of volatile compounds of carbon atoms with oxygen atoms) provides a fairly high efficiency for removing carbon-based material. The addition of oxygen atoms increases the removal efficiency of carbon-based material due to two factors. First, the efficiency of energy transfer to carbon atoms by oxygen ions is higher than that of protons of the same energy, due to the proximity of the masses, and therefore, the speed of physical sputtering per act of interaction is greater. In addition, in this case, oxygen gives a gain in the efficiency of reactive etching. Therefore, the addition of 1% oxygen ions to the beam gives a gain in the removal rate of carbon-based material by more than 10-15%. However, a marked increase in the oxygen concentration in the beam is impractical for safety reasons.
Если же использовать ионы или атомы кислорода с добавлением ионов или атомов азота, то увеличение содержания азота в пучках приводит, с одной стороны, к некоторому снижению скорости удаления материла рабочего слоя из-за снижения эффективности действия механизма реактивного травления (по сравнению с кислородом), но при этом возрастает эффективность энергопередачи атомам углерода и, соответственно, физического распыления из-за меньшей разницы в массах. Последнее позволяет частично компенсировать потери в скорости из-за снижения эффективности реактивного травления. При этом использование добавок азота позволяет увеличить ресурс масок, которые можно изготавливать из материалов с большими массами из-за менее эффективной энергопередачи, а также потому, что азот значительно менее эффективен при реактивном травлении. Поэтому его использование позволяет значимо влиять на ресурс масок, что может заметно влиять на себестоимость изготовления печатных форм (в зависимости от материалов, которые используются в масках).If, however, ions or oxygen atoms with the addition of ions or nitrogen atoms are used, then an increase in the nitrogen content in the beams leads, on the one hand, to a certain decrease in the rate of removal of the material of the working layer due to a decrease in the efficiency of the reactive etching mechanism (as compared to oxygen), but at the same time, the efficiency of energy transfer to carbon atoms and, correspondingly, physical sputtering increases due to the smaller difference in masses. The latter allows you to partially compensate for the loss in speed due to a decrease in the efficiency of reactive etching. Moreover, the use of nitrogen additives can increase the resource of masks, which can be made from materials with large masses due to less efficient energy transfer, and also because nitrogen is much less effective in reactive etching. Therefore, its use allows you to significantly affect the resource of masks, which can significantly affect the cost of manufacturing printed forms (depending on the materials used in the masks).
В частных случаях реализации целесообразно изготавливать рабочий слой из двух или многоатомного неорганического материала на основе углерода с добавлением в него кроме атомов алюминия в 0,01-20 ат.% еще и атомов магния в количестве от 0,01 до 15 ат.%. Это позволяет сохранить требуемые показатели износоустойчивости и смачиваемости печатных форм на печатных участках, но при этом позволяет повысить скорость полного удаления рабочего слоя на пробельных участках. Этот результат в полной мере реализуется в тех случаях, когда по совокупности технических обстоятельств изготовления печатных форм (с учетом материала масок, требуемой скорости изготовления печатных форм и т.п.) необходимо использовать ускоренные ионы или атомы водорода или гелия или смеси, где эти элементы доминируют.В этом случае присутствие магния в материале рабочего слоя позволяет увеличить скорость удаления материала рабочего слоя на величину до ~ 15-20%, что обусловлено более эффективной передачей энергии и, соответственно, большей скоростью физического распыления, материала рабочего слоя из-за меньшей разницы в массах ускоренных частиц и распыляемого вещества.In special cases of implementation, it is advisable to produce a working layer of a two or polyatomic inorganic material based on carbon with the addition of aluminum atoms in it from 0.01 to 15 at.% In addition to aluminum atoms in it. This allows you to save the required indicators of wear resistance and wettability of printing plates in the printing areas, but it allows you to increase the speed of the complete removal of the working layer in the gap areas. This result is fully realized in those cases when, due to the totality of the technical circumstances of the manufacture of printing plates (taking into account the material of the masks, the required speed of manufacturing of printing plates, etc.), it is necessary to use accelerated ions or atoms of hydrogen or helium or a mixture, where these elements In this case, the presence of magnesium in the material of the working layer makes it possible to increase the rate of removal of the material of the working layer by up to ~ 15-20%, which is due to more efficient energy transfer and, consequently, greater the speed of physical spraying, the material of the working layer due to the smaller difference in the masses of accelerated particles and sprayed matter.
Сущность заявляемого изобретения поясняется примерами его реализации и чертежами. На фиг.1 схематично показана последовательность операций при реализации предлагаемого способа при изготовлении подложки из алюминия или сплавов на его основе. На фиг.2 схематично показана последовательность операций при реализации предлагаемого способа при изготовлении подложки из различных материалов с нанесением на нее вспомогательного (подстилающего) слоя из алюминия или сплавов на его основе.The essence of the claimed invention is illustrated by examples of its implementation and drawings. Figure 1 schematically shows the sequence of operations when implementing the proposed method in the manufacture of a substrate of aluminum or alloys based on it. Figure 2 schematically shows the sequence of operations when implementing the proposed method in the manufacture of a substrate of various materials with the application of an auxiliary (underlying) layer of aluminum or alloys based on it.
Пример 1. В общем случае способ изготовления офсетной формы осуществляется следующим образом. На подложку 1 (см. фиг.1), которая может быть выполнена из алюминия или сплавов на его основе с достаточной толщиной, обеспечивающей требуемые прочностные характеристики, вакуумным напылением наносят рабочий слой 2 из различных двух- или многоатомных веществ на основе углерода толщиной ~ 1-1000 нм. В качестве таковых преимущественно может быть использовано напыление углерода с добавлением атомов алюминия 0,01-20 ат.%, а в частных случаях - и атомов магния. Полученные заготовки помещают в рабочую камеру, содержащую источник ускоренных частиц, и создают в ней вакуум ~ 10-1-10-5 Па. В качестве ускоренных частиц могут быть использованы ионы или атомы кислорода или водорода или азота или инертных газов или их смеси. Заготовки облучают потоком 3 ускоренных частиц с необходимым (предварительно определенным) значением энергии через шаблон (маску) 4. Шаблон (маска) может быть размещен непосредственно на заготовке, т.е. находиться в контакте с верхним слоем облучаемого вещества или находиться на некотором удалении от него. Под воздействием потока 3 ускоренных частиц происходит полное удаление материала рабочего слоя на облучаемых участках 5 за счет физического распыления и/или реактивного травления. Таким образом, в рабочем слое создается необходимый для печати рисунок, который обладает свойствами иными, чем окружающая его матрица, не подвергавшаяся воздействию ускоренных частиц.Example 1. In the General case, the method of manufacturing an offset form is as follows. On a substrate 1 (see Fig. 1), which can be made of aluminum or alloys based on it with a sufficient thickness that provides the required strength characteristics, a working
Требуемый диапазон значений энергий, интенсивность, время облучения и др., необходимые для осуществления технологического процесса определяется экспериментально.The required range of energy values, intensity, irradiation time, etc., necessary for the implementation of the process is determined experimentally.
При экспериментальном определении энергии ускоренных частиц, необходимой для оптимального проведения процесса, проводят несколько предварительных экспериментов. Для этого подготовленные заготовки с рабочим слоем из вещества требуемой толщины облучают через шаблон потоком ускоренных частиц с различной энергией и определяют время облучения, необходимое для полного удаления материала рабочего слоя. При этом контроль полноты удаления рабочего слоя может осуществляться методами рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии или вторичной ионной масс-спектроскопии. Для этого на подложку наносят слой материала рабочего слоя заданной толщины и осуществляют облучение фиксированной дозой, после чего исследуют состав поверхности облученного материала. Затем дозу облучения увеличивают и снова исследуют состав поверхности, вплоть до его полного удаления. Облучение подготовленной заготовки может осуществляться с использованием одного или нескольких шаблонов, имеющих сквозные отверстия.In the experimental determination of the energy of accelerated particles necessary for the optimal conduct of the process, several preliminary experiments are carried out. To do this, prepared blanks with a working layer of a substance of the required thickness are irradiated through a template with a stream of accelerated particles with different energies and the irradiation time necessary for complete removal of the material of the working layer is determined. Moreover, the control of the completeness of removal of the working layer can be carried out by x-ray photoelectron spectroscopy or secondary ion mass spectroscopy. To do this, a layer of the working layer material of a given thickness is applied to the substrate and a fixed dose is irradiated, after which the surface composition of the irradiated material is examined. Then the radiation dose is increased and the surface composition is examined again, up to its complete removal. Irradiation of the prepared workpiece can be carried out using one or more templates having through holes.
Пример 2. Способ изготовления офсетной формы может осуществляться следующим образом. На подложку 1 (см. фиг 2.), которая может быть выполнена из любого металла, пластика, лавсана и т.п. с достаточной толщиной, обеспечивающей требуемые прочностные характеристики, вакуумным напылением наносят вспомогательный слой 6 из алюминия или сплавов на его основе, а поверх него рабочий слой 2 из неорганического двух- или многоатомного материала на основе углерода толщиной ~ 1-1000 нм. В качестве таковых преимущественно могут быть использованы тонкопленочные покрытия на основе углерода с добавлением атомов алюминия 0,01-20 ат.%, а в частных случаях - и атомов магния. Полученные заготовки помещают в рабочую камеру, содержащую источник ускоренных частиц, и создают в ней вакуум ~ 10-1 -10-5 Па. В качестве ускоренных частиц могут быть использованы ионы или атомы кислорода, или водорода, или азота, или инертных газов, или их смеси. Заготовки облучают потоком 3 ускоренных частиц с необходимым (предварительно определенным) значением энергии через шаблон (маску) 4. Шаблон (маска) может быть размещен непосредственно на заготовке, т.е. находиться в контакте с верхним слоем облучаемого вещества или находиться на некотором удалении от него. Под воздействием потока 3 ускоренных частиц происходит полное удаление материала рабочего слоя (рабочей поверхности) на облучаемых участках 5 за счет физического распыления и/или реактивного травления, т.е. в рабочем слое создается некоторый рисунок, который обладает свойствами иными, чем окружающая его матрица (из материала рабочего слоя), не подвергавшаяся воздействию ускоренных частиц.Example 2. A method of manufacturing an offset form can be carried out as follows. On the substrate 1 (see Fig. 2.), which can be made of any metal, plastic, lavsan, etc. with a sufficient thickness providing the required strength characteristics, an
Требуемый диапазон значений энергий для осуществления технологического процесса, как и в предыдущем примере, определяется экспериментальным путем.The required range of energy values for the implementation of the process, as in the previous example, is determined experimentally.
Пример 3. Способ реализуется по общей схеме, описанной в примере 1. На подложку, выполненную из алюминия размером 15×15 мм толщиной 0,5 мм посредством вакуумного распыления был нанесен рабочий слой толщиной 50 нм из углерода с добавлением 10 ат.% ат. алюминия. После этого материала рабочего слоя на требуемых участках полностью удаляют облучением ускоренными ионами гелия с энергией 1,5 КэВ, с плотностью тока 1 мА/см2 в течение 5 мин через маску с соответствующим рисунком.Example 3. The method is implemented according to the general scheme described in example 1. On a substrate made of aluminum with a size of 15 × 15 mm and a thickness of 0.5 mm, a working layer with a thickness of 50 nm made of carbon with the addition of 10 at.% At. aluminum. After this material, the working layer in the required areas is completely removed by irradiation with accelerated helium ions with an energy of 1.5 KeV, with a current density of 1 mA / cm 2 for 5 min through a mask with the corresponding pattern.
Пример 4. Способ реализуется по общей схеме, описанной в примере 2. На подложку, выполненную из полиамида размером 15×15 мм толщиной 0,5 мм посредством вакуумного распыления был нанесен подстилающий слой алюминия толщиной 100 нм а на него рабочий слой из неорганического материала на основе углерода с добавлением атомов алюминия 5 ат.% и магния 1 ат.%, толщиной 20 нм. После этого, для полного удаления материала рабочего слоя его облучают ускоренными ионами кислорода с энергией 1 КэВ, плотность тока пучка 0,5 мА/см2 в течение 1,5 мин.Example 4. The method is implemented according to the general scheme described in example 2. A substrate layer of aluminum with a thickness of 100 nm was deposited by vacuum spraying on a substrate made of 15 × 15 mm polyamide with a thickness of 0.5 mm and a working layer of inorganic material on it carbon-based with the addition of aluminum atoms of 5 at.% and
Пример 5. Способ реализовывался по общей схеме, изложенной в примерах 1 и 2 с использованием различных веществ из двух- или многоатомного неорганического материала на основе углерода с добавлением различного количества атомов алюминия и магния в качестве рабочего слоя и различного вида ускоренных частиц. Для удобства восприятия результаты сведены в таблицу.Example 5. The method was implemented according to the general scheme described in examples 1 and 2 using various substances from a diatomic or polyatomic inorganic material based on carbon with the addition of a different number of aluminum and magnesium atoms as a working layer and various types of accelerated particles. For ease of perception, the results are tabulated.
Claims (6)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2008130982/12A RU2371317C1 (en) | 2008-07-29 | 2008-07-29 | Method of manufacturing printing forms for offset printing |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2008130982/12A RU2371317C1 (en) | 2008-07-29 | 2008-07-29 | Method of manufacturing printing forms for offset printing |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2371317C1 true RU2371317C1 (en) | 2009-10-27 |
Family
ID=41353059
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2008130982/12A RU2371317C1 (en) | 2008-07-29 | 2008-07-29 | Method of manufacturing printing forms for offset printing |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2371317C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2546477C1 (en) * | 2013-10-09 | 2015-04-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Омский государственный технический университет" | Method of making printing plates for offset printing |
-
2008
- 2008-07-29 RU RU2008130982/12A patent/RU2371317C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2546477C1 (en) * | 2013-10-09 | 2015-04-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Омский государственный технический университет" | Method of making printing plates for offset printing |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP1829088B1 (en) | Lift-off patterning processes employing energetically-stimulated local removal of solid-condensed-gas layers | |
| EP0727508A1 (en) | Method and apparatus for treatment of substrate surfaces | |
| EP2189237B1 (en) | Method for processing material with energy-rich irradiation | |
| CA2291041C (en) | Diamond marking | |
| RU2371317C1 (en) | Method of manufacturing printing forms for offset printing | |
| JP2012223731A (en) | Formation method for pattern of titanium dioxide photocatalyst layer | |
| JP3401425B2 (en) | Laser processing method and laser processing apparatus | |
| JPS6189636A (en) | Optical processing | |
| Samukawa et al. | Surface reaction enhancement by UV irradiation during Si etching process with chlorine atom beam | |
| RU2353528C1 (en) | Method of manufacturing offset plates | |
| WO2010069594A1 (en) | Process and apparatus for coating articles by means of a low-pressure plasma | |
| KR20140118537A (en) | Method of manufacturing mask | |
| JP5241169B2 (en) | Method for ion beam treatment of dielectric surface and apparatus for performing the method | |
| JPS60224588A (en) | Marking by laser | |
| JP2008047535A6 (en) | Method for ion beam treatment of dielectric surface and apparatus for performing the method | |
| JP2007007644A (en) | Cleaning method (deformation) and device of shadow mask in manufacture of display | |
| JPH05190517A (en) | Microscopic pattern forming method | |
| WO2007142610A1 (en) | Method and device for selective etching of composite materials by laser ablation | |
| JP4369787B2 (en) | Photomask white defect correction method | |
| JPH11216578A (en) | Glass substrate laser processing method, diffraction grating and microlens array obtained therefrom | |
| JP2536588B2 (en) | Disassembly and removal device | |
| JPH05279844A (en) | Laser abrasion device | |
| KR100509546B1 (en) | Marking Diamond | |
| Hennig et al. | Large scale laser microstructuring of gravure print rollers | |
| Groussin et al. | Copper Surface Treatment with deep UV Ultrafast Laser for Improved Photocathode Photoemissive Properties |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20100730 |