DE2812733A1

DE2812733A1 - Uv-lichtempfindliche platte fuer graphische anwendungen

Info

Publication number: DE2812733A1
Application number: DE19782812733
Authority: DE
Inventors: Ladislav Sandera
Original assignee: Alusuisse Holdings AG
Current assignee: Alcan Holdings Switzerland AG
Priority date: 1977-04-18
Filing date: 1978-03-23
Publication date: 1978-10-19
Also published as: CH623664A5; US4197354A; GB1552762A; US4250213A; FR2388306A1; CA1121646A

Description

SCHWEIZERISCHE ALUMINIUM AG, CHIPPIS

UV-lichtempfindliche Platte für graphische Anwendungen

Die Erfindung bezieht sich auf eine UV-lichtempfindliche Platte für graphische Anwendungen bestehend aus einer Aluminiumplatte oder -folie mit einer anodisch erzeugten, eingefärbten, noch unverdichteten Aluminiumoxidschicht, einer Zwischenschicht und einer lichtempfindlichen Kunststoffschicht, sowie auf ein Verfahren zu ihrer Herstellung.

Im graphischen Gewerbe sind eine Reihe von Verfahren bekannt, bei denen auf anodisiertem Aluminium Muster, Schriftzüge und ähnliches hergestellt werden. Prinzipiell bieten sich dabei folgende Varianten zur Kontrastentstehung an:

Stellenweises Wegätzen der gefärbten Oxidschicht (der Kontrast entsteht zwischen der eingefärbten Aluminiumoxidschicht und dem blanken Aluminium).

- Stellenweises Durchätzen einer auf eine Kunststoffolie aufkaschierten, anodisierten Aluminiumfolie bis auf den farbigen Untergrund.

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Partielle Entfärbung durch Oxidation der in die Poren eingelagerten Farbstoffe.

Das Entfärben der Oxidschicht, bekannt als BLEACHING-Prozess, weist gegenüber den vorgängig erwähnten Alternativen einige wesentliche Vorteile auf wie gute Korrosionsbeständigkeit, Wirtschaftlichkeit und besseres Auflösungsvermögen der Kopie (keine Relief). Zur Durchführung dieses Prozesses sind prinzipiell zwei verschiedene Verfahren anwendbar:

- Für grosse Stückzahlen hat im Zusammenhang mit der Offsetdrucktechnik der sogenannte "Reservedruck" grosse Anwendung gefunden.

Für kleine Stückzahlen wird die ebenfalls bekannte Fotoresistlacktechnik eingesetzt.

In der Fotoresistlacktechnik wird durch Belichten einer auf der Oxydschicht aufgebrachten UV-lichtempfindlichen Kunststoffschicht durch ein Negativ eine Schablone des zu erzeugenden Musters auf der eingefärbten, noch nicht gesealten Aluminiumoxidschicht erzeugt. Anschliessend wird die eingefärbte Aluminiumoxidschicht mit verdünnter Salpeteroder Schwefelsäure, die gegebenenfalls ein Oxydationsmittel enthält, an den frei gelegten Stellen entfärbt. Dieser Ent-

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färbungsprozess wird meistens kurzzeitig nach dem Einfärben der Aluminiumoxidschicht durchgeführt. Ein längeres Lagern der Platten ist zu vermeiden, da eine einwandfreie Entfärbung der Oxidschicht einen freien Zutritt vom Oxidationsmittel zu den Farbpartikeln voraussetzt, was durch ein langsames Versiegeln der Poren durch Luftfeuchtigkeit im Laufe dar Zeit erschwert wird. Erschwerend wirkt sich ebenfalls aus, dass der UV-lichtempfindliche Kunststoff die Tendenz zeigt, Poren zu "verstopfen" und somit ebenfalls einen freien Zutritt des Oxidationsmittels zu Farbpartikeln zu verhindern.

Es sind bereits eine Reihe von Verfahren bekannt, bei denen durch einen geeigneten Aufbau des Schichtenwerkstoffes der Selbstsealingeffekt während der Lagerzeit verhindert wird, wobei auch eine Fotolackpenetration in die Poren vermieden wird, sodass die Fotolackschicht an den belichteten Stellen bei der Entwicklung restlos entfernt werden kann. Während man den Selbstsealingeffekt durch den Einsatz von fast porenfreien Fotolackschichten verhindern kann, wird das Eindringen des Fotoresistlackes in die Poren mit Hilfe der sogenannten "Barrierlayer-Methode" gelöst. Diese Methode beruht auf der Herstellung einer sehr dünnen wasserlöslichen Zwischenschicht zwischen der Aluminiumoxid- und der Fotoresistlackschicht.

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Bei der Entwicklung der PR-Schicht v/ird diese Zwischenschicht nicht angegriffen. Beim anschliessenden Spülen löst beispielsweise ein Wasserstrahl oder ein mit Wasser getränkter Schwamm diese Zwischenschicht auf und gestattet dem anschliessend eingesetzten Oxidationsmittel den freien Zutritt zu den zu entfernenden Farbteilchen in den Poren.

Für diesen Zweck, d.h. als "Barrierlayer" stehen verschiedene Derivate wie z.B. Gelatine, Leime, Dextrine und andere mehr zur Verfügung. Mit Rücksicht auf eine lange Haltbarkeit der beschichteten Platte hat sich in der Praxis insbesondere Carboxymethylcellulose (CMC) eingeführt.

Dieser hochmolekulare Stoff besteht aus Glukoseringen, die kettenförmig aneinander hängen, wobei der Wasserstoff der Hydroxygruppen durch das Natriumsalz einer niederen Carbonsäure substituiert ist. Carboxymethylcellulose wird in der Praxis in Form von kolloidalen Lösungen in polaren Lösungsmitteln eingesetzt. In polaren Lösungsmitteln neigen die CMC-Partikel jedoch zur Klumpenbildung, was ihre Handhabung im Betrieb wesentlich erschwert. Es müssen spezielle Mischtechniken angewendet werden, die den Einsatz von Schnellmixern oder Ultraschallsonden notwendig machen. Ein weiterer Nachteil ist die schlechte Stabilität der Lösung: Carboxymethylcellulose, wie alle natürlichen Stoffe, wird durch

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verschiedene Mikroorganismen abgebaut. Dieser Abbau führt zur Hydrolyse und dadurch zur Fällung von CMC-Hydrolyseprodukten. Depolymerisation und Abbau von Carboxygruppen verschlechtern die Wirksamkeit der Lösung in kurzer Zeit dermassen, dass nicht mit frisch zubereiteten Lösungen hergestellte Schutzschichten ihrer Funktion nicht mehr gerecht werden und bewirken, dass im späteren Verarbeitungsprozess der Entfärbungsvorgang nur unvollkommen oder überhaupt nicht stattfindet. Weiter besteht die Gefahr, dass aus der Lösung mitgeschleppte Mikroorganismen die Schutzschicht selbst angreifen und ihre Funktion beeinträchtigen.

Der Erfindung liegt demnach die Aufgabe zu Grunde, einen Ersatz für die Carboxymethylcellulose vorzuschlagen, der bei einfacher Präparation der zu applizierenden Lösung eine gute Haltbarkeit der Lösung zeigt und in seiner Funktion als Schutzschicht der Carboxymethylcellulose zumindest ebenbürtig ist.

Die Aufga.be wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass zur Bildung der Zwischenschicht mindestens ein in polaren Lösungsmitteln lösliches Copolymer aus einem Monomeren der Gruppe

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A) ungesättigte Aether
ungesättigte Alkohole
ungesättigte Amine
ungesättigte Ketone
Styrol

mit einem Monomeren der Gruppe

B) ungesättigte Carbonsäuren oder Carbonsäuresalze ungesättigte hydrolisierbare Carbonsäurederivate

aus einer Lösung auf die anodisch erzeugte, eingefärbte jedoch noch unverdichtete Oxidschicht aufgebracht wird, worauf diese Zwischenschicht getrocknet und die Platte anschliessend auf der Zwischenschicht mit einem UV-lichtempfindlichen Kunststoff beschichtet wird.

unter dem Begriff "polare Lösungsmittel" werden z.B. Wasser, Methanol, Aethanol u.a. verstanden.

Als Carbonsäuren bzw. Carbonsäuresalze werden bevorzugt Acrylsäure und Methacrylsäure bzw. ihre Alkalisalze verwendet .

Es hat sich weiter als vorteilhaft erwiesen, als polymerisa-

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tionsfähige Carbonsäure-Derivate die Anhydride einzusetzen.
Als besonders geeignet hat sich Maleinsäureanhydrid erwiesen.

Ebenso hat es sich als vorteilhaft erwiesen als ungesättigten Aether Vinylmethyläther, als ungesättigten Alkohol Vinylalkohol, als ungesättigtes Amin Vinylamin und als ungesättigtes
Keton Vinylmethylketon einzusetzen.

Im Vergleich mit Carboxymethylcellulose weist die Verwendung der erfindungsgemässen Copolymeren einige entscheidende Vorteile auf:

- Da die verwendeten Copolymere in polaren Lösungsmitteln löslich sind, erübrigt sich in der industriellen Anwendung der Einsatz von aufwendigen Mischtechniken.

Die Stabilität der erfindungsgemässen, Copolymere enthaltenden Lösungen ist wesentlich höher, da es sich
nicht um natürliche Stoffe handelt und somit keine Neigung zum Abbau durch Mikroorganismen besteht.

- Im Vergleich zur Carboxymethylcellulose zeigen diese
Stoffe einen wesentlich ausgeprägteren Klebstoffcharakter, was auf die höhere Zahl der Carboxygruppen zurückzuführen ist. Dies bewirkt, dass mit wesentlich niedri-

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geren Konzentrationen gearbeitet werden kann. Dieser umstand wirkt sich auch positiv auf die Verarbeitung der Platten aus. Eine Unterwanderung der Entfärbungslösung zwischen die gefärbte Oxid- und die Fotolackschicht durch ein Auflösen der Zwischenschicht wird weitgehend verhindert.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von zwei Beispielen näher erläutert.

Beispiel 1

Eine Aluminiumfolie (99.5 % Al) wurde konventionell im Gleichstromverfahren in 15-%iger Schwefelsäure anodisiert und schwarz eingefärbt (Farbstoff MLW (Sandoz AG Basel), 30 g/l, pH = 4.7, t = 10 Min., T = 40 - 60°C). Die getrocknete Probe wurde in zwei Hälften zerschnitten. Eine Probenhälfte wurde in eine frisch zubereitete, die andere in eine zwei Wochen alte wässrige Lösung getaucht, die 1.3 g/l eines hydrolisierten Copolymers aus Vinylmethylaether und Maleinsäureanhydrid enthielt (S-95, Produkt GAF) '. Nach dem Trocknen wurde die so behandelte Probe mit Fotoresistlack PR4 (Kodak) beschichtet und getrocknet. Nach 12 Monaten Lagerzeit bei Raumtemperatur wurde die so hergestellte Platte wie nachfolgend beschrieben verarbeitet.

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Zur Verarbeitung wurden die Platten durch ein Negativ mit UV-Licht belichtet und auf den unbelichteten Stellen nicht polymerisierter Fotolack in einer Mischung aus Trichloraethylen und Trichloraethan (1:1) gelöst. Mit der Entfernung der Zwischenschicht (Barrier-Layer) mittels einem Wasserstrahl wurden auch letzte Partikel der Fotolackschicht beseitigt und die Oxidschicht konnte auf diesen Stellen leicht mit 15% Kaliumpermanganat enthaltender 10%iger Schwefelsäure während 5 Min. entfärbt werden. Anschliessend wurden die gehärteten Partien der PR-Schicht durch Tauchen in Methylenchlorid und darauf die Reste der Barrier-Layer mit Wasser entfernt. Schliesslich wurden die Oxidschichten auf übliche Weise in Wasser verdichtet.

Weder in der Verarbeitung der Platten noch in der Qualität der Muster konnte ein Unterschied zwischen den beiden Proben festgestellt werden.

Beispiel 2

Eine 50 um dicke Aluminiumfolie aufkaschiert auf eine 220 um dicke PVC-Folie wurde identisch wie in Beispiel 1 anodisiert, eingefärbt und in zwei Probehälften zerschnitten. Die gefärbten und getrockneten Proben wurden während 7 Sekunden in eine frisch zubereitete bzw. in eine 3 Wochen alte methanolische Lösung getaucht die 1.8 g/l des

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hydrolisierten Copolymers aus Styrol und Maleinsäureanhydrid (Lytron, UNION CARBIDE) enthielt. Nach dem Trocknen und Beschichten mit Fotoresistlack PR4 (Kodak) wurde die Platte während 12 Monaten bei Raumtemperatur gelagert. Die Verarbeitung der Platte erfolgte in gleicher Weise wie in Beispiel 1 mit der Ausnahme, dass die Zwischenschicht mit einem in Wasser getauchten Schwamm entfernt wurde.

Zwischen den beiden Proben konnten bezüglich der Verarbeitungseigenschaften und der Bildqualität keine Unterschiede festgestellt werden.

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Claims

28Ί2733

Patentansprüche

1· Verfahren zur Herstellung einer UV-lichtempfindlichen Platte für grafische Anwendungen, bestehend aus einer Aluminiumplatte oder -folie mit einer anodisch erzeugten, eingefärbten noch unverdichteten Aluminiumoxidschicht, einer Zwischenschicht und einer lichtempfindlichen Kunststoffschicht, dadurch gekennzeichnet, dass zur Bildung der Zwischenschicht mindestens ein in polaren Lösungsmitteln lösliches Copolymer aus einem Monomeren der Gruppe

A) ungesättigte Aether
ungesättigte Alkohole
ungesättigte Amine
ungesättigte Ketone
Styrol

mit einem Monomeren der Gruppe

B) ungesättigte Carbonsäuren oder Carbonsäuresalze ungesättigte hydrolisierbare Carbonsäurederivate

aus einer Lösung auf die anodisch erzeugte, eingefärbte jedoch noch unverdichtete Oxidschicht aufgebracht wird,

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worauf diese Zwischenschicht getrocknet und die Platte an schliessend auf der Zwischenschicht mit einem UV-lichtemp findlichen Kunststoff beschichtet wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zur Bildung der Zwischenschicht ein Copolymer aus Vinylmethylather und Maleinsäureanhydrid verwendet wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zur Bildung der Zwischenschicht ein Copolymer aus Vinylalkohol und Methacrylsäure verwendet wird,

4· Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zur Bildung der Zwischenschicht ein Copolymer aus Methylvinylketon und Maleinsäureanhydrid verwendet wird.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zur Bildung der Zwischenschicht ein Copolymer aus Styrol und Maleinsäureanhydrid verwendet wird.

6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zur Bildung der Zwischenschicht ein Copolymer aus Vinylamin und Acrylsäure verwendet wird.

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UV-lichtempfindliche Platte für graphische Anwendungen bestehend aus einer Aluminiumplatte oder -folie mit einer anodisch erzeugten, eingefärbten, noch unverdichteten Aluminiumoxidschicht, einer Zwischenschicht und einer UV-lichtempfindlichen Kunststoffschicht, dadurch gekennzeichnet, dass die Zwischenschicht aus mindestens einem, in polaren Lösungsmitteln löslichen Copolymeren aus einem Monomeren der Gruppe

A) ungesättigte Aether
ungesättigte Alkohole
ungesättigte Amine
ungesättigte Ketone
Styrol

mit einem Monomeren der Gruppe

B) ungesättigte Carbonsäure oder Carbonsäuresalze ungesättigte hydrolisierbare Carbonsäurederivate

besteht.

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If 28Ί2733

8. Platte nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Zwischenschicht aus einem Copolymer aus Vinylmethylather und Maleinsäureanhydrid besteht.

9· Platte nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Zwischenschicht aus einem Copolymer aus Vinylalkohol und Methacrylsäure besteht. - -

10· Platte nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Zwischenschicht aus einem Copolymer aus Methylvinylketon und Maleinsäureanhydrid besteht.

· Platte nach Anspruch 7,- dadurch gekennzeichnet, dass die Zwischenschicht aus einem Copolymer aus Styrol und Maleinsäureanhydrid besteht.

12. Platte nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Zwischenschicht aus einem Copolymer aus Vinylamin und Acrylsäure besteht.

13. Platte nach einem der Ansprüche 7 bis 12,

dadurch gekennzeichnet, dass die Aluminiumfolie auf eine Kunststoffolie aufkaschiert ist.

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FPA-Cs/eh/Sche

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