DE2340323A1 - Verfahren zur herstellung von flachdruckformen - Google Patents
Verfahren zur herstellung von flachdruckformenInfo
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Description
K 2244 FP-Dr.N.-jr 7. August 1973
Beschreibung
zur Anmeldung der
zur Anmeldung der
KALLE AKTIENGESELLSCHAFT Wiesbaden-Biebrich
für ein Patent auf
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Flachdruckformen, bei dem ein mit einer hydrophilen
Schicht bedeckter Träger bildmäßig bestrahlt wird und auf diese Weise oleophile Bildstellen erzeugt
werden.
Bei der photomechanischen Herstellung von Flachdruck-.formen
wird normalerweise ein mit einer lichtempfindlichen Schicht versehenes Kopiermaterial bildmäßig
belichtet und dann mit einer geeigneten Entwickler-
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lösung entwickelt, wobei man oleophile Bildstellen und hydrophile NichtbiIdstellen erhält. Die oleophilen
Bildstellen sind normalerweise die nach der Entwicklun-g
zurückgebliebenen Schichtbereiche, während die Nichtbildstellen die bei der Entwicklung freigelegten Bereiche
der Trägeroberfläche sind.
Zur Entwicklung werden im allgemeinen je nach der Natur
der Schicht organische Lösungsmittel oder alkalische
oder saure wäßrige Lösungen verwendet. Das Arbeiten mit diesen Lösungen muß stets unter Beachtung bestimmter
Sicherheitsmaßregeln erfolgen, und die Beseitigung von verbrauchten Entwicklerlösungen erfordert zusätzliche
Maßnahmen wie Destillation, Neutralisation usw.
Es ist daher erstrebenswert, ohne solche Entwicklerflüssigkeiten auszukommen.
- ·* Patentschrift 1 160 733, Beispiel 4 - belichtete vorsensibüisierte
Offsetdruckformen durch überwischen mit reinem Wasser zu entwickeln. Dabei ist jedoch
immer die Verwendung lichtempfindlicher Kopierschichten erforderlich, die nur eine begrenzte Lagerfähigkeit
und bei etwas, zu langer Lagerung zwar noch kopierfähig
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sind, aber nicht mehr mit reinem Wasser entwickelt werden können. In jedem Fall müssen auch hier
<iie ausgewaschenen Anteile der lichtempfindlichen Schicht;» die z, B, Diazoniumsalze, Säuren, Metallsalze und dgl,
enthalten, beseitigt werden.
Es wurde ferner in der deutschen Patentanmeldung P ZI 31 815.6 vorgeschlagen, Aufzeichnungsmateriali.en
aus Träger und nicht lichtempfindlicher Schicht mit Elektronen zu bestrahlen und mit Wasser oder wäßrigen
Lösungen zu entwickeln. Nach dem dort beschriebenen Verfahren können Offsetdruckformen hergestellt werden.
Aufgabe der Erfindung war es» ein Verfahren zur Herstellung
von Flachdruckformen durch bildmäßige Bestrahlung vorzuschlagen, für das kein lichtempfindliches
Material und kein Entwicklungsschrjtt erforderlich sind. .
Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung von,Flachdruckformen, bei dem ein mit einer
Schicht bedeckter Träger bildmäßig bestrahlt wird. Das Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß man
einen Träger mit einer nicht lichtempfindlichen hydrophilen SchJcht verwendet, die Schicht bildmäßig mit
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Elektronenstrahlen bestrahlt und mit dem erhaltenen bestrahlten Material unmittelbar in einer Flachdruckmaschine
druckt.
Das erfindungsgemäße Verfahren eröffnet eine neuartige und ungewöhnliche einfache Möglichkeit zur Herstellung
von Flachdruckformen. Das dabei verv/endete Aufzeichnungsmaterial ist unempfindlich gegen Tages- und Kunstlicht
sowie gegen Alterung. Es ist praktisch unbegrenzt lagerfähig. Der einzige Verarbeitungsschritt ist die
bildmäßige Bestrahlung des Materials mit Elektronen-Strahlen. Dabei wird die hydrophile Oberflächenschicht
an den bestrahlten Stellen gehärtet, so'daß sie hydrophob bzw. oleophil wird und Druckfarbe aufnimmt.
Die bestrahlte Platte wird ohne weitere Behandlung in eine Offsetmaschine eingespannt, es werden in üblicher
Weise ölige bzw. fette Druckfarbe und Feuchtwasser angetragen. Dabei kann, wenn die ursprüngliche hydrophile
Oberflächenschicht wasserlöslich war, diese Schicht vom
Feuchtwasser abgetragen werden. In diesem Falle muß auch -
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die darunterliegende Trägeroberfläche hydrophil sein.
Wenn die hydrophile Schicht wasserunlöslich istt, erfolgt
praktisch keine Abtragung von Substanz durch das Feuchtwasser, die unbestrahlten Stellen dienen unmittelbar als'
Bildhintergrund.
Bei ausgezeichnet hydrophilen Schichten ist in der Offsetmaschine kein Feuchtwasser erforderlich, d. h, man kann
auch im Trockenoffsetverfahren drucken.
Durch die Elektronenbestrahlung wird eine sehr dauerhafte
Oleophilierung der hydrophilen Oberfläche erreicht, so
daß häufig außerordentlich hohe Druckauflagen erreicht werden können. :
Als hydrophile Schichten im Sinne der Erfindung können Schichten und Oberflächen der unterschiedlichsten Art
in Betracht kommen.
Eine wichtige Gruppe bilden Schichten aus wasserlösliehen,
zur Bildung gleichmäßiger, dünner, nicht kristallisierender Filme geeigneten organischen Substanzen,
die monomer oder polymer sein können..
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Geeignete wasserlösliche Polymere sind z. B. Polyvinylalkohol,
Polyvinylpyrrolidon, Polyalkylenoxide, Polyalkylenimine,
Celluloseether wie Carboxymethylcellulose oder Hydroxyäthylcellulose, Polyacrylamid, Polyacryl- ■
säure, Polymethacrylsa'ure, Stärke, Weizenkleber, Dextrin, Casein, Gelatine, Gummi arabicum und Tannin.
Geeignete monomere oder niedermolekulare wasserlösliche Substanzen sind z. B. wasserlösliche Farbstoffe» wie
Rhodamin B, Methylenblau, Eosin oder Triphenylmethanfarbstoffe,
z. B. Kristal 1 violett, sowie die filmbildenden niedermolekularen organischen Substanzen,
die in der deutschen Offenlegungsschrift 2 036 585 beschrieben sind. Hierzu gehören vor allem monomere
und oligomere Kohlenhydrate einschließlich der davon
abgeleiteten Reduktions- und Oxydationsprodukte sowie ihrer Ester, Kther, Salze und dgl., z, B, Arabit, Sorbit,
Pentaerythrit, Dipentaerythrit, TetramethylolcyclopentanoU »
Tetramethylolcyclohexanol , Anhydroenneaheptit, Gluconsäure,
Galaktonsäure, Galakturensäure, Schleimsäure sowie deren Alkali- oder Ammoniumsalze, Glucose,
Galaktose, Fructose, Mannose, Arabinose, Saccharose, Lactose, Maltose, Methylglucose, Hydroxyäthylglucose,
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Saccharose-Monolaurat, Saccharose-Honopa Imitat,
Saccharose-Mono-lE-hydroxy-stearat; ferner Netzmittel
wie Saponine, Natriumsalze alkylierter Sulfobernsteinsäuren und alkylierter Arylsulfonsäuren, Polyglykole,
Polyglykolalkylphenoläther, Polyoxyäthylen-Sorbitan-Fettsä'ureester
und dgl. mehr.
Mit Vorteil können auch wasserunlösliche hydrophile Schichten verwendet werden, die sowohl anorganischer
als auch organischer Natur sein können.
Geeignete organische wasserunlösliche hydrophile Substanzen sind z. 6. Assoziationsproduk,te aus
Phenolharzen und Polyäthylenoxiden, wie.sie inder DOS 1 447 978 beschrieben sind, gehärtete Melamin-Formaldehyd-Harze
gemäß britischer Patentschrift 907 289 oder Amin-Harnstoff-Formaldehyd-Kondensationsharze
oder sulfonierte Harnstoff-Formaldehydharze, wie. sie in der DAS X 166 217 beschrieben sind; ferner· *
vernetzte hydrophile Kolloide, z. B. vernetzter Polyvinylalkohol, die gegebenenfalls'hydrophile anorganische Pig- mente
enthalten können. . · ' ■
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Weiterhin geeignet sind wasserunlösliche hydrophile anorganische Pigmentschichten, die in die Oberfläche
des Trägers, z. B. einer Kunststoffolie oder eines mit einer Kunststoffoberfläche versehenen Papiers
eingebettet sind. z. B. Schichten aus pyrogener Kieselsäure.
Eine besonders wichtige und bevorzugte Gruppe von erfindungsgemäß verwendbaren wasserunlöslichen
hydrophilen Schichten sind die Schichten, die durch Umsetzen von Metalloberflächen, insbesondere Aluminiumoberflächen,
mit monomeren oder polymeren organischen oder anorganischen Säuren oder deren Sal.zen oder bestimmten
Komplexsäuren oder -salzen erhalten worden sind. Derartige Schichten sind in der Flachdrucktechnik
wohlbekannt und werden verbreitet zur Vorbehandlung von Metallträgern für das Aufbringen
lichtempfindlicher Schichten verwendet. Beispiele · ■
für geeignete Behandlungsmittel sind Alkalisilikate (OT-PS 907 147), Phosphonsäuren oder deren Derivate
(DTrPS 1 134 093 und 1 160 733), Titan- oder Zirkonhexahalogenide
(DT-AS 1 183 919 und 1 192 668), organische Polysäuren (DT-PS 1 091 433), monomere
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Carbonsäuren oder deren Derivate, Phospbomolybdate,
SiIicomolybdate usw. Für die Zwecke der vorliegenden
Erfindung werden jedoch im allgemeinen Beharvdlungslösungen
mit höheren Konzentrationen der angegebenen Substanzen als sonst üblich eingesetzt, vorzugsweise
Lösungen mit einem Gehalt von etwa 3 bis 15
Als hydrophile Schichten sind ferner Böhmitschichten
geeignet, die auf Aluminiumträgern, gegebenenfalls nach anodischer Oxydation, durch Behandlung mit heißem
Wasser oder heißen wäßrigen Lösungen erzeugt worden sind.
Allgemein müssen die hydrophilen Schichten im Sinne der Erfindung die Bedingung erfüllen, daß sie beim
Flach- oder Offsetdruckverfahren bei gleichzeitiger Einwirkung von Druckfarbe auf Qlbasis und von Feuchtwasser
nur von dem letzteren benetzt werden. Schichten '■. mit dieser Eigenschaft sind als Träger- oder Hintergrundoberflächen
für Flachdrugkplatten hinreichend bekannt. Darüber hinaus erfüllen, wie oben ausgeführt,
auch Schichten von wasserlöslichen filmbildenden
organischen Substanzen diese Voraussetzung.
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Die weitere Bedingung» die die hydrophilen Schichten für eine Verwendung bei dem erfindungsgemäßen Verfahren
erfüllen müssen, ist die Fähigkeit, bei Bestrahlung mit. Elektronenstrahlen ihre Oberflächenspannung gegenüber
Wasser und Druckfarbe derart zu verändern, daß sie nicht mehr von Wasser, sondern nur noch von Druckfarbe auf
öl- bzw. Fettbasis benetzt, also hydrophob bzw. oleophil werden.
Obwohl über die Natur der Veränderung durch Elektronenbestrahlung keine sicheren Vorstellungen bestehen, kann
angenommen werden, daß dabei eine Polymerisation oder eine Vernetzung unter Abspaltung oder Umwandlung hydrophiler
Gruppen, insbesondere von OH-Gruppen, in hydrophobe Gruppierungen erfolgt. Daraus ergibt sich, daß
hydrophile Schichten, deren Hydrophilie nicht auf der Anwesenheit von vernetzbaren hydrophilen Gruppen beruht,
z. $♦ Metalloberflächen wie Chrom oder reine anodisch
erzeugte Oxidflächen auf Aluminium, für eine Verwendung ' *·'
bei dem erfindungsgemäßen Verfahren nicht geeignet sind.
Als Träger für die hydrophilen Schichten sind die im ' *
Flachdruck üblichen Materialien, z. B. mit Celluloseacetat beschichtetes Papier, Zink, Magnesium, Aluminium,
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Chrom» Kupfer, Messing, Stahl, MehrmetaTl-, Kunststofföder
Kunststoff-Metall -Verbund.fol ien geeignet. Vorzugsweise
wird mechanisch, chemisch oder mit Hilfe des" elektrischen Stroms aufgerauhtes und bzw. oder anodisiertes
Aluminium verwendet. Wenn wasserlösliche hydrophile Schichten verwendet werden, ist es erforderlich,
daß die Trägeroberfläche permanent hydrophil ist. Anderenfalls kann sie beliebig gewählt werden.
-8 -2 2
Ladungsdichte von etwa 10 bis 10 Coul/cm bei einer·
Beschleunigungsspannung von etwa 5 bis 50 kV bildmäßig
bestrahlt. Je nach Empfindlichkeit der eingesetzten Schichten werden Zeiten von 0,005 bis 10 Sekunden pro
2 cm Wegstrecke bei Strahlstromstärken von l,uA bis JOQOyUA benötigt. Da die Schichten lichtunempfindlich,
auch" gegenüber UV-Licht, sind, kann die Bestrahlung im Tageslicht erfolgen. Der Elektronenstrahl wird zweckmäßig
mittels einer vorgegebenen programmierten Strich- und/oder Raster-Bewegung gesteuert.
E$ i§t ein besonderer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens, daß der bildmäßig bestrahlte Druckträger
sofort in eine Offsetdruckmaschine gespannt und unmittel-
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bar mit dem Druck begonnen werden kann. Eine Entwicklung
bzw. EntSchichtung der bildfreien Stellen des.Druckträgers, wie sie bei den selbstbeschichteten und meisten'
vorsensibilisierten Offsetdruckplatten bekannt ist und
oft in räumlich aufwendigen und teuren Entwicklungsmaschinen durchgeführt wird, entfällt vollständig. Dieser
Vorteil kommt den Bestrebungen nach größerer Schnelligkeit und Rationalität im Offsetdruck sehr entgegen,
Bei der Verarbeitung der bestrahlten Materialien in der Offsetdruckmaschine wird entweder im Trockenoffsetverfahren
oder in Gegenwart von Feuchtwa^ser gedruckt. Bei der Benetzung der hydrophilen Nichtbildstellen mit
Feuchtwasser wird entweder gar kein Material abgetragen (wasserunlösliche Schichten), oder es werden nur verhältnismäßig
kleine Stoffmengen von Feuchtwasser aufgenommen (wasserlösliche Schichten), die in vielen Fällen leicht
abbaubar sind und unbedenklich in das Abwasser geleitet *
werden können. Im Gegensatz dazu fallen bei der Entwicklung üblicher lichtempfindlicher Schichten zumeist wesentlich
aggressivere Substanzen an, deren umweltunschädliche Beseitigung zusätzliche Maßnahmen erfordert.
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Die folgenden Beispiele erläutern bevorzugte Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens. Prozentangaben
sind, wenn nichts anderes angegeben ist, Gewichtsprozente. Als Gewichtsteil ist 1 g zu setzen, wenn als Volumenteil
1 ecm gewählt wird.
Eine Aluminiumplatte von 0,3 mm Dicke wird durch Bürsten mechanisch aufgerauht und 3 Minuten bei 70° C in 20 %ige
Trinatriumphosphatlösung getaucht, mit Wasser gespült, 15 Sekunden lang mit 70 %iger Salpetersäure behandelt
und nach nochmaligem Spülen mit warmem Wasser 3 Minuten in 10 %ig.er Natriumsilikat-Lösung bei 85° C behandelt,
mit Wasser gespült und getrocknet.
Die nicht lichtempfindliche, jahrelang lagerfähige beschichtete
Al-Platte wird nun mit mittelschnellen Elektronen mit
Energien um 10-15 kV im Hochvakuum (etwa 10"' Torr) bildmäßig bestrahlt. Die Strahlstromstärke beträgt 200,uA ύ-ηά^
die Ablenkgeschwindigkeit 1,0 sec/2 cm Weglänge.
Nach der Bestrahlung wird die Druckplatte ohne weitere
Arbeitsgänge in eine Offsetmaschine gespannt und mit dem Druck begonnen, wobei die bestrahlten Stellen fette
Druckfarbe aufnehmen. Man erhält mehrere Tausend Drucke.
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Eine walzblanke Al-Rolle wird im Bandverfahren aufgerauht
und anodisiert und mit einer 5 %igen Lösung von Polyvinylpyrrolidon
in Wasser beschichtet und getrocknet.
Das nicht lichtempfindliche Material wird zu Stücken
zerschnitten und, wie in Beispiel 1 beschrieben, bildmäßig mit mittelschnellen Elektronen bestrahlt, jedoch
mit einer Ablenkgeschwindigkeit von 5 sec/2cm Weglähge.
Nach der Bestrahlung wird die Al-Folie in eine Offsetdruckmaschine
gespannt, worauf unmittelbar gedruckt wird.
Ähnliche Ergebnisse erhält man, wenn man statt Polyvinylpyrrolidon
dessen Mischpolymerisate oder Casein oder 2,5 % Weizenkleber oder 5 % Tannin in Wasser gelöst zur
Beschichtung verwendet.
Beispiel 3 - * »
Eine mechanisch gekörnte Al-Platte wird durch Tauchen in 80° C heiße 5,0 fcige wäßrige Polyvinylphosphonsäurelösung
beschichtet, getrocknet und mit einem Elektronenstrahl bildmäßig bestrahlt. Der Strahl hat die Stromstärke von
20OyUA und die Ablenkgeschwindigkeit-von 0,5 sec/2 cm
Weglänge.4Die getroffenen Stellen sind oleophil und/
nehmen beim Druck fette Farben an.
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Eine Al/Cr-Platte wird mit einer wäßrigen 2,5 %igen
Polyvinylalkohollösung beschichtet und mit Elektronen
von 100,uA bei einer Ablenkgeschwindigkeit von 5' see/ .
2 cm bestrahlt. Anschließend wird, wie oben beschrieben, sofort gedruckt.
Ähnliche Ergebnisse erhält man, wenn anstelle von Polyvinylalkohol
mit 6 %iger Lösung von Dextrin, 18 %iger-Lösung
von Gummiarabicum, 5 %iger Lösung von Stärke,
2,5 %iger Lösung von Weizenkleber oder 0,1 %iger Lösung
von Hydroxyäthylcellulose beschichtet wird.
Eine anödisierte Al-Platte wird mit einer 5 %igen Lösung
von Polyäthylenglykol mit dem mittleren Molgewicht von
3900 bis 4800 beschichtet und mit Elektronen von 2QO,uA
bei einer Ablenkgeschwindigkeit von 5 sec/2 cm bestrahlt. Die bestrahlte Platte wird unmittelbar als Qffsetdruckform
verwendet.
Ähnliche Ergebnisse erhält man, wenn mit 2,5 %iger Lösung
von Polyacrylsäure beschichtet wird.
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Eine anodisierte Al-Platte wird zur Erzeugung einer Böhmitschicht, deren Dicke mindestens zehnm-al größer,
als die der Luftoxidschicht ist, 60 Sekunden bei 95° C in reinstes Wasser getaucht und getrocknet. Nach bildmäßiger
Bestrahlung mit Elektronen von 20,uA sind die bestrahlten Stellen oleophil und nehmen beim Einlaufen
in der Offsetdruckmaschine Farbe an.
Anstelle einer anodisierten Platte kann mit ähnlichem Erfolg auch eine durch Nylonbürsten in einer Bimsstein-Suspension
aufgerauhte Al-Platte mit einer Böhmitschicht
versehen und wie oben verarbeitet werden.
Eine zur Verwendung als Druckplatte geeignete Papierfolie, welche mit einem überzug aus hydrophilem kolloi-*
dalem Bindemittel mit feinteiligem anorganischem Pigment
nach den Angaben der USA-Patantschrift 2 534 588 versehen
ist, wird mit Elektronen von 25,uA bestrahlt und danach wie in Beispiel 1 angegeben angedruckt.
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1 228 414 mit einer hydrophilen Haftschicht versehene Polyäthylenterephthalatfolie wird mit Elektronen von ,
50/UA bestrahlt und wie in Beispiel 1 weiter behandelt.
Es werden Drucke ähnlicher Qualität wie dort erhalten.,
2 %igen wäßrigen Kristall Violettlösung beschichtet und getrocknet. Man bestrahlt mit Elektronen von
100,uA Strahlstromstärke. Danach wird die Druckplatte in eine Offsetdruckmaschine gespannt und mit einem
feuchten Schwamm überwischt. Die sehr leicht wasserlösliche Farbstoffschicht wird dadurch an den nicht
bestrahlten Stellen entfernt, während sie an den bestrahlten Stellen gehärtet und oleophil ist.
Das überwischen mit dqm feuchten Schwamm ist nicht
erforderlich, nur kann beim Einlaufen ohne vorheriges
überwischen die Maschine auf die Dauer durch die Farbstoffreste verschmutzt werden.
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Statt KristaTlviolett können die'Farbstoffe Rhödamin B,
Methylenblau und Eosin in gleicher Konzentration mit gleichem Erfolg eingesetzt werden.
Eine mechanisch aufgerauhte Al-Platte wird mit einer 5 %igen Lösung von Sorbit beschichtet! getrocknet und
wie im Beispiel 1 beschrieben, mit Elektronen bestrahlt und in einer Offsetmaschine ohne weitere Arbei tsga'nge
mit dem Druck begonnen.
Mit gleich gutem Erfolg kann man statt der Sorbitlösung
Lösungen gleicher Konzentration von Rohr-, Trauben-, Milchzucker und/oder Maltose einsetzen.
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Claims (6)
- Patentansprüchelly Verfahren zur Herstellung von Flachdruckformen, bei dem ein mit einer hydrophilen Schicht bedeckter Träger bildmäßig bestrahlt wird, dadurch gekennzeichnet, daß man einen Träger mit einer nicht lichtempfindlichen hydrophilen Schicht verwendet, die Schicht bildmäßig mit Elektronenstrahlen bestrahlt und mit dem erhaltenen bestrahlten Material unmittelbar in einer Flachdruckmaschine druckt.
- 2. Verfahren nach Anspruch 1» dadurch gekennzeichnet, daß man als hydrophile Schicht eine Schicht aus einer wasserlöslichen filmbildenden organischen Verbindung verwendet.
- 3» · Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß man eine Schicht aus einer wasserlöslichen hochmolekularen organischen'Verbindung verwendet.
- 4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man einen metallischen Träger verwendet.509808/0 591
- 5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß man einen Träger mit einer wasserunlösliehen hydrophilen Schicht verwendet, die aus dem Reaktionsprodukt der Metalloberfläche mit einer monomeren oder polymeren organischen oder anorganischen Säure oder deren Salz besteht.
- 6. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet* daß man einen Träger aus Aluminium verwendet.509808/0591
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